DE19831982C2 - Verfahren zur Verbindung von Blechbauteilen - Google Patents

Verfahren zur Verbindung von Blechbauteilen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von Blech­ bauteilen, insbesondere für eine Rohbaukarosserie eines Kraft­ fahrzeugs, im Bereich von Verbindungsflächen, wobei zunächst an mehreren, zueinander beabstandeten Heftpunkten eine mechanische Fixierung erzielt wird und anschließend eine Verklebung im Be­ reich der Verbindungsflächen durchgeführt wird.
Aus der DE 29 32 027 A1 ist es bekannt, zwischen einem Blechbau­ teil und einem Verstärkungsbügel eine Klebverbindung herzustel­ len. Dabei werden wegen erwünschter unterschiedlicher Eigen­ schaften verschiedene Klebstoffe eingesetzt, die durch Rippen zwischen den Bauteilen in Längsrichtung separiert werden.
Die DE 44 16 884 A1 zeigt die Beabstandung von zwei mittels einer Klebstoffinjektion zu verklebenden Bauteilen durch einen den Klebebereich umlaufend umgebenden Elastomerring, der ein Austre­ ten des Klebstoffs ebenso verhindert wie einen sich durch Schrumpfen des Klebstoffs ungleichmäßig verändernden Abstand der Bauteile.
Die DE 44 02 550 A1 beschreibt eine Verbindung zweier Bauteile durch Kleben, in dem ein Trägerteil in ein Klebstoffbad ge­ taucht, das zweite Teil an das mit dem Klebstoff benetzte Trä­ gerteil angefügt und die Verklebung durch nachfolgende Erhitzung erzielt wird.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 38 11 427 C2 be­ kannt. Es sind Karosserieteile vorgesehen, die als Blechbauteile in Form von Profilteilen gestaltet sind. Die Profilbauteile sind an ihren einander zugewandten Verbindungsflächen mit Längsriffe­ lungen versehen, die Längskanäle für die Aufnahme von Klebstoff bilden. Um die Profilbauteile miteinander zu verbinden, werden sie im Bereich der Längskanäle aufeinandergelegt und zunächst durch Fixiernieten oder anders gestaltete mechanische Befesti­ gungsmittel provisorisch gegeneinander fixiert. Anschließend wird mit Hilfe von Injektionsdüsen Klebstoff in die Längskanäle eingebracht, wobei der Klebstoff auf der gegenüberliegenden Sei­ te zu dem jeweiligen Längskanal wieder herausfließt, sobald der Längskanal vollständig mit Klebstoff aufgefüllt ist. Nach der Aushärtung des ursprünglich pastösen Klebstoffes ist eine siche­ re Verbindung zwischen den Profilbauteilen erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, das in einfacher Weise eine zuverlässige und langlebige Verbindung zwischen den Blechbauteilen gewähr­ leistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich der Verbin­ dungsflächen zwischen den Heftpunkten jeweils ein schmaler Spalt zwischen den Blechbauteilen aufrechterhalten wird, und daß an­ schließend die vorfixierten Blechbauteile wenigstens mit ihren Verbindungsflächen in ein Klebstoffbad eingetaucht werden, wobei die Viskosität des flüssigen Klebstoffes derart auf die Spalthö­ he abgestimmt ist, daß der Klebstoff während des Tauchvorganges flächig in den Spalt zwischen den Blechbauteilen unter Bildung eines durchgehenden Klebstoffilmes fließt, und daß schließlich der Klebstoffilm ausgehärtet wird. Dadurch wird eine sichere Verbindung im Bereich der Verbindungsflächen erzielt, die auf­ grund des durchgehenden Kleberauftrages eine Abdichtung der entstandenen Verbindungsnaht erzielt. Zusätzliche Abdichtmaßnah­ men können daher entfallen. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es insbesondere auch möglich, unterschiedliche Metallbleche, die in der Spannungsreihe der Metalle unterschiedlich liegen und bei Langzeitberührung unter Nässe Spannungskorrosion am unedle­ ren Werkstoff verursachen würden, miteinander zu verbinden. Falls die Blechbauteile vollständig in das Klebstofftauchbad eingetaucht werden, kann gegebenenfalls eine anschließende elek­ trophoretische Tauchgrundierung als Vorstufe für eine Lackierung vermieden werden, da der Klebstoff selbst bereits an den Bautei­ loberflächen der Blechbauteile eine hohe Haftfähigkeit bewirkt, die den direkten Auftrag einer Lackierung ermöglicht. Die Dünn­ flüssigkeit des Klebstoffes ist durch die Wahl der Viskosität so ausgestaltet, daß in jedem Fall ein vollständiges Einfließen in den verbliebenen Spalt zwischen den Blechbauteilen erfolgt. Die Abstimmung der Viskosität kann dabei entweder durch geeignete Temperierung des Klebstofftauchbades oder durch entsprechende chemische Maßnahmen erfolgen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist das Klebstoffbad als Warmbad temperiert. Durch ein solches Warmbad wird der Klebstoff beson­ ders dünnflüssig gehalten, wodurch seine Benetzungsfunktion der Verbindungsflächen sowie seine Penetrationsfähigkeit erhöht wird. Außerdem wird eine schnelle Aushärtbarkeit erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind dem Klebstoff Zink­ partikel zugemischt. Dadurch ist ein Fernschutz gegen Korrosion auch bei Beschädigung der Oberfläche der aufgetragenen Kleb­ stoffschicht erzielbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind dem Klebstoff Kurz­ fasern zugemischt. Dadurch wird die Festigkeit des Klebstoffes erhöht.
