DE102016208149B4 - Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile - Google Patents

Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile Download PDF

Info

Publication number
DE102016208149B4
DE102016208149B4 DE102016208149.7A DE102016208149A DE102016208149B4 DE 102016208149 B4 DE102016208149 B4 DE 102016208149B4 DE 102016208149 A DE102016208149 A DE 102016208149A DE 102016208149 B4 DE102016208149 B4 DE 102016208149B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
foam layer
procedure according
components
unexpanded
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102016208149.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016208149A1 (de
Inventor
Anton Landinger
Franz Korber
Ulrich Henseler
Johann van Niekerk
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016208149.7A priority Critical patent/DE102016208149B4/de
Publication of DE102016208149A1 publication Critical patent/DE102016208149A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016208149B4 publication Critical patent/DE102016208149B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B29C65/782—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined
    • B29C65/7823—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined by using distance pieces, i.e. by using spacers positioned between the parts to be joined and forming a part of the joint
    • B29C65/7826—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined by using distance pieces, i.e. by using spacers positioned between the parts to be joined and forming a part of the joint said distance pieces being non-integral with the parts to be joined, e.g. particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/532—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7212—Fibre-reinforced materials characterised by the composition of the fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/002—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material a foamable synthetic material or metal being added in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/1228—Joining preformed parts by the expanding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/129—Enhancing adhesion to the preformed part using an interlayer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3484—Stopping the foaming reaction until the material is heated or re-heated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0007—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0094—Geometrical properties
    • B29K2995/0097—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3005—Body finishings
    • B29L2031/3011—Roof linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/06—Fixed roofs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile (1, 3) mit folgenden Schritten:- Bereitstellen eines ersten Bauteils (1), an das eine unexpandierte Schaumschicht (2), welche ein Treibmittel enthält, angeschäumt ist,- Bereitstellen eines zweiten Bauteils (3),- Positionieren des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (3), derart, dass zwischen einer der Schaumschicht zugewandten Seite (3a) des zweiten Bauteils (3) und der unexpandierten Schaumschicht (2) ein Spalt (5) verbleibt, wobei die beiden Bauteile (1, 3) mittels eines Abstandshalteelements (4) in einem Abstand zueinander gehalten werden,- Aufschäumen der unexpandierten Schaumschicht (2), wodurch Schaum an das zweite Bauteil (3) gelangt und mit diesem verklebt, dadurch gekennzeichnet, dass in der unexpandierten Schaumschicht eine Ausnehmung (2a) erzeugt wird, in die das Abstandshalteelement (4) eingedrückt wird, wodurch die beiden Bauteile (1, 3) vor dem Aufschäumen formschlüssig relativ zueinander vorpositioniert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein derartiges Verfahren ist aus der US 2003 0194548 A1 bekannt. Zum technischen Hintergrund der Erfindung zählen die DE 60118816 T2 , DE 60204736 T2 , DE 198 58 903 A1 , DE 10 2012 005 507 A1 sowie die DE 10 2012 217 959 A1 .
  • Strukturkomponenten von Fahrzeugkarosserien, wie z. B. der Dachholm einer Fahrzeugkarosserie, sind als Hohlteile ausgeführt, die aus mehreren Blechteilen zusammengesetzt sind. Zur Versteifung derartiger Hohlteile können in ihrem Inneren Versteifungselemente angeordnet sein. Das „Außenteil“ eines solchen Dachholms kann z. B. aus Stahlblech bestehen und das Versteifungsteil kann z. B. aus einem faserverstärkten, z.B. einem kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterial bestehen. Kohlefaserverstärkte Kunststoffteile sind elektrisch leitend. Im Fall einer Potentialdifferenz zwischen dem Außenteil und dem Innenteil eines solchen Dachholms ist bereits bei der Fertigung auf entsprechende Korrosionsschutzmaßnahmen zu achten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile anzugeben, das im Falle einer Potentialdifferenz zwischen den beiden Bauteilen eine hohe Korrosionssicherheit bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile nämliches eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils. Das erste Bauteil ist ein Bauteil, an das ein unexpandierter Kunststoffschaum, welcher ein Treibmittel enthält, angeschäumt ist. „Anschäumen“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der unexpandierte Schaum klebend mit dem ersten Bauteil verbunden ist.
