DE102020005106A1

DE102020005106A1 - Verfahren zum Herstellen einer zwei Bauteile umfassenden Bauteilanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Bauteilanordnung

Info

Publication number: DE102020005106A1
Application number: DE102020005106.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Behr; Ralf Herrmann; Bernd Schietinger; Christian Stasch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2022-02-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Bauteilanordung (3, 31), wobei ein inneres Bauteil (1) und ein äußeres Bauteil (2) bereitgestellt und derart vorpositioniert werden, dass eine Außenoberfläche (4) des inneren Bauteils (1) und eine Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) einander gegenüberliegen. Eine Stoffschlusseinrichtung (10) wird an einem der Bauteile (1, 2) angeordnet und die erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) um eine Kante (18) des inneren Bauteils (1) derart umgelegt, dass die erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) das innere Bauteil (1) zumindest teilweise umgreift. Darauffolgend wird mittels der Stoffschlusseinrichtung (10) ein Stoffschluss zwischen den Bauteilen (1, 2) erzeugt. Erfindungsgemäß wird die Stoffschlusseinrichtung (10) als eine Klebeverbindungseinrichtung (12) bereitgestellt, indem eine Klebeverbindungseinheit (11) an einer der einander gegenüberliegenden Außenoberflächen (4, 5) angeordnet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Bauteilanordnung (3, 31).

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Verfahren zum Herstellen einer wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilanordnung, insbesondere für einen Kraftwagen. Des Weiteren betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 10 eine Bauteilanordnung, insbesondere für einen Kraftwagen.
Aus der DE 10 2017 219 534 A1 sowie aus der DE 10 2013 006 362 A1 ist jeweils ein Verfahren zum Herstellen einer wenigstens zwei Bauteile umfassenden Bauteilanordnung bekannt. Hierbei handelt es sich bei der Bauteilanordnung insbesondere um eine Bauteilanordnung eines Kraftwagens, insbesondere Personenkraftwagens. Bei dem Verfahren werden ein inneres Bauteil und ein äußeres Bauteil bereitgestellt und derart vorpositioniert, dass eine erste Außenoberfläche des inneren Bauteils und eine erste Außenoberfläche des äußeren Bauteils einander gegenüberliegen. Des Weiteren wird eine Stoffschlusseinrichtung an einem der Bauteile angeordnet, insbesondere daran fixiert. Die dem inneren Bauteil zugewandte erste Außenoberfläche des äußeren Bauteils wird dann um eine Kante des inneren Bauteils derart umgelegt, dass die erste Außenoberfläche des äußeren Bauteils das innere Bauteil zumindest teilweise umgreift. Darauffolgend wird mittels der Stoffschlusseinrichtung ein Stoffschluss zwischen den Bauteilen erzeugt.
Insbesondere bei Bauteilen bzw. Kraftwagenbauteilen, die zwischen dem inneren Bauteil und dem äußeren Bauteil von einem Fluid, beispielsweise Kühlwasser etc., durchströmbar sind, besteht der Bedarf, die beiden Bauteile besonders dicht, insbesondere fluiddicht, aneinander zu befestigen, womit Anforderungen an eine besonders hohe Verbindungsqualität der jeweiligen Stoffschlusseinrichtung einhergehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bauteilanordnung mit wenigstens zwei Bauteilen bereitzustellen, die besonders zuverlässig miteinander verbunden sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch eine Bauteilanordnung mit den in Patentanspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen der Bauteilanordnung sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung anzusehen und umgekehrt. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Um nun ein Verfahren eingangs genannter Art zum Herstellen einer Bauteilanordnung derart weiterzuentwickeln, dass die Bauteile der Bauteilanordnung besonders zuverlässig miteinander verbunden sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Stoffschlusseinrichtung als eine Klebeverbindungseinrichtung bereitgestellt wird, indem wenigstens eine Klebeverbindungseinheit an wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Außenoberflächen und direkt zwischen den Bauteilen bzw. Außenoberflächen angeordnet wird.
Es ist zu verstehen, dass das jeweilige Bauteil der Bauteilanordnung zwei einander entgegengesetzte Außenoberflächen aufweist, die über eine Dicke des jeweiligen Bauteils voneinander beabstandet sind und miteinander über eine Randoberfläche verbunden sind, die auch als Kantenfläche oder Schmalseitenfläche bezeichnet wird. Infolgedessen haben - zumindest in der vorliegenden Bauteilanordnung - die Außenoberflächen einen vergleichsweise großen Anteil an einer gesamten Mantelfläche des entsprechenden Bauteils, wohingegen die Randoberfläche einen lediglich besonders geringen Anteil an der gesamten Mantelfläche des jeweiligen Bauteils hat.
