EP2794239A1 - Verfahren zum fügen von kraftfahrzeug-bauteilen - Google Patents

Verfahren zum fügen von kraftfahrzeug-bauteilen

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EP2794239A1
EP2794239A1 EP12810073.2A EP12810073A EP2794239A1 EP 2794239 A1 EP2794239 A1 EP 2794239A1 EP 12810073 A EP12810073 A EP 12810073A EP 2794239 A1 EP2794239 A1 EP 2794239A1
Authority
EP
European Patent Office
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joining
motor vehicle
vehicle components
components
additive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12810073.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Goller
Markus HÖLZER
Matthias Thümler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Publication of EP2794239A1 publication Critical patent/EP2794239A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
    • B60R19/483—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds with obstacle sensors of electric or electronic type

Definitions

  • the invention relates to a method for joining automotive components made of thermoplastic materials with a first component having a first joining surface, a second component having a second joining surface and at least one connecting additive made of a thermoplastic material, which is the same or compatible with the thermoplastic material of Components is.
  • connection additives or adhesives can be used as connection additives in order to realize a cohesive connection of a first component with a first joining surface and a second component with a second joining surface.
  • the invention has for its object to provide a method for joining motor vehicle components made of thermoplastic materials, which allows an aesthetically satisfactory, cost-effective and rapid joining of motor vehicle components.
  • the object is achieved in that the inventive method for joining automotive components made of thermoplastic materials with a first component having a first joining surface, a second component with a second joining surface, at least one connecting additive of a thermoplastic material, which same or compatible is the thermoplastic material of the components and has magnetic particles as admixtures, comprising the following steps:
  • connection additive on at least one of the two joining surfaces
  • Forming a joining zone preferably by melting the joining surfaces, in the region of the connection additive, further approaching and / or fixing the joining surfaces to one another,
  • An essential advantage of the method according to the invention is that the compound additive is brought to or until the molten state only when applying an alternating magnetic field and thus compared to a coated adhesive, corresponding components can be handled much easier and also no limitations with respect to Storage time of corresponding components too note.
  • the targeted heat input in the region of the joining zone to be formed later also ensures that the danger of marks on the surface of the motor vehicle components to be joined is minimized.
  • the magnetic particles may be wholly or partly formed by superparamagnetic particles.
  • Superparamagnetic particles are, for example, so-called “single-domain particles” which have no hysteresis losses in the coupling of the alternating magnetic field in comparison to purely paramagnetic or magnetic particles
  • Other magnetic particles can be nanoscale particles with ferromagnetic, ferrimagnetic or piezoelectric properties.
  • connection additive on at least one of the two joining surfaces by means of an injection molding process.
  • the arrangement of the connection additive on at least one of the two joining surfaces in the manufacture of one or both components in a so-called.
  • Two- or multi-component injection molding This alternative allows a particularly cost-effective mass production of corresponding motor vehicle components.
  • the connecting additive can be arranged in a caterpillar, wave-shaped and / or star-shaped manner on at least one of the two joining surfaces.
  • the connection additive in the edge region of the components can be arranged circumferentially, wherein optionally the connection additive has a continuous structure or is divided into individual sections.
  • the magnetic particles are added to the thermoplastic material of the compound additive in a proportion of 0.5 wt .-% to 50 wt .-%.
  • the magnetic particles are added to the thermoplastic material of the compound additive in a proportion of 3 wt .-% to 35 wt .-%.
  • the components may in particular be designed as a spoiler and / or a sensor holder and / or a bumper cover and / or a carrier part and / or a fender paneling and / or an aperture element (in particular a trim strip).
  • a carrier part is in particular a stiffening part that can be connected to the body of a vehicle and / or increases the rigidity of the component to be connected thereto.
  • the joining surfaces can be approximated and / or fixed by means of a positioning device, wherein the positioning device consists essentially of a non-magnetic material.
  • non-magnetic materials are particularly suitable glass fiber reinforced thermoplastic or thermoset materials.
  • At least one spacer is arranged between the joining surfaces, whose height extent measured perpendicularly by at least one of the joining surfaces is less than the height extension of the connecting accessory, so that a defined gap is produced between the joining surfaces during and after the joining process.
  • the spacer or spacers are spaced from the forming joining zone so that it is not melted or melted.
