DE60014525T2 - Verbindungsverfahren für Kunststoff-Halteclips und Halteclip - Google Patents

Verbindungsverfahren für Kunststoff-Halteclips und Halteclip Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Kunststoff-Halteclips, z.B. eines Befestigungsteils, mit einem porösen Bauteil auf Naturfaserbasis, z.B. einer Türverkleidung für Kraftfahrzeuge, durch Schweißen, und einen Kunststoff-Halteclip zur Verwendung in dem Verbindungsverfahren.
  • Als Türverkleidung oder dergleichen für Kraftfahrzeuge werden aus Gründen der Gewichtsreduzierung und Kosteneinsparung häufig poröse Bauteile auf Naturfaserbasis in Verbindung mit Epoxid-Kunststoff als Bindemittel verwendet. Da Türverkleidungen oder dergleichen zu bis zu 70% ihres Gewichts Naturfasern enthalten, werden sie durch Pressen geformt. Daher wird der Kunststoff-Halteclip, z.B. das Befestigungsteil zur Befestigung der Türverkleidung an der Kraftfahrzeugkarosserie, getrennt von der Türverkleidung hergestellt, die aus dem porösen Naturfaserbauteil besteht. Aus diesem Grund muß der Kunststoff-Halteclip, z.B. das Befestigungsteil, einstückig mit dem porösen Naturfaserbauteil der Türverkleidung verbunden werden. Zu diesem Zweck ist bisher die Ultraschallschweißtechnik oder dergleichen eingesetzt worden. So offenbart zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 04-208656 ein Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements eines Kunststoff-Halteclips an einer eine Glasfaserträgerschicht aufweisenden Dachauskleidung durch Ultraschallschweißen. Wie beschrieben, wird nach diesem Befestigungsverfahren ein Teil der Befestigungsseite des Kunststoff-Halteclips in die Glasfaserbereiche und deren Hohlräume hineingeschmolzen, so dass eine aus Kunststoff und den Glasfasern vermischte Verbindung erreicht werden kann. Um dieses Befestigungsverfahren auf einen Fall anzuwenden, bei dem der Kunststoff-Halteclip durch Schweißen mit dem porösen Naturfaserbauteil verbunden wird, besteht jedoch noch etwas Verbesserungsbedarf.
  • Wie zuvor beschrieben, wird bei Türverkleidungen für Kraftfahrzeuge häufig das poröse Naturfaserbauteil in Verbindung mit Epoxid-Kunststoff als Bindemittel verwendet. Wird die Verbindung des Epoxid-Kunststoff-Halteclips mit dem porösen Naturfaserbauteil in Verbindung mit Epoxid-Kunststoff als Bin demittel durch Ultraschallschweißen hergestellt, ist die Festigkeit der Verbindung häufig nicht stabil. Um eine über ein bestimmtes Niveau hinausgehende Verbindungsfestigkeit zu erhalten, sind daher zum Schweißen eine sehr hohe Ultraschallenergie und eine sehr hohe Druckkraft erforderlich. Dies kann zu Verformungen aufgrund von Wärmeeinflüssen und zu von der Ultraschallschweißspitze herrührenden Eindellungen auf der Fügeseite und der Rückseite des Clips führen. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren vorzusehen, mit dem die Verbindung des Kunststoff-Halteclips mit dem porösen Naturfaserbauteil mit geringer Energie, ohne Wärmeeinflüsse und ohne Eindellungen auf der Rückseite des Clips ermöglicht wird.
  • Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 03-67722 offenbart ein Verfahren zum Ultraschallschweißen eines Kunststoff-Halteclips an einer Türverkleidung. Bei diesem Patent wird auf die Probleme der Wärmeeinflüsse und Eindellungen hingewiesen, und es wird ein Vorschlag gemacht, die Lücke an der Schnittstelle zwischen der Türverkleidung und dem Haltearm auszuschalten. Insbesondere ist auf der Befestigungsseite des Haltearms ein Vorsprung ausgebildet, der in einer Ausnehmung auf der Befestigungsseite der Türverkleidung positioniert wird und dann zum Verbinden mittels Ultraschallschweißen angeschmolzen wird, um die Lücke zwischen der Ausnehmung auf der Befestigungsseite der Türverkleidung und der Außenseite des Haltearms auszufüllen. Bei diesem Verfahren unterliegt das Formpressen der Türverkleidung insofern einer Einschränkung, als auf der Befestigungsseite der Türverkleidung eine Ausnehmung zur Aufnahme des Haltearms erforderlich ist. Daher wird angestrebt, die Verbindung des Kunststoff-Halteclips mit dem Naturfaserbauteil ohne eine solche Einschränkung zu erreichen, sowie ohne Wärmeeinflüsse und Eindellungen in der Rückseite und auch mit geringerer Energie.
