DE102021208711A1 - Process for the production of a motor vehicle structural component from a basic profile body with an AlSi coating and a plastic reinforcement element to be bonded, as well as a basic profile body - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstrukturbauteils mit einem metallischen Profil-Grundkörper (16), der zumindest bereichsweise an seiner Oberfläche mit einer AlSi-Beschichtung (40) versehen ist, und mit einem als Flächenelement ausgebildeten Verstärkungselement (18) aus Kunststoff, das mit einer seiner Hauptflächen vollflächig mit dem Profil-Grundkörper (16) verklebt werden soll, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein zumindest teilweise mit der AlSi-Beschichtung (40) versehener Klebebereich, der sich zumindest in Form und Größe über die zu verklebende Hauptfläche des Verstärkungselements (18) erstreckt, entfernt wird, um eine Klebefläche (K) zu erzeugen, und in einem zweiten Verfahrensschritt das Verstärkungselement (18) mit seiner Hauptfläche gemeinsam mit einem Klebstoff (24) auf der Klebefläche (K) angeordnet wird, um die Verklebung zu erzeugen.The invention relates to a method for producing a motor vehicle structural component with a metallic profile base body (16) which is provided with an AlSi coating (40) at least in some areas on its surface, and with a plastic reinforcing element (18) designed as a planar element, which one of its main surfaces is to be glued to the profile base body (16) over its entire surface, whereby in a first process step an adhesive area at least partially provided with the AlSi coating (40) extends at least in shape and size over the main surface of the reinforcing element to be glued (18) extends, is removed in order to produce an adhesive surface (K), and in a second method step the reinforcing element (18) is arranged with its main surface together with an adhesive (24) on the adhesive surface (K) in order to close the bond generate.
Description
Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstrukturbauteils aus Profil-Grundkörper mit AlSi-Beschichtung und zu verklebendem Kunststoff-Verstärkungselement sowie Profil-GrundkörperProcess for the production of a motor vehicle structural component from a basic profile body with an AlSi coating and a plastic reinforcement element to be bonded, as well as a basic profile body
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstrukturbauteils mit einem metallischen Profil-Grundkörper, der zumindest bereichsweise mit einer AlSi-Beschichtung versehen ist, und einem damit zu verklebenden Verstärkungselement aus Kunststoff. Bei dem zu verklebenden Verstärkungselement handelt es sich insbesondere um ein Verstärkungselement aus einem faserverstärkten Kunststoff.The invention relates to a method for producing a motor vehicle structural component with a metal profile base body which is provided with an AlSi coating at least in some areas, and a plastic reinforcing element to be bonded thereto. The reinforcement element to be bonded is, in particular, a reinforcement element made of a fiber-reinforced plastic.
Ferner betrifft die Erfindung einen Profil-Grundkörper mit zumindest teilweiser AlSi-Beschichtung, der für das Verkleben mit einem Verstärkungselement aus Kunststoff vorbereitet ist.Furthermore, the invention relates to a profile base body with at least partial AlSi coating, which is prepared for gluing to a plastic reinforcement element.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugstrukturbauteilen in Form einer A-, B-, C- oder D-Säule oder eines Dachelements einer Kraftfahrzeugkarosserie. Es wird insoweit auch auf Kraftfahrzeuge mit mindestens einem solchen Kraftfahrzeugstrukturbauteil verwiesen.The invention relates in particular to a method for producing motor vehicle structural components in the form of an A, B, C or D pillar or a roof element of a motor vehicle body. In this respect, reference is also made to motor vehicles with at least one such motor vehicle structural component.
Im Speziellen wird auf ein Verfahren zur Herstellung von Kraftfahrzeugstrukturbauteilen in Form einer B-Säule verwiesen. Ferner bezieht sich die Erfindung insbesondere auf Profil-Grundkörper, die prozessbedingt vor der Verbindung mit einem Verstärkungselement aus Kunststoff zumindest auch in einem Klebebereich mit einer AISi-Beschichtung versehen ist, d.h. in einem Bereich, in welchem der Profil-Grundkörper nach dem Aufbringen der AlSi-Beschichtung durch Verkleben mit dem Verstärkungselement aus Kunststoff verbunden werden soll. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Profil-Grundkörper, die vollständig mit einer AISi-Beschichtung versehen sind.In particular, reference is made to a method for producing motor vehicle structural components in the form of a B-pillar. Furthermore, the invention relates in particular to profile bases which, due to the process, are provided with an AISi coating before being connected to a plastic reinforcement element, at least in an adhesive area, i.e. in an area in which the profile base body after the application of the AlSi -Coating to be connected by gluing with the reinforcing element made of plastic. In particular, the invention relates to profile base bodies that are completely provided with an AISi coating.