  • the one or more spacers can be arranged in particular in the edge region of the motor vehicle components to be joined.
  • the at least one spacer is formed integrally with at least one of the components.
  • the spacer is integrally formed in an injection molding process together with at least one of the components.
  • the alternating magnetic field is preferably provided along a conveying path and / or by means of a handling system and / or by means of the positioning device. Particularly along a conveyor line, particularly short cycle times and a high number of joining operations per cycle can be guaranteed in terms of high-volume technology.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the shell-shaped components according to FIG. 1 within a positioning device
  • FIG. 3 is a sectional view of the joined together shell-shaped components according to FIG. 1
  • FIG. 4 is a sectional view of a bumper fascia with a sensor holder
  • Fig. 5 is a sectional view of a sensor holder, which is joined by means of the method according to the invention, behind a bumper fascia.
  • Fig. 1 b is a plan view of a first component 1 made of a thermoplastic material having a first joining surface 2
  • Fig. 1a is a plan view of a second component 3 with a second joining surface 4.
  • a connection additive 5 is made a thermoplastic material which is the same or compatible with the thermoplastic material of the components 1 and 3 and which has magnetic particles as admixtures provided.
  • the inventive method for joining the two components 1 and 3 made of thermoplastic material comprises the following steps: arranging the connection additive 5 on the joining surface 2 of the first component 1, approximating the first joining surface 2 to the second joining surface 4, providing an alternating magnetic field 6 (here not shown in detail), which is formed in this embodiment by an electromagnetic alternating field.
  • the connecting additive 5 is transferred to or into the molten state by coupling a sufficient excitation energy into the magnetic particles by means of the alternating magnetic field 6. This is done primarily by fusing the joining surfaces 2 and 4 in the region of the connecting additive 5 to form a joining zone 7. This assumes that the melt temperatures of the thermoplastic materials are in comparable ranges and their compatibility, especially with regard to miscibility, is given. Alternatively, it may be wholly or partially a hot tack process, with the compound additive 5 then acting as a hot melt adhesive. By further approaching and fixing the joining surfaces 2 and 4 to each other, the corresponding joining zone 7 is further developed. Subsequently, a switching off of the alternating magnetic field 6 and a cooling of the
  • the attachment additive 5 is arranged on the second joining face 4 by means of an injection molding method, in particular already during the production of the second component 3.
  • the connecting attachment 5 is arranged on the second joining face 4 in a caterpillar shape.
  • the magnetic particles are added to the thermoplastic material of the compound additive 5 in a proportion of 0.5 wt .-% to 50 wt .-%.
  • the components are designed as upper and lower shell of a spoiler, but can also be used as a Sensor holder and / or a bumper fascia and / or a support member and / or a fender trim and / or a diaphragm element (in particular a trim strip) may be formed.
  • FIG. 2 shows how the joining surfaces 2 and 4 are approximated and fixed by means of a positioning device 8, wherein the positioning device 8 consists essentially of a non-magnetic material.
  • the positioning device 8 consists essentially of a non-magnetic material.
  • a spacer 9 is arranged in the edge region of the second component 3, whose vertical extent X measured perpendicularly to the joining surface 4 is smaller than the height extent Y of the connecting additive 5, so that a defined gap exists between during or after the joining process the joining surfaces 2 and 4 is realized.
  • This spacer 9 is formed integrally with the second component 1.
  • the alternating magnetic field 6 is provided by means of the positioning device 8 (field lines not shown here). Not shown in detail is the opening of the positioning device 8 after switching off the magnetic alternating field see 6 and the cooling of the joining zone 7 and the removal of the illustrated in Fig. 3, assembled motor vehicle components 1 and 3.
  • a first component 1 made of a thermoplastic material with a first joining surface 2 is shown above the dashed line of symmetry.
  • the first component 1 is a sensor holder for receiving a radar sensor or a camera.
  • This first component 1 is to be joined by means of the first joining surface 2 to a second component 3 with a second joining surface 4.
  • the second component 3 is a bumper cladding, the first component 1 being arranged or joined on the side facing away from the visible side of the bumper cladding.
  • a connection additive 5 made of a thermoplastic material which is the same or compatible with the thermoplastic material of the components 1 and 3 and the magnetic particles has as admixtures arranged.
