DE3811427C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung von Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindungsanordnung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Auf Grund der steigenden Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbau werden die Karosserien von Kraftfahrzeugen heutzutage praktisch durchwegs mit einer starr ausgelegten Fahrgastzelle ausgelegt, an welche sowohl vorne als auch hinten stark verformbare Knautschzonen angesetzt sind. Die unterschiedlichen Festigkeitsanforderungen bedingen jedoch den Einsatz von Metallblechen unterschiedlicher Wandstärke, was zur Folge hat, daß die Karosserien von Kraftfahrzeugen aus verschiedenen Baugruppen zusammengesetzt werden, was eine gegenseitige Verschweißung der getrennt hergestellten Baugruppen erforderlich macht.

Eine derartige Verschweißung der unterschiedlichen Baugruppen erweist sich jedoch insoweit etwas problematisch, als dies die Verwendung gleichartiger Werkstoffe erforderlich macht, während zudem im Bereich der Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Baugruppen Dimensions- und Werkstoffveränderungen in Kauf genommen werden müssen.

Aus diesem Grunde werden immer häufiger Karosserieteile von Kraftfahrzeugen miteinander verklebt.

Aus der DE 33 40 634 A1 ist es bekannt, eine Verbindungsanordnung für eine Fahrgasttür zu schaffen, bei der ein Anschlagteil an einem Karosserieteil befestigt wird, die Fahrzeugtür mittels einer Paßbohrung in der an ihr befestigten Halteplatte auf dem als Paßdorn ausgebildeten Anschlagteil des Scharniers eingesetzt und ausgerichtet wird und dann ein aushärtbarer Kunststoff in den den Paßdorn umgebenden Hohlraum eingespritzt wird und die Einspritzöffnung nachfolgend verschlossen wird.

Bei dieser Verbindungsanordnung handelt es sich um eine relativ undefinierte Klebeverbindung, die eine relativ große Menge Klebstoff verbraucht, wobei die Klebeverbindung hinsichtlich ihrer Festigkeit unbestimmt ist, da die Klebstoffmengen zwischen den zu verbindenden Flächen variieren und ein vollständiges Füllen des Hohlraums mit Klebstoff auf Grund von verbleibenden Lufteinschlüssen ebenfalls nicht gewährleistet ist. Eine derartige Verbindungsanordnung mag zum Verbinden einer Fahrzeugtür, die durch weitere Halteelemente gesichert ist, konstruktionsmäßig und sicherheitsmäßig vertretbar sein. Für die Verbindung von tragenden Karosserieteilen, wie z. B. den Kastenträgerabschnitten von Fahrzeugkabine und Fahrzeugmotorraum bzw. Fahrzeugkofferraum, ist eine derartige Verbindungsanordnung nicht geeignet, da in diesem Fall absolut reproduzierbare und berechenbare Verhältnisse herrschen müssen, die die erforderliche Festigkeit der Verbindungsanordnung gewährleisten.

Aus der DE-OS 16 27 771 ist es weiterhin bekannt, zwei Werkstücke miteinander dadurch zu verbinden, daß ein Klebstoff durch eine Öffnung in einen zwischen den Werkstücken gebildeten Hohlraum eingespritzt wird. Diese Verbindungsanordnung entspricht im wesentlichen der Verbindungsanordnung gemäß der DE 33 40 634 A1, d. h. es wird keine Verbindung definierter Festigkeit erzeugt.

Aus der DE-Z: Plastverarbeiter, 34. Jahrgang 1983, Nr. 2, Seite 114, Abbildung 2, ist es bekannt, Formteile miteinander zu verkleben, wobei für die Festigkeit der Bindenaht ein möglichst konstanter Klebespalt konstruktiv sichergestellt wird. Hierbei handelt es sich jedoch, wie auf Spalte 2 der Entgegenhaltung ausgeführt, um eine Klebeverbindung, bei der eine Kleberaupe von einer handgeführten Pistole gelegt wird, d. h. es wird zuerst eine Kleberaupe auf den zu verbindenden Formteilen ausgebildet, und dann werden die Formteile zusammengefügt. Es werden keine bereits zusammengefügten Formteile mit einer Klebstoffschicht versehen. Eine derartige Vorgehensweise würde an jedem Montageabschnitt eine Verklebung der Teile erforderlich machen und ist für die Montage einer Fahrzeugkarosserie aus wirtschaftlichen Gründen ungeeignet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsanordnung zu schaffen, mit der auch im Fall der Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe eine zufriedenstellende Verbindung verschiedener Karosserieteile untereinander mit definierter Festigkeit herstellbar ist, ohne daß dabei die beim Schweißen auftretenden Dimensions- und Werkstoffveränderungen in Kauf genommen werden müssen, und darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.

