DE10252151B4

DE10252151B4 - Method for bonding two components

Info

Publication number: DE10252151B4
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: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2022-11-10
Also published as: DE10252151A1

Abstract

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) auf einen flexiblen Körper (5) in bis zum Aushärtevorgang verformbarer Menge aufgetragen wird, welcher Körper (5) anschließend mit dem Klebstoff (11) derart vor dem Zusammenbringen der beiden Bauteile (1, 3) in die Vertiefung (2) eingebracht wird, dass das später positionierte zweite Bauteil (3) vom Klebstoff (11) zunächst beabstandet ist, wobei die freie Oberfläche (12) des Klebstoffes (11) der Öffnung (21) der Vertiefung (2) zugewandt ist, 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...method for gluing two components, wherein adhesive in wells of a the first component is introduced and wherein after positioning a second Component on the first component of this glued to the second component is characterized in that the adhesive (11) on a flexible body (5) in to the curing process deformable amount is applied, which body (5) with the adhesive (11) so before bringing the two components (1, 3) is inserted into the recess (2) that later positioned second component (3) is initially spaced from the adhesive (11), wherein the free surface (12) of the adhesive (11) of the opening (21) facing the recess (2) that after positioning the adhesive (11) at least partially out of the recess (2) against the surfaces to be bonded together (16, 17) of the two components (1, 3) is displaced by a pressure medium, and that according to Appendix of the adhesive (11) on the surfaces to be bonded (16, 17) of the adhesive ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a method for bonding two components the preamble of claim 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.A generic method is from the EP 0 141 065 B1 known. In this case, a wire is inserted into a groove of a first body panel of a motor vehicle, which is enclosed by a jacket of adhesive made of thermosetting resin. Subsequently, a second sheet is lowered onto the first sheet, wherein an electrical current is passed through the wire upon contact of the adhesive sheath. The adhesive is heated in such a way that it forms a liquid phase. By the lowering of the second sheet while the plastic shell is flattened and pressed the liquid phase of the adhesive between the surfaces to be bonded of the two sheets. Finally, the curing takes place, after which the bonding of the two sheets is completed. This gluing technique is on the one hand only with horizontal plates reliably possible because obliquely or vertically standing sheets of liquid adhesive flows away from the splice. On the other hand, for safety reasons, only non-conductive sheet materials can be taken, since there is a risk that the current-carrying wire after complete liquefaction of the adhesive at least one point in contact with one of the sheets, causing the sheets for bystanders signify a significant source of danger.

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. Of the Invention is based on the object, a generic method in such a way that a process-re gluing of Components can be easily achieved in a simple manner.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 solved.

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.thanks The invention is achieved that only after the fixed positioning the two components to each other the bonding takes place. Thus, can there is no local displacement of the adhesive in the form of a bead or similar give, which initiated by the positioning movement of one of the components would be so that the components are always glued at the desired location. Furthermore, by the displacement of the adhesive to the to be bonded surfaces the components in a simple manner, the known electrical adhesive solution with the full liquefaction avoided the adhesive, so that on the one hand bystanders at the joining station the bonding is not a danger of a health hazard Power surges are exposed and on the other hand also conductive materials used in the components, which is due in the automotive industry of the common one Use of steel body panels of great advantage is. Furthermore, the possibly viscous adhesive can not run, but must be displaced according to the invention to the intended splices, so that relative positions of the two components are generally possible for the bonding, which deviate from a horizontal position without being affected by a any bleeding of the adhesive the desired adhesive layer would be lost and thus the process security would be endangered.

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:Advantageous embodiments of the invention the dependent claims be removed; Furthermore the invention with reference to an illustrated in the drawings Exemplary embodiment below explained in more detail; there shows:

1a in einem Querschnitt zwei erfindungsgemäß zu verklebende Bauteile mit Vertiefungen, 1a in a cross section two components according to the invention to be glued with depressions,

1b in einem Querschnitt einen Kleberabschnitt auf einen Hohlkörper zur erfindungsgemäßen Verklebung der Bauteil aus 1a, 1b in a cross section of an adhesive portion on a hollow body for bonding the component according to the invention 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, 2 in a cross section of the adhesive in a recess of a first component 1a after a first step introduced hollow body 1b .

3 in einem Querschnitt nach einem zweiten Arbeitsschritt das erste Bauteil aus 2 mit einem an diesem vorfixierten zweiten Bauteil, 3 in a cross section after a second step, the first component 2 with a prefixed second component,

4 in einem Querschnitt nach einem dem Arbeitsschritt aus 3 folgenden dritten Arbeitsschritt eine erfindungsgemäße vollständige Verklebung der beiden Bauteile. 4 in a cross section after a step 3 following third step, a complete bonding of the two components according to the invention.

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.In 1a is both a first component 1 with a groove-shaped depression 2 , which may also be locally limited in the manner of a pot, as well as a second component 3 represented, which is an elongated wide hollow 4 having a shallow depth. The components 1 and 3 can be deep-drawn or pressed sheets or hollow sections of a motor vehicle body.