  • Unter einem „unexpandierten Schaum“ versteht man einen Kunststoffschaum, der ein Treibmittel enthält. Durch Aktivieren des Treibmittels kann der Schaum aufgeschäumt werden. Bei dem Treibmittel kann es sich beispielsweise um Kohlendioxid handeln. Beim Aufschäumen wird das im unexpandierten Zustand des Schaums gebundene Kohlendioxid gasförmig und bewirkt dadurch ein Aufschäumen.
  • Die beiden o.g. Bauteile werden zunächst relativ zueinander positioniert und zwar derart, dass zwischen eine dem Schaum zugewandte Seite des zweiten Bauteils und dem unexpandierten Schaum ein Abstand bzw. ein Spalt verbleibt, wobei die beiden Bauteile mittels eines Abstandshalteelements in einem Abstand voneinander gehalten werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die beiden Bauteile einander nicht berühren, d. h. dass die beiden Bauteile nicht unmittelbar, insbesondere nicht elektrisch leitend, miteinander verbunden sind.
  • Anschließend wird der unexpandierte Schaum durch Aktivieren des Treibmittels aufgeschäumt. Durch das Aufschäumen gelangt der Schaum an das zweite Bauteil und verklebt mit dem zweiten Bauteil. Die beiden Bauteile werden also durch den Schaum miteinander verbunden. Da der Schaum luftdicht ist, und er den ursprünglich vorhandenen Spalt zwischen den beiden Bauteilen vollständig ausfüllt, verhindert der Schaum ein Eindringen von Luft bzw. Luftfeuchtigkeit zwischen die Bauteile und somit eine Korrosion der Bauteile.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abstandshalteelement vor dem Aufschäumen des unexpandierten Schaums ein Stück weit in den unexpandierten Schaum hineinragt. Wenn das Abstandshalteelement mit dem zweiten Bauteil verbunden ist, wird dadurch eine gewisse „Vorfixierung“ der beiden Bauteile relativ zueinander erreicht. Anders ausgedrückt, wird durch das ein Stück weit in den unexpandierten Schaum hineinragende Abstandshalteelement ein gewisser Formschluss erreicht und ein unbeabsichtigtes Verrutschen der beiden Bauteile vor ihrem Verkleben durch den Schaum verhindert.
  • Während des Aufschäumens des unexpandierten Schaums ist dieser zähflüssig. Sofern das erste Bauteil mit seinem Schaum auf dem Abstandshalteelement aufliegt, kann es während des Aufschäumens aufgrund der auf das erste Bauteil wirkenden Schwerkraft zu einer gewissen Verschiebung des ersten Bauteils in Bezug auf das zweite Bauteil kommen, d. h. die beiden Bauteile können sich während des Aufschäumens aufgrund der Wirkung der Schwerkraft ein Stück weit aufeinander zubewegen, soweit, bis sie jeweils das Abstandshalteelement unmittelbar berühren.
  • Nach dem Aufschäumen des Schaums ist das Abstandshalteelement vollständig von dem Schaum umgeben und vor einem Zudringen von Umgebungsluft bzw. Luftfeuchtigkeit geschützt, wodurch eine hohe Sicherheit gegen Korrosion erreicht wird.
  • Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der vor dem Aufschäumen zwischen dem zweiten Bauteil und dem Schaum des ersten Bauteils bestehende Spalt in einen Bereich zwischen 0,5mm und 3mm oder im Bereich zwischen 1mm und 2,5mm oder im Bereich zwischen 1,5mm und 2,5mm liegt.
  • Um zu vermeiden, dass zwischen den beiden Bauteilen eine elektrische Spannungsreihe entsteht, wird vorzugsweise ein elektrisch nichtleitender Schaum bzw. ein elektrisch isolierender Schaum verwendet.
