CN104039521A - 原地制备紧固元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及借助液态粘合剂在一个或多个基底(4)上原地制备紧固元件(5)的方法，其包括提供一个或多个基底(4)，配置一个或多个铸模(1)，使铸模(1)中填满液态粘合剂和在所述一个或多个基底(4)上硬化所述粘合剂。所述方法也以一个工作步骤用于无孔的或不透明的基底(4)上，并适于安装承载的紧固元件(15)。

Description

原地制备紧固元件的方法

发明背景

本发明涉及根据独立权利要求特征部分的借助液态粘合剂在基底上原地制备紧固元件的方法以及液态、待施加的粘合剂用于在基底上原地制备紧固元件的应用。该紧固元件用于元件的机械装配，例如护板或挡板的机械装配。

在现有技术中已知，借助螺钉、铆钉或销钉或者通过粘合剂来形状闭锁(由连接配对体的几何形状决定)式连接或材料闭锁(通过分子力键合)式连接紧固元件，如鱼尾板(Laschen)、角钢、支承螺栓、装配夹。

关于借助粘合剂的材料闭锁式装配，使用了多种粘合剂体系。例如，对于无机械载荷的或微小机械载荷的紧固元件，使用了粘贴剂(Haftklebstoffe)或粘贴带，该粘贴剂或粘贴带尽管允许快速连接，但由于其蠕变特性，所以不适用于承重连接。

较适用于装配持续机械载荷的紧固元件(其将载荷转移到装配面上)的是热固性塑料-体系，即在施加时发生交联且然后不会通过冷流动而失效的粘合剂。典型的双组分体系基于聚氨酯、环氧化物或丙烯酸酯。这种体系的缺点在于较长的硬化时间，在此期间必须使紧固元件保持原位。

同样适用的是基于湿硬化的熔体粘合剂的单组分粘合剂体系。该粘合剂体系由于其热熔特性产生的初始粘附性而不具有双组分体系的不利特性，但为了实施和由此为了达到所需特性，就需与水反应，这在封闭表面的情况下会出现问题。对于必须通过水开始并且还大多具有低的抗水性的氰基-丙烯酸酯体系也是如此。

EP1947156B1描述了通过经由辐射而硬化的粘合剂来连接不透明部件。还已知的是潜热反应性体系，这些体系的硬化是在紧固元件定位之后借助热冲击实现的。在此同样每次都需要第二工艺步骤。在经由辐射而硬化的粘合剂的情况下，待连接的部件之间必须能够插入透明元件。

DE102007010540A1公开了借助所谓的粘合铆钉(Klebnieten)来解决该问题。在此，待粘合的表面是采用常规的双组分体系来胶合的。为了在硬化工艺过程中固定该部件，通过用快速硬化型粘合剂-体系浇注贯穿两个粘合面的缝隙来实现类似于榫钉()的连接。在该方法中同样需要两个工艺步骤。

所有的热固性塑料-体系都带来了或者硬化慢或者为了硬化需要第二工艺步骤的缺点。

US4735753涉及以按钮销子(Druckknopfzapfens)和附属塑料壳形式来原地制备紧固元件，其是如此制备的：借助超声设备使塑料块液化，将其施加到多孔基底如多孔材料上并借助上方和下方的压模而成型为相应的按钮部件。在该过程中，塑料渗入基底表面上的孔中，并再由底面离开。该方法不可用于光滑的表面。

本发明的目的是克服现有技术的缺点，即借助一种快速、仅需一个工作步骤并且也可用于无孔和不透明的基底上的方法安装承载的紧固元件。

发明详述

该目的是通过独立权利要求的主题而实现的。

本发明的方法适用于借助液态粘合剂在一个或多个基底上原地制备紧固元件，其特征在于，提供一个或多个基底，在该一个或多个基底上配置单部件的或多部件的铸模，通过开口使铸模填满液态粘合剂并且该粘合剂硬化。

紧固元件可以是鱼尾板、角钢、螺栓、夹子、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩或铆钉。

基底可具有不同的表面粗糙度或具有多孔表面。单个基底也可具有多种粗糙或多孔的表面区域。本发明的由粘合剂制成的紧固元件粘附在低粗糙度的基底表面上及粘附在多孔表面或非常粗糙的表面上。此外，还可使用不透明的基底。

