CN109822924A - 用于接合构件的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于接合构件(200)的方法，在所述方法中，形式为带状型材的粘合剂材料(12)借助涂覆单元(10)施加在构件(200)上，其中，设计为带状型材的形式的粘合剂材料(12)在涂覆单元(10)的加热单元(14)中熔化并且在熔化的状态下施加在构件(200)上，并且其中，施加在构件(200)上的粘合剂材料(12)在布置于涂覆单元(10)之后的交联装置(11)中通过能量的输入转化为交联的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于接合构件的方法。此外本发明涉及一种用于接合构件的装置。
背景技术
用于接合构件的方法例如由专利文献EP 312 496 B1和EP 3 098 276 A1已知。在此使用处于粘性状态的粘合剂材料来接合构件、例如交通工具构件。在用于将粘合剂材料施加在构件上的涂覆单元内，通常将粘性的粘合剂材料输送通过输送管，由于粘合剂材料在室温时具有非常高的黏度并且在这种状态下不能被输送通过管道，因此所述输送管必须设计为加热的。除了需要高的能量耗费之外，管道的加热还要求这种设备具有在设计上相对耗费的构造。此外，如果聚合物例如由于暂时的生产停歇或者交接班而更长时间地位于加热的输送管中，那么在使用加热的输送管时存在可能的聚合物热学降解的风险。这种变化了的粘合剂材料则不能继续使用，这可能导致废弃材料的增加。如果在输送管中出现粘合剂材料的硬化，则所述输送管不能继续使用并且必须被替换，这是耗费成本的。
从专利文献WO 2016/079 288 A1中已经已知一种方法，在所述方法中将可热激活的粘合剂施加在基体上，其中，所述粘合剂在环境温度中是固体的并且能够在低于它的热激活温度的温度时熔化，其中，粘合剂配制品被输入热熔融物施放器中，在这里所述粘合剂配制品被加热到它的熔点之上并且低于其激活温度，并且这样控制熔化的粘合剂的熔融物黏度，使得所述粘合剂能够从热熔融物释放器中喷射到基体上，从而产生粘连的小球，所述小球附着在基体上并且在冷却时摸起来是干的，并且其中，粘合剂在激活时能够以超过约250％的体积膨胀扩展。
专利文献DE 199 36 760 A1建议了一种用于在底层上施加塑料绳的装置。所述装置包括可固定在机器人装置的端部元件处的、能够相对于底层沿着预设的轨道运动的喷头，所述喷头能够由可硬化的流体的或者膏状的塑料在压力下加载，并且所述喷头是优选能够由阀针封闭的涂覆喷嘴。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于接合构件的方法以及一种用于接合构件的装置，在所述方法和装置中能够减少废弃材料并且能够简化构造以及方法。
按照本发明的技术问题通过一种用于接合构件的方法和用于接合构件的装置解决。
按照本发明的方法的特点在于，形式为带状型材或者说条状型材(Strangprofil)的粘合剂材料借助涂覆单元施加在构件上，其中，构造为带状型材形式的粘合剂材料在涂覆单元的加热单元中熔化并且在熔化的状态下施加在构件上，并且其中，在布置于涂覆单元之后的交联装置中，施加在构件上的粘合剂材料通过能量的输入转化为交联状态。
按照本发明的装置的特点在于，所述装置具有涂覆单元以及布置于所述涂覆单元之后的交联装置，其中，形式为带状型材的粘合剂材料能够借助涂覆单元施加在构件上，其中，所述涂覆单元具有加热单元，在所述加热单元中，构造为带状型材形式的粘合剂材料能够在施加之前熔化，并且其中，借助交联装置通过能量的输入能够将施加在构件上的粘合剂材料转化为交联状态。