Bei dem Umlegen bzw. Umbiegen des äußeren Bauteils um das innere Bauteil wird dementsprechend die Randoberfläche des inneren Bauteils, insbesondere in einem Biegebereich bzw. Umlegebereich des äußeren Bauteils, von dem ersten Bauteil teilweise umschlossen. Hierdurch sind dann die erste Außenoberfläche des äußeren Bauteils, welche dem inneren Bauteil zugewandt ist, und die Außenoberflächen des inneren Bauteils zumindest bereichsweise, insbesondere in dem Biegebereich, parallel zueinander angeordnet. Abseits des Biegebereichs können/kann das innere Bauteil und/oder das äußere Bauteil bzw. die entsprechenden Außenoberflächen schräg zueinander angeordnet sein.
Das innere und/oder das äußere Bauteil der Bauteilanordnung sind/ist von einem Aluminium aufweisenden Material. Das bedeutet, dass das innere und/oder das äußere Bauteil zumindest im Wesentlichen aus einem Aluminiumbasiswerkstoff bestehen/besteht. Bei einem solchen Aluminiumbasiswerkstoff handelt es sich insbesondere um ein Aluminiumbasis-Knetmaterial (zum Beispiel Blech, Schmiedematerial, Strangpressmaterial etc.). Alternativ oder zusätzlich kann das Material des jeweiligen Bauteils Aluminiumbasis-Gussmaterial oder ein additiv bzw. generativ gefertigter Aluminiumbasiswerkstoff sein. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Bauteile der Bauteilanordnung aus dem gleichen Aluminiumbasiswerkstoff oder aus unterschiedlichen Aluminiumbasiswerkstoffen bestehen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Bauteil einstückig aus dem gleichen Aluminiumbasiswerkstoff hergestellt ist oder wird. Alternativ hierzu kann das jeweilige Bauteil mehrere voneinander unterschiedliche Aluminiumbasiswerkstoffe aufweisen, beispielsweise als ein Blechmaterial mit Schichtaufbau hergestellt sein. Des Weiteren kann bei dem jeweiligen Bauteil ein sogenannter Aluminium-Gradientenwerkstoff zum Einsatz kommen.
Es ist besonders bevorzugt, wenn es sich bei dem Aluminiumbasiswerkstoff um eine aushärtbare Aluminiumlegierung, etwa um eine Aluminiumlegierung aus der Gruppe 2000, aus der Gruppe 6000 oder aus der Gruppe 7000, handelt. Hierdurch sind zumindest an dem entsprechenden Bauteil vorteilhaft hohe Festigkeiten herstellbar. Unter einer hohen Festigkeit ist hierin eine 0,2-%-Dehngrenze von mindestens 150 N/mm², insbesondere von mindestens 180 N/mm², zu verstehen.
Bevorzugt liegt zumindest eines der Bauteile 1, 2 vor dem Fügen in einem lösungsgeglühten Zustand vor, was bei Aluminium-Blechmaterial dem sogenannten T4-Zustand entspricht. Demnach gilt für das Verfahren zum Verbinden der beiden Bauteile 1, 2, dass die Bauteile 1, 2 gemäß der vorstehenden Beschreibung bereitgestellt werden und insbesondere wenigstens eines der Bauteile 1, 2 lösungsgeglüht und optional kalt ausgelagert wird, um den T4-Zustand des entsprechenden Bauteils 1, 2 herzustellen.
Indem zum Herstellen der Bauteilanordnung die Klebeverbindungseinheit an wenigstens einem der miteinander zu verbindenden Bauteile angeordnet und insbesondere fixiert wird, ergibt sich ein besonders effizientes bzw. aufwandsarmes Verfahren zum Herstellen der Bauteilanordnung. Denn bei einem Handhaben der miteinander zu verbindenden Bauteile ist hierdurch die Gefahr minimiert, dass die Klebeverbindungseinheit in unerwünschter Weise von dem entsprechenden Bauteil abrutscht bzw. herabfällt. Bei der Klebeverbindungseinheit handelt es sich insbesondere um eine Klebeschicht, beispielsweise aus Klebstoff, die auf das entsprechende Bauteil bzw. auf die entsprechende Außenoberfläche des Bauteils aufgebracht, insbesondere stoffschlüssig aufgebracht, wird. Das Aufbringen der Klebeverbindungseinheit auf das entsprechende Bauteil bzw. auf die entsprechende Außenoberfläche geschieht hierbei vor dem eigentlichen Verbinden der beiden Bauteile, das heißt vor dem Schließen des Stoffschlusses zwischen den Bauteilen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Bauteilanordnung - insbesondere für einen Kraftwagen, etwa für einen Personenkraftwagen - die mittels eines gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Verfahrens hergestellt ist. Bei der Bauteilanordnung handelt es sich zum Beispiel um einen Wärmetauscherkörper einer Wärmetauschereinrichtung des Kraftwagens, beispielsweise um einen Luft-Wasser-Wärmetauscher eines Wasserkühlers des Kraftwagens.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt

1 eine schematische Ansicht eines inneren Bauteils und eines äußeren Bauteils, die zum Herstellen einer Bauteilanordnung bereitgestellt werden;
2 eine schematische Ansicht der Bauteile, wobei das äußere Bauteil das innere Bauteil teilweise umgreift;
3 eine schematische Ansicht der Bauteile, wobei ein Spaltmaß zwischen dem inneren Bauteil und dem äußeren Bauteil auf ein Fertigungsmaß eingestellt wird;
4 eine schematische Ansicht der Bauteile, wobei das Spaltmaß auf das Fertigungsmaß eingestellt ist;
5 eine schematische Ansicht der Bauteile, die miteinander die Bauteilanordnung bilden, wobei die Bauteilanordnung einen fluidisch dichten Raum aufweist; und
6 eine schematische Ansicht der Bauteilanordnung, bei welcher das innere Bauteil und das äußere Bauteil einstückig miteinander ausgebildet sind.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in schematischer Ansicht, insbesondere Schnittansicht, ein inneres Bauteil 1 und ein äußeres Bauteil 2, die zum Herstellen einer Bauteilanordnung 3 bereitgestellt werden. Da gemäß 1 das innere Bauteil 1 und das äußere Bauteil 2 noch nicht miteinander verbunden sind, zeigt 1 die Bauteilanordnung 3 in einem noch nicht zusammengesetzten bzw. noch nicht zusammengebauten Zustand.
