DE102019004426A1 - Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges, bei welchem die als Wabenstruktur (1) ausgebildete Verstärkungsstruktur über eine Klebeverbindung (7, 15, 17) an der Freiraumkontur befestigt wird. Bei einem Verfahren, bei welchem die Verstärkungsstruktur einfach an einer Freiraumkontur befestigt werden kann, wird die aus einem harten Wabenkern (3) und einer Decklage (5) bestehende vorkonfektionierte Wabenstruktur (1) mit dem Wabenkern (3) über eine Kleberschicht (7, 15, 17) an einem doppelseitigen Klebeband (9) befestigt, welches an der Freiraumkontur fixiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges, bei welchem die als Wabenstruktur ausgebildete Verstärkungsstruktur über eine Klebeverbindung an der Freiraumkontur befestigt wird.
  • Aus der DE 601 27 411 T2 ist eine selbstklebende Prepregaußenfolie für Sandwichplatten bekannt. Diese Sandwichplatten bestehen aus Deckenplatten, die durch Klebstoff auf entgegengesetzten Seiten eines Kernmaterials unter Bildung der Sandwichplatte aufgeklebt sind. Kerne in einer solchen Sandwichplatte bilden dabei leichte Bienenwabenstrukturen, die aus Hartschaum, Papier oder Holz gefertigt sind. Solche Bienenwabenstrukturen weisen ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdungserscheinungen auf. Aufgrund der strukturellen Festigkeit und Steifigkeit solcher Sandwichplatten ist es aber schwierig, diese in Freiraumkonturen, vorzugsweise in Fahrzeugen anzubringen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem eine eine Wabenstruktur aufweisende Verstärkungsstruktur einfach an der Freiraumkontur ohne Beschädigung der Verstärkungsstruktur angebracht werden kann.
  • Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
  • Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass die aus einem harten Wabenkern und einer Decklage bestehende vorkonfektionierte Wabenstruktur mit dem Wabenkern über eine Kleberschicht an einem doppelseitigen Klebeband befestigt wird, welches an der Freiraumkontur fixiert wird. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass die Wabenstruktur an die Geometrie der Freiraumkontur während der Befestigung angepasst werden kann. Dadurch wird verhindert, dass sich schon bei geringen Kräften die Wabenstege von der Freiraumkontur ablösen. Somit wird die Lebensdauer der Verstärkungsstruktur an der Freiraumkontur erheblich verlängert.
  • Vorteilhafterweise besteht die Kleberschicht aus einem pastösen Klebstoff oder einem Dispersionsklebstoff, welcher dünn auf Stege des Wabenkerns aufgetragen wird. Durch die Verwendung eines pastösen Klebstoffs oder eines Dispersionsklebstoffs wird die Oberflächentopologie des Wabenkerns ausgeglichen, so dass eine größere Klebefläche erzeugt wird, die eine erhöhte Haftfestigkeit der Verstärkungsstruktur an der Freiraumkontur bewirkt.
  • In einer Ausgestaltung wird der pastöse Klebstoff auf die Stege des Wabenkerns aufgewalzt. Damit ergibt sich eine besonders feine und gleichmäßige Verteilung des pastösen Klebstoffs, wodurch eine größere Haftungsfläche erreicht wird. Die Verbundfestigkeit zwischen Wabenkern und der Kleberschicht wird dadurch deutlich erhöht.
  • In einer Alternative wird der pastöse Klebstoff auf die Stege des Wabenkerns berührungslos aufgetragen. Dies erlaubt ein sauberes Auftragen der Kleberschicht.
  • In einer Variante besteht die Kleberschicht aus einem Schmelzklebstoff, welcher unter Wärmeeinwirkung fein auf die Stege des Wabenkerns aufgetragen wird. Solche Schmelzklebstoffe befinden sich bei Raumtemperatur in einem festen Aggregatzustand und werden durch die Wärmeeinwirkung geschmolzen, so dass sie einfach auf den Wabenkern aufbringbar sind, wobei nach der Verbindung der Wabenstruktur mit dem Schmelzklebstoff dieser abkühlt und eine großflächige Klebeverbindung mit der Freiraumkontur darstellt.
