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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klebeelement, insbesondere zum Anbringen an einem Bauteil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Produktion von Fahrzeugen, insbesondere deren Karosserie, werden in den verschiedensten Phasen Klebeelemente an verschiedenen Bauteilen, wozu auch die Karosserie zählt, angebracht. Zum einen erfolgt dies an Stellen, die bei den im Betrieb eines Fahrzeugs fast unweigerlich auftretenden Schwingungen besonders große Schwingungsamplituden aufweisen; bei diesem Einsatzzweck müssen die Klebeelemente eine Schwingungsdämpfung bewirken können. Ein anderer Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Klebeelemente besteht im Verschließen oder Abdecken von Öffnungen, die in der Karosserie vorgesehen sind, um diese beispielsweise während verschiedener Arbeitsschritte zu fixieren, oder um durch die Öffnungen hindurch Werkzeuge führen zu können. Damit der Geräuschpegel im Innenraum des Fahrzeugs möglichst niedrig bleibt, müssen diese Öffnungen nach Abschluss des Produktionsprozesses wieder verschlossen werden.
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Derartige Klebeelemente sind aus der
DE 10 2008 050 772 A1 bekannt. Die beschriebenen Klebeelemente weisen eine Trägerschicht auf, die aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem Kunststoff wie insbesondere PET gebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiter verbessertes Klebeelement zu schaffen, das in einfacher Weise herzustellen und zu verarbeiten und möglichst universell verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Klebeelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Klebeelement eine Trägerschicht und eine Dämpfungsschicht, die sowohl plastisch als auch elastisch sein kann. Die Trägerschicht ist aus formsteifem Kunststoff gebildet, insbesondere in Form einer Folie oder Platte. Die Trägerschicht ist somit als flächiges Teil ausgebildet, deren eine, erste Seite dem Bauteil zugewandt ist, auf welches das Klebeelement dann später aufzukleben ist, und die andere, zweite Seite ist vom Bauteil abgewandt. Die Dämpfungsschicht ist ebenfalls als flächiges Element ausgestaltet. Deren erste Seite ist ebenfalls dem Bauteil zugewandt, wobei die Dämpfungsschicht mit der ersten Seite an dem Bauteil zu befestigen, beispielsweise anzukleben, ist. Die zweite Seite der Dämpfungsschicht ist vom Bauteil abgewandt und gegebenenfalls mittels einer Zwischenschicht, wie einer Kleberschicht, an der ersten Seite der Trägerschicht befestigt. Die Dämpfungsschicht ist entweder so ausgestaltet, dass sie selbstklebend ist und damit direkt – also ohne weitere Zusatzstoffe wie beispielsweise einem Klebstoff – an dem Bauteil befestigt werden kann. Die Dämpfungsschicht kann jedoch auch so ausgestaltet werden, dass sie nicht selbstklebend ist, sondern mit ihrer ersten Seite durch Verwendung eines entsprechenden Klebstoffs an dem Bauteil befestigt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Klebeelement zeichnet sich dadurch aus, dass die Trägerschicht eine Armierung aufweist. Als ”Armierung” sind solche Maßnahmen zu verstehen, die die Formsteifigkeit bzw. die Festigkeit der Trägerschicht zumindest teilweise verstärken. Das können also zusätzlich, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall bestehende Elemente wie Verstärkungsrippen sein, das können aber auch integrierte Ausbildungen bzw. Ausformungen der Trägerschicht selbst in Form von z. B. Nuten oder Graten sein, die die Trägerschicht zumindest teilweise verstärken. Als ”Armierung” ist auch eine Trägerschicht mit im Querschnitt unterschiedlichen, gegebenenfalls sich kontinuierlich verändernden Dicken zu verstehen. Weitere Details zu den Möglichkeiten der Ausführungen einer solchen Armierung ergeben sich aus der Beschreibung vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Klebeelement kann durch die Verwendung von formsteifem Kunststoff als Trägerschicht in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden. Da die Dämpfungsschicht nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung elastisch und damit reversibel verformbar ist, kann diese in Verbindung mit der formsteifen Trägerschicht bei geeigneter Anbringung einen Beitrag zur Schwingungsdämpfung des Bauteils, auf dem sie angebracht ist, leisten. Außerdem kann ein erfindungsgemäßes Klebeelement – eine entsprechende geometrische Ausgestaltung vorausgesetzt – zum Verschließen bzw. Abdecken von Öffnungen in dem Bauteil verwendet werden. Somit ist das erfindungsgemäße Klebeelement sehr vielseitig und damit universell einsetzbar. Schließlich kann das erfindungsgemäße Klebeelement in einfacher Weise angebracht werden, insbesondere mithilfe eines Applizierroboters.
