DE102009049386B4

DE102009049386B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Verkleben mit Hilfe von Vakuum

Info

Publication number: DE102009049386B4
Application number: DE102009049386.7A
Authority: DE
Inventors: Erich Scheugenpflug
Original assignee: Pierburg Pump Technology GmbH; Scheugenpflug GmbH
Current assignee: Pierburg Pump Technology GmbH; Scheugenpflug GmbH
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: DE102009049386A1

Abstract

Verfahren zum Verkleben der Kontaktflächen (2a, b) zweier Gegenstände (1a, b) gegeneinander mit folgenden Schritten:- Aufbringen eines definierten Klebervolumens pro Flächeneinheit auf mindestens einer der Kontaktflächen (2a, b),- Zusammenfügen der beiden Kontaktflächen (2a, b) und Gegeneinanderdrücken über eine definierte Zeit und mit einem definierten Fügedruck und- Aushärten des Klebers (4) im zusammengefügten Zustand der beiden Gegenstände (1a, b), wobei beim Verkleben Unterdruck (7) auf die Klebestelle angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebers (4) in Form von einer oder mehreren Kleberaupen (4) erfolgt, so dass zwischen den einzelnen Klebesträngen nur Taschen entstehen, die zum äußeren Rand hin offen sind.

Description

Anwendungsgebiet
Bei industriell in der Großserie automatisch durchzuführenden Verklebungen wird eine anschließende, immer gleich gute Belastbarkeit und Dauerfestigkeit der Verklebung nur dann erreicht, wenn die Verklebung selbst hinsichtlich ihrer Parameter wie Schichtdicke, Anpresszeit, Anpressdruck und weiterer Bedingungen sehr exakt durchgeführt wird.
Unter einer Verklebung wird für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung auch eine lösbare Verklebung verstanden, wie sie beispielsweise mit den inzwischen verfügbaren so genannten Wärmeleitfetten erstellt werden können.
Ebenso soll das Aufbringen einer Flüssigdichtung in Form zum Beispiel einer Dichtungsraupe vom Begriff „Verklebung“ mit umfasst sein.
Ein typisches Problem dabei sind Lufteinschlüsse:
Wenn in der Kleberschicht Luftblasen enthalten waren, wird dadurch nicht nur die Klebefläche reduziert, sondern unter Umständen auch die Belastbarkeit der Verklebung.
Solche Lufteinschlüsse führen zu Folgeproblemen, beispielsweise temperaturbedingten starken Volumenausdehnungen, die zu einem Abreißen der Verklebung der Lufteinschlüsse führen können und - wenn mehrere Lufteinschlüsse vorhanden waren - damit mit der Zeit zu einem kompletten Ablösen der Verklebung.
Eine weitere Anwendungssituation ist das Aufbringen einer Kleberdichtung, also einer Flüssigdichtung, zum Beispiel als umlaufende Kleberraupe zwischen zwei Gehäuseteilen. Dabei ist nicht unbedingt der Luft-Einschluss im Inneren der Kleberraupe das Problem, sondern die im danach abgedichteten Gehäuse enthaltene Luft, die ebenfalls zu den oben beschriebenen Problemen führen kann.
II. Technischer Hintergrund
Gerade bei flächigen Verklebungen steht prinzipiell der flächig durchgängige Kleberauftrag oder ein Auftrag in Form von Kleberaupen zur Auswahl.
Da jedoch die aufzubringende Schichtdicke sehr gering ist, kann dies durch einen flächigen Auftrag in der Regel nicht exakt genug erreicht werden, weshalb hier in der Regel die Aufbringung einer definierten Klebermenge pro Flächeneinheit durch mäanderförmige oder anders gestaltete Anordnung von Kleberaupen gewählt wird.
Gerade in diesem Fall, also bei nicht durchgehend flächigem Auftrag des Klebers, können beim anschließenden Gegeneinanderpressen der Kontaktflächen der beiden miteinander zu verklebenden Gegenstände besonders leicht zwischen den einzelnen Kleberaupen, obwohl diese durch den Anpressdruck auseinandergedrückt werden, dazwischen Lufteinschlüsse verbleiben.
Dieses Problem wird noch dadurch verschärft, dass manche Produkte beim Verkleben nicht ohne weiteres wie gewünscht mit Anpressdruck belastet werden können.
So müssen beispielsweise häufig Platinen, die eine elektronische Schaltung auf einer Seite tragen, mit der anderen Seite auf einem z. B. Kühlkörper verklebt werden.
Vor allem wenn die Platine nicht aus Kunststoffmaterial, sondern aus Keramikmaterial besteht, ist bei punktuellem Aufbringen eines Anpressdruckes auf der Platine die Gefahr eines Bruches der Keramikplatine sehr groß.
Ein mechanisches, flächiges Anpressen ist jedoch wegen der vielen auf der Platine vorhandenen Bauelemente nicht möglich.
Dies führte bisher dazu, dass für jede Platine separat ein Anpresswerkzeug entwickelt werden musste, welches immer nur an den zwischen den Bauelementen individuell vorhandenen freien Stellen jeder einzelnen Platine das Aufbringen von Anpressdruck gegen die Platine erlaubte.
JP 2002056580 A zeigt ein Klebeverfahren unter Vakuumatmosphäre, bei dem ein Klebemittel auf die Oberflächen der zu verklebenden Substrate aufgebracht wird. Unter Beibehaltung des Vakuums wird das Klebemittel anschließend ausgehärtet.
FR 2659344 A1 zeigt ein Verfahren zum Kleben von elektrischen Karten auf andere elektrische Module.
Auch EP 1 801 177 A1 und DE 10 2006 001 494 B3 zeigen Klebeverfahren, bei denen wärme-härtbarer Harzkleber eingesetzt wird. Das Klebeverfahren wird auch hier unter Vakuum durchgeführt, um somit das Einschließen von Luftblasen zwischen den zu klebenden Flächen vermieden wird. Nach dem Zusammenfügen wird der Kleber unter Hitzeinfluss für eine bestimmte Zeit ausgehärtet.
DE 100 12 977 A1 , US 5 743 991 A , DE 10 2008 037 866 A1 , US 2007/00 31 997 A1 und JP H11-220054 A zeigen Klebeverfahren, bei denen unter Vakuum geklebt wird, jedoch als Klebemittel Klebefolien eingesetzt werden.
III. Darstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verkleben, insbesondere flächigen Verkleben, von Gegenständen zu schaffen, die verhindert, dass in der ausgehärteten Verklebung Lufteinschlüsse vorhanden sind.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird das Entstehen von Lufteinschlüssen in der späteren Kleberschicht der fertig gestellten Verklebung oder im Inneren des mittels der Verklebung abgedichteten Gehäuses vermieden oder zumindest das Risiko des Auftretens drastisch minimiert, indem beim Verkleben Unterdruck auf die Klebestelle angewandt wird.
Das Auftreten von Lufteinschlüssen ist bei einem Aufbringen des Klebers in Form von relativ schmalen Kleberaupen, die erst anschließend zu einer durchgängigen Kleberfläche verteilt werden, insbesondere erst durch das Gegeneinanderdrücken der beiden Kontaktflächen zu einer durchgehenden Kleberfläche verteilt werden, besonders groß.