粘合剂例如是一种基于聚脲的快硬化的双组分粘合剂，如EP1958975B1中所述。原则上也可使用基于聚氨酯、环氧化物或丙烯酸酯的其它双组分的、硬化成热固性塑料的粘合剂。在常规涂敷状态下，该粘合剂被称为液态，其粘度为＜10000mPas，优选为＜300mPas，最好是＜100mPas(在35℃-65℃，优选地50℃和压力为70-140巴，优选为100巴的涂敷器混合头中测量)。该混合粘度可以通过组分温度的选择而进一步优化。

在本文中，硬化表示粘合剂通过聚合、缩聚和加聚的化学固化。

该方法以组合的工作步骤实施，其中在基底上放置单部件的或多部件的铸模，通过开口使铸模如此填满液态粘合剂，以使该粘合剂达到基底上的粘附区中，并在此于铸模中硬化成紧固元件。由此可弃用常规的紧固元件。优选的是配备具有混合头的涂敷器，该混合头适用于加工快速硬化的粘合剂并允许小的粘合剂份的计量，如高压逆流注入装置。这类装置例如可获得自Isotherm AG,Uetendorf,Schweiz。在使限定随后紧固元件形状的铸模定位后，由该混合头将粘合剂注射量通过铸模的开口泵入。液态粘合剂这样在铸模的空腔中穿过，并且润湿了铸模和基底二者。该空腔的大小例如可通过在基底上的间隔垫片控制。几秒钟后发生硬化形成紧固元件。

铸模可从所浇铸的紧固元件上脱开。这是通过在铸模和紧固元件之间使用可脱开的几何形状和在粘合剂和铸模材料之间使用非粘附性的物质配对实现的。通常使用低表面应力的材料，例如氟化的烃或附加的脱模剂。

在铸模和所浇铸的紧固元件之间可通过形状闭锁的相互作用实现力转移。铸模可脱开并用于另一紧固元件的浇铸，或者可充当类似按钮连接的柔性配合件并留在紧固元件上。铸模可作为柔性模具整件脱开，或者，如果铸模是多部件的，则将其脱模，其中分别移除其各个部件。

在另一个实施方案中应用上述方法，其中使用单部件的或多部件的铸模，该铸模可以具有不同的长度或是长度可调的，其安置在具有不同表面粗糙度的基底上、具有多孔表面的基底上或具有多种粗糙或多孔的表面区域的单个基底上，并通过开口使铸模填满液态粘合剂，优选地聚脲，从而获得以排条或其它可变长度的型材形式的在基底上铸牢(angegossenes)的紧固元件。在不平的基底上也可铸牢排条或其它可变长度的型材。

粘合剂硬化后，形状闭锁式粘附的铸模作为柔性模具从由粘合剂在基底上铸牢的排条或可变长度的型材以按钮方式整件脱开，或者，如果形状闭锁式粘附的铸模是多部件的，则将其脱模，其中分别移除其各个部件。

接着，预制紧固元件可呈形状闭锁地、以可变数目和以可变间距地与排条或型材相互连接，并再次从排条或型材脱开。电缆束的紧固元件可作为实例。

此外，上述方法也可与单部件或多部件的铸模一起应用，该铸模安置在多孔基底上或具有不同表面粗糙度的基底上或具有多种粗糙或多孔的表面区域的单个基底上，并通过开口使铸模填满液态粘合剂，优选地聚脲。该铸模设有螺纹槽，以便在粘合剂硬化后和在脱除铸模或铸模部件后，获得具有外螺纹(即例如以位于基底表面上的螺钉形式)的紧固元件。

同样，上述方法也可用单部件或多部件的铸模实施，该铸模这样安置在多孔基底上、具有不同表面粗糙度的基底上或具有多种粗糙或多孔的表面区域的单个基底上，该基底包括凹槽，优选为沟槽，以形成从基底表面上方的铸模内部延伸至该表面下方的基底中的空腔。通过开口使铸模填满液态粘合剂，优选地聚脲。该粘合剂硬化后，这样去除铸模或铸模部件，以使紧固元件保留在基底上，该紧固元件呈形状闭锁或材料和形状闭锁地锚定在基底表面下方的基底中。例如这样的紧固元件的锚定可以具有燕尾槽形式，其下半部位于基底中且其上半部位于基底表面上。用于紧固基底表面上方的配合件的紧固元件部分在基底表面和所述锚定的上方延伸。

