DE10252151A1

DE10252151A1 - Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile

Info

Publication number: DE10252151A1
Application number: DE2002152151
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Eipper; Martin Dipl.-Ing. Weller
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-11-09
Filing date: 2002-11-09
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-11-10
Also published as: DE10252151B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile (1, 3), wobei Klebstoff (11) in Vertiefungen (2) eines ersten Bauteils (1) eingebracht wird und nach Positionierung eines zweiten Bauteils (3) am ersten Bauteils (1) dieses mit dem zweiten Bauteil (3) verklebt wird. Um eine prozesssichere Verklebung von Bauteilen (1, 3) in einfacher Weise gefahrlos zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass der Klebstoff (11) derart in die Vertiefung (2) eingebracht wird, dass das positionierte zweite Bauteil (3) vom Klebstoff (11) zunächst beabstandet ist, und dass nach der Positionierung der Klebstoff (11) zumindest teilweise aus der Vertiefung (2) heraus gegen die miteinander zu verklebenden Flächen (16, 17) der beiden Bauteile (1, 3) durch ein Druckmittel verdrängt wird, und dass nach Anlage des Klebstoffes (11) an den zu verklebenden Flächen (16, 17) der Aushärtungsvorgang des Klebstoffes (11) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der EP 0 141 065 B1 bekannt. Dabei wird in eine Rille eines ersten Karosseriebleches eines Kraftfahrzeuges ein Draht eingelegt, der von einem Mantel aus Klebstoff aus duroplastischem Harz umschlossen ist. Anschließend wird ein zweites Blech auf das erste Blech abgesenkt, wobei bei Berührung des Klebstoffmantels ein elektrischer Strom durch den Draht geleitet wird. Der Klebstoff wird dabei derart erhitzt, dass er eine flüssige Phase ausbildet. Durch die Absenkbewegung des zweiten Bleches wird dabei der Kunststoffmantel plattgedrückt und die flüssige Phase des Klebstoffes zwischen die zu verklebenden Flächen der beiden Bleche gepresst. Abschließend erfolgt der Aushärtevorgang, wonach die Verklebung der beiden Bleche abgeschlossen ist. Diese Verklebetechnik ist einerseits nur mit horizontal liegenden Blechen prozesssicher möglich, da bei schräg oder vertikal stehenden Blechen der flüssige Klebstoff von der Klebestelle wegfließt. Andererseits können aus Sicherheitsgründen nur nichtleitende Blechmaterialien genommen werden, da die Gefahr besteht, dass der stromdurchflossene Draht nach völliger Verflüssigung des Klebstoffes an zumindest einer Stelle mit einem der Bleche in Kontakt gerät, wodurch die Bleche für umstehende Personen einen erheblichen Gefahrenherd bedeuten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass eine prozesssiche re Verklebung von Bauteilen in einfacher Weise gefahrlos erreicht werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Dank der Erfindung wird erreicht, dass erst nach der festen Positionierung der beiden Bauteile zueinander die Verklebung vonstatten geht. Somit kann es keine lokale Verschiebung des Klebstoffes in Form einer Raupe oder ähnlichem geben, die durch die Positionierungsbewegung des einen der Bauteile initiiert werden würde, so dass die Bauteile immer an der gewünschten Stelle verklebt werden. Des weiteren wird durch die Verdrängung des Klebstoffes zu den zu verklebenden Flächen der Bauteile in einfacher Weise die bekannte elektrische Klebelösung mit der Vollverflüssigung des Klebstoffes vermieden, so dass zum einen umstehende Personen an der Fügestation der Verklebung nicht der Gefahr eines gesundheitsgefährdenden Stromstosses ausgesetzt sind und zum anderen auch leitende Materialien bei den Bauteilen Verwendung finden können, was im Automobilbau aufgrund des gebräuchlichen Einsatzes von Karosserieblechen aus Stahl von großem Vorteil ist. Weiterhin kann der allenfalls zähflüssig bleibende Klebstoff nicht verlaufen, sondern muss erfindungsgemäß an die vorgesehenen Klebestellen verdrängt werden, so dass Relativlagen der beiden Bauteile für die Verklebung grundsätzlich möglich sind, die von einer horizontalen Position abweichen, ohne dass durch ein eventuelles Verlaufen des Klebers die gewünschte Klebelage verloren ginge und damit die Prozesssicherheit gefährdet wäre.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
1a in einem Querschnitt zwei erfindungsgemäß zu verklebende Bauteile mit Vertiefungen,
1b in einem Querschnitt einen Kleberabschnitt auf einen Hohlkörper zur erfindungsgemäßen Verklebung der Bauteil aus 1a,
2 in einem Querschnitt der mit dem Kleber in eine Vertiefung eines ersten Bauteils aus 1a nach einem ersten Arbeitsschritt eingebrachte Hohlkörper aus 1b,
3 in einem Querschnitt nach einem zweiten Arbeitsschritt das erste Bauteil aus 2 mit einem an diesem vorfixierten zweiten Bauteil,
4 in einem Querschnitt nach einem dem Arbeitsschritt aus 3 folgenden dritten Arbeitsschritt eine erfindungsgemäße vollständige Verklebung der beiden Bauteile.
In 1a ist sowohl ein erstes Bauteil 1 mit einer rinnenförmigen Vertiefung 2, die jedoch auch nach Art eines Topfes lokal begrenzt sein kann, als auch ein zweites Bauteil 3 dargestellt, das eine längliche breite Mulde 4 geringer Tiefe aufweist. Die Bauteile 1 und 3 können tiefgezogene oder gepresste Bleche oder Hohlprofile einer Kraftfahrzeugkarosserie sein.
