CN105041803A - 用于使导电的粘接剂硬化的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使导电的粘接剂(1)硬化的设备，其中，粘接剂(1)设置在第一构件(2)与第二构件(3)之间，其中，所述设备包括至少一个冲头(4)，其中，所述冲头(4)设计用于沿朝向第二构件(3)的方向在第一构件(2)上施加压力(F)，并且通过作为第一极的冲头(4)和作用在第二构件(3)上的第二极能够将电流引入所述构件(2、3)中并且经由所述构件(2、3)引入粘接剂(1)内。本发明还涉及一种用于形成粘接连接的方法。

Description

用于使导电的粘接剂硬化的设备
技术领域
本发明涉及一种用于使导电的粘接剂硬化的设备，其中，粘接剂设置在第一构件与第二构件之间，本发明还涉及一种用于建立粘接连接的方法。
背景技术
已知在两个构件之间使用粘接剂来将这两个构件相互连接，尤其是已知在汽车制造工业中使用热学硬化的粘接剂来连接扁平的车身构件，特别是板件。为了迅速地固定车身构件，这些构件在粘接过程中通常通过附加的辅助器件如螺栓、铆钉或焊接相互固定，直至在之后用于使粘接剂硬化的步骤中进入锅炉。
在此，普通的粘接剂需要较长的预热时间和硬化时间并且因此需要耗时的工艺。
此外，由DE102013003912A1已知使用能导电的粘接剂。这些粘接剂通过使电流导通经过粘接剂来使粘接剂硬化。然而为此需要粘接剂、尤其是所涂覆的粘接带能够从外部接触到，以便导入电流。为此也必须以耗费的方式在粘接带内引入电极。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于使导电的粘接剂硬化的设备和一种用于建立粘接连接的相应方法，其能够实现粘接剂的迅速硬化并且使用简单且工艺可靠。
该技术问题按本发明通过一种用于使导电的粘接剂硬化的设备解决，其中，粘接剂设置在第一构件与第二构件之间，其中，所述设备包括至少一个冲头，其中，所述冲头设计用于沿朝向第二构件的方向在第一构件上施加压力，并且通过作为第一极的冲头和作用在第二构件上的第二极能够将电流引入所述构件中并且经由所述构件引入粘接剂内。
按照本发明使用能导电的构件，例如用于车身结构的板件，以便将电流导引至置入构件之间的粘接剂处。为此，将冲头按压在第一构件上，从而使第一构件压向粘接剂和第二构件并且由此固定所述构件、提供用于粘接的压紧力并且作为电压极用于将电流从电压源导入构件中并且因此使用能导电的粘接剂。为此，电压源的第二极、尤其是接地点作用在第二构件上。通过由此引入的电流，粘接剂通过电损耗功率被加热并且实现了粘接剂的迅速硬化，尤其是不需要使用附加的临时固定器件并且也不需要从外部直接接触粘接剂。
为此使用的粘接剂例如可以是树脂，并且例如其导电性能可以通过置入金属粉末或碳粉末或者其它导电的添加剂如氨基化合物或硫化物来获得。
所引入的电流可以是交流电、直流电或者脉冲直流电。
本发明的扩展设计在说明书以及附图中给出。
所述冲头优选包括温度测量单元。所述设备优选包括用于分析温度测量值以及用于控制或调节在温度测量单元并且因此在粘接剂上的温度或温度变化走向的单元，以便实现最佳的硬化。
所述第二极优选由另一冲头构成，其中，所述另一冲头设计用于沿朝向第一构件的方向在第二构件上施加压力。因此这两个冲头相互按压。
特别优选地，所述冲头和所述另一冲头是夹钳的部分或部件。因此，按照本发明的设备包括带有两个冲头的夹钳，因此冲头在构件上的按压是特别简单的。
所述另一冲头也可以包括温度测量单元。
优选在第一构件和/或第二构件上存在多个粘接部位。这样构件可以作为极用于多个粘接部位。
特别优选的是，所述第二构件作为共同的接地点设计用于至少两个冲头。这样所述至少两个冲头作用在第一构件上并且可以向下压一个或多个第一构件。