Bei bekannten Festigkeitswerten der zu verbindenden Karosserieteile und des Klebstoffes ist es mit einer derartigen Verbindungsanordnung möglich, Verbindungen definierter Festigkeit herzustellen, wobei die Gefahr von Lufteinschlüssen und die Gefahr einer ungleichförmigen Klebstoffverteilung ausgeschlossen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Um die Haftfähigkeit zwischen dem Klebstoff und den zu verklebenden Flächen zu verbessern, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Hauptflächen der flächigen Längskanäle geriffelte Oberflächen aufweisen.

Die besten Resultate beim Verkleben von Karosserieteilen lassen sich dabei erzielen, wenn die Riffelungen der Hauptflächen der flächigen Längskanäle einander kreuzend ausgelegt sind.

Um ein seitliches Austreten des eingepreßten Klebstoffes aus den flächigen Längskanälen zu verhindern, erweist es sich weiter als zweckmäßig, wenn die Seitenflächen der flächigen Längskanäle durch vorspringende Stege der zu verbindenden Karosserieteile oder eingelegte, selbstklebende Schaumstoffdichtungen gebildet sind.

Um eine zufriedenstellende Strömungsfähigkeit des pastösen Klebstoffes innerhalb der flächigen Längskanäle zu gewährleisten, ist es weiter vorteilhaft, wenn die Dicke der Längskanäle durch Abstandshalter, beispielsweise in Form vorspringender Warzen, festgelegt ist.

Um zu vermeiden, daß die zu verbindenden Karosserieteile sich nach dem Zusammensetzen und vor dem Aushärten des pastösen Klebstoffes gegeneinander verschieben können, erweist es sich weiter als zweckmäßig, wenn im Bereich der zu verbindenden Karosserieteile zusätzlich Bohrungen vorgesehen sind, die vor der Verklebung eine provisorische Verbindung der Karosserieteile mittels Fixiernieten oder dergleichen gestatten.

Im Fall einer Verbindung von Kastenprofilabschnitten ist es weiter vorteilhaft, wenn die Endbereiche der zu verbindenden Kastenträgerabschnitte derart ausgelegt sind, daß beim Zusammenfügen der Kastenträgerabschnitte jeweils zwei nebeneinanderliegende, flächige Längskanäle gebildet werden, von welchen der eine flächige Längskanal um die obere Hälfte des Kastenträgers herumführt, während der andere flächige Längskanal die untere Hälfte des Kastenträgers umspannt.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung ist hingegen dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Karosserieteile in den verschiedenen Montagestationen zu einer einheitlichen Karosseriestruktur zusammengesetzt werden, wobei die einzelnen Karosserieteile untereinander mittels Spanneinrichtungen, Schrauben, Clipsen, Klammern, Nieten, Klebebändern und/oder Haftschweißpunkten positionsmäßig provisorisch miteinander verbunden werden, und daß innerhalb einer Klebestation, vorzugsweise unter Einsatz eines entsprechenden Roboters, pastöser Klebstoff in Klebeschlitze eingedrückt wird, die im Bereich der Verbindungsstellen zwischen den zu verbindenden Karosserieteilen vorgesehen sind, wodurch nach dem Aushärten des pastösen Klebstoffes eine einstückige Karosseriestruktur gebildet wird.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 verschiedene Verfahrensschritte bei der Her­ stellung einer ersten Ausführungsform der Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung; und

Fig. 5 bis 8 verschiedene Verfahrensschritte bei der Her­ stellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Verbindungsanordnung, bei welcher zwei Kasten­ trägerabschnitte 1 und 2, welche Teile von nicht dargestell­ ten Karosserieteilen bzw. Baugruppen eines Kraftfahrzeugs sind, unter Einsatz einer Klebeverbindung miteinander verbun­ den werden. Zur Herstellung dieser Klebeverbindung weisen die beiden Kastenträgerabschnitte 1 und 2 stufenförmige Endberei­ che 3 und 4 auf, die derart ausgelegt sind, daß nach dem Zusammenfügen der beiden Kastenträgerabschnitte 1 und 2 nebeneinander zwei flächige Längskanäle 5 und 6 gebildet werden, wobei der eine Längskanal 5 entlang der oberen Hälfte des herzustellenden Kastenträgers 7 geführt ist, während der danebenliegende Längskanal 6 die untere Hälfte des Kasten­ trägers 7 umläuft. Die Hauptflächen dieser beiden Längskanäle 5 und 6 sind dabei mit einer Längsriffelung 8 versehen, wo­ durch im Hinblick auf eine Verbesserung der herzustellenden Klebeverbindung eine Oberflächenvergrößerung der zu verkle­ benden Flächen zustande kommt. Zur Seite hin werden die ge­ bildeten Längskanäle 5 und 6 durch flache Stege 9 begrenzt, die ein Austreten des einzuführenden Klebstoffes in seitli­ cher Richtung verhindern. Diese Stege 9 können dabei bei­ spielsweise durch stehengelassene Gußränder oder besondere Oberflächenbearbeitung der stufenförmigen Endbereiche 3, 4 der Kastenträgerabschnitte 1 und 2 hergestellt werden. Durch die Höhe der Stege 9 wird im übrigen die Dicke der vorzuse­ henden Längskanäle 5, 6 festgelegt, die im Hinblick auf das vorzunehmende Einführen von Klebstoff einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf. Die Enden der flächigen Längs­ kanäle gehen schließlich noch in entsprechende Schlitze 10 und 11 über, die beim Zusammensetzen der beiden Kastenträ­ gerabschnitte 1 und 2 seitlich an dem zusammengesetzten Kastenträger 7 auftreten. Die auf der einen Seite des Kasten­ trägers 7 auftretenden Schlitze 10 größerer Breite dienen dabei zum Einführen des Klebstoffes, während die auf der anderen Seite auftretenden Schlitze 11 einen Klebstoffaus­ tritt gestatten, wodurch eine Anzeige gegeben wird, daß eine vollständige Füllung des jeweiligen Längskanals 5 bzw. 6 mit Klebstoff stattgefunden hat.