Bei einem Verfahren zum Herstellen der Bauteilanordnung 3, die die beiden Bauteile 1, 2 umfasst, werden demnach das innere Bauteil 1 und das äußere Bauteil 2, insbesondere separat voneinander, bereitgestellt und derart vorpositioniert, dass eine erste Außenoberfläche 4 des inneren Bauteils 1 und eine erste Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 einander gegenüberliegen, insbesondere parallel einander gegenüberliegen. Mit anderen Worten weisen die ersten Außenoberflächen 4, 5 aufeinander zu. Das jeweilige Bauteil 1, 2 weist des Weiteren eine jeweilige zweite Außenoberfläche 6, 7 auf, die der entsprechenden Außenoberfläche 4, 5 des entsprechenden Bauteils 1, 2 entgegengesetzt ist. Anders ausgedrückt weisen die zweiten Außenoberflächen 6, 7 voneinander weg. Demnach weist das innere Bauteil 1 die der ersten Außenoberfläche 4 entgegengesetzte zweite Außenoberfläche 6 auf, wobei die Außenoberflächen 4, 6 über die Bauteildicke des inneren Bauteils 1 voneinander beabstandet sind. In analoger Weise gilt dies für das äußere Bauteil 2, bei welchem der ersten Außenoberfläche 5 die zweite Außenoberfläche 7 des äußeren Bauteils 2 entgegengesetzt ist, wobei die Außenoberflächen 5, 7 über die Bauteildicke des äußeren Bauteils 2 voneinander beabstandet sind.
Das jeweilige Bauteil 1, 2 weist des Weiteren eine jeweilige Randoberfläche 8, 9 auf, die eine jeweilige Schmalseitenfläche des entsprechenden Bauteils 1, 2 bildet. Eine gesamte Mantelaußenfläche des inneren Bauteils 1 ist demnach durch die Außenoberflächen 4, 6 und die Randoberfläche 8 des inneren Bauteils 1 gebildet, wobei die Randoberfläche 8 im Gegensatz zu den Außenoberflächen 4, 6 des inneren Bauteils 1 einen lediglich besonders geringen Anteil an der Mantelaußenfläche des inneren Bauteils 1 hat. Dies gilt in analoger Weise für das äußere Bauteil 2. Das bedeutet, dass es sich bei dem inneren Bauteil 1 und/oder bei dem äußeren Bauteil 2 um eine Platte handeln kann. Des Weiteren ist eine gesamte Außenmantelfläche 17 der Bauteilanordnung 3 durch die Außenflächen 4, 5, 6, 7 gebildet.
Es wird bei dem Verfahren zum Herstellen der Bauteilanordnung 3 weiter eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Stoffschlusseinrichtung bereitgestellt bzw. hergestellt, indem eine Klebeverbindungseinheit 11 an wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Außenoberflächen 4, 5 und direkt zwischen den Bauteilen 1, 2 bzw. Außenoberflächen 4, 5 angeordnet wird. Das bedeutet, dass die Stoffschlusseinrichtung 10 im vorliegenden Beispiel als eine Klebeverbindungseinrichtung 12 ausgebildet ist, die zumindest die Klebeverbindungseinheit 11 aufweist, die an der ersten Außenoberfläche 4 des inneren Bauteils 1 und/oder an der ersten Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 ausgebildet bzw. angeordnet ist.
Das Anordnen der Stoffschlusseinrichtung 10 bzw. der Klebeverbindungseinrichtung 12, insbesondere der Klebeverbindungseinheit 11, geschieht insbesondere, bevor die Bauteile 1, 2 relativ zueinander vorpositioniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Anordnen bzw. Ausbilden der Klebeverbindungseinrichtung 12 bzw. der Klebeverbindungseinheit 11 erfolgen, während die Bauteile 1, 2 relativ zueinander vorpositioniert werden. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann das Ausbilden der Klebeverbindungseinheit 11 geschehen, nachdem die Bauteile 1, 2 relativ zueinander vorpositioniert worden sind.