  • connection additive 5 takes place here on the joining surface 2 of the first component 1, wherein, of course, the arrangement of the connection additive 5 on the joining surface 4 of the second component 3 can be carried out in the context of the invention.
  • 4 shows below the dashed line of symmetry how, in a following step, the first joint surface 2 is approximated to the second joint surface 4 (dashed arrow).
  • FIG. 5 shows a sectional view of the arrangement of sensor holder 1 and bumper cover 3 shown in FIG. 4 in the assembled state.
  • a sensor 20 is arranged, the sensor head has an opening within the
  • the sensor 20 may be a radar sensor or a camera.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1, 3) aus thermoplastischen Werkstoffen mit, einem ersten Bauteil (1) mit einer ersten Fügefläche (2), einem zweiten Bauteil (3) mit einer zweiten Fügefläche (4), mindestens einem Verbindungszusatz (5) aus einem thermoplastischen Werkstoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplastischen Werkstoff der Bauteile (1, 3) ist und der magnetische Partikel als Beimengungen aufweist.

Description

Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen aus thermoplastischen Werkstoffen mit einem ersten Bauteil mit einer ersten Fügefläche, einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Fügefläche und mindestens einem Verbindungszusatz aus einem thermoplastischen Werkstoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplas- tischen Werkstoff der Bauteile ist.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Fügeverfahren bekannt, um Kraftfahrzeug-Bauteile aus thermoplastischen Werkstoffen miteinander zu verbinden. Als Verbindungszusätze können hierbei Schweißzusatzstoffe oder Klebstoffe eingesetzt werden, um eine stoffschlüssige Verbindung von einem ersten Bauteil mit einer ersten Fügefläche und einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Fügefläche zu realisieren.
Ferner ist aus der DE 10 2007 009 124 B4 ein induktionsgeschütztes Fertigungsverfahren bekannt, wobei ein bandförmiges, eine Faserverstärkung und ein thermoplastisches Harz mit magnetischen Partikel aufweisendes Ausgangsmaterial in einem kontinuierlichen
Durchlauf durch Einkoppeln eines magnetischen Wechselfeldes erwärmt wird. Das Dokument beschäftigt sich hierbei mit dem schichtweisen Aufbau eines Formkörpers aus diesem bandförmigen Ausgangsmaterial. Nachteilig an den vorgenannten Fügeverfahren ist, dass diese zum einen sehr zeitaufwän- dig sind und insbesondere bei einem Schweißverfahren entsprechender zu fügender Kraftfahrzeug-Bauteile es auf der Sichtseite derartiger Bauteile zu sog. Abzeichnungen (insbesondere Einfallstellen) kommt, welche insbesondere nach einem Lackiervorgang entsprechender Sichtseiten zu einem unakzeptablen Erscheinungsbild führen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen aus thermoplastischen Werkstoffen anzugeben, welches ein ästhetisch zufriedenstellendes, kostengünstiges und rasches Fügen von Kraftfahrzeug- Bauteilen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen mit einem ersten Bauteil mit einer ersten Fügefläche, einem zweiten Bauteil mit einer zweiten Fügefläche, mindestens einem Verbindungszusatz aus einem thermoplastischen Werkstoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplastischen Werkstoff der Bauteile ist und der magnetische Partikel als Beimengungen aufweist, die folgenden Schritte umfasst:
Anordnen des Verbindungszusatzes auf mindestens einer der beiden Fügeflächen,
Annähern der ersten Fügefläche an die zweite Fügefläche, - Bereitstellen eines magnetischen Wechselfeldes, vorzugsweise eines elektromagnetischen Wechselfeldes, zumindest im Bereich des Verbindungszusatzes,
Überführen des Verbindungszusatzes bis an oder bis in den schmelzflüssigen Zustand durch Einkoppeln einer hinreichenden Anregungsenergie in die magnetischen Partikel mittels des magnetischen Wechselfeldes,
Ausbildung einer Fügezone, vorzugsweise durch Anschmelzen der Fügeflächen, im Bereich des Verbindungszusatzes, - weiteres Annähern und / oder Fixieren der Fügeflächen zueinander,
Abstellen des magnetischen Wechselfeldes,
Abkühlen der Fügezone.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der Verbindungszusatz erst bei Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes bis an oder bis in den schmelzflüssigen Zustand gebracht wird und somit im Vergleich zu einem aufgetragenen Klebstoff, entsprechende Bauteile wesentlich einfacher gehandhabt werden können und zudem keinerlei Limitierungen bezüglich der Lagerungszeit entsprechender Bauteile zu beachten sind. Durch den gezielten Wärmeeintrag im Bereich der später auszubildenden Fügezone wird zudem erreicht, dass die Gefahr von Abzeichnungen auf der Oberfläche der zu fügenden Kraftfahrzeug-Bauteile minimiert wird. Die magnetischen Partikel können ganz oder teilweise durch superparamagnetische Partikel gebildet werden. Superparamagnetische Partikel sind beispielsweise sogenannte„Sin- gle-Domain-Particles", die im Vergleich zu rein paramagnetischen oder magnetischen Partikeln keine Hystereseverluste bei der Einkopplung des magnetischen Wechselfeldes aufweisen. Andere magnetische Partikel können nanoskalige Partikel mit ferromagnetischen, ferrimagnetischen oder piezoelektrischen Eigenschaften sein.