  • Sofern es sich bei den Bauteilen um Bauteile einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie handelt, kann es erforderlich sein, dass die beiden Bauteile bzw. zumindest das zweite Bauteil mit einer Beschichtung bzw. einer Lackierung versehen wird. Hierzu kann vor dem Aufschäumen des unexpandierten Schaums eine Beschichtungsflüssigkeit in den Spalt eingebracht werden, wodurch zumindest auf die dem Schaum zugewandte Seite des zweiten Bauteils Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Bauteile vor dem Aufschäumen des unexpandierten Schaums in ein Beschichtungsbad eingetaucht werden. Das Aufbringen der Beschichtung kann insbesondere im Wege einer Kathodentauchlackierung erfolgen, was ein besonders gleichmäßiges Aufbringen der Beschichtung ermöglicht.
  • Nach dem Aufbringen der Beschichtung wird diese getrocknet. Das Trocknen kann z. B. in einem Trocknungsofen bzw. einer Trockenkammer erfolgen. Nach dem Trocknen der Beschichtung kann dann das Aufschäumen des unexpandierten Schaums durchgeführt werden.
  • Das in dem unexpandierten Schaum enthaltene bzw. chemisch gebundene Treibmittel, bei dem es sich beispielsweise um Kohlendioxid handeln kann, kann durch Aufheizen des unexpandierten Schaums auf eine Temperatur, die oberhalb einer vorgegebenen „Aktivierungstemperatur“ liegt, initiiert werden („Aktivieren des Treibmittels“). Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Aktivierungstemperatur bei circa 150° Celsius liegt und dass der unexpandierte Schaum entsprechend auf eine Temperatur von mehr als 150° Celsius aufgeheizt wird, wodurch das im unexpandierten Schaum enthaltene Treibmittel in einen gasförmigen Zustand übergeht und den Schaum expandiert.
  • Das oben erwähnte Abstandshalteelement kann an einem der beiden Bauteile, z. B. an dem zweiten Bauteil, fixiert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass vor dem Positionieren der beiden Bauteile in einem der beiden Bauteile ein Durchgangsloch hergestellt wird, in das ein als Abstandshalteelement fungierendes Clipelement eingeclipst wird, wobei das Clipelement auf der dem Schaum zugewandten Seite des zweiten Bauteils von dem zweiten Bauteil absteht.
  • Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass vor dem Positionieren der beiden Bauteile auf eines der beiden Bauteile, z. B. auf das zweite Bauteil, ein als Abstandshalteelement fungierendes Element aufgeschweißt, aufgeklebt oder in anderer Weise auf dem betreffenden Bauteil befestigt wird. Das als Abstandshalteelement verwendete Element kann beispielsweise durch eine Kugel oder durch mehrere Kugeln gebildet sein oder eine Kugel oder mehrere Kugeln aufweisen.
  • Das Anschäumen der unexpandierten Schaumschicht an das erste Bauteil kann beispielsweise in einem Spritzgusswerkzeug erfolgen. Erfindungsgemäß wird in der unexpandierten Schaumschicht eine Ausnehmung hergestellt, in die dann das Abstandshalteelement eingeführt werden kann. Beispielsweise kann beim Anschäumen der unexpandierten Schaumschicht an das erste Bauteil eine kugelkalottenförmige Ausnehmung hergestellt werden, in die dann eine Kugel des Abstandshalteelements eingedrückt werden kann. Dadurch wird zwischen dem Abstandshalteelement und der unexpandierten Schaumschicht des ersten Bauteils ein gewisser Formschluss erzeugt, der die beiden Bauteile bereits vor dem Aufschäumen der unexpandierten Schaumschicht, d.h. bereits vor dem Aktivieren der Schaumschicht, relativ zueinander vorfixiert und ein unbeabsichtigtes Verrutschen der beiden Bauteile verhindert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen Zustand der beiden Bauteile vor dem Aufschäumen der unexpandierten Schaumschicht; und
    • 2 einen Dachholm eines Fahrzeugs als mögliches Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein erstes Bauteil 1, bei dem es sich beispielsweise um ein kohlefaserverstärktes Kunststoffbauteil handeln kann. An das erste Bauteil 1 ist eine Schaumschicht 2 angeschäumt. In dem in 1 gezeigten Zustand befindet sich die Schaumschicht in einem unexpandierten Zustand. Die Schaumschicht 2 enthält also ein Treibmittel, das z. B. durch Erhitzen der Schaumschicht 2 aktiviert werden kann, wodurch ein Aufschäumen der zunächst unexpandierten Schaumschicht 2 initiiert werden kann. Das Anschäumen der unexpandierten Schaumschicht 2 an das erste Bauteil 1 kann z. B. mittels eines Spritzgusswerkzeugs bzw. in einem Spritzgusswerkzeug erfolgen.