Um die Klebeverbindungseinrichtung 12 bzw. die Stoffschlusseinrichtung 10 vor dem eigentlichen Verbinden der Bauteile 1, 2 an dem inneren Bauteil 1 oder an dem äußeren Bauteil 2 zu fixieren, ist beispielsweise vorgesehen, dass die Klebeverbindungseinheit 11 stoffschlüssig mit dem entsprechenden der Bauteile 1, 2 verbunden wird. So ist vorgesehen, dass die Klebeverbindungseinheit 11 und die entsprechende der Außenoberflächen 4, 5 stoffschlüssig miteinander verbunden werden, beispielsweise indem die Klebeverbindungseinheit 11 und die entsprechende der Außenoberflächen 4, 5 miteinander verklebt werden. Weist die Klebeverbindungseinheit 11 beispielsweise einen Klebstoff auf, ist vorgesehen, dass die entsprechende der Außenoberflächen 4, 5 - insbesondere bereichsweise - mit dem Klebstoff beschichtet wird.
Die Klebeverbindungseinheit 11 weist insbesondere ein erstes inneres Klebeverbindungselement 13 und ein zweites inneres Klebeverbindungselement 14 auf, wobei das erste innere Klebeverbindungselement 13 an der ersten Außenoberfläche 4 des inneren Bauteils 1 angeordnet wird und das zweite innere Klebeverbindungselement 14 an der zweiten Außenoberfläche 6 des inneren Bauteils 1 angeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich weist die Klebeverbindungseinheit 11 ein äußeres Klebeverbindungselement 15 auf, das an der ersten Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 bereitgestellt wird, wobei die erste Außenoberfläche 5 dem inneren Bauteil 1 zugewandt ist.
Mit anderen Worten wird zum Herstellen der Bauteilanordnung 3 bei dem Verfahren die Klebeverbindungseinheit 11 angeordnet oder bereitgestellt, indem die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14 und/oder das äußere Klebeverbindungselement 15 an der entsprechenden der Außenoberflächen 4, 5, 6 angeordnet werden.
Das Herstellen der Bauteilanordnung 3 umfasst weiter, dass die dem inneren Bauteil 1 zugewandte erste Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 um zumindest eine Kante 18 des inneren Bauteils 1 derart umgelegt wird, dass die erste Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 das innere Bauteil 1 zumindest teilweise umgreift. Die Kante 18 des inneren Bauteils 1 weist die Randoberfläche 8 des inneren Bauteils 1 zumindest teilweise auf, sodass die Randoberfläche 8 im Bereich der Kante 18 eine Kantenfläche bzw. Schmalseitenfläche des inneren Bauteils 1 bildet.
Nachdem das äußere Bauteil 2 bestimmungsgemäß um das innere Bauteil 1 gelegt bzw. gebogen worden ist, ergibt sich eine positionelle Anordnung der Bauteile 1, 2, wie sie in 2 dargestellt ist, in welcher in schematischer Ansicht die Bauteile 1, 2 dargestellt sind, wobei das äußere Bauteil 2 das innere Bauteil 1 teilweise umgreift. Durch das Umlegen des äußeren Bauteils 2 um die Kante 18 des inneren Bauteils 1 wird die erste Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 sowohl dem ersten inneren Klebeverbindungselement 13 als auch dem zweiten inneren Klebeverbindungselement 14 zugewendet. Gleichermaßen wird durch das Umlegen des äußeren Bauteils 2 um die Kante 18 des inneren Bauteils 1 sowohl die erste Außenoberfläche 4 des inneren Bauteils 1 als auch die zweite Außenoberfläche 6 des inneren Bauteils 1 dem äußeren Klebeverbindungselement 15 zugewendet. Es ist des Weiteren denkbar, dass das äußere Bauteil 2 bei einem Bereitstellen desselben zum Herstellen der Bauteilanordnung 3 bereits eine entsprechende Form innehat, das heißt, beispielsweise bereits derart gebogen ist, dass bei dem Vorpositionieren der Bauteile 1, 2 das innere Bauteil 1 zwischen einem ersten Schenkel 19 und einem zweiten Schenkel 20 des äußeren Bauteils 2 angeordnet wird. Das bedeutet, dass dann zum Herstellen der Bauteilanordnung 3 im hierin beschriebenen Verfahren ein Biegen des äußeren Bauteils 2 entfallen kann.
