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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bearbeitung von Festkörpern, insbesondere
Festkörpern aus
magnetisch aktivem Material, die im Zuge der Bearbeitung zunächst fixiert
werden müssen,
um dann beispielsweise spanend bearbeitet werden zu können. Dies
ist insbesondere bei kleinen Festkörpern problematisch, da beim
Einspannen in eine mechanische Haltevorrichtung oft nicht genug
Platz zur Bearbeitung verbleibt oder das Werkstück nicht in der gewünschten
Weise zugänglich
ist. Deshalb werden in einigen Fällen
solche zu bearbeitenden Festkörper mittels
eines Klebers vorübergehend
an einer Haltevorrichtung fixiert und/oder mehrere zu bearbeitende Festkörper miteinander
verbunden, um eine gemeinsame Bearbeitung zu ermöglichen.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Festkörpern, insbesondere
Magnetkörpern,
bei dem wenigstens ein erster zu bearbeitender Festkörper mittels
eines Klebstoffes in einem Fügebereich
seiner Oberfläche
mit einer Haltevorrichtung und/oder mit einem zweiten zu bearbeitenden
Festkörper
verbunden wird, und bei dem darauf eine Bearbeitung des ersten Festkörpers und
insbesondere auch des zweiten Festkörpers stattfindet.
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In
DE 195 04 482 A1 ist
offenbart, eine Blechumbördelung
im Bereich einer Kraftfahrzeugtür zu
verkleben, wobei durch abstandhaltende Partikel verhindert werden
soll, dass beim Andrücken
der zu verbindenden Teile der Klebstoff weggedrückt wird.
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In
JP 58189277 A sind
abstandhaltende Partikel eines Quarzsandes, der einem Epoxidkleber beigemischt
wird, beschrieben.
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In
DE 101 21 086 A1 ist
ein Verfahren zur Verklebung von Türblechen für Kraftfahrzeugtüren beschrieben,
wobei durch die Zugabe von abstandhaltenden Partikeln definierte
Fugenmaße
geschaffen werden. Durch die Einhaltung eines Mindestabstandes zwischen
den zu verklebenden Blechen wird in
DE 101 21 086 A eine elektrische Isolierung
zur Vermeidung von korrosionsfördernden
elektrischen Potentialdifferenzen sichergestellt.
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In
JP 60079082 A sind
zur Herstellung einer festen Klebeverbindung Kügelchen aus Glas oder einer
Keramik beschrieben, die über
die Klebeschicht gestreut werden und für eine Beabstandung der zu verklebenden
Oberflächen
sorgen.
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In
DE 21 30 773 A ist
das Verkleben unter Zwischenlagen von Abstandskörpern zur Erzielung bestimmter
magnetischer Eigenschaften beschrieben.
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Nachteilig
bei den beschriebenen Verfahren ist, dass durch das Einfügen von
abstandhaltenden Partikeln die Festigkeit der Klebeverbindung derart erhöht wird,
dass eine einfache Auflösung
der Klebeverbindung nicht möglich
ist.
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Aus
der
DE 3902480 C2 ist
ein Verfahren zur Fixierung von Neodym-Bor-Eisenmagneten innerhalb
eines elektrischen Motors bekannt, wobei zur Verbindung mit einem
Träger
ein flexible Eigenschaften aufweisender Klebstoff verwendet wird,
der ein flexibles Epoxydharz enthält. Gemäß dem zitierten Stand der Technik
werden die Magnete nach ihrer Befestigung auf dem Stator durch Abschleifen
in die gewünschte
Form gebracht.
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Bei
dem genannten Bearbeitungsverfahren ist es einerseits ein Erfordernis,
dass die Festkörper/Magnetkörper dauerhaft
und zuverlässig
fixiert werden, so dass eine Bearbeitung auch unter Kraftanwendung
möglich
ist. Oft ist es jedoch auch notwendig, die Fixierung in einfacher
Weise wieder lösen
zu können,
um die Festkörper
danach ihrer eigentlichen Bestimmung zukommen zu lassen beziehungsweise
an anderer Stelle einzubauen. Oft werden derartige Festkörper auch
zunächst
miteinander verbunden, um dann in gleicher Weise bearbeitet werden
zu können,
so dass beispielsweise deckungsgleiche Festkörper durch die Bearbeitung
entstehen. Diese sollen nach dieser Bearbeitung wieder voneinander
gelöst
werden können,
um getrennt voneinander verwendet beziehungsweise eingebaut werden
zu können.
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Die
für eine
solche Fixierung bisher bekannten Verfahren lassen insbesondere
bezüglich
einer guten Lösbarkeit
der Festkörper
zu wünschen übrig. Oft
ist insbesondere bei flächigen
Verklebungen eine Lösezeit
von mehreren Tagen erforderlich um die Festkörper von der Haltevorrichtung
oder voneinander zu lösen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine gute Lösbarkeit
des/der Festkörper
von einer Haltevorrichtung oder voneinander gegeben ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Durch
das Vorsehen derartiger Beabstandungselemente, insbesondere gesonderter
Beabstandungspartikel, ist der Fügespalt
in seiner Spaltweite wunschgemäß zumindest
bezüglich
einer minimalen Weite einstellbar, so dass beim Lösen der
Verbindung einem Lösungsmittel
genügend
Angriffsfläche
geboten wird und der Klebstoff in vertretbar kurzer Zeit längs des
Fügespaltes
aufgelöst
werden kann. Der Fügespalt
wird je nach dem verwendeten Klebstoff und dem Lösungsmittel, das später verwendet
werden soll, durch die Wahl der Größe der Beabstandungselemente
eingestellt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als Klebstoff
ein Cyanoacrylatklebstoff verwendet wird.
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Besonders
vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff auf der Basis
von Alkoxyalkylcyanacrylat, besonders vorteilhaft Methoxyethylcyanacrylat
hergestellt ist.
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Derartige
Klebstoffe sind sehr einfach einzusetzen, es handelt sich um einkomponentige
Werkstoffe, die mit sehr hoher Prozesssicherheit verwendet werden
können.
Bei gemäß dem Stand
der Technik eingesetzten mehrkomponentigen Klebstoffen kann die
Topfzeit für
eine Bearbeitung zu kurz sein oder es können Fehlerquellen in fehlerhaften
Mischungsverhältnissen
liegen. Die gemäß der Erfindung
verwendeten Klebstoffe sind handelsüblich und härten innerhalb von wenigen
Minuten aus. Sie stellen eine gute Qualität der Fixierung sicher und
sind auch gegen Kühl-/Schmiermittel,
die bei einer spanenden Bearbeitung Verwendung finden können, weitgehend
resistent.
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Letztlich
sind derartige Klebungen leicht mit Wasser oder noch schneller mit
verdünnter
Natronlauge löslich.
Dabei wird beispielsweise 1–5
prozentige Natronlauge bei Temperaturen von ca. 90° bis 100° Celsius
verwendet. Die Klebstoffe können
für alle
Arten von Haltevorrichtungen aus verschiedenen Materialien, wie
beispielsweise Holz, Glas, Marmor, Graphit, Metall, Kunststoff sowie
Keramik eingesetzt werden.
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Somit
ergibt sich insgesamt eine gute Verarbeitbarkeit der Klebstoffe,
wobei auch das Arbeitspersonal nicht durch gefährliche Lösungsmittel belastet wird.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
der Klebstoff eine Viskosität zwischen
50 und 400 mPas aufweist.
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Eine
derartige Viskosität
stellt sicher, dass der Klebstoff einerseits nicht zu leicht wegtropft,
andererseits der Fügespalt
ohne übermäßige Kraftanstrengung
bis auf die lichte Weite der Beabstandungselemente zusammendrückbar ist.