在本发明的另一实施方案中提供一种用于在多孔基底上、具有不同表面粗糙度的基底上或具有多种粗糙或多孔的表面区域的单个基底上原地制备紧固元件的方法，其特征在于，在该基底上安置单部件的或多部件的铸模，该铸模除了用于填入液态粘合剂的开口外，还具有至少一个另外的开口，通过所述另外的开口可以在使铸模填满液态粘合剂之前或期间或者在该液态粘合剂硬化之前将模制件引入空腔中，在所述开口的至少一个中引入模制件，通过开口使铸模填满液态粘合剂，并且使粘合剂硬化成紧固元件。粘合剂硬化后，既通过其各部件的脱模或作为柔性模具整件地来脱开铸模，又脱开模制件，例如通过取出或旋出脱开模制件。所获得的紧固元件处于基底表面上，并包括沟槽例如内螺纹，借助该内螺纹可使配合件例如螺钉在其上旋紧或插紧。

如果其上安置有铸模的基底如上所述地包括凹槽，则一种用于原地制备紧固元件的方法也是可能的，其中通过至少一个另外的开口在单部件或多部件铸模的空腔中引入模制件。在凹槽上方的基底上安置铸模，特别是多部件铸模之后和在铸模的至少一个开口中引入模制件之后或之前不久，通过铸模的另一开口填入液态粘合剂。粘合剂硬化后，将模制件脱开，例如通过取出或旋出脱开，并且将铸模通过其各部件的去除来脱模或作为柔性模具整件地脱模。紧固元件留下来，其在基底表面下方被锚定，特别是通过形状闭锁被锚定，并且在基底表面上方具有沟槽，如以内螺纹形式的沟槽，借助该沟槽可以紧固配合件，其中将配合件插入或旋入。

通过至少一个另外的开口引入铸模空腔中的模制件例如可以是螺钉、螺栓、支柱、铆钉或销钉。

按本发明的另一方法涉及借助粘合剂在基底上安装预制的紧固元件，该方法包括提供一个或多个基底，在基底表面上或在基底表面上方排列紧固元件，通过紧固元件中的开口引入粘合剂，特别是使紧固元件下降到基底上，以及硬化该粘合剂。

预制的紧固元件可以是鱼尾板、角钢、支承螺栓、夹子、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩或铆钉，并且例如由塑料或金属制成。

基底可具有不同的表面粗糙度或具有多孔表面。单个基底也可具有多种粗糙或多孔的表面区域。根据本发明的由粘合剂制成的紧固元件粘附在低粗糙度的基底表面上，也粘附在多孔表面上或非常粗糙的表面上。此外，还可使用不透明的基底。

粘合剂是如EP1958975B1中所述的基于聚脲的快速硬化的双组分粘合剂。原则上也可使用基于聚氨酯、环氧化物或丙烯酸酯的其它双组分的、硬化成热固性塑料的粘合剂。在常规涂敷状态下，该粘合剂被称为液态，其粘度为＜10000mPas，优选为＜300mPas，最好是＜100mPas(在35-65℃，优选地50℃和压力为70-140巴，优选为100巴的涂敷器混合头中测量)。该混合粘度可以通过组分温度的选择而进一步优化。

在本文中，硬化表示粘合剂通过聚合、缩聚和加聚的化学固化。

优选地，用于在基底上借助塑料来固定预制的紧固元件的方法是自动化的并且是在一个工作步骤中实现的。为此例如使用一种用于安装紧固元件的设备，该设备包括容纳预制紧固元件的储箱和用于液态粘合剂的涂敷装置，该涂敷装置被这样构成，以使粘合剂可以通过紧固元件的一个或多个开口施加到一个或多个基底上。将预制的紧固元件由用于安装紧固元件的设备的同时运行的储箱运送到基底表面上或基底表面上方的装配点处，并保持在该位置。在混合头中制备液态的双组分粘合剂，并借助用于安装紧固元件的设备的涂敷设备通过预制紧固元件中的一个或多个开口将该粘合剂施加到基底表面上。在此，该粘合剂的施加可如此实现，以便所用粘合剂的量可填满介于安置在基底上的紧固元件和基底表面之间的间隙中。供选择地，也可以通过保持在基底上方的紧固元件的一个或多个开口将一定量的粘合剂涂于基底表面上，并在该一定量的粘合剂上使紧固元件下降，或者通过预制的、保持在基底表面上方的紧固元件的一个或多个开口来施加一定量的粘合剂，其中紧固元件由于粘合剂的体积而被抬起。将该紧固元件借助用于安装紧固元件的设备来保持原位直到粘合剂硬化，然后将该设备移动到基底表面上的下一装配点。