Ebenfalls ist die Erfindung im Speziellen auf Kraftfahrzeugstrukturbauteile mit Profil-Grundkörper und mindestens einem, als Flächenelement ausgebildeten Verstärkungselement verwiesen, das mit einer seiner Hauptflächen klebend gegenüber dem Profil-Grundkörper fixiert werden soll. Mit einem Flächenelement ist in diesem Zusammenhang ein Element gemeint, das sich im Wesentlichen über eine Länge und eine Breite erstreckt und dessen Dicke gegenüber der Länge und der Breite eher gering ist. Derartige Elemente weisen dementsprechend eine Vorderseite und eine Rückseite mit - im Vergleich zu den übrigen Seiten - verhältnismäßig großen Hauptflächen auf, d.h. die beiden Hauptflächen sind deutlich größer als die übrigen Flächen.The invention also refers specifically to motor vehicle structural components with a profile base body and at least one reinforcement element designed as a surface element, which is to be fixed with one of its main surfaces adhesively relative to the profile base body. In this context, a surface element means an element which essentially extends over a length and a width and whose thickness is rather small compared to the length and the width. Accordingly, such elements have a front and a back with - in comparison to the other sides - relatively large main surfaces, i.e. the two main surfaces are significantly larger than the other surfaces.
Aus
Aus
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstrukturbauteils zur Verfügung zu stellen, das mit einer seiner Hauptflächen vollflächig mit dem Profil-Grundkörper verklebt werden soll, mittels welchem ein Kraftfahrzeugstrukturbauteil mit hoher Verbindungsqualität erzeugt wird. Dabei weist das Kraftfahrzeugstrukturbauteil einen metallischen Profil-Grundkörper auf, der zumindest bereichsweise mit einer AISi-Beschichtung versehen ist. Ferner weist das Kraftfahrzeugstrukturbauteil ein als Flächenelement ausgebildetes Verstärkungselement aus Kunststoff auf. Neben dem Verfahren soll auch ein Profil-Grundkörper für ein wie vorstehend beschriebenes Kraftfahrzeugstrukturbauteil zur Verfügung gestellt werden, welcher für das Verkleben eines als Flächenelement ausgebildeten Verstärkungselements aus Kunststoff zur Erzielung einer hohen Verbindungsqualität vorbereitet ist.The invention is based on the object of providing a method for producing a motor vehicle structural component which is to be bonded with one of its main surfaces to the profile base body over its entire surface, by means of which a motor vehicle structural component with a high connection quality is produced. In this case, the motor vehicle structural component on a metallic profile body, which at least partially with a AISi coating is provided. Furthermore, the motor vehicle structural component has a reinforcing element made of plastic and designed as a planar element. In addition to the method, a profile base body for a motor vehicle structural component as described above is also to be made available, which is prepared for the gluing of a plastic reinforcing element designed as a surface element in order to achieve a high connection quality.