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Es
kann außerdem
vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Beabstandungselemente eine
Dicke von zwischen 80 und 300 μm,
vorteilhaft zwischen 90 und 200 μm,
weiter vorteilhaft zwischen 90 und 150 μm aufweisen.
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Derartige
Beabstandungselemente haben sich in der angegebenen Größe bewährt. Dabei macht
die Verwendung größerer Elemente
die Lösbarkeit
des Klebstoffes nach der Bearbeitung leichter, jedoch führt eine
zu dicke Klebstoffschicht einerseits zu einer Beweglichkeit der
Festkörper
und andererseits zu einer weniger zuverlässigen Klebverbindung.
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Es
kann außerdem
vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Beabstandungselemente als
separate Beabstandungspartikel ausgeführt sind.
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Dies
kann beispielsweise durch kugelförmige
oder rotationselipsoidförmige
Partikel verwirklicht sein. Mit diesen lässt sich die gewünschte Weite
des Fügespaltes
zuverlässig
einstellen.
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Außerdem kann
gemäß der Erfindung
vorgesehen sein, dass die Beabstandungspartikel aus Glas bestehen.
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Glas
weist eine genügende
Inkompressibilität
auf, um den Abstand zuverlässig
einzustellen und außerdem
sind Glaspartikel in den gewünschten Größen einfach
herstellbar. Zusätzlich
interagiert Glas nicht mit dem Klebstoff oder dem Lösungsmittel.
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Es
kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Beabstandungspartikel nach
dem Auftragen des Klebstoffs im Fügebereich auf diesen aufgestreut
werden.
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Die
lichte Weite des Fügespaltes
kann somit nach dem Auftragen des Klebstoffes je nach Wunsch individuell
festgelegt werden.
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Es
kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Beabstandungspartikel
vor dem Auftragen des Klebstoffes mit diesem vermischt werden.
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In
diesem Fall ist durch die Auswahl des Klebers mit in diesem enthaltenen
Beabstandungspartikeln bereits die lichte Weite des Fügespaltes
bestimmt und es können
beispielsweise mehrere Klebstoffe vorrätig gehalten werden für unterschiedliche Anwendungen
mitunterschiedlichen Partikelgrößen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist durchführbar
mit einer Haltevorrichtung, bei der die Beabstandungspartikel in
dem Bereich, der mit dem Klebstoff in Verbindung kommt, mit der
Haltevorrichtung fest verbunden und als Erhebungen, vorteilhaft
als Stege ausgeprägt
sind, wobei die Höhe
der Erhebungen zwischen 90 und 300 μm, vorteilhaft zwischen 90 und
150 μm beträgt. Bei
dieser Höhe
ist die entstehende Fügespaltweite
durch die Erhebungen/Stege vorteilhaft festgelegt.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung
gezeigt und nachfolgend beschrieben.
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Dabei
zeigt
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1 einen
Stapel von Festkörpern,
die mittels Klebstoff miteinander verbunden sind,
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2 einen
Festkörper
der auf einer Haltevorrichtung mittels eines Klebstoffs befestigt
ist.
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Die 1 zeigt
vier scheibenförmige
Magnetkörper 1, 2, 3, 4,
die mittels drei Schichten 5, 6, 7 aus
einem Methoxyethylcyanoacrylat-Klebstoff zusammengeklebt sind. Dazu
wird zunächst
der Klebstoff mittels eines Spatels auf jeweils einen der Magnetkörper, die
typisch aus einer NeodymEisenBor-Legierung
bestehen, aufgetragen und danach werden auf den flüssigen Klebstoff
Glasperlen der Größe 90–150 μm aufgestreut.