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Es kann vorteilhaft sein, zur Verbesserung der Formsteifigkeit des Kunststoffs – also als Armierungsmaßnahme – Glasfasern in die Kunststoffmatrix der Trägerschicht einzubetten bzw. entsprechenden glasfaserverstärkten Kunststoff zur Herstellung der Trägerschicht zu verwenden. Zusätzlich oder stattdessen kann es Vorteile bringen, wenn Verstärkungsrippen auf der Trägerschicht aufgebracht sind, um die Formsteifigkeit zu erhöhen und damit einen Armierungseffekt zu erzielen. Durch geeignete Ausgestaltung derartiger Verstärkungsrippen kann beispielsweise erreicht werden, dass die Trägerschicht in einer Richtung formsteifer gemacht wird, während sie in einer dazu senkrechten Richtung nahezu die gleiche Formsteifigkeit aufweist wie ohne Verstärkungsrippen. In anderen Worten kann durch das Vorsehen derartiger Verstärkungsrippen eine Vorzugsrichtung hinsichtlich der Formsteifigkeit definiert werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn sich die Verstärkungsrippen an der zweiten, also vom Bauteil abgewandten, Seite der Trägerschicht befinden, da einerseits die Dämpfungsschicht an den Stellen der Verstärkungsrippen nicht dünner gemacht werden muss als an den Stellen ohne Verstärkungsrippen. Andererseits stören derartige Verstärkungsrippen an der zweiten Seite nicht, da diese üblicherweise – jedenfalls bei Fahrzeugkarosserien – nicht sichtbar sind, sondern im verdeckten Bereich angeordnet sind.
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Es kann Vorteile bringen, wenn die erste Seite der Trägerschicht konkav ausgebildet und durch einen – gegebenenfalls umlaufenden – Randvorsprung begrenzt ist. Die dem Bauteil zugewandte erste Seite der Trägerschicht kann somit nach Art einer Wanne ausgestaltet sein. Durch den Randvorsprung wird die auf dieser Seite der Trägerschicht befindliche Dämpfungsschicht gegen eine Verschiebung parallel zur Fläche der Trägerschicht bzw. der Dämpfungsschicht abgestützt. Somit können Scherkräfte an der Grenzfläche der Trägerschicht und der Dämpfungsschicht auf ein Minimum reduziert werden. Außerdem kann – insbesondere beim Einsatz des erfindungsgemäßen Klebeelements als Schwingungsdämpfungselement – das Schwingungsverhalten der Trägerschicht relativ zum Bauteil, auf dem das Klebeelement angeklebt ist, beeinflusst werden, da im Zentrum des Klebeelements mehr federnde Masse (mit einer größeren Dicke) vorhanden ist als am Rand. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Dämpfungsschicht über den Randvorsprung hinausragt, so dass gewährleistet ist, dass zwischen dem Bauteil und dem Randvorsprung der Trägerschicht genügend Material der Dämpfungsschicht mit einer bestimmten Schichtdicke vorhanden ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Randvorsprung der Trägerschicht bei einer Schwingung bzw. Vibration nicht an dem Bauteil anschlagen kann.