Aus 1b ist ein flexibler Hohlkörper 5 entnehmbar, der zusammengedrückt und in diesem Zustand an seinen Seiten 6, 7 hochgebogen ist, so dass seine Oberseite 8 einen Hohlraum 9 bildet. Die Seiten 6, 7 sind einander zugewandt und begrenzen- einen Spalt 10. Der Hohlkörper 5 ist hier schlauchförmig ausgebildet. In den Hohlraum 9 wird eine Menge verformbaren Klebstoffes 11 eingebracht, der diesen bis zum Spalt 10 ausfüllt. Aufgrund dieser Einfassung des Klebstoffes 11 wird eine große freie Oberfläche 12 des Klebstoffes 11 und eine damit zusammenhängende ungewollt schnelle Austrocknung vermieden. Des weiteren ist der Klebstoff in dieser Behältnisform gut zu transportieren und applizieren ohne dass er bei der Anordnung an zu verklebenden Bauteilen an unerwünschten Flächen bzw. Stellen der Bauteile und/oder der Handlingvorrichtung beispielsweise einem Roboter anhängt. Der Hohlkörper 5 kann in seiner Schlauch- oder Schnurform an den zu verklebenden Bauteilen einfach verlegt werden, wobei vor dem Verklebeprozess bei einer irrtümlichen Anordnung immer noch eine restlose Entnahme des Klebstoffes mit dem Hohlkörper schadlos möglich ist. Da für den Produktionsprozess hinsichtlich der Verklebung investreiche Klebevorrichtungen entfallen, spielt in prozessablauffördernder Weise ein Ausfall beispielsweise durch sich festsetzende Auftragsdüsen oder eine Reinigung dieser Vorrichtungen keine Rolle.
Der Hohlkörper 5 mit dem Klebstoff 11 wird nun gemäß 2 in die Vertiefung 2 des Bauteils 1 eingelegt. Die freie Oberfläche 12 des Klebstoffes 11 ist dabei der Öffnung 21 der Vertiefung 2 zugewandt. Anschließend wird nach 3 das zweite Bauteil 3 zum ersten Bauteil 1 positioniert und mit seinen Rändern 13 an diesem vorläufig beispielsweise durch Verschraubungen 14 oder Vernietungen in der eingenommenen Relativlage klebstoffdicht fixiert. Die Positionierung ist derart, dass die Mulde 4 zu beiden Seiten die Vertiefung 2 des Bauteils 1 überspannt, wodurch sich ein Klebespalt 15 zwischen den außerhalb der Vertiefung 2 liegenden von der Mulde 4 überdeckten Flächen 16 des Bauteils 1 und den gegenüberliegenden vom Muldengrund gebildeten Flächen 17 des Bauteils 3 ausbildet. Denkbar ist auch, dass die Mulde 4 einseitig mit der Vertiefung 2 bündig abschließt und zur anderen Seite hin einen Klebespalt mit dem Bauteil 1 begrenzt. Im abgebildeten Ausführungsbeispiel ist der Hohlkörper 5 mit dem Klebstoff 11 derart in die Vertiefung 2 eingelassen, dass Hohlkörper 5 und Klebstoff 11 vollumfänglich in diese eintauchen. Dies hat zum Vorteil, dass bei einer Positionierungsbewegung des zweiten Bauteils 3 am ersten Bauteil 1 entlang der Hohlkörper 5 mit dem Klebstoff 11 nicht abgeschabt oder in seiner Position unerwünscht verändert wird. Bei anders verlaufenden Positionierungsbewegungen ist es lediglich erforderlich, dass nach der Positionierung und Fixierung der Bauteile 1, 3 eine vorerst währende Beabstandung des zweiten Bauteils 3 vom Klebstoff 11 und dem Hohlkörper 5 besteht, damit der sich anschließende Arbeitsschritt der Klebstoffverteilung ungehindert abfolgen kann. Hohlkörper 5 und Klebstoff 11 können damit durchaus den Öffnungsrand 18 der Vertiefung 2 überragen, jedoch in kleinerem Maße als die Mulde 4 des zweiten Bauteils 3 tief ist.
Dieser Arbeitsschritt nach 4 beinhaltet das pneumatische oder hydraulische Aufblasen des flexiblen Hohlkörpers 5, wobei der Klebstoff 11 zumindest teilweise in den Klebespalt 15 gegen die miteinander zu verklebenden Flächen 16, 17 der beiden Bauteile 1,3 verdrängt wird. Der Klebstoff 11 wird dabei exakt auf die gewünschten Stellen der Bauteil 1,3 verteilt. Im sich ausbildenden Innenraum 19 des Hohlkörpers 5 kann zum besseren Lösen des Klebstoffes 11 vom Hohlkörper 5 und leichteren Verdrängung zeitweise ein Heizdraht eingeführt sein, der, wenn kein Bedarf mehr besteht, wieder aus dem Hohlkörper 5 herausgezogen werden kann. Der Heizdraht ist durch den umgebenden Hohlkörper 5 nach außen abgeschirmt und bildet für umstehende Personen keine Gefahrenquelle. Da die beiden Bauteile 1, 3 klebstoffdicht vorfixiert sind, kann bei der Verdrängung kein Klebstoff 1 seitlich austreten. Ein kleiner nicht in den Klebespalt 15 eintretender sondern in Berührung mit den Wandungen der Vertiefung 2 gelangender Rest 20 an Klebstoff 11 fixiert den Hohlkörper 5 klapperfrei in der Vertiefung 2.
Nach Anlage des Klebstoffes 11 an den zu verklebenden Flächen 16,17 der Bauteile 1,3 erfolgt der Aushärtevorgang des Klebstoffes 11. Dies kann durch Wärmezufuhr von außen auf die Klebestellen geschehen oder in einfacher bauraumsparender Weise durch Durchströmung des Hohlkörpers 5 mit heißer Luft oder Flüssigkeit.
Das erfindungsgemäße Druckmittel, das im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren flexiblen Hohlkörper 5 gebildet wird, kann ebenfalls eine in der Vertiefung angeordnete Membran sein, die durch ein gespanntes Fluid aufwölbbar ist und den auf ihr aufgetragene Klebstoff 11 verdrängt. Der Klebstoff sollte im übrigen so beschaffen sein, er bis zum Aushärtevorgang verformbar ist.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass bei dem erfindungsgemäßen Verklebungsverfahren anders als bei üblichen Fügetechniken in vorteilhafter Weise Fertigungstoleranzen der Bauteile 1,3 keine Rolle spielen. Zudem kann herstellungstechnisch einfach der Klebstoff von der Rolle verarbeitet werden, wonach erst nach dem Auftragen des Klebstoffes 11 die Seiten 6, 7 des Hohlkörpers 5 hochgebogen werden.

