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Die Erfindung bezieht sich auf eine Falzverbindungsanordnung, umfassend ein Innenblech und ein mit diesem verbundenes Außenblech, dessen einen Falzflansch bildender Randabschnitt entlang einer Falzkante unter Ausbildung einer Falzschlaufe um die Abschlusskante des Randabschnitt des Innenblechs umgefalzt ist, wobei zumindest die dem Falzflansch abgewandte Seite des Innenblech-Randabschnitts mit dem Außenblech verklebt ist.
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Die Falztechnik ist eine dem Fachmann geläufige Fügetechnik, mittels derer zwei Bleche, ein sogenanntes Innenblech und ein sogenanntes Außenblech, formschlüssig miteinander verbunden werden können. Rein beispielhaft sei die Anwendung bei Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Front- oder Heckklappen, genannt. Hier wird ein struktur- und stabilitätsrelevantes Innenblech auf der Schauseite mit einem die Designelemente, wie Sicken, Kanten, Lack etc., tragenden Außenblech verkleidet. Zur stabilen Verbindung der Bleche werden deren Randabschnitte durch Falzen miteinander gefügt. Hierzu wird der Randabschnitt des Außenblechs entlang einer Falzkante, die in der Regel parallel zur Abschlusskante des Innenblechs verläuft, um den Randabschnitt des Innenblechs, insbesondere um besagte Innenblech-Abschlusskante, umgefalzt. Im Falzkantenbereich entsteht dabei eine sogenannte Falzschlaufe. Der umgefalzte Bereich des Außenblech-Randabschnitts wird als Falzflansch bezeichnet.
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Allerdings bietet das einfache Umfalzen in vielen Fällen keine hinreichende Festigkeit der Fügung. Es ist daher üblich, derartige Falzverbindungen durch zusätzliche Verklebung der Bleche im Falzbereich zu verstärken. Hierzu wird die dem Falzflansch abgewandte Seite des Randabschnitts des Innenblechs mit dem korrespondierenden Anlageabschnitt des Außenblechs verklebt. Verfahrenstechnisch erfolgt dies in der Regel so, dass auf der Innenseite des Außenblechs eine Klebstoffraupe aufgetragen und der Innenblech-Randabschnitt auf den Klebstoff gepresst wird. Dies erfolgt meist in einem Herstellungsstadium, in dem der Falzflansch auf- aber noch nicht umgebogen ist. Beim Aufpressen des Innenblechs tritt überschüssiger Klebstoff in die sich ausbildende Falzschlaufe und spätestens beim vollständigen Umfalzen des Falzflansches auch in den Zwischenraum zwischen dem Falzflansch und der ihm zugewandten Seite des Innenblechs ein, der nachfolgend als Falzspalt bezeichnet werden soll. Die Verteilung des Klebstoffs ist zur Ausbildung einer stabilen Klebeverbindung ausdrücklich gewünscht. Die in der Klebstoffraupe aufgetragene Klebstoffmenge wird entsprechend dimensioniert. Ein typischer Zielfüllgrad des Flazspaltes liegt bei etwa 30% (gemessen ab der Abschlusskante des Innenblechs). Eine solche Dimensionierung ist sinnvoll, um Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können. Diese entstehen beispielsweise durch Ungenauigkeiten beim Raupenauftrag oder durch Viskositätsänderungen des Klebstoffs aufgrund von Temperaturschwankungen. Der genannte Zielfüllgrad stellt im Rahmen der praktisch auftretenden Toleranzen sicher, dass einerseits eine stabile Klebeverbindung entsteht und andererseits Klebstoff nicht in übermäßiger Menge über die umgefalzte Abschlusskante des Falzflansches hinaus austritt.
