DE102022127274A1

DE102022127274A1 - Application element and method for non-destructive setting control when applying adhesive elements

Info

Publication number: DE102022127274A1
Application number: DE102022127274.5A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2022-10-18
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2024083845A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Applikationselement (10) zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, umfassend: a) eine Bewegungseinheit (12), und b) eine an der Bewegungseinheit (12) angeordnete Aufnahmeeinheit (14) mit einer Aufnahmeoberfläche (16), wobei die Aufnahmeeinheit (14) dazu eingerichtet ist, mit einem die Aufnahmeoberfläche (16) kontaktierenden Klebeelement eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung auszubilden, wobei die Aufnahmeeinheit (14) eine Drucksensoranordnung (18) mit zumindest zwei Druckmesspunkten (20) umfasst, wobei die Drucksensoranordnung (18) dazu eingerichtet ist, einen im Bereich der Druckmesspunkte (20) wirkenden Druck zu messen, wobei die Drucksensoranordnung (18) so im Applikationselement (10) angeordnet ist, dass der auf die Aufnahmeoberfläche (16) wirkende Druck an zumindest zwei voneinander beabstandeten Punkten der Aufnahmeoberfläche (16) mit der Drucksensoranordnung (18) bestimmt werden kann.The invention relates to an application element (10) for applying adhesive elements to substrates to be bonded, comprising: a) a movement unit (12), and b) a receiving unit (14) arranged on the movement unit (12) and having a receiving surface (16), wherein the receiving unit (14) is designed to form a reversibly and non-destructively detachable connection with an adhesive element contacting the receiving surface (16), wherein the receiving unit (14) comprises a pressure sensor arrangement (18) with at least two pressure measuring points (20), wherein the pressure sensor arrangement (18) is designed to measure a pressure acting in the region of the pressure measuring points (20), wherein the pressure sensor arrangement (18) is arranged in the application element (10) in such a way that the pressure acting on the receiving surface (16) can be determined at at least two spaced-apart points on the receiving surface (16) using the pressure sensor arrangement (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Applikationselement zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, eine darauf aufbauende Applikationsvorrichtung und ein Verfahren zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate mit einem entsprechenden Applikationselement oder einer entsprechenden Applikationsvorrichtung. Offenbart wird überdies die Verwendung des entsprechenden Applikationselements oder der entsprechenden Applikationsvorrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle der korrekten Positionierung von Klebeelementen.The invention relates to an application element for applying adhesive elements to substrates to be bonded, an application device based thereon and a method for applying adhesive elements to substrates to be bonded using a corresponding application element or a corresponding application device. Furthermore, the use of the corresponding application element or the corresponding application device for non-destructively checking the correct positioning of adhesive elements is disclosed.

Der Einsatz von Klebeelementen ist heutzutage ein wichtiger Bestandteil vieler moderner Fertigungsverfahren. Entsprechende Klebeelemente werden dabei nicht nur zur Befestigung von Komponenten an einem Substrat verwendet, sondern dienen insbesondere auch dem Verschluss von Öffnungen in einem solchen Substrat. Entsprechende Öffnungen liegen zumeist fertigungsbedingt vor und stellen im späteren Produkt mögliche Schwachstellen dar, durch die beispielsweise Feuchtigkeit oder Verunreinigungen hindurchtreten können. Der Einsatz von geeigneten, zumeist einseitig klebrigen Klebeelementen zum Verschluss entsprechender Öffnungen in Subtraten stellt eine einfache sowie zeit- und kosteneffiziente Lösung dar, diese Öffnungen zu verschließen und ein ungewolltes Eindringen von Verunreinigungen zu unterbinden, wobei im Stand der Technik schon heute zu diesem Zweck regelmäßig Klebeelemente eingesetzt werden, die infolge ihres Herstellungsverfahrens auch als Stanzlinge bezeichnet werden.The use of adhesive elements is now an important part of many modern manufacturing processes. Corresponding adhesive elements are not only used to attach components to a substrate, but also serve in particular to close openings in such a substrate. Corresponding openings are usually present due to manufacturing and represent potential weak points in the final product through which moisture or contamination can penetrate, for example. The use of suitable, usually one-sidedly sticky adhesive elements to close corresponding openings in substrates represents a simple, time- and cost-efficient solution for closing these openings and preventing unwanted ingress of contamination. In the state of the art, adhesive elements are already regularly used for this purpose, which are also referred to as die-cuts due to their manufacturing process.

Grundsätzlich ist es denkbar, die entsprechenden Klebeelemente manuell auf einem Substrat zu platzieren, um damit Löcher zu verschließen. Im Zuge der fortschreitenden Automatisierung und angesichts eines fortgesetzten Interesses an einer möglichst fehlerunanfälligen und effizienten Verfahrensführung wurden jedoch automatisierbare Applikationsvorrichtungen entwickelt, die der Applikation von Klebeelementen auf ein zu beklebendes Substrat dienen. An entsprechende Applikationsvorrichtungen werden dabei vielfältige Anforderungen gestellt. So müssen entsprechende Applikationsvorrichtungen insbesondere eine zuverlässige und reproduzierbare Applikation von Klebeelementen an die Substrate ermöglichen, wobei wünschenswerterweise ein hoher Durchsatz erreicht werden soll.In principle, it is conceivable to place the corresponding adhesive elements manually on a substrate in order to close holes. However, as automation progresses and in view of the continued interest in a process that is as error-free and efficient as possible, automated application devices have been developed that serve to apply adhesive elements to a substrate to be bonded. There are a wide range of requirements placed on the corresponding application devices. In particular, the corresponding application devices must enable reliable and reproducible application of adhesive elements to the substrates, with a high throughput being desirable.

Ein aus dem Stand der Technik bekannter Typ von Applikationsvorrichtungen, der eine große industrielle Relevanz besitzt, setzt darauf, dass bereitgestellte Klebeelemente mittels eines Applikationselementes aufgenommen und mit dem Applikationselement an ein zu beklebendes Substrat appliziert werden, was zuweilen auch als „Pick and Place“ bezeichnet wird. Bei den Applikationsvorrichtungen handelt es sich in vielen Fällen um Endeffektoren, die beispielsweise an Roboterarmen angeordnet sind und es dadurch ermöglichen, auch bei großen Substraten wie Fahrzeugkarossen verschiedene Stellen des Substrates an einer Arbeitsstation zu bekleben. Die Bereitstellung der Klebeelemente kann hierbei beispielsweise durch eine separate Spenderanordnung oder durch in den Endeffektor integrierte, ggf. auswechselbare Kassetteneinheiten erfolgen.A type of application device known from the state of the art, which has great industrial relevance, relies on the fact that provided adhesive elements are picked up by means of an application element and applied to a substrate to be bonded with the application element, which is sometimes also referred to as "pick and place". In many cases, the application devices are end effectors, which are arranged on robot arms, for example, and thus make it possible to bond different parts of the substrate at one workstation, even with large substrates such as vehicle bodies. The adhesive elements can be provided, for example, by a separate dispenser arrangement or by cassette units integrated into the end effector, which can be exchanged if necessary.

In vielen Fertigungsverfahren, insbesondere im Bereich der Fahrzeugfertigung, ist die präzise Überklebung von Ausnehmungen in Substraten ein essenzielles Qualitätskriterium, welches von den eingesetzten Applikationsvorrichtungen gewährleistet werden muss. In der Praxis gibt es jedoch regelmäßig zahlreiche Einflussfaktoren, die dazu beitragen können, dass ein Klebeelement nicht optimal über der zu verschließenden Öffnung appliziert wird. Insbesondere kann es in vielen Fertigungsstraßen vorkommen, dass die zu beklebenden Substrate nicht immer exakt an der gleichen Stelle bereitgestellt werden, so dass der automatisierte Applikationsprozess einen ungewünschten Versatz generiert. In many manufacturing processes, particularly in the area of vehicle manufacturing, the precise bonding of recesses in substrates is an essential quality criterion that must be guaranteed by the application devices used. In practice, however, there are regularly numerous influencing factors that can contribute to an adhesive element not being applied optimally over the opening to be closed. In particular, in many production lines it can happen that the substrates to be bonded are not always provided in exactly the same place, so that the automated application process generates an undesirable offset.

Darüber hinaus können Störungen in der Führung und/oder Steuerung des Endeffektors oder Defekte in den applizierten Klebeelementen dazu führen, dass unzureichende Verklebungen erhalten werden.In addition, disturbances in the guidance and/or control of the end effector or defects in the applied adhesive elements can lead to inadequate bonding.

Um zu verhindern, dass Substrate mit unzureichend verklebten Öffnungen die entsprechende Arbeitsstation verlassen, ist es daher regelmäßig notwendig, einen separaten Prüfungsschritt vorzusehen, mit dem die korrekte Applikation der Klebeelemente überprüft wird. Diese Überprüfung erfolgt im Stand der Technik zumeist durch eine visuelle Prüfung, welche durch die im Verfahren eingesetzten Arbeitskräfte vorgenommen wird.In order to prevent substrates with inadequately bonded openings from leaving the corresponding work station, it is therefore regularly necessary to provide a separate inspection step to check that the adhesive elements have been applied correctly. In the current state of the art, this inspection is usually carried out by a visual inspection carried out by the workers involved in the process.

Dieser zusätzliche Schritt einer Sichtprüfung wird regelmäßig als nachteilig empfunden, da er die Zeit- und Kosteneffizienz des Fertigungsverfahrens nachteilig beeinflusst. Bei der Sichtprüfung durch die im Verfahren eingesetzten Arbeitskräfte ist es mit Blick auf eine ausreichende Qualitätssicherung zudem zumeist notwendig, die eingesetzten Arbeitskräfte umfassend zu schulen, wobei auch geschulte Arbeitskräfte in vielen Fällen Probleme damit haben können, fehlerhafte Verklebungen, die nur geringfügig außerhalb des Toleranzbereiches liegen, zuverlässig zu identifizieren.This additional step of visual inspection is often perceived as disadvantageous, as it has a negative impact on the time and cost efficiency of the manufacturing process. When visual inspection is carried out by the workers involved in the process, it is also usually necessary to provide the workers involved with comprehensive training in order to ensure adequate quality assurance, although even trained workers can often have problems reliably identifying faulty bonding that is only slightly outside the tolerance range.

Die aus dem Stand der Technik bekannten automatisierten Prüfverfahren, insbesondere optische Prüfverfahren, welche beispielsweise auf den Einsatz von Kameras in Kombination mit einer Bilderkennung setzen, werden in vielen Fällen als zu fehleranfällig angesehen, so dass die notwendige Prozesssicherheit nicht erreicht werden kann. Beispielsweise kann es dazu kommen, dass die Klebeelemente von den eingesetzten Kameras nicht gut genug erfasst werden können. Zudem ist es bei diesen Prüfverfahren zumeist notwendig, dass ein Abgleich von Vorher/Nachher-Bildaufnahmen erfolgen muss, wodurch der Fertigungsprozess in vielen Fällen komplexer und langsamer wird. Darüber hinaus stellen die aus dem Stand der Technik bekannten Prüfverfahren in vielen Fällen hohe Anforderungen an die notwendigen Vorrichtungen beziehungsweise die benötigte Rechenkapazität, wodurch insbesondere der für die Ausrüstung einer Arbeitsstation benötigte Platzbedarf in nachteiliger Weise erhöht wird.The automated testing methods known from the state of the art, in particular optical testing methods, which are based, for example, on the Methods that rely on the use of cameras in combination with image recognition are in many cases considered to be too error-prone, meaning that the necessary process reliability cannot be achieved. For example, it may happen that the adhesive elements are not captured well enough by the cameras used. In addition, these test methods usually require a comparison of before and after images, which in many cases makes the production process more complex and slower. In addition, the test methods known from the state of the art often place high demands on the necessary devices or the required computing capacity, which in particular disadvantageously increases the space required to equip a workstation.

Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen oder zumindest zu verringern.The primary object of the present invention was to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art described above.

Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Applikationselement zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate sowie eine darauf aufbauende Applikationsvorrichtung anzugeben, mit der eine zuverlässige und präzise Applikation von Klebeelementen möglich ist, wünschenswerterweise mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit.In particular, it was the object of the present invention to provide an application element for applying adhesive elements to substrates to be bonded and an application device based thereon, with which a reliable and precise application of adhesive elements is possible, desirably with a high production speed.

Dabei war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Applikationselement eine zuverlässige, prozesssichere Möglichkeit zur zerstörungsfreien Überprüfung der Positionierungsgenauigkeit von applizierten Klebeelementen auf überklebten Löchern ermöglichen sollte.It was an object of the present invention that the application element to be specified should enable a reliable, process-safe possibility for non-destructive checking of the positioning accuracy of applied adhesive elements on taped holes.

Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Applikationselement eine zeit- und kosteneffizientere Verfahrensführung sowie einen möglichst großen Automatisierungsgrad ermöglichen sollte. Dabei war es wünschenswert, dass die Möglichkeit zur Überprüfung der korrekten Positionierung von Klebelementen vorgesehen werden kann, ohne den notwendigen Platzbedarf beziehungsweise die benötigte Rechenleistung zu stark zu erhöhen, wobei bevorzugt keine separaten Sensoreinheiten, wie beispielsweise Kameras, benötigt werden sollten.It was an object of the present invention that the application element to be specified should enable a more time- and cost-efficient process control as well as the greatest possible degree of automation. It was desirable that the possibility of checking the correct positioning of adhesive elements could be provided without increasing the necessary space requirements or the required computing power too much, whereby preferably no separate sensor units, such as cameras, should be required.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr gefunden, dass sich die vorstehenden Aufgaben überraschenderweise lösen lassen, wenn in einem Applikationselement eine Aufnahmeeinheit, beispielsweise ein sogenannter Applikationsstempel, mit integrierter Flächensensorik zur Kraftüberwachung vorgesehen wird, die bei der Applikation der Klebeelemente eine ortsaufgelöste Druckmessung ermöglicht, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, während der Applikation der Klebeelemente das ortsaufgelöste Druckprofil mit einem Soll-Druckprofil abzugleichen, wodurch auf den korrekten Sitz des applizierten Klebeelements geschlossen werden kann. Hierdurch wird eine effiziente und prozesssichere Möglichkeit erhalten, den korrekten Sitz von applizierten Klebeelementen bereits im Applikationsschritt zerstörungsfrei zu verifizieren, so dass vorgegebene Taktzeiten leichter eingehalten werden können.The inventors of the present invention have now found that the above objects can surprisingly be achieved if a receiving unit, for example a so-called application stamp, with integrated surface sensors for force monitoring is provided in an application element, which enables a spatially resolved pressure measurement during the application of the adhesive elements, as defined in the claims. This advantageously makes it possible to compare the spatially resolved pressure profile with a target pressure profile during the application of the adhesive elements, which makes it possible to determine whether the applied adhesive element is correctly seated. This provides an efficient and process-reliable option for non-destructively verifying the correct seat of applied adhesive elements in the application step, so that specified cycle times can be more easily adhered to.

Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.The above-mentioned objects are thus achieved by the subject matter of the invention as defined in the claims. Preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following statements.

Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Applikationsvorrichtungen, Verfahren und Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Applikationselemente.Such embodiments, which are referred to as preferred below, are combined in particularly preferred embodiments with features of other embodiments referred to as preferred. Combinations of two or more of the embodiments referred to as particularly preferred below are therefore particularly preferred. Also preferred are embodiments in which a feature of an embodiment referred to as preferred to some extent is combined with one or more further features of other embodiments referred to as preferred to some extent. Features of preferred application devices, methods and uses result from the features of preferred application elements.

Die Erfindung betrifft ein Applikationselement zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, umfassend:

a) eine Bewegungseinheit, und
b) eine an der Bewegungseinheit angeordnete Aufnahmeeinheit mit einer Aufnahmeoberfläche,

wobei die Aufnahmeeinheit dazu eingerichtet ist, mit einem die Aufnahmeoberfläche kontaktierenden Klebeelement eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung auszubilden,
wobei die Aufnahmeeinheit eine Drucksensoranordnung mit zumindest zwei Druckmesspunkten umfasst, wobei die Drucksensoranordnung dazu eingerichtet ist, einen im Bereich der Druckmesspunkte wirkenden Druck zu messen, wobei die Drucksensoranordnung so im Applikationselement angeordnet ist, dass der auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck an zumindest zwei voneinander beabstandeten Punkten der Aufnahmeoberfläche mit der Drucksensoranordnung bestimmt werden kann.The invention relates to an application element for applying adhesive elements to substrates to be bonded, comprising:

a) a unit of movement, and
b) a receiving unit arranged on the movement unit with a receiving surface,

wherein the receiving unit is designed to form a reversible and non-destructively detachable connection with an adhesive element contacting the receiving surface,
wherein the receiving unit comprises a pressure sensor arrangement with at least two pressure measuring points, wherein the pressure sensor arrangement is designed to measure a pressure acting in the region of the pressure measuring points, wherein the pressure sensor arrangement is arranged in the application element such that the pressure acting on the receiving surface is measured at at least two spaced apart ten points of the recording surface can be determined using the pressure sensor arrangement.

Das erfindungsgemäße Applikationselement dient der Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, wobei es insbesondere für die Applikation sogenannter Stanzlinge im Bereich der Fahrzeugfertigung geeignet ist. Das erfindungsgemäße Applikationselement kann dabei beispielsweise in verschiedenen Applikationsvorrichtungen als die Einheit vorgesehen werden, welche den finalen Applikationsschritt übernimmt, insbesondere in einem „Pick and Place“ Verfahren, in dem es die bereitgestellten Klebeelemente aufnimmt und am Substrat platziert. Der Fachmann versteht insoweit zwanglos, dass die Klebeelemente, für deren Applikation das erfindungsgemäße Applikationselement vorgesehen ist und in Bezug auf die die Funktionalität definiert werden kann, selbst nicht Teil des erfindungsgemäßen Applikationselementes sind.The application element according to the invention is used to apply adhesive elements to substrates to be bonded, and is particularly suitable for the application of so-called die-cuts in the field of vehicle production. The application element according to the invention can be provided, for example, in various application devices as the unit that carries out the final application step, in particular in a "pick and place" process in which it picks up the adhesive elements provided and places them on the substrate. The person skilled in the art will readily understand that the adhesive elements for whose application the application element according to the invention is intended and in relation to which the functionality can be defined are not themselves part of the application element according to the invention.

Das erfindungsgemäße Applikationselement umfasst eine Aufnahmeeinheit, die der Aufnahme von bereitgestellten Klebeelementen und der anschließenden Applikation dient, sowie eine Bewegungseinheit, die dafür vorgesehen ist, die Aufnahmeeinheit zu bewegen und diese beispielsweise von einer Spenderanordnung für Klebeelemente zu dem beklebenden Substrat zu führen. Mit anderen Worten handelt es sich um ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Bewegungseinheit dazu eingerichtet ist, die Aufnahmeeinheit nach der Aufnahme eines Klebeelementes in eine Applikationsstellung zu bewegen.The application element according to the invention comprises a receiving unit which serves to receive adhesive elements provided and the subsequent application, as well as a movement unit which is intended to move the receiving unit and to guide it, for example, from a dispenser arrangement for adhesive elements to the substrate to be bonded. In other words, it is an application element according to the invention, wherein the movement unit is designed to move the receiving unit into an application position after receiving an adhesive element.

Die Bewegungseinheit kann somit beispielsweise ein Roboterarm sein, an dessen Ende die Aufnahmeeinheit angeordnet ist, welche in diesem Fall sozusagen als Endeffektor fungieren würde. Nach Einschätzung der Erfinder sind aber insbesondere solche Bewegungseinheiten relevant, mit denen das erfindungsgemäße Applikationselement effizient in als Endeffektor ausgeführten Applikationsvorrichtungen eigesetzt werden kann, so dass die von der Bewegungseinheit ermöglichte Bewegung räumlich vergleichsweise begrenzt ist und in vielen Fällen vor allem der Überbrückung der letzten Abstände zum Substrat dient. Eine solche Bewegung kann nach Einschätzung der Erfinder vor allem durch eine ggf. rotierbare Kolbenanordnung realisiert werden. Bevorzugt ist deshalb ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Bewegungseinheit eine Kolbenanordnung mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder verfahrbaren Kolben umfasst. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Bewegungseinheit eine Rotationsvorrichtung zur Rotation der Kolbenanordnung, bevorzugt zur dreidimensionalen Rotation umfasst.The movement unit can thus be, for example, a robot arm, at the end of which the receiving unit is arranged, which in this case would function as an end effector. In the opinion of the inventors, however, movement units with which the application element according to the invention can be used efficiently in application devices designed as end effectors are particularly relevant, so that the movement made possible by the movement unit is spatially comparatively limited and in many cases serves primarily to bridge the last distances to the substrate. In the opinion of the inventors, such a movement can be realized primarily by a possibly rotatable piston arrangement. An application element according to the invention is therefore preferred, wherein the movement unit comprises a piston arrangement with a cylinder and a piston that can be moved in the cylinder. In addition or alternatively, an application element according to the invention is preferred, wherein the movement unit comprises a rotation device for rotating the piston arrangement, preferably for three-dimensional rotation.

Der Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung liegt jedoch insbesondere auf der Aufnahmeeinheit. Grundsätzlich sind für die Aufnahmeeinheit und die Ausgestaltung der Aufnahmefläche verschiedene Ausgestaltungen denkbar. Nach Einschätzung der Erfinder ist es jedoch für viele Anwendungen praktikabel, die Aufnahmeeinheit als Stempel auszuführen. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Aufnahmeeinheit als Stempel ausgebildet ist, wobei der Stempelkörper bevorzugt aus Metall besteht, besonders bevorzugt aus Aluminium oder Stahl.However, the focus of the present invention is particularly on the receiving unit. In principle, various designs are conceivable for the receiving unit and the design of the receiving surface. However, in the opinion of the inventors, it is practical for many applications to design the receiving unit as a stamp. Accordingly, an application element according to the invention is preferred, wherein the receiving unit is designed as a stamp, wherein the stamp body is preferably made of metal, particularly preferably of aluminum or steel.

Das Applikationselement umfasst als Teil der Aufnahmeeinheit eine Aufnahmeoberfläche, welche beispielsweise durch die Unterseite des Stempels gebildet werden kann. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ist diese Aufnahmeoberfläche der Teil der Aufnahmeeinheit, der für das Kontaktieren der aufzunehmenden Klebeelemente vorgesehen ist, wobei an der Grenzfläche zwischen der Aufnahmeoberfläche und dem Klebeelement die reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung zwischen der Aufnahmeeinheit und dem Klebelement ausgebildet wird. Um eine zuverlässige Aufnahme der Klebeelemente sicherzustellen und zudem beim Andrücken an das Substrat einen gleichmäßigen Anpressdruck zu gewährleisten, ist es nach Einschätzung der Erfinder zweckmäßig, die Form der Aufnahmeoberfläche im Wesentlichen komplementär zu der Form der zu applizierenden Klebeelemente auszugestalten, so dass diese beispielsweise nicht oder nur geringfügig an den Seiten über die Aufnahmeoberfläche hinausragen. Angesichts der zumeist im Wesentlichen runden oder vieleckigen Form der eingesetzten Stanzlinge ist für die meisten Fälle ein erfindungsgemäßes Applikationselement bevorzugt, wobei die Aufnahmeoberfläche eine vieleckige oder kreisförmige, bevorzugt eine kreisförmige, Form aufweist.As part of the receiving unit, the application element comprises a receiving surface, which can be formed, for example, by the underside of the stamp. In accordance with the expert's understanding, this receiving surface is the part of the receiving unit that is intended for contacting the adhesive elements to be received, wherein the reversibly and non-destructively detachable connection between the receiving unit and the adhesive element is formed at the interface between the receiving surface and the adhesive element. In order to ensure reliable reception of the adhesive elements and also to ensure uniform contact pressure when pressed onto the substrate, the inventors believe that it is expedient to design the shape of the receiving surface essentially complementary to the shape of the adhesive elements to be applied, so that, for example, they do not protrude beyond the receiving surface or only protrude slightly at the sides. In view of the mostly essentially round or polygonal shape of the die-cuts used, an application element according to the invention is preferred for most cases, wherein the receiving surface has a polygonal or circular, preferably a circular, shape.

Zur Ausgestaltung der Funktionalität der Aufnahmeeinheit, dass diese dazu eingerichtet ist, mit einem die Aufnahmeoberfläche kontaktierenden Klebeelement eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung auszubilden, kann der Fachmann auf verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen zurückgreifen. Die reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung kann zumindest in der Theorie beispielsweise durch eine Magnetanordnung vermittelt werden, die beispielsweise mit einer magnetischen Trägerschicht der Klebeelemente wechselwirkt, oder theoretisch auch über Saugnäpfe oder eine Haftklebemasse vermittelt werden. Besonders bevorzugt ist wegen der hohen Zuverlässigkeit, der einfachen konstruktiven Umsetzung und der Langlebigkeit einer solchen Lösung jedoch der Einsatz einer unterdruckbasierten Ansauglösung. Besonders bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Aufnahmeeinheit in der Aufnahmeoberfläche eine Vielzahl von Ansaugausnehmungen umfasst, wobei die Ansaugausnehmungen fluidleitend mit einer Pumpvorrichtung verbunden oder verbindbar sind, wobei die Aufnahmeeinheit dazu eingerichtet ist, eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung mit dem Klebeelement über einen durch die Ansaugausnehmungen wirkenden Unterdruck auszubilden.To design the functionality of the receiving unit so that it is set up to form a reversible and non-destructively detachable connection with an adhesive element contacting the receiving surface, the person skilled in the art can resort to various solutions known from the prior art. The reversible and non-destructively detachable connection can, at least in theory, be mediated by a magnet arrangement, for example, which interacts with a magnetic carrier layer of the adhesive elements, or theoretically also mediated by suction cups or a pressure-sensitive adhesive. However, the use of a vacuum-based suction solution is particularly preferred due to the high reliability, simple structural implementation and longevity of such a solution. Accordingly, an application element according to the invention is particularly preferred, wherein the receiving unit comprises a plurality of suction recesses in the receiving surface, wherein the suction recesses are or can be connected in a fluid-conducting manner to a pump device, wherein the receiving unit is designed to form a reversibly and non-destructively detachable connection to the adhesive element via a negative pressure acting through the suction recesses.