Die Herstellung der gewünschten Klebeverbindung zwischen den beiden Kastenträgerabschnitten 1 und 2 soll im folgenden be­ schrieben werden. Die beiden Kastenträgerabschnitte 1 und 2 werden zuerst in der gewünschten Weise zusammengesetzt, wobei die stufenförmigen Endbereiche 3 und 4 ineinander geschoben werden, so daß auf diese Weise die gewünschten flächigen Längskanäle 5 und 6 zustande kommen. Die beiden Kastenträger­ abschnitte 1 und 2 werden dann mit Hilfe einer nicht darge­ stellten Spannvorrichtung zusammengehalten, so daß auf diese Weise die beiden Kastenträgerabschnitte 1 und 2 provisorisch zusammengehalten werden, was einen Weitertransport des herzu­ stellenden Kraftfahrzeugs entlang des Montagebandes erlaubt.

Nachdem die verschiedenen Karosserieteile bzw. Baugruppen entlang der jeweiligen Fertigungsstraße zusammengesetzt und provisorisch miteinander verbunden worden sind, gelangt die auf diese Weise zusammengesetzte Fahrzeugkarosserie in eine Klebestation, in der unter Einsatz eines entsprechenden Roboters pastöser, aushärtbarer Klebstoff 12 unter Einsatz einer flach ausgebildeten Injektionsdüse 13 durch die ent­ sprechenden Einführschlitze 10 in die flächigen Längskanäle 5, 6 eingedrückt wird, wobei der Eindrückvorgang des pastö­ sen Klebstoffes 12 erst dann beendet ist, wenn entsprechend Fig. 3 entlang der Schlitze 11 ein gewisser Klebstoffaus­ tritt zustande kommt. Der Klebstoff 12 wird in der Folge zum Aushärten gebracht, so daß auf diese Weise entsprechend Fig. 4 Klebeverbindungen 14, 15 zustande kommen, aufgrund welcher die beiden Kastenträgerabschnitte 1 und 2 unter Bildung eines Kastenträgers 7 fest miteinander verbunden sind.

In Fig. 3 und 4 sind die zu verbindenden Trägerabschnitte 1 und 2 teilweise als Halbträger dargestellt. Es ist jedoch einleuchtend, daß die jeweilige Konfiguration der zu verbin­ denden Trägerabschnitte in beliebiger Weise ausgebildet sein kann.

Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung unterscheidet sich gegenüber der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungs­ form dahingehend, daß die seitliche Begrenzung durch das Zusammenfügen der stufenförmigen Abschnitte 3′, 4′ der Kastenträgerabschnitte 1′, 2′ mit Hilfe von eingelegten, selbstklebenden Schaumstoffdichtungen 16 vorgenommen wird, wodurch größere Toleranzabweichungen bei der Herstellung der stufenförmigen Endbereiche 3′, 4′ überbrückt werden können. Die Einstellung der jeweiligen Dicke der flächigen Längs­ kanäle 5′, 6′ wird in diesem Fall mit Hilfe von Warzen 17 erreicht, die auf eine der Hauptflächen des Längskanals 6′ aufgesetzt werden. Die provisorische Verbindung der beiden Kastenträgerabschnitte 1′, 2′ wird schließlich noch in die­ sem Fall mit Hilfe einer Fixierniet 18 erreicht, die im Be­ reich des flächigen Längskanals 5′ durch eine entsprechende Bohrung 19 des Kastenträgerabschnittes 2′ geführt ist, so daß auf diese Weise der Einsatz besonderer Spannvorrichtun­ gen entfällt. Ansonsten entspricht die Herstellung der Ver­ bindungsanordnung zwischen den beiden Kastenträgerabschnitten 1′, 2′ weitgehend der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Verbin­ dungsanordnung der ersten Ausführungsform.

