DE19737966A1 - Klebverbindung zwischen zwei Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Klebverbindungen zwischen zwei Bautei­ len mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 oder mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 9.

Die zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Fa­ serverbundkunststoffteilen, mit Hilfe einer Klebeverbindung erreichbare Festigkeit hängt von der Breite und von der Aus­ gestaltung des zwischen den Bauteilen bestehenden Klebespal­ tes ab. Je enger der Klebespalt und je gleichmäßiger dieser ausgebildet ist, desto höhere Festigkeitswerte kann die Kle­ beverbindung aufweisen. Um eine hohe Gleichmäßigkeit der Spaltbreite zwischen den sich gegenüberliegenden Klebeflächen der zu verklebenden Bauteile bei einer kleinen Spaltbreite, d. h. bei einem engen Klebespalt, auch bei großen Klebeflächen mit relativ kompliziertem Verlauf sicherzustellen, ist bis­ lang ein hoher Vorrichtungsaufwand erforderlich.

Aus der DE-OS 29 32 027 ist eine Klebeverbindung zwischen Blechteilen bekannt, bei der an einer der Klebeflächen, die sich im Klebespalt gegenüberliegen, eine hervorstehende Rippe vorgesehen ist, die im Bereich der Klebefläche zwei Teilflä­ chen voneinander abtrennt und eine bestimmte Spaltbreite zwi­ schen den Klebeflächen der Bauteile definiert. Bei dieser be­ kannten Klebverbindung sollen mit Hilfe der Rippe zwei ebene geradlinige Klebebereiche auf einen bestimmten Abstand gehal­ ten werden. Wenn die miteinander zu verbindenden Bauteile im Bereich ihrer Klebverbindung kompliziert ausgestaltet sind, ist die Anbringung einer derartigen Rippe nur sehr aufwendig oder gar nicht realisierbar.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei einer Klebverbindung der eingangs genannten Art mit kon­ struktiv einfachen Maßnahmen, einen gleichmäßig verlaufenden und engen Klebespalt zu gewährleisten.

Dieses Problem wird mit einer Klebverbindung mit den Merkma­ len des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht hierbei auf dem allgemeinen Gedanken, daß zur Erzielung einer definierten Spaltbreite entlang der ganzen Länge des Klebespaltes nur einzelne Distanzelemente vorhanden sein müssen, die über die ganze Klebefläche des Klebespalts verteilt angeordnet sind. Außerdem kann die Höhe der etwa punktförmigen, als Noppen ausgebildeten Distanzele­ mente relativ genau eingehalten werden, wodurch sich ein be­ sonders gleichmäßiger Klebespalt ergibt. Als Folge davon kann eine extrem zuverlässige und hochbelastbare Klebverbindung erzielt werden.

Üblicherweise wird für die Herstellung einer Klebverbindung ein relativ langsam aushärtender Klebstoff verwendet, wobei zur Unterstützung oder Beschleunigung des Aushärtvorganges oftmals auch eine Wärmebehandlung erforderlich ist. Damit die mit Klebstoff versehenen zusammengefügten Bauteile transport­ fähig sind und damit der Klebstoff auch in der zwischen den Bauteilen vorgesehenen Relativlage aushärtet, kann die erfin­ dungsgemäße Klebverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 2 weitergebildet sein. Dabei erfolgt die Positionierung bzw. die Fixierung der Bauteile zueinander im Bereich der Distan­ zelemente und somit genau an den Stellen, die für die Erzie­ lung des gleichmäßigen Klebespaltes verantwortlich sind. Gleichzeitig können mit den geeigneten Befestigungsmitteln die Bauteile gegeneinander vorgespannt werden, was ebenfalls zur Erzielung einer hochwertigen Klebeverbindung hilfreich ist. Dabei erfolgt durch die Noppen genau an den Stellen eine Abstützung zwischen den Bauteilen, an denen die Vorspannkräf­ te eingeleitet werden, so daß keine Biegespannungen auftreten können, die sich negativ auf die Gleichmäßigkeit des Kle­ bespaltes und folglich auf die Festigkeit der Klebverbindung auswirken könnten.

Das Problem wird auch mit einer Klebverbindung mit den Merk­ malen des Anspruches 9 gelöst. Hierbei werden separate Di­ stanzelemente im Spaltbereich zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen angeordnet, um einen definierten Spal­ tabstand zu gewährleisten. Die dazu verwendeten Distanzele­ mente sind vorzugsweise flächig ausgebildet und haben eine Scheiben- oder Plattenform.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Klebverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 11 weisen benachbarte Distanzelemente einen Abstand zwischen 50 bis 200 mm auf. Dabei richtet sich der Abstand nach der im jeweiligen Bereich des Klebespaltes vorliegenden Kontur und Eigensteifigkeit des Bauteils.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 eine perspektivische Draufsicht auf zwei Bauteile, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klebverbindung miteinander verbunden werden sollen,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Klebverbindung im Bereich einer Noppe,