Der Fachmann versteht, dass die Einrichtung der Aufnahmeeinheit mit einem die Aufnahmeoberfläche kontaktierenden Klebeelement eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung ausbilden zu können, nicht erfordert, dass die Auflösung der Verbindung durch den Wegfall der verbindenden Kraft erfolgen muss, wie es beispielsweise beim Ausschalten eines Magnetfeldes im Falle einer magnetischen Verbindung oder durch das Abstellen einer Saugfunktion erreichbar wäre. Vielmehr ist es auch möglich und in der Praxis sogar häufig besonders effizient, wenn die reversible und zerstörungsfreie Lösung gegen die wirkenden Kräfte erfolgt, die die Verbindung bedingen. Hierbei kann insbesondere ausgenutzt werden, dass die Adhäsion der Klebeelemente am Substrat in vielen Fällen deutlich größer ist als die die Verbindung mit der Aufnahmeeinheit bedingende Kraft, so dass die Verbindung beispielsweise gegen einen ansaugend wirkenden Unterdruck erfolgen kann, wenn die Aufnahmeeinheit vom Substrat weggeführt wird.The person skilled in the art will understand that the arrangement of the receiving unit with an adhesive element in contact with the receiving surface in order to be able to form a reversible and non-destructively detachable connection does not require that the connection be dissolved by removing the connecting force, as could be achieved, for example, by switching off a magnetic field in the case of a magnetic connection or by switching off a suction function. Rather, it is also possible and in practice often particularly efficient if the reversible and non-destructive release takes place against the forces that cause the connection. In particular, it can be exploited that the adhesion of the adhesive elements to the substrate is in many cases significantly greater than the force that causes the connection to the receiving unit, so that the connection can be made, for example, against a suction-acting negative pressure when the receiving unit is moved away from the substrate.

Eine bevorzugte Ausgestaltung mit einer Ansaugfunktion kann beispielsweise durch eine Oberfläche erreicht werden, in der eine Vielzahl von separaten Ansaugausnehmungen beispielsweise als Bohrungen ausgebildet werden. Nach Einschätzung der Erfinder ist es insoweit besonders bevorzugt, die entsprechende Funktionalität durch den Einsatz eines porösen Materials, beispielsweise eines geschlossenporigen Schaumes, zu realisieren, durch den der Ansaugdruck mittels Bohrungen vermittelt wird. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Aufnahmeoberfläche durch eine erste Materiallage gebildet wird, wobei die erste Materiallage bevorzugt einen Schaum, besonders bevorzugt einen geschlossenporigen Schaum, insbesondere einen elastisch verformbaren Schaum, bevorzugt aus einem elastomeren Kunststoff, insbesondere einem Gummiwerkstoff, umfasst.A preferred embodiment with a suction function can be achieved, for example, by a surface in which a large number of separate suction recesses are formed, for example, as bores. According to the inventors, it is particularly preferred to realize the corresponding functionality by using a porous material, for example a closed-pore foam, through which the suction pressure is conveyed by means of bores. Accordingly, an application element according to the invention is preferred, wherein the receiving surface is formed by a first material layer, wherein the first material layer preferably comprises a foam, particularly preferably a closed-pore foam, in particular an elastically deformable foam, preferably made of an elastomeric plastic, in particular a rubber material.

Durch den Einsatz eines solchen, mit Bohrungen versehenen Schaumes lässt sich in vorteilhafter Weise nicht nur eine sehr gleichmäßige, flächige Ansaugwirkung realisieren, sondern der Einsatz von deformierbaren Schäumen verringert auch die Gefahr, dass die Klebeelemente beim Aufnehmen beschädigt werden. Zudem lassen sich durch einen deformierbaren Schaum leichter Oberflächenunebenheiten auf dem zu verschließenden Substrat ausgleichen. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist insoweit jedoch besonders vorteilhaft, dass es die leichte Deformierbarkeit typischer Schäume ermöglicht, den auf die Aufnahmeoberfläche wirkenden Druck mit der Drucksensoranordnung auch dann effizient zu bestimmen, wenn die Drucksensoranordnung sich nicht bis an die Oberfläche der Aufnahmeoberfläche erstreckt, sondern vollständig unterhalb des elastisch verformbaren Schaums liegt, so dass der Schaum den auf die Aufnahmeoberfläche wirkenden Druck auf die unterliegende Drucksensoranordnung kommunizieren kann.By using such a foam with holes, not only can a very uniform, flat suction effect be achieved, but the use of deformable foams also reduces the risk of the adhesive elements being damaged during pickup. In addition, a deformable foam can more easily compensate for surface irregularities on the substrate to be sealed. In connection with the invention, however, it is particularly advantageous in that the easy deformability of typical foams makes it possible to efficiently determine the pressure acting on the pickup surface with the pressure sensor arrangement even when the pressure sensor arrangement does not extend to the surface of the pickup surface, but lies completely below the elastically deformable foam, so that the foam can communicate the pressure acting on the pickup surface to the underlying pressure sensor arrangement.

Der Fachmann versteht im Lichte der vorstehenden Ausführungen betreffend die Kommunikation des Druckes durch die erste Materiallage, dass auch beim Verzicht auf geschäumte Materialien grundsätzlich ein erfindungsgemäßes Applikationselement bevorzugt ist, wobei die Aufnahmeoberfläche durch eine erste Materiallage gebildet wird, wobei die erste Materiallage elastisch verformbar ist und/oder ein elastomeres Material umfasst.In light of the above statements regarding the communication of the pressure through the first material layer, the person skilled in the art understands that even if foamed materials are dispensed with, an application element according to the invention is generally preferred, wherein the receiving surface is formed by a first material layer, wherein the first material layer is elastically deformable and/or comprises an elastomeric material.

Ein zentraler Bestandteil der erfindungsgemäßen Applikationselemente ist die Drucksensoranordnung. Der Fachmann versteht, dass diese Drucksensoranordnung dem Zweck dient, eine ortsaufgelöste Messung des auf die Aufnahmeoberfläche wirkenden Druckes zu ermöglichen.A central component of the application elements according to the invention is the pressure sensor arrangement. The person skilled in the art will understand that this pressure sensor arrangement serves the purpose of enabling a spatially resolved measurement of the pressure acting on the receiving surface.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee kann anhand eines Beispiels verstanden werden. In diesem Beispiel wird ein auf der Aufnahmeoberfläche befindliches rundes Klebelement mit dem Radius r₁, auf ein Substrat appliziert, um ein rundes Loch mit dem Radius r₂ zu überkleben, wobei gilt, dass r₂ < r₁, so dass das Klebeelement bei einer perfekt konzentrischen Überklebung über den gesamten Umfang über das Loch hinausragt. Durch das Verfahren der Bewegungseinheit wird nunmehr ein Applikationsdruck ausgeübt, der in den Randbereichen, an denen das Klebeelement das Substrat kontaktiert, unmittelbar wirkt. Im Bereich der unterliegenden Öffnung wird jedoch ein geringerer Druck auf die Aufnahmeoberfläche wirken. Die Drucksensoranordnung erlaubt es nun, Informationen über die beim Applizieren wirkenden Drücke zu sammeln und diese mit dem gewünschten Soll-Druckprofil abzugleichen, wodurch die korrekte Applikation überprüft werden kann. Unter der Annahme einer beliebig hohen örtlichen Auflösung müsste die Drucksensoranordnung im vorstehend beschriebenen Beispiel bei einer optimalen Applikation beispielweise in der ringförmigen Fläche zwischen r₁ und r₂ einen weitgehend gleichmäßigen höheren Druck und im innenliegenden Kreis mit dem Radius r₂ einen reduzierten Druck detektieren. Eine Abweichung von diesem optimalen Druckprofil, beispielsweise die Messung von niedrigeren Anpressdrücken in der ringförmigen Fläche, würde eine Abweichung von der gewünschten Positionierung andeuten.The idea underlying the invention can be understood using an example. In this example, a round adhesive element with a radius r ₁ located on the receiving surface is applied to a substrate in order to cover a round hole with a radius r ₂ , where r ₂ < r ₁ , so that the adhesive element protrudes over the hole over the entire circumference in a perfectly concentric covering. By moving the movement unit, an application pressure is now exerted which acts directly in the edge areas where the adhesive element contacts the substrate. In the area of the underlying opening, however, less pressure will act on the receiving surface. The pressure sensor arrangement now makes it possible to collect information about the pressures acting during application and to compare this with the desired target pressure profile, whereby the correct application can be checked. Assuming an arbitrarily high local resolution, the pressure sensor arrangement in the example described above would have to detect a largely uniform higher pressure in the ring-shaped area between r ₁ and r ₂ and a reduced pressure in the inner circle with the radius r ₂ in an optimal application. A deviation from this optimal pressure profile, for example the measurement of lower contact pressures in the ring-shaped area would indicate a deviation from the desired positioning.

Der Fachmann versteht, dass die vorstehende Annahme einer Druckmessung mit beliebig guter Auflösung in der praktischen Umsetzung durch die verfügbaren Drucksensoranordnungen und deren Anordnung in erfindungsgemäßen Applikationselementen begrenzt wird. Die Zahl der separaten Druckmesspunkte der Drucksensoranordnungen, d.h. Punkte, an denen die Drucksensoranordnungen den Druck bestimmen und gegebenenfalls einen Unterschied im Druck registrieren können, wird in der Praxis regelmäßig nicht beliebig groß sein. Der Fachmann versteht insoweit jedoch, dass eine perfekte ortsaufgelöste Druckmessung über die gesamte Aufnahmeoberfläche in der Praxis ohnehin nicht notwendig und in vielen Fällen mit Blick auf den konstruktiven Aufwand auch gar nicht angestrebt ist. Vielmehr lassen sich nach Einschätzung der Erfinder schon mit einer relativ niedrigen Ortsauflösung, wie sie durch zwei voneinander beanstandete Druckmesspunkte realisierbar ist, grundlegende Informationen erhalten, die beispielsweise für einfache Anwendungsfälle ausreichend sein können. Dies ist wiederum an einem anschaulichen Beispiel zu verstehen, welches an das vorstehende Beispiel anknüpft. Wenn die Drucksensoranordnung zwei Druckmesspunkte umfasst, kann das Applikationselement so ausgelegt werden, dass der erste Druckmesspunkt den Gesamtdruck auf die komplette linke Seite der Aufnahmeoberfläche und der zweite Druckmesspunkt den Gesamtdruck auf die komplette rechte Seite der Aufnahmeoberfläche detektiert, beispielsweise durch den Einsatz einer zweiteiligen Aufnahmeoberfläche, deren Teile jeweils mit einem Druckmesspunkt der Drucksensoranordnung verbunden sind. Im vorstehenden Beispiel wäre eine perfekte Applikation des Klebeelements auf dem Loch daran zu erkennen, dass beide Druckmesspunkte den gleichen Gesamtdruck messen, so dass zumindest ein ausgeprägter Versatz des Klebeelementes in abweichenden Druckmesswerten zu erkennen wäre.The person skilled in the art understands that the above assumption of a pressure measurement with arbitrarily good resolution is limited in practical implementation by the available pressure sensor arrangements and their arrangement in application elements according to the invention. The number of separate pressure measurement points of the pressure sensor arrangements, i.e. points at which the pressure sensor arrangements can determine the pressure and possibly register a difference in pressure, will generally not be arbitrarily large in practice. The person skilled in the art understands, however, that a perfect spatially resolved pressure measurement over the entire recording surface is not necessary in practice anyway and in many cases is not even desired in view of the design effort. Rather, according to the inventors' assessment, basic information can be obtained with a relatively low spatial resolution, as can be achieved by two pressure measurement points spaced apart from one another, which can be sufficient for simple applications, for example. This can again be understood using an illustrative example that ties in with the above example. If the pressure sensor arrangement comprises two pressure measuring points, the application element can be designed so that the first pressure measuring point detects the total pressure on the entire left side of the receiving surface and the second pressure measuring point detects the total pressure on the entire right side of the receiving surface, for example by using a two-part receiving surface, each part of which is connected to a pressure measuring point of the pressure sensor arrangement. In the above example, a perfect application of the adhesive element on the hole would be recognizable by the fact that both pressure measuring points measure the same total pressure, so that at least a pronounced offset of the adhesive element would be recognizable in deviating pressure measurement values.

Die Erfinder schlagen jedoch vor, dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung umso mehr zum Tragen kommen, je größer die Dichte an Druckmesspunkten gewählt wird, da eine immer genauere Detektion der Druckprofile möglich wird, durch die auch kleine Abweichungen von dem gewünschten Soll-Druckprofil besser registriert werden können. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung drei oder mehr, bevorzugt vier oder mehr, besonders bevorzugt fünf oder mehr, ganz besonders bevorzugt zehn oder mehr, insbesondere bevorzugt fünfzehn oder mehr, Druckmesspunkte umfasst, wobei die Drucksensoranordnung so im Applikationselement angeordnet ist, dass der auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck an zumindest drei, bevorzugt zumindest vier, besonders bevorzugt zumindest fünf, ganz besonders bevorzugt zumindest zehn, insbesondere bevorzugt zumindest fünfzehn, voneinander beabstandeten Punkten der Aufnahmeoberfläche mit der Drucksensoranordnung bestimmt werden kann. Bevorzugt ist in anderen Worten ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung dazu eingerichtet ist, beim Einwirken eines Druckes auf die Aufnahmeoberfläche ein ortsaufgelöstes Druckprofil zu detektieren, wobei die Auflösung bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, ganz besonders bevorzugt fünf oder mehr, insbesondere bevorzugt zehn oder mehr, überaus bevorzugt fünfzehn oder mehr, Druckmesspunkte pro Fläche der Aufnahmeoberfläche beträgt.However, the inventors propose that the advantages of the present invention become more apparent the greater the density of pressure measurement points is chosen, since an increasingly precise detection of the pressure profiles becomes possible, through which even small deviations from the desired target pressure profile can be better registered. An application element according to the invention is preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises three or more, preferably four or more, particularly preferably five or more, very particularly preferably ten or more, particularly preferably fifteen or more, pressure measurement points, wherein the pressure sensor arrangement is arranged in the application element such that the pressure acting on the receiving surface can be determined at at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five, very particularly preferably at least ten, particularly preferably at least fifteen, spaced-apart points on the receiving surface using the pressure sensor arrangement. In other words, an application element according to the invention is preferred, wherein the pressure sensor arrangement is designed to detect a spatially resolved pressure profile when pressure is applied to the receiving surface, wherein the resolution is preferably three or more, particularly preferably four or more, very particularly preferably five or more, particularly preferably ten or more, extremely preferably fifteen or more, pressure measurement points per area of the receiving surface.