Insbesondere soll das Verfahren auch für Kraftfahrzeugstrukturbauteile anwendbar sein, deren zu verklebendes Verstärkungselement mindestens eine gekrümmte Oberfläche im Bereich der zu verklebenden Hauptfläche aufweist, die vollflächig mit einer ebenfalls gekrümmten Oberfläche des Profil-Grundkörpers verklebt werden soll.In particular, the method should also be applicable to motor vehicle structural components whose reinforcing element to be bonded has at least one curved surface in the area of the main surface to be bonded, which is to be bonded over its entire surface to a likewise curved surface of the profile base body.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Kraftfahrzeugstrukturbauteils mit einem metallischen Profil-Grundkörper und mit einem als Flächenelement ausgebildeten Verstärkungselement aus Kunststoff. Dabei ist der Profil-Grundkörper zumindest bereichsweise an seiner Oberfläche mit einer AISi-Beschichtung versehen. Das Verstärkungselement soll mit einer seiner Hauptflächen vollflächig mit dem Profil-Grundkörper verklebt werden. In einem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein - zumindest bereichsweise - mit der AISi-Beschichtung versehener Klebebereich, der sich in Form und Größe zumindest über die zu verklebende Hauptfläche des Verstärkungselements erstreckt, entfernt, um eine Klebefläche zu erzeugen. Damit ist gemeint, dass vorzugsweise ein in Form und Größe an die zu verklebende Hauptfläche des Verstärkungselements angepasster Bereich - soweit dieser mit einer AISi-Beschichtung versehen war - zumindest weitestgehend von der AISi-Beschichtung befreit wird, indem diese entfernt wird. Mit einer weitestgehenden Entfernung ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass sich die AISi-Beschichtung nach der Entfernung im Bereich der Klebefläche über deutlich weniger als 50 Prozent erstreckt. Vorzugsweise sind mindestens 70 Prozent, mindestens 80 Prozent oder mindestens 90 Prozent der Klebefläche frei von einer AISi-Beschichtung, so dass sich in diesem Bereich der Grundwerkstoff des Profil-Grundkörpers an der Oberfläche befindet. Die Klebefläche ist vorzugsweise durch eine kontinuierliche Umfangslinie erkennbar, in welcher die AISi-Beschichtung vollständig entfernt ist. Innerhalb dieser Umfangslinie, die in Form und Größe mindestens der zu verklebenden Hauptfläche des Verstärkungselements entspricht, ist die AISi-Beschichtung zumindest überwiegend entfernt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Verstärkungselement mit seiner Hauptfläche gemeinsam mit einem Klebstoff auf der Klebefläche angeordnet, um die Verklebung zu erzeugen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine qualitativ hochwertige Verbindung zwischen Profil-Grundkörper und Verstärkungselement erzielen, insbesondere weil eine großflächige Klebeverbindung zwischen einer der Hauptflächen des Verstärkungselements weitestgehend oder vollständig unabhängig von der AISi-Beschichtung direkt mit dem Grundwerkstoff des Profil-Grundkörpers hergestellt wird. Das Entfernen der AlSi-Beschichtung kann auf eine geeignete Art und Weise erfolgen, insbesondere durch ein mechanisches oder chemisches Abtragverfahren.The method according to the invention serves to produce a motor vehicle structural component with a metallic profile base body and with a plastic reinforcing element designed as a surface element. The profile base body is provided with an AISi coating at least in some areas on its surface. One of the main surfaces of the reinforcement element should be fully bonded to the profile body. In a first step of the method according to the invention, an adhesive area provided with the AISi coating--at least in regions--which extends in shape and size at least over the main surface of the reinforcing element to be bonded is removed in order to produce an adhesive surface. This means that preferably an area adapted in shape and size to the main surface of the reinforcement element to be bonded—if it was provided with an AISi coating—is at least largely freed from the AISi coating by removing it. In this context, removal as far as possible means that the AISi coating extends over significantly less than 50 percent after removal in the area of the adhesive surface. At least 70 percent, at least 80 percent or at least 90 percent of the adhesive surface is preferably free of an AISi coating, so that the base material of the profile base body is on the surface in this area. The adhesive surface can preferably be recognized by a continuous peripheral line in which the AISi coating has been completely removed. The AISi coating is at least largely removed within this peripheral line, which in terms of shape and size corresponds at least to the main surface of the reinforcing element to be bonded. In a second method step, the reinforcing element is arranged with its main surface together with an adhesive on the adhesive surface in order to create the bond. With the method according to the invention, a high-quality connection between the profile base body and the reinforcement element can be achieved, in particular because a large-area adhesive connection between one of the main surfaces of the reinforcement element is produced largely or completely independently of the AISi coating directly with the base material of the profile base body. The AlSi coating can be removed in a suitable manner, in particular by a mechanical or chemical removal method.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Entfernung gemäß dem ersten Verfahrensschritt unter Anwendung mindestens eines Laserstrahls durchgeführt. Die Entfernung mittels eines Laserstrahls ermöglicht eine besonders präzise Entfernung der AlSi-Beschichtung, zum einen in Bezug auf die Form des mittels des Laserstrahls behandelten Bereichs zur Erzielung der Klebefläche, zum anderen aber auch in Bezug auf das Erreichen einer präzisen Tiefe.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the removal according to the first method step is carried out using at least one laser beam. Removal using a laser beam enables the AlSi coating to be removed with particular precision, on the one hand in relation to the shape of the area treated by the laser beam to obtain the adhesive surface, but on the other hand also in relation to achieving a precise depth.
