Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Fügeverfahren zur stoffschlüssigen zumindest abschnittsweisen Verbindung zumindest zweier Bauteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Im Stand der Technik werden Strukturelemente insbesondere von Fahrzeugrücksitzen aus miteinander verschweißten Stahl- und/oder Blechbauteilen gebildet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fügeverfahren zur stoffschlüssigen Verbindung zumindest zweier Bauteile anzugeben.

Hinsichtlich des Fügeverfahrens zur stoffschlüssigen zumindest abschnittsweisen Verbindung zumindest zweier Bauteile wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der

Unteransprüche.

Beim Fügeverfahren zur stoffschlüssigen Verbindung zumindest zweier Bauteile wird erfindungsgemäß ein Profilbauteil mit einem flächig ausgeformten Bauteil stoffschlüssig verbunden, wobei in das flächig ausgeformte Bauteil zumindest ein Prägeabschnitt eingebracht wird, dessen Höhe korrespondierend zu einer Mindestschichtdicke der stoffschlüssigen Verbindung ausgebildet wird. Dadurch ist das Einhalten einer gleichmäßigen Schichtdicke der Adhäsionsverbindung entlang der gesamten Adhäsionsverbindung ermöglicht, wobei insbesondere ein Verkanten der beiden Bauteile zueinander und eine daraus resultierende ungleichmäßig ausgebildete Schichtdicke der Adhäsionsverbindung verhindert ist.

Mittels des Verfahrens hergestellte Hybridbauteile aus zwei einzelnen Bauteilen sind vorteilhafterweise gewichtsreduziert und besonders biegesteif.

Die stoffschlüssige Verbindung wird bevorzugt als Adhäsionsverbindung ausgebildet, wobei zwischen Profilbauteil und Bauteil ein Adhäsionsmittel angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Profilbauteil einen im Wesentlichen ebenen Flanschbereich auf, mittels welchem das Profilbauteil auf das flächig ausgeformte Bauteil aufgesetzt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird der Prägeabschnitt in einer vom Profilbauteil wegweisenden Richtung erhaben ausgeformt, wobei die Adhäsionsverbindung zwischen Profilbauteil und flächig ausgeformtem Bauteil im Bereich des Prägeabschnitts ausgebildet wird. Somit ist eine vorgebbare Mindestschichtdicke der Adhäsionsverbindung auf einfache Weise einzuhalten.

Bedingt durch die gleichmäßige Schichtdicke der Adhäsionsverbindung ist vorteilhafterweise eine Belastbarkeit der Adhäsionsverbindung zwischen den beiden Bauteilen erhöht.

Zweckmäßigerweise wird zumindest ein Prägeabschnitt im Bauteil angeordnet, welcher sich entlang einer Längsausdehnung des Flanschbereichs des Profilbauteils erstreckt. Dabei wird der Prägeabschnitt korrespondierend zum Flanschbereich ausgeformt, wobei eine Breite des Flanschbereichs einer Breite des Prägeabschnitts entspricht und eine Höhe des Prägeabschnitts korrespondierend zu einer Mindestschichtdicke des Adhäsionsmittels der Adhäsionsverbindung ausgebildet wird. Dadurch sind besonders vorteilhafterweise Applikationstoleranzen des Adhäsionsmittels der Adhäsionsverbindung verringerbar, so dass eine hohe

Wiederholgenauigkeit bei einer Massenproduktion ermöglicht ist.

Zweckmäßigerweise sind Abweichungen in einer effektiven Größe, insbesondere der Schichtdicke, der Adhäsionsverbindungen vermieden.

In einer alternativen Ausführungsvariante weist das Profilbauteil einen u- förmigen Querschnitt auf, an welchem beidseitig jeweils ein im

Wesentlichen ebener Flanschbereich ausgeformt wird. Dabei wird das u- förmige Profilbauteil mit seinen Flanschbereichen derart auf das Bauteil aufgesetzt, dass zwischen Profilbauteil und Bauteil ein Innenraum ausgebildet wird.