Betrachtet man die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14, die an den entsprechenden Außenoberflächen 4, 6 des inneren Bauteils 1 bereitgestellt werden, ergibt sich, dass - nachdem das äußere Bauteil 2 das innere Bauteil 1 umgreift - der Stoffschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 erzeugt wird, indem an einer ersten Klebestelle 21 und an einer zweiten Klebestelle 22 ein jeweiliger Stoffschluss bzw. Klebeschluss ausgebildet wird. Hierbei sind die Klebestellen 21, 22 voneinander beabstandet, insbesondere an unterschiedlichen der Außenoberflächen 4, 6 ausgebildet, indem die Klebestellen 21, 22 mit Stellen an den Außenoberflächen 4, 6 des inneren Bauteils 1 korrespondieren, an welchen die Klebeverbindungselemente 13, 14 aufgebracht werden bzw. aufgebracht worden sind. Bevorzugt sind die Klebestellen 21, 22 in/an einem Verbindungsbereich der Bauteilanordnung 3 bzw. der Bauteile 1, 2 angeordnet, wobei der Verbindungsbereich insbesondere die Kante 18 des inneren Bauteils 1 aufweist. Das bedeutet, dass die Kante 18 des inneren Bauteils 1 in dem Verbindungsbereich angeordnet ist. Indem also der Stoffschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 die Klebeschlüsse an den Klebestellen 21, 22 aufweist, umfasst der Stoffschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 einen zumindest doppelten Klebeschluss.
Weist die Bauteilanordnung 3 bzw. die Klebeverbindungseinrichtung 12, insbesondere die Klebeverbindungseinheit 11, lediglich die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14 auf, gehen diese beim Erzeugen des Stoffschlusses bzw. Klebeschlusses mit dem äußeren Bauteil 2 eine stoffschlüssige Verbindung ein. Da die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14 des Weiteren eine stoffschlüssige Verbindung mit dem inneren Bauteil 1 eingegangen sind, beispielsweise indem die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14 an dem inneren Bauteil 1 fixiert worden sind, bedeutet das, dass die Bauteile 1, 2 über die inneren Klebeverbindungselemente 13, 14 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich sind die Bauteile 1, 2 der Bauteilanordnung 3 über die Klebeverbindungseinheit 11 miteinander verbunden oder verbindbar, indem die Klebeverbindungseinheit 11 das äußere Klebeverbindungselement 15 aufweist. Das äußere Klebeverbindungselement 15 kann die erste Außenoberfläche 5 des äußeren Bauteils 2 ganz oder vollständig bedecken. Jedenfalls ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die erste Klebestelle 21 zumindest teilweise durch das äußere Klebeverbindungselement 15 gebildet wird, insbesondere in dem Bereich, in welchem das erste innere Klebeverbindungselement 13 vorgesehen ist oder angeordnet wird. In analoger Weise gilt dies für die zweite Klebestelle 22, die zumindest teilweise durch das äußere Klebeverbindungselement 15 gebildet wird (wenn dieses vorgesehen ist), insbesondere in dem Bereich, in welchem das zweite innere Klebeverbindungselement 14 vorgesehen ist oder angeordnet bzw. fixiert wird.
In alternativer Ausgestaltung der Bauteile 1, 2 kann das jeweilige Klebeverbindungselement 13, 14, 15 in die entsprechende Außenoberfläche 4, 5, 6 eingebettet sein, sodass eine jeweilige Außenoberfläche des jeweiligen Klebeverbindungselements 13, 14, 15 und die jeweilige Außenoberfläche 4, 5, 6 miteinander zusammenfallen und/oder die jeweilige Außenoberfläche 4, 5, 6 zumindest teilweise durch die entsprechende Außenoberfläche des jeweiligen Klebeverbindungselements 13, 14, 15 gebildet ist.
Vor dem Erzeugen des Stoffschlusses bzw. Klebeschlusses zwischen den Bauteilen 1, 2 kann wenigstens ein Spaltmaß 23, 24 eingestellt werden, insbesondere auf ein vorgegebenes bzw. vorgebbares Maß. Das bedeutet, dass das Verfahren zum Herstellen der Bauteilanordnung 3 eine sogenannte Spaltminimierung aufweist, die insbesondere ein Fixieren des inneren Bauteils 1 und/oder des äußeren Bauteils 2 umfasst. Mit anderen Worten werden/wird das innere Bauteil 1 und/oder das äußere Bauteil 2 - insbesondere zum Herstellen und/oder während des Herstellens des Stoffschlusses bzw. Klebeschlusses - in der vorpositionierten Stellung gehalten bzw. ortsfest fixiert, sodass, beispielsweise während des Herstellens der Klebeverbindung zwischen den Bauteilen 1, 2, eine Relativbewegung der Bauteile 1, 2 verhindert ist.
