DE60213411T2

DE60213411T2 - Kraftfahrzeugbauteil

Info

Publication number: DE60213411T2
Application number: DE60213411T
Authority: DE
Inventors: Hein Koelman; Joseph Pádraig NAUGHTON
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004529797A; DE60213411D1; CA2450647C; BR0211001B1; US7401823B2; BR0211001A; RU2004100842A; CA2450647A1; CN101100197A; CN100341738C; WO2002102646A1; ATE334034T1; CN1525919A; US7185946B2; PT1401698E; RU2283256C2; US20070035159A1; KR20040014557A; US20030001410A1; US20050035609A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Automobilanordnung, insbesondere auf strukturelle Anordnungen, die am vorderen, bekannt als „vorderer Endträger", oder hinteren Teil eines Automobils angewendet werden, und auch auf Anordnungen zur Verwendung in Stoßfängersystemen. Die Erfindung beschäftigt sich besonders mit Automobilstrukturanordnungen, die ein verstärkendes Element und ein strukturelles Element aufweisen, welche miteinander durch einen Klebstoff verbunden werden (siehe EP-A-1084815).
Ein Automobilstoßfängersystem umfasst typischerweise eine „Stoßfängerstange" und eine „Stoßfängerverkleidung". Typischerweise ist eine Stoßfängerstange an das Fahrzeuggestell eines Automobils angebolzt und die Verkleidung wird mit dem Karosseriepaneel verbunden. Ein Stoßfängerstange ist typischerweise aus einem harten Material gemacht, zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium, um strukturelle Integrität und eine Aufprallreaktionsoberfläche bereitzustellen und kann als ein verstärkendes Element in einem Stoßfängersystem wirken. Die „Stoßfängerverkleidung" ist geformt, um an eine Energieabsorptionseinheit anzugrenzen oder mit ihr verbunden zu sein und auch um eine ästhetische Wirkung aufzuweisen, da es ein äußeres Teil des Stoßfängersystems ist. Eine „Stoßfängerverkleidung" kann typischerweise aus einem gegossenen Plastikmaterial angefertigt sein oder es umfassen.
Energieabsorptionseinheiten (EAE) können aus einem Metall, zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium, angefertigt sein oder auch aus Plastikmaterial angefertigt sein. Die EAE verdichtet sich oder verdreht sich auf einen Aufprall hin und absorbiert so die Energie des Aufpralls. Herkömmliche Plastikstoßfängerenergieabsorptionseinheiten können zum Beispiel durch Heizen von Verformungspunkten montiert werden, um so das Plastikmaterial der EAE mit der Verkleidung zusammenzuschweißen. Dieser Vorgang kann allerdings unerwünschte sichtbare Spuren auf der Verkleidung zurücklassen.
Die Verkleidung kann auch unter Verwendung von mechanischen Mitteln an die EAE angebracht werden.
Die EAE kann mit dem Stoßfängersystem verbunden sein oder kann sich in der Nähe der Stange, aber doch in einem Abstand von der Stange befinden. Typischerweise kann die EAE mit einer Stange unter Verwendung von mechanischen Befestigungsmitteln verbunden sein.
Wenn die Verkleidung und EAE oder die EAE und Stoßfängerstange miteinander an lokalisierten Punkten verbunden sind, kann man an diesen Punkten großen Beanspruchungen begegnen, die zum Versagen im Falle einer Kollision und zu weniger effizienten Absorption der Energie der Länge des Stoßfängersystems nach führen.
Der „vordere Endträger" (hiernach VET) für ein Automobil ist der Teil der Karosserie des Automobils, der die zwei Seiten der Vorderseite eines Automobils zusammenfügt, und quer ausgerichtet ist, um so eine Vorderseiten-, typischerweise ein Motorfach, zu umschließen. Der VET ist zu ästhetischen und funktionellen Zwecken ausgebildet und behaust typischerweise oder wird anderweitig verwendet um eine oder mehre Beleuchtungsanordnungen, das Kühlsystem und den die Motorhaube bei Schließung sichernden Verschluss zu tragen.
Herkömmlicherweise werden VET aus mindestens zwei Teilen angefertigt, einem strukturellen Element und einem verstärkenden Element.
Normalerweise umfasst das strukturelle Element, ob in einem VET oder einem Stoßfängersystem, ein Plastikmaterial, zum Beispiel Polypropylen, mit Glas gefülltes Polypropylen, oder Polyamide, das sich zum Gestalten in die gewünschte Form anbietet. Das Plastikstück des VET oder Stoßfängersystems wird herkömmlicherweise durch Giessen unter Verwendung von bekannten Techniken, die Formpressen oder Spritzgießen einschließen, hergestellt.
In einem VET wird das verstärkende Element angewendet, um Aufprallwiderstand bereitzustellen sowie um strukturelle Vorteile wie verbesserte Dauerhaftigkeit und Härte bereitzustellen. Die Verstärkung wird typischerweise aus Metall, zum Beispiel aus Stahl oder Aluminium angefertigt, kann aber auch aus anderen Verstärkung bietenden Materialien angefertigt werden. Das verstärkende Element wird typischerweise an ein strukturelles Element durch mechanisches Befestigen angebracht, zum Beispiel unter Verwendung von Bolzen und Schrauben. Allerdings bewirkt mechanisches Befestigen Beanspruchungskonzentrierungen an den Befestigungspunkten zischen dem Plastikguss und der Verstärkung, welche bewirken können, dass der VET mechanisch während Durchhaltetests versagt.
Als eine Alternative zum mechanischen Befestigen bei VETn, kann der Plastikguss ringsumher gegossen werden und mit der Verstärkung zum Beispiel durch die Bereitstellung von Löchern in den Verstärkungen verzahnen und der Plastikguss wird vor Ort geformt, um so die beiden Stücke zusammen zu sichern. Dieser Vorgang ist nichtsdestoweniger teurer als das Montieren des Plastikgusses und der Verstärkung unter Verwendung von mechanischem Befestigen und stellt auch geringere Verformbarkeit bereit. Ferner können das Design und die Effektivität bei der Verwendung der Verstärkung durch das Vorhandensein von mehreren Löchern und strukturell weniger effektiver Geometrie, welche zur Ausgestaltung des Plastikgusses vor Ort von Nöten sind, beeinträchtigt werden.
Aufgrund der niedrigen Oberflächenspannung der Plastikmaterialien kleben traditionelle Klebstoffe nicht effektiv an Plastikmaterialien der in VET verwendeten Art und dieser, die in Stoßfängersystemen verwendet werden können. An sich wird angenommen, dass Klebstoffe zur Herstellung von VETn, Stoßfängersystemen und ähnlichem bislang nicht angewendet worden sind.