Vorteilhafterweise werden in das flächig ausgeformte Bauteil entlang einer Längsausdehnung der Flanschbereiche des Profilbauteils Prägeabschnitte eingebracht, deren Höhe korrespondierend zu einer Mindestschichtdicke der Adhäsionsverbindung ausgebildet ist und welche in Richtung des Profilbauteils erhaben ausgeformt und derart zwischen den Bauteilen angeordnet sind, dass sie die linienförmige oder nahezu linienförmige Adhäsionsverbindung zwischen den Bauteilen unterbrechen, wobei das auf dem Bauteil angeordnete Profilbauteil mit seinen Flanschbereichen zumindest abschnittsweise auf den Prägeabschnitten aufliegt. Dabei können die Prägeabschnitte die Flanschbereiche seitlich und/oder endseitig überragen. Im Verlauf des Flanschbereichs sind somit Prägeabschnitte und mit Adhäsionsmittel beschichtete Abschnitte abwechselnd angeordnet.

Insbesondere im Bereich der Prägeabschnitte ist kein Adhäsionsmittel angeordnet.

Auf diese Weise ist eine im Stand der Technik übliche großflächige stoffschlüssige Verbindung zwischen Profilbauteil und Bauteil vermieden. Besonders vorteilhafterweise sind die aus einer solchen großflächigen stoffschlüssigen Verbindung und den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der Werkstoffe von Profilbauteil und Bauteil resultierenden Oberflächenunebenheiten, wie beispielweise Beulen oder Wellen, im erfindungsgemäß gefertigten Hybridbauteil sicher vermieden.

In bevorzugten Ausführungsformen werden in den Prägeabschnitten und in den Flanschbereichen Aussparungen angeordnet, welche korrespondierend ausgeformt sind und bei der Ausbildung der Adhäsionsverbindung deckungsgleich übereinander angeordnet werden. Dadurch können beispielsweise mittels der Einführung eines Dorns oder eines ähnlichen Hilfsmittels die Bauteile bei der Ausbildung der Adhäsionsverbindung exakt zueinander ausgerichtet, positioniert und/oder fixiert werden.

Zweckmäßigerweise kann die Adhäsionsverbindung zwischen Profilbauteil und Bauteil zusätzlich mittels mehrerer unlösbarer Nietverbindungen, welche in den Aussparungen ausbildbar sind, gesichert werden.

Anhand der beigefügten schematischen Figuren wird die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigen: Figur 1 schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine auszubildende Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil und einem flächig ausgeformten Bauteil bei einem

Adhäsionsmittelauftrag ohne Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik,

Figur 2 schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine ausgebildete

Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil und einem flächig ausgeformten Bauteil bei einem

Adhäsionsmittelauftrag ohne Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik,

Figur 3 schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine auszubildende

Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil und einem flächig ausgeformten Bauteil bei einem

Adhäsionsmittelauftrag mit Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik,

Figur 4 schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine ausgebildete

Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil und einem flächig ausgeformten Bauteil bei einem

Adhäsionsmittelauftrag ohne Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik,

Figur 5 bis 8 schematisch einen Verfahrensablauf zur erfindungsgemäßen

Ausbildung einer Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil und einem flächig ausgeformten Bauteil bei einem Adhäsionsmittelauftrag mit Applikationstoleranz und

Figur 9 schematisch eine perspektivische Darstellung einer

alternativen Ausführungsvariante eines aus zwei einzelnen Bauteilen mittels einer stoffschlüssigen Verbindung gebildeten Hybridbauteils.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine auszubildende Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil 1 und einem flächig ausgeformten Bauteil 2 bei einem Adhäsionsmittelauftrag ohne

Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik dargestellt.

In Figur 2 ist schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine ausgebildete Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil 1 und einem flächig ausgeformten Bauteil 2 bei einem Adhäsionsmittelauftrag ohne

Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik dargestellt.