Es wird insbesondere auf die Anwendung eines gepulsten Laserstrahls verwiesen. Die Anwendung eines gepulsten Laserstrahls ist für die Entfernung relativ dünner AlSi-Beschichtungen (beispielsweise im Bereich von 1-1000 µm) besonderes geeignet.Reference is made in particular to the use of a pulsed laser beam. The use of a pulsed laser beam is particularly suitable for removing relatively thin AlSi coatings (e.g. in the range of 1-1000 µm).
Wie schon aus der Formulierung „mindestens ein Laserstrahl“ hervorgeht, kann die Entfernung auch mittels zwei oder mehr Laserstrahlen erfolgen, insbesondere um die insgesamt benötigte Bearbeitungszeit zu verkürzen.As can already be seen from the wording "at least one laser beam", the removal can also be carried out using two or more laser beams, in particular in order to shorten the overall processing time required.
Unabhängig von der Art des Verfahrens, mit welchem die AISi-Beschichtung entfernt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Entfernung schichtweise erfolgt. Allerdings ist es auch in Verbindung mit einer schichtweisen Entfernung vorteilhaft, wenn diese mittels eines Laserstrahls erfolgt, da die Entfernung mittels eines Laserstrahls, insbesondere wenn ein gepulster Laserstrahl mit vorteilhaften Einstellungen gewählt wird, eine kontinuierliche Beobachtung der Oberfläche der Klebefläche ermöglicht. Auf diese Art und Weise kann einfach und kostengünstig nur so viel Material abgetragen werden wie nötig, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass die AlSi-Schichtdicken Toleranzen aufweisen und es dementsprechend bei mechanischer oder chemischer Entfernung der AlSi-Schicht wesentlich schwieriger bzw. praktisch unmöglich ist, ähnlich präzise wie mit einem Laserstahl abzutragen. Die anderen Verfahren sind in jedem Fall sehr viel zeitintensiver und dürften in der Praxis auch in der Regel mit einer geringeren Präzision verbunden sein.Regardless of the type of process with which the AISi coating is removed, it is advantageous if the removal takes place in layers. However, it is also advantageous in connection with a layer-by-layer removal if this is done by means of a laser beam, since the removal by means of a laser beam, particularly if a pulsed laser beam with advantageous settings is selected, enables continuous observation of the surface of the adhesive surface. In this way, only as much material as necessary can be removed easily and cost-effectively, which is advantageous in particular given that the AlSi layer thicknesses have tolerances and it is accordingly essential when the AlSi layer is removed mechanically or chemically is more difficult or practically impossible to ablate as precisely as with a laser beam. The other methods are in any case much more time-consuming and in practice are likely to be associated with less precision.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Entfernens überprüft, ob die AlSi-Schicht in einem vorgegebenen Maß entfernt ist und das Entfernen beendet, sobald die AlSi-Schicht in einem vorgegebenen Maß entfernt ist. Eine solche Überprüfung kann durch eine Bedienperson erfolgen, die beispielsweise an einer während des Entfernens zunehmend metallisch glänzenden Oberfläche und deren sich verändernden Glanzgrad erkennt, wann die AISi-Beschichtung vollständig oder weitgehend entfernt ist. Vorzugsweise wird die Überprüfung mittels einer Überwachungsvorrichtung vorgenommen, insbesondere mittels einer Kamera oder einer sonstigen optischen Überwachungsvorrichtung. Diese verfügt insbesondere über ein Vergleichsmodul, in welchem Referenzwerte für eine erwünschte Mindestqualität der Entfernung der AlSi-Schicht bzw. den darunter zum Vorschein tretenden Grundwerkstoff des Profil-Grundkörpers gespeichert sind. Sobald die mit der Überwachungsvorrichtung ermittelten Werte innerhalb eines vorgegebenen Soll-Bereichs liegen, kann dann das Entfernen beendet werden. Die Überwachung kann besonders zeiteffizient in Verbindung mit einer Entfernung mittels eines Laserstrahls erfolgen, weil die Oberfläche des Grundkörpers - anders als bei mechanischem oder chemischem Entfernen - während des Abtragens weitgehend frei von gelösten Partikeln bleibt, insbesondere wenn diese unmittelbar verdampfen oder anderweitig entfernt werden.In a further practical embodiment of the method according to the invention, it is checked during the removal whether the AlSi layer has been removed to a specified extent and the removal is ended as soon as the AlSi layer has been removed to a specified extent. Such a check can be carried out by an operator who, for example, recognizes when the AISi coating has been completely or largely removed from a surface with an increasing metallic luster during the removal and its changing degree of gloss. The check is preferably carried out by means of a monitoring device, in particular by means of a camera or some other optical monitoring device. In particular, this has a comparison module in which reference values are stored for a desired minimum quality of the removal of the AlSi layer or the base material of the profile base body that appears underneath. As soon as the values determined with the monitoring device are within a specified target range, the removal can then be ended. Monitoring can be carried out in a particularly time-efficient manner in connection with removal using a laser beam, because the surface of the base body—in contrast to mechanical or chemical removal—remains largely free of dissolved particles during the removal, especially if these evaporate immediately or are removed in some other way.