  • In dem ersten Bauteil 1 ist hier eine muldenartige bzw. kugelkalottenartige Vertiefung 1a vorgesehen. Bei der Herstellung der unexpandierten Schaumschicht 2 oder nach der Herstellung der unexpandierten Schaumschicht 2 wird in dieser eine Ausnehmung 2a hergestellt. Die Ausnehmung 2a hat hier die Form einer Kugelkalotte. Ein Vorteil der Erfindung ist auch, dass die Montagekräfte bei der Befestigung im Schaum deutlich geringer sind als bei einer Befestigung im kohlefaserverstärkten Bauteil 1.
  • 1 zeigt ferner ein zweites Bauteil 3, auf das ein Abstandshalteelement 4, das durch zwei miteinander verbundene, z. B. verschweißte Kugeln 4a, 4b gebildet ist, aufgeschweißt ist. Die Kugel 4a kann mit dem zweiten Bauteil 3 verschweißt sein. Bei dem zweiten Bauteil 3 kann es sich beispielsweise um ein Stahl- bzw. oder Aluminiumblechbauteil handeln, insbesondere um ein Stahl- bzw. oder Aluminiumblechbauteil einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie. Die das Abstandshalteelement 4 bildenden Kugeln 4a, 4b können ebenfalls aus Stahl oder Aluminium bestehen.
  • Nach dem Herstellen der beiden Bauteile 1, 3 und dem Anschäumen der unexpandierten Schaumschicht 2 an das Bauteil 1 werden die beiden Bauteile 1, 3 relativ zueinander positioniert. Hierzu wird die Kugel 4b des Abstandshalteelements 4 in die in der Schaumschicht 2 vorgesehene Ausnehmung 2a eingedrückt. Dadurch entsteht zwischen dem Abstandshalteelement 4 und der Schaumschicht 2 ein gewisser Formschluss, durch den die beiden Bauteile 1, 3 vorfixiert und gegen Verrutschen gesichert werden.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, besteht zunächst zwischen einer der Schaumschicht 2 zugewandten Oberseite 3a des zweiten Bauteils 3 und der Schaumschicht 2 ein Spalt 5, dessen Breite z. B. im Bereich zwischen 1,5mm und 2mm liegt. Sofern es sich bei den beiden Bauteilen 1, 3 um Bauteile einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie handelt, ist der Spalt 5 wichtig, um ein Beschichten bzw. Lackieren, insbesondere ein Tauchlackieren der beiden relativ zueinander vorpositionierten Bauteile 1, 3 zu ermöglichen.
  • Durch Eintauchen der relativ zueinander vorpositionierten Bauteile 1, 3 in ein Kathodentauchlackierungsbad kann Beschichtungsflüssigkeit (z.B. ein Lack) in den Spalt 5 eindringen, was ein vollständiges Beschichten des zweiten Bauteils 3 ermöglicht. Nach einem Trocknen der Beschichtung können die beiden Bauteile 1, 3 über den Schaum 2 miteinander verklebt werden.