Der Fachmann versteht, dass für die Auslegung der Drucksensoranordnung eine Vielzahl an Typen von möglichen Drucksensoren in Frage kommt, die als Drucksensorelemente in der Drucksensoranordnung eingesetzt werden können, beispielsweise piezoresistive Drucksensoren oder piezoelektrische Drucksensoren, wobei geeignete Drucksensoren von zahllosen Anbietern kommerziell erhältlich sind. Die Drucksensoranordnung kann beispielsweise eine Vielzahl n von Druckmesspunkten umfassen, die jeweils durch separate Drucksensorelemente gebildet werden, so dass das erfindungsgemäße Applikationselement n separate Drucksensorelemente umfasst. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis sind viele der modernen Drucksensoren, insbesondere sogenannte Foliensensoren oder Dünschichtsensoren, jedoch selbst in der Lage, eine ortsaufgelöste Druckmessung vorzunehmen. Diese Drucksensorelemente umfassen somit selbst mehrere Druckmesspunkte. In einem bevorzugten Beispiel kann die vorstehend beschriebene Drucksensoranordnung mit n Druckmesspunkten lediglich ein Drucksensorelement umfassen, welches als Dünschichtsensor ausgeführt ist und die n Druckmesspunkte umfasst, die der Dünschichtsensor auflösen kann.The person skilled in the art will understand that a large number of types of possible pressure sensors are possible for the design of the pressure sensor arrangement, which can be used as pressure sensor elements in the pressure sensor arrangement, for example piezoresistive pressure sensors or piezoelectric pressure sensors, with suitable pressure sensors being commercially available from countless suppliers. The pressure sensor arrangement can, for example, comprise a large number n of pressure measuring points, each of which is formed by separate pressure sensor elements, so that the application element according to the invention comprises n separate pressure sensor elements. In accordance with the understanding of the person skilled in the art, however, many of the modern pressure sensors, in particular so-called film sensors or thin-film sensors, are themselves capable of carrying out a spatially resolved pressure measurement. These pressure sensor elements thus themselves comprise several pressure measuring points. In a preferred example, the pressure sensor arrangement described above with n pressure measuring points can comprise only one pressure sensor element, which is designed as a thin-film sensor and comprises the n pressure measuring points that the thin-film sensor can resolve.

Bevorzugt ist im Lichte dieser Ausführungen ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung zumindest ein Drucksensorelement mit zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, Druckmesspunkten, bevorzugt einen Foliensensor und/oder Dünnschichtsensor, umfasst. besonders bevorzugt ist insoweit ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung genau ein Drucksensorelement mit zwei oder mehr Druckmesspunkten, umfasst. In light of these embodiments, an application element according to the invention is preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises at least one pressure sensor element with two or more, preferably three or more, particularly preferably four or more, pressure measuring points, preferably a film sensor and/or thin-film sensor. In this respect, an application element according to the invention is particularly preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises exactly one pressure sensor element with two or more pressure measuring points.

Zusätzlich oder alternativ bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, separate Drucksensorelemente umfasst.Additionally or alternatively, an application element according to the invention is preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises two or more, preferably three or more, particularly preferably four or more, separate pressure sensor elements.

Insbesondere durch den Einsatz von Foliensensoren oder Dünnschichtsensoren, die selbst über eine Vielzahl von Druckmesspunkten verfügen und dadurch Druckunterschiede mit einer sehr hohen Auflösung detektieren können, lassen sich in erfindungsgemäßen Applikationselementen besonders bevorzugte Drucksensoranordnungen erhalten, deren minimale unterscheidbare Auflösung der gemessenen Drücke in vielen Fällen um ein Vielfaches kleiner ist als die Abmessungen typischer Klebelemente. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung eine Vielzahl von Druckmesspunkten umfasst, bevorzugt als Teil von Drucksensorelementen mit einer Vielzahl von Druckmesspunkten, und dazu eingerichtet ist, zumindest in einem Abschnitt der Aufnahmeoberfläche, bevorzugt über im Wesentlichen die gesamte Aufnahmeoberfläche, eine Druckmessung zu ermöglichen, wobei der Mindestabstand zwischen zwei unterscheidbaren Druckmesspunkten 1 mm oder weniger, bevorzugt 0,1 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,01 mm oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0,001 mm oder weniger, insbesondere bevorzugt 0,0001 mm oder weniger, beträgt.In particular, by using film sensors or thin-film sensors, which themselves have a large number of pressure measuring points and can therefore detect pressure differences with a very high resolution, particularly preferred pressure sensor arrangements can be obtained in application elements according to the invention, the minimum distinguishable resolution of the measured pressures of which is in many cases many times smaller than the dimensions of typical adhesive elements. Accordingly, an application element according to the invention is preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises a large number of pressure measuring points, preferably as part of pressure sensor elements with a large number of pressure measuring points, and is designed to enable a pressure measurement at least in a section of the receiving surface, preferably over substantially the entire receiving surface, wherein the minimum distance between two distinguishable pressure measuring points is 1 mm or less, preferably 0.1 mm or less, particularly preferably 0.01 mm or less, very particularly preferably 0.001 mm or less, particularly preferably 0.0001 mm or less.

Nach Einschätzung der Erfinder können viele moderne flächige Drucksensorelemente, beispielsweise Foliensensoren oder Dünnschichtsensoren, auf der Aufnahmeoberfläche eine Auflösung der Druckmessung realisieren, die für viele Anwendungen gar nicht benötigt wird. Insofern wird es mit Blick auf die für die Auswertung benötigte Speicher- und Rechenkapazität in vielen Fällen zweckmäßig sein, in der Auswertung nur einzelne Druckmesspunkte der flächigen Sensorelemente auszulesen und/oder mehrere Druckmesspunkte in der Auswertung zusammenzufassen und für die Auswertung als kombinierten oder gemittelten gemeinsamen Druckmesswert anzulegen. Vor diesem Hintergrund stellt sich sowohl beim Einsatz von mehreren separaten Drucksensorelementen als auch von flächigen Drucksensorelementen mit einer Vielzahl von Druckmesspunkten eine vergleichbare Aufgabe, nämlich wie die separaten Drucksensorelemente beziehungsweise die bei flächigen Drucksensorelementen tatsächlich ausgelesenen Druckmesspunkte bzw. Gruppen von Druckmesspunkten, effizient über die Aufnahmeoberfläche verteilt werden können, um mit einem minimalen Bedarf an Drucksensorelementen bzw. Speicher- und Rechenkapazität eine möglichst effiziente Setzkontrolle zu ermöglichen.According to the inventors, many modern flat pressure sensor elements, for example film sensors or thin-film sensors, can achieve a pressure measurement resolution on the recording surface that is not actually required for many applications. In view of the storage and computing capacity required for the evaluation, it will therefore be expedient in many cases to read out only individual pressure measurement points of the flat sensor elements in the evaluation and/or to combine several pressure measurement points in the evaluation and to create a combined or averaged common pressure measurement value for the evaluation. Against this background, a comparable task arises both when using several separate pressure sensor elements and flat pressure sensor elements with a large number of pressure measurement points, namely how the separate pressure sensor elements or the pressure measurement points or groups of pressure measurement points actually read out in the case of flat pressure sensor elements can be efficiently distributed over the recording surface in order to enable the most efficient setting control possible with a minimal requirement for pressure sensor elements or storage and computing capacity.

Insoweit haben die Erfinder erkannt, dass sich die Verteilung der Druckmesspunkte an dem zu erwartenden Soll-Druckprofil sowie den wahrscheinlichsten Abweichungen orientieren sollte, um diese effizient auflösen zu können. Bevorzugt ist insoweit insbesondere für rotationssymmetrische Klebeelemente ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Druckmesspunkte in der Drucksensoranordnung symmetrisch angeordnet sind, bevorzugt mit einer C₃-Rotationssymmetrie oder höher, besonders bevorzugt mit einer C₆-Rotationssymmetrie oder höher, ganz besonders bevorzugt mit einer C₁₂-Rotationssymmetrie oder höher, insbesondere bevorzugt mit einer C₁₆-Rotationssymmetrie oder höher.In this respect, the inventors have recognized that the distribution of the pressure measurement points should be based on the expected target pressure profile and the most probable deviations in order to be able to resolve these efficiently. In this respect, an application element according to the invention is preferred, particularly for rotationally symmetrical adhesive elements, wherein the pressure measurement points in the pressure sensor arrangement are arranged symmetrically, preferably with a C ₃ rotational symmetry or higher, particularly preferably with a C ₆ rotational symmetry or higher, very particularly preferably with a C ₁₂ rotational symmetry or higher, particularly preferably with a C ₁₆ rotational symmetry or higher.

Als ganz besonders bevorzugt erachten es die Erfinder, die Aufnahmeoberfläche über die Drucksensoranordnung in Druckmesssegmente zu unterteilen, für die ein Druckwert bestimmt wird. Diese Unterteilung kann dabei sowohl baulich als auch über das Auswertungsschema erfolgen. Eine bauliche Ausgestaltung könnte beispielsweise die physische Separierung der Aufnahmeoberfläche in zumindest teilweise unabhängig voneinander bewegbare Segmente umfassen, die beispielsweise jeweils einem Drucksensorelement der Drucksensoranordnung beziehungsweise einem Druckmesspunkt zugeordnet sind. Eine Segmentierung über das Auswertungsschema ist für den Fachmann dadurch zu erreichen, dass aus einer Vielzahl von Druckmesspunkten in einem bestimmten Segment der Aufnahmeoberfläche eine Gruppe definiert wird, die gemeinsam ausgewertet wird, wobei die Vielzahl der Druckmesspunkte und/oder die Gruppe der Druckmesspunkte beispielsweise dem gleichen Foliensensor zugeordnet sein können. Bevorzugt ist vor diesem Hintergrund ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Aufnahmeoberfläche eine Mehrzahl von Druckmesssegmenten umfasst, wobei jedem Druckmesssegment zumindest ein Druckmesspunkt der Drucksensoranordnung zugeordnet ist, wobei die Drucksensoranordnung bevorzugt vier oder mehr, besonders bevorzugt fünf oder mehr, ganz besonders bevorzugt zehn oder mehr, insbesondere bevorzugt fünfzehn oder mehr, Druckmesssegmente umfasst. Druckmesssegmente können dabei prinzipiell jede Form annehmen und beispielsweise als Quadrate oder andere Vielecke ausgebildet werden. Die Form der Druckmesssegmente wird sich in der Praxis wohl vor allem an der Form der Klebeelemente und der Form der Aufnahmeoberfläche orientieren. Bevorzugt ist insbesondere für die Applikation von zumeist runden Stanzlingen ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Druckmesssegmente als Druckmesssegmente, bevorzugt als Kreissegmente, gleicher Größe, ausgeführt sind, wobei die Kreissegmente bevorzugt entlang der radialen Richtung in Teilsegmente unterteilt sind.The inventors consider it particularly preferred to divide the recording surface into pressure measurement segments via the pressure sensor arrangement, for which a pressure value is determined. This division can be carried out both structurally and via the evaluation scheme. A structural design could, for example, comprise the physical separation of the recording surface into segments that can be moved at least partially independently of one another, each of which is assigned, for example, to a pressure sensor element of the pressure sensor arrangement or to a pressure measurement point. Segmentation via the evaluation scheme can be achieved by the person skilled in the art by defining a group from a large number of pressure measurement points in a specific segment of the recording surface, which group is evaluated together, wherein the large number of pressure measurement points and/or the group of pressure measurement points can, for example, be assigned to the same film sensor. Against this background, an application element according to the invention is preferred, wherein the receiving surface comprises a plurality of pressure measuring segments, wherein each pressure measuring segment is assigned at least one pressure measuring point of the pressure sensor arrangement, wherein the pressure sensor arrangement preferably comprises four or more, particularly preferably five or more, very particularly preferably ten or more, particularly preferably fifteen or more, pressure measuring segments. In principle, pressure measuring segments can take on any shape and can be designed, for example, as squares or other polygons. In practice, the shape of the pressure measuring segments will probably be based primarily on the shape of the adhesive elements and the shape of the receiving surface. An application element according to the invention is preferred, particularly for the application of mostly round die-cuts, wherein the pressure measuring segments are designed as pressure measuring segments, preferably as circular segments, of the same size, wherein the circular segments are preferably divided into sub-segments along the radial direction.

