本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的特征的粘接劑分布裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求7的特征的用于借助粘接劑分布裝置粘接空心型材的方法。因此，本發(fā)明尤其是涉及一種用于在修理或修復空心型材時使用的粘接劑分布裝置，所述粘接劑分布裝置包括連接體，在該連接體中設置有由至少兩個彼此連接的通道構(gòu)成的至少一個通道系統(tǒng)，其中，至少一個通道與用于將粘接劑注射到通道系統(tǒng)中的注射開口連接，此外每個通道構(gòu)造有至少一個流出開口。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明意義中，作為空心型材可理解為由簡單的“圓形”、“方形”、“矩形”的基本形狀以及不同于此的(周向封閉的)的形狀(例如橢圓形)出發(fā)的所有復雜的型材幾何結(jié)構(gòu)以及可理解為這樣的型材：這些型材至少局部地、優(yōu)選在端側(cè)具有這樣的周向封閉的空心型材區(qū)段。
越來越多由纖維復合材料制成的結(jié)構(gòu)型材被一般性用于車輛制造和飛機制造中。在車輛制造中存在這樣的努力：使用輕的但高強度的承受得住可預期的負荷的型材。但是，總是一再出現(xiàn)的是：基于損壞、事故或其它因素，必須修理裝入的結(jié)構(gòu)型材。于是，修復措施所涉及的型材區(qū)段必須在受損位置上可靠地被修補。
由EP0561800B1例如已知一種方法，其中，首先將受損的縱向支承件在其與節(jié)點元件連接的連接位置上與該節(jié)點元件分離，并且隨后由新的支承件將其替換。所述新的支承件通過螺紋件(這些螺紋件不僅貫穿節(jié)點元件的法蘭而且也貫穿新的支承件)經(jīng)由裝入的螺母板在節(jié)點板上固定。但是，這種已知的連接解決方案主要在鋁合金中和在金屬型材中具有優(yōu)點，因為由此可避免基于熔焊而在焊接區(qū)域中強度降低的連接。在該現(xiàn)有技術(shù)中還提及許多其它修理方法，其中，通常使用機械連接元件(例如連接套筒、折疊器(Doppler)、連接接頭或類似物)，以便將修理型材固定在其上。然而，這些措施出于各種原因不適于在車輛制造中用于修理塑料復合型材。缺點例如在于，缺少用于能夠完全插入并安裝連接接頭的可接近性，因為這些連接接頭不能被安裝在型材外部，而必須這樣被插入，使得它們在該位置上不明顯改變車輛的外輪廓。
在車輛制造中，越來越多地在修理時將各連接型材彼此粘接。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的一種措施是注射粘接。
注射粘接是這樣的制造工藝，其中，液態(tài)材料(更確切地說，粘接劑)被填充也就是說被注射到固定包圍的空間中，以便在那里固化。不同于其它典型的粘接方法的是，在接合待連接的各構(gòu)件之后才施加粘接劑。在注射粘接劑時，例如使用靜液壓力或毛細作用力，以便實現(xiàn)粘接劑分布。與配合面制造相反，在注射粘接劑時附著到所涉及的各表面上是期望的。
由公開文獻DE102012012298A1已知一種注射粘接方法和一種相應的用于將接合件粘接在一起的粘接裝置，所述接合件在它們的待接合在一起的端面上具有粘接面，所述粘接裝置尤其用于將轉(zhuǎn)子頁片半殼體粘接在一起成為用于風力設備的轉(zhuǎn)子頁片。在此提出，通過注射粘接將接合件彼此粘接，其中，將粘接劑注射到接合件的各粘接面之間的粘接接縫中。
在注射粘接中，完全填充為粘接劑設置的注射空間是有問題的。因為毛細作用現(xiàn)象、型材幾何結(jié)構(gòu)、粘接面的表面特性以及粘接劑的粘度構(gòu)成影響因素，所以在注射粘接中被證明不利的是，不充分的粘接劑輸入常常導致粘接失效或者粘接構(gòu)成為令人不滿意的。因為在車輛制造中越來越多地使用具有復雜幾何結(jié)構(gòu)的復合材料、例如碳纖維增強的復合材料，所以該不利的效果還更強。