Das Anordnen des Verbindungszusatzes auf mindestens einer der beiden Fügeflächen erfolgt mittels eines Spritzgussverfahrens. Vorzugsweise erfolgt das Anordnen des Verbindungszusatzes auf mindestens einer der beiden Fügeflächen bei der Herstellung eines oder beider Bauteile in einem sog. Zwei- oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren. Diese Alternative ermöglicht eine besonders kostengünstige Großserienfertigung entsprechender Kraftfahrzeug-Bauteile.
Der Verbindungszusatz kann raupenförmig, wellenförmig und / oder sternförmig auf min- destens einer der beiden Fügeflächen angeordnet werden. Insbesondere kann der Verbindungszusatz im Randbereich der Bauteile umlaufend angeordnet werden, wobei ggf. der Verbindungszusatz eine durchgehende Struktur aufweist oder in einzelne Abschnitte unterteilt ist. Vorzugsweise sind die magnetischen Partikel dem thermoplastischen Werkstoff des Verbindungszusatzes in einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% beigemengt. Bevorzugt sind die magnetischen Partikel dem thermoplastischen Werkstoff des Verbindungszusatzes in einem Anteil von 3 Gew.-% bis 35 Gew.-% beigemengt. Die Bauteile können insbesondere als ein Spoiler und / oder ein Sensorhalter und / oder eine Stoßfängerverkleidung und / oder ein Trägerteil und / oder eine Kotflügelverkleidung und/ oder ein Blendenelement (insbesondere eine Zierleiste) ausgebildet sein. Ein Trägerteil ist insbesondere ein Versteifungsteil, dass mit der Karosserie eines Fahrzeuges verbindbar ist und/oder das die Steifigkeit des mit diesem zu verbindenden Bauteils erhöht. Die Fügeflächen können mittels einer Positioniervorrichtung angenähert und / oder fixiert werden, wobei die Positioniervorrichtung im Wesentlichen aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht. Als unmagnetische Werkstoffe eignen sich insbesondere glasfaserverstärkte thermoplastische oder duroplastische Werkstoffe.
