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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen und eine Bauteilanordnung.
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Eine Kombination von Schweißen, insbesondere Laserstrahlschweißen, mit Kleben ist hinsichtlich der erzielbaren Fügeeigenschaften vorteilhaft. Jedoch erweist es sich als schwierig, in der gleichen Fügezone zu schweißen und zu kleben. Trifft beispielsweise ein Laserstrahl auf eine Klebstoffschicht, kann Klebstoff aus der Verbindung herausspritzen und teilweise verbrennen. Hierdurch können die Klebeschicht beschädigt und die Qualität des Schweißprozesses beeinträchtigt werden.
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In der deutschen Übersetzung
DE 601 32 614 T2 einer europäischen Patentschrift wird ein Kombinationsverfahren aus Kleben und Laserstrahlschweißen beschrieben, wobei ein einen Laserstrahl umgebender hülsenförmiger Körper Bauteile lokal dergestalt aufeinanderpresst, dass ein auf die Bauteile aufgebrachter Klebstoff verdrängt wird und beide Bauteile an der verpressten Stelle verschweißt werden können. Nachteilig kann hierbei insbesondere eine durch das Verpressen erzeugte Verformung der Bauteile sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen geschaffen wird, wobei auf eine erste Fügeoberfläche eines ersten Bauteils und/oder auf eine zweite Fügeoberfläche eines zweiten Bauteils zumindest bereichsweise Klebstoff aufgebracht wird, wobei das erste und das zweite Bauteil derart aufeinander angeordnet werden, dass ihre Fügeoberflächen einander zugewandt sind, wobei der Klebstoff von einem Schweißabschnitt an den Fügeoberflächen des ersten und des zweiten Bauteils durch wenigstens eine auf der ersten und/oder der zweiten Fügeoberfläche angeordnete Beabstandungskontur, welche sich in Richtung der Fügeoberfläche des jeweils anderen Bauteils erstrecken/erstreckt, verdrängt wird. Alternativ oder zusätzlich wird ein Eindringen von Klebstoff in den Schweißabschnitt durch die wenigstens eine Beabstandungskontur verhindert. Das erste Bauteil und das zweite Bauteil werden in dem Schweißabschnitt miteinander verschweißt. Das Verfahren weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Insbesondere durch Verdrängen des Klebstoffs aus dem Schweißabschnitt und/oder dem Verhindern eines Eindringens von Klebstoff in den Schweißabschnitt durch die wenigstens eine Beabstandungskontur können ein Verbrennen und/oder Zersetzen von Klebstoff sowie eine Störung des Schweißprozesses und zugleich eine Verformung des ersten und/oder zweiten Bauteils vermieden werden. Durch das Verfahren wird insbesondere eine separate Entfernung von Klebstoff aus dem Schweißabschnitt überflüssig. Vorzugsweise bleibt das Volumen des aufgebrachten Klebstoffs konstant. Das Verfahren kann insbesondere in bestehende Prozessketten integriert werden, wobei vorzugsweise ein zusätzlicher Zeitaufwand zur Realisierung der wenigstens einen Beabstandungskontur insofern vermieden werden kann, als dieselbe bereits bei der Fertigung der Bauteile realisiert werden kann.
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Bei den Bauteilen handelt es sich insbesondere um miteinander verschweißbare und verklebbare Bauteile.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird Klebstoff auf die erste Fügeoberfläche des ersten Bauteils aufgetragen, wobei die erste Fügeoberfläche insbesondere in einem ersten Schweißabschnitt eine Beabstandungskontur aufweist. Der Klebstoff wird vorzugsweise derart auf die erste Fügeoberfläche aufgetragen, dass er zumindest teilweise die Beabstandungskontur bedeckt. Vorzugsweise bedeckt der Klebstoff vollständig die Beabstandungskontur. Das zweite Bauteil wird mit der zweiten Fügeoberfläche anschließend auf der ersten Fügeoberfläche angeordnet, wobei der Klebstoff durch die Beabstandungskontur von den Fügeoberflächen in dem ersten Schweißabschnitt verdrängt wird. Die zweite Fügeoberfläche weist vorzugsweise insbesondere in dem ersten Schweißabschnitt keine Beabstandungskontur auf. Es ist möglich, dass die zweite Fügeoberfläche in einem zweiten, von dem ersten Schweißabschnitt beabstandeten Schweißabschnitt eine Beabstandungskontur aufweist. Vorzugsweise werden die erste und die zweite Fügeoberfläche derart angeordnet, dass eine Berührung der ersten und der zweiten Fügeoberfläche in dem ersten Schweißabschnitt im Bereich der Beabstandungskontur hergestellt wird.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird Klebstoff auf die erste Fügeoberfläche des ersten Bauteils aufgetragen, wobei dieselbe vorzugsweise keine Beabstandungskontur insbesondere in dem ersten Schweißabschnitt aufweist. Es wird das zweite Bauteil mit der zweiten Fügeoberfläche, welche eine Beabstandungskontur in dem ersten Schweißabschnitt aufweist, auf der ersten Fügeoberfläche angeordnet, wobei der Klebstoff durch die Beabstandungskontur von den Fügeoberflächen in dem Schweißabschnitt verdrängt wird. Vorzugsweise werden die erste und die zweite Fügeoberfläche derart angeordnet, dass ein Kontakt der ersten und der zweiten Fügeoberfläche in dem ersten Schweißabschnitt im Bereich der Beabstandungskontur hergestellt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird Klebstoff auf einen vorbestimmten Bereich auf der ersten Fügeoberfläche des ersten Bauteils aufgetragen, wobei der vorbestimmte Bereich durch eine Beabstandungskontur begrenzt wird. Es ist möglich, dass die Beabstandungskontur zumindest teilweise auch mit Klebstoff bedeckt wird. Das zweite Bauteil wird auf dem ersten Bauteil derart angeordnet, dass die zweite Fügeoberfläche der ersten Fügeoberfläche zugewandt ist, wobei durch die Beabstandungskontur verhindert wird, dass Klebstoff aus dem vorbestimmten Bereich in den Schweißabschnitt eindringen kann. Die Beabstandungskontur grenzt vorzugsweise den vorbestimmten, insbesondere mit Klebstoff versehenen Bereich von dem Schweißabschnitt ab. Vorzugsweise berührt die erste Fügeoberfläche die zweite Fügeoberfläche im Bereich der Beabstandungskontur und alternativ oder zusätzlich in dem Schweißabschnitt. Vorzugsweise werden das erste und das zweite Bauteil in dem Schweißabschnitt miteinander verschweißt, wobei der Schweißabschnitt zumindest teilweise die Beabstandungskontur aufweisen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schweißabschnitt die Beabstandungskontur nicht aufweist, wobei er dieser bevorzugt unmittelbar benachbart ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird auf die erste Fügeoberfläche des ersten Bauteils, welche insbesondere in dem Schweißabschnitt eine erste Beabstandungskontur aufweist, Klebstoff dergestalt aufgetragen, dass die Beabstandungskontur zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mit Klebstoff bedeckt wird. Das zweite Bauteil, dessen zweite Fügeoberfläche insbesondere in dem Schweißabschnitt eine zweite Beabstandungskontur aufweist, wird mit der zweiten Beabstandungskontur auf der ersten Beabstandungskontur angeordnet, wobei der Klebstoff von den Fügeoberflächen in dem Schweißabschnitt durch die erste und die zweite Beabstandungskontur verdrängt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird Klebstoff auf wenigstens eine Fügeoberfläche aufgebracht, welche eine Beabstandungskontur aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist eine Fügeoberfläche, welche keinen Klebstoff aufweist, eine Beabstandungskontur auf.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Klebstoffschicht auf die erste und/oder auf die zweite Fügeoberfläche mit einer kumulierten Dicke aufgebracht wird, welche kleiner oder gleich einem durch die wenigstens eine Beabstandungskontur bestimmten Abstand zwischen der ersten und der zweiten Fügeoberfläche, vorzugsweise gleich einer kumulierten Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur auf der ersten und/oder der zweiten Fügeoberfläche ist.
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Die kumulierte Dicke der Klebstoffschicht ergibt sich insbesondere aus der Summe einer ersten Dicke einer ersten Klebstoffschicht auf der ersten Fügeoberfläche und einer zweiten Dicke einer zweiten Klebstoffschicht auf der zweiten Fügeoberfläche. Weist lediglich eine der beiden Fügeoberflächen eine Klebstoffschicht auf, entspricht die kumulierte Dicke der Klebstoffschicht insbesondere der Dicke der auf die eine der beiden Fügeoberflächen aufgebrachten Klebstoffschicht.
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Die Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur spricht die Strecke an, um die sich die wenigstens eine Beabstandungskontur aus der Fügeoberfläche, auf der die wenigstens eine Beabstandungskontur angeordnet ist, insbesondere maximal, herauswölbt. Die kumulierte Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur entspricht insbesondere der Summe einer ersten Höhe einer ersten Beabstandungskontur auf der ersten Fügeoberfläche und einer zweiten Höhe einer zweiten Beabstandungskontur auf der zweiten Fügeoberfläche in demselben Schweißabschnitt. Weist lediglich eine der beiden Fügeoberflächen eine Beabstandungskontur auf oder werden die Beabstandungskonturen nicht aufeinander angeordnet, entspricht die kumulierte Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur insbesondere der Höhe der höchsten auf einer der beiden Fügeoberflächen angeordneten Beabstandungskontur in dem Schweißabschnitt.
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Die kumulierte Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur in dem Schweißabschnitt entspricht vorzugsweise dem Abstand zwischen der ersten Fügeoberfläche und der zweiten Fügeoberfläche außerhalb des Schweißabschnitts, insbesondere außerhalb eines Bereichs der wenigstens einen Beabstandungskontur auf den Fügeoberflächen.
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Vorzugsweise wird eine Klebstoffschicht auf die erste und/oder die zweite Fügeoberfläche mit einer kumulierten Dicke aufgebracht, welche gleich einer kumulierten Höhe der wenigstens einen Beabstandungskontur auf der ersten und/oder der zweiten Fügeoberfläche ist. Besonders bevorzugt wird Klebstoff mit einer kumulierten Dicke auf die erste und/oder die zweite Fügeoberfläche aufgebracht, so dass die erste und die zweite Fügeoberfläche über die Klebstoffschicht durchgängig verbunden werden. Durch Vermeidung eines Aufbringens einer zu großen Klebstoffmenge kann verhindert werden, dass Klebstoff beim Anordnen der beiden Fügeoberflächen aufeinander in den Schweißabschnitt hineingepresst wird. Ebenso kann vermieden werden, dass Klebstoff seitlich aus dem Bereich der ersten und/oder zweiten Fügeoberfläche herausgequetscht wird.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil mit einer bestimmten Druckkraft aufeinandergepresst werden. Vorzugsweise wird eine bestimmte Druckkraft bereitgestellt, um insbesondere unabhängig von einer Gewichtskraft des ersten und/oder zweiten Bauteils einen vorzugsweise konstanten Druck zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil zu realisieren. Es kann somit insbesondere ein reproduzierbarer Fügeprozess sichergestellt werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil jeweils wenigstens eine Beabstandungskontur aufweisen, wobei die wenigstens zwei Beabstandungskonturen der Bauteile aufeinander angeordnet werden. Vorzugsweise wird eine Berührung der wenigstens zwei Beabstandungskonturen des ersten und des zweiten Bauteils insbesondere in dem Schweißabschnitt realisiert. Hierdurch kann Klebstoff von den Fügeoberflächen in dem Schweißabschnitt besonders effektiv verdrängt werden.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste und das zweite Bauteil in einem Klebeabschnitt an den Fügeoberflächen des ersten und des zweiten Bauteils miteinander verklebt werden.
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Hierdurch können insbesondere die jeweiligen Eigenschaften einer Schweißverbindung und einer Klebeverbindung in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden. In Abhängigkeit der Produktanforderungen kann insbesondere eine einfache Fixierung zweier Bauteile ebenso realisiert werden, wie eine Verbindung zweier Bauteile mit bestimmten Festigkeitsanforderungen.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Klebeabschnitt und der Schweißabschnitt unmittelbar aneinandergrenzen. Vorzugsweise kann eine Hohlraumbildung insbesondere zwischen dem Klebeabschnitt und dem Schweißabschnitt vermieden werden.
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Dies führt in vorteilhafter Weise insbesondere zu einer Vermeidung von Korrosion. Zudem kann die Fläche auf den Bauteilen effizienter ausgenutzt werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Fügeoberflächen insgesamt kleiner zu dimensionieren, höhere Festigkeitswerte zu realisieren und/oder variablere Konstruktionsmöglichkeiten zu schaffen.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass zum Schweißen ein Laserstrahlschweißverfahren eingesetzt wird. Hierdurch kann insbesondere eine exakte Positionierung der Schweißnaht an den Bauteilen realisiert und eine Bauteilerwärmung begrenzt werden, wobei vorzugsweise eine Beschädigung einer Klebstoffschicht vermieden werden kann.
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Bauteilanordnung mit einem ersten und einem zweiten Bauteil, welche insbesondere mit einem Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen fügbar sind, geschaffen wird, wobei das erste Bauteil eine erste Fügeoberfläche aufweist, und wobei das zweite Bauteil eine zweite Fügeoberfläche aufweist, wobei auf der ersten und/oder der zweiten Fügeoberfläche wenigstens eine Beabstandungskontur angeordnet ist. Das erste und das zweite Bauteil sind mit ihren Fügeoberflächen dergestalt aufeinander anordenbar, dass die Beabstandungskontur eines Bauteils, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus dem ersten und dem zweiten Bauteil, die Fügeoberfläche des jeweils anderen Bauteils, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus dem ersten und dem zweiten Bauteil, in einem Schweißabschnitt und/oder zur Begrenzung eines Schweißabschnitts berührt, und wobei die Fügeoberflächen der beiden Bauteile außerhalb des Schweißabschnitts zumindest bereichsweise voneinander beabstandet sind. In Zusammenhang mit der Bauteilanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits im Rahmen des Verfahrens erläutert wurden.
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Bevorzugt sind die Bauteile Blech-, Guss- und/oder Strangpressprofilteile oder weisen Blech-, Guss- und/oder Strangpressprofilteile auf.
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Vorzugsweise sind die Fügeoberflächen der beiden Bauteile außerhalb des Schweißabschnitts insbesondere in einem Klebeabschnitt voneinander beabstandet.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Beabstandungskontur durch Ausbildung einer Mulde oder Sicke an dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil erzeugt ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Mulde oder Sicke an dem ersten und/oder dem zweiten Bauteil eingeprägt, wobei das die Mulde oder Sicke aufweisende Bauteil vorzugsweise ein Blechteil ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Beabstandungskontur, welche insbesondere zum Verdrängen von Klebstoff von dem Schweißabschnitt eingerichtet ist, als mechanische Verprägung, als Lasche, oder als Rippe ausgebildet. Bevorzugt ist eine Beabstandungskontur, welche insbesondere eingerichtet ist, um ein Eindringen von Klebstoff in den Schweißabschnitt zu verhindern, als Bauteilkante, als Rippe, oder als Bauteilgeometrie ausgebildet.
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Das erste und/oder das zweite Bauteil können somit in vorteilhafter Weise mit einer auf die Anforderungen an die Fügeverbindung abgestimmte Beabstandungskontur versehen werden.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Bauteile jeweils mehr als eine Beabstandungskontur aufweisen. Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das erste Bauteil mehr als eine Beabstandungskontur auf, wobei das zweite Bauteil nur eine Beabstandungskontur aufweist, oder umgekehrt.
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Durch Anordnung mehrerer Beabstandungskonturen an einem Bauteil kann in vorteilhafter Weise eine besonders effektive Fügeverbindung realisiert werden.
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Die Beschreibung des Verfahrens einerseits sowie der Bauteilanordnung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Bauteilanordnung beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Merkmale der Bauteilanordnung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Bauteilanordnung. Das Verfahren zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Bauteilanordnung bedingt ist. Die Bauteilanordnung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines Verfahrens mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung,
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2 eine zweite Ausführungsform des Verfahrens mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung,
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3 eine weitere Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Bauteilanordnung,
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4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung, und
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5 eine dritte Ausführungsform des Verfahrens mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung.
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1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Fügen von Bauteilen mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung 1 im Querschnitt, mit einem ersten Bauteil 3 und einem zweiten Bauteil 5.
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In Teil a) von 1 ist das erste Bauteil 3 dargestellt. Das erste Bauteil 3 ist vorzugsweise als Gussteil oder als Strangpressprofilteil ausgebildet. Es weist eine erste Fügeoberfläche 7 auf. Auf der ersten Fügeoberfläche 7 ist eine Beabstandungskontur 9 angeordnet, welche vorzugsweise als Wulst ausgebildet ist. Im Rahmen des Verfahrens wird auf die erste Fügeoberfläche 7 zumindest bereichsweise Klebstoff aufgebracht, welcher in 1 als schraffierte Fläche dargestellt ist. Vorzugsweise wird die Beabstandungskontur 9 vollständig mit Klebstoff bedeckt.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass auch auf das zweite Bauteil 5, nämlich auf eine zweite Fügeoberfläche 11, zumindest bereichsweise Klebstoff aufgebracht wird.
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Wie in Teil b) von 1 dargestellt ist, werden das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5, welches vorzugsweise als Blechteil ausgebildet ist, mit ihren einander zugewandten Fügeoberflächen 7, 11 aufeinander angeordnet. Die Beabstandungskontur 9 erstreckt sich dabei in Richtung der zweiten Fügeoberfläche 11. Das erste und das zweite Bauteil 3, 5 sind mit ihren Fügeoberflächen 7, 11 dergestalt aufeinander angeordnet, dass die Beabstandungskontur 9 des ersten Bauteils 3 die zweite Fügeoberfläche 11 des zweiten Bauteils 5 in einem Schweißabschnitt 13 berührt.
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Der Klebstoff wird im Rahmen des Verfahrens von dem Schweißabschnitt 13 an den Fügeoberflächen 7, 11 des ersten und des zweiten Bauteils 3, 5 durch die auf der ersten Fügeoberfläche 7 angeordnete Beabstandungskontur 9 verdrängt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden das erste und das zweite Bauteil 3, 5 mit einer bestimmten Druckkraft aufeinander gepresst. In Teil b) von 1 ist die bestimmte Druckkraft durch einen Pfeil PF dargestellt.
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Wie in Teil c) von 1 dargestellt ist, werden das erste und das zweite Bauteil 3, 5 in dem Schweißabschnitt 13 miteinander verschweißt. Dabei wird eine Schweißnaht 15 erzeugt, welche zumindest teilweise in dem Schweißabschnitt 13 liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zum Schweißen ein Laserstrahlschweißverfahren eingesetzt. Es ist aber auch eine Punktschweißverbindung in dem Schweißabschnitt 13 möglich.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden das erste und das zweite Bauteil 3, 5 in einem Klebeabschnitt 17 an den Fügeoberflächen 7, 11 des ersten und des zweiten Bauteils 3, 5 miteinander verklebt. Vorzugsweise grenzen der Klebeabschnitt 17 und der Schweißabschnitt 13 unmittelbar aneinander.
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Bevorzugt sind die Fügeoberflächen 7, 11 der beiden Bauteile 3, 5 außerhalb des Schweißabschnitts 13 zumindest bereichsweise voneinander beabstandet. Insbesondere sind die Fügeoberflächen 7, 11 in dem Klebeabschnitt 17 voneinander beabstandet.
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Es ist möglich, dass das erste Bauteil 3 mehr als eine Beabstandungskontur 9 aufweist. Ebenso ist es möglich, dass das zweite Bauteil 5 an einer anderen Stelle, als der in 1 dargestellten, ebenfalls eine oder mehrere Beabstandungskonturen 9 aufweist.