  • Hierzu muss das in dem unexpandierten Schaum 2 enthaltene Treibmittel aktiviert werden. Das Aktivieren des Treibmittels kann durch Erhitzen des Schaums 2 auf eine Temperatur, die oberhalb einer vorgegebenen Aktivierungstemperatur liegt, erfolgen. Beispielsweise kann die gesamte in 1 gezeigte Anordnung in einen Ofen bzw. in eine Heizkammer eingebracht werden und auf eine Temperatur von 150° Celsius oder darüber erhitzt werden. Wird der unexpandierte Schaum auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Aktivierungstemperatur des Treibmittels liegt, kommt es zu einem Aufschäumen des Schaums, was dazu führt, dass der Schaum sich ausdehnt und der Spalt 5 vollständig mit Schaum ausgefüllt wird.
  • Dabei kommt es zu einem Verkleben der dem Schaum 2 zugewandten Oberseite 3a des zweiten Bauteils 3 und des Schaums 2 und somit zu einem Verkleben der beiden Bauteile 1, 3. Die als Abstandshalteelement fungierende „Doppelkugel“ (d. h. das durch die beiden Kugeln 4a, 4b gebildete Abstandshalteelement 4) wird dabei vollständig von Schaum umschlossen. Da der Schaum luftdicht und wasserdicht ist, wird der zwischen den beiden Bauteilen 1, 3 befindliche Bereich vor Korrosion geschützt.
  • 2 zeigt ein Anwendungsbeispiel des oben beschriebenen Verfahrens.
  • 2 zeigt einen Dachholm 6 einer herzustellenden Fahrzeugkarosserie. Der Dachholm 6 erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene und verbindet ein Dachblech 7 einer Fahrzeugkarosserie mit einer Seitenwand 8 der Fahrzeugkarosserie. Der Dachholm ist als Hohlteil ausgeführt. Er besteht aus einem Holmaußenblech 9 und einer darunter befindlichen Struktur- bzw. Versteifungskomponente 10. Die Struktur- bzw. Versteifungskomponente 10 wiederum besteht aus Stahlblechlagen 11, 12, 13. Die Stahlblechlagen 12, 13 definieren einen Hohlraum 14, in dem ein faserverstärktes Versteifungselement 15 angeordnet ist. Bei dem Versteifungselement 15 kann es sich beispielsweise um ein kohlefaserverstärktes Kunststoffbauteil handeln. Auf Außenseiten des Versteifungselements 15 ist eine Schicht unexpandierten Kunststoffschaums 2 aufgebracht.
  • In dem in 2 gezeigten Zustand ist das Versteifungselement 15 noch nicht mit den Blechlagen 12, 13 verbunden bzw. verklebt. Dementsprechend besteht zwischen der Schaumschicht 2 und der Versteifungslage 12 bzw. 13 ein dünner Spalt 5. Das Versteifungselement 15, welches funktional dem in 1 gezeigten ersten Bauteil 1 entspricht, kann über ein Abstandshalteelement 4 (vgl. 1) in dem den Spalt 5 definierenden Abstand gehalten und relativ zu den Blechlagen 12, 13 positioniert werden. Durch Eintauchen der herzustellenden Fahrzeugkarosserie bzw. des Dachholms 6 in ein Tauchbad (Kathodentauchlackierungsbad) kann der gesamte Dachholm, d.h. innen und außen, mit einer Beschichtung versehen werden.