Bei beiden Ausgestaltungen erfolgt das Zumischen der Zinkparti­ kel und/oder der Kurzfasern entweder direkt im Tauchbad oder vor der Einfüllung des Klebstoffes in das Tauchbad. In jedem Fall erfolgt die jeweilige Zumischung vor dem Eintauchen der Verbin­ dungsflächen der Blechbauteile.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert sind.
Fig. 1 zeigt in einem Ausschnitt zwei flächig miteinander ver­ bundende Blechbauteile, wobei die Verbindung nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ist,
Fig. 2 in einem Ausschnitt zwei weitere Blechbauteile, die in einem Flanschbereich mittels des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens miteinander verbunden sind,
Fig. 3 in einem Ausschnitt zwei Blechbauteile, die an einer überlappenden Verbindungsfläche mittels des erfindungsge­ mäßen Verfahrens miteinander verbunden sind und
Fig. 4 einen Schnitt durch die Ausschnitte nach den Fig. 1, 2 oder 3 entlang der jeweiligen Schnittlinie IV-IV in den genannten Figuren.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Blechbauteile 1, 1a, 1b; 2, 2a, 2b sind aus gleichen oder aus unterschiedlichen Metallwerkstoffen hergestellt und stellen Karosserieteile für eine Rohbaukarosserie eins Personenkraftwagens dar.
Die Blechbauteile 1, 2 nach Fig. 1 sind unter Bildung eines dop­ pelwandigen Bauteiles vollflächig miteinander verbunden.
Die Blechbauteile 1a, 2a nach Fig. 2 weisen jeweils einen recht­ winklig abragenden Flansch auf, mittels dessen die Blechbauteile 1a, 2a unter Bildung einer entsprechenden Verbindungsfläche über die Länge der Flansche miteinander verbunden sind.
Die Blechbauteile 1b, 2b sind eben gestaltet und überlappen einander im Bereich einer Verbindungsfläche, die sich über die gesamte Tiefe der Blechbauteile 1b, 2b oder lediglich über einen Teilabschnitt der Blechbauteile 1b, 2b erstrecken kann.
Die dargestellten Verbindungsflächen zwischen zwei Blechbautei­ len stellen lediglich ausgewählte Möglichkeiten vor, ohne eine abschließende Aufzählung solcher Verbindungsflächen darzustel­ len. Die Verbindungsflächen können auch über. Eck verlaufen oder gewölbt sein. Allen Verbindungsflächen ist jedoch gemeinsam, daß die jeweiligen Blechbauteile 1, 2; 1a, 2a: 1b, 2b mittels des gleichen Verbindungsverfahrens im Bereich der Verbindungsflächen gegeneinander fixiert sind. Bei den dargestellten Ausführungs­ beispielen sind zudem jeweils Blechbauteile von zumindest unge­ fähr gleicher Wandstärke miteinander verbunden. Es ist jedoch erfindungsgemäß in gleicher Weise möglich, Blechbauteile unter­ schiedlicher Wandstärke mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander zu verbinden.