In einer ersten Ausführungsvariante ist das Profilbauteil 1 vorzugsweise I- förmig ausgebildet und das Bauteil 2 ist vorzugsweise flächig ausgeformt. Dabei können das Profilbauteil 1 und das Bauteil 2 aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Aluminium, Stahl oder Kunststoff, gebildet sein oder beide aus dem gleichen Material bestehen.

Am Profilbauteil 1 ist ein im Wesentlichen ebener Flanschbereich 3 ausgeformt.

Das Bauteil 2 ist beispielsweise als herkömmlicher, im Wesentlichen flacher Blechabschnitt ausgeformt, auf weichen das Profilbauteil 1 mit seinem Flanschbereich 3 aufgesetzt wird. Zwischen dem Bauteil 2 und dem

Flanschbereich 3 des Profilbauteils 1 ist ein Adhäsionsmittel 4,

beispielsweise ein herkömmlicher Kleber, zumindest abschnittsweise angeordnet, welches eine Adhäsionsverbindung ausbildet. Bei einer Adhäsionsverbindung ohne Applikationstoleranz des

Adhäsionsmittels 4, wobei der raupen- und/oder linienförmige

Adhäsionsmittelauftrag, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, zentral in einem mittleren Bereich der auszubildenden Adhäsionsverbindung erfolgt, entspricht eine effektive Größe der Adhäsionsverbindung einer

Grundfläche 5 des Flanschbereichs 3 des Profilbauteils 1 . Dabei wird unter der Applikationstoleranz eine Abweichung der Lage der Mittellinie Mi des Flanschbereichs 3 von einer Lage einer Mittellinie M ₂ des

Adhäsionsmittels 4 verstanden. Bei einem Adhäsionsmittelauftrag ohne Applikationstoleranz sind die Mittellinien Mi und M ₂ deckungsgleich angeordnet.

In Figur 3 ist schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine auszubildende Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil 1 und einem flächig ausgeformten Bauteil 2 bei einem Adhäsionsmittelauftrag mit

Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik dargestellt.

In Figur 4 ist schematisch eine stirnseitige Ansicht auf eine ausgebildete Adhäsionsverbindung zwischen einem Profilbauteil 1 und einem flächig ausgeformten Bauteil 2 bei einem Adhäsionsmittelauftrag mit

Applikationstoleranz nach dem Stand der Technik dargestellt.

Dabei erfolgt der raupen- und/oder linienförmige Adhäsionsmittelauftrag außermittig im Bereich der auszubildenden Adhäsionsverbindung, so dass die Lage der Mittellinie M ₂ des Adhäsionsmittels 4 nicht deckungsgleich zur Lage der Mittellinie Mi des Flanschbereichs 3 ausgerichtet ist. Dadurch erfolgt eine Verteilung des Adhäsionsmittels 4 unter dem Flanschbereich 3 ungleichmäßig. Dadurch benetzt das Adhäsionsmittel 4 die Grundfläche 5 des Flanschbereichs 3 nicht vollständig, so dass die effektive Größe der Adhäsionsverbindung im Vergleich zur Grundfläche 5 des Flanschbereichs 3 und eine daraus resultierende Belastbarkeit der

Adhäsionsverbindung verkleinert ist.

In den Figuren 5 bis 8 ist schematisch ein Verfahrensablauf zur

erfindungsgemäßen Ausbildung einer Adhäsionsverbindung zwischen dem Profilbauteil 1 und dem flächig ausgeformten Bauteil 2 bei einem

Adhäsionsmittelauftrag mit Applikationstoleranz dargestellt.

Dabei ist entlang einer Längsausdehnung des Flanschbereichs 3 des Profilbauteils 1 zumindest ein Prägeabschnitt 6 im Bauteil 2 angeordnet. Dabei ist der Prägeabschnitt 6 korrespondierend zum Flanschbereich 3 ausgeformt, insbesondere entspricht einen Breite Bi des Flanschbereichs 3 einer Breite B ₂ des Prägeabschnitts 6. Dieser Prägeabschnitt 6 ist vorzugsweise als herkömmliche Vertiefung ausgeformt und wird mittels eines herkömmlichen Prägeverfahrens in das Bauteil 2 eingebracht. Der Prägeabschnitt 6 ist in einer vom Profilbauteil 1 wegweisenden Richtung erhaben ausgeformt.