  • Weitere Techniken zum Verschweißen eines Kunststoffteils mit einem Kunststoffbauteil sind in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-212532, der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-278821 und dem japanischen Gebrauchsmuster, offengelegt unter der Nr. 02-124131, beschrieben. In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-212532 ist auf der Befestigungsseite der Kunststoffhalterung ein vorstehender Schenkel ausgebildet, der ultraschallgeschweißt wird, so dass die Kunststoffhalterungen mit der Kunststoff-Dachauskleidung des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Dieses Schweißverfahren ist allerdings verbesserungsbedürftig, da dem Überschuss an geschmolzenen Schenkelteilen nicht Rechnung getragen wird. Auch in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-278821 wird eine Kunststoffhalterung zur Befestigung eines kleinen Zubehörteils auf ein Kunststofferzeugnis aufgeschweißt, um das kleine Zubehörteil an dem Kunststofferzeugnis zu befestigen. Zum Schweißen der Halterung ist auf der Fügeseite der Halterung ein Vorsprung mit einem spitzen Ende vorgesehen. Dieser Vorsprung wird dann geschmolzen, um die Halterung mit dem Kunststofferzeugnis zu verbinden. Dieses Schweißverfahren muß ebenfalls weiter verbessert werden, da der Überschuss an geschmolzenen Teilen der Vorsprünge keine Berücksichtigung findet. In dem japanischen Gebrauchsmuster, offengelegt unter der Nr. 02-124131, ist ein Vorsprung als Schweißstelle in einer Zone des Kernmaterials der Holzfasermatte ausgebildet, um das Kunststoffteil mit der Holzfasermatte mittels Ultraschall zu verschweißen. Zum Ultraschallschweißen wird eine Schweißzone des Kunststoffteils auf dem Vorsprung positioniert. Vorzugsweise hat die geschmolzene Schweißzone des Kunststoffteils die Tendenz, in das Kernmaterial der Holzfasermatte einzudringen, jedoch ist die Ausbildung des Vorsprungs als Schweißstelle in dem Kernbereich der Holzfasermatte problematisch.
  • Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 63-176134 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem Passteile an ein Holzbrett ultraschallgeschweißt werden, wobei die Passteile so auf einer Haltevorrichtung gehalten werden, dass ihre Vorsprünge nach oben gerichtet sind, worauf dann das Holzbrett auf die einzelnen Passteile aufgesetzt wird. Durch ein sich auf das Holzbrett absenkendes Ultraschall-Schweißhorn wird die entgegengesetzte Seite des Holzbretts von Ultraschallschwingungen beaufschlagt, wodurch die Vorsprünge eine in das Holzbrett passende Form annehmen und die Passteile damit mit dem Holzbrett verschweißt werden. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 63-176134 offenbart weiterhin einen Kunststoff-Halteclip gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 2.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verbindungsverfahren für einen Kunststoff-Halteclip und einen Kunststoff-Halteclip zur Verwendung in dem Verbindungsverfahren zu schaffen, wobei bei Verbindung des Kunststoff-Halteclips mit dem porösen Bauteil die Form des porösen Naturfaserbauteils keiner Einschränkung unterliegt, der Halteclip mit geringer Energie verbunden werden kann, ohne Wärmeeinflüsse und Eindellungen auf der Rückseite des Halteclips, und überschüssige Schmelze adäquat berücksichtigt wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Verbinden eines Kunststoff-Halteclips mit einem porösen Naturfaserbauteil durch Schweißen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 vorgesehen. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte: Ausbilden einer Vielzahl von sich in Richtung auf das poröse Naturfaserbauteil erstreckenden Vorsprüngen in einer Schweißzone auf der Fügeseite eines Fußes des Kunststoff-Halteclips sowie einer Vielzahl von den Vorsprüngen benachbarten Ausnehmungen in der Schweißzone zur Aufnahme der überschüssigen Schmelze der geschmolzenen Vorsprünge; Positionieren der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips an einer vorbestimmten Stelle des porösen Naturfaserbauteils; und Schmelzen der Fügeseite, um den Kunststoff-Halteclip mit dem porösen Bauteil zu verschweißen und damit zu verbinden, wobei die Übertragung von Schmelzenergie auf den Halteclip durch eine flache Spitze eines Ultraschall-Schweißhorns erfolgt, das mit einer flachen Seite des Fußes des Halteclips in Kontakt steht, und wobei die Schweißhöhe der Vorsprünge und die Tiefe der Ausnehmungen sich auf eine gemeinsame Bezugsebene beziehen, die durch ein Bezugsniveau festgelegt ist, das sich außerhalb der Schweißzone auf der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips befindet.