Falls die Spaltmaße 23, 24, die in 3 erstmals dargestellt sind, zu groß sind, um die Klebeverbindung zwischen den Bauteilen 1, 2 ordnungsgemäß herzustellen (zum Beispiel, wenn eines der Bauteile das entsprechende Klebeverbindungselement 13, 14 nicht direkt berühren), können diese Spaltmaße 23, 24, die einen Abstand zwischen den Bauteilen 1, 2 charakterisieren, auf das vorgegebene bzw. vorgebbare Maß, wobei es sich insbesondere um ein Fertigungsmaß handelt, eingestellt werden. Hierzu zeigt 3 in schematischer Ansicht die Bauteile 1, 2, wobei ein jeweiliges Spaltmaß 23, 24 zwischen dem inneren Bauteil 1 und dem äußeren Bauteil 2 auf das Fertigungsmaß eingestellt wird. Die Spaltminimierung bzw. das Einstellen der Spaltmaße 23, 24 kann beispielsweise ein Biegen und/oder Pressen des das innere Bauteil 1 umgreifenden äußeren Bauteils 2 umfassen. Das bedeutet, dass das äußere Bauteil 2 derart verformt wird, dass die Spaltmaße 23, 24 auf das Fertigungsmaß gebracht werden, wobei das Fertigungsmaß insbesondere dadurch charakterisiert ist, dass dieses mit dem entsprechenden inneren Klebeverbindungselement 13, 14 korrespondiert. Beispielsweise kann das Einstellen der Spaltmaße 23, 24 auf das Fertigungsmaß bedeuten, dass die Spaltmaße 23, 24 und eine Höhe des jeweiligen inneren Klebeverbindungselements 13, 14 einander entsprechen, insbesondere bevor der Stoffschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 erzeugt wird. Ein derartiges Verformen des äußeren Bauteils 2 ist durch die Pfeile 25 in 3 dargestellt.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Verformen des äußeren Bauteils 2 kann dieses, um eines der beiden Spaltmaße 23, 24 zwischen den Bauteilen 1, 2 auf das Fertigungsmaß einzustellen, bewegt werden, beispielsweise translatorisch bewegt werden, was in 3 durch den Pfeil 26 dargestellt ist. In analoger Weise kann das innere Bauteil 1 translatorisch bewegt werden, um eines der Spaltmaße 23, 24 auf das Fertigungsmaß einzustellen, was in 3 durch den Pfeil 27 dargestellt ist. Das Einstellen der Spaltmaße 23, 24 kann sowohl ein translatorisches Bewegen des inneren Bauteils 1 und/oder des äußeren Bauteils 2 als auch ein Verformen des äußeren Bauteils 2 aufweisen.
Sind die Spaltmaße 23, 24 zwischen den Bauteilen 1, 2 bzw. zwischen den entsprechenden Außenoberflächen 4, 5, 6, 7 auf das (jeweilige) Fertigungsmaß eingestellt, ergibt sich eine Situation für die Bauteile 1, 2, die in 4 dargestellt ist. 4 zeigt in schematischer Ansicht die Bauteile 1, 2, wobei die Spaltmaße 23, 24 auf ein jeweiliges Fertigungsmaß eingestellt ist, sodass der Stoffschluss bzw. Klebeschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 besonders effizient erzeugbar bzw. herstellbar ist.
Mittels der Stoffschlusseinrichtung 10 bzw. mittels der Klebeverbindungseinrichtung 12 werden die Bauteile 1, 2 stoffschlüssig miteinander verbunden, indem die Klebeverbindungseinheit 11, das heißt der Klebeverbindungselemente 13, 14, 15, zu der Klebeverbindungseinrichtung 12 aushärtet/aushärten, während die Bauteile 1, 2 und die Klebeverbindungselemente 13, 14, 15 bzw. Klebeverbindungseinheit 11 miteinander kontaktiert sind. Durch das Aushärten der Klebeverbindungselemente 13, 14, 15 bzw. Klebeverbindungseinheit 11 wird/werden diese zu der Klebeverbindungseinrichtung 12 umgewandelt. Das Aushärten kann hierbei zum Beispiel als Selbstaushärtung bei Raumtemperatur erfolgen.
Ferner kann die Klebeverbindungseinheit 11 derart beschaffen sein - beispielsweise kann der Klebstoff der Klebeverbindungseinheit 11 derart ausgewählt (worden) sein -, dass das Aushärten eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur erfordert oder diese erhöhte Temperatur das Aushärten der Klebeverbindungseinheit 11 begünstigt. Mit anderen Worten weist die Klebeverbindungseinheit 11, insbesondere deren Klebstoff, eine vorgegebene oder vorgebbare Klebeprozesstemperatur oder Aktivierungstemperatur auf, bei welcher die Klebeverbindungseinheit 11 besonders effizient zu der Klebeverbindungseinrichtung 12 aushärtet, wenn die Klebeverbindungseinheit 11 jener Aktivierungs- bzw. Klebeprozesstemperatur ausgesetzt wird oder ist. Die Klebeverbindungseinheit 11 erstarrt unter einem Abkühlen derselben zu der Klebeverbindungseinrichtung 12, sodass an den Klebestellen 21, 22 eine Klebeverbindung bzw. ein Klebeschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 erzeugt wird. Beispielsweise erfolgt das Erhitzen bzw. Erwärmen der Klebeverbindungselemente 13, 14, 15 mittels eines Ofens 28, wobei die Bauteile 1, 2, zumindest die Klebestellen 21, 22, in einem Brennraum bzw. in einer Ofenmuffel 29 angeordnet werden und dort erhitzt werden.