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Es ist bevorzugt, wenn die Dämpfungsschicht aus einem selbstklebendem Material gebildet ist, da hierdurch vermieden werden kann, einen zusätzlichen Arbeitsschritt des Auftragens eines Klebstoffs auf die Dämpfungsschicht vorsehen zu müssen. Vorzugsweise ist die Dämpfungsschicht aus einem der nachstehenden Materialien oder einer Kombination mehrerer dieser Materialien gebildet: Butylkautschuk, thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (TPO), bitumenhaltige und bitumenfreie Styrol-Butadien-Styrol-Klebemasse (SBS), bitumenhaltige und bitumenfreie Styrol-Isopren-Styrol-Klebemasse (SIS) und Acrylatklebestoffe. Die Dämpfungsschicht kann elastisch und/oder plastisch sein. Auch eine komprimierbare Dämpfungsschicht ist, je nach Einsatzzweck des Klebelements, möglich, wenn z. B. komprimierbare Hohlräume in eine plastische oder teilelastische Masse eingebettet werden. Dadurch lässt sich das Volumen der Dämpfungsschicht bei gleicher Masse vergrößern. Auch die Schwingungseigenschaften des Klebeelements – in Verbindung mit dem Bauteil – lassen sich dadurch (neben der Materialauswahl der Dämpfungsschicht) einstellen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Trägerschicht aus einem oder mehreren der nachstehend genannten Materialien gebildet ist: Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Sheet Molding Compounds, Polystyrol und Epoxidharz-Formteile, gegebenenfalls verstärkt durch Glas- oder Kohlefasern.
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Die Verwendung mehrerer dieser Materialien, beispielsweise in Form einer Sandwich-Anordnung, bei der mindestens zwei übereinander angeordnete Schichten vorgesehen sind, kann eine zusätzliche Erhöhung der Formsteifigkeit bzw. Formbeständigkeit der Trägerschicht bewirken. Auch eine Verwendung von zwei glasfaserverstärkten Kunststoffschichten, bei denen die Glasfasern der ersten Schicht in einem Winkel von ca. 90° zu den Fasern der zweiten Schicht angeordnet sind, kann diesen Effekt erzielen. Dieser Armierungseffekt kann noch dadurch gesteigert werden, dass mehrere Schichten mit abwechselnder Faserausrichtung übereinander gestapelt sind.
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Einen weiteren Vorteil bringt es, wenn die vom Bauteil abgewandte, zweite Seite der Trägerschicht so ausgestaltet ist, dass sie lackiert werden kann. In diesem Fall kann beispielsweise ein durchgängiger Korrosionsschutz – obwohl das Klebeelement selbst diesen gar nicht benötigen würde – für das Bauteil oder eine entsprechende Farbe, Grundierung etc. problemlos aufgetragen werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klebeelements,
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2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klebeelements in Schnittdarstellung und
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3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klebeelements in Draufsicht.
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In den nachfolgenden Figuren ist das erfindungsgemäße Klebeelement jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen 10 bezeichnet, obwohl sich die einzelnen Ausführungsbeispiele hinsichtlich jeder geometrischen Ausgestaltung unterscheiden.
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Das Klebeelement 10 umfasst eine Trägerschicht 20 aus formsteifem Kunststoff, wie beispielsweise aus Polypropylen. In den Kunststoff sind Glasfasern 24 eingebettet, die exemplarisch mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Diese Glasfasern 24 dienen der Armierung, d. h. einer Verbesserung der Formsteifigkeit bzw. Formbeständigkeit der Trägerschicht 20. Zur weiteren Verbesserung der Formsteifigkeit sind auf der Oberfläche, also einer zweiten Seite 22, der Trägerschicht 20 zwei Verstärkungsrippen 26 vorgesehen, die sich gemäß Darstellung in 1 jeweils über die Diagonale der Trägerschicht 20 erstrecken. Es ist klar, dass die geometrische Ausgestaltung der Verstärkungsrippen 26 nicht auf die dargestellte Form beschränkt ist. Die Trägerschicht 20 ist als Platte konstanter Dicke ausgestaltet, was jedoch in 1 nicht dargestellt ist. An der nicht dargestellten unteren ersten Seite der Trägerschicht 20 ist eine Dämpfungsschichtbefestigt.