Fig. 3 eine Schnittansicht wie Fig. 2, wobei eine Schraube als Befestigungsmittel die Bauteile gegeneinander verspannt,

Fig. 4 eine Schnittansicht wie in Fig. 3, jedoch mit einem Niethefter als Befestigungsmittel,

Fig. 5 eine Schnittansicht wie in Fig. 3, jedoch mit einer Niet als Befestigungsmittel,

Fig. 6 eine Schnittansicht wie in Fig. 2, wobei Klemmittel bis zur Aushärtung des Klebstoffes einen Druck auf die Klebverbindung ausüben,

Fig. 7 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Klebverbindung im Bereich einer Noppe, die eine Ver­ tiefung aufweist, und

Fig. 8 eine Schnittansicht wie in Fig. 7, jedoch mit einer Noppe, die ein Durchgangsloch aufweist.

Entsprechend Fig. 1 soll ein erstes Bauteil 1 entsprechend den Pfeilen a auf ein zweites Bauteil 2 aufgesetzt werden, um mit einer erfindungsgemäßen Klebverbindung zwischen einem An­ schlußflansch 3 am ersten Bauteil 1 und einem Anschlußflansch 4 am zweiten Bauteil 2 miteinander verbunden zu werden.

Auf der Oberseite des Anschlußflansches 4 des zweiten Bautei­ les 2 sind mehrere, im Vergleich zur Klebefläche punktförmige Erhebungen oder Noppen 5 angeformt, die beim Aufsetzen des ersten Bauteiles 1 an diesem bzw. an dessen Anschlußflansch 3 zur Anlage kommen. Die Noppen 5 weisen jeweils eine vorbe­ stimmte Höhe auf und definieren dadurch die Breite des sich zwischen den Anschlußflanschen 3 und 4 ausbildenden Kle­ bespaltes. Durch eine geeignete Beabstandung der Noppen 5 entlang des Anschlußflansches 4 wird ein Klebespalt erzielt, dessen Spaltbreite über die gesamte Spaltlänge gleichmäßig verläuft, d. h. im wesentlichen konstant bleibt. Obwohl im Ausführungsbeispiel eine relativ einfache Form bzw. Kontur für die Anschlußflansche 3 und 4 gezeigt ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Klebverbindung, einen gleichmäßigen und en­ gen Spalt auch bei komplizierten Konturen und großflächigen Klebverbindungen zu erzielen.

Vor dem Aufsetzen des ersten Bauteiles 1 auf das zweite Bau­ teil 2 wird Klebstoff auf den Anschlußflansch 3 und/oder auf den Anschlußflansch 4 aufgetragen, das heißt auf die vorgese­ hene Klebefläche der Klebverbindung.

Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Bauteile 1 und 2 soweit aufeinander gedrückt werden, bis die Noppen 5 im Spaltbereich am ersten Bauteil 1 bzw. an dessen Anschlußflansch 3 zur An­ lage kommen. Dabei wird die durch die Noppenhöhe vorbestimmte Spaltbreite erreicht. Gleichzeitig verteilt sich ein aufge­ tragener Klebstoff 12 relativ gleichmäßig im Bereich der Klebverbindung, insbesondere umschließt er die Noppen 5 und integriert diese vollständig in der Klebverbindung. Dieser Einschluß der Noppen 5 im Klebstoff 12 bewirkt zusätzlich ei­ nen Formschluß, der zur Erhöhung der Festigkeit der Klebver­ bindung beitragen kann.

Entsprechend Fig. 3 kann zur Erzielung einer Anpreßkraft zwi­ schen den beiden Bauteilen 1 und 2 bzw. zwischen ihren An­ schlußflanschen 3 und 4 eine Schraube 6 als Befestigungsmit­ tel verwendet werden. Dabei durchdringt die Schraube 6 den Flansch 3 und dringt in die Noppe 5 im Anschlußflansch 4 ein. Dabei kann eine Durchgangsbohrung für die Schraube 6 im An­ schlußflansch 3 vorgesehen sein oder die Schraube 6 wird ein­ gebracht, wenn die Anschlußflansche 3 und 4 in geeignetem Ma­ ße gegeneinander vorgespannt sind.

Entsprechend Fig. 4 kann zur Fixierung der miteinander durch die Klebverbindung zu verbindenden Bauteile 1 und 2 auch ein Niethefter 7 verwendet werden, der beide Bauteile 1 und 2 bzw. deren Flansche 3 und 4 im Bereich einer Noppe 5 durch­ dringt. Auf diese Weise können Zugkräfte aufgebracht werden, die sich vorteilhafterweise an den Außenseiten der Anschluß­ flansche 3 und 4 abstützen.