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Im Karosseriebau wird der oben erläuterte Falzprozess typischerweise in einem frühen Herstellungsstadium durchgeführt. Aus bestimmten verfahrenstechnischen Gründen, wird die abschließende Aushärtung des Klebstoffs jedoch erst in einem deutlich späteren Stadium nach der Durchführung weiterer Bearbeitungs- und Montageschritte vollzogen. Um während dieser Zwischenschritte gleichwohl eine stabile Verbindung zwischen den Blechen sicherzustellen, werden Innen- und Außenblech nach der (vorläufigen, unausgehärteten) Verklebung häufig im Bereich der Abschlusskante des Falzflansches mittels einer lokalen Schweiß- oder Lötverbindung miteinander verbunden. Typischerweise werden entlang der Abschlusskante des Falzflansches eine Reihe von isolierten Schweiß- oder Lötheftpunkten gesetzt. Insbesondere das u.a. wegen seiner Spritzerarmut vorteilhafte Löten verträgt sich schlecht mit weit in den Falzspalt eingedrungenem Klebstoff. In den Lötbereich eingedrungener Klebstoff kann insbesondere die Festigkeit der Lötverbindung schwächen. Bei einem lediglich geringen Füllgrad des Falzspaltes (beispielsweise dem oben genannte Zielfüllgrad von 30%) ist dies weitgehend unproblematisch. Wie erläutert kann es jedoch aufgrund von Verfahrenstoleranzen zu realen Füllgraden kommen, die den theoretischen Zielfüllgrad deutlich übersteigen und zu Komplikationen beim Löten bzw. Schweißen führen können.
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Die eingangs genannte, gattungsbildende Druckschrift schlägt, ebenso wie die
US 9,121,424 B2 vor, den randständigen Bereich des Falzflansches schräg abzuwinkeln und einen trichterförmigen Auslaufbereich für den Klebstoff zu schaffen, der dessen Übertreten über die Abschlusskante des Falzflansches zuverlässig verhindert. Allerdings wird durch dieses Abbiegen der Falzflansch-Abschlusskante deren Verschweißung oder Verlötung mit dem Innenblech verunmöglicht.
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Die
DE 10 2014 213 008 A1 offenbart ebenfalls eine gattungsgemäße Falzverbindungsanordnung, bei der der Falzspalt vollständig mit Klebstoff gefüllt ist, was, wie erläutert, im Hinblick auf eine zusätzliche Schweiß- oder Lötverbindung nachteilig ist.
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Aus der
DE 10 2013 108 702 A1 ist eine Falztechnik bekannt, bei der das Außenblech als mehrlagiges Sandwich-Blech mit angeschrägter Abschlusskante ausgebildet ist, die im Anschluss an den eigentlichen Falzvorgang mit dem Innenblech verpresst wird. Die genannte Druckschrift gibt zwar an, dass der Verpressbereich vorzugsweise frei von Klebstoff gehalten werden soll. Konkrete Maßnahmen, um dies zu erreichen, sind in der genannten Druckschrift jedoch nicht genannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Falzverbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, bei der ein übermäßiges Vordringen von Klebstoff in den Falzspalt zuverlässig unterbunden wird.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Innenblech im Zentralbereich seines Randabschnitts auf seiner dem Falzflansch zugewandten Seite eine parallel zur Falzkante verlaufende Sperrrippe aufweist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die Sperrrippe stellt eine mechanische Barriere für den aus der Falzschlaufe in den Falzspalt vordringenden Klebstoff dar. Falzflansch-abschlusskantenseitig der Sperrrippe, d.h. leeseitig der Sperrrippe, wird dadurch ein gegen den Zufluss von Klebstoff zuverlässig geschützter Bereich geschaffen. Dieser Bereich kann zum Setzen des Schweiß- oder Lötheftpunktes genutzt werden. Die Erstreckung der Sperrrippe in kantenparalleler Richtung ist bevorzugt an die entsprechende Ausdehnung des Schweiß- oder Lötbereiches angepasst, d.h. geringfügig größer als diese. Typische Längenabmessungen liegen bei circa 10 mm bis 15 mm. Im Fall eines Klebstoffüberschusses kann dann der von der Sperrrippe zurückgehaltene Klebstoff seitlich um die Sperrrippe herum ausweichen, wobei jedoch der unmittelbar im Lee der Sperrrippe gelegene Bereich klebstofffrei und daher für das Setzen des Schweiß- oder Lötheftpunktes geeignet bleibt.