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Gemäß 2 ist die Trägerschicht 20 nicht als Platte mit konstanter Dicke ausgestaltet, sondern die Trägerschicht 20 weist an einer ersten Seite 21, die hier unten dargestellt ist, eine konkave Formgebung auf. Die erste Seite 21 ist einem Bauteil 9 zugewandt, an dem das erfindungsgemäße Klebeelement 10 befestigt werden soll. In dem Bauteil 9 ist in beispielhafter Weise eine Öffnung 8 zeichnerisch dargestellt, die – gemäß einem Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Bauelements 10 – durch dieses Bauelement 10 abgedeckt bzw. verschlossen werden kann. Wie bereits ausgeführt, kann jedoch das Klebeelement 10 auch zur Schwingungsdämpfung verwendet werden. Diese Schwingungsdämpfung wird mit einer Dämpfungsschicht 30 aus beispielsweise Butylkautschuk erreicht, der an der ersten Seite 21 der Trägerschicht 20 befestigt ist. Die erste Seite 21 der Trägerschicht 20 wird durch einen Randvorsprung 28 begrenzt, der umlaufend sein kann oder auch nur beispielsweise zwei von vier Rechteckseiten der Trägerschicht 20 begrenzt. Die Dämpfungsschicht 30 ragt aus der konkaven Ausnehmung in der Trägerschicht 20 (in Richtung auf das Bauteil 9 hin) über den Randvorsprung 28 hinaus. Die Dämpfungsschicht 30 weist eine erste Seite 31 auf, die dem Bauteil 9 zugewandt ist und mit der sie an diesem befestigt wird. Falls die Dämpfungsschicht 30 aus selbstklebendem Material gebildet ist, kann dies in einfacher Weise durch Anpressen des Klebeelements an das Bauteil erfolgen. Anderenfalls muss vor dem Anpressen ein Klebstoff auf die erste Seite 31 der Dämpfungsschicht 30 – oder aber auf die entsprechende Stelle des Bauteils 9 – aufgetragen werden. Mit ihrer von der ersten Seite 31 abgewandten zweiten Seite 32 ist die Dämpfungsschicht 30 an der Trägerschicht 20 befestigt, was in ähnlicher Weise erfolgen kann wie vorstehender Darstellung hinsichtlich der Befestigung an Bauelement 9. Der in 2 sichtbare Spalt zwischen der Trägerschicht 20 und der Dämpfungsschicht 30 dient nur der übersichtlicheren Darstellung und Beschreibung der Anordnung und ist bei einem erfindungsgemäßen Klebeelement 10 nicht vorhanden.
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An der vom Bauteil 9 abgewandten, zweiten Seite 22 der Trägerschicht 20 sind drei Verstärkungsrippen 26 vorgesehen. Diese Verstärkungsrippen 26 sind vorzugsweise einstückig mit der Trägerschicht 20 ausgebildet. Eine derartige Kombination aus Trägerschicht und Verstärkungsrippen kann beispielsweise mittels Spritzgießen oder Pressen entsprechender Kunststoffmaterialen hergestellt werden. Die geometrische Ausgestaltung und Anordnung der Verstärkungsrippen 26 kann je nach angestrebtem Zweck und den übrigen geometrischen Randbedingungen optimiert werden.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klebeelements 10, bei dem sowohl die Trägerschicht 20 als auch die nicht dargestellte Dämpfungsschichtals Kreisscheiben ausgebildet sind. Auf der oberen, ersten Seite 22 der Trägerschicht 20 sind zwei Verstärkungsrippen 26 in Form von konzentrischen Kreisringen angeordnet. In das Kunststoffmaterial eingebettete Glasfasern 24, die hier keine räumliche Vorzugsrichtung aufweisen, sind in beispielhafter Weise mit gestrichelten Linien dargestellt.
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Es versteht sich von selbst, dass unter Bezug auf einzelne Ausgestaltungen beschriebene Merkmale auch bei anderen Ausgestaltungen bzw.
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Ausführungsformen realisiert werden können, außer wenn dies ausdrücklich anders beschrieben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet.
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Bezugszeichenliste
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- 8
- Öffnung
- 9
- Bauteil
- 10
- Klebeelement
- 20
- Trägerschicht
- 21
- erste Seite der Trägerschicht
- 22
- zweite Seite der Trägerschicht
- 24
- Glasfaser
- 26
- Verstärkungsrippe
- 28
- Randvorsprung
- 30
- Dämpfungsschicht
- 31
- erste Seite der Dämpfungsschicht
- 32
- zweite Seite Dämpfungsschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008050772 A1 [0003]