此外，在車輛中注射粘接碳纖維增強的空心型材構(gòu)件時，使用密封裝置或密封元件，以便防止在注射粘接中不期望的粘接劑流出。在該修復方法中，受損的空心型材在待修理的區(qū)域中被分割開并且隨后將修理型材推入到空心型材中。所述修理型材具有端側(cè)的裝配區(qū)段，所述裝配區(qū)段具有密封裝置、優(yōu)選兩個密封裝置，這些密封裝置在側(cè)面限定用于注入粘接劑的空間并且沿軸向的插入方向以及朝向型材內(nèi)部地密封待粘接的各連接面。然后，用粘接劑通常以大致與被壓縮的密封裝置的厚度大小相應的粘接劑厚度通過適合地安裝的注射開口填充構(gòu)成在各密封裝置之間的空間。
除了上面所提及的充分填充的缺點之外，在傳統(tǒng)的注射粘接方法中還存在一系列另外的實際問題。另外列舉以下缺點：
-在注射粘接劑時，高注射壓力總是一再導致密封失效；
-在將各構(gòu)件接合在一起時，機械的相互作用和密封裝置的作用方式由在參與的各型材的外徑和內(nèi)徑之間的公差鏈以及密封裝置的公差共同限定；
-在裝配修理型材時，密封裝置可能過于貼靠在對應密封面上，使得在不損壞密封裝置的情況下或在密封裝置不進行不期望的移動的情況下，不能或僅能困難地實現(xiàn)簡單的插接；以及
-具有與被分離出的型材區(qū)段相同的型材長度的修理型材的“剪切的”接合、也就是說側(cè)向裝入是不可能的。
此外應考慮，現(xiàn)場裝配也必須在難以接近的位置上進行，并且上述情況顯著增加了裝配和修復的難度。不充分的粘接導致又必須高成本和高勞動強度地消除的間接損失。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
在該背景下，本發(fā)明的任務是，克服上述缺點并且提供一種簡單、可靠且通用的方法以及裝置，用于連接各空心型材(尤其用于修理措施)。在塑料復合構(gòu)件的車輛修理中，此外存在使用可再現(xiàn)的標準化的修理方法的需求，以便確保修理的質(zhì)量和可靠性。
該任務借助具有權(quán)利要求1特征的粘接劑分布裝置以及借助具有權(quán)利要求7的特征的用于連接這種型材的方法來解決。
在此，本發(fā)明的基本構(gòu)思在于，并非如由現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣僅通過一個注射開口將粘接劑施加到各粘接面之間的粘接劑間隙中，而是提供一種具有集成的用于有針對性地多向分布粘接劑的通道系統(tǒng)的粘接劑分布裝置，其中，該通道系統(tǒng)具有多個有針對性定位的流出開口(出口)，這些流出開口因此將粘接劑供應給粘接劑間隙中的不同位置。通過這種方式實現(xiàn)均勻且完全地填充粘接劑腔的、也就是說整個粘接劑間隙。粘接劑可與流出開口的數(shù)量相應地從通道系統(tǒng)中沿流動前沿均勻分布。
據(jù)此，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定一種用于在修理或修復空心型材時使用的粘接劑分布裝置，所述粘接劑分布裝置包括連接體，在該連接體中設置包括至少兩個彼此連接的通道的至少一個通道系統(tǒng)，其中，至少一個通道與用于將粘接劑注射到通道系統(tǒng)中的注射開口連接，此外每個通道構(gòu)成有至少一個流出開口。在此，所述連接體可由任何適合的材料構(gòu)成、但優(yōu)選由有利于加工的輕的材料構(gòu)成?？筛鶕?jù)型材幾何結(jié)構(gòu)適當選擇通道布置和流出開口的位置。
在本發(fā)明的一種有利實施方式中，連接體包括兩個注射開口和兩個通道系統(tǒng)，分別在該連接體的一個插入側(cè)的區(qū)段中。這就此而言是合適的，因為由此能夠以根據(jù)本發(fā)明的方式使修理型材與待修理的空心型材簡單且可靠地連接。為此，連接件包括具有第一通道系統(tǒng)的第一區(qū)段，該第一區(qū)段按規(guī)定應位于待修理的空心型材的端側(cè)的端部區(qū)段中，而另一區(qū)段則設置位于修理型材中。
此外有利地規(guī)定，所述通道系統(tǒng)構(gòu)成為多向的通道系統(tǒng)，這些通道系統(tǒng)可將注射通過相應的注射開口的粘接劑沿不同空間方向?qū)虻竭B接體的側(cè)面。在此，尤其優(yōu)選通道這樣的構(gòu)造，其中，相應的流出開口構(gòu)成在連接體的與該流出開口相配的側(cè)面中。
在本發(fā)明的一種有利的實施方式中，通道系統(tǒng)的各兩個或多個通道通過至少一個連接點或多向的節(jié)點彼此連接，使得通道系統(tǒng)能通過僅一個共同的注射開口實現(xiàn)粘接劑分布。因此，例如兩個通道可豎直地并且另外兩個通道可水平地延伸穿過連接件，其中，這四個通道相交于一個共同的交叉點。在這些通道之一上有用于注射粘接劑的開口。其余三個通道通入相應的側(cè)面中，所涉及的通道的流出開口在這些側(cè)面中。
此外有利地規(guī)定，所述連接體在外部環(huán)繞地沿其側(cè)面(指在推入狀態(tài)中與空心型材的內(nèi)壁表面對置的并且構(gòu)成粘接間隙的側(cè)面)分別與所述注射開口相鄰地具有各兩個環(huán)繞的連接片。因此，連接片在粘接劑分布裝置的端面上產(chǎn)生階梯部和邊界。在本發(fā)明的一種尤其有利的構(gòu)造方案中，使連接片這樣確定尺寸和成型，使得一旦連接體接合到空心型材中，這些連接片就貼靠在待修理的空心型材的內(nèi)輪廓上。通過這種方式，粘接間隙順著和逆著接合方向被兩個連接片限定，由此形成粘接劑腔并且由此注射的粘接劑只能在粘接劑腔內(nèi)擴散。但是如果在所述連接片和內(nèi)壁之間按規(guī)定或基于構(gòu)件公差尚留存有最小或限定的相對小的氣隙，那么連接片盡管如此也用作阻擋物。然而，在這種不那么有利的情況下，粘接劑少量地通過保留的間隙流出到空心型材內(nèi)部。此外可規(guī)定，在連接體的外周上在兩個連接片的位置上設置有彈性密封唇，這些密封唇在接合狀態(tài)中密封地貼靠在空心型材的內(nèi)壁上。
本發(fā)明的另一方面涉及一種用于以修理型材修理空心型材、優(yōu)選例如車輛的纖維復合空心型材的方法。在該修復方法中，受損的空心型材在待修理的區(qū)域中被分割開，并且隨后將修理型材推入到空心型材中并且借助上面所描述的粘接劑分布裝置與型材粘接連接，其中，借助至少下述步驟實施所述方法：
a)為當前修理任務提供合適的粘接劑分布裝置，其中，該粘接劑分布裝置具有與待修理的空心型材或修理型材的內(nèi)輪廓相對應的、但在橫截面方面縮小的外輪廓；
b)根據(jù)粘接劑分布裝置的現(xiàn)有的注射開口的數(shù)量，將一個或多個壁側(cè)的開口引入到空心型材和/或修理型材中；
c)使粘接劑分布裝置以各一個連接區(qū)段這樣引入到空心型材中以及修理型材中，使得在步驟b)中引入的各開口與對應的所述注射開口分別對齊，更確切地說在構(gòu)成環(huán)繞的粘接間隙的情況下；
d)將粘接劑通過注射開口注射到粘接劑分布裝置的所述通道系統(tǒng)中，直至粘接間隙或粘接劑腔完全填充有粘接劑。
本發(fā)明的一種尤其有利的實施方式涉及修理型材到待修理的空心型材中的“剪切的”、也就是說側(cè)向的接合。在此，步驟c)以三個子步驟進行，其中，在第一步驟中，將粘接劑分布裝置完全推入到所述兩型材之一中，在第二步驟中，將兩型材(以它們的端面對齊地)相對彼此定位，并且在第三步驟中，將粘接劑分布裝置如此程度地移動或又拉出到另一型材中，使得在各型材之間實現(xiàn)內(nèi)部連接。在此，粘接劑分布裝置移動直至型材中的分別按規(guī)定設置的開口與相對應的注射開口分別對齊。
尤其優(yōu)選一種實施方式，其中，在相應的各型材中的開口的橫截面大于相對應的流入開口的開口橫截面，使得在步驟d)中在完全填充粘接間隙之后多余的粘接劑立即從相應的開口中流出。
本發(fā)明的另一方面涉及一種修理型材，所述修理型材包括空心型材區(qū)段和與空心型材區(qū)段連接的、如上詳細描述的粘接劑分布裝置。通過這種方式可將修理型材和粘接劑分布裝置集成為一個構(gòu)件，使得修理型材已經(jīng)集成地具有包括用于分布粘接劑的通道系統(tǒng)的相應的連接體。
附圖說明
本發(fā)明的其它有利的擴展方案在各從屬權(quán)利要求中給出或在下面參照附圖與本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的說明結(jié)合地詳細闡述。
附圖如下：
圖1示出在中間被分割開的空心型材的示意性側(cè)視圖，包括一個修理型材和兩個根據(jù)本發(fā)明的粘接劑分布裝置；并且
圖2示出沿圖1中的剖切線A-A的示意性的剖面圖，其中，粘接劑分布裝置部分推入到同樣示出的空心型材中。
具體實施方式
圖1示出在中間被分割開的空心型材2的示意性側(cè)視圖，出于修理目的或修復目的，從該空心型材中分離出未示出的空心型材區(qū)段。在分離出的區(qū)段的上方示出長度合適的修理型材3。此外示出兩個根據(jù)本發(fā)明的粘接劑分布裝置1，其中，左側(cè)的粘接劑分布裝置1部分推入到空心型材2中。
圖2作為沿圖1中的剖切線A-A的剖面圖示出粘接劑分布裝置1。在圖2中示出的粘接劑分布裝置1包括連接體10，在該連接體中分別在左連接體區(qū)段10a和右連接體區(qū)段10b中設置有兩個分開的通道系統(tǒng)11，如示意性地在圖1中示出的那樣。
通道系統(tǒng)11包括四個彼此連接的通道12，其中，兩個豎直地和兩個水平地穿過連接體10延伸。這四個通道12相交于一個共同的交叉點16。從上而來的通道12與用于將粘接劑注射到通道系統(tǒng)11中的注射開口13連接。此外可見，另外的三個通道12中的每個通道構(gòu)成有流出開口14。
因此，每個通道系統(tǒng)11構(gòu)成多向的通道系統(tǒng)11。通過位于開口4下方的注射開口13將粘接劑注射到相應的上通道12中。粘接劑根據(jù)借助箭頭表示的流動運動在粘接間隙3中沿不同的空間方向分布。
注射的粘接劑可沿不同方向達到連接體10的各側(cè)面15a、15b、15c、15d中的流出開口14。此外可見，水平構(gòu)造在連接體10中的通道12并非設置在連接體中間，而是安置在連接體的上三分之一處。由此，在注射粘接劑之后產(chǎn)生這樣的流動特性，其中，首先豎直的上通道12被填充，隨后兩個水平的通道12被填充，并且然后粘接劑在連接體的各側(cè)面上流出到粘接間隙3中。在粘接間隙3中，相應于粘接劑的流動運動形成流動前沿。在粘接劑也從豎直的下通道12通過流出開口14從下側(cè)面15b流出之后，從流出開口14流出的粘接劑的流動前沿彼此相向流動并且首先在下方的角上相會，以便于是隨后也填充粘接劑腔的上部。
粘接劑的側(cè)向流出(也就是說順著和逆著在圖1中的水平箭頭方向的流出)通過如下方式被有效避免：連接體10環(huán)繞地沿側(cè)面15a、15b、15c、15d、更確切地說分別與兩個注射開口13相鄰地具有兩個環(huán)繞的連接片19作為阻擋物。
相應的開口4具有與相應的注射開口13相比增大的橫截面，使得在完全填充粘接間隙3之后，多余的粘接劑從開口14中流出，使得開口14同時也具有指示開口的功能。
下面參考圖1可闡述用于借助所示出粘接劑分布裝置1用修理型材3修理空心型材2的方法：
所述兩個粘接劑分布裝置1具有基本上對應于待修理的空心型材2和修理型材3的內(nèi)輪廓的、但在橫截面方面縮小的外輪廓。將壁側(cè)的開口4引入到空心型材2和修理型材3中。在這之后將粘接劑分布裝置1以其連接區(qū)段10a引入到空心型材2中并且以其連接區(qū)段10b引入到修理型材3中，使得相應的開口4與相應的注射開口13分別對齊。
接著，將粘接劑經(jīng)由注射開口13注射到通道系統(tǒng)11中，直至所涉及的粘接間隙3完全填充有粘接劑。
本發(fā)明在其實施方面不受限于上面所給出的優(yōu)選實施例。而是可考慮許多變型方案，其即使在基本上不同方式的實施中也利用所示出的解決方案。因此，例如粘接劑分布裝置可具有僅一個唯一的(也就是說，一個用于空心型材和修理型材的共同的)通道系統(tǒng)。