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Günstiger- und in der Praxis typischerweise wird vorgesehen sein, dass das Innenblech im Zentralbereich seines Randabschnitts auf seiner dem Falzflansch zugewandten Seite eine Mehrzahl von parallel zur Falzkante verlaufenden, in Falzkantenerstreckungsrichtung beabstandeten Sperrrippen aufweist. Mit anderen Worten sind mehrere der oben erläuterten Sperrrippen inselartig entlang der Abschlusskante auf dem Innenblech ausgebildet, sodass in deren Lee eine Reihe von zuverlässig klebstofffreien Bereichen zum Setzen einer Reihe von Schweiß- oder Lötheftpunkten entsteht. Zwischen den Inseln kann verdrängter Klebstoff jedoch weiter als die Sperrrippen in den Falzspalt vordringen. Ungeachtet dessen sollen im Folgenden nur Einzelheiten einer einzelnen Sperrrippe beschrieben werden, wobei der Fachmann die entsprechende Ausgestaltung mehrerer, vorzugsweise aller Sperrrippen mitliest.
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Die Erzeugung der erfindungsgemäßen Sperrrippe erfolgt bevorzugt dadurch, dass sie als Durchdruck einer in die dem Falzflansch abgewandten Seite des Innenblechs eingeformten Sicke ausgebildet ist. Die für Falzverbindungen verwendeten Bleche sind typischerweise dünn. Das Einprägen einer Sicke in eine Blechseite führt zu einer entsprechenden Ausbuchtung auf der gegenüberliegenden Seite. Eine solche Ausbuchtung kann dann als erfindungsgemäße Sperrrippe genutzt werden. Die korrespondierende Vertiefung auf der Unterseite des Innenblechs, d.h. auf dessen dem Falzflansch abgewandten Seite, ist dabei nicht nachteilig. Bei entsprechender Dimensionierung der Klebstoffmenge kann der Hohlraum mit Klebstoff gefüllt werden; bleibt er ungefüllt, ist die resultierende Schwächung der Klebverbindung praktisch irrelevant.
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Wie von üblichen Falzverbindungen her bekannt, ist auch im Kontext der vorliegenden Erfindung die Falzschlaufe vorzugsweise mit Klebstoff gefüllt. Dies wird durch die entsprechende Größendimensionierung der auf das Außenblech aufgetragenen Klebstoffraupe erreicht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es zeigen:
- 1: ein Außenblech mit Klebstoffraupe im Querschnitt,
- 2: das Außenblech von 1 mit aufgedrücktem Innenblech,
- 3: eine erfindungsgemäße Falzverbindungsanordnung,
- 4: eine schematische Darstellung der bevorzugten Anordnung erfindungsgemäßer Sperrrippen sowie
- 5: eine bevorzugte Ausführungsform einer verlöteten erfindungsgemäßen F alzverbi nd ungsanordn ung.
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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Die 1 bis 3 zeigen in stark schematisierter Darstellung drei Herstellungsstadien einer erfindungsgemäßen Falzverbindungsanordnung 10. Die Falzverbindungsanordnung 10 umfasst ein Außenblech 12, welches mit einem Innenblech 14 mittels einer verklebten Falzverbindung gefügt ist. Das Außenblech 12 weist einen Anlageabschnitt 121 und einen Randabschnitt 122 auf, der sich vom Anlageabschnitt 121 bis zur Abschlusskante 123 erstreckt. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Außenblech 12 mit in etwa rechtwinklig abgewinkeltem Randabschnitt 122 bereitgestellt und auf seinem Anlageabschnitt 121 mit einer Klebstoffraupe 16 belegt. Dieses Stadium ist in 1 dargestellt.
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Im nächsten Verfahrensschritt wird das Innenblech 14 bereitgestellt, welches einen gegenüber seinem nicht näher dargestellten Hauptabschnitt 141 leicht abgewinkelten Randabschnitt 142 aufweist. Der Randabschnitt 142 erstreckt sich zwischen dem Hauptabschnitt 141 und der Abschlusskante 143 des Innenblechs 14. Im Zentralbereich, d.h. nicht vollkommen randständig, weist der Randabschnitt 142 des Innenblechs 14 eine Sperrrippe 144 auf, die als rückwärtige, durchgedrückte Struktur einer in den Randabschnitt 142 eingeprägten Sicke 145 ausgebildet ist.