Alternativ oder in Ergänzung wird auf die Möglichkeit der Überprüfung mittels eines Laserstrahls zur Entfernungsmessung verwiesen. So kann beispielsweise durch Messung des Differenzabstands zwischen einer bearbeiteten und einer unbearbeiteten Fläche die Tiefe des Abtragens exakt gemessen und der Messwert zur ausschließlichen oder zusätzlichen Überprüfung genutzt werden. Ist beispielsweise bekannt, dass eine AlSi-Schicht eine Dicke von 50 µm +/- 5 µm aufweist, kann bei Messung einer Tiefe von 55 µm davon ausgegangen werden, dass die AlSi-Schicht vollständig entfernt ist. Ferner kann - im Falle einer Plausibilitätsprüfung - bei einem (möglicherweise) ausreichenden Glanzgrad, aber einem Messwert für die Tiefe unterhalb der Toleranz sicherheitshalber weiteres Material abgetragen werden.Alternatively or in addition, reference is made to the possibility of checking using a laser beam for distance measurement. For example, by measuring the difference in distance between a processed and an unprocessed surface, the depth of the removal can be measured exactly and the measured value can be used for exclusive or additional verification. For example, if it is known that an AlSi layer has a thickness of 50 µm +/- 5 µm, when measuring a depth of 55 µm it can be assumed that the AlSi layer has been completely removed. Furthermore - in the case of a plausibility check - if the degree of gloss is (possibly) sufficient, but the measured value for the depth is below the tolerance, further material can be removed to be on the safe side.
Es ist möglich, das Entfernen schichtweise so lange vorzunehmen, bis eine Klebefläche mit einer bestimmten Oberflächengüte entstanden ist. Dann weist die Klebefläche nach dem Entfernen des Klebebereichs eine bestimmte, vorgegebene Oberflächenstruktur auf, insbesondere eine glatte und stufenfreie Oberfläche oder eine Oberfläche mit einer anderen, vorgegebenen Oberfläche.It is possible to carry out the removal layer by layer until an adhesive surface with a certain surface quality is created. Then, after the adhesive area has been removed, the adhesive surface has a specific, predetermined surface structure, in particular a smooth and step-free surface or a surface with another, predetermined surface.