Eine Höhe H des Prägeabschnitts 6 ist korrespondierend zu einer

Mindestschichtdicke des Adhäsionsmittels 4 der Adhäsionsverbindung ausgebildet.

Bei der Herstellung der Adhäsionsverbindung zwischen dem Bauteil 2 und dem Flanschbereich 3 des Profilbauteils 1 erfolgt der raupen- und/oder Hnienförmige Adhäsionsmittelauftrag zentral im Prägeabschnitt 6. Dann wird das Profilbauteil 1 auf das Bauteil 2 und das Adhäsionsmittel 4 aufgesetzt. Dabei wird eine zur Ausbildung der Adhäsionsverbindung notwendige Presskraft P vorzugsweise im Flanschbereich 3 in das Profilbauteil 1 eingeleitet. Durch die Presskraft P bedingt wird das Adhäsionsmittel 4 gleichmäßig im Prägeabschnitt 6 verteilt. Sollte dabei eine

Applikationstoleranz des Adhäsionsmittels 4 auftreten, stößt das sich ausbreitende Adhäsionsmittel 4 beim Niederdrücken des Profilbauteils 1 an eine Seitenkante 7 des Prägeabschnitts 6 wie in Figur 7 dargestellt, wodurch ein Fließwiderstand des Adhäsionsmittels 4 signifikant erhöht ist. Dadurch wird eine Fließrichtung des Adhäsionsmittels 4 vorwiegend in Richtung der gegenüberliegenden Seitenkante 8 des Prägeabschnitts 6 gelenkt, so dass trotz Applikationstoleranz des Adhäsionsmittels 4 eine gleichmäßige Verteilung des Adhäsionsmittels 4 im Prägeabschnitt 6 und an der Grundfläche 5 des Flanschbereichs 3 erfolgt.

In Figur 9 ist schematisch eine perspektivische Darstellung einer

alternativen Ausführungsvariante eines aus zwei einzelnen Bauteilen 1 und 2 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung gebildeten Hybridbauteils 9 dargestellt.

Das Hybridbauteil 9 ist vorzugsweise aus einem u-förmigen Profilbauteil 1 und einem flächig ausgeformten Bauteil 2 gebildet. Dabei können das Profilbauteil 1 und das Bauteil 2 aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Aluminium, Stahl oder Kunststoff, gebildet sein oder beide aus dem gleichen Material bestehen.

Am u-förmigen Profilbauteil 1 ist beidseitig jeweils ein im Wesentlichen ebener Flanschbereich 3 ausgeformt.

Das Bauteil 2 ist beispielsweise als herkömmlicher, im Wesentlichen flacher Blechabschnitt ausgeformt, auf weichen das u-förmige Profilbauteil 1 mit seinen Flanschbereichen 3 derart aufgesetzt wird, dass zwischen

Profilbauteil 1 und Bauteil 2 ein Innenraum 10 gebildet ist.

Zwischen dem Bauteil 2 und den Flanschbereichen 3 des Profilbauteils 1 ist das Adhäsionsmittel 4 abschnittsweise angeordnet, welches eine

Adhäsionsverbindung ausbildet. Entlang einer Längsausdehnung der Flanschbereiche 3 des Profilbauteils 1 ist eine Mehrzahl von Prägeabschnitten 6 im Bauteil 2 angeordnet. Diese Prägeabschnitte 6 sind vorzugsweise als herkömmliche Vertiefung ausgeformt und werden mittels eines herkömmlichen Prägeverfahrens in das Bauteil 2 eingebracht. Die Prägeabschnitte 6 sind in Richtung des Profilbauteils 1 erhaben ausgeformt und derart zwischen Profilbauteil 1 und Bauteil 2 angeordnet, dass sie die linienförmige oder nahezu linienförmige Adhäsionsverbindung entlang der Flanschbereiche 3 unterbrechen.