特别优选的是，所述至少两个冲头作用在至少两个不同的第一构件上并且设计用于沿朝向第二构件的方向分别在不同的第一构件上施加压力，以便通过作为第一极的冲头和作用在第二构件上的第二极将电流引入所述构件中并且经由所述构件分别引入粘接剂内。
通过所述至少两个冲头可以在时间上交替地，尤其是按时钟周期地引导电流。这主要在只为多个导电并联的作为第一极的冲头进行共同能量输入的情况下是必须的。因为在各个单独的粘接部位中可能存在不同的过渡电阻，所以如果电流通过共同的输入线被同时引导到两个冲头上，则具有较低过渡电阻的粘接部位可能不必要地对电流源造成负荷或者具有较高过渡电阻的粘接部位不硬化或者较晚才硬化。
优选地，根据温度或者在所述冲头和/或所述构件中测量的温度的温度变化走向确定时钟周期比例也就是将电流源切换至不同的粘接部位或冲头的周期。
在另一种实施形式中，将电流彼此独立地引导至所述至少两个冲头。因此，针对每个冲头单独地进行能量输入并且每个冲头的电路可以单独地进行调节，以便在每个粘接部位上实现期望的温度和硬化变化走向。
在此不需要使能量按时钟周期变化，也就是将能量从一个冲头切换至另一冲头。
按照本发明的用于借助导电的粘接剂在第一构件与第二构件之间建立粘接连接的方法包括以下步骤，即，借助冲头沿朝向第二构件的方向在第一构件上施加压力，以便将构件压在一起，并且通过作为第一极的冲头和作用在第二构件上的第二极将电流引入所述构件中并且经由所述构件引入粘接剂内，从而使粘接剂被加热并且硬化。
在此，所述冲头优选包括温度测量单元，并且这样调节引入粘接剂内的电流，使得在所述温度测量单元上存在确定的温度或者确定的温度变化走向。对电流的调节例如可以作为PWM调节(Puls-Weiten-Modulation，脉冲宽度调制)进行。如果使用多个冲头，可以如上所述地通过一个共同的电路例如按时钟周期地输入电流或者也可以通过多个单独的电路输入电流。
附图说明
以下参照附图示例性地描述本发明。在附图中：
图1示出按照本发明的设备的示意性侧视图；
图2示出另一按照本发明的设备的示意性侧视图；
图3示出在按照本发明的方法中的一个粘接部位处的可能的温度变化走向或曲线。
具体实施方式
在图1中示出按照本发明的用于使导电的粘接剂1硬化的设备，其中，所示的粘接剂1施加在能导电的第一构件、尤其是板件与能导电的第二构件3、尤其是第二板件之间。图1的设备构成夹钳7，其中，在夹钳7的钳口处分别布置有冲头4、6。当夹钳7闭合时，冲头4、6从两侧按压在由第一构件2、粘接剂1和第二构件3组成的结构上并且由此将构件2、3压向粘接剂1，从而固定构件2、3并且防止构件2、3滑脱。在此，冲头4、6附加地与未示出的电压源导电连接，因此通过冲头4、6可以将电流引入构件2、3和粘接剂1内，粘接剂1在此硬化。
在引入电流时，为了检测此时在第一构件2上产生的热，借助安装在冲头4上的温度测量单元5测量温度。对温度的检测和对电流输入的调节可通过相应的调节单元自动化地进行。在图3中示出了通过调节单元实现的可能的温度变化走向或曲线。
图2示出了按照本发明的设备的一种备选实施形式，其中，一个共同的第二构件3作为用于至少两个冲头4的共同的接地点使用。为此，第二构件3通过电接线端8连接在电压源上。第二极在此由至少两个冲头4构成，所述冲头又以压力F将两个第一构件2压向处于至少两个粘接部位上的粘接剂1并且压向共同的第二构件3。两个冲头4可以配备温度测量单元5。在每个粘接部位处可以这样调节电功率，使得在每个单独的粘接部位处的表面温度均与期望的温度变化走向一致。