Es ist ebenfalls möglich, die Klebefläche in Oberflächensegmente zu unterteilen und die Oberflächengüte segmentweise zu überwachen, wobei das Entfernen in einem Segment beendet wird, sobald in diesem Segment die gewünschte Oberflächengüte vorliegt. In diesem Fall können und werden in der Praxis geringe Stufen zwischen einzelnen Segmenten entstehen. Dafür wird jedoch in jedem Segment nur so viel Material wie nötig abgetragen und der Profil-Grundkörper nur so viel wie nötig in seiner Materialstärke reduziert. Dadurch kann, insbesondere wenn die AlSi-Schicht größere Schwankungen in der Dicke aufweist, eine insgesamt höhere Verbindungsqualität zwischen Profil-Grundkörper und Verstärkungselement erzielt werden.It is also possible to divide the bond surface into surface segments and monitor the surface finish by segment, stopping removal in a segment as soon as that segment has the desired surface finish. In this case, small steps between individual segments can and will occur in practice. However, only as much material as necessary is removed in each segment and the profile base body is only reduced in its material thickness as much as necessary. As a result, an overall higher quality of connection between the profile base body and the reinforcing element can be achieved, particularly if the AlSi layer has greater fluctuations in thickness.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden - insbesondere während oder nach dem Entfernen der AISi-Beschichtung - im Bereich der Klebefläche nach oben ragende Haftstrukturen ausgebildet oder angeordnet. Insbesondere können auf diese Art und Weise, insbesondere aus der AISi-Beschichtung bestehende, stempelartige Haftstrukturen ausgebildet werden, mittels welchen die spätere Verbindung zwischen Klebstoff und Verstärkungselement weiter verbessert wird, insbesondere wenn die Haftstrukturen radial nach außen hervorragende Widerhaken aufweisen, die sich mit dem ausgehärteten Klebstoff verzahnen. Es ist ebenfalls möglich, die Haftstrukturen aus dem Grundwerkstoff des Profil-Grundkörpers auszubilden, wenn zunächst die AISi-Beschichtung vollständig entfernt wird und dann die Strukturen durch partielles Abtragen ausgebildet werden. Dies lässt sich insbesondere mit einem gepulsten Laserstrahl sehr präzise durchführen.In a further practical embodiment of a method according to the invention, in particular during or after the removal of the AISi coating, upwardly projecting adhesive structures are formed or arranged in the area of the adhesive surface. In particular, in this way, stamp-like adhesive structures, consisting in particular of the AISi coating, can be formed, by means of which the later connection between the adhesive and the reinforcing element is further improved, especially if the adhesive structures have barbs protruding radially outwards, which connect with the hardened dovetail adhesive. It is also possible to form the adhesive structures from the base material of the basic profile body if the AISi coating is first completely removed and then the structures are formed by partial removal. This can be carried out very precisely with a pulsed laser beam in particular.
Es ist weiter bevorzugt, wenn die Klebefläche zur Erzeugung der Verklebung vollständig mit Klebstoff versehen wird, da auf diese Art und Weise zum einen einer Korrosion des Profil-Grundkörpers entgegengewirkt wird und zum anderen die verfügbaren Flächen vollständig zur Herstellung einer hochfesten Klebeverbindung genutzt werden. Das vollständige Versehen mit Klebstoff kann auch dadurch erfolgen, dass der Klebstoff in geeigneter Menge und Art und Weise so aufgebracht wird, dass beim späteren Andrücken des Verstärkungselements sichergestellt ist, das sich der Klebstoff vollständig in dem Zwischenraum zwischen Profil-Grundkörper und Verstärkungselement verteilt.It is further preferred if the adhesive surface for producing the bond is completely provided with adhesive, since in this way, on the one hand, corrosion of the profile base body is counteracted and, on the other hand, the available surfaces are used completely to produce a high-strength adhesive connection. Adhesive can also be provided completely by applying the adhesive in a suitable quantity and manner in such a way that when the reinforcing element is later pressed on it is ensured that the adhesive is distributed completely in the space between the profile base body and the reinforcing element.
Die Erfindung betrifft auch einen Profil-Grundkörper für ein Kraftfahrzeugstrukturbauteil, das mindestens ein Verstärkungselement aus Kunststoff aufweist, welches als Flächenelement ausgebildet ist und mit einer seiner Hauptflächen mit dem Profil-Grundkörper verklebt ist. Dabei ist der Profil-Grundkörper zumindest bereichsweise an seiner Oberfläche mit einer AlSi-Beschichtung versehen. Ferner ist die AISi-Beschichtung in Bereich einer Klebefläche, die sich in Form und Größe mindestens über die Hauptfläche des Verstärkungselements erstreckt, die beim Verkleben dem Profil-Grundkörper zugewandt ist, zumindest überwiegend entfernt. Auf das vorstehend bereits erläuterte Verständnis der Bezeichnung „überwiegend entfernt“ wird hiermit noch einmal verwiesen. Vorzugsweise ist die AlSi-Beschichtung in dem Bereich der Klebefläche vollständig entfernt. Ein erfindungsgemäßer Profil-Grundkörper ermöglicht aus den vorstehend bereits dargelegten Gründen eine hochfeste Klebeverbindung, insbesondere an einem Kraftfahrzeugstrukturbauteil in Form einer B-Säule, welche üblicherweise ein langgestrecktes Bauteil ist, dessen Höhe sehr viel größer ist als die Länge und die Dicke. Ein Verstärkungselement für eine solche B-Säule weist vorzugsweise ebenfalls eine solche Form auf, kann sich aber jeweils nur über einen Teil der Höhe und der Länge erstrecken.The invention also relates to a profile body for a motor vehicle structural component, the at least one reinforcing element made of art material, which is designed as a surface element and is glued to one of its main surfaces with the profile base body. The profile base body is provided with an AlSi coating at least in some areas on its surface. Furthermore, the AISi coating is at least predominantly removed in the area of an adhesive surface, which extends in shape and size at least over the main surface of the reinforcement element, which faces the profile base body during adhesive bonding. Reference is hereby once again made to the understanding of the term “predominantly remote” that has already been explained above. The AlSi coating is preferably completely removed in the area of the adhesive surface. For the reasons already explained above, a profile base body according to the invention enables a high-strength adhesive connection, in particular on a motor vehicle structural component in the form of a B-pillar, which is usually an elongated component whose height is much greater than the length and thickness. A reinforcement element for such a B-pillar preferably also has such a shape, but can only extend over part of the height and part of the length.