Klebstoffe zur Verwendung beim Kleben von Materialien mit energiearmer Oberfläche sind jedoch bekannt. Zum Beispiel offenbart US-A-5795657 Klebstoffzusammensetzungen, von denen gesagt wird, dass sie eine ausgezeichnete Adhäsion an eine Vielfalt von Substraten besonders an Polymere mit energiearmer Oberfläche aufweisen. Der in diesem Dokument offenbarte Klebstoff bezieht sich auf Organoboranpolyaminkomplexe und besonders auf Komplexe, in dem Polyamin ein Reaktionsprodukt eines im gefärbten primären Amin gelösten Materials ist, und das Material über mindestens zwei mit einem primären Amin reaktiven Gruppen mit einem Überschuss an primären Amingruppen zu mit einem primären Amin reaktiven Gruppen verfügt. Die Komplexe können in Systemen verwendet werden, die die Polymerisation von Acrylmonomer initiieren, um Acrylklebstoffzusammensetzungen zu liefern. Solche Zusammensetzungen sollen zum Kleben von Plastik von energiearmer Oberfläche und Polymersubstraten nützlich sein. USa-5795657 weist auf Organoboranaminkomplexe hin, die in Acrylklebstoffen verwendet werden, und welche in strukturellen und halbstrukturellen Anwendungen, Glass-/Metallkleben und Kleben anderer Arten von Materialien eingeschlossen, verwendet werden können. Bezug wird auf Kleben von Plastik an einer Reihe von Materialtypen genommen, von denen Metall einer ist.
USa-5691065 bezieht sich auf Organoboranaminkomplexe und Acrylklebstoffe, die ein auf diesem Komplexen basierendes Initiatorsystem enthalten. Die Klebstoffe sind besonders beim Kleben von Substraten mit energiearmer Oberfläche wie Polyethylen, Polypropylen und Polytetrafluorethylen nützlich. In den Beispielen in diesem Dokument liefern die Beispiele 14 bis 18 Daten, die die Adhäsion eines Polyethylensubstrats oder eines Polytetrafluorethylensubstrats betreffen. Beispiele 121 bis 125 umfassen zusätzlich die Bezugnahme auf ein Polypropylensubstrat, das mit einem Substrat des gleichen Materials gebunden wird.
Diese Dokumente des Standes der Technik erwägen nicht die Verwendung von Klebstoffen, um verstärkende Komponenten an Plastikgüsse in Automobilanwendungen zu kleben, in denen eine Kombination von praktischen und technischen Kriterien erfüllt werden müssen. Insbesondere findet sich in diesen Dokumenten keine Andeutung, dass Klebstoffe in VETn oder Stoßfängersystemen angewendet werden können, die der Art ihres Gebrauchs wegen dem Aufprall und großen Beanspruchungen und Belastungen ausgesetzt sind.
Angesichts des weit verbreiteten Konsumentengebrauchs von Automobilen, sind Sicherheitsaspekte wie verbesserte Unfallhemmung, Dauerhaftigkeit und Härte des VET und Robustheit, Widerstand gegen Hitze, chemische Trägheit und Wiederherstellbarkeit der Stoßfängersysteme nach Aufprallen bei niedriger Geschwindigkeit, zusammen mit Kosten und der Herstellungsflexibilität für das Design und die Herstellung von Automobilen kritisch.
Die bekannte Technik des mechanischen Befestigens des verstärkenden Elements an das strukturelle Element weist Nachteile was die strukturelle Einschränkungen und Beanspruchungskonzentrierungen betrifft auf und das Ausbilden einer Komponente, zum Beispiel eines VETs oder Stoßfängersystems, durch Giessen des Plastiks vor Ort, zum Beispiel durch Löcher in der Verstärkung, ist kostspielig und unflexibel, was die Designextras beschränkt und auch die Produktionskosten steigert. Die Herstellung der Komponenten zur Verwendung in VET oder Stoßfängersystemen durch Giessen um die Verstärkung vor Ort erfordert, dass das Gusswerkzeug einen ergänzenden Entwurf zur verstärkenden Komponente aufweist, also erfordern jedwede Änderungen in dem Entwurf der verstärkenden Komponente Umgestaltungen an dem Gusswerkzeug, bringt daher weitere Verfahrenskomplikationen und -kosten mit sich. Also bleibt der Bedarf danach, die optimale Kombination von Sicherheit, Kosten und Herstellungsflexibilität zu verbessern.
Wir haben nun ein Verfahren gefunden, durch das das verstärkende Element an das strukturelle Plastikelement in Automobilanordnungen wie VETn oder Stoßfängersystemen befestigt werde kann, welches die Nachteile, die mit den bestehenden Verfahren zu ihrer Herstellung verbunden sind, verbessert oder beseitigt. Durch Anwenden von bestimmten Arten von Klebstoffen, die im Stande sind, energiearme Oberflächen wie Plastikmaterialen, die in VETn und Stoßfängersystemen verwendet werden, zu kleben, kann der Bedarf nach Befestigung durch mechanisches Befestigen oder Ausbildung durch Plastikgießen vor Ort um die verstärkende Komponente gesenkt oder vermieden werden.
Entsprechenderweise stellt ein erster Gesichtspunkt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Automobilanordnung bereit, die ein strukturelles Element umfasst, das aus einem gegossenen Plastikmaterial hergestellt ist, das eine energiearmer Oberfläche aufweist, und über ein an das strukturelle Element angebrachtes verstärkendes Element verfügt, und die Elemente über ergänzende Oberflächen verfügen, welches umfasst: das Auftragen eines Klebstoffes auf die ergänzende Oberfläche des strukturellen Elements und/oder des verstärkenden Elements, das in Kontakt Bringen der ergänzenden Oberflächen des verstärkenden und strukturellen Elements und das Einrichten der Festwerdung des Klebstoffes, um so das strukturelle Element mit dem verstärkenden Element zusammenzukleben, worin der Klebstoff im Stande ist, an ein Plastik mit energiearmer Oberfläche zu kleben.
Mit einem Plastik mit energiearmer Oberfläche sind Materialien gemeint, die über eine Oberflächenenergie von weniger als 45 mJ/m² verfügen, zweckdienlich weniger als 40 mJ/m² und wünschenswert weniger als 35 mJ/m², was beispielsweise Polypropylen und Polyamid umfasst. Wenn gewünscht, kann die Oberfläche des strukturellen Elements und/oder des verstärkenden Elements vor dem Auftragen des Klebstoffes zur Adhäsionsverbesserung behandelt oder grundiert werden. Zweckdienlich wird das strukturelle Element keiner Behandlung oder Grundierung unterzogen und der Klebstoff wird direkt auf die Oberfläche des strukturellen Elements aufgetragen.
Unter einem zweiten Gesichtspunkt sieht die Erfindung den Gebrauch eines Klebstoffes vor, der bei der Fabrikation einer Automobilanordnung, welche ein strukturelles Element, das einen Plastikguss mit energiearmer Oberfläche aufweist, und ein verstärkendes Element umfasst, im Stande ist, ein Substrat mit energiearmer Oberfläche zu kleben, um den Guss mit dem verstärkenden Element zusammenzukleben.