Auf der anderen Seite wird das Ausbringen in Form von schmalen Kleberaupen, deren Breite also im Vergleich zur Klebefläche unter 10%, meistens unter 5% oder gar unter 2% einer der Erstreckungsrichtungen, insbesondere der kleinsten Erstreckungsrichtung, der zu verklebenden Kontaktfläche liegt, bevorzugt, da auf diese Art und Weise die verfügbaren Dosierautomaten benutzt werden können mit deren Hilfe eine sehr exakte Ausbringungsmenge pro Zeiteinheit und auch eine sehr exakte Verfahrgeschwindigkeit der Ausbringungsfläche eingestellt werden kann, und damit eine definierte Klebermenge pro Flächeneinheit sehr viel genauer eingestellt werden kann als beispielsweise durch den Kleber direkt flächig aufbringende Spaltdüsen.
Beginn und Ende der Unterdruckeinwirkung können dabei ebenso variieren wie der räumliche Umfang des Unterdruckbereiches.
In zeitlicher Hinsicht kann das Aufbringen des Klebers noch unter Umgebungsdruck geschehen und der Unterdruck wird erst aufgebracht unmittelbar vor der bei Beginn des Zusammenfügens und Beibehalten auch während des Gegeneinanderdrückens der miteinander zu verklebenden Gegenstände.
Die Beaufschlagung mit Unterdruck kann dann entweder beibehalten werden bis der Kleber ausgehärtet ist, oder die Beaufschlagung mit Unterdruck kann bereits beendet werden, sobald sich beim Gegeneinanderdrücken der Kontaktflächen der Kleber zu einer lückenlosen Fläche verteilt hat, insbesondere sobald der maximal aufzubringende Fügedruck auf die Gegenstände erreicht ist.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Beaufschlagen mit Unterdruck erst nach dem Zusammenfügen, beispielsweise erst mit Beginn des Aufbringens des über das Eigengewicht der zu fügenden Gegenstände hinaus aufzubringenden Fügedruckes, oder auch erst nach Aufbringen des Fügedruckes in der Aushärtephase zu beginnen.
In räumlicher Hinsicht kann nur die Klebestelle selbst mit Unterdruck beaufschlagt werden, indem beispielsweise mit Hilfe einer passend gestalteten Saugglocke nur an der umlaufenden offenen Fuge zwischen den beiden gegeneinander zu verklebenden Kontaktflächen der beiden Gegenstände Unterdruck aufgebracht wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die gesamte Fügestation oder sogar die gesamte Klebevorrichtung, in der die Fügestation nur einen Teil darstellt, mit Unterdruck zu beaufschlagen. In diesem Fall ist der Energieaufwand für die Bereitstellung des Unterdruckes größer, dafür kann auf die spezifische Gestaltung einer Saugglocke, die in der Regel immer an den konkret zu verklebenden Gegenstand angepasst sein muss, verzichtet werden.
Diese sehr späte Beaufschlagung mit Unterdruck ist nur dann sinnvoll, wenn in dieser Phase entweder der Kleber noch luftdurchlässig ist oder mindestens einer der miteinander zu verklebenden Gegenstände.
Falls der aufzubringende Kleber - abseits der Erfindung - als umlaufende Dichtungsraupe zwei Gehäuseteile gegeneinander abdichtet, kann es auch sinnvoll sein, sowohl das Zusammenfügen als auch das Aufbringen des Fügedruckes noch ohne Unterdruck-Anwendung durchzuführen, und erst danach, insbesondere während oder nach der Aushärtephase, Unterdruck dadurch aufzubringen, dass über eine zum Beispiel Bohrung in einem der Gehäuseteile das Innere des Gehäuses mit Unterdruck beaufschlagt wird und die darin enthaltene Luft abgesaugt und dann die dafür verwendete Absaugöffnung dicht verschlossen wird.
Wie erläutert, wird das Aufbringen des Klebers vorzugsweise mit punktförmigen Dosierdüsen, die sehr klein in ihrer Querschnittsfläche im Vergleich der zu verklebenden Fläche sind, durchgeführt.
Für eine definierte Klebermenge pro Flächeneinheit wird dann wie erläutert eine oder mehrere Kleberaupen auf einer der Kontaktflächen aufgebracht.
Zu diesem Zweck können mehrere Dosierdüsen angeordnet und gemeinsam relativ zur Aufbringungsfläche bewegt werden, oder es wird eine durchgängige Kleberaupe mittels nur einer Dosierdüse ausgebracht.
Eine weitere, nicht erfindungsgemäße, Möglichkeit ist das Aufbringen einer Vielzahl einzelner zu einander beabstandeter Kleberpunkte durch einen oder mehrere Dosierdüsen.
In jedem Fall sind die Abstände zwischen den Kleberpunkten bzw. der einen oder mehreren Kleberaupen die risikobehafteten Bereiche, die sich beim Gegeneinanderpressen der zu verklebenden Kontaktflächen schließen und mit Kleber anfüllen sollen, ohne dass dabei ein Lufteinschluss zurückbleibt, der die fertige Verklebung schädigen kann.
Bei der Aufbringung des Klebers mittels einer oder mehrerer Kleberaupen kann hierauf durch die Form der Kleberaupe Einfluss genommen werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, die Kleberaupe in der Aufsicht auf die mit Kleber zu benetzende Ausbringungsfläche so zu gestalten, dass zwischen den einzelnen Klebersträngen nur Taschen entstehen, die zum äußeren Rand hin offen sind, und vorzugsweise sich in ihrer Breite radial nach außen erweitern.
Solche nach außen offenen Klebertaschen werden beim Gegeneinanderdrücken der Kontaktflächen und Flachpressen der Kleberaupen radial von innen nach außen mit Kleber angefüllt, wodurch das Risiko von umschlossenen Lufteinschlüssen stark minimiert wird, wenn die Kleberaupe an allen Stellen den vorgesehenen Sollquerschnitt, also das Sollvolumen, besitzt und die zu verklebenden Gegenstände exakt parallel gegeneinander beim Zusammendrücken gehalten werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, bei dem häufigen Fall von rechteckigen Klebeflächen oder auch runden Klebeflächen, die Kleberaupe sternförmig zu gestalten mit dem Zentrum des Sterns im Zentrum der Klebefläche.
Die einzelnen Strahlen der Sternform können dabei einzelne Kleberaupen sein, so dass dann das Ausbringen des Klebers am Ende ihres Strahls unterbrochen werden muss, oder es können doppelte Kleberaupen sein, die durch radiales nach außen fahren und wieder zurückfahren der Dosierdüse entstehen.
Dann sollte zwischen diesen beiden doppelten Kleberaupen eines Strahls kein Zwischenraum zurückbleiben, sondern sich diese über die ganze Länge berühren, also nur einen geringen Seitenversatz zueinander aufweisen.
Ein weiteres Problem der Sternform ist die unerwünscht starke Ansammlung von Kleber im Zentrum des Sterns.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kleberaupe zickzackförmig anzuordnen und zwar mit einem Anstieg und Abfall der Raupe, die jeweils über die gesamte Länge einer Erstreckungsrichtung der Klebefläche verläuft.
Auch dabei entstehen V-förmige, zu einer Seitenkante der Klebefläche hin jeweils offene Taschen zwischen den Kleberaupen, die aus den oben genannten Gründen erwünscht sind.
Das Auffüllen solcher offenen Klebertaschen von der Mitte zum radial äußeren, vom Kleber umschlossenen Fehlstellen und dennoch über eine zum Schluss gleichmäßige Kleberdicke zwischen den Kontaktflächen, kann auch dadurch gefördert werden, dass die Kleberaupe anstelle des sonst bevorzugten gleichen Querschnitts entlang ihrer Verlaufsrichtung einen variablen Querschnitt aufweist:
Bei zum Rand hin offenen Klebertaschen ist dies ein von der Mitte zum Rand der Klebefläche hin zunehmender Querschnitt, da ein immer größerer Abstand zwischen zwei Kleberaupen von der Mitte zum äußeren Rand hin mit einer Kleberschicht der gleichen Klebedicke gefüllt werden muss.