Eine Höhe H der Prägeabschnitte 6 ist korrespondierend zu einer

Mindestschichtdicke des Adhäsionsmittels 4 der Adhäsionsverbindung ausgebildet. Die Prägeabschnitte 6 sind derart korrespondierend zu den Flanschbereichen 3 ausgebildet, dass das auf dem Bauteil 2 angeordnete Profilbauteil 1 mit seinem Flanschbereichen 3 zumindest abschnittsweise auf den Prägeabschnitten 6 aufliegt. Dabei können die Prägeabschnitte 6 die Flanschbereiche 3 seitlich und/oder endseitig überragen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können in den

Prägeabschnitten 6 und in den Flanschbereichen 3 Aussparungen 1 1 angeordnet sein, welche korrespondierend ausgeformt sind und

vorzugsweise deckungsgleich übereinander angeordnet werden.

Im Verlauf des Flanschbereichs 3 sind somit Prägeabschnitte 6 und mit Adhäsionsmittel 4 beschichtete Abschnitte in der in Figur 1 dargestellten Weise abwechselnd angeordnet. Insbesondere im Bereich der

Prägeabschnitte 6 ist dabei kein Adhäsionsmittel 4 angeordnet.

Auf diese Weise ist eine im Stand der Technik übliche großflächige stoffschlüssige Verbindung zwischen Profilbauteil 1 und Bauteil 2 vermieden. Besonders vorteilhafterweise sind die aus einer solchen großflächigen stoffschlüssigen Verbindung und den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der Werkstoffe von Profilbauteil 1 und Bauteil 2 resultierenden Oberflächenunebenheiten, wie beispielweise Beulen oder Wellen, im Hybridbauteil 9 sicher vermieden.

Bei der Herstellung der Adhäsionsverbindung zwischen dem Bauteil 2 und den Flanschbereichen 3 des Profilbauteils 1 wird das Adhäsionsmittel 4 zwischen den Prägeabschnitten 6 appliziert und das Profilbauteil 1 wird auf das Bauteil 2 aufgesetzt. Dabei wird eine zur Ausbildung der

Adhäsionsverbindung notwendige Presskraft vorzugsweise im Bereich über den Prägeabschnitten 6 in die Flanschbereiche 3 eingeleitet. Liegen die Flanschbereiche 3 formschlüssig auf den Prägeabschnitten 6 auf, ist das Adhäsionsmittel 4 im übrigen Flanschbereich 3 mit einer gleichmäßigen Mindestschichtdicke verteilt, welche der Höhe H der Prägeabschnitte 6 entspricht.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können in die

Aussparungen 1 1 in den Prägeabschnitte 6 und in den Flanschbereichen 3, welche deckungsgleich übereinander angeordnet werden, herkömmliche Dorne eingeführt werden, welche eine gleichmäßige Ausrichtung von Profilbauteil 1 und Bauteil 2 mit einer hohen Widerholgenauigkeit auch in einer Massenfertigung ermöglichen.

In einer alternativen Ausführungsform können in die Aussparungen 1 1 herkömmliche Befestigungsmittel reversibel eingebracht werden, welche nach einer Aushärtung des Adhäsionsmittels 4 entfernbar sind.

In einer weiteren vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Adhäsionsverbindung zwischen Profilbauteil 1 und Bauteil 2 zusätzlich mittels mehrerer unlösbarer Nietverbindungen, welche in den

Aussparungen 1 1 ausbildbar sind, gesichert werden. Bezugszeichenliste

1 Profilbauteil

2 Bauteil

3 Flanschbereich

4 Adhäsionsmittel

5 Grundfläche

6 Prägeabschnitt

7 Seitenkante

8 gegenüberliegende Seitenkante

9 Hybridbauteil

10 Innenraum

1 1 Aussparung

H Höhe

Bi, B ₂ Breite

Mi, M ₂ Mittellinie

P Presskraft