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Die Erfindung betrifft ein Klebeelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Aufbringen eines Klebeelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Bei der Herstellung einer Fahrzeugkarosserie werden Öffnungen in Karosseriebauteilen zur Durchführung verschiedener Arbeitsschritte, wie einer Fixierung der Karosseriebauteile und einer Durchführung von Korrosionsschutzmaßnahmen verwendet. Bei der Durchführung von Korrosionsschutzarbeiten sind die (Öffnungen zu einer Zuführung von Lack während einer Tauchlackierung und/oder als Ablauflöcher von überschüssigem Lack vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich wird eine Zuführung von Wachs zu einer Hohlraumkonservierung und eine Abführung von überschüssigem Wachs mittels der Öffnungen realisiert. Zur Erzielung eines geringen Geräuschniveaus und einer Dichtheit des Fahrzeugs werden die Öffnungen im weiteren Produktionsprozess wieder verschlossen.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Öffnungen mittels verschiedenartiger Stopfen zu verschließen. Auch ist es bekannt, die Öffnungen mittels selbstklebender Folien und/oder mittels Klebeelementen, auch Klebepads genannt, zu verschließen und abzudichten. Das Verschließen der Öffnungen mittels der Stopfen und der Klebeelemente erfolgt dabei manuell.
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Ein derartiges Klebeelement ist aus der
DE 10 2008 050 772 A1 bekannt. Das Klebeelement ist mehrschichtig aus einer Trägerfolie und einer selbstklebenden Dämpfungsmasse gebildet, wobei die Dämpfungsmasse Butylkautschuk ist. Auf zumindest einer von der Dämpfungsmasse abgewandten Seite der Trägerfolie ist eine überlackierbare Korrosionsschutzschicht aufgebracht. Das Klebeelement ist aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aus Edelstahl oder aus Polyethylenterephthalat gebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Klebeelement und ein Verfahren zum Aufbringen eines Klebeelements anzugeben.
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Hinsichtlich des Klebeelements wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das Klebeelement ist mehrschichtig aus einer Trägerschicht und einer selbstklebenden Dämpfungsmasse gebildet, wobei die Dämpfungsmasse Butylkautschuk ist. Erfindungsgemäß ist die Trägerschicht aus einem biegesteifen Material gebildet und weist eine hohe Festigkeit auf.
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Die Festigkeit der Trägerschicht wird dabei einerseits durch die Festigkeit ihres Materials, andererseits aber auch durch ihre Geometrie bestimmt.
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Aus der Verwendung des biegesteifen Materials resultiert in besonders vorteilhafter Weise, dass ein automatisiertes Aufbringen des Klebeelements auf ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs verbessert oder überhaupt möglich ist. Hieraus ergeben sich Ergonomieverbesserungen für Personen bei der Verarbeitung des Klebeelements, da insbesondere Überkopfarbeiten und Arbeiten an schwer zugänglichen Positionen maschinell und automatisiert erfolgen können.
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Auch wird eine verbesserte Haftung des Klebeelements bei einem Verschluss einer Öffnung des Karosseriebauteils erzielt, da im Unterschied zu einem Stopfen als Verschluss einer Karosserieöffnung ein Klebeelement keinen Überstand in Bezug auf die Bauteiloberfläche, in der sich die Öffnung befindet, bildet. Somit kann ein Klebeelement nach dem Aufbringen nicht so leicht wie ein Stopfen aus der Öffnung wieder herausgedrückt werden.
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Zusätzlich ist die Herstellung des Klebeelements verbessert, da die Beschichtung der Trägerschicht mit dem Butylkautschuk aufgrund der hohen Festigkeit der Trägerschicht vereinfacht wird. Die hohe Festigkeit der Trägerschicht ermöglicht deren automatisierte Beschichtung in einer Coil-Coating-Anlage. Bei einer solchen Anlage werden auf das zu beschichtende Material derart hohe Zugkräfte durch das Spannen des Materials zwischen Rollen ausgeübt, dass ein weniger zugfestes Material in der Coating-Anlage reißen würde. Aus der Möglichkeit der automatisierten Beschichtung der Trägerschicht resultieren eine Verringerung der Fertigungszeit des Klebeelements und daraus folgend eine Verringerung der Herstellungskosten.
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Als weiterer besonderer Vorteil ergibt sich aus der Verwendung der biegesteifen Trägerschicht, dass eine Körperschalldämmung des erzeugten Klebeelements gegenüber Klebeelementen mit weicheren Trägerschichten erhöht ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 schematisch ein erfindungsgemäßes Klebeelement.
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Die einzige 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Klebeelement 1, das mehrschichtig aus einer Trägerschicht 1.1 und einer selbstklebenden Dämpfungsmasse 1.2 gebildet ist.
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Das Klebeelement 1 ist zu einem Verschluss von Öffnungen von nicht dargestellten Karosseriebauteilen eines Fahrzeugs, insbesondere auch von äußeren Karosseriebauteilen, vorgesehen.