Bei dem Verfahren ist des Weiteren in bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Klebeverbindungseinheit 11 derart bereitgestellt wird - beispielsweise indem der Klebstoff entsprechend ausgewählt wird -, dass Aktivierungs- bzw. Klebeprozesstemperatur und eine Warmauslagerungstemperatur der Bauteile 1, 2 einander entsprechen. Beträgt beispielsweise die Warmauslagerungstemperatur der Bauteile 1, 2 wenigstens 120 °C oder wenigstens 150 °C, so ist vorgesehen, dass die Klebeprozesstemperatur der Klebeverbindungseinheit 11 dann ebenfalls wenigstens 120 °C bzw. wenigstens 150 °C beträgt. Infolgedessen wird die Bauteilanordnung 3, oder zumindest eines der Bauteile 1, 2 der Bauteilanordnung 3, unter einem Aktivieren der Klebeverbindungseinheit 11 bzw. aufgrund eines Aktivierens der Klebeverbindungseinheit 11 thermisch behandelt, nämlich warmausgelagert. Denn das Warmauslagern und das Aktivieren der Klebeverbindungseinheit 11 erfolgt in einem gemeinsamen Temperaturfenster.
Das Warmauslagern bzw. das Aktivieren der Klebeverbindungseinheit 11 erfolgt bei einer Temperatur von mindestens 120 °C (Grad Celsius), insbesondere von mindestens 150 °C. Eine Haltedauer, während derer das entsprechende warmauszulagernde Bauteil 1, 2 auf dieser Warmauslagerungstemperatur zu halten ist, ist zum einen temperaturabhängig und zum anderen legierungsabhängig. In der Regel beträgt die Haltedauer mindestens 15 Minuten, insbesondere mindestens 30 Minuten. Es ist denkbar, dass das Warmauslagern und folglich das Aktivieren der Klebeverbindungseinheit 11 mittels des Ofens 28 durchgeführt wird.
5 zeigt in schematischer Ansicht die Bauteile 1, 2, die miteinander die Bauteilanordnung 3 bilden, welche einen, bezogen auf die 5 links und rechts fluidisch dichten Raum 30 aufweist. Dieser fluidisch dichte Raum wird demnach beim Herstellen der Bauteilanordnung 3 erzeugt, indem der Stoffschluss bzw. Klebeschluss zwischen den Bauteilen 1, 2 erzeugt wird, sodass der fluidisch dichte Raum 30 zum einen durch die Bauteile 1, 2 und zum anderen an wenigstens einer der Klebestellen 21, 22 - im Beispiel der 5 an den Klebestellen 21, 22 - durch die Klebeverbindungseinrichtung 12 bzw. Stoffschlusseinrichtung 10, insbesondere durch die Klebeverbindungseinheit 11, begrenzt wird. Der fluidisch dichte Raum 30 ist beispielsweise von einem Fluid, insbesondere Kühlfluid oder Kältemittel, durchströmbar, da es sich bei der Bauteilanordnung 3 insbesondere um einen Wärmetauscherkörper 31 einer Wärmetauschereinrichtung (nicht dargestellt) des Kraftwagens, beispielsweise um einen Luft-Wasser-Wärmetauscher eines Wasserkühlers des Kraftwagens, handelt. Unter fluidisch dicht ist demnach zu verstehen, dass der von dem Kältemittel bzw. Fluid durchströmbare Raum 30 gegen eine Umgebung desselben fluidisch dicht ist, mit Ausnahme an einer (nicht dargestellten) Fluidaustauscheinrichtung, beispielsweise einer Zuströmöffnung und/oder Ausströmöffnung des Wärmetauscherkörpers 31 bzw. der Bauteilanordnung 3.
Es ist zu verstehen, dass die Bauteile 1, 2 einstückig miteinander ausgebildet sein können, wozu in 6 ein entsprechendes Beispiel dargestellt ist. Denn 6 zeigt in schematischer Ansicht die Bauteilanordnung 3, bei welcher das innere Bauteil 1 und das äußere Bauteil 2 einstückig miteinander ausgebildet sind.
Sofern mittels der Bauteile 1, 2 - unabhängig, ob diese einstückig miteinander ausgebildet sind oder nicht - der fluidisch dichte Raum 30 ausgebildet wird, ist dieser jedenfalls zumindest doppelt gegen die Umgebung der Bauteilanordnung 3 bzw. des Wärmetauscherkörpers 31 abgedichtet, indem an den Klebestellen 21, 22 die Stoffschlusseinrichtung 10 bzw. Klebeverbindungseinrichtung 12 zumindest zwei Klebeschlüsse aufweist. Das bedeutet, dass die Stoffschlusseinrichtung 10 bzw. Klebeverbindungseinrichtung 12 eine Mehrfachfunktionalität aufweist, nämlich - erstens - eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 gewährleistet und - zweitens - den fluidisch dichten Raum 30 zumindest bereichsweise gegen eine Umgebung der Bauteilanordnung 3, insbesondere des Wärmetauscherkörpers 31, abdichtet.