Bei einer gleichmäßig zickzackförmigen Kleberaupe ist dies nicht notwendig, da dieselbe Kleberaupe für die eine Tasche die zum äußeren Rand hin laufende Richtung darstellt, für die benachbarte andere Tasche die gleiche Kleberaupe jedoch die radial nach innen laufende Richtung darstellt.
Eine andere Möglichkeit, die von der Steuerung der Relativbewegung der Dosierdüse zur Klebefläche gut zu realisieren ist, ist das Ausbringen in Form einer - runden oder polygonen - Spirale.
Lässt man die Spirale im Zentrum beginnen und außen frei auslaufen, entsteht prinzipiell eine einzige, ebenfalls nach außen offene Klebertasche.
Die Tiefe dieser einzelnen Klebertasche ist jedoch so groß, dass bei dem Zusammenfügen der Gegenstände mit hoher Wahrscheinlichkeit an irgendeiner Stelle eine frühe Berührung der benachbarten Kleberstränge zu befürchten ist und damit wiederum dasselbe Problem wie bei geschlossenen Klebertaschen auftaucht.
Dies gilt erst recht, wenn - abseits der Erfindung - aus Gründen der auch am Rand der Kleberfläche gleichmäßigen Kleberausbringung die Spirale am äußeren Ende geschlossen wird und dadurch von vorne herein eine geschlossene Klebertasche erzeugt wird.
Vor allem für diese Fälle können andere unterstützende Maßnahmen herangezogen werden:
Eine Möglichkeit besteht darin, die Stränge der einen oder mehreren Kleberaupen so eng benachbart aufzubringen, dass sich die Stränge durch das seitliche Auseinanderlaufen bereits vor dem Zusammenfügen gegenseitig nicht mehr berühren, sondern über ihre gesamte Länge und ohne Bildung von Taschen dazwischen ineinander übergehen.
Dazu muss zum einen der Kleber die entsprechende Konsistenz besitzen, um dies innerhalb einer kurzen Fließzeit, die dem Takt des Verklebeprozesses nicht zu sehr ausdehnt, zu ermöglichen und/oder die Kleberaupen müssen sehr eng benachbart ausgebracht werden, was zum einen eine große Länge der aufzubringenden Kleberaupe und damit in der Regel eine lange Ausbringungszeit bewirkt und zusätzlich müssen dadurch häufig der Querschnitt der auszubringenden Kleberaupe sehr klein gehalten werden, also die Ausbringungsmenge aus der Dosierdüse pro Zeiteinheit sehr exakt und niedrig einstellbar sein.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das seitliche Auseinanderfließen der Kleberaupen und deren Ineinanderübergehen - insbesondere vor, oder auch während des Zusammenfügens - mittels Ultraschall zu fördern, indem der Gegenstand, auf dem der Kleber aufgebracht wird, beim Ausbringen oder unmittelbar nach Beenden des Aufbringens mittels Ultraschall beaufschlagt wird.
Da von den beiden miteinander zu verklebenden Gegenständen häufig einer weniger empfindlich ist als der andere - beispielsweise beim Verkleben einer elektronischen Schaltungsplatine oder eines Elektronikchips mit einem Kühlkörper, der ein simples Strangpressteil aus Aluminium ist - ist dies vorzugsweise nur dann sinnvoll, wenn der Kleber auf dem weniger empfindlichen Gegenstand aufgebracht und dieser mit Ultraschall beaufschlagt wird.
In wenigen Einzelfällen ist es auch notwendig, beide miteinander zu verklebenden Gegenstände jeweils mit Kleber vor dem Zusammenfügen zu benetzen.
Die vorangegangen Ausführungen zur Gestaltung der Kleberaupe oder der mehreren Kleberaupen gelten dann für die in der Aufsicht betrachtete Projektion der Kleberaupen beider Gegenstände übereinander betrachtet.
Auch hinsichtlich der Art des Klebers kann der Einschluss von Luft von der fertigen Klebefläche beeinflusst werden:
Häufig handelt es sich bei dem Kleber um einen Zwei- oder Mehrkomponentenkleber, der erst unmittelbar vor der Ausbringung auf der Klebefläche aus den Komponenten im richtigen Verhältnis zusammengemischt wird.
Dabei kann beispielsweise durch die Menge einer Komponente, wie etwa des Härters, noch Einfluss genommen werden auf die Topfzeit bzw. Aushärtezeit des Klebers, und damit auch auf die Zeit, die beispielsweise nach dem Beenden des Ausbringens noch zur Verfügung steht für das (aktiv geförderte oder schwerkraftbedingt passive) Auseinanderlaufen der Kleberstränge bis zum Zusammenfügen der Gegenstände.
Eine solche Wartezeit muss die Taktzeit dabei nicht im gleichen Maße verlängern:
Da die Klebevorrichtung so gestaltet ist, dass nacheinander mehrere Gegenstände mit derselben Dosierdüse, insbesondere auf dem selben Dosierautomaten, benetzt werden können, kann der nicht jeweils zuletzt benetzte, sondern etwas der vorletzte oder vorvorletzte benetzte Gegenstand als nächstes zum Zusammenfügen benutzt werden, wodurch trotz gleich bleibend kurzer Taktzeit lediglich aufgrund einer vergrößerten Bauform der Klebevorrichtung - nämlich einschließlich ein oder mehrerer Verweilpositionen für bereits benetzte Gegenstände - die gewünschte Wartezeit erzielt wird.
Eine entsprechende Klebestation umfasst grundsätzlich mindestens die Fügestation zum Zusammenfügen der beiden miteinander zu verklebenden Gegenstände, von denen die Kontaktfläche mindestens eines der Gegenstände zuvor mit Kleber benetzt wurde, und die mittels Unterdruck beaufschlagbar ist.
Die Fügestation umfasst dabei in aller Regel zumindest eine untere Auflagefläche, auf die der untere der beiden beim Zusammenfügen übereinander positionierten Gegenstände aufgelegt wird, um ihn abzustützen, wenn der von oben aufgelegte und mit Fügedruck beaufschlagte zweite Gegenstand dagegen gepresst wird.
Dieser in die Auflagefläche einzulegende untere Gegenstand ist in der Regel der auf seiner nach oben gerichteten Kontaktfläche mit Kleber benetzte Gegenstand.
Dabei kann die gleiche Auflagefläche benutzt werden, um zuvor auf den Gegenstand den Kleber aufzubringen in einer Aufbringstation.
Dabei kann die Auflagefläche feststehend sein, so dass sich nacheinander darüber die eine oder mehreren Dosierdüsen befinden oder die Vorrichtung mit dem aufzulegenden und aufzupressenden zweiten Gegenstand, wodurch dann Fügestation und Aufbringstation für den Kleber räumlich zusammenfallen.
Alternativ können sich diese räumlich getrennt nebeneinander, insbesondere eng benachbart, befinden, sodass die Auflagefläche mit dem zu benetzenden und beim Zusammenfügen unten liegenden Gegenstand zwischen der Aufbringstation und der Fügestation hin und herfahren kann.