In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Profil-Grundkörpers sind auf der Klebefläche in der AISi-Beschichtung und/oder in dem Werkstoff des Profil-Grundkörpers nach oben ragende Haftstrukturen vorgesehen, d.h. ausgebildet und/oder angeordnet. Auf die damit verbundenen Vorteile wurde vorstehend bereits in Verbindung mit dem Verfahren verwiesen.In a practical embodiment of a profile base body according to the invention, upwardly projecting adhesive structures are provided, i.e. formed and/or arranged, on the adhesive surface in the AISi coating and/or in the material of the profile base body. The associated advantages have already been referred to above in connection with the method.
Wenn Haftstrukturen oberseitig radial hervorragende Widerhaken und/oder Spitzen aufweisen, kann die Verbindungsqualität weiter erhöht werden, insbesondere weil die Oberfläche der Klebefläche vergrößert und/oder eine zusätzliche Verzahnung zwischen Klebstoff und Profil-Grundkörper erzielt wird.If adhesive structures have radially protruding barbs and/or points on the upper side, the quality of the connection can be further increased, in particular because the surface of the adhesive surface is enlarged and/or additional interlocking between the adhesive and profile base body is achieved.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform erstreckt sich die Klebefläche über mindestens einen gekrümmten Oberflächenbereich, vorzugsweise über zwei oder mehr gekrümmte Oberflächenbereiche, und/oder der Profil-Grundkörper ist ein warmumgeformtes Bauteil. Eine solche Gestaltung findet sich insbesondere an einer B-Säule von Kraftfahrzeugen. Insbesondere wird in diesem Zusammenhang auf U-förmig ausgebildete Profil-Grundkörper verwiesen, die mit ebenfalls u-förmig ausgebildeten Verstärkungselementen zu einem belastbaren und insbesondere biege- und verwindungssteifen Kraftfahrzeugstrukturbauteil verklebt werden sollen.In a further practical embodiment, the adhesive surface extends over at least one curved surface area, preferably over two or more curved surface areas, and/or the basic profile body is a hot-formed component. Such a design is found in particular on a B-pillar of motor vehicles. In particular, reference is made in this context to U-shaped profile base bodies which are to be bonded to likewise U-shaped reinforcement elements to form a loadable and in particular rigid and torsion-resistant motor vehicle structural component.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug mit gestrichelt gekennzeichneter Hervorhebung einer B-Säule in einer Seitenansicht, -
2 die B-Säule des Kraftfahrzeuges aus1 im endmontierten Zustand in einer isometrischen Darstellung, -
3 die B-Säule aus2 mit allen Einzelelementen in einer Explosionsdarstellung, -
4 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsvorrichtung zum Entfernen einer AISi-Beschichtung mittels eines gepulsten Laserstahls, -
5 eine erste Ausführungsform mit einer in der Klebefläche ausgebildeten, nach oben ragenden Haftstruktur, -
6 eine weitere Ausführungsform mit einer in der Klebefläche ausgebildeten, nach oben ragenden Haftstruktur, -
7 eine weitere Ausführungsform mit einer in der Klebefläche ausgebildeten, nach oben ragenden Haftstruktur, -
8 eine weitere Ausführungsform mit einer in der Klebefläche ausgebildeten, nach oben ragenden Haftstruktur und -
9 eine weitere Ausführungsform mit einer in der Klebefläche ausgebildeten, nach oben ragenden Haftstruktur.