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.Out 1b is a flexible hollow body 5 removable, compressed and in this condition on its sides 6 . 7 is bent up, leaving its top 8th a cavity 9 forms. The pages 6 . 7 are facing each other, limiting a gap 10 , The hollow body 5 is formed here tubular. In the cavity 9 will be a lot of deformable glue 11 introduced this to the gap 10 fills. Because of this surround of the adhesive 11 will have a large free surface 12 of the adhesive 11 and one related to it ing unwanted fast dehydration avoided. Furthermore, the adhesive in this container shape is easy to transport and apply without it, for example, attaches to a robot in the arrangement of components to be bonded to unwanted surfaces or locations of the components and / or the handling device. The hollow body 5 can be easily laid in its tubular or string form on the components to be bonded, and before the bonding process in an erroneous arrangement still a complete removal of the adhesive with the hollow body is harmless possible. Since investing in the production process in terms of adhesive adhesive devices omitted, plays in process-promoting manner, a failure, for example by jamming applicator nozzles or cleaning these devices irrelevant.

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.The hollow body 5 with the glue 11 will now according to 2 into the depression 2 of the component 1 inserted. The free surface 12 of the adhesive 11 is the opening 21 the depression 2 facing. Subsequently, after 3 the second component 3 to the first component 1 positioned and with its edges 13 at this provisionally, for example, by screwing 14 or rivets in the assumed relative position fixed adhesive-tight. The positioning is such that the trough 4 on both sides the recess 2 of the component 1 spans, creating a glue gap 15 between the outside of the recess 2 lying from the hollow 4 covered areas 16 of the component 1 and the opposite surfaces formed by the trough bottom 17 of the component 3 formed. It is also conceivable that the trough 4 one-sided with the depression 2 flush ends and on the other side a gluing gap with the component 1 limited. In the illustrated embodiment, the hollow body 5 with the glue 11 so into the depression 2 let in that hollow body 5 and glue 11 immerse yourself in them completely. This has the advantage that during a positioning movement of the second component 3 on the first component 1 along the hollow body 5 with the glue 11 not scraped or undesirably changed in position. With different positioning movements, it is only necessary that after the positioning and fixation of the components 1 . 3 a first-time spacing of the second component 3 from the glue 11 and the hollow body 5 exists, so that the subsequent step of the adhesive distribution can proceed unhindered. hollow body 5 and glue 11 can thus quite the opening edge 18 the depression 2 towering over, but to a lesser extent than the hollow 4 of the second component 3 is deep.

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.This step after 4 involves the pneumatic or hydraulic inflation of the flexible hollow body 5 , where the glue 11 at least partially in the adhesive gap 15 against the surfaces to be bonded together 16 . 17 of the two components 1 . 3 is displaced. The adhesive 11 is exactly at the desired locations of the component 1 . 3 distributed. In the developing interior 19 of the hollow body 5 can for better release of the adhesive 11 from the hollow body 5 and easier displacement temporarily a heating wire to be introduced, which, when no more need, again from the hollow body 5 can be pulled out. The heating wire is through the surrounding hollow body 5 shielded to the outside and is not a source of danger for bystanders. Because the two components 1 . 3 are prefixed adhesive-proof, can be no displacement during displacement 1 emerge laterally. A little not in the glue gap 15 but entering into contact with the walls of the depression 2 getting rest 20 on glue 11 fixes the hollow body 5 rattle-free in the depression 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.After applying the adhesive 11 on the surfaces to be bonded 16 . 17 of the components 1 . 3 the curing process of the adhesive takes place 11 , This can be done by supplying heat from the outside of the splices or in a simple space-saving manner by flow through the hollow body 5 with hot air or liquid.

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.The pressure medium according to the invention, in the embodiment shown by a pneumatically or hydraulically acted upon flexible hollow body 5 is formed, may also be arranged in the recess membrane which is bulged by a taut fluid and the adhesive applied to it 11 repressed. The adhesive should otherwise be such that it is deformable until the curing process.

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.It should be noted at this point that in the bonding method according to the invention differently than in conventional joining techniques advantageously manufacturing tolerances of the components 1 . 3 does not matter. In addition, manufacturing technology, the adhesive can be easily processed by the roll, after which only after the application of the adhesive 11 the pages 6 . 7 of the hollow body 5 be bent up.

Claims

Method for bonding two components, wherein adhesive is introduced into depressions of a first component and wherein, after positioning of a second component on the first component, it is adhesively bonded to the second component, characterized in that the adhesive ( 11 ) on a flexible body ( 5 ) is applied in a deformable amount up to the curing process, which body ( 5 ) then with the adhesive ( 11 ) so before bringing the two components together ( 1 . 3 ) into the depression ( 2 ), that the later positio second component ( 3 ) of the adhesive ( 11 ) is initially spaced, the free surface ( 12 ) of the adhesive ( 11 ) of the opening ( 21 ) of the depression ( 2 ), that after the positioning of the adhesive ( 11 ) at least partially from the recess ( 2 ) out against the surfaces to be bonded together ( 16 . 17 ) of the two components ( 1 . 3 ) is displaced by a pressure medium, and that after application of the adhesive ( 11 ) on the surfaces to be bonded ( 16 . 17 ) the curing process of the adhesive ( 11 ) he follows.

Method according to claim 1, characterized in that the adhesive ( 11 ) on a flexible hollow body ( 5 ) is applied, and that the displacement of the adhesive ( 11 ) after the positioning of the second component ( 3 ) by inflating the hollow body ( 5 ) takes place by means of the pressure medium.

Method according to claim 2, characterized in that the hollow body ( 5 ) with the adhesive ( 11 ) into the depression ( 2 ) is admitted that hollow body ( 5 ) and adhesive ( 11 ) immerse yourself in them completely.