DE102022128603A1 - Process for producing an adhesive bond - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung (1), insbesondere von auf Vorrat gelagerten Klebepartnern (11, 12) und eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Klebeverbindung (1). Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung (1) zwischen einem ersten Klebepartner (11) und einem zweiten Klebepartner (12), aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen des ersten Klebepartners (11), Applizieren einer ersten Kleberaupe (21) auf einer definierten Position des ersten Klebepartners (11), teilweises Abtragen der ersten Kleberaupe (21), wodurch eine Klebeunterlage (21a) aus der ersten Kleberaupe (21) gebildet wird, Applizieren einer zweiten Kleberaupe (22) auf der Klebeunterlage (21a), Verkleben des zweiten Klebepartners (12) auf der zweiten Kleberaupe (22).The invention relates to a method for producing an adhesive connection (1), in particular of adhesive partners (11, 12) stored in stock, and to an adhesive connection (1) produced by the method according to the invention. Method for producing an adhesive connection (1) between a first adhesive partner (11) and a second adhesive partner (12), comprising the following steps: providing the first adhesive partner (11), applying a first adhesive bead (21) to a defined position of the first adhesive partner (11), partially removing the first adhesive bead (21), whereby an adhesive base (21a) is formed from the first adhesive bead (21), applying a second adhesive bead (22) to the adhesive base (21a), gluing the second adhesive partner (12) to the second adhesive bead (22).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung, insbesondere von auf Vorrat gelagerten Klebepartnern und eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Klebeverbindung.The invention relates to a method for producing an adhesive bond, in particular of adhesive partners stored in stock, and to an adhesive bond produced by the method according to the invention.
Bestimmte Werkstoffe benötigen Haftvermittler, sogenannte Primer, um prozesssicher verklebt werden zu können. Im Serienverbau wird dieser Haftvermittler bereits bei der Herstellung eines Bauteils, das verklebt werden soll, appliziert. Die Haltbarkeit derartiger Haftvermittler beträgt jedoch üblicherweise lediglich vier Wochen und damit nur eine geringe Zeit. Wird die Klebeverbindung nicht innerhalb der Haltbarkeit des Haftvermittlers aufgebracht, kann keine prozesssichere Verbindung sichergestellt werden. Beispielsweise haben Deckel von HV-Batterien üblicherweise eine KTL-Beschichtung (kathodische Tauchlackierung), welche schnell altert und nach einer geringen Zeit nicht mehr als Haftgrund verwendet werden kann.Certain materials require adhesion promoters, so-called primers, in order to be able to be bonded reliably. In series production, this adhesion promoter is applied during the manufacture of a component that is to be bonded. However, the shelf life of such adhesion promoters is usually only four weeks and therefore only a short time. If the adhesive bond is not applied within the shelf life of the adhesion promoter, a reliable bond cannot be ensured. For example, the covers of HV batteries usually have a KTL coating (cathode dip painting), which ages quickly and can no longer be used as an adhesion base after a short time.
Dies hat zur Folge, dass derartige Bauteile nicht oder nur sehr kurz als Ersatzteil bis zu ihrem Einbau vorrätig gelagert werden können. Ein Auftragen des Haftvermittlers auf entsprechend lange gelagerte Ersatzteile erst kurz vor der Montage durch den betrauten Kundendienst ist üblicherweise ebenso nicht möglich, da entweder die notwendigen Voraussetzungen, wie Know-how oder entsprechende Werkzeuge fehlen, oder aber das Auftragen des Haftvermittlers mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand und damit Kosten verbunden ist. Werden die Ersatzteile erst kurzfristig, also „on demand“ produziert, ist zu beachten, dass der Versand von Ersatzteilen vom Lieferant über ein Ersatzteillager an den entsprechenden Kundendienst bzw. die entsprechende Werkstatt unter Umständen auf herkömmlichen Versandkanälen bis zu 16 Wochen in Anspruch nehmen kann. Somit wäre eine Wirkung des Haftvermittlers nicht mehr gewährleistet und eine Verklebung des entsprechenden Bauteils nicht mehr möglich. Folglich müssen aufgrund der geringen Haltbarkeit des Primers hohe Transportkosten für Luftfracht in Kauf genommen werden, was ebenfalls aus ökologischer Sicht aufgrund des höheren CO2-Fußabdrucks als nachteilig zu bewerten ist. Zudem geht eine Produktion von Ersatzteilen „on demand“ mit einer längeren Wartezeit für den Kunden einher.This means that such components cannot be stored as spare parts or can only be stored for a very short time until they are installed. It is also usually not possible for the customer service department to apply the adhesion promoter to spare parts that have been stored for a correspondingly long time just before assembly, because either the necessary requirements, such as know-how or appropriate tools, are lacking, or applying the adhesion promoter involves a disproportionately high amount of effort and therefore costs. If the spare parts are only produced at short notice, i.e. "on demand", it should be noted that the shipping of spare parts from the supplier via a spare parts warehouse to the relevant customer service department or workshop can take up to 16 weeks using conventional shipping channels. This would mean that the effectiveness of the adhesion promoter would no longer be guaranteed and the corresponding component could no longer be bonded. As a result, high transport costs for air freight must be accepted due to the short shelf life of the primer, which is also considered disadvantageous from an ecological point of view due to the higher CO2 footprint. In addition, the production of spare parts "on demand" involves a longer waiting time for the customer.