现在按照本发明规定，粘合剂材料在初始状态下不再作为粘性材料存在并且在涂覆单元中也不再必须通过加热的管道传送，而是所述粘合剂材料现在在初始状态下作为优选连续的带状型材以固体状态存在，所述带状型材在即将施加到构件之前才熔化并且由此转化为熔融的或者塑化的状态。带状型材能够具有不同的横截面形状和厚度。带状型材例如能够具有圆形、矩形或者正方形的横截面。带状型材此外也能够例如构造为纤维或者长丝。由此能够在没有加热的管道的情况下实现粘合剂材料在涂覆单元内的传送。加热单元定位在粘合剂材料被施加到构件上的涂覆单元端部处，设计为带状型材的粘合剂材料导引通过所述加热单元并且在此在即将涂覆于构件上之前熔化并且因此在即将离开涂覆单元之前熔化。粘合剂材料的熔化直接在涂覆单元中实现，因此连接在涂覆单元之前的用于熔化粘合剂材料的单元是不必要的。涂覆单元可以在它的端部具有用于在构件上涂覆的涂覆喷嘴，其中，加热单元可以定位在所述喷嘴中或者相邻于所述喷嘴定位，借助所述加热单元加热粘合剂材料并且由此使其从固体状态转化为熔化的状态。粘合剂材料优选是两步(zweistufig)接合的粘合剂材料。通过加热单元仅将粘合剂材料加热到这种程度，使得所述粘合剂材料尚处于它的反应温度以下。粘合剂材料由此借助加热单元转化为塑化的、热塑性的状态并且在这种状态下施加到构件上。在施加到构件上之后，粘合剂材料优选首先冷却至室温并且由此在被置入布置于涂覆单元之后的交联装置之前从熔化的状态重新转化为固体的状态。在所述交联装置中，粘合剂材料通过能量的输入从热塑性的状态转化为交联的、热固性的状态。交联装置例如可以是干燥炉、例如KTL干燥器，或者也可以是感应炉或者辐射炉。在将构件连同布置在所述构件上的粘合剂材料置入交联装置之前，将所述构件施加在并且由此连接在第二构件上，其中，所述两个构件的连接或者接合借助粘合剂材料实现。
涂覆单元优选具有滚子，构造为带状型材的粘合剂材料卷在所述滚子上并且所述构造为带状型材的粘合剂材料能够从所述滚子展开以便向加热单元传送。因此，在粘合剂材料处于固体状态的初始状态下，所述粘合剂材料能够卷在滚子上。在接合过程期间，粘合剂材料随即能够作为连续的线在涂覆单元内从滚子展开并且导引向加热单元。如果粘合剂材料完全从滚子展开，则所述滚子可以被新的装有卷绕的粘合剂材料的滚子替换。通过粘合剂材料从滚子上的展开实现了非常清洁、连续的过程。粘合剂材料在它的初始状态下是热塑性的、非交联的、固体的带状型材，其中所述带状型材的直径优选是几毫米、优选是2到4毫米之间。由此并且由于粘合剂材料的机械特性，所述粘合剂材料能够卷绕在滚子上，所述滚子优选具有小于10cm的最小曲率半径。由此能够实现在滚子上的粘合剂材料的紧凑传送并且同时能够实现为接合过程简化地制备粘合剂材料。
为了在涂覆单元内向加热单元传送粘合剂材料，所述涂覆单元优选具有进给单元。在此有利地规定，粘合剂材料借助涂覆单元的进给单元向加热单元传送。由此，所述粘合剂材料的输送与粘性粘合剂材料相比不是通过加热的管道、而是纯粹机械地借助进给单元实现，由此能够大大减少用于传送粘合剂材料的设计耗费。进给单元可以根据带状型材的直径优选以0.5cm3/s至5cm3/s之间的体积流输送粘合剂材料。
进给单元可以具有分别成对地布置的驱动滚子和/或导引滚子，并且构造为带状型材形式的粘合剂材料能够导引通过成对地布置的驱动滚子和/或导引滚子，其中，分别布置成一对的驱动滚子和/或导引滚子之间的距离是能够改变的。通过成对地布置的驱动滚子和/导引滚子彼此之间的距离能够确定粘合剂材料的带状型材的直径的可能的偏差并且根据所述距离动态地使用于粘合剂材料在传送穿过涂覆单元时的进给速度适配，以便能够实现粘合剂材料向加热单元的尽可能恒定的输入。此外能够通过驱动滚子和/或导引滚子彼此的距离确保粘合剂材料嵌入并且被相应地输入。
优选可以规定，加热单元具有预热单元，粘合剂材料能够在所述预热单元中预热，加热单元还具有布置于所述预热单元之后的熔化单元，粘合剂材料能够在所述熔化单元中熔化。粘合物材料则在加热单元内首先穿过预热单元并且之后穿过熔化单元。粘合剂材料在加热单元内例如能够借助热空气、红外线或者加热的滚子预热至低于所述粘合剂材料的熔化温度的温度。通过预热能够补偿在生产环境中波动的温度。粘合剂材料可以在后续的熔化单元中继续被加热并且加热到高于其熔化温度的温度，但是仍低于它的反应温度。粘合剂材料优选被加热直到它具有10至105Pa·s的黏度。能够借助热空气、红外线或者与熔化单元的壁的直接接触实现熔化单元中的加热，所述熔化单元的壁又能够通过加热元件或者感应式地被加热。
为了提高涂覆单元的灵活性并且由此提高方法中的灵活性，尤其可以将加热单元并且由此尤其也可以将包括涂覆喷嘴的涂覆单元的端部布置在机器人单元上。由此能够借助机器人单元将涂覆单元的至少一部分向构件导引，以便将粘合物材料涂覆在构件上。
此外，所述装置按照一种有利的实施形式能够具有混合装置，所述混合装置能够置于加热单元之后，其中，在所述混合装置中，熔化的粘合剂材料能够在施加到构件上之前与至少一种第二粘合剂材料混合。也能够与多于一种的其它粘合物材料进行所述混合。通过粘合物材料的混合能够调整施加在构件上的粘合剂材料的特性、例如机械特性。
优选可以使用具有在50℃至100℃之间的熔化范围的热塑性聚合物作为粘合剂材料，所述聚合物除了热塑性的基础成分之外可以具有至少一种硬化材料，通过所述硬化材料能够实现，在高于150℃的温度下能够形成聚合物的聚合物链或者说高分子链之间的交联，所述聚合物能够通过所述交联在交联装置中从热塑性的状态转化为热固性的状态。根据所使用的硬化材料以及通过热塑性的基础成分的变化能够调节形成150MPa至2GPa的弹性模量，因此粘合剂材料的断裂伸长率能够达到2至多个100％之间，因此粘合剂材料在它的初始状态下能够特别硬并且高强度地构造。
附图说明
下面按照根据以下附图对优选设计方案的说明详细地阐述改进了本发明的其它措施。
在附图中：
图1示出了具有涂覆单元的装置的示意性视图，所述涂覆单元具有按照本发明的交联装置；
图2示出了按照本发明的涂覆单元的示意性视图，在所述涂覆单元中，加热单元具有预热单元和熔化单元；并且
图3示出了具有涂覆单元的装置的另一示意性视图，所述涂覆单元具有按照本发明的交联装置。
具体实施方式
图1示出了用于接合构件200的装置100，方式是通过粘合剂连接将所述构件彼此连接。
装置100具有涂覆单元10和置于所述涂覆单元10之后的交联装置11，因此在两步中处理用于接合的粘合剂材料12。粘合剂材料12是两步式凝结的粘合剂材料12。
粘合剂材料12在初始状态下具有固体的状态并且以带状型材的形式存在。在这种状态下粘合剂材料12卷绕在涂覆单元10的滚子13上，所述粘合剂材料在所述工艺或者方法期间从所述滚子上展开。
从滚子13上展开的粘合剂材料12作为带状型材连续地输入涂覆单元10的加热单元14。所述加热单元14布置在涂覆单元10的端部，因此在加热粘合剂材料12之后所述粘合剂材料能够直接施加在待接合的构件200上。
在图1示出的设计方案中，加热单元14集成在涂覆单元10的涂覆喷嘴15中，借助所述涂覆喷嘴将粘合剂材料12施加在构件200上。但也可行的是，加热单元14定位在涂覆喷嘴15之外，优选以这种方式定位，使得加热单元14直接布置于涂覆喷嘴15之前，因此熔化的粘合剂材料12能够在离开加热单元14之后直接导入涂覆喷嘴15中并且能够由涂覆喷嘴15施加在构件200上。
处于固体状态下的粘合剂材料12在通过加热单元14时熔化并且通过涂覆喷嘴15在熔化的状态下施加在构件200上。在加热单元14中，粘合剂材料12被加热到高于所述粘合剂材料12的熔化温度但低于所述粘合剂材料12的反应温度的温度，从而能够防止粘合剂材料12在涂覆单元10中就发生交联。