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Die Trägerschicht 1.1 ist aus einem biegesteifen Material gebildet, und weist eine hohe Festigkeit auf. Die Festigkeit der Trägerschicht 1.1 hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab: Zum einen hängt sie ab von der Festigkeit des Materials an sich, aus dem die Trägerschicht 1.1 besteht. Ein zweiter Einflussfaktor ist die konkrete Form des Klebeelements 1, aus der sich das Flächenträgheitsmoment ergibt. Dabei weist beispielsweise ein rundes Klebeelement 1, bei dem die Ränder der Trägerschicht 1.1 beispielsweise durch ein Stanzverfahren umgebogen sind, bei gleichem Material durch das höhere Flächenträgheitsmoment auch eine höhere Festigkeit auf als ein rundes Klebeelement mit einer ebenen Geometrie. Durch die Wahl eines geeigneten Herstellungsverfahrens, also beispielsweise eines Rotations-Stanzverfahrens, wird eine Trägerschicht mit einem umgebogenen Rand erzeugt, welcher zu einer gewünschten Erhöhung des Flächenträgheitsmoments führt. Da die Biegesteifigkeit der Trägerschicht sich als Produkt des E-Moduls des Materials und dem Flächenträgheitsmoment ergibt, kann über diese beiden Parameter somit gezielt Einfluss auf die Steifigkeit der Trägerschicht 1.1 genommen werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Trägerschicht 1.1 aus einer so genannten 5xxx-Aluminiumlegierung gebildet, welche einen Anteil von 0,2% bis 6,2% Magnesium aufweist. Die 5xxx-Aluminiumlegierung zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus, welche im Bereich von 100 N/mm2 bis 450 N/mm2 liegt.
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Alternativ zur Verwendung der 5xxx-Aluminiumlegierung ist die Trägerschicht 1.1 aus Edelstahl, Stahl oder einem anderen biegesteifen Metall gebildet.
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Aufgrund dieser hohen Festigkeit eignet sich das Klebeelement 1 besonders zum Verschluss von Öffnungen an Karosseriebauteilen und ist besonders einfach auf diese applizierbar.
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Das Material, aus welchem die Trägerschicht 1.1 gebildet ist, zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus, so dass eine Korrosion des Klebeelements 1 und daraus resultierende Undichtigkeiten an der zu verschließenden Öffnung des Karosseriebauteils vermieden werden.
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Um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern, ist auf die Trägerschicht 1.1 beidseitig eine Korrosionsschutzschicht 1.3 aufgebracht. Die Korrosionsschutzschicht 1.3 ist insbesondere aus einem Lack oder einer Folie gebildet, wobei vorzugsweise der Lack als so genannte KTL-Ersatzbeschichtung (KTL = Kathodische Tauchlackierung) auf die Trägerschicht 1.1 aufgebracht ist.
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Derartige KTL-Ersatzbeschichtungen bzw. KTL-Lacksysteme sind spezielle Lacke, welche für ihre spätere Anwendung optimiert sind. Sie basieren auf Polyurethan, Epoxid, Melamin, Polyester und/oder einer Mischung dieser. Ebenfalls sind einer Schicht des Lackes vorzugsweise Zusatzstoffe beigemischt, die die Elastizität des Lacks verbessern sollen, z. B. Polyamid. Auf diese Weise wird um eine spätere Elastizität bzw. Flexibilität des Klebeelements 1 sichergestellt. Somit ist dieses in bevorzugter Weise an das jeweilige Karosseriebauteil anpassbar.
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Die aus dem Lack oder der Folie gebildete Korrosionsschutzschicht 1.3 ist dabei vorzugsweise in einem Coil Coating Verfahren, welches auch als Bandbeschichtung oder kontinuierliche Metallbandbeschichtung bekannt ist, auf die Trägerschicht 1.1 applizierbar.
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Insbesondere ist die Korrosionsschutzschicht 1.3 aus Polyurethan gebildet.
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Aufgrund der Korrosionsschutzschicht 1.3 ist weiterhin eine Haftung der Dämpfungsmasse 1.2, welche aus Butylkautschuk gebildet ist, auf der Trägerschicht 1.1 verbessert. Zusätzlich ist die Korrosionsschutzschicht 1.3 überlackierbar, so dass das Klebeelement 1 in einfacher Weise mit der Farbe des Fahrzeugs lackierbar ist.
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Um weiterhin eine Haftung der Korrosionsschutzschicht 1.3 auf der Trägerschicht 1.1 sicherzustellen, ist auf die Trägerschicht 1.1 beidseitig eine Haftvermittlerschicht 1.4 aufgebracht. Die Haftvermittlerschicht 1.4 ist vorzugsweise chromfrei und wird als dünner Flüssigfilm beidseitig auf die Trägerschicht 1.1 aufgebracht. Die Haftvermittlerschicht 1.4 ist beispielsweise aus Alodine® NR 1453 der Firma Henkel gebildet. Diese Haftvermittlerschicht 1.4 zeichnet sich gleichzeitig dadurch aus, dass sie ebenfalls einen Korrosionsschutz für die Trägerschicht 1.1 bewirkt.