Anstelle von Spannvorrichtungen, so wie sie in Verbindung mit der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 verwendet werden, oder Fixiernieten 18, so wie sie bei der Ausführungsform der Fig. 5 bis 8 zum Einsatz gelangen, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine provisorische Verbindung der zu verbindenden Teile ebenfalls mit Hilfe von Schrauben, Clipsen, Klanmern, Klebebändern, Haftschweißpunken und der­ gleichen hergestellt werden. Eine weitere Verbesserung er­ gibt sich weiter durch die Möglichkeit, die im Bereich der Hauptflächen der flächigen Längskanäle 5, 6 vorgesehenen Riffelungen 8 kreuzweise auszulegen, so daß auf diese Weise mit Hilfe sich kreuzender Riffelungen gleichzeitig eine Ein­ stellung der Dicke der zur Verklebung gelangten Längskanäle erfolgt.

Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung schafft die Mög­ lichkeit, daß im Rahmen einer Fließbandfertigung nur in einer einzigen Klebestation Klebstoff bereitgestellt werden muß, der beispielsweise unter Einsatz eines Roboters in die verschiedenen Einführschlitze der vorgesehenen Längskanäle für die Verklebung eingeführt wird, so daß im Bereich der einzelnen Montagestationen kein Klebstoff bereitgestellt werden muß. Das Einführen des Klebstoffes kann weiter im Rahmen der Erfindung in sehr gesteuerter Weise vorgenommen werden, wodurch das Auftreten ungewünschter Verschmutzungen verhindert wird.

Claims (8)

1. Verbindungsanordnung von Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, wobei im Bereich der zu verbindenden Karosserieteile eine Einspritzöffnung vorgesehen ist, in die nach dem Zusammensetzen und Gegeneinanderfixieren der Karosserieteile ein aushärtbarer, pastöser Klebstoff unter Bildung einer Klebeverbindung einpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Karosserieteile (1, 2) derart ausgebildet sind, daß sie nach dem Zusammenfügen flächiger Längskanäle konstanten Querschnitts (5, 6), die an der Oberfläche der Karosserieteile (1, 2) enden, umfassen, wobei die einen Enden der Längskanäle (5, 6) die Einspritzöffnung (10) für den Klebstoff (12) und die anderen Enden eine Klebstoffaustrittsöffnung (11) bilden.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflächen der flächigen Längskanäle (5, 6) geriffelte Oberflächen (8) aufweisen.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelungen (8) der Hauptflächen der flächigen Längskanäle (5, 6) einander kreuzend ausgelegt sind.

4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der flächigen Längskanäle (5, 6) durch vorspringende Stege (9) der zu verbindenden Karosserieteile (1, 2) oder eingelegte, selbstklebende Schaumstoffdichtungen (16) gebildet sind.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Längskanäle (5, 6) durch Abstandshalter, beispielsweise in Form vorspringender Warzen (17), festgelegt ist.

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der zu verbindenden Karosserieteile (1, 2) zusätzlich Bohrungen (19) vorgesehen sind, die vor der Verklebung eine provisorische Verbindung der Karosserieteile (1, 2) mittels Fixiernieten (18) oder dergleichen gestatten.

7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Verbindung von Karosserieteilen mit Kastenträgern, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche (3, 4) der zu verbindenden Kastenträgerabschnitte (1′, 2′) derart ausgelegt sind, daß beim Zusammenfügen der Kastenträgerabschnitte (1′, 2′) jeweils zwei nebeneinanderliegende, flächige Längskanäle (5, 6) gebildet werden, von welchen der eine flächige Längskanal (5) um die obere Hälfte des Kastenträgers (7) herumführt, während der andere flächige Längskanal (6) die untere Hälfte des Kastenträgers (7) umspannt.

8. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die einzelnen Karosserieteile in den verschiedenen Montagestationen zu einer einheitlichen Karosseriestruktur zusammengesetzt werden, wobei die einzelnen Karosserieteile untereinander mittels Spanneinrichtungen, Schrauben, Clipsen, Klammern, Nieten, Klebebändern und/oder Haftschweißpunkten positionsmäßig provisorisch miteinander verbunden werden,
• - und daß innerhalb einer Klebestation, vorzugsweise unter Einsatz eines entsprechenden Roboters, pastöser Klebstoff in Klebeschlitze eingedrückt wird, die im Bereich der Verbindungsstellen zwischen den zu verbindenden Karosserieteilen vorgesehen sind, wodurch nach dem Aushärten des pastösen Klebstoffes eine einstückige Karosseriestruktur gebildet wird.