Unter einem dritten Gesichtspunkt, stellt die Erfindung eine Automobilanordnung bereit, die ein strukturelles Element umfasst, das aus einem gegossenen Plastikmaterial hergestellt ist, das eine energiearmer Oberfläche aufweist, und über ein an das strukturelle Element angebrachtes verstärkendes Element verfügt, und das strukturelle Element und verstärkende Element über ergänzende Oberflächen verfügen und durch einen Klebstoff miteinander befestigt sind, der, auf mindestens einem Teil der oder auf beiden ergänzenden Oberflächen, zum Kleben an ein Substrat mit energiearmer Oberfläche im Stande ist.
Die vorliegende Erfindung kann auch auf Automobilanordnungen angewendet werden, in denen ein Material an ein Material mit energiearmer Oberfläche gebunden werden soll, zum Beispiel in Systemen am „hinteren Ende" oder Systemen am „vorderen Ende" und in einem Stoßfängersystem.
Vorteilhafterweise erlaubt die Erfindung dem strukturellen Element und dem verstärkenden Element befestigt zu werden, nachdem das strukturelle Element hergestellt ist, und so werden die Nachteile des bekannten Verfahrens, in dem das strukturelle Element vor Ort geformt wird, vermieden. Folglich ist das Risiko, die Werkzeuge zur Herstellung des strukturellen Elements ändern zu müssen, wenn der Entwurf des verstärkenden Elements verändert wird, gemindert. Ferner werden Design und daher strukturelle Effektivität des verstärkenden Elements nicht durch von der Werkzeugvorrichtung auferlegte Einschränkungen der Geometrie, Gestaltung oder Ausmaße des verstärkenden Elements beeinträchtigt. Entsprechenderweise bietet die Erfindung was verbesserte Verfahrensflexibilität, Anordnungsdesign und Kosten betrifft Vorteile. Zusätzlich können Verstärkungen eines komplexen Designs angewendet werden, um einen höheren Verstärkungsgrad pro Gewichtseinheit der Verstärkung bereitzustellen. Diese Anordnung kann zusätzliche Zweckdienlichkeit was die Designflexibilität, gemindertes Gewicht mit allen daraus sich ergebenden Vorteile bieten.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügen das strukturelle Element und das verstärkende Element über ergänzende Ausformungen, zumindest teilweise, und sie werden durch Klebstoffauftragung auf einer oder auf beiden ergänzenden Stücken der Elemente zusammengeklebt, um so die beiden Stücke auf einem Bereich zu kleben, der bedeutend größer ist als der Bereich, der mit dem Verbinden der Stücke durch mechanisches Anbringen verbunden ist. Vorteilhafterweise verringert das Kleben des strukturellen Element und des verstärkende Element auf diese Weise die Beanspruchungskonzentrationen auf die Nahtstellen zwischen den zwei Elementen. Vorzugsweise werden das strukturelle Element und das verstärkende Element zusammen durch ein Kontinuum des Klebstoffes entlang der ergänzenden Flächen auf den zwei Elementen verbunden, um die Beanspruchungskonzentrationen auf einen bestimmten Punkt, wenn Last auf die Anordnung aufgelegt wird, zu verringern.
Die Automobilanordnung, zum Beispiel ein VET oder Stoßfängersystem, wird zweckdienlich durch Anwendung der bekannten Techniken zur Herstellung des strukturellen Elements, zum Beispiel Formpressen oder Spritzgießen, hergestellt.
Zweckdienlicherweise umfasst das strukturelle Element einen Plastikguss. Das Plastikmaterial umfasst vorzugsweise einen über ein eine niedrige Oberflächenspannung verfügendes Homo-Polymer, zum Beispiel ein Polyolefin, ein Polyamid, ein Polyphenyloxid und ein Polystyren oder ein Co-Polymer, zum Beispiel ein Polyalkylenterephtalat.
Bevorzugte Plastikmaterialien beinhalten Polypropylen, Polyamid, Polyamidlegierungen, Polyphenylenoxid-Polymere, Polyphenylenloxid-Legierungen, Polystyren-Polymere, Polystyren-Legierungen, Polybutylenterephtalat-Polymere und Polybutylenterephtalat-Legierungen. Das Plastikmaterial kann Faser enthalten, zum Beispiel kurze Glasfaser, lange Glasfaser, kurze Naturglasfaser oder lange Naturglasfaser.
Besonders bevorzugte Plastikmaterialien beinhalten mit kurzen Glasfasern gefülltes Polypropylen, mit langen Glasfasern gefülltes Polypropylen, mit Glasfasern gefülltes Polyamid und mit Glasfasern gefüllte Polyamid-Legierungen. – Plastikmaterialien, die besonders für die Verwendung in Stoßfängersystemen wie dem VET bevorzugt werden, beinhalten ungefülltes Polypropylen, mit Talkum gefülltes Polypropylen, mit Mineralien gefülltes Polypropylen.
Das verstärkende Element ist zweckdienlich aus einem Metal, zum Beispiel Stahl, Zink und Aluminium angefertigt, kann aber auch aus anderen Materialien angefertigt sein, die Verstärkung zu bieten im Stande sind. Das verstärkende Element kann mit Materialien beschichtet sein, die in der Automobilherstellung typischerweise angewendet werden, zum Beispiel Antikorrosionsmaterialien und Grundanstriche für zusätzliche Beschichtungen wie Farbe.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in der die Anordnung ein VET ist, ist das strukturelle Element aus mit Glas gefülltem Polypropylen und/oder Glas gefülltem Polyamid angefertigt und das verstärkende Element ist aus Stahl oder Aluminium hergestellt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung ein Stoßfängersystem und das strukturelle Element ist aus Polypropylen hergestellt und das verstärkende Element ist aus Stahl, Aluminium oder Polypropylen angefertigt.
In einem Stoßfängersystem ist der VET zweckdienlich zwischen der Stoßfängerverkleidung und der Stoßfängerstange angeordnet. Der VET verfügt vorzugsweise über einen allgemein wie ein „C" geformten Kreuzabschnitt. Die offenen Enden des wie ein „C" geformten VET können mit der Stange und der gegenüber liegende Seite des mit der Verkleidung verbundenen „C"s oder umgekehrt durch den Klebstoff verbunden sein. Dort, wo der VET durch den Klebstoff mit der Stange verbunden ist, ist der VET das strukturelle Element und die Stange das verstärkende Element. Dort, wo der VET durch den Klebstoff mit der Verkleidung verbunden ist, sind die Verkleidung und der VET für die vorliegenden Zwecke das strukturelle Element und verstärkende Element.
Das verstärkende Element und/oder strukturelle Element können/kann mit Konturen oder Kanäle vorgesehen sein, die sich mit der Oberfläche des anderen Elements ergänzen, um so verbesserten Kontakt und verbesserte Ausrichtung zwischen dem strukturellen und verstärkenden Element bereitzustellen. Die zweckdienliche Gestaltung der Elemente stellt verbesserten Widerstand gegenüber Beanspruchung bereit, da die Adhäsion zwischen den Elementen durch physikalischen Anschlag ergänzt werden kann, in Abhängigkeit zu der Richtung, in der die Beanspruchung ausgeübt wird.