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In dem in 2 dargestellten Herstellungsstadium wird das Innenblech 14 auf die Klebstoffraupe 16 aufgedrückt und zwar so, dass die Sperrrippe 144 auf der dem Anlageabschnitt 121 des Außenblechs 12 abgewandten Seite des Randabschnitts 142 des Innenblechs 14 positioniert ist. Der Klebstoff 16 verformt sich entsprechend und breitet sich in dem zwischen dem Innenblech 14 und dem Außenblech 12 entstandenen Spalt aus. Dabei fließt der Klebstoff insbesondere in den Winkelbereich zwischen dem Anlageabschnitt 121 und dem Randabschnitt 122 des Außenblechs 12.
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In einem abschließenden Verfahrensschritt wird der Randabschnitt 122 des Außenblechs 12 entlang einer Falzkante 124 unter Bildung eines Falzflansches 125 um die Abschlusskante 143 des Innenblechs 14 herum umgefalzt. Dabei kommt bevorzugt die Spitze der Sperrrippe 144 nahezu oder geringfügig mit der Innenseite des Falzflansches 125 in Kontakt. Ein deutlicher Kraftschluss nach Art eines bewegungsbegrenzenden Anschlags ist hier vorzugsweise zu vermeiden, um eine optisch nachteilige Verformung des Falzflansches 125 durch ein etwaiges Einprägen der Spitzenstruktur der Sperrrippe 144 in das Außenblech 12 zu vermeiden. Während des Umfalzens fließt der aus der sich bildenden Falzschlaufe 18 verdrängte Klebstoff 16 in den sich bildenden Falzspalt zwischen der Oberseite des Randabschnitts 142 des Innenblechs 14 und der Unterseite des Falzflansches 125. Dabei stößt er jedoch an die der falzkantezugewandte Seite der Sperrrippe 144 und wird an einem weiteren Fluss in den Falzspalt gehindert. Entsprechend bleibt die falzkantenabgewandte Leeseite der Sperrrippe 144 klebstofffrei. Dieser Bereich eignet sich zur Anbringung von stabilen Schweiß- oder Lötheftpunkten.
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4 zeigt den Kantenbereich einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Innenblechs 14. Man erkennt mehrere parallel zur Abschlusskante 143 ausgerichtete und voneinander in Kantenerstreckungsrichtung beabstandete Sperrrippen 144. Die Wirkung dieser Anordnung wird schematisch in 5 verdeutlicht, die stark schematisiert das Herstellungsendstadium gemäß 3 in Draufsicht zeigt. Der aus der Falzschlaufe 18 verdrängte Klebstoff 16 wird, wie erläutert, durch die Sperrrippen 144 an einem Vordringen in Richtung der Abschlusskante 123 des Falzflansches 125 bzw. des Außenblech-Randabschnittes 122 gehindert. Allerdings kann er zwischen den Sperrrippen 144 durchaus weiter vordringen. Insbesondere die durch die Sperrrippen 144 blockierten Klebstoffanteile umfließen die Sperrrippen 144 in der gezeigten Weise. Gleichwohl entstehen im Leebereich der Sperrrippen 144 vergleichsweise große klebstofffreie Zonen, in denen Schweiß- oder Lötheftpunkte 20 gesetzt werden können, ohne dass ihre Festigkeit durch die Anwesenheit von Klebstoff 16 auf den zu lötenden bzw. zu schweißenden Oberflächen gestört würde.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Falzverbindungsanordnung
- 12
- Außenblech
- 121
- Anlageabschnitt von 12
- 122
- Randabschnitt von 12
- 123
- Abschlusskante von 12
- 124
- Falzkante
- 125
- Falzflansch
- 14
- Innenblech
- 141
- Hauptabschnitt von 14
- 142
- Randabschnitt von 14
- 143
- Abschlusskante von 14
- 144
- Sperrrippe
- 145
- Sicke
- 16
- Klebstoff
- 18
- Falzschlaufe
- 20
- Schweiß- oder Lötheftpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013000868 A1 [0002]
- US 9121424 B2 [0006]
- DE 102014213008 A1 [0007]
- DE 102013108702 A1 [0008]