Die Dokumente
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives und verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung bereitzustellen. Ebenso ist es Aufgabe eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Klebeverbindung bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide an alternative and improved method for producing an adhesive bond. It is also an object to provide an adhesive bond produced by means of the method according to the invention.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausbildungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are contained in the subclaims.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Klebeverbindung zwischen einem ersten Klebepartner und einem zweiten Klebepartner wird zunächst ein erster Klebepartner bereitgestellt. Auf diesem wird anschließend eine erste Kleberaupe auf einer definierten Position des ersten Klebepartners appliziert. Als Kleberaupe wird dabei ein Materialauftrag bestimmter Stärke verstanden, wobei das Material dazu ausgebildet ist, eine adhäsive Wirkung zwischen den Klebepartnern zu erzeugen und somit als Klebstoff zumindest für die Materialien der beiden Klebepartner zu fungieren. Kleberaupen werden üblicherweise linienförmig auf wenigstens einen der Klebepartner aufgetragen. Anschließend wird die erste Kleberaupe teilweise abgetragen, sodass durch den auf dem ersten Klebepartner verbleibenden Rest der ersten Kleberaupe eine Klebeunterlage gebildet wird. Auf die Klebeunterlage wird anschließend eine zweite Kleberaupe appliziert, auf der in einem nächsten Schritt der zweite Klebepartner verklebt wird. Vorzugsweise weist dabei die erste Kleberaupe und die zweite Kleberaupe die gleiche Materialzusammensetzung auf.To carry out the method according to the invention for producing an adhesive bond between a first adhesive partner and a second adhesive partner, a first adhesive partner is first provided. A first adhesive bead is then applied to this at a defined position of the first adhesive partner. An adhesive bead is understood to be an application of material of a certain thickness, the material being designed to produce an adhesive effect between the adhesive partners and thus to act as an adhesive at least for the materials of the two adhesive partners. Adhesive beads are usually applied in a line on at least one of the adhesive partners. The first adhesive bead is then partially removed so that the remainder of the first adhesive bead remaining on the first adhesive partner forms an adhesive base. A second adhesive bead is then applied to the adhesive base, to which the second adhesive partner is glued in a next step. The first adhesive bead and the second adhesive bead preferably have the same material composition.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Ersatzteile wie im Serienverbau mit einer ersten Kleberaupe, welche im Serienverbau bereits als Klebeschicht zwischen den beiden Klebepartnern dient, versehen werden. Somit wird bei der Produktion kein Unterschied zwischen Bauteil für den Serienverbau und Ersatzteil vorgenommen. Das mit der Kleberaupe versehene Ersatzteil wird dann kurz vor der Montage weiterbearbeitet, wobei die Kleberaupe zum Teil entfernt bzw. abgetragen wird, wodurch die Klebeunterlage gebildet wird. Das Ersatzteil kann somit langfristig als Lagerteil vorrätig gehalten werden, da die derart gebildete Klebeunterlage eine für die Haftung des eigentlichen Klebstoffs, welcher durch die zweite Kleberaupe bereitgestellt wird, geeignete Materialschicht darstellt, um eine prozesssichere Verbindung zu schaffen.The method according to the invention enables spare parts to be provided with a first adhesive bead, as in series production, which already serves as an adhesive layer between the two adhesive partners in series production. This means that no distinction is made during production between the component for series production and the spare part. The spare part provided with the adhesive bead is then further processed shortly before assembly, with the adhesive bead being partially removed or chipped away, thereby forming the adhesive base. The spare part can thus be kept in stock for a long time as a storage part, since the adhesive base formed in this way provides a base for the adhesion of the actual adhesive, which is provided by the second adhesive bead. suitable material layer to create a process-reliable connection.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Kleberaupe zwischen dem Applizieren der ersten Kleberaupe und dem teilweisen Abtragen zu einem definierten Querschnitt geformt. Dies kann beispielsweise durch Verpressen der ersten Kleberaupe geschehen, wobei darauf zu achten ist, dass das Material, mit dem die Kleberaupe bearbeitet wird, nicht mit dem Klebstoff der Kleberaupe reagiert, sodass der Klebstoff seine adhäsive Wirkung nicht entfaltet.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the first adhesive bead is formed into a defined cross-section between the application of the first adhesive bead and the partial removal. This can be done, for example, by pressing the first adhesive bead, whereby care must be taken to ensure that the material used to process the adhesive bead does not react with the adhesive of the adhesive bead, so that the adhesive does not develop its adhesive effect.