图3示出在粘接部位上或者构件2表面上的期望的温度变化走向，其中，垂直轴表示温度T并且水平轴表示时间t。通过一个或多个温度传感器5(参见图1和图2)可以分别确定温度T并且通过电功率这个调节变量调节为期望的温度变化走向，即相应的升温曲线。在所示的例子中，在第一时间段A中粘接部位以恒定的斜率(例如每分钟50摄氏度)升温。时间段B表示保持恒定温度T并且主要进行硬化的时间间隔。在时间段B的终点，停止输入电功率并且打开夹钳，或者将一个或多个冲头从构件上抬起。接着在时间段C中，构件和粘接剂冷却。时间段B的长度可以根据所期望的硬化程度改变。对于简单的固定，所述时长例如可以仅为一分钟或者几分钟。
附图标记清单
1粘接剂
2第一构件
3第二构件
4冲头
5温度测量单元
6另一冲头
7夹钳
8电接线端
F压力
T温度轴
t时间轴
A时间段
B时间段
C时间段

Claims (13)

1.一种用于使导电的粘接剂(1)硬化的设备，其中，粘接剂(1)设置在第一构件(2)与第二构件(3)之间，其特征在于，所述设备包括至少一个冲头(4)，其中，所述冲头(4)设计用于沿朝向第二构件(3)的方向在第一构件(2)上施加压力(F)，并且通过作为第一极的冲头(4)和作用在第二构件(3)上的第二极能够将电流引入所述构件(2、3)中并且经由所述构件(2、3)引入粘接剂(1)内。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冲头(4)包括温度测量单元(5)。
3.按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述第二极由另一冲头(6)构成，其中，所述另一冲头(6)设计用于沿朝向第一构件(2)的方向在第二构件(3)上施加压力。
4.按权利要求3所述的设备，其特征在于，所述冲头(4)和所述另一冲头(6)是夹钳(7)的部件。
5.按权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述另一冲头(6)包括温度测量单元(5)。
6.按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，粘接剂(1)作用在第一构件(2)和/或第二构件(3)上的多个粘接部位上。
7.按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述第二构件(3)作为用于至少两个冲头(4)的共同的接地点。
8.按权利要求7所述的设备，其特征在于，所述至少两个冲头(4)作用在至少两个不同的第一构件(2)上并且设计用于沿朝向第二构件(3)的方向分别在不同的第一构件(2)上施加压力(F)并且通过作为第一极的冲头(4)和作用在第二构件(3)上的第二极能够将电流引入所述构件(2、3)中并且经由所述构件(2、3)分别引入粘接剂(1)内。
9.按权利要求8所述的设备，其特征在于，通过所述至少两个冲头(4)在时间上交替地，尤其是按时钟周期地引导电流。
10.按权利要求9所述的设备，其特征在于，根据温度或者在所述冲头(4、6)和/或所述构件(2、3)中测量的温度的温度变化走向确定时钟周期比例。
11.按权利要求8所述的设备，其特征在于，将电流彼此独立地引导至所述至少两个冲头(4)。
12.一种用于借助导电的粘接剂(1)在第一构件(2)与第二构件(3)之间建立粘接连接的方法，其特征在于，借助冲头(4)沿朝向第二构件(3)的方向在第一构件(2)上施加压力(F)，并且通过作为第一极的冲头(4)和作用在第二构件(3)上的第二极将电流引入所述构件(2、3)中并且经由所述构件(2、3)引入粘接剂(1)内。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述冲头(4)包括温度测量单元(5)，并且这样调节引入粘接剂(1)内的电流，使得在所述温度测量单元(5)上存在确定的温度或者确定的温度变化走向。
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