Darauf werden jeweils zwei Magnetkörper bis auf den Abstand von 90–150 μm, das heißt, bis
dass die Partikel die Bewegung begrenzen, zusammengedrückt. Auf
diese Weise wird aus den jeweils drei Millimeter dicken Magnetkörpern ein
Scheibenstapel in einer Höhe
von ca. 7 cm Höhe
geklebt. Nach Erhärten
des Klebers, das heißt
nach wenigen Minuten, kann der Scheibenstapel mittels eines Bearbeitungswerkzeugs,
beispielsweise eines Fräskopfes 8 oder
einer Innenlochsäge bearbeitet
werden. Hierzu wird der gesamte Block zusätzlich auf einer nicht in der
Figur dargestellten Unterlage/Haltevorrichtung ähnlich der in 2 dargestellten
mittels desselben Klebstoffes und unter Zwischenlage von Glasperlen
befestigt.
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Nach
der Bearbeitung wird der aus Magnetkörpern bestehende Block mitsamt
der Unterlage/Haltevorrichtung mit einem Lösungsmittel behandelt, das
beispielsweise aus 4 prozentiger Natronlauge bei 95° Celsius
besteht. Nach sechs Stunden Behandlungszeit sind alle Klebungen
gelöst
und die einzelnen Magnetkörper
können
getrennt entnommen werden.
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Dadurch,
dass in den Klebstoffschichten 5, 6, 7 jeweils
die aus Glas bestehenden im wesentlichen kugelförmigen Beabstandungspartikel 10, 11, 12, 13 eingelagert
sind, ist die Dicke der Klebstoffschichten 5, 6, 7 beziehungsweise
die lichte Weite der jeweiligen Fügeverbindungen auf 90–150 μm festge legt, was
ein gutes Eindringen der verdünnten
Natronlauge zum Auflösen
der Klebstoffverbindungen ermöglicht.
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In
der 2 ist eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt, nämlich ein
einzelner Magnetkörper 9 aus
einer NeodymEisenBor-Legierung, der auf einen als Haltevorrichtung dienenden
Holzträger 14 mittels
eines Methoxyethylcyanoacrylat-Klebers aufgeklebt ist. Zu diesem Zweck
werden zunächst
auf den Holzträger 14,
der in diesem Fall die Haltevorrichtung darstellt, zwei Klebstoffraupen
aufgetragen und danach auf diese eine Anzahl Glasperlen im Durchmesser
zwischen 90 und 150 μm
aufgestreut. Mittels einer Justiervorrichtung wird dann der Magnetkörper 9 aufgesetzt
und innerhalb von 60 Sekunden durch den Klebstoff fixiert. Nach
einer Ruhezeit von ca. einer Stunde kann der Magnetkörper 9 in
Teilkörper
aufgeschnitten werden. Dabei verwendete Kühl-/Schmiermittel greifen den Klebstoff
nicht an und der Klebstoff setzt auch die Werkzeuge zum Schneiden
des Magnetkörpers 9 nicht
zu. Es können
auch mehrere der gezeigten Magnetkörper 9 auf den Holzträger 14 hintereinander
in einer Reihe aufgeklebt und danach bearbeitet werden.
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Nach
dem Bearbeitungsprozess kann der Träger mit den aufgeklebten Magnetkörpern ca.
15 Minuten in 2 prozentiger Natronlauge bei 90°–100° Celsius gelagert werden. Nach
dem Abkühlen
können
die Magnetkörper
beziehungsweise die aus diesen durch Zerschneiden geformten Teilkörper von dem
Holzträger 14 abgenommen
werden. Lose anhaftende Klebstoffreste werden bei dem folgenden Gleitschleifprozess
der Magnetkörper
vor einer gegebenenfalls folgenden Beschichtung entfernt.
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In
der 2 sind auf der Haltevorrichtung zusätzlich zu
den Glasperlen alternativ zu diesen vorsehbare Stege 15 dargestellt,
die als Erhebungen ebenfalls Beabstandungselemente bilden und die Glasperlen
ersetzen können-
allerdings bei unveränderlicher
Höhe der
Stege, so dass der Fügespalt nicht
einstellbar ist.