Vorzugsweise ist zwischen den Fügeflächen mindestens ein Abstandshalter angeordnet, dessen von mindestens einer der Fügeflächen senkrecht gemessene Höhenausdehnung geringer ist als die Höhenausdehnung des Verbindungszusatzes, so dass während und nach dem Fügevorgang ein definierter Spalt zwischen den Fügeflächen realisiert wird. Ins- besondere im Hinblick auf die vorgenannten Abzeichnungen auf der sichtbaren Außenoberfläche der Kraftfahrzeug-Bauteile ist es vorteilhaft, einen derartigen Abstandshalter vorzusehen, der ein Durchsacken der Fügezone verhindert. Entsprechend sind die bzw. der Abstandshalter von der sich bildenden Fügezone beabstandet, so dass dieser nicht mit an- bzw. aufgeschmolzen wird bzw. werden. Der oder die Abstandshalter können dabei insbe- sondere im Randbereich der zu fügenden Kraftfahrzeug-Bauteile angeordnet sein. Bevorzugt ist der mindestens eine Abstandshalter einstückig mit mindestens einem der Bauteile ausgebildet. Insbesondere ist der Abstandshalter einstückig in einem Spritzgussverfahren zusammen mit mindestens einem der Bauteile ausgebildet. Vorzugsweise wird das magnetische Wechselfeld entlang einer Förderstrecke und / oder mittels eines Handlingssystems und / oder mittels der Positioniervorrichtung bereitgestellt. Insbesondere entlang einer Förderstrecke lassen sich großserientechnisch besonders kurze Zykluszeiten und eine hohe Zahl für Fügeoperationen pro Zyklus gewährleisten. Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erstes und ein zweites zu fügendes schalenförmiges Bauteil,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der schalenförmigen Bauteile gemäß Fig. 1 innerhalb einer Positioniervorrichtung,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der miteinander gefügten schalenförmigen Bauteile gemäß Fig. 1 , Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Stoßfängerverkleidung mit einem Sensorhalter,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gefügten Sensorhalters hinter einer Stoßfängerverkleidung.
Die Fig. 1 zeigt in Fig. 1 b eine Draufsicht auf ein erstes Bauteil 1 aus einem thermoplastischen Werkstoff mit einer ersten Fügefläche 2 und in Fig. 1a eine Draufsicht auf ein zweites Bauteil 3 mit einer zweiten Fügefläche 4. Ferner ist ein Verbindungszusatz 5 aus einem thermoplastischen Werkstoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplastischen Werkstoff der Bauteile 1 und 3 ist und der magnetische Partikel als Beimengungen aufweist, vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Fügen der beiden Bauteile 1 und 3 aus thermoplastischem Werkstoff umfasst die folgenden Schritte: Anordnen des Verbindungszusatzes 5 auf der Fügefläche 2 des ersten Bauteils 1 , Annähern der ersten Fügefläche 2 an die zweite Fügefläche 4, Bereitstellen eines magnetischen Wechselfeldes 6 (hier nicht näher dargestellt), welches in diesem Ausführungsbeispiel durch ein elektromagnetisches Wechselfeld gebildet ist. Durch das Bereitstellen eines magnetischen Wechselfeldes 6, vorzugsweise eine elektromagnetischen Wechselfeldes, zumindest im Bereich des Verbindungszusatzes 5 wird der Verbindungszusatz 5 bis an oder bis in den schmelzflüssigen Zustand durch Einkuppeln einer hinreichenden Anregungsenergie in die magneti- sehen Partikel mittels des magnetischen Wechselfeldes 6 überführt. Die Schmelze des Verbindungszusatzes 5 führt in Folge zu einer Ausbildung einer Fügezone 7. Dies erfolgt primär durch Anschmelzen der Fügeflächen 2 und 4 im Bereich des Verbindungszusatzes 5 unter Ausbildung einer Fügezone 7. Dies setzt voraus, dass die Schmelzetemperaturen der thermoplastischen Werkstoffe in vergleichbaren Bereichen liegen und deren Kompatibilität, insbesondere im Hinblick auf eine Mischbarkeit, gegeben ist. Alternativ kann es sich gänzlich oder teilweise um einen Heißklebeprozess handeln, wobei der Verbindungszusatz 5 dann als Heißkleber fungiert. Durch ein weiteres Annähern und Fixieren der Fügeflächen 2 und 4 zueinander wird die entsprechende Fügezone 7 weiter ausgebildet. Anschließend erfolgen ein Abstellen des magnetischen Wechselfeldes 6 sowie ein Abkühlen der