Für eine optimale Anpassung der erfindungsgemäßen Applikationselemente an einen der in der Praxis relevantesten Anwendungsfälle, nämlich der Überklebung von zumeist im Wesentlichen kreisförmigen Öffnungen in Substraten, schlagen die Erfinder vor, dass es vorteilhaft ist, einen inneren und einen äußeren Druckmessbereich vorzusehen, wobei die Form und Größe des inneren Druckmessbereiches bevorzugt mit der Form und Größe des zu überklebenden Loches korrelieren sollte, was insbesondere in solchen Anwendungen zu besonders guten Ergebnissen führt, in denen im Wesentlichen gleichförmige Öffnungen überklebt werden sollen. Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung einen in radialer Richtung innen liegenden inneren Druckmessbereich und einen den inneren Druckmessbereich umgebenden, in radialer Richtung außen liegenden äußeren Druckmessbereich umfasst, wobei der innere Druckmessbereich und/oder der äußere Druckmessbereich bevorzugt eine Mehrzahl von Druckmesspunkten umfassen, wobei die Druckmesspunkte im inneren Druckmessbereich und/oder im äußeren Druckmessbereich bevorzugt symmetrisch, besonders bevorzugt rotationssymmetrisch, angeordnet sind. Bevorzugt ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Drucksensoranordnung so im Applikationselement angeordnet ist, dass der auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck in einem in radialer Richtung innen liegenden inneren Druckmessbereich und in einem den inneren Druckmessbereich umgebenden, in radialer Richtung außen liegenden äußeren Druckmessbereich bestimmt werden kann. Eine solche Ausgestaltung lässt sich für die zumeist runden Stanzlinge besonders effizient mit der vorstehend offenbarten Unterteilung der Aufnahmeoberfläche in Kreissegmente realisieren, wobei für jedes Kreissegment jeweils zumindest ein radial innen liegendes Teilsegment im inneren Druckmessbereich und zumindest ein radial außen liegendes Teilsegment im äußeren Druckmessbereich vorgesehen wird.For an optimal adaptation of the application elements according to the invention to one of the most relevant applications in practice, namely For the purpose of covering mostly essentially circular openings in substrates, the inventors propose that it is advantageous to provide an inner and an outer pressure measuring region, wherein the shape and size of the inner pressure measuring region should preferably correlate with the shape and size of the hole to be covered, which leads to particularly good results in applications in which essentially uniform openings are to be covered. An application element according to the invention is particularly preferred, wherein the pressure sensor arrangement comprises an inner pressure measuring region located on the inside in the radial direction and an outer pressure measuring region surrounding the inner pressure measuring region and located on the outside in the radial direction, wherein the inner pressure measuring region and/or the outer pressure measuring region preferably comprise a plurality of pressure measuring points, wherein the pressure measuring points in the inner pressure measuring region and/or in the outer pressure measuring region are preferably arranged symmetrically, particularly preferably rotationally symmetrically. Accordingly, an application element according to the invention is also preferred, wherein the pressure sensor arrangement is arranged in the application element in such a way that the pressure acting on the receiving surface can be determined in an inner pressure measuring area located radially inward and in an outer pressure measuring area surrounding the inner pressure measuring area and located radially outward. Such a design can be implemented particularly efficiently for the mostly round die-cuts with the above-disclosed division of the receiving surface into circular segments, wherein for each circular segment at least one radially inner sub-segment is provided in the inner pressure measuring area and at least one radially outer sub-segment is provided in the outer pressure measuring area.

Der Fachmann versteht, dass die Drucksensoranordnung so im Applikationselement angeordnet ist, dass der auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck bestimmt werden kann. In einfachen Ausgestaltungen wäre dies beispielsweise dadurch zu realisieren, dass die Drucksensorelemente der Drucksensoranordnung an der Oberfläche der Aufnahmeoberfläche angeordnet werden, beispielsweise indem sie in der ersten Materiallage versenkt werden. Diese Ausgestaltung ist nach Einschätzung der Erfinder jedoch mit Blick auf die Haltbarkeit und den Wartungsaufwand nachteilig, insbesondere hinsichtlich einer leichten Verschmutzung oder Beschädigung der Sensorelemente. Bevorzugt ist deshalb ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei die Aufnahmeoberfläche durch eine erste Materiallage gebildet wird, wobei die Drucksensoranordnung auf der von der Aufnahmeoberfläche abgewandten Seite der ersten Materiallage angeordnet ist.The person skilled in the art will understand that the pressure sensor arrangement is arranged in the application element in such a way that the pressure acting on the receiving surface can be determined. In simple embodiments, this could be achieved, for example, by arranging the pressure sensor elements of the pressure sensor arrangement on the surface of the receiving surface, for example by sinking them into the first material layer. However, in the opinion of the inventors, this embodiment is disadvantageous with regard to durability and maintenance costs, in particular with regard to slight soiling or damage to the sensor elements. An application element according to the invention is therefore preferred, wherein the receiving surface is formed by a first material layer, wherein the pressure sensor arrangement is arranged on the side of the first material layer facing away from the receiving surface.

Diese bevorzugte Anordnung der Drucksensoranordnung ließe sich für starre erste Materiallagen beispielsweise dadurch realisieren, dass sich für die Drucksensoreinheiten, durch welche die Druckmesspunkte ausgebildet werden, jeweils ein Pin oder ein ähnliches bewegliches Element durch die erste Materiallage hindurch erstreckt, so dass ein auf die Aufnahmeoberfläche wirkender Druck durch die erste Materiallage hindurch detektiert werden kann. Alternativ könnte beispielsweise auch die Aufnahmeoberfläche in zwei oder mehr Segmente zerteilt werden, die zumindest teilweise unabhängig voneinander bewegt werden können, so dass jeweils unterliegende Drucksensoreinheiten selektiv beaufschlagt werden können. Als besonders bevorzugt erachten es die Erfinder jedoch, wenn die entsprechende Positionierung der Drucksensoranordnung auf der von der Aufnahmeoberfläche abgewandten Seite der ersten Materiallage mit einer elastisch deformierbaren ersten Materiallage, insbesondere in der Ausgestaltung eines Schaumes, kombiniert wird, wie es vorstehend offenbart ist.This preferred arrangement of the pressure sensor arrangement could be implemented for rigid first material layers, for example, by having a pin or a similar movable element extending through the first material layer for each of the pressure sensor units through which the pressure measurement points are formed, so that a pressure acting on the receiving surface can be detected through the first material layer. Alternatively, for example, the receiving surface could also be divided into two or more segments that can be moved at least partially independently of one another, so that the pressure sensor units underneath can be selectively acted upon. However, the inventors consider it particularly preferred if the corresponding positioning of the pressure sensor arrangement on the side of the first material layer facing away from the receiving surface is combined with an elastically deformable first material layer, in particular in the form of a foam, as disclosed above.

Insbesondere beim Einsatz von Foliensensoren erachten es die Erfinder als vorteilhaft, wenn die Drucksensoranordnung auf einer elastischen Trägerschicht positioniert wird. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Applikationselement, wobei zwischen der Drucksensoranordnung und dem Stempelkörper eine zweite Materiallage angeordnet ist, wobei die zweite Materiallage bevorzugt einen elastomeren Kunststoff, insbesondere einem Gummiwerkstoff, umfasst.Particularly when using film sensors, the inventors consider it advantageous if the pressure sensor arrangement is positioned on an elastic carrier layer. An application element according to the invention is preferred, wherein a second material layer is arranged between the pressure sensor arrangement and the stamp body, wherein the second material layer preferably comprises an elastomeric plastic, in particular a rubber material.

Das erfindungsgemäße Applikationselement kann in vorteilhafter Weise in eine Applikationsvorrichtung eingesetzt werden, wobei hierbei insbesondere eine effiziente Aufrüstbarkeit bestehender Applikationsvorrichtungen erreicht werden kann. Die Erfindung betrifft entsprechend auch eine Applikationsvorrichtung zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, umfassend:

x) ein erfindungsgemäßes Applikationselement, und
y) eine Bereitstellungseinheit zur Bereitstellung eines Klebeelementes,

wobei die Applikationsvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein von der Bereitstellungseinheit bereitgestelltes Klebelement mit dem Applikationselement aufzunehmen und auf ein zu beklebendes Substrat zu applizieren.The application element according to the invention can be used in an application device in an advantageous manner, whereby in particular an efficient upgradeability of existing application devices can be achieved. The invention accordingly also relates to an application device for applying adhesive elements to substrates to be bonded, comprising:

x) an application element according to the invention, and
y) a supply unit for supplying an adhesive element,

wherein the application device is configured to receive an adhesive element provided by the provision unit with the application element and to apply it to a substrate to be bonded.

Die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung dient wiederum der Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate, wobei sie insbesondere für die Applikation sogenannter Stanzlinge im Bereich der Fahrzeugfertigung geeignet ist. Die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung kann dabei auf vielfältige Weise in bestehende Fertigungsstraßen integriert werden, in denen Klebeelemente auf Substrate appliziert werden müssen. Denkbar ist beispielsweise eine weitgehend stationäre Applikationsvorrichtung, bei der beispielsweise lediglich das erfindungsgemäße Applikationselement im Rahmen eines „pick & place“ die aus der Bereitstellungseinheit bereitgestellten Klebeelemente aufnimmt und am Substrat platziert.The application device according to the invention is used for the application of adhesive elements to substrates to be bonded, whereby it is particularly suitable for the application of so-called die-cuts in the field of vehicle production. The application device according to the invention The device can be integrated in a variety of ways into existing production lines in which adhesive elements have to be applied to substrates. For example, a largely stationary application device is conceivable in which, for example, only the application element according to the invention picks up the adhesive elements provided from the supply unit and places them on the substrate as part of a "pick &place" process.

Nach Einschätzung der Erfinder wird für die weit überwiegende Zahl der Fälle jedoch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung bevorzugt sein, in der diese als sogenannter Endeffektor ausgeführt wird. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ist ein Endeffektor das ausführende und/oder abschließende Element von automatisierten Bewegungseinheiten, beispielsweise Roboterarmen. In anderen Worten sind Endeffektoren im Bereich der Robotik die letzte Komponenten einer kinematischen Kette, die zumeist dazu eingerichtet sind, eine durch eine externe Steuervorrichtung vorgegebene Ausführungsvorschrift auszuführen, gegebenenfalls gemeinsam mit der automatisierten Bewegungseinheit, an der sie befestigt sind. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung, wobei die Applikationsvorrichtung ein Endeffektor für eine automatisierte Bewegungseinheit, bevorzugt einen Roboterarm, ist. Bevorzugt ist ebenfalls eine erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung, wobei die Applikationsvorrichtung an einer automatisierten Bewegungseinheit, bevorzugt einem Roboterarm, angeordnet ist.According to the inventors' assessment, however, for the vast majority of cases, an embodiment of the application device according to the invention will be preferred in which it is designed as a so-called end effector. In accordance with the expert's understanding, an end effector is the executing and/or final element of automated movement units, for example robot arms. In other words, end effectors in the field of robotics are the last components of a kinematic chain, which are usually set up to carry out an execution instruction specified by an external control device, possibly together with the automated movement unit to which they are attached. Accordingly, an application device according to the invention is preferred, wherein the application device is an end effector for an automated movement unit, preferably a robot arm. An application device according to the invention is also preferred, wherein the application device is arranged on an automated movement unit, preferably a robot arm.

Der Fachmann versteht, dass die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung eine Vielzahl von automatisierten bzw. automatisierbaren Komponenten umfasst, beispielsweise zur Bewegung des Applikationselementes. Neben der Steuerung dieser Komponenten kann zudem auch die Steuerungs- und/oder die Auslesefunktion der Drucksensoranordnung sowie gegebenenfalls auch die Auswertung durch den Abgleich der gemessenen Druckmesswerte mit den Soll-Druckmesswerten durch eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen, die in die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung oder -in der Praxis wohl seltener- in das erfindungsgemäße Applikationselement integriert sein kann. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung, wobei die Applikationsvorrichtung eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung zur Steuerung der Applikationsvorrichtung umfasst, wobei die elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung bevorzugt dazu eingerichtet ist, beim Applizieren des Klebeelements den auf die Aufnahmeoberfläche wirkenden Druck mit der Drucksensoranordnung zu bestimmen, um ein Druckprofil zu erhalten.The person skilled in the art will understand that the application device according to the invention comprises a large number of automated or automatable components, for example for moving the application element. In addition to controlling these components, the control and/or readout function of the pressure sensor arrangement and, if necessary, also the evaluation by comparing the measured pressure values with the target pressure values can be carried out by an electronic data processing device, which can be integrated into the application device according to the invention or - in practice probably less frequently - into the application element according to the invention. Accordingly, an application device according to the invention is preferred, wherein the application device comprises an electronic data processing device for controlling the application device, wherein the electronic data processing device is preferably set up to determine the pressure acting on the receiving surface with the pressure sensor arrangement when applying the adhesive element in order to obtain a pressure profile.

Die Erfindung betrifft überdies ein vorstehend im Zusammenhang mit erfindungsgemäßen Applikationselementen bereits umfassend beschriebenes Verfahren zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate mit einem erfindungsgemäßen Applikationselement oder einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung, umfassend die Verfahrensschritte:

i) Herstellen oder Bereitstellen eines zu beklebenden Substrates, wobei das zu beklebende Substrat eine zu überklebende Ausnehmung umfasst,
ii) Bereitstellen eines Klebeelementes,
iii) Aufnehmen des bereitgestellten Klebeelements mit dem Applikationselement unter Ausbildung einer reversibel und zerstörungsfrei lösbaren Verbindung zwischen dem Applikationselement und dem Klebeelement,
iv) Applizieren des aufgenommenen Klebeelements an das zu beklebende Substrat, sodass die zu überklebende Ausnehmung zumindest teilweise überklebt wird, und
v) Auflösen der Verbindung zwischen dem Applikationselement und dem applizierten Klebeelement,

wobei in Verfahrensschritt iv) der beim Applizieren des Klebeelements auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck zum Erhalt eines Druckprofils an zumindest zwei voneinander beanstandeten Punkten der Aufnahmeoberfläche mit der Drucksensoranordnung bestimmt wird.The invention further relates to a method, already comprehensively described above in connection with application elements according to the invention, for applying adhesive elements to substrates to be bonded using an application element according to the invention or an application device according to the invention, comprising the method steps:

i) producing or providing a substrate to be bonded, wherein the substrate to be bonded comprises a recess to be bonded over,
ii) providing an adhesive element,
iii) taking up the adhesive element provided with the application element to form a reversible and non-destructively detachable connection between the application element and the adhesive element,
iv) applying the absorbed adhesive element to the substrate to be bonded so that the recess to be bonded is at least partially bonded over, and
v) Dissolving the connection between the application element and the applied adhesive element,

wherein in method step iv) the pressure acting on the receiving surface during application of the adhesive element is determined with the pressure sensor arrangement to obtain a pressure profile at at least two mutually spaced points on the receiving surface.

Ausgehend von dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das erhaltene Druckprofil auf verschiedenen Arten verwendet werden. Zur Umsetzung einer zerstörungsfreien Setzkontrolle ist es besonders vorteilhaft, wie vorstehend erläutert einen Abgleich mit dem Soll-Druckprofil vorzunehmen. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das erhaltene Druckprofil für jedes applizierte Klebeelement mit einem Soll-Druckprofil verglichen wird, wobei bevorzugt die Abweichung vom Soll-Druckprofil dokumentiert wird, besonders bevorzugt in einer elektronischen Speichereinheit, wobei die dokumentierte Abweichung ganz besonders bevorzugt als Information für weitere Verarbeitungsschritte des Substrates bereitgestellt wird.Based on the method according to the invention, the pressure profile obtained can be used in various ways. To implement a non-destructive setting control, it is particularly advantageous to carry out a comparison with the target pressure profile as explained above. A method according to the invention is preferred, wherein the pressure profile obtained for each applied adhesive element is compared with a target pressure profile, wherein the deviation from the target pressure profile is preferably documented, particularly preferably in an electronic storage unit, wherein the documented deviation is very particularly preferably provided as information for further processing steps of the substrate.

Die unmittelbare zerstörungsfreien Setzkontrolle ermöglicht es im erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise, umgehend Korrekturmaßnahmen einzuleiten, um zu verhindern, dass ein fehlerhaft beklebtes Substrat aus der Arbeitsstation weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt wird, nach denen eine Korrektur der Verklebung nicht oder zumindest nur noch aufwändig möglich wäre, wobei solche Korrekturmaßnahmen insbesondere die Entfernung des unzureichend applizierten Klebeelementes und die Applikation eines neuen Klebeelementes umfassen können. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei eine oder mehrere Korrekturmaßnahmen ausgelöst werden, wenn die Abweichung des erhaltenen Druckprofils vom Soll-Druckprofil außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, wobei die Korrekturmaßnahmen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus manuellen Korrekturmaßnahmen zur Korrektur der Position des Klebeelementes und automatisierten Korrekturmaßnahmen zur Korrektur der Position des Klebeelementes.The immediate non-destructive setting control advantageously makes it possible in the method according to the invention to initiate corrective measures immediately in order to prevent a substrate with incorrect adhesive bonding from the work station from being fed to further processing steps after which a correction of the bonding would not be possible or at least would only be possible with great effort, such corrective measures being particularly the removal of the inadequately applied adhesive element and the application of a new adhesive element. Accordingly, a method according to the invention is preferred, wherein one or more corrective measures are triggered if the deviation of the obtained pressure profile from the target pressure profile is outside a predetermined tolerance range, wherein the corrective measures are selected from the group consisting of manual corrective measures for correcting the position of the adhesive element and automated corrective measures for correcting the position of the adhesive element.

Die unmittelbare mit der Applikation korrelierte Setzkontrolle ermöglicht es zudem, systematische Abweichungen bei der Applikation von Klebelementen frühzeitig zu detektieren und den Applikationsprozess so anzupassen, dass diese systematischen Fehler kompensiert werden. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Betriebsparameter in Verfahrensschritt iii) und/oder iv) angepasst werden, wenn die bei einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten Applikationsvorgängen detektierten Abweichung des erhaltenen Druckprofils vom Soll-Druckprofil eine systematische Abweichung zeigen.The setting control directly correlated with the application also makes it possible to detect systematic deviations in the application of adhesive elements at an early stage and to adapt the application process in such a way that these systematic errors are compensated. A method according to the invention is preferred, wherein the operating parameters in method step iii) and/or iv) are adapted if the deviation of the pressure profile obtained from the target pressure profile detected in a plurality of application processes carried out one after the other shows a systematic deviation.

Auch unabhängig davon, ob zuvor ein Abgleich mit einem Soll-Druckprofil erfolgte, können die detektierten Druckprofile gespeichert und digital für ein beklebtes Substrat gespeichert werden, beispielsweise, um im Rahmen der Qualitätssicherung nachvollziehbar zu machen, ob die Verklebung im Fertigungsprozess korrekt erfolgt ist, so dass ein Abgleich mit einem Soll-Druckprofil beispielsweise erst bei Bedarf erfolgen kann. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das erhaltene Druckprofil für jedes applizierte Klebeelement dokumentiert wird, bevorzugt in einer elektronischen Speichereinheit, wobei das dokumentierte Druckprofil besonders bevorzugt als Information für weitere Verarbeitungsschritte des Substrates bereitgestellt wird.Regardless of whether a comparison with a target pressure profile was carried out beforehand, the detected pressure profiles can be saved and stored digitally for a bonded substrate, for example in order to make it possible to trace whether the bonding was carried out correctly in the production process as part of quality assurance, so that a comparison with a target pressure profile can only be carried out when required, for example. A method according to the invention is preferred, wherein the pressure profile obtained is documented for each applied adhesive element, preferably in an electronic storage unit, wherein the documented pressure profile is particularly preferably provided as information for further processing steps of the substrate.

Auch wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Druckmessung während des Applikationsschrittes im Vordergrund steht, haben die Erfinder gefunden, dass sich die vorteilhafte Funktionalität erfindungsgemäßer Applikationselemente erfreulicherweise auch in anderer Weise nutzen lässt. So haben die Erfinder erkannt, dass in der weit überwiegenden Zahl der Fälle auch beim Aufnehmen des bereitgestellten Klebeelements mit dem Applikationselement ein Druck auf die Aufnahmeoberfläche ausgeübt wird, beispielsweise beim Kontaktieren des Klebelementes mit der Aufnahmeeinheit und/oder infolge einer die Verbindung bedingenden Krafteinwirkung, beispielsweise durch einen Ansaugdruck. Dadurch ist es möglich, die Drucksensoranordnung auch dazu zu verwenden, zu detektieren, ob ein Klebeelement korrekt aufgenommen wurde, wobei insbesondere ein unerwünschter Versatz des Klebeelementes relativ zur Aufnahmeoberfläche durch ein ungleichmäßiges Ausgangsdruckprofil registriert werden kann. Bevorzugt ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei in Verfahrensschritt iii) der beim Aufnehmen des Klebeelements auf die Aufnahmeoberfläche wirkende Druck zum Erhalt eines Ausgangsdruckprofils an zumindest zwei voneinander beanstandeten Punkten der Aufnahmeoberfläche mit der Drucksensoranordnung bestimmt wird, wobei das erhaltene Ausgangsdruckprofil bevorzugt für jedes applizierte Klebeelement mit einem Soll-Ausgangsdruckprofil verglichen wird.Even if the pressure measurement during the application step is particularly important within the scope of the present invention, the inventors have found that the advantageous functionality of application elements according to the invention can fortunately also be used in other ways. The inventors have recognized that in the vast majority of cases, pressure is exerted on the receiving surface when the adhesive element provided is picked up with the application element, for example when the adhesive element comes into contact with the receiving unit and/or as a result of a force that causes the connection, for example through suction pressure. This makes it possible to also use the pressure sensor arrangement to detect whether an adhesive element has been picked up correctly, whereby in particular an undesirable offset of the adhesive element relative to the receiving surface can be registered by an uneven initial pressure profile. Accordingly, a method according to the invention is also preferred, wherein in method step iii) the pressure acting on the receiving surface when receiving the adhesive element is determined to obtain an initial pressure profile at at least two mutually spaced points of the receiving surface with the pressure sensor arrangement, wherein the obtained initial pressure profile is preferably compared with a target initial pressure profile for each applied adhesive element.

Den Erfindern ist es gelungen, bevorzugte Applikationsdrücke zu identifizieren, die zur Applikation von Klebeelementen in typischen Herstellungsverfahren, insbesondere in der Fahrzeugindustrie, geeignet sind und die beim Einsatz von handelsüblichen Sensorelementen eine besonders effiziente Detektion des Druckprofils ermöglichen, ohne die Lebensdauer der Sensorelemente übermäßig nachteilig zu beeinflussen. Bevorzugt ist nämlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Applizieren des Klebeelements an das zu beklebende Substrat in Verfahrensschritt iv) mit einer Andruckkraft im Bereich von 2 bis 10 N/cm², bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 N/cm², besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 N/cm², erfolgt.The inventors have succeeded in identifying preferred application pressures that are suitable for applying adhesive elements in typical manufacturing processes, in particular in the automotive industry, and that enable particularly efficient detection of the pressure profile when using commercially available sensor elements without having an excessively adverse effect on the service life of the sensor elements. A method according to the invention is preferred, wherein the application of the adhesive element to the substrate to be bonded in method step iv) takes place with a contact pressure in the range of 2 to 10 N/cm ² , preferably in the range of 3 to 8 N/cm ² , particularly preferably in the range of 4 to 6 N/cm ² .

Für im Wesentlichen alle modernen Anwendungsfälle relevant ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das Verfahren zumindest teilweise durch eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung gesteuert wird.A method according to the invention is relevant for essentially all modern applications, wherein the method is at least partially controlled by an electronic data processing device.

Wegen der großen Relevanz entsprechender Verklebungsschritte in der Fahrzeugfertigung ist ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, wobei das zu beklebende Substrat ein Fahrzeugbauteil, beispielsweise eine Fahrzeugkarosse ist.Due to the great relevance of corresponding bonding steps in vehicle production, a method according to the invention is preferred, wherein the substrate to be bonded is a vehicle component, for example a vehicle body.

Es kann als Vorteil der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass diese zur Applikation einer breiten Palette an unterschiedlichen Klebeelementen geeignet sind. Für die überwiegende Zahl der Fälle wird es sich um ein erfindungsgemäßes Verfahren handeln, wobei die Klebeelemente eine Klebeschicht und eine mit der Klebeschicht verbundene Trägerschicht umfassen. Wegen der hohen Praxisrelevanz kommt hierbei insbesondere der Applikation sogenannter Stanzlinge eine besondere Bedeutung zu, wobei es sich um Klebeelemente handelt, die beispielsweise durch Ausstanzen des Klebeelements aus einem größeren Klebeverbund erhalten werden können, wobei der Klebeverbund eine Klebelage und eine auf der Klebelage angeordnete Trägerlage umfasst, aus denen nach dem Stanzvorgang die Klebeschichten bzw. Trägerschichten der Klebeelemente resultieren. Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeelemente Stanzlinge sind.It can be seen as an advantage of the application device according to the invention and the method according to the invention that they are suitable for applying a wide range of different adhesive elements. In the majority of cases, it will be a method according to the invention, whereby the adhesive elements comprise an adhesive layer and a carrier layer connected to the adhesive layer. Due to the high practical relevance, the application of so-called die-cuts is of particular importance here, whereby these are adhesive elements that can be obtained, for example, by punching out the adhesive element from a larger adhesive composite, whereby the Adhesive composite comprises an adhesive layer and a carrier layer arranged on the adhesive layer, from which the adhesive layers or carrier layers of the adhesive elements result after the punching process. A method according to the invention is therefore preferred, wherein the adhesive elements are punched pieces.

Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren mit erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtungen applizierten Klebeelementen wird es sich in der weit überwiegenden Zahl der Fälle um Haftklebeelemente handeln, d. h. um Klebeelemente, welche in Folge einer Klebeschicht aus Haftklebemasse über haftklebrige Eigenschaften verfügen. Entsprechende Haftklebeelemente sind in vorteilhafter Weise ohne einen zusätzlichen Aushärtungsschritt eigenklebrig und können besonders leicht an Substraten appliziert werden. Als ergänzenden Vorteil können Haftklebeelemente nötigenfalls aber auch vergleichsweise einfach wieder entfernt werden, beispielsweise um den Sitz eines nicht korrekt applizierten Haftklebeelementes nachträglich zu korrigieren. Bevorzugt ist deshalb ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeelemente Haftklebeelemente sind. Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Klebeschicht der Klebelemente eine Haftklebemasse umfasst, wobei die Klebeschicht bevorzugt aus einer Haftklebemasse besteht.The adhesive elements applied in the method according to the invention with application devices according to the invention will in the vast majority of cases be pressure-sensitive adhesive elements, i.e. adhesive elements which have pressure-sensitive adhesive properties as a result of an adhesive layer made of pressure-sensitive adhesive. Corresponding pressure-sensitive adhesive elements are advantageously self-adhesive without an additional curing step and can be applied to substrates particularly easily. As an additional advantage, pressure-sensitive adhesive elements can also be removed again relatively easily if necessary, for example in order to subsequently correct the position of an incorrectly applied pressure-sensitive adhesive element. A method according to the invention is therefore preferred, in which the adhesive elements are pressure-sensitive adhesive elements. A method according to the invention is also preferred, in which the adhesive layer of the adhesive elements comprises a pressure-sensitive adhesive, the adhesive layer preferably consisting of a pressure-sensitive adhesive.