  • Gemäß der Erfindung ist ferner ein Kunststoff-Halteclip entsprechend dem unabhängigen Anspruch 2 vorgesehen, und zwar zur Verwendung bei dem vorstehenden Verbindungsverfahren für den Kunststoff-Halteclip. Der Fuß des Kunststoff-Halteclips weist eine Schweißzone und eine schweißfreie Zone auf, wobei in der Schweißzone eine Vielzahl von sich in Richtung auf das poröse Naturfaserbauteil erstreckenden schmelzbaren Vorsprüngen sowie eine Vielzahl von den Vorsprüngen benachbarten Ausnehmungen ausgebildet sind, die zur Aufnahme der überschüssigen Schmelze der Vorsprünge vorgesehen sind, und die Schweißhöhe der Vorsprünge und die Tiefe der Ausnehmungen sich auf eine gemeinsame Bezugsebene beziehen, die durch ein Bezugsniveau eines schweißfreien Bereichs des Kunststoff-Halteclips festgelegt ist, und wobei der Fuß auf der der Fügeseite entgegengesetzten Seite eine flache Seite aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie die flache Spitze eines Ultraschallschweißhorns aufnehmen kann.
  • Bei dem Kunststoff-Halteclip können die Vorsprünge und Ausnehmungen abwechselnd angeordnet sein, wobei die Vorsprünge und Ausnehmungen jeweils in einer Linie ausgerichtet sind. Der Halteclip kann auch aus einem Material mit einem hohen Schmelzindex hergestellt sein. Dadurch wird gewährleistet, dass das geschmolzene Kunststoffmaterial leicht in die Hohlräume der Naturfasern einfließen kann, so dass keine hohe Energie erforderlich ist und eine erhöhte Verbindungs- und Schälfestigkeit erzielt wird.
  • Eine erfindungsgemäße Verbindung eines Kunststoff-Halteclips wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt einen Kunststoff-Halteclip 1 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Kunststoff-Halteclip 1 wird mit einem porösen Naturfaserbauteil der Türverkleidung oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs verbunden und als Befestigungsteil verwendet, mit dem das Bauteil an einem Blechteil der Fahrzeugkarosserie befestigt wird. Beispiele für zu diesem Zweck geeignete Naturfasern sind Kenaf, Hanf, Sisal, Flachs, Bagasse (Zuckerrohr), Palmfasern und dergleichen. 1(A) ist eine Draufsicht auf den Halteclip 1, und 1(B) eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Halteclips 1, wobei die rechte Hälfte im Querschnitt dargestellt ist. Auf der Oberseite des Halteclips 1 befindet sich ein Haken 2 zur Befestigung des porösen Bauteils der Türverkleidung an dem Blech, wobei dessen unterer Teil als konische trapezförmige Abstützung 3 ausgebildet ist. Ein Unterteil des Halteclips 1 bildet einen Fuß 5, der mit dem porösen Naturfaserbauteil zu verbinden ist, wobei der Fuß bei diesem Ausführungsbeispiel des Halteclips 1 ringförmig ausgebildet ist, wie in 1(A) dargestellt. Der dargestellte Halteclip 1 ist nur beispielhaft zu verstehen. Der erfindungsgemäße Kunststoff-Halteclip kann auch jede andere Form aufweisen und jede beliebige Art von Halteclip sein, der eine Verbindung mit anderen Bauteilen herstellt, und ist nicht auf das Befestigungsteil beschränkt.
