粘接剂分布装置以及用于借助粘接剂分布装置粘接空心型材的方法

摘要

本发明涉及一种用于在修理或修复空心型材(2)时使用的粘接剂分布装置(1)，包括连接体(10)，在该连接体中设置有由至少两个彼此连接的通道(12)构成的至少一个通道系统(11)，其中，至少一个通道(12)与用于将粘接剂注射到通道系统(11)中的注射开口(13)连接，此外每个通道(12)构造有至少一个流出开口(14)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的粘接剂分布装置以及一种根据权利要求7的特征的用于借助粘接剂分布装置粘接空心型材的方法。因此，本发明尤其是涉及一种用于在修理或修复空心型材时使用的粘接剂分布装置，所述粘接剂分布装置包括连接体，在该连接体中设置有由至少两个彼此连接的通道构成的至少一个通道系统，其中，至少一个通道与用于将粘接剂注射到通道系统中的注射开口连接，此外每个通道构造有至少一个流出开口。

背景技术

在本发明意义中，作为空心型材可理解为由简单的“圆形”、“方形”、“矩形”的基本形状以及不同于此的(周向封闭的)的形状(例如椭圆形)出发的所有复杂的型材几何结构以及可理解为这样的型材：这些型材至少局部地、优选在端侧具有这样的周向封闭的空心型材区段。

越来越多由纤维复合材料制成的结构型材被一般性用于车辆制造和飞机制造中。在车辆制造中存在这样的努力：使用轻的但高强度的承受得住可预期的负荷的型材。但是，总是一再出现的是：基于损坏、事故或其它因素，必须修理装入的结构型材。于是，修复措施所涉及的型材区段必须在受损位置上可靠地被修补。

由EP0561800B1例如已知一种方法，其中，首先将受损的纵向支承件在其与节点元件连接的连接位置上与该节点元件分离，并且随后由新的支承件将其替换。所述新的支承件通过螺纹件(这些螺纹件不仅贯穿节点元件的法兰而且也贯穿新的支承件)经由装入的螺母板在节点板上固定。但是，这种已知的连接解决方案主要在铝合金中和在金属型材中具有优点，因为由此可避免基于熔焊而在焊接区域中强度降低的连接。在该现有技术中还提及许多其它修理方法，其中，通常使用机械连接元件(例如连接套筒、折叠器(Doppler)、连接接头或类似物)，以便将修理型材固定在其上。然而，这些措施出于各种原因不适于在车辆制造中用于修理塑料复合型材。缺点例如在于，缺少用于能够完全插入并安装连接接头的可接近性，因为这些连接接头不能被安装在型材外部，而必须这样被插入，使得它们在该位置上不明显改变车辆的外轮廓。

在车辆制造中，越来越多地在修理时将各连接型材彼此粘接。在现有技术中已知的一种措施是注射粘接。

注射粘接是这样的制造工艺，其中，液态材料(更确切地说，粘接剂)被填充也就是说被注射到固定包围的空间中，以便在那里固化。不同于其它典型的粘接方法的是，在接合待连接的各构件之后才施加粘接剂。在注射粘接剂时，例如使用静液压力或毛细作用力，以便实现粘接剂分布。与配合面制造相反，在注射粘接剂时附着到所涉及的各表面上是期望的。

由公开文献DE102012012298A1已知一种注射粘接方法和一种相应的用于将接合件粘接在一起的粘接装置，所述接合件在它们的待接合在一起的端面上具有粘接面，所述粘接装置尤其用于将转子页片半壳体粘接在一起成为用于风力设备的转子页片。在此提出，通过注射粘接将接合件彼此粘接，其中，将粘接剂注射到接合件的各粘接面之间的粘接接缝中。

在注射粘接中，完全填充为粘接剂设置的注射空间是有问题的。因为毛细作用现象、型材几何结构、粘接面的表面特性以及粘接剂的粘度构成影响因素，所以在注射粘接中被证明不利的是，不充分的粘接剂输入常常导致粘接失效或者粘接构成为令人不满意的。因为在车辆制造中越来越多地使用具有复杂几何结构的复合材料、例如碳纤维增强的复合材料，所以该不利的效果还更强。