Besonders bevorzugt ist eine derartige Ausführungsform, wenn der definierte Querschnitt ein ovaler Querschnitt ist. Dieser ist durch ein Verpressen der ersten Kleberaupe besonders einfach herzustellen und bietet nach dem teilweisen Abtragen der ersten Kleberaupe einen ausreichend große Grundfläche für die Klebeunterlage.Such an embodiment is particularly preferred if the defined cross-section is an oval cross-section. This is particularly easy to produce by pressing the first adhesive bead and, after the first adhesive bead has been partially removed, offers a sufficiently large base area for the adhesive base.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem nach dem teilweisen Abtragen der ersten Kleberaupe und dem Applizieren der zweiten Kleberaupe die Oberfläche der gebildeten Klebeunterlage behandelt wird. Dies kann eine mechanische Behandlung wie Aufrauen oder Reinigen oder eine chemische Behandlung beispielsweise zum Erweichen der ersten Kleberaupe, bzw. der Klebeunterlage, beinhalten. Auf diese Weise kann eine weitere Verbesserung der Qualität der Klebeverbindung sichergestellt werden.Another advantageous embodiment of the method according to the invention is one in which the surface of the adhesive base formed is treated after the partial removal of the first adhesive bead and the application of the second adhesive bead. This can include a mechanical treatment such as roughening or cleaning or a chemical treatment, for example to soften the first adhesive bead or the adhesive base. In this way, a further improvement in the quality of the adhesive bond can be ensured.
Ebenso vorzugsweise erfolgt das teilweise Abtragen der ersten Kleberaupe zur Bildung der Klebeunterlage derart, dass diese eine bestimmte dreidimensionale Geometrie auf der durch das Abtragen freigelegten Oberfläche aufweist. Als dreidimensionale Geometrie ist jede Geometrie, die von einer geraden ebenen Fläche abweicht verstanden werden. Die Geometrie kann beispielsweise durch Rillen oder ähnliche Einkerbungen oder Wellenstrukturen gekennzeichnet sein. Dadurch wird die Oberfläche der Klebeunterlage vergrößert, sodass die Klebeverbindung durch die zweite Kleberaupe verbessert werden kann.Likewise, the partial removal of the first adhesive bead to form the adhesive base is preferably carried out in such a way that it has a certain three-dimensional geometry on the surface exposed by the removal. Three-dimensional geometry is understood to mean any geometry that deviates from a straight, flat surface. The geometry can be characterized, for example, by grooves or similar notches or wave structures. This increases the surface area of the adhesive base, so that the adhesive bond can be improved by the second adhesive bead.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Applizieren der ersten Kleberaupe derart, dass die erste Kleberaupe einen dreieckigen Querschnitt aufweist. Ein derartiger Querschnitt der ersten Kleberaupe kann mit einfachen Mitteln appliziert und anschließend gegebenenfalls gut bearbeitet werden.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the first adhesive bead is applied in such a way that the first adhesive bead has a triangular cross-section. Such a cross-section of the first adhesive bead can be applied using simple means and then easily processed if necessary.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im Verfahrensschritt des teilweisen Abtragens der ersten Kleberaupe wenigstens 60%, bevorzugt 70% und besonders bevorzugt 80% der aufgetragenen ersten Kleberaupe abgetragen. Durch einen verhältnismäßig großen abgetragenen Anteil der ersten Kleberaupe kann sichergestellt werden, dass die Klebeverbindung eine bestimmte Gesamtdicke nicht überschreitet.In a preferred embodiment of the invention, in the process step of partially removing the first adhesive bead, at least 60%, preferably 70% and particularly preferably 80% of the applied first adhesive bead is removed. By removing a relatively large proportion of the first adhesive bead, it can be ensured that the adhesive bond does not exceed a certain total thickness.
Die erfindungsgemäße Klebeverbindung zwischen einem ersten Klebepartner und einem zweiten Klebepartner weist eine erste Kleberaupe auf, welche auf dem ersten Klebepartner an einer definierten Position angeordnet ist und zumindest teilweise zu einer Klebeunterlage abgetragen ist. Weiterhin weist die Klebeverbindung eine zweite Kleberaupe auf, welche auf der Klebeunterlage angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen zweiten Klebepartner mit der Klebeunterlage auf dem ersten Klebepartner zu verbinden.The adhesive connection according to the invention between a first adhesive partner and a second adhesive partner has a first adhesive bead which is arranged on the first adhesive partner at a defined position and is at least partially removed to form an adhesive base. The adhesive connection also has a second adhesive bead which is arranged on the adhesive base and is designed to connect a second adhesive partner to the adhesive base on the first adhesive partner.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Klebeverbindung auf der Oberfläche des ersten Klebepartners und/oder des zweiten Klebepartners einen Haftvermittler auf. Dadurch kann eine prozesssichere Verbindung zwischen den Kleberaupen und den entsprechenden Klebepartnern sichergestellt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the adhesive bond has an adhesion promoter on the surface of the first adhesive partner and/or the second adhesive partner. This ensures a reliable connection between the adhesive beads and the corresponding adhesive partners.
Die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten vorteilhaften Ausführungsformen gelten ebenfalls als vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The advantageous embodiments disclosed with respect to the method according to the invention are also considered to be advantageous embodiments of the device according to the invention.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie vorteilhafte Aspekte der Erfindung in Bezug auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Sie zeigen:
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1 zeigt ein Zwischenprodukt nach einem ersten Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens -
2 zeigt ein Zwischenprodukt nach einem zweiten Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens -
3 zeigt ein Zwischenprodukt nach einem dritten Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens -
4 zeigt ein Zwischenprodukt nach einem vierten Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens -
5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebeverbindung nach einem fünften Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
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1 shows an intermediate product after a first process step of an embodiment of the process according to the invention -
2 shows an intermediate product after a second process step of an embodiment of the process according to the invention -
3 shows an intermediate product after a third process step of an embodiment of the process according to the invention -
4 shows an intermediate product after a fourth process step of an embodiment of the process according to the invention -
5 shows an embodiment of the adhesive bond according to the invention after a fifth method step of an embodiment of the method according to the invention
Im nächsten Verfahrensschritt, welcher in
Wird der erste Klebepartner 11 jedoch als Ersatzteil vorgehalten, härtet die erste Kleberaupe 21 in der in
Zur Verwendung des eingelagerten ersten Klebepartners 11 mit der ersten Kleberaupe 21 erfolgt der nächste Verfahrensschritt, in dem die erste Kleberaupe 21 teilweise abgetragen wird. Der nach diesem Verfahrensschritt vorliegende Gegenstand ist schematisch in
In der gezeigten Ausführungsform weist die Klebeunterlage 21 a eine gerade abgetrennte Oberfläche auf. Es sind dabei jedoch durchaus Ausführungsformen denkbar, in denen die Oberfläche in speziellen Mustern aufgeraut wird, oder direkt beim teilweisen Abtragen der ersten Kleberaupe 21 eine speziell geformte und strukturaufweisende Oberfläche hergestellt werden kann. Durch eine Oberflächenstruktur kann dabei die Oberfläche vergrößert werden, was die Adhäsionswirkung mit der zweiten Kleberaupe 22 (siehe
Auf die Klebeunterlage 21a wird anschließend eine zweite Kleberaupe 22 appliziert, welche in der in
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