Der in der vorliegenden Erfindung angewendete Klebstoff muss im Stande sein, ein Substrat mit energiearmer Oberfläche zu kleben und auch wirkungsvoll sein, um ein zweites Substrat mit energiearmer Oberfläche zu kleben, und ist vorzugsweise eine polymerisierbare Zusammensetzung.
In einem bevorzugten Verfahren werden das strukturelle Element und das verstärkende Element zusammengeklebt durch: Bereitstellen eines Klebstoffes, der eine polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, gemeinsames Kontaktieren der Komponenten des Klebstoffes unter Bedingungen, die die Polymerisation des Klebstoffes initiiert, Auftragen des Klebstoffes auf die ergänzenden Oberflächen des strukturellen Elements und/oder des verstärkenden Elements, das in Kontakt Bringen der ergänzenden Oberflächen des verstärkenden und strukturellen Elements und das Aushärten des Klebstoffs, um so die Elemente zu zusammenzukleben. Die Initiierung der Polymerisation des Klebstoffes kann vor oder nach der Auftragung des Klebstoffes auf eines der oder auf beide Elemente oder während des Auftragens oder als ein Ergebnis des Auftragens des Klebstoffes auf einem oder beiden Elementen durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform, umfasst der Klebstoff eine polymerisierbare Zusammensetzung, die einen Organoboran-/Aminkomplex und ein oder mehr Monomer(e), Oligomer(e) oder Polymer(e) umfasst, die über olefinische Ungesättigtheit verfügen, welche zur Polymerisation durch frei radikalische Polymerisation im Stande ist. Wahlweise kann der Klebstoff eine Verbindung umfassen, die eine Lösung des besagten Komplexes hervorruft, um so die Borane freizusetzen, um die Polymerisation eines oder mehrer über olefinische Ungesättigtheit verfügenden Monomere(s), Oligomere(s) oder Polymere(s) zu initiieren. Wird eine Verbindung angewendet, die eine Lösung des Komplexes hervorruft, wird sie bis die Initiierung der Polymerisation gewünscht wird getrennt vom Komplex aufbewahrt. Die polymerisierbare Zusammensetzung, welche das auflösende Mittel enthält, kann bei jeder gewünschten Temperatur, wie bei oder nahe der Umgebungstemperatur und unter der Umgebungstemperatur ausgehärtet werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt eine Automobilanordnung bereit, die ein strukturelles Element umfasst, das aus einem gegossenen mit Glas gefüllten Polypropylen und/oder mit Glas gefüllten Polyamid mit einer Oberflächenspannung von 45 mJ/m² angefertigt ist, und ein verstärkendes Element, das, aus Stahl, Zink und/oder Aluminium angefertigt, an das strukturelle Element befestigt ist, das strukturelle Element und das verstärkende Element ergänzende Oberflächen aufweisen und durch einen Klebstoff befestigt sind, der im Stande ist, an ein Substrat zu kleben, welches eine energiearme Oberfläche von weniger als 45 mJ/m² aufweist, zwischen mindestens einem Teil der ergänzenden Oberflächen angeordnet, um so diese zusammenzukleben, wobei der Klebstoff aus einer polymerisierbaren Verbindung gewonnen worden ist, umfassend

i) einen Organoboran-/Aminkomplex;
ii) ein oder mehr Monomere, Oligomere oder Polymere, die über olefinische Ungesättigtheit verfügen, welche zur Polymerisation durch frei radikalische Polymerisation im Stande ist und wahlweise
iii) eine Verbindung, die eine Lösung des besagten Komplexes hervorruft, um so die Borane freizusetzen, um die Polymerisation eines oder der mehreren über olefinische Ungesättigtheit verfügenden Monomere, Oligomere oder Polymere zu initiieren.

Zusätzliche besonders bevorzugte Aspekte der Erfindung sind ein Verfahren des Herstellens der Automobilanordnung, auf die im vorhergehenden Abschnitt Bezug genommen wird, und die Verwendung eines Klebstoffes, die in diesem Abschnitt in der Herstellungsbeschreibung der Anordnung beschrieben wird.
Klebstoffe und polymerisierbare Verbindungen, die in der Internationalen Patentanmeldungsschrift Nr. PCT/US00/33806 offenbart werden, werden besonders zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, um das strukturelle Element und das verstärkende Element zu kleben.
Die Amine, die verwendet werden, um die Organoboranverbindung zu komplexieren können Amine sein, die Organoboran komplexieren und die dekomplexiert werden können, wenn sie einem Dekomplexierungsmittel ausgesetzt werden. Bevorzugte Amine beinhalten die primären oder sekundären Amine oder Polyamine, welche primäre und sekundäre Amingruppen oder Ammoniak umfassen, wie in Zharov US 5,539,070 , Spalte 5, Zeile 41 bis 53 offenbart, hierin durch Verweisstelle eingegliedert, in Skoultchi US 5,006,982 , Spalte 2, Zeile 29 bis 58, hierin durch Verweisstelle eingegliedert, und in Pocius US 5,686,544 , Spalte 7, 29 bis Spalte 10, Zeile 36 offenbart, hierin durch Verweisstelle eingegliedert; Monthanolamin, sekundäres Dialkyldiamin oder Polyalkylenpolyamine; und aminendständige Reaktionsprodukte von Diaminen und Verbindungen, die zwei oder mehr mit Aminen reaktive Gruppen aufweisen, wie in Deviny US 5,883,208 , Spalte 7, Zeile 30 bis Spalte 8, Zeile 56 offenbart, hierin durch Verweisstelle eingegliedert. Hinsichtlich der von Deviny beschriebenen Reaktionsprodukte umfassen die bevorzugten diprimäre Amine diprimäre Alkylamine, diprimäre Arylamine, diprimäre Alkylarylamine und Polyoxyalkylendiiamine; und Verbindungen, die mit Aminen reaktiv sind, umfassen zwei oder mehr Gruppen von Carbonsäure, Carbonsäureester, Carbonsäurehalide, Aldehyde, Epoxide, Alkohole und Acrylatgruppen. Bevorzugte Amine umfassen n-Octylamin, 1,6-Diaminohexan (1,6-Hexandiamin), Diethylamin, Dibutylamin, Diethylentriamin, Dipropylendiamin, 1,3-Propylendiamin (1,3-Propandiamin), 1,2-Propylendiamin, 1,2-Ethandiamin, 1,5-Pantandiamin, 1,12-Dodecandiamin, 2-Methyl-1,5-pentandiamin, 3-Methyl-1,5-pentandiamin, Triethylentetraamin, Diethylentriamin. Bevorzugte Polyoxyalkylenpolyamine umfassen Polyethylenoxiddiamin, Polypropylenoxiddiamin, Triethylenglykolpropylendiamin, Polytetramethylenoxiddiamin und Polyethylenoxid-Co-Polypropylenoxiddiamin.