此外，在车辆中注射粘接碳纤维增强的空心型材构件时，使用密封装置或密封元件，以便防止在注射粘接中不期望的粘接剂流出。在该修复方法中，受损的空心型材在待修理的区域中被分割开并且随后将修理型材推入到空心型材中。所述修理型材具有端侧的装配区段，所述装配区段具有密封装置、优选两个密封装置，这些密封装置在侧面限定用于注入粘接剂的空间并且沿轴向的插入方向以及朝向型材内部地密封待粘接的各连接面。然后，用粘接剂通常以大致与被压缩的密封装置的厚度大小相应的粘接剂厚度通过适合地安装的注射开口填充构成在各密封装置之间的空间。

除了上面所提及的充分填充的缺点之外，在传统的注射粘接方法中还存在一系列另外的实际问题。另外列举以下缺点：

-在注射粘接剂时，高注射压力总是一再导致密封失效；

-在将各构件接合在一起时，机械的相互作用和密封装置的作用方式由在参与的各型材的外径和内径之间的公差链以及密封装置的公差共同限定；

-在装配修理型材时，密封装置可能过于贴靠在对应密封面上，使得在不损坏密封装置的情况下或在密封装置不进行不期望的移动的情况下，不能或仅能困难地实现简单的插接；以及

-具有与被分离出的型材区段相同的型材长度的修理型材的“剪切的”接合、也就是说侧向装入是不可能的。

此外应考虑，现场装配也必须在难以接近的位置上进行，并且上述情况显著增加了装配和修复的难度。不充分的粘接导致又必须高成本和高劳动强度地消除的间接损失。

发明内容

在该背景下，本发明的任务是，克服上述缺点并且提供一种简单、可靠且通用的方法以及装置，用于连接各空心型材(尤其用于修理措施)。在塑料复合构件的车辆修理中，此外存在使用可再现的标准化的修理方法的需求，以便确保修理的质量和可靠性。

该任务借助具有权利要求1特征的粘接剂分布装置以及借助具有权利要求7的特征的用于连接这种型材的方法来解决。

在此，本发明的基本构思在于，并非如由现有技术中已知的那样仅通过一个注射开口将粘接剂施加到各粘接面之间的粘接剂间隙中，而是提供一种具有集成的用于有针对性地多向分布粘接剂的通道系统的粘接剂分布装置，其中，该通道系统具有多个有针对性定位的流出开口(出口)，这些流出开口因此将粘接剂供应给粘接剂间隙中的不同位置。通过这种方式实现均匀且完全地填充粘接剂腔的、也就是说整个粘接剂间隙。粘接剂可与流出开口的数量相应地从通道系统中沿流动前沿均匀分布。

据此，根据本发明规定一种用于在修理或修复空心型材时使用的粘接剂分布装置，所述粘接剂分布装置包括连接体，在该连接体中设置包括至少两个彼此连接的通道的至少一个通道系统，其中，至少一个通道与用于将粘接剂注射到通道系统中的注射开口连接，此外每个通道构成有至少一个流出开口。在此，所述连接体可由任何适合的材料构成、但优选由有利于加工的轻的材料构成。可根据型材几何结构适当选择通道布置和流出开口的位置。

在本发明的一种有利实施方式中，连接体包括两个注射开口和两个通道系统，分别在该连接体的一个插入侧的区段中。这就此而言是合适的，因为由此能够以根据本发明的方式使修理型材与待修理的空心型材简单且可靠地连接。为此，连接件包括具有第一通道系统的第一区段，该第一区段按规定应位于待修理的空心型材的端侧的端部区段中，而另一区段则设置位于修理型材中。

此外有利地规定，所述通道系统构成为多向的通道系统，这些通道系统可将注射通过相应的注射开口的粘接剂沿不同空间方向导向到连接体的侧面。在此，尤其优选通道这样的构造，其中，相应的流出开口构成在连接体的与该流出开口相配的侧面中。

在本发明的一种有利的实施方式中，通道系统的各两个或多个通道通过至少一个连接点或多向的节点彼此连接，使得通道系统能通过仅一个共同的注射开口实现粘接剂分布。因此，例如两个通道可竖直地并且另外两个通道可水平地延伸穿过连接件，其中，这四个通道相交于一个共同的交叉点。在这些通道之一上有用于注射粘接剂的开口。其余三个通道通入相应的侧面中，所涉及的通道的流出开口在这些侧面中。

此外有利地规定，所述连接体在外部环绕地沿其侧面(指在推入状态中与空心型材的内壁表面对置的并且构成粘接间隙的侧面)分别与所述注射开口相邻地具有各两个环绕的连接片。因此，连接片在粘接剂分布装置的端面上产生阶梯部和边界。在本发明的一种尤其有利的构造方案中，使连接片这样确定尺寸和成型，使得一旦连接体接合到空心型材中，这些连接片就贴靠在待修理的空心型材的内轮廓上。通过这种方式，粘接间隙顺着和逆着接合方向被两个连接片限定，由此形成粘接剂腔并且由此注射的粘接剂只能在粘接剂腔内扩散。但是如果在所述连接片和内壁之间按规定或基于构件公差尚留存有最小或限定的相对小的气隙，那么连接片尽管如此也用作阻挡物。然而，在这种不那么有利的情况下，粘接剂少量地通过保留的间隙流出到空心型材内部。此外可规定，在连接体的外周上在两个连接片的位置上设置有弹性密封唇，这些密封唇在接合状态中密封地贴靠在空心型材的内壁上。

本发明的另一方面涉及一种用于以修理型材修理空心型材、优选例如车辆的纤维复合空心型材的方法。在该修复方法中，受损的空心型材在待修理的区域中被分割开，并且随后将修理型材推入到空心型材中并且借助上面所描述的粘接剂分布装置与型材粘接连接，其中，借助至少下述步骤实施所述方法：

a)为当前修理任务提供合适的粘接剂分布装置，其中，该粘接剂分布装置具有与待修理的空心型材或修理型材的内轮廓相对应的、但在横截面方面缩小的外轮廓；

b)根据粘接剂分布装置的现有的注射开口的数量，将一个或多个壁侧的开口引入到空心型材和/或修理型材中；

c)使粘接剂分布装置以各一个连接区段这样引入到空心型材中以及修理型材中，使得在步骤b)中引入的各开口与对应的所述注射开口分别对齐，更确切地说在构成环绕的粘接间隙的情况下；

d)将粘接剂通过注射开口注射到粘接剂分布装置的所述通道系统中，直至粘接间隙或粘接剂腔完全填充有粘接剂。

本发明的一种尤其有利的实施方式涉及修理型材到待修理的空心型材中的“剪切的”、也就是说侧向的接合。在此，步骤c)以三个子步骤进行，其中，在第一步骤中，将粘接剂分布装置完全推入到所述两型材之一中，在第二步骤中，将两型材(以它们的端面对齐地)相对彼此定位，并且在第三步骤中，将粘接剂分布装置如此程度地移动或又拉出到另一型材中，使得在各型材之间实现内部连接。在此，粘接剂分布装置移动直至型材中的分别按规定设置的开口与相对应的注射开口分别对齐。

尤其优选一种实施方式，其中，在相应的各型材中的开口的横截面大于相对应的流入开口的开口横截面，使得在步骤d)中在完全填充粘接间隙之后多余的粘接剂立即从相应的开口中流出。

本发明的另一方面涉及一种修理型材，所述修理型材包括空心型材区段和与空心型材区段连接的、如上详细描述的粘接剂分布装置。通过这种方式可将修理型材和粘接剂分布装置集成为一个构件，使得修理型材已经集成地具有包括用于分布粘接剂的通道系统的相应的连接体。