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Auch ist es in einer weiteren Ausgestaltung des Klebeelements 1 möglich, dass die Trägerschicht 1.1 aus einem Kunststoff gebildet ist, welcher eine hohe Festigkeit aufweist. Hierbei ist eine Korrosion der Trägerschicht 1.1 nicht möglich, so dass zumindest die Korrosionsschutzschicht 1.3 entfallen kann. In vorteilhafter Weise ist auf den Kunststoff zumindest einseitig eine Haftvermittlerschicht 1.4 aufgebracht, so dass eine verbesserte Haftung von auf die Trägerschicht 1.1 aufgebrachtem Lack erhöht ist. Somit ist das Klebeelement 1 in einfacher Weise überlackierbar und einfach optisch an die Farbe des Fahrzeugs anpassbar, so dass das Erscheinungsbild des Fahrzeugs nicht negativ beeinflusst ist.
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Der dargestellte mehrschichtige Aufbau des Klebeelements 1 mit der aus dem biegesteifen Material gebildeten Trägerschicht 1.1 und der aus Butylkautschuk gebildeten Dämpfungsmasse 1.2 zeichnet sich durch besonders gute akustische Eigenschaften, so genannte Entdröhnungseigenschaften, und eine einfache und flexible Verarbeitung aus.
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Die aus Butylkautschuk gebildete Dämpfungsmasse 1.2 zeichnet sich dadurch aus, dass diese auf mit Korrosionsschutzöl geölten Blechen dauerhaft applizierbar ist. Auch zeichnet sich das Klebeelement 1 durch eine chemische Beständigkeit gegen Wasser, Alkohole, verdünnte Säuren und Laugen aus.
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Um eine elektrische Leitung zwischen der Trägerschicht 1.1 und dem Karosseriebauteil über die Dämpfungsmasse 1.2 und somit die Korrosion der Trägerschicht 1.1 und/oder des Karosserieelements zu vermeiden, ist die zwischen die Trägerschicht 1.1 und die Dämpfungsmasse 1.2 eingebrachte Korrosionsschutzschicht 1.3 elektrisch isolierend ausgebildet.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Einbringung der elektrisch isolierenden Korrosionsschutzschicht 1.3 ist zur Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit der Dämpfungsmasse 1.2 ein Butylkautschuk einsetzbar, welchem bestimmte Füllstoffe, wie beispielsweise Ruß, entzogen sind.
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Aus der Verwendung der aus dem biegesteifen Material gebildeten Trägerschicht 1.1 resultiert in besonders vorteilhafter Weise, dass das Klebeelement 1 automatisiert auf das Karosseriebauteil des Fahrzeugs applizierbar ist. Dabei wird das Klebeelement 1 beispielsweise mittels eines Roboters automatisiert von einem nicht dargestellten Trägerelement getrennt und anschließend automatisiert an dem Karosseriebauteil befestigt.
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Das Trägerelement, der so genannte Liner, ist als vorkonfektionierter flacher Bogen ausgebildet, auf welchem mehrere Klebeelemente 1 aufgebracht sind. Dabei ist das Trägerelement aus silikonisiertem Papier, Polyethylen oder Polyethylenterephthalat-Folie gebildet. In einer besonderen Ausgestaltung sind alle für ein Fahrzeug erforderlichen Varianten von Klebeelementen 1 als ein Satz auf einem Bogen oder auf mehreren Bögen angeordnet. Die Ausbildung des Trägerelements als flacher Bogen ermöglicht eine Beherrschung der Variantenvielfalt der Klebeelemente 1 bei einem Fahrzeug bei minimiertem Materialverschnitt und Platzverbrauch. Gegenüber einer Verwendung von auf Rollen aufgebrachten Klebeelementen 1 besteht weiterhin der Vorteil, dass ein unkontrolliertes Lösen der Klebeelemente 1 von dem Trägerelement vermieden wird. Auch ist herstellungsbedingter Materialausschuss nur bei Bogenware aussortierbar. Bei Rollen- oder Endlosmaterial kann es dagegen zu Störungen in einer Applikations-Anlage zum automatischen Aufbringen der Klebeelemente 1 kommen.
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Alternativ zu der Verwendung des Klebeelements 1 in einem Fahrzeug ist weiterhin auch eine Anwendung in anderen Bereichen, beispielsweise in der Bauindustrie, im Schiffsbau, im Flugzeugbau oder bei der Herstellung von Hausgeräten möglich, da das Klebeelement 1 aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften an verschiedenste Anwendungen anpassbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008050772 A1 [0004]