本发明的另一方面涉及液态、待施加的粘合剂在原地制备紧固元件中的应用或者在基底上安装预制的紧固元件中的应用。

该粘合剂是基于聚脲的快速硬化的双组分粘合剂，如EP1958975B1中所述。原则上也可使用基于聚氨酯、环氧化物或丙烯酸酯的其它双组分的、硬化成热固性塑料的粘合剂。在常规涂敷状态下，该粘合剂被称为液态，其粘度为＜10000mPas，优选为＜300mPas，最好是＜100mPas(在35℃-65℃，优选地50℃和压力为70-140巴，优选地100巴的涂敷器混合头中测量)。该混合粘度可以通过组分温度的选择而进一步优化。

通过应用液态、待施加的粘合剂来原地制备的紧固元件或者预制的紧固元件可以是夹子、螺栓、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩、铆钉、鱼尾板或角钢。

其上应用呈液态、待施加的粘合剂来原地制备紧固元件或安装预制固定件的基底具有不同的表面粗糙度、具有多孔的表面或在单个基底上也具有多种粗糙或多孔的表面区域。

液态、待施加的粘合剂的上述应用是通过将粘合剂经由预先安置在基底表面上的单部件或多部件铸模的开口填入铸模空腔中，并在此使其硬化成紧固元件来实现的。

铸模可以从硬化的紧固元件上或者通过其各部件的脱模或者作为柔性模具整件地来脱开。铸模除了用于填入液态粘合剂的开口外，还可包括至少一个另外的开口，通过该另外的开口可以在填满液态粘合剂之前或期间或者在液态粘合剂的硬化发生之前，在铸模的空腔中引入模制件，该模制件可从硬化的紧固元件上脱开。

供选择地，液态、待施加的粘合剂的使用也可以通过将液态粘合剂经由保持在基底表面上方或基底表面上的预制紧固元件中的一个或多个开口施加到基底上来实现，其中或者使在基底和紧固元件之间的间隙填满粘合剂，或者在基底上的一定量的粘合剂上使紧固元件下降，或者使紧固元件由于粘合剂的体积而抬起。

根据本发明的应用，即液态、待施加的粘合剂用于在具有多孔表面、具有不同粗糙度的表面或具有在单个基底的表面上的多种粗糙或多孔区域的基底上原地制备紧固元件或安装预制的紧固元件，可以借助用于安装紧固元件的设备来实现，该设备配置有液态粘合剂的涂敷装置和储箱以将铸模或预制紧固元件运送到基底上的装配点处，保持在该位置，经由铸模或预制紧固元件中的一个或多个开口填满液态粘合剂，并保持这样长的时间，直到在铸模中或预制紧固元件下方的粘合剂硬化。

本发明的另一方面是具有按前述方法获得的紧固元件的基底。

基底可以具有不同的表面粗糙度、具有多孔的表面或也可以具有单个基底表面的多种粗糙或多孔的区域。

紧固元件可以是夹子、螺栓、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩、铆钉、鱼尾板或角钢。

本发明的另一方面是一种用于安装紧固元件的设备，该设备配置有液态粘合剂的涂敷装置和储箱，以将铸模或预制紧固元件运送到基底上的装配点处，保持在该位置，经由铸模或预制紧固元件中的一个或多个开口填满液态粘合剂，并保持这样长的时间，直到在铸模中或在预制紧固元件下方的粘合剂硬化。

附图说明

本发明将通过图1a至5中的接下来的实施例得以详细说明，但本发明不会受限于这些实施例。

图1a和1b示出可以从基底上再次脱开的例如旋转对称的或矩形的铸模1的侧视横截面，该铸模具有用于填入粘合剂的开口2和间隔垫片3，将铸模安置在基底4上并经由开口2用液态粘合剂填满。粘合剂硬化后，形状闭锁式粘附的柔性铸模1可以作为整体以按钮方式从紧固元件5上脱开，紧固元件5是由粘合剂在基底上铸牢的。