附图说明

本发明的其它有利的扩展方案在各从属权利要求中给出或在下面参照附图与本发明的优选实施方案的说明结合地详细阐述。

附图如下：

图1示出在中间被分割开的空心型材的示意性侧视图，包括一个修理型材和两个根据本发明的粘接剂分布装置；并且

图2示出沿图1中的剖切线A-A的示意性的剖面图，其中，粘接剂分布装置部分推入到同样示出的空心型材中。

具体实施方式

图1示出在中间被分割开的空心型材2的示意性侧视图，出于修理目的或修复目的，从该空心型材中分离出未示出的空心型材区段。在分离出的区段的上方示出长度合适的修理型材3。此外示出两个根据本发明的粘接剂分布装置1，其中，左侧的粘接剂分布装置1部分推入到空心型材2中。

图2作为沿图1中的剖切线A-A的剖面图示出粘接剂分布装置1。在图2中示出的粘接剂分布装置1包括连接体10，在该连接体中分别在左连接体区段10a和右连接体区段10b中设置有两个分开的通道系统11，如示意性地在图1中示出的那样。

通道系统11包括四个彼此连接的通道12，其中，两个竖直地和两个水平地穿过连接体10延伸。这四个通道12相交于一个共同的交叉点16。从上而来的通道12与用于将粘接剂注射到通道系统11中的注射开口13连接。此外可见，另外的三个通道12中的每个通道构成有流出开口14。

因此，每个通道系统11构成多向的通道系统11。通过位于开口4下方的注射开口13将粘接剂注射到相应的上通道12中。粘接剂根据借助箭头表示的流动运动在粘接间隙3中沿不同的空间方向分布。

注射的粘接剂可沿不同方向达到连接体10的各侧面15a、15b、15c、15d中的流出开口14。此外可见，水平构造在连接体10中的通道12并非设置在连接体中间，而是安置在连接体的上三分之一处。由此，在注射粘接剂之后产生这样的流动特性，其中，首先竖直的上通道12被填充，随后两个水平的通道12被填充，并且然后粘接剂在连接体的各侧面上流出到粘接间隙3中。在粘接间隙3中，相应于粘接剂的流动运动形成流动前沿。在粘接剂也从竖直的下通道12通过流出开口14从下侧面15b流出之后，从流出开口14流出的粘接剂的流动前沿彼此相向流动并且首先在下方的角上相会，以便于是随后也填充粘接剂腔的上部。

粘接剂的侧向流出(也就是说顺着和逆着在图1中的水平箭头方向的流出)通过如下方式被有效避免：连接体10环绕地沿侧面15a、15b、15c、15d、更确切地说分别与两个注射开口13相邻地具有两个环绕的连接片19作为阻挡物。

相应的开口4具有与相应的注射开口13相比增大的横截面，使得在完全填充粘接间隙3之后，多余的粘接剂从开口14中流出，使得开口14同时也具有指示开口的功能。

下面参考图1可阐述用于借助所示出粘接剂分布装置1用修理型材3修理空心型材2的方法：

所述两个粘接剂分布装置1具有基本上对应于待修理的空心型材2和修理型材3的内轮廓的、但在横截面方面缩小的外轮廓。将壁侧的开口4引入到空心型材2和修理型材3中。在这之后将粘接剂分布装置1以其连接区段10a引入到空心型材2中并且以其连接区段10b引入到修理型材3中，使得相应的开口4与相应的注射开口13分别对齐。

接着，将粘接剂经由注射开口13注射到通道系统11中，直至所涉及的粘接间隙3完全填充有粘接剂。

本发明在其实施方面不受限于上面所给出的优选实施例。而是可考虑许多变型方案，其即使在基本上不同方式的实施中也利用所示出的解决方案。因此，例如粘接剂分布装置可具有仅一个唯一的(也就是说，一个用于空心型材和修理型材的共同的)通道系统。