Die Vorrichtung zum Aufbringen des Unterdruckes an der Klebestelle muss unterschiedlich gestaltet sein, auch abhängig davon, zu welchen Zeiten des Vorganges der Unterdruck herrschen soll.
Sofern die Einwirkung des Unterdruckes erst unmittelbar vor dem Zusammenfügen und danach beim Zusammenfügen und gegebenenfalls auch dem nachfolgenden aktiven Zusammendrücken der Gegenstände beim Verkleben erfolgen soll, muss die Saugglocke nur unmittelbar die Klebestelle umfassen, während der Bereich um die Saugglocke herum unter Normaldruck - unter bestimmten Bedingungen sogar unter Überdruck - stehen kann.
So kann beispielsweise die Auflagefläche sowie die Aufnahme für den von oben aufzulegenden zweiten Gegenstand so aufeinander abgestimmt sein, dass bei Annäherung der beiden Gegenstände gegeneinander dazwischen und auch beim späteren Kontaktieren und Zusammenfügen und Gegeneinanderdrücken nur ein mehrheitlich begrenzter umlaufender Spalt zwischen der unteren, luftdichten Auflagefläche und dem oberen, ebenfalls luftdichten Aufnahmeteil verbleibt, der mittels einer entsprechend geformten umlaufenden und dicht neben dem Spalt an Auflagefläche und Aufnahmeteil anliegenden Saugglocke mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Vorzugsweise sind untere Auflagefläche und oberes Aufnahmeteil dann jeweils etwa wannenförmig geformt, müssten zu diesem Zweck dann jedoch an die Abmessungen der jeweils miteinander zu verklebenden Gegenstände exakt angepasst sein, was die teure und häufige Anfertigung neuer Auflageflächen und Aufnahmeteile nach sich zieht.
Dies kann man vermeiden, wenn die gesamte Fügestation, also in der Regel auch die gesamte Vorrichtung zum Heranführen des von oben aufzulegenden Gegenstandes, und insbesondere auch die teilweise funktionsvereinigte oder auch separat daneben angeordnete Aufbringstation, insbesondere vollständig in einer Unterdruckkammer angeordnet sind:
Dann kann zum einen das Aufbringen des Unterdruckes bereits ausreichend lang vor dem Kontaktieren der beiden Gegenstände und insbesondere bereits während des Aufbringens des Klebers in der Aufbringstation begonnen und der Unterdruck aufgebaut werden.
Vor allem aber kann dann z. B. die Auflagefläche für den unteren der beiden zu verklebenden Gegenstände in der Fügestation sehr viel einfacher gestaltet werden, beispielsweise genügen für sämtliche rechteckigen Gegenstände dabei ein einziger Anschlagwinkel, ohne das es auf die Größe des rechteckigen Gegenstandes noch ankommt.
Ebenso kann der beim Zusammenfügen von oben aufzusetzende Gegenstand beispielsweise mittels eines dem Gegenstand nicht am Außenumfang vollständig umgebenden Greifers, Saugpickers oder ähnlichen Haltevorrichtung an einem z. B. Roboterarm herangeführt werden, ohne das dieses Aufnahmeteil den Gegenstand auf der Oberseite luftdicht umschließt und abdeckt.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, dass die Fügestation oder besser die gesamte Klebevorrichtung über eine Steuerung verfügt, die in der Lage ist, den Unterdruck des Auf- und Abbaus zeitlich und quantitativ exakt zu steuern.
Gerade bei der zuletzt beschriebenen Variante, dass der Unterdruck nicht nur auf die Kontaktfuge zwischen den beiden miteinander zu verklebenden Kontaktflächen einwirkt, sondern vor allem auf den oberen Gegenstand allseitig einwirkt aufgrund einer die gesamte Fügestation oder zumindest den gesamten oberen Gegenstand umgebende Unterdruckkammer, ist es auch möglich, nach dem Zusammenfügen der beiden Gegenstände die Einwirkung des Unterdruckes zumindest am oberen Gegenstand zu beenden und auf diesen den Umgebungsdruck oder gar einen in der Druckkammer nun erzeugten Überdruck zu beaufschlagen. Dies wirkt dann wegen der bereits erfolgten Auflage auf dem unteren Gegenstand und dessen Abstützung auf der Auflagefläche nur auf die Oberseite und die in der Regel zu vernachlässigenden Seitenflächen des oberen Gegenstandes ein, so dass mit Hilfe dieses Luftdruckes dann der gewünschte Fügedruck optimal flächig und nicht punktuell auf die Rückseite des oberen Gegenstandes aufgebracht werden kann.
Im Übrigen kann der in der Klebevorrichtung benötigte Unterdruck auch zum Fixieren zumindest des unteren, insbesondere beider, Gegenstände an ihren Auflageflächen bzw. Aufnahmevorrichtung in der Fügestation vor allem vor dem Zusammenfügen benutzt werden.
So können flächig verteilte Sauger in der Auflagefläche für den unteren Gegenstand jeden beliebig geformten Gegenstand dort sicher während des Fügens halten, wobei beispielsweise der zuvor erwähnte Anschlagwinkel dabei die richtige Positionierung innerhalb der Ebene der Auflagefläche sicherstellt.
Figurenliste
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

1: vollständige Klebevorrichtungen,
2: eine Fügestation,
3: eine erste Auswahl von Klebermustern, wobei die Darstellung des karierten Musters einer Kleberaupe in 3a und der Klebepunkte in 3b nicht Bestandteil der Erfindung sind,
4: eine zweite Auswahl von Klebermustern,
5: einen Dosierautomaten im Querschnitt, und
6: einen Schnitt durch eine fertige Verklebung.

6 zeigt das gewünschte Ergebnis, nämlich zwei miteinander verklebte Gegenstände 2a,b, in diesem Fall eine Elektronikplatine und einen Kühlkörper, die vorzugsweise flächig ausgebildet sind und bei denen sich zwischen deren gegeneinander gerichteten Kontaktflächen 1a,b eine Schicht aus Kleber 4 mit einer gleichmäßigen, definierten Schichtdicke 6 befindet, die keine Lufteinschlüsse enthält.
Die beiden Kontaktflächen 1a, b können dabei jeweils eben sein oder auch gekrümmt, wobei dann zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke 6 eine wechselseitig analoge Formgebung dieser Kontaktflächen 1a,b notwendig ist.
Dieses Ergebnis soll gemäß 1 erreicht werden, indem - wie in 1a dargestellt - zunächst in einer Fügestation 15 zunächst in einer Aufbringstation auf der Kontaktfläche 2a des einen Gegenstandes 1a Kleber 4 in einer definierten Menge über die gesamte Klebefläche 8 aufgebracht wird, und anschließend in einer Fügestation 14 auf diese mit Kleber 4 benetzte Kontaktfläche 2a in diesem Fall von oben her eine zweite Kontaktfläche 2b eines damit zu verklebenden zweiten Gegenstandes 1b in Kontakt gebracht wird und anschließend die so entstandene Verklebung aushärtet.
Dabei wird gemäß 1a der mit Kleber 4 zu benetzende Gegenstand 1a mit seiner Kontaktfläche 2a nach oben liegend auf der Auflagefläche 17 aufgelegt, die in diesem Fall an einer unteren Formhälfte 18a, die wannenförmig ausgebildet ist, im oberen Randbereich ausgebildet ist, so dass der umgebende Rand der Formhälfte 18a den Gegenstand 1a formschlüssig in Längsrichtung 11 und Querrichtung 12 positioniert.