In gleicher Weise arbeitet entsprechend Fig. 5 eine Niet 8, die zur Befestigung der Bauteile 1 und 2 verwendet wird, wo­ bei auch die Niet 8 die Noppe 5 durchdringt.

Die Anbringung der gezeigten Befestigungselemente Schraube 6, Niethefter 7, Niet 8 jeweils im Bereich einer Noppe 5 ist be­ sonders zweckmäßig, da auf diese Weise keine Biegebelastungen auf die Anschlußflansche 3 und 4 ausgeübt werden. Dies hat zur Folge, daß die Einleitung der Vorspannkräfte keinen Ein­ fluß auf die Breite des Klebespaltes hat. Die Befestigungs­ mittel 6, 7, 8 dienen hauptsächlich der Fixierung während des Aushärtvorganges der Klebverbindung. Außerdem bewirken sie eine zusätzliche Erhöhung der Festigkeit der Klebverbindung. Falls die beispielhaft aufgeführten Befestigungsmittel jedoch die Außenkontur der Bauteile 1 und 2 in ästhetischer oder auch in funktioneller Hinsicht stören, können sie nach dem Aushärten des Klebestoffes 12, insbesondere durch Abschlei­ fen, wieder entfernt werden.

Anstelle der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Befestigungsmittel 6, 7, 8 können zum Aufbringen der Anpreßkraft auch von außen auf die Anschlußflansche 3 und 4 andrückende Druckleisten 9 verwendet werden. Nach dem Aushärten des Klebstoffes können diese dann ohne Spuren auf den Bauteilen 1 und 2 zu hinter­ lassen, entfernt werden.

Entsprechend Fig. 7 kann zur besseren Anbringung der Befesti­ gungsmittel 6, 7, 8 eine zentrische Vertiefung 10 in der Nop­ pe 5 vorgesehen sein, mit deren Hilfe das jeweilige Befesti­ gungsmittel, z. B. eine Niet 8, zentriert werden kann.

Ein anderes Mittel zur Zentrierung des jeweiligen Befesti­ gungsmittels 6, 7, 8 ist entsprechend Fig. 8 ein Durchgangs­ loch 11, das zentrisch in der Noppe 5 vorgesehen ist. Das Durchgangsloch 11 dient beispielsweise zum Einstecken einer Niet 8, wobei auf einfache Weise gewährleistet ist, daß die von der Niet 8 bewirkte Anpreßkraft zentrisch und somit be­ sonders gleichmäßig auf die Noppe 5 übertragen wird.

Claims (11)

1. Klebverbindung zwischen zwei Bauteilen mit einem aus­ härtbaren Kunststoff, wobei eines der Bauteile angeformte Di­ stanzelemente aufweist, die im Bereich einer Klebefläche am anderen Bauteil zur Anlage kommen und dabei einen Klebespalt mit einer vorbestimmten Klebespaltbreite ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß als Distanzelemente Noppen (5) vorgesehen sind, die im Vergleich zur Klebefläche punktförmig ausgebildet und im Kle­ bespalt verteilt angeordnet sind.

2. Klebeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel (6; 7; 8) vorgesehen sind, mit denen die Bauteile (1) und (2) im Bereich der Noppen (5) gegenein­ ander fixiert sind, zumindest bis der Klebstoff (12) ausge­ härtet ist.

3. Klebverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (6; 7; 8) das eine Bauteil (1) durchdringen und am anderen Bauteil (2) in eine der Noppen (5) eindringen, wobei sie zur Fixierung die Bauteile (1) und (2) gegeneinander verspannen.

4. Klebeverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel Schrauben (6) oder dergleichen vorgesehen sind.

5. Klebverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (7; 8) beide Bauteile (1) und (2) und eine Noppe (5) durchdringen, wobei sie zur Fixierung die Bauteile (1) und (2) gegeneinander verspannen.

6. Klebverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel Niethefter (7) oder Niete (8) oder dergleichen vorgesehen sind.

7. Klebverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (5) jeweils eine zentrische Vertiefung (10) aufweisen, die als Zentrierhilfe für die Befestigungsmittel (6; 7; 8) dient.

8. Klebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (5) jeweils ein zentrisches Durchgangsloch (11) aufweisen, das als Zentrierhilfe für die Befestigungs­ mittel (6; 7; 8) dient.

9. Klebverbindung zwischen zwei Bauteilen, wobei zwischen den Bauteilen Distanzelemente angeordnet sind, die im Bereich einer Klebefläche an den Bauteilen zur Anlage kommen und da­ bei einen Klebespalt mit einer vorbestimmten Klebespaltbreite ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß als Distanzelemente separate, flächig ausgebildete Scheibchen oder Plättchen vorgesehen sind, die im Klebespalt verteilt angeordnet sind.

10. Klebverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (1) und (2) aus Faserverbundkunststoff be­ stehen.

11. Klebverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Distanzelementen (5) zwischen 50 und 200 mm beträgt.