粘合剂材料12在加热单元14中的加热例如能够借助热空气、红外线或者直接与加热单元14的壁接触实现，所述壁又能够通过加热元件或者感应式地被加热。
借助进给单元16实现构造为带状型材的粘接剂材料12从滚子13向加热单元14和涂覆喷嘴15的连续传送，所述进给单元由成对地布置的滚子17、尤其是驱动滚子和/或导引滚子构成。
在熔融流动状态下施加在构件200上的粘合剂材料12被冷却至室温，从而使粘合剂材料12从熔融流动状态转化为固体状态。之前进行接合，方法是将其它的构件200置于带有熔融流动的粘合剂材料12的构件200上。但也能够在粘合剂材料12冷却至室温之后将所述其它的构件200置于构件200上。
在粘合剂材料12冷却至室温之后将构件200输入交联装置11。在交联装置11中，通过能量的输入将粘合剂材料12加热至高于其反应温度的温度，从而使粘合剂材料12转化为热固性的、交联的状态。
在图1所示的设计方案中，涂覆单元10的一部分、尤其是加热单元14和涂覆喷嘴15固定在机器人单元18上，从而使熔化的粘合剂材料12能够灵活地、在不同的位置上涂覆在构件200上。
图2示出了涂覆单元10的另一种设计方案。在这种设计方案中，加热单元14具有预热单元19和置于所述预热单元19之后的熔化单元20。在加热单元14内，粘合剂材料12首先穿过预热单元19并且随后直接穿过熔化单元20。熔化单元20直接与预热单元19邻接地布置。粘合剂材料12可以在预热单元19内例如借助热空气、红外线或者加热的滚子被预热到低于其熔化温度的温度。通过预热能够补偿在生产环境中波动的温度。粘合剂材料12能够在随后的熔化单元20中被继续加热，并且加热至高于其熔化温度但仍低于其反应温度的温度。在熔化单元20中的加热同样能够借助热空气、红外线或者直接与熔化单元20的壁接触实现，所述壁又能够通过加热元件或者感应式地被加热。在图2所示的设计方案中，熔化单元20集成在涂覆喷嘴15中。
此外在图2中可以看出，进给装置16由多个成对地布置的滚子17、尤其是驱动滚子和/或导引滚子构成。构造为带状型材的形式的粘合剂材料12导引通过成对地布置的驱动滚子和/或导引滚子17，其中，分别布置成对的驱动滚子和/或导引滚子之间的距离能够改变，由此能够对导引通过的粘合剂材料12的由于公差产生的厚度波动做出反应，从而能够通过相应的动态适配确保导引通过的粘合剂材料12的恒定体积流。滚子17的用于改变距离的可运动性由箭头表示。
为了防止污物和/或其它的环境影响可能到达构造为带状型材形式的粘合剂材料12或者可能出现粘合剂材料12卡住或者类似的情况，可以设置优选呈软管状或者管道状的保护套21，粘合剂材料12在滚子13和加热单元14之间的区域中可以导引通过所述保护套。保护罩21不被加热。
图3示出了一种设计方案，在所述设计方案中布置有如图2所示的涂覆单元10连同它的加热单元14，所述加热单元包括预热单元19和熔化单元20。
相比于粘性的粘合剂，按照本发明，粘合剂材料12的输送不是通过加热的管道，而是纯粹机械地通过进给单元16实现。由此能够节省用于加热的管道的高昂成本，并且能够避免粘合剂材料12在加热的管道中热学降解的风险。粘合剂材料12在加热的管道中硬化而迫使必须更换管道的风险也能够被排除。
本发明的实施形式并不局限于前述优选设计方案。也可以考虑大量的变型方案，它们即使在原则上不同类型的实施形式中也能够使用所示的解决方案。所有由权利要求书、说明书或者附图得到的特征和/或优点、包括设计细节、空间布局和方法步骤既可以单独地也可以在不同的组合中对于本发明具有重要意义。
附图标记清单
100 装置
10 涂覆单元
11 交联单元
12 粘合剂材料
13 滚子
14 加热单元
15 涂覆喷嘴