Die untere Formhälfte 18a kann Auflageflächen 17 nur entlang des äußeren Randes des Gegenstandes 1a aufweisen oder auch in deren mittleren Bereich in Form von Auflagestegen.
Nach Einlegen des Gegenstandes 1a wird eine Dosierdüse 3, die sich am unteren Ende eines Dosierautomaten 22 befindet, durch Verfahren in Längsrichtung 11 und Querrichtung 12 entlang der Klebefläche 8 mit einer einzigen oder durch Unterbrechung gebildete mehrere Kleberaupen 4 versehen, wie sie in den 3 und 4 in der Aufsicht auf die Klebefläche 8 in unterschiedlichen Formen dargestellt sind.
Dabei kann für die Dosierdüse 3 sowohl die Ausbringungsmenge pro Zeiteinheit als auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Dosierdüse 3 zum Gegenstand 1a, also die Bewegung der Dosierdüse 3 in ihrer Fortschrittsrichtung 10, genau eingestellt und insbesondere während des Ausbringens auch verändert werden. Die Dosierdüse 3 berührt dabei die Klebefläche 8 in der Regel nicht, sondern befindet sich in einem geringen Abstand darüber, der etwa der Höhe der auszubringenden Kleberaupe entspricht.
Nach dem Aufbringen des Klebers 4 wird die untere Formhälfte 18a von der Aufbringstation 15 in eine Fügestation verfahren, und dort exakt positioniert, so dass anschließend von oben ein mit dem Kleber benetzter Gegenstand 1a zu verklebender zweiter Gegenstand 1b herangeführt und mit dem Kleber 4 auf dem unteren Gegenstand 1a in Kontakt gebracht und mit dem notwendigen Fügedruck die beiden Gegenstände 1a,b gegeneinander gedrückt werden können.
Der von oben heranzuführende Gegenstand 1b ist ebenfalls an seiner nach oben gerichteten Rückseite und seinen Umfangsflächen in einer oberen Formhälfte 8 gehalten und exakt positioniert, so dass durch gesteuerte Verfahrung der Formhälfte 18b beide Teile sowohl in Längs- und Querrichtung 11, 12 exakt gegeneinander gedrückt als auch auf den exakten Abstand, nämlich der späteren Schichtdicke 6 gegeneinander gedrückt und in dieser Position gehalten werden können.
Gemäß 1a ist die gesamte Fügestation 14, also wenigstens die Umgebung von oberer und unterer Formhälfte 5a,b sowie der Raum dazwischen, mit einem Unterdruck 7 beaufschlagt, indem sie als Unterdruckkammer mit einem Unterdruck 7' ausgestattet ist.
Demgegenüber zeigt 2 als Alternative lediglich eine Fügestation 14, bei der der Unterdruck 7 lediglich im Bereich zwischen den Kontaktflächen 2a,b und ggf. daneben im Abstand zwischen den beiden Formhälften 18a,b aufgebracht wird:
Zu diesem Zweck liegt in der linken Bildhälfte über der umlaufenden Fuge 19 zwischen oberer und unterer Formhälfte 18a,b, die jeweils selbst luftundurchlässig, in der Regel aus Metall, hergestellt sind, eine Saugglocke 20 über Dichtlippen 25 an, um - ab einer definierten Annäherung der beiden Formhälften aneinander - den Zwischenraum dazwischen während der weiteren Annäherung und des anschließenden Zusammenfügens und Gegeneinanderpressens der beiden Formhälften 18a,b mit Unterdruck zu beaufschlagen.
Nach Herstellen der Kontaktierung zwischen den Gegenständen 1a, b kann die obere Formhälfte 18b vom oberen Gegenstand 1b abgehoben und die Umgebung, also die Druckkammer, in der zuvor der Unterdruck 7 erzeugt wurde, belüftet oder mit Überdruck beaufschlagt werden, wodurch mit dem dann herrschenden Druck in dieser Druckkammer der obere Gegenstand 1b gegen den unteren Gegenstand 1a gepresst wird und dadurch der gewünschte Fügedruck flächig auf den oberen Gegenstand 1b aufgebracht wird.
Während in 1a bei der unmittelbar nebeneinander liegenden Aufbringstation 15 und Fügestation 14 auch beide gemeinsam in der dann größeren Druckkammer zur Unterdruckbeaufschlagung angeordnet sein können, zeigt 1b eine Lösung, bei der zwischen der Aufbringstation 15 und der Fügestation 14 noch zwei Verweilstationen 23 angeordnet sind, in denen mit Kleber 4 benetzte Gegenstände 1a vor dem Fügen verweilen, um ein flächiges Verteilen des Klebers auf der Kontaktfläche 2a stattfinden zu lassen.
Da während des Verweilens benetzter Gegenstände in den Verweilstationen 23 in der Aufbringstation 15 bereits der nächste Gegenstand 1a mit Kleber 4 benetzt werden soll, erfordert diese Lösung natürlich eine entsprechende Anzahl von unteren Formhälften 18a, die jedoch insbesondere dann, wenn die gesamte Klebevorrichtung von der Aufbringstation 15 bis zur Fügestation 14 als Druckkammer ausgebildet ist, sehr einfach gestaltet werden können.
Der in 1 nur symbolisch dargestellte Dosierautomat 22 ist in 5 in Schnittdarstellung dargestellt und wird später erläutert.
In der rechten Bildhälfte ist alternativ zur separaten Saugglocke 20 eine solche wechselseitige Gestaltung von unterer und oberer Formhälfte vorgenommen, dass diese sich gegeneinander ausreichend abdichten, insbesondere durch Eintauchen ineinander und eine entsprechend lange Labyrinthdichtung und/oder wiederum eine abdichtende Dichtlippe 25, dass das Anordnen eines Unterdruckanschlusses 7' in einer der Formhälften, hier der unteren Formhälfte 2a, b zur Erzielung desselben Zwecks ausreichend ist.
Die 3 und 4 zeigen in der Aufsicht auf die hier beispielhaft immer quadratisch dargestellten Klebefläche 8 unterschiedliche Muster der von der quasi-punktförmigen Dosierdüse 3 ausgebrachten, im Vergleich zur Klebefläche 8 sehr schmalen Kleberaupe 4 und deren spezifische Vor- und Nachteile:
Dabei besteht der einfachere Fall der Aufbringung von Kleber darin, eine konstante Geschwindigkeit in Fortschrittsrichtung 10 der Kleberaupe 4 zu wählen - wobei in der Regel der zu benetzende Gegenstand 1 stillsteht und die Dosierdüse 3 relativ hierzu in dessen Parallelebene bewegt wird - und dabei die Ausbringungsmenge pro Zeiteinheit bei der Dosierdüse 3 konstant zu lassen. Dies ergibt eine Kleberaupe 4 mit konstantem Querschnitt entlang ihres Verlaufs.
Auf diese Art und Weise kann beispielsweise mit einem karierten Muster einer Kleberaupe wie in 3a dargestellt, welche jedoch nicht Bestandteil der Erfindung ist, eine bereits sehr gleichmäßige Verteilung der GesamtKlebermenge auf der Klebefläche 8 erreicht werden. Im dargestellten Fall wird das Muster durch eine einzige Kleberaupe erzielt, die zuerst mäanderförmig in der einen Erstreckungsrichtung und anschließend überlagernd mäanderförmig in der anderen Kleberrichtung geführt wird. Dies könnte jedoch genauso durch einzelne, jeweils endliche, Kleberstränge in Längs- und Querrichtung erreicht werden.