图2示出根据图1a和1b的紧固元件的一个变型的侧视横截面和俯视图。将具有不同长度或可以是长度可调的矩形铸模安置在基底4上并通过开口2用液态粘合剂填满。粘合剂硬化后，形状闭锁式粘附的柔性铸模可以从在基底上由粘合剂铸牢的排条6上以按钮方式(如在图1b的横截面中所示)整件地脱开，或以单个部件脱开。夹子5，相应于图1a和1b所用的铸模1，可以呈形状闭锁式、以可变数量和以可变间距来与排条6相互连接并且还可以再次从排条6上脱开。

图3中示出以侧视横截面的旋转对称或矩形的铸模7，该铸模安置在基底4上并通过开口2用液态粘合剂填满。该铸模以这样的方式配置有螺纹槽，以使该粘合剂硬化后，在去除铸模部件后或整件地去除铸模后例如获得具有外螺纹的紧固元件8。

图4示出以侧视横截面的具有开口2的矩形或旋转对称的铸模9，该铸模如此安置在具有半燕尾槽形的凹槽10的基底4上，以形成空腔，该空腔导致具有支柱11的燕尾槽，其中燕尾槽的一半位于基底中，另一半位于基底的上方。铸模9通过开口2用液态粘合剂填满。粘合剂硬化后，去除铸模9的部件或整件地去除该铸模，以使紧固元件12保留在基底上，该紧固元件被锚定在基底中且具有支柱11。

图5示出多部件的(例如旋转对称或矩形的)、这里是三部件的铸模13的侧视横截面，该铸模安置在基底4上并包括用于填入液态粘合剂的开口2和第二开口14。通过该第二开口在空腔中引入模制件15。通过用于填入液态粘合剂的开口2用粘合剂填满铸模。粘合剂硬化后，脱开铸模的三个部件，并使模制件15从该硬化的粘合剂中脱模。图5示出了螺钉作为模制件15，以便在铸模去除和模制件脱模后，获得在基底上铸牢的具有内螺纹的紧固元件16。

Claims (15)

1.一种用于原地制备紧固元件的方法，该方法包括

a)提供一个或多个基底，

b)在所述一个或多个基底上配置单部件或多部件的铸模，

c)通过开口使铸模填满液态粘合剂，

d)在所述一个或多个基底上硬化所述粘合剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底在表面上具有凹槽，特别是沟槽，所述粘合剂渗入其中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在使铸模填满粘合剂之前，特别是通过另外的开口，在该铸模的空腔中引入模制件。

4.根据权利要求3的方法，其中在所述粘合剂硬化后将所述模制件脱开。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述模制件是螺钉、螺栓、支柱、铆钉或销钉。

6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，在另一方法步骤e)中将所述铸模从所述紧固元件上脱开。

7.一种用于将紧固元件安装在基底上的方法，其包括

a)提供一个或多个基底，

b)在所述基底表面上或上方配置紧固元件，

c)通过所述紧固元件中的开口将粘合剂引入介于所述基底表面和

所述紧固元件底面之间的间隙中，

d)特别是使所述紧固元件下降到所述基底上，

d)硬化所述粘合剂。

8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其中所述粘合剂是基于聚脲的粘合剂。

9.根据权利要求1-8之一所述的方法，其中所述紧固元件是夹子、螺栓、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩、铆钉、鱼尾板或角钢。

10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其中在方法步骤a)中，所述基底包括不同粗糙度的表面和/或基底包括不同粗糙度的区域。

11.液态待施加的粘合剂用于在基底上原地制备的紧固元件的应用。

12.根据权利要求11所述的应用，其中所述粘合剂是基于聚脲的粘合剂。

13.根据权利要求11或12所述的应用，其中所述紧固元件是夹子、螺栓、壳、内螺纹、螺钉、销钉、凹槽、凸起、排条、倒钩、铆钉、鱼尾板或角钢。

14.通过权利要求1-6的方法获得的具有紧固元件的基底。

15.用于安装紧固元件的设备，其包括含有紧固元件或铸模的储箱和用于液态粘合剂的涂敷装置，其中所述涂敷装置如此构成，以使所述粘合剂可通过所述紧固元件的一个或多个开口或通过所述铸模的一个或多个开口施加。