Fügezone 7. Das Anordnen des Verbindungszusatzes 5 auf der zweiten Fügefläche 4 erfolgt mittels eines Spritzgussverfahrens, insbesondere bereits bei der Herstellung des zweiten Bauteils 3. Der Verbindungszusatz 5 ist raupenförmig auf der zweiten Fügefläche 4 angeordnet. Die magnetischen Partikel sind dem thermoplastischen Werkstoff des Verbindungszusatzes 5 in einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% beigemengt. Die Bauteile sind als Ober- und Unterschale eines Spoilers ausgebildet, können jedoch auch als ein Sensorhalter und / oder eine Stoßfängerverkleidung und / oder ein Trägerteil und / oder eine Kotflügelverkleidung und/ oder ein Blendenelement (insbesondere eine Zierleiste) ausgebildet sein. Die Fig. 2 zeigt, wie die Fügeflächen 2 und 4 mittels einer Positioniervorrichtung 8 angenähert und fixiert werden, wobei die Positioniervorrichtung 8 im Wesentlichen aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht. Zwischen den Fügeflächen 2 und 4 ist ein Abstandshalter 9 im Randbereich des zweiten Bauteils 3 angeordnet, dessen von der Fügefläche 4 senkrecht gemessene Höhenausdehnung X geringer ist als die Höhenausdehnung Y des Ver- bindungszusatzes 5, so dass während oder nach dem Fügevorgang ein definierter Spalt zwischen den Fügeflächen 2 und 4 realisiert wird. Dieser Abstandshalter 9 ist einstückig mit dem zweiten Bauteil 1 ausgebildet. Das magnetische Wechselfeld 6 wird mittels der Positioniervorrichtung 8 bereitgestellt (Feldlinien hier nicht näher dargestellt). Nicht näher dargestellt ist das Öffnen der Positioniervorrichtung 8 nach dem Abstellen des magneti- sehen Wechselfeldes 6 und dem Abkühlen der Fügezone 7 und die Entnahme der in Fig. 3 dargestellten, zusammengefügten Kraftfahrzeug-Bauteile 1 und 3.
In Fig. 4 ist oberhalb der gestrichelten Symmetrielinie ein erstes Bauteil 1 aus einem thermoplastischen Werkstoff mit einer ersten Fügefläche 2 dargestellt. Bei dem ersten Bau- teil 1 handelt es sich um einen Sensorhalter zur Aufnahme eines Radarsensors bzw. einer Kamera. Dieses erste Bauteil 1 soll mittels der ersten Fügefläche 2 an ein zweites Bauteil 3 mit einer zweiten Fügefläche 4 gefügt werden. Bei dem zweiten Bauteil 3 handelt es sich um eine Stoßfängerverkleidung, wobei das erste Bauteil 1 hierbei auf der der Sichtseite der Stoßfängerverkleidung abgewandten Seite angeordnet bzw. gefügt wird. An dem ersten Bauteil 1 ist ein Verbindungszusatz 5 aus einem thermoplastischen Werkstoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplastischen Werkstoff der Bauteile 1 und 3 ist und der magnetische Partikel als Beimengungen aufweist, angeordnet. Die Anordnung des Verbindungszusatzes 5 erfolgt hierbei auf der Fügefläche 2 des ersten Bauteils 1 , wobei selbstredend im Rahmen der Erfindung die Anordnung des Verbindungszusatzes 5 auch auf der Fügefläche 4 des zweiten Bauteils 3 erfolgen kann. In Fig. 4 ist unterhalb der gestrichelten Symmetrielinie dargestellt, wie in einem folgenden Schritt die erste Fügefläche 2 an die zweite Fügefläche 4 angenähert wird (gestrichelter Pfeil). Anschließend bzw. zeitgleich erfolgt ein Bereitstellen eines magnetischen Wechselfeldes 6, vorzugweise eines elektromagnetischen Wechselfeldes 6, zumindest im Bereich des Verbindungszusatzes 5. Durch das Einkoppeln einer hinreichenden Anregungsenergie in die magnetischen Partikel mittels des magnetischen Wechselfeldes 6 erfolgt ein Überführen des Verbindungszusatzes 5 bis an oder bis in den schmelzflüssigen Zustand. Selbige Anregungsenergie sorgt dafür, dass ein Anschmelzen der Fügeflächen 2 und 4 im Bereich des Verbindungszusatzes 5 unter Ausbildung einer Fügezone 7 erfolgt. Durch weiteres Annähern und Fixieren der Fügeflächen 2 und 4 zueinander werden entsprechende Fügetoleranzen der beiden Bauteile 1 und 3 zueinander eingestellt. Nach Abstellen des magnetischen Wechselfeldes 6 erfolgt ein Abkühlen der Fügezone 7 sowie ein Entfernen einer der zum Annähern und Fixieren genutzten Positioniervorrichtung 8. Zwischen den Fügeflächen 2 und 4 ist ein Abstandshalter 9 angeordnet, dessen von den Fügeflächen 2 und 4 senkrecht gemessene Höhenausdehnung geringer ist als die Höheausdehnung des Verbindungszusatzes 5, so dass während und nach dem Fügen ein definierten Spalt zwischen den Fügeflächen 2 und 4 realisiert wird. Durch den Abstandshalter kann es so nicht zu einem durchsacken der Fügezone bis auf die Sichtseite der Stoßfängerverkleidung kommen. Die Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung aus Sensorhalter 1 und Stoßfängerverkleidung 3 im gefügten Zustand. Innerhalb des Sensorhalters 1 ist ein Sensor 20 angeordnet, dessen Sensorkopf eine Öffnung innerhalb der