  • Nach einem Trocknen der Beschichtung wird die unexpandierte Schaumschicht 2 auf eine Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Aktivierungstemperatur erhitzt, was zu einem Expandieren der unexpandierten Schaumschicht 2 und somit zu einem Verkleben des Versteifungselements 15 mit den Blechlagen 12, 13 führt.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile (1, 3) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines ersten Bauteils (1), an das eine unexpandierte Schaumschicht (2), welche ein Treibmittel enthält, angeschäumt ist, - Bereitstellen eines zweiten Bauteils (3), - Positionieren des ersten Bauteils (1) relativ zu dem zweiten Bauteil (3), derart, dass zwischen einer der Schaumschicht zugewandten Seite (3a) des zweiten Bauteils (3) und der unexpandierten Schaumschicht (2) ein Spalt (5) verbleibt, wobei die beiden Bauteile (1, 3) mittels eines Abstandshalteelements (4) in einem Abstand zueinander gehalten werden, - Aufschäumen der unexpandierten Schaumschicht (2), wodurch Schaum an das zweite Bauteil (3) gelangt und mit diesem verklebt, dadurch gekennzeichnet, dass in der unexpandierten Schaumschicht eine Ausnehmung (2a) erzeugt wird, in die das Abstandshalteelement (4) eingedrückt wird, wodurch die beiden Bauteile (1, 3) vor dem Aufschäumen formschlüssig relativ zueinander vorpositioniert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandshalteelement (4) vor dem Aufschäumen ein Stück weit in den unexpandierten Schaum hineinragt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandshalteelement (4) durch das Aufschäumen vollständig umschäumt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt eine Spaltbreite aufweist, die im Bereich zwischen 0,5mm und 3mm oder im Bereich zwischen 1mm und 2,5mm oder im Bereich zwischen 1,5mm und 2,5mm liegt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch nichtleitender Schaum verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufschäumen eine Beschichtungsflüssigkeit in den Spalt (5) eingebracht wird, wodurch die der Schaumschicht (2) zugewandte Seite (3a) des zweiten Bauteils (3) mit einer Beschichtung versehen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung auf die der Schaumschicht (2) zugewandte Seite (3a) des zweiten Bauteils (3) im Wege einer Kathodentauchlackierung erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumschicht (2) mittels einer Heizeinrichtung aufgeheizt wird, wobei durch das Aufheizen das in der unexpandierten Schaumschicht (2) enthaltene Treibmittel aktiviert wird, was zu einem Aufschäumen der unexpandierten Schaumschicht (2) und zu einem Verkleben der aufgeschäumten Schaumschicht mit dem zweiten Bauteil (3) führt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unexpandierte Schaumschicht (2) auf eine Temperatur von mindestens 150° Celsius aufgeheizt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Positionieren der beiden Bauteile (1, 3) in einem der beiden Bauteile (3) ein Durchgangsloch hergestellt wird, in das ein als Abstandshalteelement fungierendes Clipelement eingeclipst wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Positionieren der beiden Bauteile (1, 3) auf eines der beiden Bauteile (3), insbesondere auf das zweite Bauteil (3) ein als Abstandshalteelement fungierendes Element (4) aufgeschweißt, aufgeklebt oder in anderer Weise daran befestigt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) durch eine Kugel gebildet ist oder mindestens eine Kugel (4a, 4b) aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2a) als kugelkalottenförmige Ausnehmung (2a) erzeugt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Bauteil (1) faserverstärktes Kunststoffbauteil, insbesondere ein kohlefaserverstärktes Kunststoffbauteil, verwendet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Bauteil (3) ein Bauteil aus einem Metallblech, insbesondere aus einem Stahl- oder Aluminiumblech, verwendet wird.
DE102016208149.7A 2016-05-12 2016-05-12 Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile Expired - Fee Related DE102016208149B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208149.7A DE102016208149B4 (de) 2016-05-12 2016-05-12 Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208149.7A DE102016208149B4 (de) 2016-05-12 2016-05-12 Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016208149A1 DE102016208149A1 (de) 2017-11-16
DE102016208149B4 true DE102016208149B4 (de) 2020-02-13

Family

ID=60163576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016208149.7A Expired - Fee Related DE102016208149B4 (de) 2016-05-12 2016-05-12 Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016208149B4 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19858903A1 (de) * 1998-12-19 2000-06-21 Opel Adam Ag Verstärkungselement für einen Hohlkörper, insbesondere für einen Fahrzeugkarosserieholm, Verfahren zum Einbringen eines solchen Verstärkungselementes in einen Hohlkörper und Fahrzeugkarosserie mit einem derart verstärkten Karosserieholm