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2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform des Verfahrens mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung 1 im Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Wie in Teil a) von 2 dargestellt ist, weist das erste Bauteil 3, welches vorzugsweise als Blechteil ausgebildet ist, – anders als in 1 – keine Beabstandungskontur 9 auf. Im Rahmen des Verfahrens wird auf die erste Fügeoberfläche 7 des ersten Bauteils 3 zumindest bereichsweise Klebstoff aufgebracht, welcher in 2 als schraffierte Fläche dargestellt ist. Vorzugsweise wird – wie hier dargestellt – Klebstoff durchgängig auf der ersten Fügeoberfläche 7 aufgebracht.
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Wie in Teil b) von 2 dargestellt ist, weist das zweite Bauteil 5, welches vorzugsweise als Blechteil ausgebildet ist, die Beabstandungskontur 9 auf. Die Beabstandungskontur 9 ist vorzugsweise durch Ausbildung einer Mulde oder Sicke an dem zweiten Bauteil 5 erzeugt.
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Das erste und das zweite Bauteil 3, 5 werden im Rahmen des Verfahrens mit ihren einander zugewandten Fügeoberflächen 7, 11 aufeinander angeordnet. Die Beabstandungskontur 9 erstreckt sich dabei in Richtung der Fügeoberfläche 7 des ersten Bauteils 3. Der Klebstoff wird dabei aus dem Schweißabschnitt 13 an den Fügeoberflächen 7, 11 des ersten und des zweiten Bauteils 3, 5 durch die auf der zweiten Fügeoberfläche 11 angeordnete Beabstandungskontur 9 verdrängt.
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Vorzugsweise werden das erste und das zweite Bauteil 3, 5 mit einer bestimmten Druckkraft aufeinander gepresst, welche durch den Pfeil PF dargestellt ist.
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Teil c) von 2 zeigt das erste und das zweite Bauteil 3, 5 in verschweißtem Zustand.
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3 zeigt schematisch eine weitere Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Bauteilanordnung 1 im Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Auf die erste und/oder die zweite Fügeoberfläche 7, 11 ist eine Klebstoffschicht 19 mit einer kumulierten Dicke d aufgebracht. Die kumulierte Dicke d ist vorzugsweise kleiner oder gleich einem durch die wenigstens eine Beabstandungskontur 9 bestimmten Abstand a zwischen der ersten und der zweiten Fügeoberfläche 7, 11.
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4 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung 1 im Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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In 4 weist das erste Bauteil 3 auf der ersten Fügeoberfläche 7 eine erste Beabstandungskontur 9 auf. Das zweite Bauteil 5 weist auf der zweiten Fügeoberfläche 11 eine zweite Beabstandungskontur 9 auf. Die erste und die zweite Beabstandungskontur 9 der Bauteile 3, 5 sind aufeinander angeordnet.
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Vorzugsweise ist die Klebstoffschicht 19 auf die erste und/oder die zweite Fügeoberfläche 7, 11 mit einer kumulierten Dicke d' aufgebracht, welche kleiner oder gleich einem durch die beiden Beabstandungskonturen 9 bestimmten Abstand zwischen der ersten und der zweiten Fügeoberfläche 7, 11 ist.
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5 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform des Verfahrens mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Bauteilanordnung 1 im Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Teil a) von 5 zeigt das erste Bauteil 3, welches vorzugsweise als Gussteil oder als Strangpressprofilteil ausgebildet ist. Das erste Bauteil 3 weist die Beabstandungskontur 9 auf, welche vorzugsweise als Wulst auf der ersten Fügeoberfläche 7 angeordnet ist. Auf der ersten Fügeoberfläche 7 des ersten Bauteils 3 wird im Rahmen des Verfahrens Klebstoff zumindest bereichsweise – hier in einem Bereich 21 – aufgebracht, wobei der Klebstoff in 5 als schraffierte Fläche dargestellt ist. Die Beabstandungskontur 9 grenzt den mit Klebstoff versehenen Bereich 21 – aus Sicht eines Betrachters – an dessen linker Seite ab. Es ist möglich – wie hier dargestellt –, dass auf die Beabstandungskontur 9 zumindest teilweise Klebstoff aufgebracht wird.
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Wie in Teil b) von 5 gezeigt ist, wird das zweite Bauteil 5, welches vorzugsweise ein stufenförmig gebogenes oder abgekantetes Blechteil ist, mit der zweiten Fügeoberfläche 11 auf der ersten Fügeoberfläche 7 des ersten Bauteils 3 angeordnet. Das erste und das zweite Bauteil 3, 5 sind mit ihren Fügeoberflächen 7, 11 dergestalt aufeinander angeordnet, dass die Beabstandungskontur 9 des ersten Bauteils 3 die Fügeoberfläche 11 des zweiten Bauteils 5 zur Begrenzung des Schweißabschnitts 13 berührt.
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Der Schweißabschnitt 13 liegt – aus Sicht des Betrachters – links von der Beabstandungskontur 9. Ein Eindringen von Klebstoff in den Schweißabschnitt 13, insbesondere aus dem Bereich 21, kann durch die Beabstandungskontur 9 verhindert werden.
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Die Fügeoberflächen 7, 11 der beiden Bauteile 3, 5 sind außerhalb des Schweißabschnitts 13 zumindest bereichsweise voneinander beabstandet. Insbesondere sind die Fügeoberflächen 7, 11 in dem Klebeabschnitt 17, welcher vorzugsweise den Bereich 21 umfasst, voneinander beabstandet.
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Die Beabstandungskontur 9 liegt in 5 somit zwischen dem Schweißabschnitt 13 und dem Klebeabschnitt 17. Vorzugsweise grenzen der Schweißabschnitt 13 und der Klebeabschnitt 17, insbesondere im Bereich der Beabstandungskontur 9, unmittelbar aneinander.
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Teil c) von 5 zeigt das erste Bauteil 3 und das zweite Bauteil 5 im verschweißten Zustand.
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Insgesamt zeigt sich, dass mittels des Verfahrens zum Fügen der Bauteile 3, 5 und der Bauteilanordnung 1 eine Schädigung einer Klebstoffschicht 19, insbesondere ein Verbrennen von Klebstoff, während eines Schweißprozesses verringert oder vorzugsweise vermieden werden kann. Es kann eine höhere, insbesondere effizientere Ausnutzung der Bauteile 3, 5 bezüglich der Fügeoberfläche 7, 11 realisiert werden, wobei eine kleinere Dimensionierung der Bauteile 3, 5 möglich ist und sich insbesondere variablere Konstruktionsmöglichkeiten ergeben. Durch eine vergrößerte Fügeoberfläche 7, 11 lassen sich höhere Festigkeitswerte realisieren. Durch Vermeidung einer Hohlraumbildung zwischen dem Klebeabschnitt 17 und dem Schweißabschnitt 13 lässt sich ein verbessertes Korrosionsverhalten erzeugen. Vorteilhaft ist, dass das Verfahren und die Bauteilanordnung 1 bei allen schweiß- sowie klebbaren Werkstoffen anwendbar und unabhängig ist von der Bauteilart, insbesondere der geometrischen Ausgestaltung der Bauteile 3, 5, und dem Verfahren, mit dem die Bauteile 3, 5 hergestellt wurden. Weiterhin kann das Verfahren vorzugsweise in einen Spannprozess integriert werden, wobei eine Anwendung flexibler, insbesondere mit laufender Spanntechnik möglich ist. Vorteilhaft ist, dass bei der Integration des Verfahrens in den Spannprozess eine Änderung der Prozesskette vermieden werden kann, wobei sich insbesondere kein zusätzlicher Zeitaufwand für die Erstellung spezifischer Geometrien, insbesondere der Beabstandungskontur 9, ergibt, da diese direkt bei der Fertigung der Bauteile 3, 5 hergestellt werden können. Insgesamt kann ein Fügen zweier Bauteile 3, 5 insbesondere hinsichtlich der Füge- und Prozessstabilität optimiert werden, indem die Eigenschaften einer Schweiß- und einer Klebeverbindung miteinander kombiniert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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