-
1 a motor vehicle with a B-pillar highlighted in dashed lines in a side view, -
2 the B-pillar of the motor vehicle1 in the final assembled state in an isometric representation, -
3 the B-pillar2 with all individual elements in an exploded view, -
4 a schematic representation of a processing device for removing an AISi coating by means of a pulsed laser beam, -
5 a first embodiment with an upwardly projecting adhesive structure formed in the adhesive surface, -
6 a further embodiment with an upwardly projecting adhesive structure formed in the adhesive surface, -
7 a further embodiment with an upwardly projecting adhesive structure formed in the adhesive surface, -
8th a further embodiment with an upwardly projecting adhesive structure formed in the adhesive surface and -
9 another embodiment with an upwardly projecting adhesive structure formed in the adhesive surface.
Die B-Säule 14 erstreckt sich im Wesentlichen über die Höhe der angrenzenden vorderen Seitenscheibe 26 und der hinteren Seitenscheibe 28 nach oben bis zu einem Dachelement 30.The B-
Wie in den
Die größte Dimension des Verstärkungselements 18 ist die sich in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckende Höhe, die zweitgrößte Dimension ist die sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) erstreckende Länge. Die sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Dicke ist deutlich geringer als die Länge und die Höhe. Dadurch weist das Verstärkungselement 18 eine vorderseitige Hauptfläche V und eine rückseitige Hauptfläche R auf, die wesentliche größer sind als alle übrigen Flächen.The largest dimension of the
Der Profil-Grundkörper 16 ist vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vollständig mit einer AlSi-Beschichtung (in den
In dieser Ausführungsform ist zur Fixierung des oberseitigen Endes 34 des Verstärkungselements 18 gegenüber dem Profil-Grundkörper 16 ein Klemmblech 32 vorgesehen.In this embodiment, a clamping
In den
In den Ausführungsformen gemäß den
Dabei sind die Haftstrukturen 50 bei der in
In der Ausführungsform gemäß
In der Ausführungsform gemäß
In der Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsform gemäß
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments. The invention can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the person skilled in the art.
Insoweit wird insbesondere darauf verwiesen, dass die Haftstrukturen 50 gemäß den
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 1212
- gekennzeichneter Bereichmarked area
- 1414
- B-SäuleB pillar
- 1616
- Profil-GrundkörperProfile body
- 1818
- Verstärkungselementreinforcement element
- 2020
- Grundkörper-Kontaktflächebody contact surface
- 2222
- Verstärkungselement-Kontaktflächereinforcement element contact surface
- 2424
- Klebstoffadhesive
- 2626
- vordere Seitenscheibefront side window
- 2828
- hintere Seitenscheiberear side window
- 3030
- Dachelementroof element
- 3232
- Klemmblechclamping plate
- 3434
- oberseitiges Endetop end
- 3636
- Bearbeitungsvorrichtungprocessing device
- 3838
- Laserstrahllaser beam
- 4040
- AlSi-BeschichtungAlSi coating
- 4242
- Partikelparticles
- 4444
- Pfeil (Visualisierung eines Prozessgases)Arrow (visualization of a process gas)
- 4646
- Düsejet
- 4848
- ArbeitsbereichWorkspace
- 5050
- Haftstrukturadhesive structure
- 5252
- SpitzeTop
- 5454
- Widerhakenbarb
- VV
- vorderseitige Hauptflächefront main surface
- RR
- rückseitige Hauptflächeback main surface
- KK
- Klebeflächeadhesive surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 20080156425 A1 [0007]US20080156425A1 [0007]
- US 20170008568 A1 [0008]US20170008568A1[0008]
- US 20190092976 A1 [0009]US20190092976A1 [0009]
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DE102016212622A1 (en) | 2016-07-12 | 2018-01-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for joining components |
US20190092976A1 (en) | 2017-09-27 | 2019-03-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Multi-material assembly and methods of making thereof |
-
2021
- 2021-08-10 DE DE102021208711.6A patent/DE102021208711A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |