DE1500856A1 - Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verbindungselemente, z.B. Niete, Nägel und Schrauben, deren Auflageflächen (d.h. die mit den zu verbindenden Teilen in Berührung stehenden Flächen) mit einem Kapselüberzug versehen sind, der beim Aufbrechen der Kapseln unter der Einwirkung von Druck eine Flüssigkeit abgibt.

Es ist bereits bekannt, Verbindungselemente an ihren Auflageflächen mit einem Überzug zu versehen, der eine bei Einwirkung von Druck frei werdende Flüssigkeit enthält. Diese Flüssigkeit reagiert mit einem in dem Überzug enthaltenen, normalerweise festen Stoff unter Bildung eines Klebstoffes, wodurch eine sehr enge Verbindung des Verbindungselementes mit dem Werkstück zustande kommt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verbindungselementes, auf dessen Auflageflächen eine Flüssigkeit enthaltende Kapseln gleichmäßig verteilt und an diese so gebunden sind, daß sie infolge des beim Herstellen der Verbindung auftretenden Druckes leicht aufbrechen, während sie gegen den bei normaler Lagerung und Handhabung auftretenden unerwünschten, vorzeitigen Druck geschützt sind.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verbindungselement mit einem eine Schutzflüssigkeit enthaltenden Überzug auf seinen mit einem Werkstück in Anpreßdruck kommenden Flächen.

Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Überzug aus einer pustelartigen Schicht von die Schutzflüssigkeit enthaltenden, durch Druckeinwirkung aufbrechbaren Kapseln besteht, die auf einer dünnen Haftstoffschicht aufgebracht und mit einem dünnen Film aus abriebbeständigen Stoff überzogen sind.

Der Begriff "pustelartig" wurde gewählt, um die geschützte Verteilung der Flüssigkeitströpfchen in höckerartiger Form auf dem Verbindungselement treffend zu charakterisieren, und bedeutet ferner, daß die Flüssigkeitströpfchen einzeln durch auf die pustelartigen Erhebungen ausgeübten Druck freigegeben werden können. Es wird hierbei ein Unterschied gemacht zwischen einer "Blase", bei der es sich lediglich um eine unter einer Haut ausgeschwitzte Flüssigkeit handelt, und einer "Pustel", die eine unter einer Haut in einer Kapsel festgehaltene Flüssigkeit bedeutet.

Der Ausdruck "kapselförmig" zeigt an, daß die Flüssigkeitströpfchen einzeln in eigenen Kapselwänden eingeschlossen sind.

Der Begriff "eingebettet" bedeutet, daß die einzelnen Kapseln nicht vollständig in der Haftstoffschicht verborgen, sondern als hervorstehende Höckerchen an der Oberfläche vorhanden sind.

Mit dem Begriff "überzogen" soll zum Ausdruck gebracht werden, daß der abriebbeständige Polymerfilm den Konturen der hervorstehenden Kapseln folgt, so daß sie trotz des Schutzfilm einzeln durch Aufbrech- bzw. Anpreßdruck aufbrechbar sind.

Der Begriff "Setzen" oder "Setzvorgang" bezieht sich auf das Einschlagen eines Verbindungselementes, um dieses zu verformen, oder auf die Anwendung einer kontinuierlichen Kraft zur Verformung des Verbindungselementes oder des Werkstückes, das mit dem Verbindungselement zu versehen ist, oder auf jede beliebige andere Kraft, wie sie in beliebiger Kombination oder Folge zur Erzielung der jeweils gewünschten Wirkung angewandt wird.

Die Erfindung betrifft insbesondere Verbindungselemente, deren Oberfläche zumindest teilweise mit den zu verbindenden Materialien in enger Berührung steht und bei denen beim Setz- bzw. Verbindungsvorgang Einpreß- oder Scherkräfte zwischen den Berührungsflächen auftreten. Solche Verbindungselemente sind Niete, Bolzen, Schrauben, Nägel, Keile und dgl., zu deren Setzvorgang Schlag- oder Verdrehungskräfte erforderlich sind. Letztere werden selbstverständlich nur bei Schraubenverbindungen angewandt. Unter den Begriff "Verbindungselemente" fallen auch Gegenstände, die nicht notwendigerweise zwei Werkstücke miteinander verbinden, so z.B. auch Haken, Stifte, Ringschrauben, Krampen und Dorne, die an einem Werkstück befestigt werden müssen und ihrerseits andere Gegenstände festhalten oder auf sie einwirken.

Der zur Zeit wichtigste bekannte Verwendungszweck für die Erfindung besteht in der Freigabe eines flüssigen Rostschutz- und Versiegelungsstoffes bei der Verbindung sich überlappender Metallplatten, insbesondere bei Verwendung verformbarer Niete als Verbindungselemente, oder bei der Verwendung von Schraubenbolzen, die solche Metallplatten durch Verdrehungskraft zusammenpressen. Es ist allgemein bekannt, daß durch das Zusammenpressen von Metallplatten diese so beschädigt werden, daß sie dadurch korrosionsanfälliger werden, und/oder daß unterschiedliche Metalle bei ihrer Berührung galvanisch miteinander reagieren. Außerdem weisen Metallplatten häufig Schutzüberzüge auf, die durch das Einsetzen und Einschlagen der Verbindungselemente beschädigt werden können. Es liegt daher auf der Hand, daß die freigegebene Flüssigkeit so beschaffen sein muß, daß sie nicht nur als Rostschutzmittel, sondern auch als Versiegelungs- bzw. Isolationsmittel mit oder ohne Rostschutz- oder Schmiereigenschaften wirkt oder sämtliche drei Eigenschaften aufweist. Die Flüssigkeit und die Überzugsstoffe können Anzeigestoffe enthalten, die eine Strahlung abgeben oder auf eine Strahlung ansprechen, so daß feststellbar ist, ob ein bestimmtes Verbindungselement in einem Werkstück in der erfindungsgemäßen Weise geschützt ist.

Bei der Herstellung der Verbindungselemente hat sich ein aus folgenden drei Schritten bestehendes Verfahren als zweckmäßig erwiesen:

1. Besprühen der Berührungsflächen des Verbindungselementes mit einem organischen, polymeren, schichtbildenden Einbettungsmaterial in Form eines in einem organischen, verdampfbaren Lösungsmittel gelösten schnelltrocknenden Lackes;

2. Bestäuben der so beschichteten Auflageflächen mit den sehr kleinen Kapseln während die Einbettungsschicht noch klebrig ist, so daß die Kapseln sich selbst bis zu einer gewissen Tiefe darin einbetten;

3. Aufsprühen einer flüssigen Lösung des abriebbeständigen Filmes auf die Kapseln mit einer sonst praktisch glatten Oberfläche.

Die Dicke des Überzugs und der Durchmesser der Kapseln sind so gering, daß sie bei in der Metallbearbeitung üblichen, mit handbetätigten oder maschinenbetätigten Schlag-, Preß- oder Schraubwerkzeugen zu bearbeitenden Verbindungselementen ohne weiteres akzeptabel sind. Die Dicke des fertigen Überzuges kann weniger als 100 µm betragen.

In der Erfindung ist die Verwendung von "öligen" Schutzflüssigkeiten vorgesehen, d.h. von Flüssigkeiten, die aus Öl oder Öllösungen oder einer Dispersion eines aktiven Schutzstoffes in einer Trägerflüssigkeit aus Öl oder einer ölartigen Trägerflüssigkeit bestehen, die gegebenenfalls selbst Schutzeigenschaften aufweist. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, sehr kleine Tröpfchen öliger Stoffe in großen Mengen einzukapseln, wobei der flüssige ölige Stoff (ganz gleich, ob er selbst ein Schutzstoff ist oder lediglich als Träger für einen Schutzstoff dient) in Form von Tröpfchen in einer wässerigen Herstellungsflüssigkeit dispergiert wird, in der der für die Bildung der Kapselwände dienende Stoff gelöst ist. Auf diese Weise hergestellte Kapseln haben eine Größe von mindestens 1 oder 2 µm und höchstens mehreren Hundert µm. Der Inhalt einer Kapsel kann bis zu 90% ihres Gesamtgewichts betragen, d.h. es verbleiben 10% für das Gewicht der Kapselwand. Hierdurch ergibt sich nach dem Aufbrechen der Kapseln nur ein sehr geringer Rückstand an kapselwandbildendem Stoff, der im Vergleich zum Gesamtgewicht des Kapselüberzuges bedeutungslos ist. Zur Verwendung bei von Hand einzusetzenden Nieten, Bolzen und Schrauben mit mittleren Abmessungen eignen sich am besten Kapseln mit einem Durchmesser zwischen 15 und 300 µm. Die besten Ergebnisse wurden mit Kapseln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 250 µm erzielt. Diese Abmessungen können gegebenenfalls für extrem große oder extrem kleine Verbindungselemente oder für sehr genaue Passungen geändert werden. Das Aufbrechen der einem Einpreßdruck unterworfenen Kapseln zum Zwecke der Freigabe der in ihnen enthaltenen Flüssigkeit darf keinen zu hohen Druck pro Flächeneinheit erfordern. Für sehr genaue Einpassungen der Verbindungselemente in die entsprechende Öffnung können die Kapseln mikroskopisch klein und in einer Schicht von nur 25 µm Dicke vorhanden sein. Die gesamte Dicke des Schutzüberzuges sollte höchstens das doppelte der Dicke der Kapselschicht betragen.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß ein wesentlicher Unterschied besteht zwischen dem pustelartigen Überzug nach der Erfindung, bei den die Tröpfchen einzeln in ihren eigenen Wänden geschützt sind, und einem Überzug, der lediglich eine getrocknete Emulsion flüssiger Tröpfchen darstellt, die in einer Schicht festgehalten werden, die einer gewissen Porosität und durch das Rissigwerden des Films hervorgerufenen Leckerscheinungen unterworfen ist, was eine allgemein bekannte Eigenschaft zusammenhängender polymerer Filme ist. Die Struktur gemäß der Erfindung wird absichtlich als "pustelartig" bezeichnet, da jede Kapsel der Schicht nicht nur durch den gemeinsamen Schutzfilm geschützt ist, sondern selbst eine versiegelte, jedoch aufbrechbare Einheit darstellt.

In einer sehr einfachen Form wird die Erfindung zur Behandlung eines Verbindungselementes, beispielsweise eines Niets 25 (Fig. 1 und 2) verwendet, der auf der Oberfläche seines Schaftes und auf der Unterseite seines Kopfes (d.h. an den Berührungflächen) mit der pustelartigen Kapselschicht 26 versehen ist. Bei solchen Nieten wird der Schaft in die vorbereiteten Öffnungen der zu verbindenden Werkstücke eingeführt, und der Niet wird durch Einschlagen und Verformungsdruck so eingesetzt, daß die Kapseln an der Unterseite des Kopfes, am mittleren Bereich des Schaftes und an dem verformten Ende des Schaftes stark gegen die Auflageflächen der zu verbindenden Werkstücke gepreßt werden. Infolgedessen werden die Kapseln aufgebrochen und geben eine große Menge des flüssigen Schutzstoffes frei, durch den die Berührungsflächen benetzt werden. Obwohl der Setzkopf, der Nietschaft und der durch das verformte Ende des Niets gebildete Schließkopf genau in das Werkstück eingepasst sind, kann die freigegebene Flüssigkeit ohne weiteres durch Verdampfen des Lösungsmittels und durch Oxydation und Hydrolyse unter entsprechenden Umständen mit geeigneten Stoffen zu einem mehr oder weniger festen Film erstarren. Die Trägerflüssigkeit, in der der Schutzstoff zur Bildung des Kapselinhalts dispergiert ist, enthält bestimmte Mittel, aufgrund derer jeder beliebige dispergierte Stoff trocknet und an der entsprechenden Stelle zwischen den Berührungsflächen haftet.

Mit der pustelartigen Kapselschicht behandelte Niete können beispielsweise bei der Befestigung von Platten aus Aluminiumlegierungen bei der Herstellung von Flugzeugzellen, wo Elektrolyse und Korrosion sehr wohl auftreten können, verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß Zinkchromatfarbe, die als Grundiermittel für diesen Zweck allgemein bekannt ist und die in einem harzartigen, in einem verdampfbaren Öl gelösten Filmbildner dispergiert ist, eine ausgezeichnete Rostschutzflüssigkeit darstellt und bisher mittels eines Pinsels oder auf andere Weise unmittelbar auf die Berührungsflächen dieser Metallplatten aufgebracht wurde. Das Auftragen des nassen Materials von Hand war unbequem und unzuverlässig, ebenso die Trocknung. Ferner war es schwierig, einen Niet ohne die erfindungsgemäße

Beschichtung mit dem pustelartigen Kapselüberzug gleichmäßig, wirtschaftlich und in ausreichender Menge mit dem genannten Grundiermittel zu versehen, so daß die Erfindung ein dringendes Bedürfnis der Technik in hervorragender Weise erfüllt.

Die Einkapselung von öligen Flüssigkeiten mit oder ohne darin dispergiertem festen Stoff oder von Flüssigkeiten mit darin gelöstem Schutzstoff ist seit einigen Jahren bekannt, und es wurden bereits die verschiedensten Einkapselungsverfahren gefunden, bei denen sehr kleine Kapseln, beginnend mit Mikrokapseln (1 µm bis 20 µm) bis zu größeren Kapseln im Bereich von 250 bis 400 µm hergestellt werden. Zu den brauchbarsten Schutzstoffen zur Verwendung bei der Verbindung von Aluminiumplatten mittels Nieten gehören diejenigen, die in einem öligen verdampfbaren Stoff, z.B. Toluol oder Xylol, diapergiertes Zinkgelb mit oder ohne Zusatzstoffe enthalten. Eine solche Dispersion wird im allgemeinen mit einem Bindemittel bestimmter Art zur Herstellung eines Grundiermittels verwendet, das bisher direkt auf die zu schützenden Oberflächen aufgetragen wurde. Das dispergierte Pigment zerfällt in Gegenwart von Wasser und ergibt einen Rückstand, der sehr gute Korrosionseigenschaften aufweist. Weitere Schutzstoffe, z.B. Luftausschlußöle, Wasserausschlußöle und beliebige nichtwässerige flüssige Stoffe, die zum Schutz von Stoffen gegen Umgebungseinflüsse dienen, können ebenfalls im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden. Einige dieser Schutzstoffe können außer ihrer schützenden Wirkung noch weitere wertvolle Eigenschaften aufweisen. Zu diesen Eigenschaften zählt die Schmierung zur Erleichterung des Entfernens der Verbindungselemente, das Versiegeln zum Verhindern des Entfernens der Verbindungselemente, eine Anzeige des Zustands der durch das Verbindungselement hergestellten Verbindung, eine farbige Markierung der Verbindungsstellen sowie andere beliebige vorbereitende oder schützende Wirkungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen stark vergrößerten, teilweise als
<NichtLesbar>
freigeben. Selbst in dieser Darstellung ist die Dicke der Haftschicht und des Überzugsfilms in bezug auf die Größe der Flüssigkeitströpfchen etwas übertrieben gezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen mit einem Kopf versehenen Niet, wobei der auf seinen Berührungsflächen vorgesehene pustelartige Schutzüberzug beim Verformen des freien Schaftendes infolge des zwischen der Nietoberfläche und den Wandungen der in den zu verbindenden Werkstücken befindlichen Bohrungen auftretenden Druckes aufgebrochen wird. Diese Ansicht ist ebenfalls übertrieben dargestellt, und zwar sind die Kapseln in bezug auf die Abmessungen des Verbindungselementes größer und die Haftschicht dicker gezeichnet.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch eine Verbindungsstelle zweier sich überlappender Metallplatten, die durch einen Schraubenbolzen und eine Mutter hergestellt ist, wobei der pustelartige Überzug aufgebrochen und das flüssige Grundierungsmittel freigegeben ist.

Fig. 4 zeigt folgende Verbindungselemente: (a) einen konischen Stift, dessen Oberfläche mit einem Kapselüberzug versehen ist. Dieser Stift kann in ein entsprechendes Loch, z.B. zum Befestigen der Nabe eines Rades auf einer Welle eingeschlagen werden; (b) eine Schraube, die auf ihrem Gewinde und der Unterseite des Kopfes mit einem Kapselüberzug versehen ist; (c) einen in gleicher Weise behandelten Nagel; (d) einen ebenso behandelten zylindrischen Spreizkragenstift.

Durch Aufstäuben der Kapseln auf das Verbindungselement in einer entsprechend geringen Menge kann erreicht werden, daß sie einander nicht berühren und einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen. Durch diese Maßnahme wird das Aufbrechen und eine bessere Ausnutzung der freigegebenen Flüssigkeit erleichtert. Ist jedoch die Freigabe einer größeren Flüssigkeitsmenge pro Flächeneinheit der jeweiligen Berührungsfläche erforderlich, dann können die Kapseln eng nebeneinander angeordnet und in größerer Menge verwendet werden.

Das Material für die Haftschicht, der kapselwandbildende Stoff und das Material für den äußeren Schutzfilm müssen chemisch und physikalisch miteinander verträglich sein. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen sollten diese Stoffe leicht erhältlich, leicht anwendbar und möglichst beständig gegenüber Umgebungseinflüssen sein, d.h. sie sollten gegen sehr hohe Feuchtigkeit und Trockenheit sowie starke Abweichungen von der Raumtemperatur, wie beispielsweise in den Polargebieten, in Äquatornähe, im Weltraum sowie bei den weniger strengen Bedingungen innerhalb der Stratosphäre, beständig sein. Die betreffenden Stoffe sollten außerdem gegen starke Erschütterungen, biologische Angriffe und Strahlungseinwirkung widerstandsfähig sein. Zu diesem Zweck ist der für die Haftschicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels gewählte Stoff ein Lack, der ein in einem leicht verdampfbaren, organischen, flüssigen Lösungsmittel gelöstes Alkydharz enthält. Dieser Lack kann auf das Verbindungselement aufgesprüht werden, so daß sich eine dünne, gleichmäßige Schicht ergibt, die aufgrund der Verdampfung des Lösungsmittels ausreichend klebrig wird, so daß sie die innerhalb etwa einer Minute aufgestäubten Kapseln aufzunehmen und festzuhalten vermag. Nach dem Aufstäuben der Kapseln kann die genannte Lackschicht gehärtet werden, indem sie in einem Ofen für mehrere Minuten auf etwa 60 °C erwärmt wird. Der bevorzugte Schutzfilm ist ein Acrylharzlack mit leicht verdampfbarem Lösungsmittel, das bei der vorgenannten Ofentemperatur innerhalb weniger Minuten verdampft, wonach sich eine dünne, hornartige Schicht des Harzes über den Konturen der Kapseln ergibt, die vorher auf die klebrige Haftschicht aufgestäubt wurden.

Beispiel 1 In diesem Bescheid wird ein flüssiges Grundierungsmittel als Kapselinhalt verwendet, in dem eine Trägerflüssigkeit enthalten ist, in der die Verbindung "Zinkgelb" als Korrosionsschutzmittel dispergiert ist. Das Grundierungsmittel enthält außer dem Zinkgelb einen Haftstoff, der in einem leicht verdampfbaren öligen Lösungsmittel gelöst ist, so daß sich das Grundierungsmittel schnell setzen kann, wenn es nicht mehr durch die Kapselwände geschützt ist. Dieses Grundierungsmittel wird in einem Masseneinkapselungsverfahren in ein organisches, filmbildendes Polymer 28 (Fig. 1) eingekapselt, das sich neben den einzukapselnden Teilchen des Grundierungsmittels in gelöster Form in einer Herstellungsflüssigkeit befindet. Das in dieser Flüssigkeit gelöste Polymer besteht bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus verschiedenartigen Molekülen, die dazu gebracht werden, einen Komplex zu bilden und aus der Lösung als viskose, flüssige Koerzervatphase auszutreten, die sich in winzige Tröpfchen teilt und sich um kapselkernbildende Teilchen legt, die in merisat mit 50 % Holzöl) 50,8 g Xylol 4,8 g 10%iger Lack aus Aluminiumstearatgel 5,1 g Bleinaphthenat-Trockner 0,13 g Kobaltnaphthenat-Trockner 0,13 g Maleinsäureanhydrid 0,13 g eines Antihautbildners

Der Xylolgehalt wird so eingestellt, daß sich eine Viskosität von 27 cP bei einer Temperatur von 25 °C ergibt. Die Temperatur des Systems wird auf 23 °C eingestellt. Aus dem Inhalt des dritten Gefäßes werden 128 g entnommen und unter Rühren mit dem Inhalt des ersten Gefäßes so vermischt, daß sich eine Tröpfchengröße zwischen 75 und 300 µm ergibt, wobei die Temperatur auf 50 °C gehalten wird. Der Inhalt des zweiten Gefäßes wird dann dem in Bewegung gehaltenen System des ersten Gefäßes innerhalb einer Zeitspanne von 30 Minuten tropfenweise zugesetzt, um die mit flüssigen Wänden versehenen, embryonalen Kapseln zu bilden. Das erste Gefäß wird dann in einer Eiswanne so lange abgekühlt, bis es innerhalb von etwa 3 Stunden eine Temperatur von 10 °C erreicht hat. Nach dieser Zeit sind die flüssigen Kapselwände gelatiniert und sind selbsttragend, so daß sich die Kapseln in einem Zustand befinden, in dem sie durch Dekantieren und Filtrieren aus dem übrigen Inhalt des Gefäßes gewonnen werden können. Der aus einem Aggregat von Kapseln bestehende Filterkuchen wird in mehreren Litern Tetrahydrobenzol-Glykol bei Zimmertemperatur (20 bis 25 °C) dispergiert, und die Kapseln werden ausfiltriert, mit mehreren Litern Toluol gewaschen und unter einem Abzug mit Luft getrocknet, nachdem sie auf einer saugfähigen Unterlage ausgebreitet wurden.

Um die für den jeweiligen Verwendungszweck erforderliche Kapselgröße zu erhalten, werden die trockenen Kapseln mittels entsprechenden Sieben sortiert. Wie bereits erwähnt, eignen sich Kapseln in der Größenordnung von maximal 250 µm am besten zur Verwendung für von Hand einzuschlagende Niete.

Es wird ein dünner Lack auf die Anlageflächen der Niete aufgesprüht, so daß sich eine Schicht 29 bildet. Es handelt sich dabei um einen Lack, der zunächst durch Verdampfung so weit trocknet, daß er einen klebrigen Zustand aufweist, und dann bis zu einem harten Zustand trocknet oder oxydiert, wie es bei dem im vorangegangenen beschriebenen Alkydharzlack der Fall ist. Die Kapseln 26 werden auf die klebrige Schicht aufgestäubt, und die Härtung wird dann in einem Ofen mit einer Temperatur von 60 °C etwa 10 Minuten lang - wie es bei der Härtung solcher Alkydharzschichten allgemein üblich ist - durchgeführt. Die Niete können in entsprechenden Vorrichtungen nebeneinander festgehalten werden, so daß ihre zu beschichtenden Flächen für das Aufsprühen bereit sind. Die teilweise in der Lackschicht eingebetteten Kapseln erhalten dann einen Überzugsfilm 30 aus einem Schutzstoff, z.B. durch Aufsprühen einer Lösung aus Butylmethacrylat-Mischpolymerisat in Toluol, wobei sich nach dem Trocknen ein Rückstand in einer Dicke von 25 µm in Form eines dünnen Films über und um die eingebetteten, jedoch sich noch abhebenden Kapseln bildet. Dieser dünne Film schützt die Kapseln gegen Abwischen und Abrieb und wird durch Verdampfen getrocknet, was, falls erwünscht, durch die erwärmte Luft in dem 60 °C-Ofen unterstützt wird.

Das gleiche Verfahren läßt sich nicht nur auf Niete, sondern auch bei Aufbringung solcher Überzüge auf andere Arten von Verbindungselementen, wie sie beispielsweise in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, anwenden.

Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, daß nicht die verwendeten Stoffe von besonderer Bedeutung sind, sondern deren Anordnung auf den Verbindungselementen, d.h. die Schaffung des geschützten, jedoch durch Druckeinwirkung aufbrechbaren, pustelartigen Kapselüberzuges.

Beispiel 2 Hier wird als Kapselinhalt anstelle des in Beispiel 1 beschriebenen flüssigen Zinkgelb-Grundierungsmittels ein Petroleumschmieröl verwendet. Wässerige Lösungen von Gelatine und Gummi-arabikum werden einzeln hergestellt und mit Öl zur Bildung einer homogenen Dispersion der Lösung und darin eingeschlossener nichtgelöster Öltröpfchen gemischt, wobei durch Änderung der Bedingungen des Systems das Auftreten einer flüssigen Koerzervatphase herbeigeführt wird. Diese lagert sich unter Rühren des Systems um die emulgierten Öltröpfchen ab, wodurch embryonale Kapseln mit flüssigen Wänden entstehen. Diese Kapseln werden dann abgekühlt, so daß sie aus dem System gewonnen und getrocknet werden können. Die Kapseln können gehärtet werden, um sie gegen Temperatureinwirkungen auf den Gelatinestoff widerstandsfähig zu machen. Die Härtung kann beispielsweise durch eine Formaldehydlösung oder beliebige andere Gelatinegerb- oder Vernetzungsmittel herbeigeführt werden. Diese Kapseln können mikroskopisch klein, oder, wie eingangs beschrieben, auch wesentlich größer sein, was durch die Stärke des Rührens des Systems bestimmt wird. Einzelheiten hierzu sind in der Einkapselungstechnik allgemein bekannt. Die trockenen Kapseln können auf die mit der Haftschicht versehenen Oberfläche des Verbindungselements aufgestäubt und an dieser festgehalten werden. Es wird dann der dünne Schutzfilm aufgebracht, so daß sich ein pustelartiger Überzug gemäß Beispiel 1 bildet. Das Öl kann nur Schmiereigenschaften allein aufweisen, es kann jedoch auch Zusätze, z.B. Benetzungsmittel zur Verbesserung seiner Fließfähigkeit oder zur Erzielung beliebiger weiterer Eigenschaften, enthalten. Auch hier liegt, wie in Beispiel 1, das Merkmal der Erfindung in dem pustelartigen Charakter der Kapselschicht.

Beispiel 3 In diesem Beispiel können die Ausgangsstoffe, d.h. das Polymer, das den flüssigen Inhalt der Kapseln umhüllt und festhält, oder der flüssige Inhalt der Kapseln, gleichgültig, ob es sich dabei um die in Beispiel 1 oder die in Beispiel 2 aufgeführten Stoffe oder um Mischungen hiervon handelt, beispielsweise durch Farbstoffe oder Pigmente gefärbt werden, um das Vorhandensein dieser Stoffe an einer Verbindungsstelle vor oder nach dem Aufbrechen der Kapseln nachzuweisen. Auch der Kapselinhalt kann durch entsprechende Färbung der Kapselwände entweder mit einem geeigneten Pigment oder einem geeigneten Farbstoff gekennzeichnet werden. Es können jedoch nicht nur die Kapselwände entsprechend ihrem verschiedenen Inhalt unterschiedlich gefärbt werden, sondern auch der Kapselinhalt kann gefärbt werden, um nachzuweisen, daß die Kapseln aufgebrochen wurden und ihren Inhalt freigegeben haben und ferner, um das Ausmaß von dessen Verteilung auf den Berührungsflächen aufzuzeigen. Um eine Lösung der Farbstoffe in dem Öl zu erzielen, kann ein öllöslicher Farbstoff, z.B. Sudan (Rot) III, Quinizarin-Grün SS (blaugrün) oder -Gelb OB (rotgelb) verwendet werden. Soll die Färbung durch Entwicklung eines leukoartigen Stoffes zustande gebracht werden, dann ist Kristallviolettlacton geeignet. Es existieren sehr viele wasserlösliche Lebensmittelfarbstoffe, z.B. Erythrosin (bläulich-rosa), Orange II (hell-orange) und Tartrazin (grünlich-gelb), die verwendet werden können, wenn eine Wasserlöslichkeit verlangt ist, z.B. wenn das Polymer wasserlöslich ist und die Kapselwände mit dem wasserlöslichen Farbstoff gefärbt werden sollen. Anstelle eines Farbstoffes kann der Färbestoff auch ein beliebiges Farbpigment sein, wenn Undurchsichtigkeit gewünscht wird.

Beispiel 4 Hier wird als Anzeigestoff ein radioaktiver Stoff (Isotopenindikator) verwendet, um das Vorhandensein der erfindungsgemäßen Kapselschutzschicht an den Verbindungselementen bzw. in den betreffenden Stellen der miteinander verbundenen Werkstücke durch die örtliche Emission einer radioaktiven Strahlung anzuzeigen. Dieser radioaktive Stoff kann entweder im Kapselinhalt, in der Kapselwand, oder in beiden oder in der Haftschicht bzw. dem Schutzfilm vorgesehen werden.

Das Vorhandensein des Musters des freigegebenen Schutzstoffes kann durch strahlungsempfindliches Filmmaterial oder eine andere Abtastvorrichtung festgestellt werden. Bei Prüfung eines Werkstückes kann dort, wo die Auflageflächen nicht sichtbar sind, da sie im Körper des Werkstückes verborgen sind, die Strahlung abgetastet werden. Zu den für solche Zwecke geeigneten radioaktiven Stoffen gehört der Isotopenindikator Kohlenstoff 14, der zusammen mit Xylol oder mit an Gelatine gebundenem Tritium verwendet werden kann.

Beispiel 5 Hier wird ein beliebiger der kapselbildenden oder der schicht- bzw. filmbildenden Stoffe mit einem fluoreszierenden Stoff versehen, der entweder auf das sichtbare oder das unsichtbare oder beide Bänder der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von Ultraviolett bis Infrarot anspricht, um ein Abfühlen des Druckes des Materials an einer Verbindungsstelle durch seine Leuchtkraft und nicht durch seine Reflexionseigenschaften zu ermöglichen. Ein Beispiel für einen wasserlöslichen fluoreszenten Farbstoff zur Verwendung in den wässerigen Komponenten ist Rhodamin B, während sich Rhodamin B-Base zur Lösung in organischen Lösungsmitteln eignet.

Anstelle des Alkydlacks der Haftschicht können Schellack (Alkohol als Lösungsmittel), Methylmethacrylat (Toluol als Lösungsmittel) oder ein beliebiger anderer durch Verdampfen des Lösungsmittels trocknender Lack verwendet werden.

Anstelle der Acryllösung im Schutzfilm des Überzuges kann Alkydharz, Nitrocellulose, Polystyrol, Polyäthylen und Vinylchlorid verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine die Platten 31 und 32 zusammenhaltende Schraubenverbindung, wobei sich der ausgetretene Schutzstoff 33 zwischen den Berührungsflächen befindet.

Claims (7)

1. Verbindungselement mit einem eine Schutzflüssigkeit enthaltenden Überzug auf seinen mit einem Werkstück in Anpreßdruck kommenden Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer pustelartigen Schicht von die Schutzflüssigkeit enthaltenden, durch Druckeinwirkung aufbrechbaren Kapseln besteht, die auf einer dünnen Haftstoffschicht aufgebracht und mit einem dünnen Film aus abriebbeständigem Stoff überzogen sind.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingekapselte Flüssigkeit eine Metallgrundierungsmasse mit einem hohen Gehalt an Zinkgelb ist.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln jeweils etwa 9 Volumteile Flüssigkeit auf 1 Volumteil des kapselwandbildenden Stoffes enthalten.

4. Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der einzelnen Kapseln in einem Bereich zwischen einigen µm bis mehreren Hundert µm variieren kann.

5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftstoffschicht eine Dicke von 1 bis 20 µm aufweist.

6. Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Teil der Oberfläche der Kapseln in die Haftstoffschicht eingebettet ist.

7. Element nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einwirkung von Druck zum Aufbrechen der Kapseln die freigegebene Flüssigkeit sich über die Berührungsflächen verteilt.