Insbesondere wird das Amin in dem Organoboran-/Aminkomplex zweckdienlich aus der Gruppe von Aminen ausgewählt, die Aminstrukturkomponenten aufweisen; aliphatische Heterocyclen, welche mindestens ein Stickstoff in dem heterocyclischen Ring aufweisen, worin die heterocyclische Verbindungen auch ein oder mehr Stickstoffatome, Sauerstoffatome, Schwefelatome oder Doppelbindungen im Heterocyclus enthalten können; primäre Amine, die zusätzlich eine oder mehr Wasserstoffbindungsakzeptgruppen aufweisen, worin sich mindestens zwei Kohlenstoffatome, vorzugsweise mindestens drei Kohlenstoffatome zwischen dem primären Amin und der Wasserstoffbindungsakzeptgruppe befinden, so dass aufgrund der inter- und intramolekularen Wechselbeziehungen innerhalb des Komplexes die Stärke der B-N-Bindung erhöht wird; und konjungierte Imine.
Bevorzugte Wasserstoffbindungsakzeptgruppen umfassen Folgendes: primäre Amine, sekundäre Amine, tertiäre Amine, Äther, Halogene, Polyäther oder Polyamine. Ein Heterocyclus wie hierin verwendet bezieht sich auf eine Verbindung, die ein oder mehr aliphatische Cyclusringe aufweisen, von denen einer der Ring Stickstoff enthält. Die Amidine oder konjungierte Imine können gerade oder verzweigte Ketten oder Cyclen sein.
Wünschenswerterweise ist das in dem Komplex verwendete Organoboran ein Trialkylboran oder ein Alkylcycloalkylboran. Vorzugsweise entspricht das Boran der Formel 1: B-(R¹)₃ Formel 1worin B Bor repräsentiert, und R¹ bei jedem Auftreten einzeln ein C_1-10-Alkyl, C_3-10-Alkyl oder zwei oder mehr von R¹ können sich verbinden, um einen cycloaliphatischen Ring zu bilden.
Wünschenswert ist R¹ ein C_1-4-Alkyl, sogar wünschenswerter ein C_2-4-Alkyl und am wünschenswertesten ein C_3-4-Alkyl. Unter den bevorzugten Organoboranen sind Triethylboran, Tri-iso-propylboran und Tri-n-butylboran.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Aminteil des Komplexes eine Verbindung, die ein primäres Amin und eine oder mehr Wasserstoffbindungsakzeptgruppen aufweist, worin sich mindestens zwei Kohlenstoffatome, vorzugsweise mindestens drei zwischen dem primären Amin und der Wasserstoffbindungsakzeptgruppe befinden.
Vorzugweise entspricht das Amin der Formel 2: NH₂(CH₂)_b(C(R²)₂)_aX (2)worin R² bei jedem Auftreten einzeln ein C_1-10-Alkyl oder C_3-10-Cycloalkyl ist; X eine Restakzeptwasserstoffbindung ist, a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und b bei jedem Auftreten einzeln ein ganze Zahl von 0 bis 1 ist und die Summe von a und b von 2 bis 10 reicht.
Vorzugsweise ist R² ein Wasserstoff oder ein Methyl.
Vorzugsweise ist X bei jedem Auftreten einzeln ein Restakzeptwasserstoff, und wenn der Feuchtigkeit akzeptierende Wasserstoff ein Amin ist, ist es wünschenswert ein tertiäres oder sekundäres Amin. Wünschenswerter ist X bei jedem Auftreten einzeln -N(R⁸)_e, OR¹⁰ oder ein Halogen, worin R⁸ bei jedem Auftreten einzeln C_1-10-Alkyl, C_3-10-Cycloalkyl oder (C(R²)₂)_d-W ist; R¹⁰ ist bei jedem Auftreten einzeln C_1-10-Alkyl, C_3-10-Cycloalkyl oder (C(R²)₂)_d-W; und e ist 0, 1 oder 2. X ist wünschenswerter -N(R¹⁰)₂ oder OR¹⁰.
R¹⁰ und R⁸ sind wünschenswert C_1-4-Alkyl oder -(C(R²)₂)_d-W, wünschenswerter C_1-4-Alkyl und am wünschenswertesten ein Methyl. W ist bei jedem Auftreten einzeln Wasserstoff oder C_1-10-Alkyl oder und wünschenswerter Wasserstoff und C_1-4-Alkyl.
Wünschenswert ist a 1 oder größer und wünschenswerter 2 oder größer. Wünschenswert ist a ungefähr 6 oder weniger und wünschenswerter ungefähr 4 oder weniger. Wünschenswert ist b ungefähr 1. Wünschenswert beträgt die Summe von a und b eine ganze Zahl um 2 oder größer und wünschenswerter 3 oder größer. Vorzugweise ist d bei jedem Auftreten einzeln ein ganze Zahl von 1 bis 4, wünschenswerter 2 bis 4 und am wünschenswertesten 2 oder 3.
Unter den bevorzugten Aminen, die der Formel 2 entsprechen sind Dimethylaminopropylamin, Methoxypropylamin, Dimethylaminoethylamin, Dimethylaminobutylamin, Methoxybutylamin, Methoxyethylamin, Ethoxypropylamin, Propoxypropylamin, aminendständiger Polyalkylenäther (wie Trimethylolpropan tris(poly(propylenglykol), aminendständiger)Äther), Aminopropylmorpholin, Isophorondiamin und Aminopropylpropandiamin.
In einer anderen Ausführungsform kann das Amin ein aliphatischer Cyclusring sein, der mindestens einen Stickstoff in dem Heterocyclus aufweist. Die heterocyclische Verbindung kann auch einen oder mehr Stickstoffatom(e) Sauerstoffatom(e), Schwefelatom(e) oder Doppelbindungen enthalten. Zusätzlich kann der Heterocyclus Mehrfachringe umfassen, worin mindestens einer der Ringe ein Stickstoff in dem Ring aufweist. Bevorzugte Verbindung dieser Art umfassen Morpholin, Piperidin, Pyrolidin, Piperazin, 1,3,3-Trimethyl-6-azabicyclo[3,2,1]octan, Thiazolidin, Homopiperazin, Aziridin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO), 1-Amino-4-methylpiperazin und 3-Pyrrolin.
In einer noch anderen Ausführungsform ist das Amin, welches zweckdienlich mit dem Organoboran komplexiert ist, ein Amidin. Es kann jede Verbindung mit einer Amidinstruktur verwendet werden, worin das Amidin über ausreichend Bindungsenergie mit dem Organoboran verfügt wie hier vordem beschrieben. Unter den bevorzugten Amidinen sind 1,8 Diazabicyclo[5.4]undec-7-en; Tetrahydropyrimidin; 2-Methyl-2-imidazolin; und 1,1,3,3,-Tetramethylguanidin.
In einer weiteren Ausführungsform, ist das Amin, welches mit dem Organoboran komplexiert ist, zweckdienlich ein konjungiertes Imin. Es kann jede Verbindung mit einer Amidinstruktur verwendet werden, worin das Amidin über ausreichend Bindungsenergie mit dem Organoboran verfügt wie in der Internationalen Patenanmeldungsschrift Nr. PCT/US00/33806 beschrieben. Das konjungierte Imin kann gerade oder ein verzweigtes Kettenimin oder ein Imincyclus sein. Unter den bevorzugten konjungierten Iminen sind 4-Dimethylaminopyridin; 2,3-Bis(dimethylamino)cyclopropenimin, 3-(Dimethylamin)acroleinimin, 3-(Dimethylamino)methacroleinimin.
Vorzugsweise ist das Molverhältnis der Aminverbindung zur Organoboranverbindung von 1.0:1.0 bis 3.0:1.0. Unter dem Verhältnis von ungefähr 1.0:1.0 kann es Probleme mit der Polymerisation, Stabilität des Komplexes und der Adhäsion geben. Ein Verhältnis, das größer als 3.0:1.0 ist, kann verwendet werden, obwohl sich wohl keine zusätzlichen Vorteile daraus ergeben, ein größeres Verhältnis als 3.0:1.0 zu verwenden. Wenn zu viel Amin präsent ist, kann das einen negativen Einfluss auf den Klebstoff oder die Polymerzusammensetzungen haben. Vorzugsweise ist das Molverhältnis der Aminverbindung zur Organoboranverbindung von 2.0:1.0 bis 1.0:1.0.
Der Organoboranaminkomplex kann leicht unter Verwendung bekannter Techniken, zum Beispiel wie in der Internationalen Patenanmeldungsschrift Nr. PCT/US00/33806 beschrieben oder darauf Bezug genommen wird, zubereitet werden.
Das polymerisierbare Material umfasst vorzugsweise auf Acrylat und/oder Methacrylat basierende Verbindungen. Besonders bevorzugte Acrylat und Methacrylat basierende Verbindungen umfassen Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Ethylhexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Tetrahydrofurylmethacrylat und Cyclohexylmethylmethacrylat.
Die polymerisierbare Zusammensetzung kann des Weiteren eine wirksame Menge einer Verbindung umfassen, die mit einem Amin reaktiv ist, um so die Organoborane freizusetzen, um so die Polymerisation (eines Auflösungsmittels) zu initiieren. Erwünschte mit Amin reaktive Verbindungen sind jene Materialien, die ohne weiteres Reaktionsprodukte mit Aminen bei oder runter Zimmertemperatur bilden können, um so eine Zusammensetzung bereitzustellen, die allgemein leicht verwendbar und bei Umgebungsbedingungen ausgehärtet werden kann. Allgemeine Klassen dieser Verbindungen beinhalten Säuren, Aldehyde, Isocyanate, Säurechloride, Sulphonylchloride, Mischungen davon und ähnliches. Bevorzugte mit Amin reaktive Verbindungen sind Säuren, besonders Bronsted und Lewis Säuren und diese, die in US-A-5718977 beschrieben werden und, mehr bevorzugt sind Acrylsäuren und Methacrylsäuren.
In der polymerisierbaren Zusammensetzung umfasst zweckdienlich mindestens 20% des Gewichts, erwünschter mindestens 30% des Gewichts und vorzugsweise mindestens 40% des Gewichts der Zusammensetzung die polymerisierbare Komponente. Im Einzelnen ist die polymerisierbare Komponente zweckdienlich zu einer Höhe präsent, die 95%, erwünschter nicht 90% und vorzugsweise nicht 85% des Gewichts der Zusammensetzung übersteigt.
Zweckdienlich ist der Organoboran-/Aminkomplex zu einer Höhe präsent, die mindestens 0,2%, erwünschter mindestens 1% und vorzugsweise mindestens 2% des Gewichts der Zusammensetzung. Im Einzelnen ist die polymerisierbare Komponente zweckdienlich zu einer Höhe präsent, die nicht 8%, erwünschter nicht 6% und vorzugsweise nicht 4% des Gewichts der Zusammensetzung übersteigt.
Wenn vorhanden, ist die auflösende Verbindung zu einer Höhe von mindestens 1%, erwünschter mindestens 1.5% und vorzugsweise mindestens 2% des Gewichts der Zusammensetzung präsent. Im Einzelnen ist die auflösende Verbindung zweckdienlich zu einer Höhe präsent, die nicht 8%, erwünschter nicht 6% und vorzugsweise nicht 4% des Gewichts der Zusammensetzung übersteigt.
Der in der vorliegenden Erfindung aufzutragende Klebstoff ist zweckdienlich im Stande, eine Klebebindung zwischen einem strukturellen Element, das aus einem zu 30% mit Glass gefüllten Polypropylen besteht, und verstärkenden Element bereitzustellen, ohne dass das strukturelle Element einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden ist, wenn es gemäß der in ASTM D1002 ausgelegten Prozedur getestet wird. Vorzugsweise stellt, wenn er vermittels dieses Systems getestet wird, der Klebstoff eine Klebebindung bereit, die zusätzlich einem Thermowechsel und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Thermowechsel beinhaltet in diesem Kontext zweckdienlich Temperaturwechsel in einem Bereich von –40°C bis höher als 120°C. Feuchtigkeitsstufen können zwischen trocken bis vollständig gesättigt variieren.
Der Klebstoff kann in der Weise verwendet werden, wie es in der Internationalen Patentschrift Nr. PCT/US00/33806 dargelegt wird. Wahlweise können andere Komponenten als Zusatzstoffe in die Zusammensetzung einbezogen werden. Passende Zusatzstoffe beinhalten jene, die in der Internationalen Patentschrift Nr. PCT/US00/33806 dargelegt werden.
Die Anordnung ist zweckdienlich im Stande, die Aussetzung einer Wärme von 100°C auszuhalten. Des Weiteren sollte die Anordnung wünschenswert im Stande, während der Produktion und auch im Gebrauch auferlegte Belastungen wie das Zuschlagen der Motorhaube, Anbringung einer Last an die Motorhaube und Vibration und Strapazen und aufgrund von Versetzungen der Straßenoberfläche auszuhalten. Die Menge und Lage des Klebstoffes wird zweckdienlich im Hinblick auf das Design und die Struktur des Automobils, in dem die Anwendung angewendet wird, ausgewählt.
Bei der Herstellung der Anordnung, wird die Klebezusammensetzung zweckdienlich auf eine oder beide Elemente auf jene Flächen aufgetragen, welche zu kleben sind. Der Klebstoff wird zweckdienlich bei der Umgebungstemperatur ausgehärtet und die Aushärtung wird vorzugsweise vor dem Zusammenbringen der Elemente initiiert. Die Elemente werden dann passend in Kontakt gebracht, während der Klebstoff, zum Beispiel, wenn der Klebstoff klebrig wird, im Stande bleibt, die zwei Elemente zu kleben. Wenn gewünscht, können die Elemente durch mechanische Mittel zum Beispiel Schnappverschlüsse, mechanische Schließer oder zeitweilige Clips am Ort gehalten werden. Die Oberflächen sind zweckmäßig sauber und im Wesentlichen frei von Fremdmaterialien, zum Beispiel Fetten, Ölen und Wasser. Die ergänzenden Oberflächen können miteinander recht schnell geklebt werden, um so der geklebten Anordnung zu ermöglichen, gehandhabt zu werden, zum Beispiel in einem Automobilproduktionsstand. Der Klebstoff härtet weiter zweckdienlich aus, um die Maximumklebkräfte bereitzustellen, und das kann eine Dauer von Stunden in Anspruch nehmen.