Claims

Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile, wobei Klebstoff in Vertiefungen eines ersten Bauteils eingebracht wird und wobei nach Positionierung eines zweiten Bauteils am ersten Bauteil dieses mit dem zweiten Bauteil verklebt wird, dadurch gekennzeichnet , dass der Klebstoff (11) derart in die Vertiefung (2) eingebracht wird, dass das positionierte zweite Bauteil (3) vom Klebstoff (11) zunächst beabstandet ist, und dass nach der Positionierung der Klebstoff (11) zumindest teilweise aus der Vertiefung (2) heraus gegen die miteinander zu verklebenden Flächen (16, 17) der beiden Bauteile (1,3) durch ein Druckmittel verdrängt wird, und dass nach Anlage des Klebstoffes (11) an den zu verklebenden Flächen (16,17) der Aushärtevorgang des Klebstoffes (11) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (11) auf einen flexiblen Hohlkörper (5) in bis zum Aushärtevorgang verformbarer Menge aufgetragen wird, welcher Hohlkörper (5) anschließend mit dem Klebstoff (11) in die Vertiefung (2) eingebracht wird, wobei die freie Oberfläche (12) des Klebstoffes (11) der Öffnung (21) der Vertiefung (2) zugewandt ist, und dass die Verdrängung des Klebstoffes (11) nach der Positionierung des zweiten Bauteils (3) durch Aufblasen des Hohl körpers (5) mittels des Druckmittels erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (5) mit dem Klebstoff (11) derart in die Vertiefung (2) eingelassen wird, dass Hohlkörper (5) und Klebstoff (11) vollumfänglich in diese eintauchen.