  • In einer Ausführungsform wird zwischen dem doppelseitigen Klebeband und dem Wabenkern und/oder dem Wabenkern und der Decklage eine abziehbare Folie eingebracht. Dadurch wird die Haftfestigkeit zwischen dem Klebeband und dem Wabenkern bzw. dem Wabenkern und der Decklage verbessert, wobei im Reparaturfall diese Verbindungen einfach durch Abziehen der Folie wieder gelöst werden können.
  • Vorteilhafterweise wird als abziehbare Folie eine Thermoplastfolie verwendet, welche unter Wärmeeinwirkung auf den Wabenkern aufgelegt wird, um die Thermoplastfolie mit dem Wabenkern und/oder der Wabenkern mit der Decklage stoffschlüssig zu verbinden. Das Auskühlen der Thermoplastfolie nach Beendigung der Wärmeinwirkung erlaubt eine gute stoffschlüssige Verbindung zwischen den beteiligten Bestandteilen.
  • In einer Ausgestaltung besteht die Decklage aus Papier oder einer Papier-/Aluminiumbeschichtung. Diese stellen eine besonders leichte, als auch feuchtigkeitsabweisende Beschichtung dar.
  • In einer Variante ist eine der Kleberschicht zugewandte Oberfläche des Wabenkerns kalibriert. Bei der Kalibrierung werden Unebenheiten der Wabenstruktur durch eine Kalibrierwalze vor Verwendung der Wabenstruktur angepasst. Dadurch wird die Oberflächentopologie der Wabenstruktur ausgeglichen, so dass eine größere Klebefläche erzeugt wird. Auch unkalibrierte Wabenstrukturen können zum Einsatz kommen, da die Kompensation der Unebenheit in der Oberflächentopologie durch den Auftrag des Schmelzklebstoffes stattfindet. Dadurch wird eine viel höhere Verbundfestigkeit zwischen der Kleberschicht und dem Wabenkern hergestellt.
  • In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Befestigkeit der vorkonfektionierten Wabenstruktur über die Kleberschicht und das doppelseitige Klebeband an der Freiraumkontur manuell. Dies hat den Vorteil, dass die Befestigung an den Freiraumkonturen ohne komplexe Anlagentechnik erfolgen kann. Diese Freiraumkonturen können dabei Fahrzeuge aller Art, wie beispielsweise Automobile, Flugzeugrümpfe, Bootsrümpfe und ähnliches darstellen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Verstärkungs- bzw. Versteifungsstrukturen in Form von Dachverstärkungsmatten an einem Fahrzeugdach eines Fahrzeuges angebracht, wobei das Fahrzeugdach aufgrund seiner Rundungen eine Freiraumkontur darstellt. Dabei wird eine vorkonfektionierte Wabenstruktur 1, die aus einem Wabenkern 3 besteht, welcher auf einer aus Papier bestehenden Decklage 5 befestigt ist, über einen pastösen Klebstoff 7 an einem doppelseitigen Klebeband 9 befestigt, wobei das doppelseitige Klebeband 9 auf der einem nicht weiter dargestellten Dach des Fahrzeuges zugewandten Oberfläche einen Liner 11 aufweist, der flächenmäßig aufgetragen wird. Vor dem Aufbringen des pastösen Klebstoffes 7 wird die vorkonfektionierte Wabenstruktur 1 mittels einer Kalibrierwalze behandelt, so dass die Oberfläche, auf welcher der pastöse Klebstoff 7 aufgebracht wird, hinsichtlich Unebenheiten der Wabenstruktur 1 behandelt wurde. Nach dieser Kalibrierung wird der pastöse Klebstoff 7 mittels einer Walze fein auf Stege 13 des Wabenkerns 3 aufgebracht, wodurch die Verbundfestigkeit zwischen Stegen 13 und Klebeband 9, welches anschließend auf den pastösen Klebstoff 7 aufgesetzt wird, deutlich erhöht wird.