Bezugszeichenliste

1: Inneres Bauteil
2: Äußeres Bauteil
3: Bauteilanordnung
4: Erste Außenoberfläche
5: Erste Außenoberfläche
6: Zweite Außenoberfläche
7: Zweite Außenoberfläche
8: Randoberfläche
9: Randoberfläche
10: Stoffschlusseinrichtung
11: Klebeverbindungseinheit
12: Klebeverbindungseinrichtung
13: Inneres Klebeverbindungselement
14: Inneres Klebeverbindungselement
15: Äußeres Klebeverbindungselement
17: Außenoberfläche
18: Kante
19: Schenkel
20: Schenkel
21: Klebestelle
22: Klebestelle
23: Spaltmaß
24: Spaltmaß
25: Pfeil
26: Pfeil
27: Pfeil
28: Ofen
29: Ofenmuffel
30: Raum
31: Wärmetauscherkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017219534 A1 [0002]
DE 102013006362 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer zwei Bauteile (1, 2) umfassenden Bauteilanordnung (3, 31) wobei ein inneres Bauteil (1) und ein äußeres Bauteil (2) bereitgestellt und derart vorpositioniert werden, dass eine erste Außenoberfläche (4) des inneren Bauteils (1) und eine erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) einander gegenüberliegen, und weiter eine Stoffschlusseinrichtung (10) an einem der Bauteile (1, 2) angeordnet wird, und die dem inneren Bauteil (1) zugewandte erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) um eine Kante (18) des inneren Bauteils (1) derart umgelegt wird, dass die erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) das innere Bauteil (1) zumindest teilweise umgreift, um darauffolgend mittels der Stoffschlusseinrichtung (10) einen Stoffschluss zwischen den Bauteilen (1, 2) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffschlusseinrichtung (10) als eine Klebeverbindungseinrichtung (12) bereitgestellt wird, indem eine Klebeverbindungseinheit (11) an einer der einander gegenüberliegenden Außenoberflächen (4, 5) und direkt zwischen den Bauteilen (1, 2) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindungseinheit (11) bereitgestellt wird, indem ein erstes inneres Klebeverbindungselement (13) an der ersten Außenoberfläche (4) des inneren Bauteils (1) angeordnet wird und ein zweites inneres Klebeverbindungselement (14) an einer der ersten Außenoberfläche (4) entgegengesetzten zweiten Außenoberfläche (6) des inneren Bauteils (1) angeordnet wird, wobei durch das Umlegen des äußeren Bauteils (2) um die Kante (18) des inneren Bauteils (1) die erste Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) sowohl dem ersten inneren Klebeverbindungselement (13) als auch dem zweiten inneren Klebeverbindungselement (14) zugewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindungseinheit (11) bereitgestellt wird, indem ein äußeres Klebeverbindungselement (15) an der ersten Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) angeordnet wird, wobei durch das Umlegen des äußeren Bauteils (2) um die Kante (18) des inneren Bauteils (1) sowohl die erste Außenoberfläche (4) des inneren Bauteils (1) als auch eine der ersten Außenoberfläche (4) entgegengesetzte zweite Außenoberfläche (6) des inneren Bauteils (1) dem äußeren Klebeverbindungselement (15) zugewendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindungseinheit (11) bereitgestellt wird, indem sowohl die inneren Klebeverbindungselemente (13, 14) an den Außenoberflächen (4, 6) des inneren Bauteils (1) als auch das äußere Klebeverbindungselement (15) an der ersten Außenoberfläche (5) des äußeren Bauteils (2) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindungseinrichtung (12) an der Kante (18) des inneren Bauteils (1), an welcher das äußere Bauteil (2) das innere Bauteil (1) umgreift, durch Erzeugen des Stoffschlusses an einer ersten Klebestelle (21), die an der ersten Außenoberfläche (4) des inneren Bauteils (1) ausgebildet wird, und an einer zweiten Klebestelle (22), die an der zweiten Außenoberfläche (6) des inneren Bauteils (1) ausgebildet wird, erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindungseinrichtung (12) frei von einer Lötverbindung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erzeugen des Stoffschlusses ein Spaltmaß (23, 24) zwischen dem inneren Bauteil (1) und dem äußeren Bauteil (2) auf ein vorgegebenes oder vorgebbares Maß eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, indem der Stoffschluss zwischen den Bauteilen (1, 2) erzeugt wird, ein fluidisch dichter Raum (30) der Bauteilanordnung (3) erzeugt wird, der zum einen durch die Bauteile (1, 2) und zum anderen an wenigstens einer Klebestelle (21, 22) durch die Klebeverbindungseinrichtung (12) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Bauteil (1) und/oder das äußere Bauteil (2) thermisch behandelt werden/wird, um die Klebeverbindungseinrichtung (12) herzustellen, wobei unter dem Herstellen der Klebeverbindungseinrichtung (12) das entsprechende Bauteil (1, 2) warmausgelagert wird.
Bauteilanordnung (3, 31) die mittels eines nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Verfahrens hergestellt ist.