  • Der Kunststoff-Halteclip 1 ist aus einem beliebigen Kunststoffmaterial geformt, das in geschmolzenem Zustand fließfähig ist. Bevorzugt ist ein Werkstoff mit einem hohen Schmelzindex. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kunststoffschmelze ohne weiteres in die Hohlräume der Naturfasern einfließen kann, so dass Verbindungs- und Schälfestigkeit ohne hohen Energiebedarf erhöht werden. Bei Türverkleidungen oder dergleichen wird zum Beispiel Polypropylen (PP) als Bindemittel für die Naturfasern verwendet, so dass Polypropylen (PP) auch als Material für das Befestigungsteil für die Türverkleidung des Kraftfahrzeugs vorzuziehen ist. Damit kann die Festigkeit der Schweißverbindung nach dem Schmelzen erhöht werden. Es können in diesem Fall auch andere Kunststoffmaterialien Verwendung finden, zum Beispiel Materialien mit hohem Schmelzindex und hoher Viskosität nach dem Schmelzen, wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Harz oder AAS (Acrylnitril-Kautschuk-Styrol)-Harz. Auf jeden Fall sind Kunststoffmaterialien vorzuziehen, die sowohl einen hohen Schmelzindex als auch eine hohe Viskosität in geschmolzenem Zustand aufweisen, nach dem Schmelzen leicht in die Hohlräume der Naturfasern einfließen können und zur Sicherstellung einer hohen Verbindungsfestigkeit steif sind.
  • Die Merkmale des Kunststoff-Halteclips 1 liegen gemäß der Erfindung in einer Unterseite des Fußes 5, d.h. einer mit dem porösen Naturfaserbauteil zu verbindenden Fügeseite. Diese Fügeseite wird im folgenden unter Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht eines in 1(B) mit einem Kreis II bezeichneten Details. Die Fügeseite des Fußes 5 des Kunststoff-Halteclips 1 weist eine Schweißzone 6 in der Mitte des ringförmigen Fußes und eine von der Schweißzone 6 ausgenommene schweißfreie Zone 7 auf. Als nicht zu verschweißende Fläche ist die schweißfreie Zone 7 in der Regel außerhalb der Schweißzone 6 angeordnet. Die schweißfreie Zone 7 kann aber auch innerhalb der Schweißzone 6 oder an anderer Stelle vorgesehen sein. In der Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die schweißfreie Zone 7 sich außerhalb der Schweißzone 6 befindet. Die Schweißzone ist mit einer Vielzahl schmelzbarer Vorsprünge 9 versehen, die sich in Richtung auf das zu verbindende poröse Naturfaserbauteil erstrecken. Zusätzlich ist an die Vorsprünge 9 angrenzend eine Vielzahl von Ausnehmungen 10 vorgesehen, die den Überschuss an Schmelze der Vorsprünge 9 aufnehmen. Wie in 2 dargestellt, sind die Vorsprünge 9 und Ausnehmungen 10 wechselweise angeordnet und jeweils in einer Linie ausgerichtet. Wie durch gestrichelte Linien in 1(A) dargestellt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl der Vorsprünge 9 und eine Vielzahl der Ausnehmungen 10 wechselweise angeordnet und erstrecken sich jeweils in einer Linie radial. Diese Linien sind in Umfangsrichtung in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Ferner sind vorzugsweise die Vorsprünge 9 und Ausnehmungen 10 abwechselnd entlang der Linienform positioniert, sie müssen jedoch nicht unbedingt abwechselnd in einer Linie positioniert sein. Die Ausnehmungen 10 können beliebig neben den Vorsprüngen 9 angeordnet sein, um überschüssige Schmelze der Vorsprünge 9 aufnehmen zu können.
  • Gemäß der Erfindung weist die schweißfreie Zone 7 auch eine Bezugsebene 11 auf, mit der die Schweißhöhe des Kunststoff-Halteclips 1 definiert bzw. eingestellt wird. Da die Bezugsebene 11 in der schweißfreien Zone 7 liegt, wird sie beim Schweißen nicht geschmolzen, so dass die Schmelzhöhe des Kunststoff-Halteclips 1 konstant bleibt. Ist keine Bezugsebene 11 definiert, kann sich die Höhe des Fußes 5 entsprechend dem Schmelzumfang der Vorsprünge 7 ändern. Infolgedessen kann sich auch die Tiefe der angrenzenden Ausnehmung 10 verändern. Wird in geschmolzenem Zustand der Vorsprünge 9 der Fuß 5 an die Fügeseite des Bauteils oder Werkstücks angedrückt, könnte die Tiefe der Ausnehmungen 10 flach werden und sich damit die Menge an überschüssiger Schmelze des Vorsprungs 9 erhöhen. Dementsprechend könnten auch die Ausnehmungen 10 nicht genügend an überschüssiger Schmelze des Vorsprungs 9 aufnehmen, so dass die überschüssige Schmelze aus der Fügeseite herausgeschoben werden könnte. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Bezugsebene 11 vorzusehen, wird jedoch die Tiefe der Ausnehmungen 10 konstant gehalten und eine ausreichende Menge an überschüssiger Schmelze der Vorsprünge 9 darin aufgenommen, ohne aus der Fügeseite herausgeschoben zu werden.
  • Die Ausnehmungen 10 können in der Form von Halbkugeln ausgestaltet sein (wie in 2 dargestellt), können aber auch jede andere beliebige Form aufweisen. Verschiedene Formen der Ausnehmungen sind in den 3(A) und 3(B) dargestellt. In 3(A) sind die Ausnehmungen 13 als sich durch den Fuß 5 erstreckende Rundlöcher ausgebildet. In 3(B) sind die Ausnehmungen 14 als sich durch den Fuß 5 erstreckende Langlöcher ausgebildet. Entsprechend können auch die Vorsprünge 9 halbkugelförmig ausgebildet sein (2), aber auch jede andere beliebige Form aufweisen. In den 4(A) – (C) sind weitere unterschiedliche Formen von Vorsprüngen dargestellt. In 4(A) sind die Vorsprünge 15 von viereckiger Gestalt, wobei die Ausnehmungen 17 ebenfalls viereckig ausgebildet sein können. In 4(B) sind die Vorsprünge 18 ebenso wie die Ausnehmungen 19 in dreieckiger Form ausgeführt. In 4(C) sind die Vorsprünge 21 als dreieckige Rippen und die Ausnehmungen 22 als dreieckige Vertiefungen ausgebildet. Die Vorsprünge und Ausnehmungen können somit jede beliebige Gestalt aufweisen.
  • 5 zeigt einen Zustand beim Ultraschallschweißen eines Kunststoff-Halteclips 25 an einem porösen Naturfaserbauteil 26, wobei zu Darstellungszwecken der Halteclip 25 gegenüber dem Kunststoff-Halteclip 1 eine leicht veränderte Gestalt aufweist und der Halteclip 25 durch das Ultraschallschweißen mit dem Bauteil 26 verbunden wird. Bei dem porösen Bauteil 26 auf Naturfaserbasis handelt es sich zum Beispiel um eine Kraftfahrzeug-Türverkleidung aus einem Naturfasern enthaltenden Material, die unter Verwendung von PP (Polypropylen) als Bindemittel miteinander verbunden sind. Das Ultraschallschweißhorn 29 des Ultraschallschweißgeräts wird auf einen Fuß 27 des Halteclips 25 aufgesetzt, der an der vorbestimmten Stelle auf dem porösen Bauteil 26 fixiert ist, so dass eine Spitze des Ultraschallschweißhorns 29 mit dem Fuß 27 in Kontakt steht. In diesem Zustand wird Ultraschallenergie aus dem Schweißhorn 29 abgestrahlt, worauf die Vorsprünge 30 auf der Fügeseite des Fußes 27 des Halteclips 25 von den mit dem porösen Bauteil 26 in Kontakt stehenden Bereichen aus zu schmelzen beginnen. Bevor der Schmelzvorgang beginnt, wird der Halteclip 25 aufgrund der Abstrahlung von Ultraschallenergie aus dem Schweißhorn 29 von Schwingungen beaufschlagt, der Halteclip 25 kann jedoch nicht aus seiner vorbestimmten Position verschoben werden, da die Vorsprünge 30 in das poröse Bauteil 26 eingreifen. Da außerdem die Vorsprünge 30 und Ausnehmungen 31 wechselweise jeweils in einer Linie angeordnet sind, neigen die geschmolzenen Teile der Vorsprünge 30 dazu, in die Hohlräume zwischen den Fasern des porösen Bauteils 26 einzudringen, so dass nach dem Schweißen eine feste Verankerung erreicht wird. Da ferner der Überschuss an Schmelze der Vorsprünge 30 von den Ausnehmungen 31 aufgenommen wird, kann er auch keineswegs herausgedrückt werden. Dieser Schweißvorgang dauert an, bis die Bezugsebene 33 an dem porösen Bauteil 26 fest anliegt. Der Vorgang ist beendet, sobald dieser Kontakt hergestellt ist. 6 zeigt einen Zustand nach Verschweißen des Halteclips 25 mit dem porösen Bauteil 26.
  • In 5 ist die Spitze des Ultraschallschweißhorns 29 flach geformt, so dass die Ultraschallenergie wirksam auf den Halteclip 25 übertragen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass auf der einen Seite des Fußes 27, mit der das Ultraschallschweißhorn 29 zur Anlage gelangt, weder Vorsprünge 30 noch Ausnehmungen 31 vorhanden sind. Somit kann diese Seite des Fußes 27 flach ausgebildet sein. Dies führt zu einer verbesserten Wirksamkeit der von dem Ultraschallschweißhorn 29 auf den Halteclip 25 übertragenen Ultraschallenergie. Entsprechend kann der Schweißvorgang mit geringer Energie durchgeführt werden, so dass Wärmeeinflüsse und der zum Andrücken des Halteclips 25 erforderliche Kraftaufwand reduziert und somit Eindellungen verhindert werden. Außerdem wird durch die Maßnahme, die Bezugsebene 33 vorzusehen, die Tiefe der Ausnehmungen 31 konstant gehalten, so dass die überschüssige Schmelze der Vorsprünge 30 darin ausreichend aufgenommen und keinesfalls aus der Fügefläche des Halteclips 25 herausgedrückt werden kann.
  • Während bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel zum Verbinden die Ultraschallschweißtechnik verwendet wird, können auch andere Schweißtechniken Verwendung finden. So ist zum Beispiel auch die Vibrationsschweißtechnik denkbar.
  • Erfindungsgemäß wird durch die Vorsprünge auf der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips vermieden, dass der Halteclip sich während des Ultraschallschweißens gegenüber dem porösen Naturfaserbauteil verschiebt. Ein Teil der Vorsprünge wird geschmolzen, dringt in das poröse Naturfaserbauteil ein und trägt dabei zur Verbindung bei. Dieses Schmelzen der Vorsprünge kann mit geringer Energie erreicht werden, wodurch Wärmeeinflüsse und Eindellungen auf der Rückseite verhindert werden können. Die angrenzend an die Vorsprünge ausgebildeten Ausnehmungen erleichtern das Eindringen der Schmelze in die Hohlräume zwischen den Fasern des porösen Bauteils, wodurch sich eine hohe Bindungswirkung ergibt. Auch wird die überschüssige Schmelze der Vorsprünge keinesfalls herausgedrückt, da diese in ausrei chendem Umfang von den benachbarten Ausnehmungen aufgenommen wird. Da außerdem die Bezugsebene in dem von der Schweißzone ausgenommenen Bereich vorgesehen ist, ist nicht nur die Schweißhöhe auf einer konstanten Ebene stabil definiert (bzw. eingestellt), sondern es ist auch die Tiefe der Ausnehmungen zur Aufnahme der überschüssigen Schmelze der Vorsprünge in ausreichendem Umfang konstant gehalten. Entsprechend weist die sich ergebende Verbindung eine hohe Verbindungsfestigkeit an der Fügestelle auf, ohne dass überschüssige Schmelze herausgedrückt wird.
  • 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kunststoff-Halteclip, wobei (A) eine Draufsicht und (B) eine zur Hälfte geschnittene Seitenansicht des Halteclips darstellt;
  • 2 zeigt eine Schnittansicht eines in 1(B) mit einem Kreis II bezeichneten Details des Halteclips;
  • 3(A), (B) zeigen unterschiedliche Gestaltungsvarianten der Ausnehmungen, wobei (A) eine Form der Durchgangsbohrungen und (B) weitere Ausnehmungen mit länglichen Durchgangsbohrungen darstellen;
  • 4(A) – (C) zeigen unterschiedliche Gestaltungsvarianten der Vorsprünge, wobei (A) Vorsprünge viereckiger Gestalt, (B) Vorsprünge dreieckiger Gestalt und (C) Vorsprünge in der Gestalt von Dreiecksrippen darstellen;
  • 5 zeigt einen Zustand, in dem das Ultraschallschweißhorn eines Ultraschallschweißgeräts auf dem Halteclip positioniert ist, der in seiner vorbestimmten Position auf dem porösen Naturfaserbauteil fixiert ist, um damit verschweißt zu werden;
  • 6 zeigt einen Zustand, nachdem der Kunststoff-Halteclip mit dem porösen Naturfaserbauteil verschweißt ist.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Verbinden eines Kunststoff-Halteclips (1) mit einem porösen Bauteil (26) auf Naturfaserbasis durch Schweißen, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden einer Vielzahl von sich in Richtung auf das poröse Naturfaserbauteil (26) erstreckenden Vorsprüngen (9) in einer Schweißzone (6) auf der Fügeseite eines Fußes (5) des Kunststoff-Halteclips (1) sowie einer Vielzahl von den Vorsprüngen (9) benachbarten Ausnehmungen (10) in der Schweißzone (6); Positionieren der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips (1) an einer vorbestimmten Stelle des porösen Naturfaserbauteils (26); und Schmelzen der Fügeseite, um den Kunststoff-Halteclip (1) mit dem porösen Bauteil (26) zu verschweißen und damit zu verbinden, wobei der geschmolzene Teil der Vorsprünge dazu neigt, in die Hohlräume zwischen den Fasern des porösen Bauteils einzudringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung von Schmelzenergie auf den Halteclip (1) durch eine flache Spitze eines Ultraschall-Schweißhorns erfolgt, das mit einer der Fügeseite entgegengesetzten, flachen Seite des Fußes des Halteclips (1) in Kontakt steht, und die Schweißhöhe der Vorsprünge (9) und die Tiefe der Ausnehmungen (10) sich auf eine gemeinsame Bezugsebene beziehen, die durch ein Bezugsniveau (11) festgelegt ist, das sich außerhalb der Schweißzone (6) auf der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips (1) befindet und so angeordnet ist, dass die Ausnehmungen die überschüssige Schmelze der geschmolzenen Vorsprünge (9) aufnehmen.
  2. Kunststoff-Halteclip zur Verwendung in dem Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fügeseite des Fußes (5) des Kunststoff-Halteclips (1) eine Schweißzone (6) und eine schweißfreie Zone (7) aufweist, in der Schweißzone (6) eine Vielzahl von sich in Richtung auf das poröse Naturfaserbauteil (26) erstreckenden schmelzbaren Vorsprüngen (9) sowie eine Vielzahl von den Vorsprüngen (9) benachbarten Ausnehmungen (10) ausgebildet sind, so dass die geschmolzenen Teile der Vorsprünge in die Hohlräume zwischen den Fasern des porösen Bauteils eindringen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißhöhe der Vorsprünge (9) und die Tiefe der Ausnehmungen (10) sich auf eine gemeinsame Bezugsebene beziehen, die durch ein Bezugsniveau (11) festgelegt ist, das in einem außerhalb der Schweißzone (6) liegenden Bereich der Fügeseite des Kunststoff-Halteclips (1) vorgesehen und so angeordnet ist, dass die Ausnehmungen die überschüssige Schmelze der geschmolzenen Vorsprünge (9) aufnehmen können, und dass auf der der Fügeseite des Fußes (5) entgegengesetzten Seite eine flache Seite so ausgebildet ist, dass sie die flache Spitze eines Ultraschallschweißhorns aufnehmen kann.
  3. Kunststoff-Halteclip nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) und die Ausnehmungen (10) abwechselnd angeordnet sind, wobei die Vorsprünge (9) und Ausnehmungen (10) jeweils in einer Linie ausgerichtet sind.
  4. Kunststoff-Halteclip nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteclip aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Harz oder AAS (Acrylnitril-Kautschuk-Styrol)-Harz besteht.
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