Die Bedingungen des beim Zusammenkleben des strukturellen Elements und des verstärkenden Elements angewendeten Prozesses können gemäß dem spezifischen Klebstoff variieren.
Zur Illustration nur kann ein Klebstoff, der Methylmethacrylat als die polymerisierbare Komponente und einem Organoboran-/Aminkomplex wie hierin beschrieben umfasst, auf das strukturelle Element aufgetragen werden, das Polypropylen umfasst, welches nicht vorbehandelt worden ist, mit einer Aushärtungskomponente gemischt und für eine Dauer von 1 bis 10 Minuten stehengelassen bevor das verstärkende Elements aus Stahl mit dem strukturellen Element in Kontakt gebracht wird. Der Klebstoff klebt die zwei Elemente hinreichend innerhalb von 10 bis 30 Minuten nachdem das Aushärten initiiert worden ist, um der Anordnung zu ermöglichen, gehandhabt zu werden. Darauf folgend setzt der Klebstoff die Aushärtung fort, um eine Bindung von maximaler Stärke nach 10 bis 30 Stunden bereitzustellen. Der Prozess wird zweckdienlich bei der Umgebungstemperatur ausgeführt.
Wenn gewünscht, kann mechanisches Befestigen zusätzlich zum Klebstoffbinden angewendet werden, um das strukturelle Element und das verstärkende Element zusammenzuhalten.
Die Erfindung wird in Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben, welche wie folgt sind:
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines strukturellen Elements und eines verstärkenden Elements vor der Montage.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils einer geklebten Automobilanordnung.
3 zeigt einen Querschnitt der Anordnung aus 2.
4 zeigt einen Querschnitt eines alternativen Designs zu der in 3 gezeigten Anordnung.
5 bis 8 zeigen Querschnittsdarstellungen von verschiedenen Beispielen von Stoßfängersystemen gemäß der Erfindung.
9 bis 11 zeigen Querschnittsdarstellungen von Stoßfängersystemen, in denen die Stoßfängerverkleidung und die Stoßfängerstange miteinander durch eine Verbindungskomponente verbunden sind.
In 1 werden ein strukturelles Element (1) und ein verstärkendes Element (2) vor dem Zusammenkleben gemäß des Verfahrens der Erfindung gezeigt. 2 zeigt die Elemente (1) und (2) nach der Montage geklebt.
Das strukturelle Element (1) ist aus einem gegossenen Plastikmaterial angefertigt, das über eine Oberfläche mit niedriger Energie verfügt und zweckdienlich aus Polypropylen oder Polyamid und typischerweise durch Formpressen oder Spritzgießen hergestellt ist. Das verstärkende Element (2) ist typischerweise aus Stahl oder Aluminium angefertigt.
Das strukturelle Element (1) und das verstärkende Element (2) sind wie gewünscht gemäß dem Design des Automobils geformt und sind mit ergänzenden Oberflächen (3) und (4) vorgesehen, so dass die Elemente (1) und (2) gut sitzend zusammen passen und die Erfindung es den Elementen (1) und (2) ermöglicht, angeordnet zu werden, nachdem sie hergestellt worden sind.
Klebstoff wird auf ein Teil oder auf alle der ergänzenden Oberflächen (3) und/oder (4) und das strukturelle Element (2) und das verstärkende Element (1) werden durch bezügliche Bewegung zueinander in der Richtung A in Kontakt gebracht, so dass ergänzenden Oberflächen (3) und (4) aneinander grenzen. Dem Klebstoff wird dann ermöglicht, auszuhärten, um eine geklebte Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, deren ein Teil so wie in der 2 gezeigt beschaffen ist.
2 verweist auf eine Ebene B-B, durch die eine Querschnittsillustration in 3 gezeigt ist. In 3 weist das verstärkende Element (2) einen flachen Kanal (5) auf, dessen Inneres die ergänzende Oberfläche (4) festlegt, in der die ergänzende Oberfläche (3) des strukturellen Elements (1) bei Herstellung der Anordnung platziert wird. Klebstoff wird auf mindestens einem Teil der ergänzenden Oberfläche (3) und/oder (4) vor der Montage platziert und legt die Klebung durch die zu klebenden Elemente (1) und (2) fest.
Das strukturelle Element (1) ist auch mit Seitenkanälen (6) und (7) vorgesehen und das verstärkende Element (2) ist mit Rändern (8) und (9), die mit den Seitenkanälen auf ergänzende Weise eingerastet sind, vorgesehen. Die Oberflächen der Kanäle (6) und (7) und der Ränder (8) und (9) können durch die Bereitstellung des Klebstoffes zwischen den jeweiligen Oberflächen geklebt werden. Alternativ dazu brauchen die Oberflächen nicht geklebt werden, aber liefern auf jeden Fall einen physikalischen Anschlag zwischen den jeweiligen Teilen des strukturellen Elements (1) und verstärkenden Elements (2), um Widerstand gegen einen Aufprall in Richtung C, das heißt von der vorderen Seiten des Automobils, zu steigern und verbesserte Ausrichtung zwischen Elementen (1) und (2) während der Montage bereitzustellen.
4 zeigt einen Querschnitt einer Anordnung gemäß der Erfindung mit einem anderen Design als die in 3 gezeigte. Das strukturelle Element (1) und das verstärkende Element (2) sind entlang der ergänzenden Oberflächen (3) und (4) ausgerichtet und geklebt.
Physikalischer Anschlag der Elemente (1) und (2) entlang der Ränder (10) und (11) und (12) und (13) stellen jeweils gesteigerten Aufprallwiderstand.
5 bis 8 zeigen ein strukturelles Element (14) eines anderen Designs, das jeweils an ein verstärkendes Element (15) durch einen Klebstoff (16) verbunden ist, der im Stande ist, an Plastikmaterialien mit niedriger Oberflächenspannung zu kleben. Das strukturelle Element (14) ist aus einem Plastikmaterial angefertigt, das über eine Oberfläche mit niedriger Energie verfügt, und ist zweckdienlich aus Polypropylen oder Polyamid angefertigt. In 5 ist das strukturelle Element allgemein eine wie ein „C" geformte EAE und in 7 ist das strukturelle Element (14) ein Blasguss und in 8 ist es ein Spritzguss.
Das verstärkende Element (15) ist typischerweise aus Stahl oder Aluminium angefertigt, oder kann aus Plastikmaterial angefertigt sein. In 6 ist das verstärkende Element das so genannte Element des „Ausschlusses", was bedeutet, dass das Element quer zu den offenen Enden des wie ein „C" geformten Elements (14) angeordnet ist, um so einen Kastenkreuzabschnitt zu bilden.