Stoßfängerverkleidung 3 durchfasst. Bei dem Sensor 20 kann es sich um einen Radarsensor oder um eine Kamera handeln.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) aus thermoplastischen Werk- Stoffen mit,
- einem ersten Bauteil (1) mit einer ersten Fügefläche (2),
- einem zweiten Bauteil (3) mit einer zweiten Fügefläche (4),
- mindestens einem Verbindungszusatz (5) aus einem thermoplastischen Werk- stoff, welcher artgleich oder kompatibel zu dem thermoplastischen Werkstoff der
Bauteile (1 , 3) ist und der magnetische Partikel als Beimengungen aufweist, umfassend die folgenden Schritte: - Anordnen des Verbindungszusatzes (5) auf mindestens einer der beiden Fügeflächen (2, 4),
- Annähern der ersten Fügefläche (2) an die zweite Fügefläche (4),
- Bereitstellen eines magnetischen Wechselfeldes (6), vorzugsweise eines elektromagnetischen Wechselfeldes (6), zumindest im Bereich des Verbindungszu- satzes (5),
Überführen des Verbindungszusatzes (5) bis an oder bis in den schmelzflüssigen Zustand durch Einkoppeln einer hinreichenden Anregungsenergie in die magnetischen Partikel mittels des magnetischen Wechselfeldes (6),
- Ausbildung einer Fügezone (7), vorzugsweise durch Anschmelzen der Fügeflä- chen (2, 4), im Bereich des Verbindungszusatzes (5),
- weiteres Annähern und/oder Fixieren der Fügeflächen (2, 4) zueinander,
- Abstellen des magnetischen Wechselfeldes (6),
- Abkühlen der Fügezone (7).
2. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, die magnetischen Partikel ganz oder teilweise durch superparamagne- tische Partikel gebildet werden. 3. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des Verbindungszusatzes (5) mit- tels eines Spritzgussverfahrens, vorzugsweise bei der Herstellung eines oder beider Bauteile (1 ,
3) erfolgt.
4. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszusatz raupenförmig, wellenförmig und/oder sternförmig auf mindestens einer der beiden Fügeflächen (2, 4) angeordnet wird.
5. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Partikel dem thermoplastischen Werkstoff des Verbindungszusatzes (5) in einem Anteil von 0,5 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent beigemengt werden.
6. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (1 , 3) als ein Spoiler und/oder ein Sensorhalter und/oder eine Stoßfängerverkleidung und/oder ein Trägerteil und/oder eine Kotflügelverkleidung ausgebildet sind.
7. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeflächen (2, 4) mittels einer
Positioniervorrichtung (8) angenähert und/oder fixiert werden, wobei die
Positioniervorrichtung (8) im Wesentlichen aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht.
8. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fügeflächen (2, 4) mindestens ein Abstandshalter (9) angeordnet wird, dessen von den Fügeflächen (2, 4) senkrecht gemessene Höhenausdehnung (X) geringer ist als die Höheausdehnung (Y) des Verbindungszusatzes (5), so dass während und nach dem Fügen ein definierten Spalt zwischen den Fügeflächen (2, 4) realisiert wird.
9. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (9) einstückig mit mindestens einem der Bauteile (1 , 3) ausgebildet ist.
10. Verfahren zum Fügen von Kraftfahrzeug-Bauteilen (1 , 3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Wechselfeld (6) entlang einer Förderstrecke und/oder mittels eines Handlingssystems und/oder mittels der Positioniervorrichtung (8) bereitsgestellt wird.
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