Da die fertige Verklebung jedoch eine durchgängige, hohlraumfreie Kleberschicht besitzen soll, weisen alle in den 3 und 4 dargestellten Kleberaupen 4 eine größere Höhe als die spätere Schichtdicke 6 der fertigen Verklebung auf, denn diese Kleberaupen 4 sollen beim anschließenden Gegeneinanderdrücken der Kontaktflächen 1a,b soweit auseinander gedrückt werden, dass sie sich lückenlos miteinander verbinden und keine Hohlräume, insbesondere keine luftgefüllten Hohlräume, dazwischen verbleiben.
Bei 3a, welche nicht Bestandteil der Erfindung ist, ist klar, dass bei diesem Muster jeweils allseits von Kleberaupen 4 umschlossene Klebertaschen 5 verbleiben. Wird nun von oben die zweite Kontaktfläche aufgepresst, werden sich diese Klebertaschen 5 durch die verbreiternden Kleberaupen 4 verkleinern, die darin eingeschlossene Luft kann jedoch aufgrund der allseitigen Umschließung durch Kleberaupen 4 sowie den oberen und unteren Gegenstand 1a,b daraus nicht oder nur schwer entweichen, so dass es zu kaum vermeidbaren Lufteinschlüssen kommen wird.
Diese Gefahr ist dagegen weitaus kleiner, wenn zwischen den Strängen der Kleberaupe 4 jeweils nur zum äußeren Rand der Klebefläche 8 hin offene Klebetaschen 5' bestehen, wie beispielsweise bei der in 4c zickzackförmigen Kleberaupe, zwischen deren Strängen jeweils V-förmige, zum offenen Rand hin breiter werdende Klebetaschen 5' vorhanden sind:
Falls beim Gegeneinanderdrücken der Kontaktflächen 1 diese immer exakt parallel gehalten werden, würden sich die Kleberaupen auch an allen Stellen zeitgleich und gleichmäßig verbreitern, und damit - wie am Beispiel einer der Klebertaschen 5' dort dargestellt - die Klebertaschen von der geschlossenen zur offenen Seite hin immer kleiner werden und zuletzt die Klebertasche ohne umschlossenen Lufteinschluss zurückbleiben.
Dies funktioniert umso schlechter, je kleiner der Zwischenwinkel zwischen den eine solche Tasche begrenzenden Klebersträngen ist und umso tiefer die Klebertasche im Vergleich zu ihrer Breite ist:
Bei der Mäanderform in 3c, bei der die Kleberstränge fast parallel und in sehr geringem Abstand im Vergleich zur Tiefe der dort gebildeten offenen Klebertaschen 5' liegen, wird dieses Ergebnis daher bereits kaum mehr zu erzielen sein, weshalb der Zwischenwinkel der offenen Klebertaschen bei einer Zickzacklinie möglichst groß und insbesondere um so größer sein sollte, je größer die Tiefe der Klebertasche 5' ist.
Der Vergleich zwischen den Mustern in 4c und in 3c zeigt jedoch auch, dass bei einer vorgegebenen Gesamtklebermenge pro Klebefläche 8 bei dem Muster in 4c der Querschnitt der Kleberaupe sehr viel größer als bei 3c sein muss, da in 4c die Gesamtlänge der Kleberaupe bei gleicher Größe der Klebefläche 8 sehr viel größer ist als bei 3c.
Auch 4a zeigt mit der spiraligen (rechteckspiraligen) Form der Kleberaupe prinzipiell eine einzige, offene Klebertasche 5', sofern am Außenumfang das Ende der Spirale nicht in die vorherige Windung überführt wird.
Daher ist die dadurch entstehende Tasche prinzipiell eine offene Tasche 5', jedoch von gleich bleibender Breite und extremer Tiefe, also gegenüber der Tiefe in 3c mindestens 5 Mal so tief, so dass beim Zusammenfügen mit Sicherheit geschlossene Taschen entstehen werden aufgrund einer frühzeitigen Kontaktierung zweier benachbarter Kleberstränge.
Bei der sternförmigen Lösung gemäß 4b sind die zwischen den Strahlen des Sterns liegenden Taschen wiederum nach außen hin offen, und auch nach außen sich V-förmig erweiternd.
Bei dem Beispiel der 4b ist der Stern jedoch durch eine einzige, nicht unterbrochene Kleberaupe 4 gebildet, so dass jeder Strahl des Sterns aus zwei Klebersträngen besteht, die in 4b beabstandet zueinander dargestellt sind mit einer umschlossenen Klebertasche dazwischen, was jedoch nur aus Gründen der Darstellbarkeit gewählt wurde. In der Praxis sollen diese beiden einen Strahl des Sterns bildenden Stränge ohne Abstand dazwischen nach außen und wieder zurückgeführt werden, so dass eine Sternform mit ausschließlich nach außen offenen, sich V-förmig erweiternden Taschen entsteht.
Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Mustern zeigt 3b, welche nicht Bestandteil der Erfindung ist, ein Muster aus gleichmäßig über die Klebefläche 8 verteilten Klebepunkten 4'.
Auch dabei besteht das Problem, dass die Abstände zwischen den Klebepunkten 4' und/oder beim Zusammenfügen die Parallelität der Kontaktflächen 2a,b nie so exakt eingehalten werden können, dass nicht einige der Kleberpunkte sich früher ausbreiten als andere Kleberpunkte und dadurch allseits umschlossene Klebetaschen entstehen.
Der Vorteil der Lösung bei 3b besteht lediglich darin, dass aufgrund punktförmigen Kleberauftrages die Chance größer bleibt, dass von einer sich bildenden Tasche ein freier Weg zum äußeren Rand der Klebefläche 8 zwischen den übrigen Klebepunkten 4' hindurch verbleibt und sich dadurch mehrheitlich zunächst offene Klebertaschen bilden, die zunehmend geschlossen werden und nach Möglichkeit geschlossen werden, bevor sie sich in allseits umschlossene Klebetaschen umwandeln.
5 zeigt im Schnitt einen Dosierautomaten, der als Kolbendosierer zum Dosieren einer einzelnen Komponente vorgesehen ist.
Häufig sind in einem Dosierautomaten zwei oder sogar mehr Kolbendosierer wie dieser nebeneinander vorhanden zum Dosieren mehrerer miteinander zu mischender Komponenten wie etwa Binder und Härter eines Klebers, die z. B. von einem gemeinsamen Antrieb aus mit synchronen Bewegungen ihrer Kolbenstangen gemeinsam angetrieben werden können.
Wie 5 zeigt, mündet im Dosierzylinder 103, und zwar in dessen unterer Stirnfläche, einerseits eine Einlassleitung 105, über welche die zu dosierende Komponente dem Dosierzylinder 103 zugeführt wird, sowie eine Auslassleitung 106, über welche das nach dem Füllen des Dosierzylinders 103 darin enthaltene definierte Dosiervolumen der Komponente ausgestoßen wird in Richtung Auslassöffnung, die - wenn zwei oder mehr Komponenten gemischt werden sollen - in einem Mischer, beispielsweise in einem statischen Mischrohr 114, mündet, an deren Austrittsöffnung 114a dann die beiden Komponenten ausreichend durchmischt austreten.
In der Einlassleitung 105 ist das Einlassventil 115 dargestellt, zusammen mit dem dieses Ventil beaufschlagenden und steuernden Pneumatikzylinder, sowie in de Auslassleitung 106 das Auslassventil 116, welches in der Regel analog zum Einlassventil 115 aufgebaut ist und ebenfalls von einem Pneumatikzylinder beaufschlagt ist.
Zum Aufziehen des Dosiervolumens wird wie folgt vorgegangen:
Das Auslassventil 116 ist geschlossen und das Einlassventil 115 geöffnet, sodass beim Zurückbewegen des Dosierkolbens 104 in Richtung sich vergrößernden Volumens des Arbeitsraumes im Dosierzylinder 103 das zu dosierende Medium aus dem Vorratsbehälter in den Dosierzylinder 103 angesaugt wird bzw. einströmt, bis sich der Dosierkolben in der vollständig zurückgezogenen Stellung befindet, die dem gewünschten Dosiervolumen im Dosierzylinder 103 entspricht.
In dieser Stellung des Dosierkolbens 104 wird das Einlassventil 115 geschlossen und der Dosierkolben 104 mit Hilfe des Kolbenstangenantriebes 124 vorwärts bewegt. Das im Dosierzylinder 103 enthaltene Medium kann dadurch nur über die Auslassleitung 106 den Dosierzylinder 103 verlassen, welche hierfür natürlich geöffnet sein muss.
Indem der Dosierkolben 104 gemäß der 5 vorwärts geschoben wird bis zur vorderen Stirnfläche des Dosierzylinders 103, wird das gesamte darin enthaltene Dosiervolumen über die Auslassleitung 106 ausgepresst. Da die Auslassleitung 106 bis zur tatsächlichen Austrittsöffnung 114a, etwa dem vorderen Ende des Mischrohres 114, ständig gefüllt ist, tritt bei jedem Hub aus der Austrittsöffnung 114a das Dosiervolumen bzw. die Summe der Dosiervolumen der beiden oder mehreren gekoppelten Dosierzylinder aus.
Die Ventile 115, 116 sind dabei jeweils als Membranventile ausgeführt, von denen in 5 das Auslassventil 116 in der Offenstellung und das Einlassventil 115 in der Schließstellung dargestellt ist.
Dabei ist in einer Stirnfläche des Gehäuses 102 ein Ringkanal 120 als vertiefte Nut ausgebildet, die über eine Versorgungsleitung mit dem jeweiligen Vorratsbehälter in Verbindung steht.
Im Zentrum des Ringkanals 120 mündet die Einlassleitung 5, die das Einlassventil 115 mit dem jeweiligen Dosierzylinder 103 verbindet.
Der Ringkanal 120 und damit auch die Mündung der Einlassleitung 105 befinden sich in einer kreisförmigen Absenkung der Stirnfläche des Grundkörpers 102, die wenigstens bis zum radial äußeren Rand des Ringkanals 120 reicht.
Die Absenkung ist von einer flexiblen Schließmembran 109 überspannt, die an dem nicht abgesenkten Umgebungsbereich der Stirnfläche des Grundkörpers 102 dicht anliegt und im unbelasteten Zustand, der Offenstellung, einen ausreichenden axialen Abstand zwischen der Schließmembran 109 und dem Boden der Absenkung 121 freilässt entsprechend der Tiefe der Absenkung 121, sodass vom Ringkanal 120 die zu dosierende Komponente in Fließrichtung durch diesen Abstand hindurch in die Einlassleitung 105 und von dort in den Dosierzylinder 103 mit ausreichender Füllgeschwindigkeit fließen kann.
Wegen der dichten Anlage der Schließmembran 109 um die Absenkung 121 herum am Grundkörper 102 liegt die zu dosierende Komponente nur an einer Seite der Schließmembran 109 an.
Auf der Rückseite der Schließmembran 109 gegenüberliegend der Mündung der Einlassleitung105 befindet sich ein Schließkolben 107, der eine ebene vordere Stirnfläche besitzt, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Mündung der Einlassleitung 105, nämlich so groß wie die innerhalb des Ringkanals 120 liegende kreisförmige Pressfläche, die ebenfalls eine ebene Fläche bildet.
Der Schließkolben 107 ist axial, also in Richtung auf die Pressfläche zu und von dieser weg, bewegbar und in seiner zurückgezogenen Position, der Offenstellung, beaufschlagt der Schließkolben 107 die Schließmembran 109 noch nicht in Richtung der Pressfläche, und in diese zurückgezogene Stellung ist der Schließkolben 107 mittels einer Spiralfeder 122 vorgespannt, die sich einerseits am Gehäuse 102 und andererseits an einer entsprechenden Schulter des Schließkolbens 107 abstützt.
Zum Schließen des Einlassventils 115 wird der Schließkolben 107 axial vorwärts in Richtung Pressfläche bewegt, bis er die flexible Schließmembran 109 an der Pressfläche anpresst und dadurch den Durchgang vom Ringkanal 120 zur Einlassleitung 105 verschließt.
In diese Schließstellung wird der Schließkolben 107 in diesem Fall pneumatisch bewegt, indem auf der hinteren Stirnfläche des Schließkolbens 107 eine Steuermembran 119 anliegt, die auf ihrer vom Schließkolben 107 abgewandten Rückseite mittels Druckluft beaufschlagbar ist und den Schließkolben 107 axial vorwärts presst mit einer Kraft entsprechend dem anliegenden Pneumatikdruck bis zur Anlage der Schließmembran 109 an der Pressfläche.
5 zeigt ferner, dass die Axialposition des Dosierkolbens 104 durch einen Positionssensor 108' detektiert werden kann, um vor allem die korrekte vollständig zurückgezogene Position des Dosierkolbens 104 zu detektieren, von der das korrekt im Dosierzylinder 103 aufgenommene Dosiervolumen abhängt:
Im vorliegenden Fall wird mittels des Positionssensors 108' die Position des hinteren Endes des Dosierkolbens 104 in ihrer hinteren zurückgezogenen Position detektiert.
Sofern Dosierkolben 104 und Kolbenstange 112 einstückig oder eine spielfrei verbundene Einheit sind, kann statt der Position des Dosierkolbens 104 auch die Position der Kolbenstange 112 detektiert werden, zum Beispiel mittels einer daran angebrachten Markierung.
Auf diese Art und Weise kann detektiert werden, ob der Dosierkolben 104 überhaupt am Ende des Füllvorganges die korrekte Endlage erreicht hat.
Darüber hinaus ist in 5 an der Kolbenstange 112 ein weiterer Positionssensor 8" vorhanden - der auch mit dem Positionssensor 8' funktionsvereinigt sein kann - mit dessen Hilfe ermittelt werden soll, ob im Dosierzylinder 103 unzulässigerweise Luft enthalten ist:
Bezugszeichenliste

1a, b: Gegenstand
2a, b: Kontaktfläche
3: Dosierdüse
4: Kleber, Kleberaupe
4': Kleberpunkt
5: geschlossene Klebertasche
5': offene Klebertasche
6: Schichtdicke
7: Unterdruck
7': Unterdruckanschluss
8: Klebefläche
9: Füllstoff
10: Fortschrittsrichtung
11: Längsrichtung
12: Querrichtung
13: Klebevorrichtung
14: Fügestation
15: Aufbringstation
16: Steuerung
17: Auflagefläche
18a,b: Formhälften
19: Fuge
20: Saugglocke
21: Unterdruckkammer
22: Dosierautomat
23: Verweilstation
24: Ultraschalleinheit
25: Dichtlippe
102: Gehäuse
103: Dosierzylinder
104: Dosierkolben
105: Einlassleitung
106: Auslassleitung
107: Schließkolben
108', 108": Positionssensor
109: Schließmembran
112: Kolbenstange
114: Mischrohr
114a: Austrittsöffnung
115: Einlassventil
116: Auslassventil
119: Steuermembran
120: Ringkanal
122: Spiralfeder
124: Kolbenstangenantrieb

Claims

Verfahren zum Verkleben der Kontaktflächen (2a, b) zweier Gegenstände (1a, b) gegeneinander mit folgenden Schritten: - Aufbringen eines definierten Klebervolumens pro Flächeneinheit auf mindestens einer der Kontaktflächen (2a, b), - Zusammenfügen der beiden Kontaktflächen (2a, b) und Gegeneinanderdrücken über eine definierte Zeit und mit einem definierten Fügedruck und - Aushärten des Klebers (4) im zusammengefügten Zustand der beiden Gegenstände (1a, b), wobei beim Verkleben Unterdruck (7) auf die Klebestelle angewandt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebers (4) in Form von einer oder mehreren Kleberaupen (4) erfolgt, so dass zwischen den einzelnen Klebesträngen nur Taschen entstehen, die zum äußeren Rand hin offen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Beaufschlagen mit Unterdruck (7) beim Zusammenfügen und insbesondere auch beim Gegeneinanderdrücken beibehalten wird, insbesondere indem auch die Umgebung beider miteinander zu verklebender Gegenstände (1a,b) mit Unterdruck (7), insbesondere Vakuum, beaufschlagt wird, und/oder - die Beaufschlagung mit Unterdruck (7) beendet wird, sobald sich beim Gegeneinanderdrücken der Kleber (4) zu einer lückenlosen Fläche verteilt hat oder im Laufe des Aufbringens eines zusätzlichen Fügedruckes über das Eigengewicht der Gegenstände (1a,b) hinaus, und/oder - die Unterdruckbeaufschlagung während des Aufbringens des Fügedruckes und insbesondere auch während des Aushärtens erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagen mit Unterdruck (7) erst nach dem Zusammenfügen, insbesondere erst mit oder nach dem Aufbringen des Fügedruckes, begonnen wird, insbesondere beim Aufbringen einer Flüssigdichtung zwischen zwei Gehäuseteilen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen des Klebers (4) während des Fügevorganges und insbesondere auch während des Aufbringens von Fügedruck und/oder während des Aushärtens eine Beaufschlagung mit Ultraschall wenigstens eines der Gegenstände (1a, b) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Klebers (4) mit punktförmigen Dosierdüsen (3), insbesondere mehreren punktförmigen Dosierdüsen (3), mit jeweils definierten Aufbringungsmengen pro Zeit und definierter Verfahrgeschwindigkeit der Dosierdüsen (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Klebertaschen (5') so gestaltet sind, dass sie vom Boden zur offenen Seite hin eine zunehmende Breite besitzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die wenigstens eine Kleberaupe (4) zickzackförmig gestaltet ist, oder - die wenigstens eine Kleberaupe (4) eine Sternform besitzt mit ausschließlich nach außen offenen Klebertaschen (5'), und/oder - die Kleberaupe (4) einen gleichbleibenden Querschnitt oder einen vom Boden der Klebertasche (5') zur offenen Seite der Klebertasche (5') hin zunehmenden Querschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kleberaupe (4) eine nach aussen frei auslaufende Spirale ist, insbesondere mit einer der Kontur der Klebefläche (8) angepassten Spiralform.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (4) in Form von wenigstens einer Kleberaupe (4) aufgebracht wird, die so eng benachbart sind, dass sie sich bereits vor dem Fügen mit dem anderen Gegenstand (1b) mit der benachbarten Kleberaupe (4) verbinden, ohne dass geschlossene (5) oder offene Taschen (5') dazwischen zurückbleiben.
Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kleber (4) ein Zweikomponentenkleber oder ein Mehrkomponentenkleber ist, der unmittelbar vor dem Ausbringen über die Dosierdüse (3) gemischt wird, insbesondere automatisch in einer Dosiereinheit gemischt wird, und/oder - ein Kleber verwendet wird, der Füllstoffe (9) in Form von Feststoffen enthält, deren Korngröße der gewünschten Soll-Dicke der Kleberschicht nach dem Aushärten entspricht.
Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kleberaupe (4) mittels mehrerer in Fortschrittsrichtung (10) der Dosierdüse (3) quer beabstandeten Dosierdüsen (3) aufgebracht wird, und/oder - als Kontaktfläche (2a, b) ebene oder in ihrer Krümmung analog gegengleiche Kontaktflächen (2a, b) benutzt werden und insbesondere eine gleich bleibende Soll-Schichtdicke (6) des Klebers (4) nach dem Aushärten der Verklebung vorliegt.
Klebevorrichtung (13) zum flächigen Verkleben der Kontaktflächen (2a, b) zweier Gegenstände (1a, b) gegeneinander, umfassend: - eine Fügestation (14) zum Zusammenfügen und gegeneinander Drücken der beiden mit Kleber (4) benetzten Kontaktflächen (2a, b), - eine Aufbringstation (15) , die Dosierdüsen (3) zum Aufbringen des Klebers (4) aufweist, - eine Einrichtung zur Beaufschlagung mit Unterdruck (7) und - eine Steuerung zum Steuern der Relativbewegung der Dosierdüse zu einer Klebefläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung in der Lage ist, das Aufbringen des Klebers (4) in Form von einer oder mehreren Kleberaupen (4) zu steuern, so dass zwischen den einzelnen Klebesträngen nur Taschen entstehen, die zum äußeren Rand hin offen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - die Fügestation (14) eine Steuerung (16) umfasst, die in der Lage ist, die Beaufschlagung mit Unterdruck (7) zeitlich und quantitativ zu steuern, insbesondere so zu steuern, dass die Unterdruckbeaufschlagung erst mit dem Aufbringen des Fügedruckes oder bereits ab dem Zusammenfügen oder bereits vor dem Zusammenfügen oder erst nach dem Aufbringen des Fügedruckes begonnen und zu jedem beliebigen Zeitpunkt beendet wird, und/oder - die Fügestation (14) eine Auflagefläche (17) für wenigstens einen der beiden Gegenstände (1a) aufweist und zumindest die Auflagefläche (17) über einen Unterdruckanschluss (7) verfügt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass - die Fügestation (14) zwei zusammenpassende Formhälften (18a, b) zur Aufnahme der Gegenstände (1a, b) zur Aufnahme der Gegenstände (1a, b) als Auflageflächen (17) umfasst, und die Fuge (19) zwischen den Formhälften (18a, b) mittels Unterdruck (7) beaufschlagt ist, indem sie von einer mit einem Unterdruckanschluss (7') ausgestatteten passgenauen Saugglocke (20) dicht umschlossen ist, und/oder - die Fügestation (14) einschließlich Auflagefläche (17) und/oder Formhälften (18a, b) und ggf. der übrigen Komponenten zum Aufbringen des Fügedruckes in einer Unterdruckkammer (21) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebevorrichtung eine Aufbringstation (15) zum Aufbringen des Klebers (4) auf wenigstens einer der Kontaktflächen (2a,...) mittels wenigstens einer Dosierdüse (3) eines Dosierautomaten (22) umfasst, und insbesondere die Aufbringstation (15) ebenfalls innerhalb der Unterdruckkammer (21) angeordnet ist, und/oder - die Aufbringstation (15) und die Fügestation (14) funktionsvereinigt sind, indem sie wenigstens die gleiche Auflagefläche (17) für wenigstens einen der Gegenstände (1a) gemeinsam und zeitlich nacheinander benutzen.