Eine Haftklebemasse ist in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis eine Klebemasse, die über haftklebrige Eigenschaften verfügt, d.h. über die Eigenschaft bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung zu einem Haftgrund einzugehen. Entsprechende Haftklebeelemente sind in der Regel schon bei Raumtemperatur permanent eigenklebrig, was bedeutet, dass sie eine gewisse Viskosität und Anfassklebrigkeit aufweisen, sodass sie die Oberfläche eines Untergrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, wird häufig davon ausgegangen, dass eine Haftklebemasse als extrem hochviskose Flüssigkeit mit einem elastischen Anteil betrachtet werden kann, die demzufolge charakteristische viskoelastische Eigenschaften aufweist, die zu der vorstehend beschriebenen dauerhaften Eigenklebrigkeit und Haftklebefähigkeit führen. Man geht davon aus, dass es bei entsprechenden Haftklebemassen bei mechanischer Deformation sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Der anteilige viskose Fluss dient dabei zur Erzielung von Adhäsion, während die anteiligen elastischen Rückstellkräfte insbesondere zur Erzielung von Kohäsion notwendig sind. Die Zusammenhänge zwischen der Rheologie und der Haftklebrigkeit sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in „ Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology“, Third Edition, (1999), Seiten 153 bis 203 , beschrieben. Zur Charakterisierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil werden üblicherweise der Speichermodul (G') und der Verlustmodul (G'') herangezogen, die mittels dynamisch mechanischer Analyse (DMA), beispielsweise unter Verwendung eines Rheometers, ermittelt werden können, wie es beispielsweise in der WO 2015/189323 offenbart wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Klebemasse vorzugsweise dann als haftklebrig und somit als Haftklebemasse verstanden, wenn bei einer Temperatur von 23 °C im Deformationsfrequenzbereich von 10° bis 10¹ rad/sec G' und G'' jeweils zumindest zum Teil im Bereich von 10³ bis 10⁷ Pa liegen.According to the expert understanding, a pressure-sensitive adhesive is an adhesive that has pressure-sensitive adhesive properties, i.e. the ability to form a permanent bond to a substrate even under relatively light pressure. Such pressure-sensitive adhesive elements are generally permanently self-adhesive even at room temperature, which means that they have a certain viscosity and tackiness, so that they wet the surface of a substrate even under low pressure. Without wishing to be bound by this theory, it is often assumed that a pressure-sensitive adhesive can be viewed as an extremely highly viscous liquid with an elastic component, which consequently has characteristic viscoelastic properties that lead to the permanent self-tackiness and pressure-sensitive adhesive ability described above. It is assumed that with such pressure-sensitive adhesives, both viscous flow processes and the build-up of elastic restoring forces occur when mechanically deformed. The proportional viscous flow serves to achieve adhesion, while the proportional elastic restoring forces are particularly necessary to achieve cohesion. The relationships between rheology and pressure-sensitive adhesiveness are known in the state of the art and are described, for example, in “ Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology“, Third Edition, (1999), pages 153 to 203 , described. To characterize the degree of elastic and viscous content, the storage modulus (G') and the loss modulus (G'') are usually used, which can be determined by means of dynamic mechanical analysis (DMA), for example using a rheometer, as described for example in the WO 2015/189323 In the context of the present invention, an adhesive is preferably understood to be pressure-sensitively adhesive and thus a pressure-sensitive adhesive if, at a temperature of 23 °C in the deformation frequency range of 10° to 10 ¹ rad/sec, G' and G'' are each at least partly in the range of 10 ³ to 10 ⁷ Pa.

Es kann als Vorteil der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gesehen werden, dass diese hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der Klebemasse, welche in der Klebeschicht eingesetzt wird, sehr flexibel sind, sodass im Wesentlichen alle dem Fachmann geläufigen Klebemassen eingesetzt werden können und der Fachmann die Auswahl einer geeigneten Klebemasse im Wesentlichen an den jeweiligen Anwendungsanforderungen ausrichtet.It can be seen as an advantage of the application device according to the invention and the method according to the invention that they are very flexible with regard to the chemical composition of the adhesive used in the adhesive layer, so that essentially all adhesives familiar to the person skilled in the art can be used and the person skilled in the art essentially bases the selection of a suitable adhesive on the respective application requirements.

Neben der Klebeschicht umfassen die Klebeelemente auch eine Trägerschicht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck Trägerschicht dabei breit und funktional zu verstehen, sodass auch dünnere Beschichtungen, beispielsweise eine Lackierung mit einer Lackschicht, als Trägerschicht zu verstehen sind. Der Fachmann versteht nämlich, dass die Trägerschicht im Rahmen der Erfindung in den meisten Fällen vor allem die Aufgabe zukommt, die Klebrigkeit der von der Klebeseite abgewandten Seite der Klebeelemente zu reduzieren, bzw. wünschenswerterweise gänzlich aufzuheben. Dies dient insbesondere dem Zweck, dass die Klebeelemente von dem Applikationselement an der nicht klebrigen Trägerschicht effizient aufgenommen werden können, ohne dass es zu einem Verkleben mit dem Applikationselement kommt.In addition to the adhesive layer, the adhesive elements also comprise a carrier layer. In the context of the present invention, the term carrier layer is to be understood in a broad and functional sense, so that even thinner coatings, for example a coating with a layer of varnish, are to be understood as a carrier layer. The person skilled in the art will understand that in most cases the carrier layer has the primary task of reducing the stickiness of the side of the adhesive elements facing away from the adhesive side, or preferably eliminating it entirely. This serves the purpose in particular of allowing the adhesive elements to be efficiently picked up by the application element on the non-sticky carrier layer without sticking to the application element.

Nach Einschätzung der Erfinder wird in der Praxis entsprechend zweckmäßigerweise zumindest eine temporäre Beschichtung vorliegen, die zumindest zum Zeitpunkt der Applikation die Klebrigkeit im Angriffsbereich des Applikationselementes reduziert. Für die weit überwiegende Zahl der Fälle werden die Klebeelemente jedoch über eine dauerhafte Trägerschicht verfügen, die im Wesentlichen permanent nicht klebrig ist, sodass vorteilhafterweise nach Applikation der Klebeelemente auf dem Substrat dauerhaft eine möglichst geringe klebrige Oberfläche verbleibt. Der Fachmann versteht insoweit, dass, auch wenn es zumindest theoretisch denkbar wäre, beidseitig klebrige Klebeelemente einzusetzen, d. h. Klebeelemente, welche auf beiden Seiten der Trägerschicht über eine Klebeschicht verfügen, eine solche Verfahrensführung mit Blick auf eine saubere Handhabung des Applikationsvorganges deutlich weniger bevorzugt ist. According to the inventors' assessment, in practice it will be appropriate to have at least one temporary coating which, at least at the time of application, reduces the stickiness in the area of contact of the application element. In the vast majority of cases, however, the adhesive elements will have a permanent carrier layer which is essentially permanently non-sticky, so that after application of the adhesive elements, the smallest possible sticky surface will advantageously remain on the substrate. The person skilled in the art will understand that, even if it would be at least theoretically conceivable to use adhesive elements which are sticky on both sides, i.e. adhesive elements which are on both sides of the carrier ing layer have an adhesive layer, such a procedure is much less preferred with regard to clean handling of the application process.

Für die weit überwiegende Zahl der Fälle bevorzugt ist folglich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die von der Klebeschicht abgewandte Seite der Klebeelemente durch die Trägerschicht gebildet wird. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Aufnahmeeinheit dazu eingerichtet ist, mit einem die Aufnahmeoberfläche über die Trägerschicht kontaktierenden Klebeelement eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung auszubilden.For the vast majority of cases, a method according to the invention is therefore preferred, wherein the side of the adhesive elements facing away from the adhesive layer is formed by the carrier layer. A method according to the invention is correspondingly preferred, wherein the receiving unit is designed to form a reversible and non-destructively detachable connection with an adhesive element contacting the receiving surface via the carrier layer.

Es kann als Vorteil der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung und erfindungsgemäßer Verfahren gesehen werden, dass die Trägerschicht aus typischen Materialien hergestellt werden kann, die im Bereich der Klebtechnik für entsprechende Trägerschichten zum Einsatz kommen. Beispielhaft ist insoweit eine erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerschicht ein oder mehrere Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, cyclische Olefin Copolymeren, Polyvinylchlorid, Polyester, Ethylenvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, Polyacrylnitril, Polycarbonat, Polyamid, Polyethersulfon und Polyimid, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und Polyethylenterephthalat, wobei die Trägerschicht bevorzugt aus diesen Materialien besteht.It can be seen as an advantage of the application device according to the invention and the method according to the invention that the carrier layer can be made from typical materials that are used in the field of adhesive technology for corresponding carrier layers. An example in this regard is a method according to the invention, wherein the carrier layer comprises one or more materials that are selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, cyclic olefin copolymers, polyvinyl chloride, polyester, ethylene vinyl alcohol, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polycarbonate, polyamide, polyethersulfone and polyimide, preferably selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyethylene terephthalate, wherein the carrier layer preferably consists of these materials.

Offenbart wird abschließend auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Applikationselements oder einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung, bei der Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate zur zerstörungsfreien Kontrolle der korrekten Positionierung des Klebeelements.Finally, the use of an application element according to the invention or an application device according to the invention in the application of adhesive elements to substrates to be bonded for the non-destructive control of the correct positioning of the adhesive element is also disclosed.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Applikationselementes in einer bevorzugten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung einer Aufnahmeeinheit eines erfindungsgemäßen Applikationselementes in einer bevorzugten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung einer Drucksensoranordnung eines erfindungsgemäßen Applikationselementes in verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen; und
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Applikationselementes mit Visualisierung beispielhafter Druckprofile im Applikationsprozess.

Preferred embodiments of the invention are explained and described in more detail below with reference to the accompanying figures.

1 a schematic representation of an application element according to the invention in a preferred embodiment;
2 a schematic representation of a receiving unit of an application element according to the invention in a preferred embodiment;
3 a schematic representation of a pressure sensor arrangement of an application element according to the invention in various preferred embodiments; and
4 a schematic representation of an application element according to the invention with visualization of exemplary pressure profiles in the application process.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Applikationselement 10 zur Applikation von Klebeelementen auf zu beklebende Substrate mit einer Bewegungseinheit 12 und einer Aufnahmeeinheit 14 in einer bevorzugten Ausführungsform. Die Bewegungseinheit 12 ist im gezeigten Beispiel als rotierbare Kolbenanordnung ausgebildet, wobei die Aufnahmeeinheit 14 an einem aus der Kolbenanordnung herausragenden Ende eines in der Kolbenanordnung beweglichen Kolbens befestigt ist. 1 shows an application element 10 according to the invention for applying adhesive elements to substrates to be bonded, with a movement unit 12 and a receiving unit 14 in a preferred embodiment. In the example shown, the movement unit 12 is designed as a rotatable piston arrangement, wherein the receiving unit 14 is attached to an end protruding from the piston arrangement of a piston that is movable in the piston arrangement.

2 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer Aufnahmeeinheit 14 eines erfindungsgemäßen Applikationselements 10. Die gezeigte bevorzugte Aufnahmeeinheit 14 ist als runder Stempel ausgebildet und umfasst entsprechend einen Stempelkörper 26 sowie daran lagenartig angeordnet eine zweite Materiallage 28 aus einem Elastomer, eine Drucksensoranordnung 18 und eine erste Materiallage 24 aus einem mit Bohrungen versehenem geschlossenporigen Schaum, welche die Aufnahmeoberfläche 16 ausbildet. 2 shows a preferred embodiment of a receiving unit 14 of an application element 10 according to the invention. The preferred receiving unit 14 shown is designed as a round stamp and accordingly comprises a stamp body 26 and, arranged thereon in layers, a second material layer 28 made of an elastomer, a pressure sensor arrangement 18 and a first material layer 24 made of a closed-pore foam provided with holes, which forms the receiving surface 16.

Im Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren kann die in der 2 gezeigte Aufnahmeeinheit 14 ein bereitgestelltes Klebeelement, beispielsweise einen haftklebrigen Stanzling, aufnehmen, wenn es durch die Bewegungseinheit 12 des Applikationselementes 10 über die Aufnahmeoberfläche 16 mit der Trägerschicht des Klebeelements kontaktiert wird. Im gezeigten Beispiel kann eine reversibel und zerstörungsfrei lösbare Verbindung zwischen der Aufnahmeoberfläche 16 und dem Klebeelement durch einen Unterdruck hergestellt werden, welcher über eine Pumpvorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt und durch den offenporigen Schaum der ersten Materiallage 24 an der Aufnahmeoberfläche 16 wirkt, so dass das Klebeelement durch den angelegten Unterdruck fixiert wird. Nach der Aufnahme liegt die Klebeschicht des Klebeelements offen und ist für die Applikation vorbereitet. Durch eine anschließende Rotation der Bewegungseinheit 12 kann die Aufnahmeeinheit 14 in eine Applikationsstellung gebracht werden, bevor der Kolben ausgefahren wird, um das Klebeelement auf ein Substrat, beispielsweise eine Fahrzeugkarosse, mit einer zu überklebenden Ausnehmung zu applizieren, beispielsweise mit einer Andruckkraft im Bereich von 4 bis 6 N/cm². Die Auflösung der reversibel und zerstörungsfrei lösbaren Verbindung zwischen dem Klebeelement und der Aufnahmeeinheit 14 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Ansaugdruck kleiner ist als die Adhäsion des Klebeelementes am Substrat, so dass die Verbindung zur Aufnahmeeinheit 14 beispielsweise durch ein Bewegen der Applikationseinheit gelöst werden kann.When used in a method according to the invention, the 2 The receiving unit 14 shown can receive a provided adhesive element, for example a pressure-sensitively adhesive die-cut, when it is brought into contact with the carrier layer of the adhesive element by the movement unit 12 of the application element 10 via the receiving surface 16. In the example shown, a reversible and non-destructively detachable connection between the receiving surface 16 and the adhesive element can be produced by a negative pressure, which is generated via a pump device (not shown) and acts on the receiving surface 16 through the open-pore foam of the first material layer 24, so that the adhesive element is fixed by the applied negative pressure. After receiving, the adhesive layer of the adhesive element is exposed and is prepared for application. By subsequently rotating the movement unit 12, the receiving unit 14 can be brought into an application position before the piston is extended in order to apply the adhesive element to a substrate, for example a vehicle body, with a recess to be glued over, for example with a contact force in the range of 4 to 6 N/cm ² . The reversible and non-destructively detachable connection between the adhesive element and the receiving unit 14 can be dissolved, for example, by the suction pressure being smaller than the adhesion of the adhesive element to the substrate, so that the connection to the receiving unit unit 14 can be released, for example, by moving the application unit.

3a) und 3b) zeigen eine Draufsicht auf die Aufnahmeeinheit, wobei die unterhalb der Aufnahmeoberfläche 16 angeordnete Drucksensoranordnung 18 visualisiert ist. Diese wird im gezeigten Beispiel durch einen flächig angeordneten Foliensensor ausgebildet und umfasst sechzehn symmetrisch angeordnete Druckmesspunkte 20. 3a) and 3b) show a top view of the recording unit, visualizing the pressure sensor arrangement 18 arranged below the recording surface 16. In the example shown, this is formed by a flatly arranged film sensor and comprises sixteen symmetrically arranged pressure measuring points 20.

Wie in 3b) dargestellt, sind die Druckmesspunkte 20 der Drucksensoranordnung 18 jeweils einem Druckmesssegment 22a, 22b der Aufnahmeoberfläche 16 zugeordnet, von denen in 3b) aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur ein äußeres Druckmesssegment 22a und ein inneres Druckmesssegment 22b hervorgehoben sind. Hieraus folgt, dass die Aufnahmeeinheit 14 an der Aufnahmeoberfläche 16 insgesamt sechzehn Druckmesssegmente 22a-b aufweist. Diese Druckmesssegmente 22a-b werden dabei in ihren Abmessungen durch acht gleichgroße Kreismesssegmente vorgegeben, die jeweils in ein radial innen liegendes Teilsegment als inneres Druckmesssegment 22b und ein radial außen liegendes Teilsegment als äußeres Druckmesssegment 22a unterteilt sind, sodass sich aus acht innenliegenden Teilsegmenten ein innerer Druckmessbereich ergibt, der von einem äußeren Druckmessbereich umgeben ist, der wiederum von acht außen liegenden Teilsegmenten gebildet wird, wobei jedem Teilsegment ein Druckmesspunkt 20 zugeordnet ist.As in 3b) As shown, the pressure measuring points 20 of the pressure sensor arrangement 18 are each assigned to a pressure measuring segment 22a, 22b of the receiving surface 16, of which 3b) for reasons of clarity, only one outer pressure measuring segment 22a and one inner pressure measuring segment 22b are highlighted. It follows from this that the recording unit 14 has a total of sixteen pressure measuring segments 22a-b on the recording surface 16. The dimensions of these pressure measuring segments 22a-b are determined by eight equally sized circular measuring segments, which are each divided into a radially inner sub-segment as the inner pressure measuring segment 22b and a radially outer sub-segment as the outer pressure measuring segment 22a, so that eight inner sub-segments result in an inner pressure measuring area, which is surrounded by an outer pressure measuring area, which in turn is formed by eight outer sub-segments, with each sub-segment being assigned a pressure measuring point 20.

Bei der Applikation des Klebeelements im erfindungsgemäßen Verfahren wird der auf die Aufnahmeoberfläche 16 wirkende Druck im Bereich der Druckmesssegmente 22a-b mit der Drucksensoranordnung 18 über die Druckmesspunkte 20 bestimmt, sodass ein ortsaufgelöstes Druckprofil erhalten wird. Das erhaltene Druckprofil visualisiert den gemessenen Druck innerhalb der Druckmesssegmente 22a-b und kann mit einem Soll-Druckprofil verglichen werden, wie es in den 4a) und 4b) in unterschiedlichen Darstellungen visualisiert wird.When applying the adhesive element in the method according to the invention, the pressure acting on the receiving surface 16 in the area of the pressure measuring segments 22a-b is determined by the pressure sensor arrangement 18 via the pressure measuring points 20, so that a spatially resolved pressure profile is obtained. The pressure profile obtained visualizes the measured pressure within the pressure measuring segments 22a-b and can be compared with a target pressure profile, as shown in the 4a) and 4b) is visualized in different representations.

4a) visualisiert ein Druckprofil im Falle einer optimalen Applikation eines runden Stanzlings auf eine kreisförmige Ausnehmung, wobei die zu beklebende Ausnehmung des Substrates als gestrichelte kreisförmige Linie dargestellt ist. In 4a) liegt die kreisförmige Ausnehmung optimal über dem inneren Druckmessbereich, sodass die acht inneren Druckmesssegmente 22b einen niedrigen Druckwiderstand detektieren, was durch eine Schraffur angedeutet wird, wohingegen die acht äußeren Druckmesssegmente 22a einen höheren Druckwiderstand registrieren. Das resultierende Druckprofil entspricht dabei exakt dem Soll-Druckprofil. Die Differenzdarstellung zwischen dem resultierende Druckprofil und dem Soll-Druckprofil würde entsprechend keine Abweichungen zeigen. 4a) visualizes a pressure profile in the case of an optimal application of a round die-cut to a circular recess, whereby the recess of the substrate to be glued is shown as a dashed circular line. In 4a) the circular recess is optimally positioned over the inner pressure measuring area, so that the eight inner pressure measuring segments 22b detect a low pressure resistance, which is indicated by hatching, whereas the eight outer pressure measuring segments 22a register a higher pressure resistance. The resulting pressure profile corresponds exactly to the target pressure profile. The difference representation between the resulting pressure profile and the target pressure profile would accordingly show no deviations.

Im Gegensatz zu der Druck-Darstellung der 4a) visualisiert 4b) eine solche Differenzdarstellung, d.h. das Ergebnis eines Abgleiches zwischen dem erhaltenen Druckprofil und dem Soll-Druckprofil, für einen Applikationsvorgang, bei dem das Klebeelement nicht zentral über der kreisförmigen Ausnehmung platziert wurde. Eine Schraffierung sagt hierbei aus, dass das erhaltenen Druckprofil unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranz von der Sollvorgabe abweicht. In der Differenzdarstellung der 4b) ergeben sich sechs Druckmesssegmente 22a-b, in denen das erhaltene Druckprofil besonders stark von dem Soll-Druckprofil abweicht, so dass zuvor festgelegte Toleranzen überschritten werden. Die drei gekennzeichneten inneren Druckmesssegmente 22b im inneren Druckmessbereich detektieren einen zu großen Druckwiderstand, während die drei gekennzeichneten äußeren Druckmesssegmente 22a im äußeren Druckmessbereich einen zu geringen Druckwiderstand registrieren. Wenn in einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Abweichung vom Soll-Druckprofil gemäß 4b) detektiert wird, wäre es in den meisten Fällen angezeigt, Korrekturmaßnahmen einzuleiten, um beispielsweise eine manuelle Korrektur der Position des Klebeelementes auf der Ausnehmung zu bewirken.In contrast to the print representation of the 4a) visualized 4b) such a difference representation, ie the result of a comparison between the pressure profile obtained and the target pressure profile, for an application process in which the adhesive element was not placed centrally over the circular recess. Hatching indicates that the pressure profile obtained deviates from the target specification, taking into account a specified tolerance. In the difference representation of the 4b) There are six pressure measuring segments 22a-b in which the pressure profile obtained deviates particularly strongly from the target pressure profile, so that previously defined tolerances are exceeded. The three marked inner pressure measuring segments 22b in the inner pressure measuring area detect a pressure resistance that is too high, while the three marked outer pressure measuring segments 22a in the outer pressure measuring area register a pressure resistance that is too low. If, in a method according to the invention, a deviation from the target pressure profile according to 4b) is detected, it would in most cases be advisable to initiate corrective measures, for example to manually correct the position of the adhesive element on the recess.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: ApplikationselementApplication element
1212: BewegungseinheitMovement unit
1414: AufnahmeeinheitRecording unit
1616: AufnahmeoberflächeRecording surface
1818: DrucksensoranordnungPressure sensor arrangement
2020: DruckmesspunktPressure measuring point
22a-b22a-b: DruckmesssegmentPressure measuring segment
2424: erste Materiallagefirst layer of material
2626: StempelkörperStamp body
2828: zweite Materiallagesecond material layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2015/189323 [0058]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology“, Third Edition, (1999), pages 153 to 203 [0058]

Claims

Application element (10) for applying adhesive elements to substrates to be bonded, comprising: a) a movement unit (12), and b) a receiving unit (14) arranged on the movement unit (12) with a receiving surface (16), wherein the receiving unit (14) is designed to form a reversible and non-destructively detachable connection with an adhesive element contacting the receiving surface (16), wherein the receiving unit (14) comprises a pressure sensor arrangement (18) with at least two pressure measuring points (20), wherein the pressure sensor arrangement (18) is designed to measure a pressure acting in the region of the pressure measuring points (20), wherein the pressure sensor arrangement (18) is arranged in the application element (10) in such a way that the pressure acting on the receiving surface (16) can be determined at at least two spaced-apart points on the receiving surface (16) with the pressure sensor arrangement (18).

Application element (10) according to Claim 1 , wherein the receiving unit (14) comprises a plurality of suction recesses in the receiving surface (16), wherein the suction recesses are or can be connected in a fluid-conducting manner to a pump device, wherein the receiving unit (14) is designed to form a reversibly and non-destructively detachable connection to the adhesive element via a negative pressure acting through the suction recesses.

Application element (10) according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the pressure sensor arrangement (18) comprises three or more pressure measuring points (20), wherein the pressure sensor arrangement (18) is arranged in the application element (10) such that the pressure acting on the receiving surface (16) can be determined at at least three spaced-apart points on the receiving surface (16) with the pressure sensor arrangement (18).

Application element (10) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the pressure sensor arrangement (18) comprises at least one film sensor and/or thin-film sensor.

Application element (10) according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the pressure sensor arrangement (18) is designed to detect a spatially resolved pressure profile when pressure is applied to the recording surface (16), the resolution being three or more pressure measuring points (20) per area of the recording surface (16).

Application element (10) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the receiving surface (16) comprises a plurality of pressure measuring segments (22a, 22b), wherein each pressure measuring segment (22a, 22b) is assigned at least one pressure measuring point (20) of the pressure sensor arrangement (18).

Application element (10) according to Claim 6 , wherein the pressure measuring segments (22a, 22b) are designed as pressure measuring segments of the same size.

Application element (10) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the receiving surface (16) is formed by a first material layer (24), wherein the first material layer (24) comprises a foam.

Application element (10) according to one of the Claims 1 until 8th , wherein a second material layer (28) is arranged between the pressure sensor arrangement (18) and the stamp body (26), wherein the second material layer (28) preferably comprises an elastomeric material.

Application device for applying adhesive elements to substrates to be bonded, comprising: x) an application element (10) according to one of the Claims 1 until 9 , and y) a provision unit for providing an adhesive element, wherein the application device is designed to receive an adhesive element provided by the provision unit with the application element (10) and to apply it to a substrate to be bonded.

Method for applying adhesive elements to substrates to be bonded with an application element (10) according to one of the Claims 1 until 9 or an application device according to Claim 10 , comprising the method steps: i) producing or providing a substrate to be glued, wherein the substrate to be glued comprises a recess to be glued over, ii) providing an adhesive element, iii) receiving the provided adhesive element with the application element (10) to form a reversibly and non-destructively detachable connection between the application element (10) and the adhesive element, iv) applying the received adhesive element to the substrate to be glued so that the recess to be glued over is at least partially glued over, and v) dissolving the connection between the application element (10) and the applied adhesive element, wherein in method step iv) the adhesive element formed during application of the adhesive element on the receiving surface (16) is determined to obtain a pressure profile at at least two mutually spaced points of the receiving surface (16) with the pressure sensor arrangement (18).

Procedure according to Claim 11 , wherein the application of the adhesive element to the substrate to be bonded in process step iv) is carried out with a contact force in the range of 2 to 10 N/cm ² .

Method according to one of the Claims 11 or 12 , whereby the pressure profile obtained is documented for each applied adhesive element.

Method according to one of the Claims 11 until 13 , whereby the pressure profile obtained for each applied adhesive element is compared with a target pressure profile.

Procedure according to Claim 14 , wherein the operating parameters in method step iii) and/or iv) are adjusted if the deviation of the obtained pressure profile from the target pressure profile detected in a plurality of successively performed application processes show a systematic deviation.