  • In einer Alternative kann bei unkalibrierten Wabenstrukturen die Oberflächentopologie durch Verwendung von Schmelzklebstoffen oder Dispersionsklebstoffen ausgeglichen werden. Da diese Schmelzklebstoffe bzw. Dispersionsklebstoffe durch Wärmezufuhr bzw. in flüssigem Zustand auf den Wabenkern 3 aufgebracht werden, entsteht nach Abschaltung einer Wärmezufuhr bei den Schmelzklebstoffen bzw. nach Verdunsten des Wassers bei Dispersionsklebstoffen eine feste Verbindung zwischen der Wabenstruktur 1 und dem doppelseitigen Klebeband 9, da die flüssigen Klebstoffe beim Aufbringen die Stege 13 des Wabenkerns 3 umhüllen und somit eine größere Klebefläche erzeugen. Somit werden die Stege 13 des Wabenkerns 3, welche eine Stärke von 0,2 mm aufweisen, senkrecht auf dem Klebeband 9 verklebt.
  • In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem zwischen dem Wabenkern 3 und der Decklage 5 eine Thermoplastfolie 15 angeordnet ist. Eine zweite Thermoplastfolie 17 ist zwischen dem doppelseitigen Klebeband 9 und dem Wabenkern 3 angeordnet, wobei die Thermoplastfolien 15, 17 bei einer vorgegebenen Temperatur auf die Wabenstruktur 1 aufgebracht werden und somit ebenfalls die Stege 13 der Wabenstruktur 1 umhüllen, so dass eine besonders große Haftfestigkeit zwischen dem doppelseitigen Klebeband 9 und der Wabenstruktur 1 bzw. der Decklage 5 und der Wabenstruktur 1 entsteht. Die Thermoplastfolie 15 übernimmt dabei die Funktion der im Zusammenhang mit 1 erläuterten Klebstoffe. Insbesondere bei der Verwendung von selbstklebenden Folien, auf welchen ein Abziehliner 19 flächig aufgebracht ist, lässt sich die Thermoplastfolie 15 im Reparaturfall einfach mittels des Abziehliners 19 von der vorkonfektionierten Wabenstruktur 1 abziehen (3).
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 60127411 T2 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Verkleben von Verstärkungsstrukturen in Freiformkonturen eines Fahrzeuges, bei welchem die als Wabenstruktur (1) ausgebildete Verstärkungsstruktur über eine Klebeverbindung (7, 15, 17) an der Freiraumkontur befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem harten Wabenkern (3) und einer Decklage (5) bestehende vorkonfektionierte Wabenstruktur (1) mit dem Wabenkern (3) über eine Kleberschicht (7, 15, 17) an einem doppelseitigen Klebeband (9) befestigt wird, welches an der Freiraumkontur fixiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht aus einem pastösen Klebstoff (7) oder einem Dispersionsklebstoff besteht, welcher dünn auf Stege (13) des Wabenkerns (3) aufgetragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pastöse Klebstoff (7) auf die Stege (13) des Wabenkerns (3) aufgewalzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pastöse Klebstoff (7) auf die Stege (13) des Wabenkerns (3) berührungslos aufgetragen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht aus einem Schmelzklebstoff besteht, welcher unter Wärmeeinwirkung fein auf die Stege (13) des Wabenkerns (3) aufgetragen wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem doppelseitigen Klebeband (9) und dem Wabenkern (3) und/oder dem Wabenkern (3) und der Decklage (5) eine abziehbare Folie (15, 17) eingebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als abziehbare Folie eine Thermoplastfolie (15, 17) verwendet wird, welche unter Wärmeeinwirkung auf den Wabenkern (3) aufgelegt wird, um das Klebeband (9) mit dem Wabenkern (3) und/oder den Wabenkern (3) mit der Decklage (9) stoffschlüssig zu verbinden.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Decklage (5) aus Papier oder einer Papier-/Aluminium-Beschichtung besteht.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kleberschicht (7) zugewandte Oberfläche des Wabenkerns (3) kalibriert ist.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der vorkonfektionierten Wabenstruktur (1) über die Kleberschicht (7) und das doppelseitige Klebeband (9) an der Freiraumkontur manuell erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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