Die Verbindung erfolgt bei den dargestellten Blechbauteilen 1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b mittels einer Verklebung. Um während des Kle­ bevorgangs eine paßgenaue Zuordnung der gegenüberstehenden Blechbauteile 1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b aufrechterhalten zu können, werden die Blechbauteile zunächst an verschiedenen, zueinander beabstandeten Heftpunkten 4 im Bereich der Verbindungsflächen mechanisch miteinander fixiert. Die mechanischen Fixierungen im Bereich der Heftpunkte 4 ist lediglich provisorisch und kann durch verschiedene, aus dem Stand der Technik bereits bekannte Verbindungstechniken wie Verpressen, Nieten, Klammern, Heften oder insbesondere Verstemmen erfolgen. Wesentlich ist die ledig­ lich punktweise Fixierung im Bereich der zueinander beabstande­ ten Heftpunkte 4, wobei wenigstens eines der beiden Blechbautei­ le durch die mechanische Fixierung im Bereich der Heftpunkte 4 derart umgeformt wird, daß im Bereich der Verbindungsflächen zwischen den Heftpunkten 4 ein durchgehender, schmaler Spalt verbleibt. Alternativ können im Bereich der Heftpunkte auch Ab­ standshalter vorgesehen sein, die mit den entsprechenden mecha­ nischen Befestigungsmitteln einstückig oder getrennt ausgeführt sein können. Anschließend werden die provisorisch zusammengefüg­ ten Blechbauteile 1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b wenigstens im Bereich ih­ rer Verbindungsflächen, vorzugsweise jedoch mit ihrer gesamten Oberfläche in ein Klebstoffbad eingetaucht, in dem der Klebstoff in sehr dünnflüssiger Form vorliegt. Die Viskosität des Kleb­ stoffes 3 und damit seine Dünnflüssigkeit muß derart auf die Spalthöhe im Bereich der jeweiligen Verbindungsfläche zwischen den gegenüberstehenden Blechbauteilen 1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b abe­ stimmt sein, daß der Klebstoff unter Bildung eines durchgängigen Filmauftrages wenigstens im Bereich der gesamten Verbindungsflä­ che die beiden Blechbauteile überzieht. Vorzugsweise ist das Tauchbad ein Warmbad, wobei die erhöhte Temperatur des Klebstof­ fes 3 zum einen die gewünschte Dünnflüssigkeit des Klebstoffes 3 gewährleistet und zum anderen ein schnelleres Aushärten des Klebstoffes 3 ermöglicht. Durch das Tauchen der Blechbauteile ergibt sich ein schichtförmiger, durchgehender Klebstoffauftrag, der eine Abdichtung der Verbindungsfläche, die insbesondere bei den Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 als Verbindungsnaht gestaltet ist, erzielt.
Als Klebstoff werden grundsätzlich bekannte flüssige Ein- oder Mehrkomponentenklebstoffe verwendet, die sich für die sichere Verbindung von Metallen eignen. Die Viskosität und damit die Dünnflüssigkeit des Klebstoffes kann neben einer Erhitzung des Klebstoffes auch durch entsprechend geeignete chemische Zusätze erfolgen. Dem Klebstoff 3 können zudem Zinkpartikel zugemischt sein, die einen Fernschutz gegen Korrosion ermöglichen. Ergänzend oder alternativ können dem Klebstoff 3 auch Kurzfasern wie insbesondere Glas- oder Karbonfasern zugemischt sein, die die Festigkeit des Klebstoffes erhöhen. Nach dem Durchlaufen des Tauchbades wird der Klebstoff 3 zwischen den Blechbauteilen 1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b durch grundsätzlich bekannte Maßnahmen ausge­ härtet.

Claims (4)

1. Verfahren zur Verbindung von Blechbauteilen, insbesondere für eine Rohbaukarosserie eines Kraftfahrzeugs, im Bereich von Ver­ bindungsflächen, wobei zunächst an mehreren, zueinander beab­ standeten Heftpunkten eine mechanische Fixierung erzielt und an­ schließend eine Verklebung im Bereich der Verbindungsflächen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungsflächen zwischen den Heftpunkten (4) jeweils ein schmaler Spalt zwischen den Blechbauteilen (1, 2,; 1a, 2a; 1b, 2b) aufrechterhalten wird, und daß anschließend die vorfixierten Blechbauteile (1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b) wenigstens mit ihren Verbindungsflächen in ein Klebstoffbad eingetaucht werden, wobei die Viskosität des flüssigen Klebstoffes derart auf die Spalthöhe abgestimmt ist, daß der Klebstoff (3) während des Tauchvorganges flächig in den Spalt zwischen den Blechbauteilen (1, 2; 1a, 2a; 1b, 2b) unter Bildung eines durchgehenden Kleb­ stoffilmes fließt, und daß schließlich der Klebstoffilm ausge­ härtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffbad als Warmbad temperiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klebstoff (3) Zinkpartikel zugemischt sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klebstoff (3) Kurzfasern zugemischt sind.
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