16 进给单元
17 滚子、驱动滚子和/或导引滚子
18 机器人单元
19 预热单元
20 熔化单元
21 保护套
200 构件
Claims (10)
1.一种用于接合构件(200)的方法，在所述方法中，形式为带状型材的粘合剂材料(12)借助涂覆单元(10)施加在构件上(200)，其中，设计为带状型材的形式的粘合剂材料(12)在涂覆单元(10)的加热单元(14)中熔化并且在熔化的状态下施加在构件(200)上，并且其中，在布置于涂覆单元(10)之后的交联装置(11)中，施加在构件(200)上的粘合剂材料(12)通过能量的输入转化为交联状态。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，设计为带状型材的形式的粘合剂材料(12)卷绕在滚子(13)上并且在涂覆单元(10)中从滚子(13)上展开。
3.按权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，所述粘合剂(12)在加热单元(14)的预热单元(19)中预热并且在加热单元(14)的布置于所述预热单元(19)之后的熔化单元(20)中熔化。
4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，使用具有在50℃至100℃之间的熔化范围的热塑性的聚合物作为粘合剂材料(12)，所述聚合物除了热塑性的基础成分之外具有至少一种硬化材料，通过所述硬化材料实现了，在高于150℃的温度时形成聚合物的聚合物链之间的交联，所述聚合物能够通过所述交联在交联装置(11)中从热塑性的状态转化为热固性的状态。
5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在所述加热单元(14)之后连接有混合装置，在所述混合装置中，熔化的粘合剂材料(12)在施加在构件(200)上之前与第二粘合剂材料混合。
6.一种用于接合构件(200)的装置(100)，具有涂覆单元(10)，借助所述涂覆单元能够将形式为带状型材的粘合剂材料(12)施加在构件(200)上，其中，涂覆单元(10)具有加热单元(14)，在所述加热单元中，设计为带状型材的形式的粘合剂材料(12)能够在施加前熔化，所述装置还具有布置于涂覆单元(10)之后的交联装置(11)，借助所述交联装置能够通过能量的输入将施加在构件(200)上的粘合剂材料(12)转化为交联的状态。
7.按权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，所述涂覆单元(10)具有滚子(13)，设计为带状型材的粘合剂材料(12)卷绕在所述滚子上并且设计为带状型材的粘合剂材料(12)能够从所述滚子上展开以便向加热单元(14)传送。
8.按权利要求6或7所述的装置(100)，其特征在于，所述涂覆单元(10)具有进给单元(16)，粘合剂材料(12)能够借助所述进给单元向加热单元(14)传送。
9.按权利要求8所述的装置(100)，其特征在于，所述进给单元(16)具有分别成对地布置的驱动滚子和/或导引滚子(17)并且设计为带状型材的形式的粘合剂材料(12)能够导引通过所述成对地布置的驱动滚子和/或导引滚子(17)，其中，分别布置成对的驱动滚子和/或导引滚子(17)之间的距离能够改变。
10.按权利要求6至9之一所述的装置(100)，其特征在于，所述加热单元(14)具有预热单元(19)，粘合剂材料(12)能够在所述预热单元中预热，所述加热单元还具有布置于预热单元(19)之后的熔化单元(20)，粘合剂材料(12)能够在所述熔化单元中熔化。
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