Das strukturelle Element (14) kann Ränder (17), wie in den 5 und 8 gezeigt, aufweisen, und der Klebstoff (16) kann auf die Ränder (17) oder auf das verstärkende Element (15) am benötigten Ort aufgetragen werden. Der Klebstoff (16) wird vorzugsweise auf das strukturelle Element und auf das verstärkende Element (15) oder auf eines der beiden an allen Stellen, an denen sie sich berühren, aufgetragen. Alternativ dazu, kann das verstärkende Element (15) Ränder (18) aufweisen, auf die der Klebstoff (16) aufgetragen wird und die dann mit dem strukturellen Element (14), wie in 6 illustriert oder in 7 gezeigt, in Kontakt gebracht werden; weder das verstärkende Element (15) noch das strukturelle Element (14) erfordern Ränder.
9 bis 11 zeigen eine strukturelles Element (14), das mit einem verstärkenden Element (15) durch einen Klebstoff (16) verbunden ist, welcher vorzugsweise der Länge der Elemente (14) und (15) nach angewendet wird. In 9 ist das strukturelle Element (14) eine EAE und ist aus einem Polypropylenguss angefertigt. Die Stoßfängerverkleidung (19) befindet sich in einem Abstand zum Element (14) und ist durch herkömmliche Mittel mit dem anderen Teil des Fahrzeugs verbunden (nicht gezeigt).
In den 10 und 11 ist die Stoßfängerverkleidung das strukturelle Element (14). Die wie ein „C" geformte EAE ist das verstärkende Element (15) und ist aus Stahl angefertigt. Das Element (15) befindet sich in einem Abstand zu der Stoßfängerstange (20). Das Element (15) ist mit der Stoßfängerverkleidung (14) verbunden.
Zweckdienlicherweise stellt die allgemein wie ein „C" geformte Komponente, wie in 9 (strukturelles Element (14)) und 10 und 11 (verstärkendes Element (15)) illustriert, hervorragende Aufprallwiderstandseigenschaften bereit. Sobald montiert wird das offene Ende des wie ein „C" geformten Abschnitts dadurch geschlossen, dass es mit der Stoßfängerstange (20) in 9, mit der Stoßfängerverkleidung (19) in 11 verbunden wird, und ist in 11 in der Nähe der Stoßfängerstange (20) platziert, aber nicht an sie geklebt, wodurch ein geschlossener Kastenabschnitt geschaffen wird. Die Dicke des Kastenabschnitts und die Dicke der Wände, die den Kastenabschnitt festlegen, bestimmen die Härte der Anordnung und die Leistung der Anordnung beim Aufprall. Die horizontalen Wände, das heißt der obere und untere Teil der wie ein „C" geformten Komponente, können so entworfen werden, dass sie bei einer bestimmten Last ausknicken. Dies ermöglicht dem Aufprallwiderstand der Anordnung gemäß der vorgesehenen Nutzung zugeschnitten zu werden. Die Höhe des Kastenabschnitts, das heißt die Länge des hinteren Teils der wie ein „C" geformten Komponente, kann zugeschnitten werden, um erwünschte Eigenschaften gemäß der vorgesehenen Nutzung bereitzustellen.
Die Verwendung einer EAE, die einen wie ein „C" geformten Kreuzabschnitt aufweist, ist besonders dadurch vorteilhaft, dass der beim Anordnen des Stoßfängersystems wie ein Kasten geformte Kreuzabschnitt hervorragende Kräftebeschaffenheiten besitzt, wenn er einem Aufprall unterworfen wird.

Claims

Ein Verfahren zur Fertigung eines Automobilbauteils, das ein strukturelles Element umfasst, das aus einem geformten Plastikmaterial hergestellt ist, das über eine niedrige Oberflächenspannung verfügt, und über ein an das strukturelle Element angebrachtes verstärkendes Element verfügt, und die Elemente über ergänzende Oberflächen verfügt, welches die Anbringung eines Klebstoffes auf die ergänzende Oberfläche des strukturellen Elements und/oder des verstärkenden Elements umfasst, das in Kontakt Bringen der ergänzenden Oberflächen des verstärkenden und strukturellen Elements und das Befähigen des Klebstoffs zur Festwerdung umfasst, um das strukturelle Element mit dem verstärkenden Element zusammenzufügen, worin der Klebstoff im Stande ist, sich mit Plastik von niedriger Oberflächenspannung zusammenzufügen, worin der Klebstoff eine polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, worin die polymerisierbare Zusammensetzung einen Organoboran-/Aminkomplex und ein oder mehre Monomere, Oligomere oder Polymere umfasst, die über olefinische Ungesättigtheit verfügen, die zur Polymerisation durch frei radikalische Polymerisation befähigt ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Plastikmaterial mit niedriger Oberflächenspannung über eine Oberflächenenergie von weniger als 45 mJ/m² verfügt.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in dem das Plastikmaterial einen Homo-Polymer umfasst, der aus einem Polyolefin, einem Polystyren und einem Polyamid oder einem Co-Polymer ausgewählt wird.
Ein Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, das das Auftragen des Klebstoffes direkt an die Oberfläche des strukturellen Elements umfasst, ohne die besagte Oberfläche zu grundieren.
Ein Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das verstärkende Element Konturen oder Kanäle umfasst, die sich mit der Oberfläche des strukturellen Elements ergänzen, um so einen Widerstand gegenüber elastischer Spannung durch Klebmittel und/oder Anschlag zwischen dem strukturellen und verstärkenden Element bereitzustellen.
Ein Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die polymerisierbare Zusammensetzung weiter eine Verbindung umfasst, die eine Lösung des besagten Komplexes hervorruft, um so die Organoborane freizusetzen, um die Polymerisation eines der über olefinische Ungesättigtheit verfügenden Monomere, Oligomere oder Polymere in die Wege zu leiten.
Ein Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, worin das strukturelle Element keiner Behandlung zur Haftverbesserung vor dem Aufbringen des Klebstoffs unterzogen wird.
Ein Automobilbauteil, das ein strukturelles Element umfasst, das aus einem geformten Plastikmaterial hergestellt ist, das über eine Oberfläche von niedriger Oberflächenspannung verfügt, und über ein an das strukturelle Element angebrachtes verstärkendes Element verfügt, und das strukturelle Element und verstärkende Element über ergänzende Oberflächen verfügen und durch einen Klebstoff miteinander befestigt sind, der auf mindestens einer oder auf beiden ergänzenden Oberflächen zur Zusammenfügung mit einem Substrat niedriger Oberflächenspannung im Stande ist, worin der Klebstoff eine polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, worin die polymerisierbare Zusammensetzung einen Organoboran-/Aminkomplex und ein oder mehre Monomere, Oligomere oder Polymere umfasst, die über eine olefinische Ungesättigtheit verfügen, die zur Polymerisation durch frei radikalische Polymerisation befähigt ist.
Ein Automobilbauteil nach Anspruch 8, worin das strukturelle Element nicht zur Haftverbesserung vor dem Aufbringen des Klebstoffs behandelt worden ist.
Ein Automobilbauteil nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, worin das Bauteil einen Träger des vorderen Endes umfasst, das der Teil einer Automobilkarosserie ist, der die zwei Seiten des Automobils am vorderen oder hinteren Teil des Automobils verbindet und der quer liegend angeordnet ist, um so ein Fach zu bilden.