US20030194548A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-16 Mcleod David G. Vehicular structural members and method of making the members
DE60204736T2 (de) * 2001-07-02 2006-02-02 Hutchinson Schalldämmungsvorrichtung zum Einbau in ein rohrförmiges Teil, insbesondere ein Fahrzeugskarosserieteil
DE60118816T2 (de) * 2000-01-31 2007-04-12 Sika Corp., Madison Heights Verstärkungselement mit thermisch expandierendem Schaum und Richtungsauflage
DE102012005507A1 (de) * 2012-03-17 2012-11-15 Daimler Ag Rohbaugruppe eines Kraftfahrzeugs
DE102012217959A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-17 Ford-Werke Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Bördelnaht

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19858903A1 (de) * 1998-12-19 2000-06-21 Opel Adam Ag Verstärkungselement für einen Hohlkörper, insbesondere für einen Fahrzeugkarosserieholm, Verfahren zum Einbringen eines solchen Verstärkungselementes in einen Hohlkörper und Fahrzeugkarosserie mit einem derart verstärkten Karosserieholm
DE60118816T2 (de) * 2000-01-31 2007-04-12 Sika Corp., Madison Heights Verstärkungselement mit thermisch expandierendem Schaum und Richtungsauflage
DE60204736T2 (de) * 2001-07-02 2006-02-02 Hutchinson Schalldämmungsvorrichtung zum Einbau in ein rohrförmiges Teil, insbesondere ein Fahrzeugskarosserieteil
US20030194548A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-16 Mcleod David G. Vehicular structural members and method of making the members
DE102012005507A1 (de) * 2012-03-17 2012-11-15 Daimler Ag Rohbaugruppe eines Kraftfahrzeugs
DE102012217959A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-17 Ford-Werke Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Bördelnaht

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016208149A1 (de) 2017-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012003045A1 (de) Verfahren zur Anbringung von Funktionsbauteilen an einem Dachelement eines Fahrzeugs sowie Fahrzeugdachelement
DE102006056568A1 (de) Kernstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Kernstruktur
EP3180180B1 (de) Verfahren zum herstellen einer bauteilverbindung
WO2013153056A1 (de) Fügen von zwei unterschiedliche werkstoffe aufweisenden bauteilen
EP2279280A2 (de) Verfahren zum beschichten eines faserverbundbauteils für ein luft- oder raumfahrzeug und durch ein derartiges verfahren hergestelltes faserverbundbauteil
WO1999040769A1 (de) Gehäuse
DE102017130557B4 (de) Gehäuse zum Aufnehmen von Batteriezellen und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2012130376A1 (de) Verfahren zur einbringung von schaummaterial in hohlkammerprofile
EP3069858A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Windenergieanlagenbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
DE102016208149B4 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile
DE102010048118B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hybridbauteils und Kraftfahrzeughybridbauteil
DE102014009637A1 (de) Befestigungselement zur Herstellung einer Klebeverbindung mit einer Montagefläche eines Fahrzeugbauteils sowie Verfahren zum Fügen des Befestigungselementes mit der Montagefläche
DE102015001645B4 (de) Verfahren und Verwendung eines Verfahrens zur Herstellung eines Rumpfschalenbauteils für ein Flugzeug
DE102012108690B4 (de) Beheizbare Blockstempel-Vorrichtung mit steuerbarer Ausdehnung des Blockstempels
DE19529624C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Abschirmdichtung
DE102017112596A1 (de) Polyurethan-Formteil mit integrierter Montagehilfe, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verfahren zu dessen Montage
DE102004047175A1 (de) Korrosionsschutzmaterial für Hohlräume
DE102009035695A1 (de) Verbundteil aus glasfaserverstärktem Polyurethan mit Metalleinleger
EP3225856A1 (de) Befestiger
DE102014207949A1 (de) Stützhohlkern und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Hohlbauteils
DE102019125610B4 (de) Karosserie- oder Kabinenteil eines Pkw oder Nutzfahrzeuges und Verfahren zum Herstellen desselben
DE2819017A1 (de) Verfahren zum einspritzen eines metallischen koerpers, insbesondere eines hohlkoerpers, in einen kunststoffkoerper
DE102017000404B4 (de) Karosserie-Anordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer solchen Karosserie-Anordnung
DE102012015606A1 (de) Abstandselement und Verfahren zur relativen Ausrichtung
EP3225860A1 (de) Befestiger

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee