DE19520065C2 - Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung und damit hergestellte Anordnung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung und damit hergestellte AnordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung zwischen zwei
Fügeteilen und eine mit diesem hergestellte Anordnung.
Die Herstellung einer Klebverbindung erfolgt z. B. dadurch (DE 37 40 908 C2), daß der
Klebstoff unter Druck durch einen Eintrittskanal in die Klebfuge gepreßt wird. Sobald der
Klebstoff an einer ebenfalls mit der Klebfuge verbundenen Entlüftungsöffnung austritt,
was das vollständige Füllen der Klebfuge anzeigt, werden die beiden Öffnungen mit
Stopfen verschlossen, und der Klebstoff wird dann der Aushärtung unter Atmosphären
druck überlassen. In entsprechender Weise kann vorgegangen werden, wenn der Klebstoff
nicht in die gesamte, zwischen den Berührungsflächen von zwei Bauteilen gebildete Fuge,
sondern nur in wenigstens eine in diese Berührungsflächen eingearbeitete Nut eingebracht
wird (DE 19 63 212 U1), um dadurch zu erreichen, daß senkrecht zur Fuge auftretende
Druckkräfte von den Berührungsflächen (z. B. Eisen-Eisen) selbst, parallel zur Fuge
auftretende Verschiebekräfte dagegen zumindest teilweise durch die Scherfestigkeit des
Klebstoffs aufgenommen werden.
Bei Heißluftmotoren ist es bekannt (DE 27 33 404 A1), ein aus einem keramischen
Innenmantel und einem äußeren Metallgehäuse bestehendes Gefüge dadurch zu montieren,
daß in einen zwischen dem Innenmantel und dem Metallgehäuse bestehenden Spalt eine
aushärtbare Füllmasse eingebracht, diese einem Gasdruck größer als der Atmosphären
druck ausgesetzt und/oder das Gefüge erhitzt wird, damit sich das Metallgehäuse gegen
über dem keramischen Innenmantel dehnt, und nach dem Aushärten der Füllmasse der
Gasdruck bzw. die Erhitzung weggenommen wird. Dadurch soll ein Gefüge erhalten
werden, das bei den hohen auftretenden Arbeitsmediumdrücken eines Heißgasmotors eine
lange Lebensdauer aufweist und die Herstellung einer engen Passung zwischen dem
Innenmantel und dem Metallgehäuse vermieden werden kann.
Zur Verbesserung der Tragkraft von Klebverbindungen ist es bekannt, die Klebfuge bzw.
den Klebspalt senkrecht zu den Fügeflächen der Fügeteile z. B. mit Hilfe von zugfesten
Schrauben od. dgl. zu verspannen ("Schweißen und Schneiden" 38 (1986), Heft 8, Seiten
380-384). Problematisch ist hierbei allerdings eine ausreichend gute Befüllung der
Klebfuge bzw. das vollständige Herausdrücken der in der Klebfuge befindlichen Luft.
Ähnliche Probleme dürften sich bei einem anderen bekannten Klebverfahren ergeben
(DE 40 01 659 C2), bei dem eine kegelige Preßverbindung zwischen den Fügeteilen
hergestellt und der Stoffschluß mit einem anaeroben Klebstoff in den verbleibenden
Rauhigkeitszwischenräumen des Fügespalts über einen eingepreßten Kegelsitz mit
Übermaß erzeugt wird. Durch die axiale Fügekraft soll ein hydrostatischer Druck im
Kleber erzeugt werden, damit dieser unter sehr hohem Druck eingeschlossen wird und
aushärtet. In dieselbe Richtung zielen Vorschläge (DE-Z., Konstruktion 39 (1987), H. 3,
Seiten 101-106), klebgeschrumpfte Welle/Nabe-Verbindungen dadurch herzustellen, daß
das Fügen nach der Erzeugung von Spiel zwischen Welle und Nabe durch Temperaturdeh
nung erfolgt.
Den mit Erhöhung des hydrostatischen Drucks arbeitenden Klebverfahren ist gemeinsam,
daß sie entweder aufwendige Einrichtungen zur Herstellung der Verspannung zwischen
den Fügeteilen erforderlich machen und/oder zu nicht ausreichenden mechanischen
Eigenschaften der mit ihnen hergestellten Anordnungen führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klebverfahren und eine damit
hergestellte Anordnung vorzuschlagen, mit denen eine verbesserte mechanische Ver
bindung der Fügeteile erreichbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des im Anspruch 1 angegebenen
Verfahrens und der im Anspruch 6 angegebenen Anordnung.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf einfache Weise eine definierte und über
die ganze herzustellende Klebefläche erstreckte Klebfuge geschaffen werden kann und der
hydrostatische Druck nicht durch mechanisches, einachsiges Zusammendrücken der zu
verbindenden Teile von außen her aufgebaut werden muß. Dadurch wird vermieden, daß
die erwünschtermaßen durchgehende Klebstoffschicht unbeabsichtigt zerstört oder durch
das übliche Schrumpfen des Klebstoffs aufgerissen wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einem schematischen Längsschnitt durch zwei plattenförmige Fügeteile grob
schematisch eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Anordnung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei koaxial
ineinander gesteckten Fügeteilen;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei plattenförmi
gen Fügeteilen;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3; und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine grob schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 sind zwei Fügeteile 1 und 2 im gefügten Zustand dargestellt, in dem sie längs
einer gemeinsamen Grenzfläche 3 einander zugewandte Fügeflächen aufweisen. Im
Ausführungsbeispiel handelt es sich um zwei Platten, wobei die Grenzfläche 3 eine Ebene
ist.
In den Fügeteilen 1 und 2 ist je eine an die Grenzfläche 3 grenzende Aussparung 4 bzw. 5
ausgebildet, die zusammen eine Klebfuge in Form eines Hohlraums bilden und deren
Formen und Größen (Länge, Breite, Tiefe) insbesondere vom Querschnitt der Fügeteile 1
und 2, den zu übertragenden Kräften und Momenten und dem verwendeten Klebstoff
abhängen. Die Aussparungen 4 und 5 bzw. die Klebfuge sind in Fig. 1 durch umlaufende
Dichtmittel abgedichtet, die im Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus aneinanderliegen
den, die Aussparungen 4 bzw. 5 umgebenden Dichtflächen 6 bzw. 7 der Fügeteile 1, 2
bestehen.
Die Klebfuge ist über wenigstens einen Kanal 8 bzw. 9 mit der äußeren Umgebung
verbunden, wobei die Kanäle 8, 9 zum Einfüllen des Klebstoffs, zum Entlüften der
Klebfuge und zur erfindungsgemäßen Aufprägung eines ausreichend großen hydrostati
schen Drucks dienen.
Das Fügen und Kleben der beiden Fügeteile 1 und 2 wird im wesentlichen in vier
Schritten vollzogen.
In einem ersten Schritt werden die Fügeteile 1 und 2 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise
gefügt, um zwischen ihnen mit Hilfe der Aussparungen 4 und 5 eine definierte Klebfuge
auszubilden. Zuvor werden die Dichtflächen 6, 7 zweckmäßig mit einem die Abdichtung
verbessernden Klebmittel bestrichen. Nach dem Fügen ist die Klebfuge daher rundum
zumindest flüssigkeitsdicht nach außen abgedichtet.
Der nächste Schritt besteht darin, daß die beiden Fügeteile 1 und 2 in eine nicht darge
stellte Spannvorrichtung bzw. Presse eingelegt werden, um sie im Bereich der Grenzfläche
3 mit einem Druck gegeneinander zu halten, der dem bei der nachfolgenden Klebstoffin
jektion und -härtung herrschenden hydrostatischen Druck entgegengerichtet und zumindest
genauso groß wie dieser ist.
Als dritter Schritt schließt sich die Klebstoffinjektion an. Hierzu wird flüssiger, gießfähi
ger Klebstoff, der in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 10 angedeutet ist, durch einen der
Kanäle, z. B. den Kanal 8, in die Klebfuge gedrückt, bis er luftblasenfrei aus dem anderen
Kanal, z. B. dem Kanal 9, austritt. Der Klebstoff kann dabei aus einer Flasche oder
Kartusche oder auch mittels eines handelsüblichen Dosiergeräts zugeführt werden.
Anschließend wird dieser Kanal 9 durch eine entsprechende Vorrichtung verschlossen, die
z. B. aus einer in ein entsprechendes Innengewinde eingedrehten Schraube besteht.
Im vierten und letzten Verfahrensschritt erfolgt die Aushärtung des Klebstoffs durch die
erfindungsgemäße hydrostatische Hochdruckhärtung. Hierzu wird z. B. über den noch
offenen Kanal 8 dem Klebstoff 10 ein Druck aufgeprägt bzw. im Klebstoff 10 ein
hydrostatischer Druckspannungszustand erzeugt. Dabei wird der Druck weit über den
atmosphärischen Druck hinaus erhöht, z. B. auf einen Wert von 1000 bar oder mehr. Der
minimale Druck liegt in der Höhe der Streckspannung des Klebstoffs (z. B. 50 N/mm2).
Da der Fügespalt durch die Spannvorrichtung (Schritt 3) und den ggf. auf die Dichtflächen
6 bzw. 7 aufgebrachten Klebstoff flüssigkeitsdicht verschlossen ist, richtet sich die
maximal erreichbare Höhe des Drucks im wesentlichen nach dem erreichbaren Kraftschluß
an den Dichtflächen 6 bzw. 7, der wiederum vom Werkstoff bzw. von der Geometrie und
Oberflächenbeschaffenheit der Fügeteile 1 und 2 und vom Gegendruck der Spannvor
richtung abhängt. Dieser hohe hydrostatische Druck wird vorzugsweise über die gesamte
Dauer der Aushärtung aufrechterhalten und entweder auf einen konstanten Wert eingestellt
oder je nach Härtungsbedingungen variiert, bis die gewünschten Klebstoffeigenschaften
entstanden sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei rotationssymmetrische Fügeteile 11 und
12 vorgesehen, wobei das Fügeteil 11 ein gerader zylindrischer oder kegelförmiger Hohl-
oder Vollkörper mit an sich beliebigem, z. B. rundem, elliptischem oder rechteckigem
Querschnitt und insbesondere ein Rohr, eine Achse oder Welle, ein Wellenzapfen, ein
Bolzen od. dgl. ist. Dagegen besteht das Fügeteil 12 aus einem eine koaxiale Bohrung
aufweisenden Körper oder einem koaxialen Hohlkörper, z. B. einer Lochscheibe, einer
Nabe, einem Zahnrad, einem Rohr od. dgl., wobei die Bohrung bzw. der Hohlkörper ein
zur Außenkontur des Fügeteils 11 passendes Hohlprofil aufweist. Analog zu Fig. 1 liegen
die beiden Fügeteile 11 und 12 längs einer Grenzfläche aneinander an, die im Aus
führungsbeispiel aus einer zylindrischen, der Mantelfläche des Fügeteils 11 entsprechen
den Fläche besteht. In die äußere Mantelfläche des Fügeteils 11 ist eine umlaufende
Ringnut 13 eingearbeitet, die zusammen mit der sie umgebenden inneren Mantelfläche des
Fügeteils 12 eine ringförmige Klebfuge bildet. Diese ist analog zu Fig. 1 über Kanäle mit
der äußeren Umgebung verbunden, wobei z. B. ein koaxialer Kanal 14 über zwei radiale
Kanäle 15 mit dem einen axialen Ende der Ringnut 13 verbunden ist, während das andere
Ende der Ringnut 13 über zwei schräg zur Rotationsachse angeordnete Kanäle 16 an die
äußere Umgebung mündet. Schließlich kann die Ringnut 13, wie Fig. 2 zeigt, von den
Mündungsöffnungen der Kanäle 15 zu denen der Kanäle 16 hin eine stetig abnehmende
Tiefe besitzen. Die Funktion der Kanäle 14, 15 und 16 entspricht der Funktion der Kanäle
8 und 9 in Fig. 1.
Ist das Fügeteil 11 ein Hohlkörper, z. B. ein Rohr, dann kann die Ringnut im Fügeteil 11
und 12 angeordnet sein, analog Fig. 1, oder nur im Fügeteil 12. Die Befüllung und
Entlüftung des Klebspalts erfolgen dann über die Kanäle 16. Die Kanäle 14, 15 (Fig. 2)
sind in diesem Fall nicht erforderlich.
Die Abdichtung des Klebspalts erfolgt hier durch Dichtmittel, die im wesentlichen aus
zwei ringförmig umlaufenden, aneinanderstoßenden Dichtflächen 17 und 18 der Fügeteile
11 und 12 bestehen, wobei diese Dichtflächen 17, 18 an beiden axialen Enden der
Klebfuge angeordnet sind und den Dichtflächen 6, 7 in Fig. 1 entsprechen.
Das Klebverfahren wird bei Anwendung der Anordnung nach Fig. 2 analog dem oben
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ausführlich erläuterten Klebverfahren durchgeführt.
Dabei erfolgt die Abdichtung des Klebspalts allerdings vorzugsweise nicht durch das
Einspannen der Verbindung, sondern durch eine Längs- oder Querpressung der Fügeteile
11 und 12, d. h. durch eine Verbindung derselben mittels einer Preßpassung. Dabei wird
eine Längspressung im allgemeinen durch Eindrücken des inneren Fügeteils 11 in das
äußere Fügeteil 12 erhalten. Zur Erleichterung dieses Vorgangs können die Dichtflächen
17, 18 vorher mit einem Gleitmittel, das z. B. aus dem verwendeten Klebstoff besteht,
bestrichen werden. Dagegen läßt sich eine Querpressung durch Erwärmung des äußeren
Fügeteils 12 und/oder Abkühlung des inneren Fügeteils 11 und ein dadurch ermöglichtes,
reibungsfreies Fügen erzielen. Wird beim Längspressen auf die Verwendung eines
Klebstoffes oder dgl. als Gleit- und Dichtmittel im Bereich der Dichtflächen 17, 18
verzichtet, kann durch das Einpressen des inneren Fügeteils 11 quasi eine Vorbehandlung
der Klebfläche des Fügeteils 12 in Form einer Reinigung bis hin zu einer Abtragung
oberer Schichten, einer Glättung, einer Oberflächenveredelung oder einer Oberflächen
aktivierung erreicht werden. Im übrigen zeigt Fig. 2, daß die Enden der Kanäle 16 mit je
einem Innengewindeabschnitt versehen sind, in den beim Aushärten je eine mit einem
entsprechenden Außengewinde versehene Schraube 19 eingedreht wird, um die Kanäle 16
beim Aufprägen des hohen hydrostatischen Drucks über die Kanäle 14 und 15 dicht zu
verschließen.
Bei einer Ausführungsform ähnlich Fig. 2, bei der jedoch das äußere Fügeteil 12 entgegen
der Darstellung in Fig. 2 ein Rohr oder ein dünnwandiger Hohlkörper ist und aus
geometrischen und werkstofflichen Gründen keine Preßpassung, sondern nur eine Spiel-
oder Übergangspassung möglich ist, werden die ineinandergeschobenen Fügeteile ent
sprechend dem zweiten Schritt zu Fig. 1 in eine nicht dargestellte Spannvorrichtung bzw.
Presse mit der Fügeverbindung angepaßter Kontur eingelegt, die z. B. zwei halbschalenför
mige Spannelemente aufweist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind wie in Fig. 1 zwei plattenförmige
Fügeteile 21 und 22 vorgesehen, wobei das Fügeteil 21 z. B. ein aus Gußeisen bestehendes
Maschinenbett und das Fügeteil 22 eine Führungsschiene aus gehärtetem Stahl ist. Im
Unterschied zu Fig. 1 befinden sich jedoch die Fügeteile 21 und 22 weder in unmittelbarer
Berührung, noch weisen sie eine Aussparung oder Nut zur Bildung eines Klebspalts auf.
Eine Klebfuge 23 wird bei dieser Ausführungsform vielmehr dadurch gebildet, daß
zwischen zwei einander zugewandte Fügeflächen der Fügeteile 21, 22 ein rundum ge
schlossenes, z. B. rechteckförmig ausgebildetes, vorzugsweise elastisches Dichtmittel 24
aus Gummi, Papier und/oder Klebstoff angeordnet wird. Nach dem Fügen der Fügeteile
21 und 22 begrenzen die einander zugewandten Fügeflächen und das mit definierter Dicke
und Breite rundum laufende Dichtmittel 24 einen die Klebfuge 23 bildenden Hohlraum
definierter Größe, dessen Form und Abmessungen auch analog zu den Aussparungen 4, 5
nach Fig. 1 bzw. der Ringnut 13 nach Fig. 2 gewählt werden können. Wie im Aus
führungsbeispiel nach Fig. 1 umfaßt das Klebverfahren vier Schritte, wobei in einem
ersten Schritt das Fügen erfolgt, ggf. nach einem Bestreichen des Dichtmittels 24 mit
Klebstoff dort, wo es mit den Dichtflächen der Fügeteile 21, 22 in Berührung kommt. Im
zweiten Schritt werden die Fügeteile 21, 22 wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1
mittels einer Spannvorrichtung verspannt bzw. zusammengehalten, ggf. unter elastischem
Stauchen des Dichtmittels. Danach wird im dritten Schritt ein in Fig. 3 nicht dargestelltes
Klebmittel in die Klebfuge 23 eingeführt, wozu im Fügeteil 21 ein in die Klebfuge 23
mündender Zuführkanal 25 und im Fügeteil 22 ein von der Klebfuge 23 wegführender,
mit einer Schraube 26 verschließbarer Entlüftungskanal 27 vorgesehen sind. Die Aushär
tung erfolgt dann analog zu Fig. 1 und 2 durch Aufprägung eines hohen hydrostatischen
Drucks z. B. über den Kanal 25.
Ein Ausführungsbeispiel für eine zum Aushärten geeignete Vorrichtung ist schematisch in
Fig. 5 dargestellt. Zwei Fügeteile 31 und 32, wobei das Fügeteil 31 z. B. eine Welle und
das Fügeteil 32 eine auf diese mit Preßsitz aufgezogene Nabe ist, grenzen längs ringförmi
ger Dichtflächen 33 und 34 aneinander. Das Fügeteil 31 weist in einem zwischen den
Dichtflächen 33, 34 gelegenen Bereich eine eine Klebfuge bildende Ringnut 35 auf, die an
einem axialen Ende mit durch das Fügeteil 31 verlaufenden Kanälen 36 und 37 zur Zufüh
rung eines Klebstoffs und an ihrem axial entgegengesetzten Ende mit einem der Entlüftung
dienenden, ebenfalls durch das Fügeteil 31 verlaufenden Kanal 38 in Verbindung steht.
Der Kanal 36 ist koaxial im Fügeteil 31 angeordnet und nach Art einer Blindbohrung
ausgebildet, deren am weitesten innenliegender, mit dem zweckmäßig radialen Kanal 37 in
Verbindung stehender Abschnitt vorzugsweise konusförmig ausgebildet und mit einer
entsprechend geformten, hohlkegeligen Dichtung 39 versehen ist, die z. B. aus Polyethylen
besteht. An den konischen Abschnitt des Kanals 36 schließt sich ein bis zur einen
Stirnfläche des Fügeteils 31 verlaufender, im Querschnitt verbreiteter und gegebenenfalls
abgestufter Abschnitt an, der im an die Stirnfläche grenzenden Bereich mit einem
Außengewindeabschnitt 40 versehen ist.
Der Außengewindeabschnitt 40 dient zur Aufnahme eines mit einem entsprechenden
Innengewinde versehenen Adapters 42, der zur Aufprägung des hohen hydraulischen
Drucks bei der Aushärtung dient. Dieser Adapter 42 weist an einem im Kanal 36 zu
liegen kommenden Ende ein in die Dichtung passendes Anschlußstück 43 auf und ist an
einem aus dem Fügeteil 31 herausragenden Ende mit einem Übergangsstück 44 versehen,
an das ein Druckschlauch einer nicht dargestellten Hydraulikpumpe angeschlossen ist. Die
Hydraulikpumpe kann z. B. eine handelsübliche, handbetriebene Hydraulikhochdruckpum
pe sein.
Das Klebverfahren zur Verbindung der Fügeteile 31, 32 läuft analog zu Fig. 1 bis 4 ab,
wobei der Klebstoff alternativ auch mit einem dem Adapter 42 entsprechenden Adapter
zugeführt werden könnte. Sobald sich der Klebstoff im Sackloch (Kanal 36) befindet, wird
der Adapter 42 derart in den Gewindeabschnitt 40 eingedreht, daß sein Anschlußstück 43
abgedichtet in der Dichtung 39 zu liegen kommt. Der Klebstoffspiegel liegt dann, wie aus
Fig. 5 ersichtlich ist, z. B. dicht unterhalb der Dichtung 39, und der Klebstoff kann mit
dem Öl aus der Hydraulikpumpe in den Klebspalt gedrückt werden. Tritt der Klebstoff
dann luftblasenfrei aus dem Kanal 38 aus, wird dessen Austrittsöffnung, die zweckmäßig
an derselben Stirnfläche des Fügeteils 31 wie die Eintrittsöffnung des Kanals 36 mündet,
mittels einer Schraube 46 oder dergleichen flüssigkeitsdicht verschlossen. Abschließend
wird mit der Hydraulikpumpe das Hydrauliköl 45 bis zu dem sich ergebenden Klebstoff
spiegel vorgepreßt und dann unter den gewünschten hydrostatischen Druck gesetzt, bis der
Klebstoff 41 völlig ausgehärtet ist. Danach wird der Druck wieder auf Atmosphärendruck
reduziert und der Adapter 42 entfernt. Die aus den Fügeteilen 31 und 32 bestehende
Anordnung ist jetzt fertig zur weiteren Verwendung.
Das erfindungsgemäße Klebverfahren bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Durch die
Aushärtung unter hohem hydrostatischem Druck wird eine wesentliche Verbesserung der
mechanischen, insbesondere der kohäsiven bzw. adhäsiven Eigenschaften und der Alterungs-
und Chemiekalienbeständigkeit der fertigen Klebschicht erhalten. Dies ist vor allem eine
Folge davon, daß die im Klebspalt befindliche Luft vor Beginn des Aushärtens vollständig
herausgedrückt und der Klebspalt optimal mit Klebstoff gefüllt werden kann, so daß beim
Anlegen des Drucks eine gute Benetzung der Fügeteiloberflächen bis in kleinste Ober
flächenvertiefungen und damit eine Vergrößerung der wirksamen Oberfläche erzielt
werden. Abgesehen davon werden das Schrumpfen des Klebstoffs und dadurch bedingte Schrumpf-
oder Schwindungseigenspannungen vermieden, da der unter Druck stehende Klebstoff
während des Aushärtens ständig aus dem ihn zuführenden Kanal in die Klebefuge
nachfließen kann. Als besonders gut geeignet hat sich z. B. der unter der Bezeichnung
"Loctite 603" vertriebene Klebstoff der Fa. Loctite Deutschland GmbH, München,
erwiesen.
Das erfindungsgemäße Klebverfahren eignet sich grundsätzlich für eine Vielzahl von
Fügeteilwerkstoffen. Nur beispielsweise sei auf Werkstoffe wie Stahl, kohlenstoff- oder
glasfaserverstärkte Kunststoffe, keramische Werkstoffe, Sinterwerkstoffe oder Alumini
umpreßteile hingewiesen, wobei die beteiligten Fügeteile aus gleichen oder unterschiedli
chen Materialien bestehen können. Dagegen sind als Klebstoffe alle gießfähigen, auf
polymerer, metallischer und/oder keramischer Basis beruhenden Klebstoffe mit einer
Viskosität geeignet, die an die beschriebene Art der Injektion angepaßt ist. Untersuchun
gen haben gezeigt, daß die Druckscherfestigkeit nach DIN 54 542 für einen anaeroben
Klebstoff auf der Basis von Urethanmethacrylat mit einer Viskosität von 100 bis 150
mPa.s mit dem beschriebenen Verfahren bei einem hydrostatischen Druck von 600 bar
auf das Doppelte gegenüber der üblichen Aushärtung bei atmosphärischem Druck gestei
gert werden kann. Eine Lagerung der unter diesem hydrostatischen Druck hergestellten
5 Proben über 500 Stunden in einem Wasser-Glycol-Gemisch bei 87°C zeigt im Gegensatz
zu den üblichen Ergebnissen noch eine Zunahme der Festigkeit um ca. 10%.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich
auf vielfache Weise abwandeln lassen. Beispielsweise ist es möglich, die Fügeteile 1, 2
bzw. 21, 22 nicht plattenförmig, sondern schalenförmig oder sonstwie auszubilden und
andere als die dargestellten rotationssymmetrischen bzw. koaxialen Fügeteile 11, 12 bzw.
31, 32 zu verwenden. Weiter ist es möglich, Klebfugen mit anderen als den dargestellten
Abmessungen vorzusehen, wobei in jedem Fall definierte Klebfugen, d h. solche mit in
Abhängigkeit vom Einzelfall vorgewählter Höhe, Breite und Länge bevorzugt werden, um
dadurch eine Klebstoffbefüllung zu erhalten, die auf die zu übertragenden Kräfte und
Momente abgestimmt ist. Entsprechend können die Dichtmittel 24 nach Fig. 3 und 4 in
Abhängigkeit vom Einzelfall gewählt und statt längs einer rechteckförmigen Bahn (Fig. 4)
auch längs einer kreisbogenförmigen, elliptischen, quadratischen oder sonstigen Bahn
verlegt werden. Außerdem versteht sich, daß die Abmessungen und/oder die Lage der
Mündungsöffnungen und/oder die Zahl und Anordnung der verschiedenen Kanäle
zweckmäßig so gewählt werden, daß sich eine möglichst gleichförmige und luftblasenfreie
Befüllung der Klebfuge mit Klebstoff erzielen läßt. Weiterhin kann es vorteilhaft sein,
über die verschiedenen Kanäle die in der Klebfuge befindliche Luft abzusaugen, bevor der
Klebstoff eingepreßt wird, um dadurch eine noch bessere Benetzung bis in kapillare
Vertiefungen zu erreichen. Eine Absaugung des Klebstoffs während der Befüllung der
Klebfuge könnte außerdem dazu dienen, etwa vorhandene umweltschädigende, flüchtige
Bestandteile von der äußeren Umgebung fernzuhalten. Weiter ist es möglich, die der
Entlüftung dienenden Kanäle ganz wegzulassen und statt dessen den hydrostatischen Druck
bei der Aushärtung soweit zu erhöhen, daß sich die Dichtflächen der beteiligten Fügeteile
bzw. die Dichtflächen und die ihnen zugeordneten Flächen zusätzlicher Dichtmittel (z. B.
24 in Fig. 3 und 4) voneinander abheben und dadurch etwa noch in der Klebfuge vorhan
dene Luft durch die sich auf diese Weise bildenden Spalte entweichen kann. Schließlich
versteht sich, das die Wirkflächen der Fügeteile je nach Bedarf oder auch aufgrund
behördlicher Vorschriften gereinigt und vorbehandelt werden können.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung zwischen zwei Fügeteilen (1, 2;
11, 12; 21, 22; 31, 32) mit den Verfahrensschritten
- a) Fügen der Fügeteile (1, 2; 11, 12; 21, 22; 31, 32) derart, daß sie zwischen sich eine im Bereich ihrer durch Kleben zu verbindenden Grenzflächen (3) rundum abgedichtete Klebfuge (23) begrenzen;
- b) Gegeneinanderdrücken der Fügeteile (1, 2; 11, 12; 21, 22; 31, 32) derart, daß im Bereich der Grenzflächen (3) der Fügeteile (1, 2; 11, 12; 21, 22; 31, 32) eine flüssigkeitsdichte Abdichtung der Klebfuge (23) unter dem zur Aushärtung des Klebstoffes (10, 41) vor gesehenen hohen hydrostatischen Druck gewährleistet ist;
- c) Einbringen des Klebstoffs (10, 41) in die Klebfuge (23) durch einen in die Klebfuge (23) mündenden Kanal (8, 9; 14, 15, 16; 25, 27; 36, 37, 38);
- d) Aufprägen eines hohen hydrostatischen Drucks in die Klebefuge (23) und Halten dieses Drucks über einen in die Klebefuge (23) mündenden Kanal (8, 9; 14, 15, 16; 25, 27; 36, 37, 38);
- e) Aushärten des Klebstoffs (10, 41) unter dem hohen hydrostatischen Druck.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der
Klebfuge (23) durch gegenseitiges Verspannen der Fügeteile (1, 2; 21, 22) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der
Klebfuge (23) durch Herstellung einer Preßpassung zwischen den Fügeteilen (11, 12; 31, 32)
erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
zwei an die Klebfuge (23) grenzende Kanäle (8, 9; 14, 15, 16; 25, 27; 36, 37, 38) vorgesehen
werden, der Klebstoff (10, 41) über den einen Kanal (8; 14, 15; 25; 36, 37) in die Kleb
fuge (23) eingebracht wird, bis er luftblasenfrei aus dem anderen Kanal (9; 16; 27; 38)
austritt, einer der Kanäle (9; 16; 27; 38) dann druckdicht verschlossen wird und danach der
hydrostatische Druck im Klebstoff (10,41) über den offen bleibenden Kanal (8; 14, 15; 25;
36, 37) wesentlich vergrößert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe
des hohen hydrostatischen Drucks während der Aushärtung variiert wird.
6. Anordnung, die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist,
mit durch Kleben verbundenen Fügeteilen (1, 2; 11, 12; 21, 22; 31, 32), die längs einer
Grenzfläche (3) aneinander stoßen und eine mit unter hohem hydrostatischem Druck
ausgehärteten Klebstoff (10,41) gefüllte, durch Dichtmittel (6, 7; 17, 18; 24; 33, 34) abge
dichtete Klebfuge (23) begrenzen, die über wenigstens einen Kanal (8, 9; 15; 16; 25, 27;
36, 37, 38) mit der Klebstoffquelle und Druckquelle verbindbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebfuge (23) durch
eine in wenigstens eines der Fügeteile (1, 2; 11, 12; 31, 32) eingearbeitete Ausnehmung (4, 5)
oder Nut (13, 35) gebildet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel im
Bereich der Grenzfläche (3) eingelegte Dichtungen (24) enthalten.
9. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel
(6, 7; 24) im Bereich der Grenzfläche (3) eingebrachten Klebstoff enthalten.
10. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel
(17, 18; 33, 34) durch eine zwischen den Fügeteilen (11, 12; 31, 32) bestehende, kraft
schlüssige Preßverbindung gebildet sind.
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