DE3616567A1 - Verfahren zum herstellen dicker spritzmetallschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer dicken Spritzmetallschicht auf einer Unterlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist in der DE-PS 8 21 902 beschrie­ ben. Es eignet sich zur Erzeugung einer in sich ringförmig geschlossenen Spritzmetallschicht auf metallischen Dreh­ teilen, z. B. zur Herstellung von Lagerflächen.

Oft ist es wünschenswert, dicke Spritzmetallschichten auch in Form nicht geschlossener oder ebener Schichten auf einer Unterlage anzubringen; in vielen Fällen wäre es auch vor­ teilhaft, dicke Spritzmetallschichten auf solchen Unter­ lagen anzubringen, auf welchen Spritzmetall schlecht haftet, z. B. Kunststoffunterlagen, Holzplatten, Faserplatten und dergleichen.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Verfahren geschaffen werden, mit welchem auch offene, also nicht ringförmig geschlossene Spritzmetallschichten auf Unterlagen angebracht werden können, auf welchen das Spritzmetall schlecht haftet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfah­ ren gemäß Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die Unterlage zunächst ein aushärtbarer Kleber aufgetragen. Derartige Kleber sind dem Fachmanne an sich bekannt und haben vernetz­ bare Moleküle oder Molekülgruppen, welche sich auch mit Kunststoffunterlagen gut verbinden. Es wurde nun herausge­ funden, daß sich auf einer derartigen Kleberschicht auch eine Spritzmetallschicht gut aufbringen lässt, wenn der entsprechende Kleber noch nicht ausgehärtet ist, obwohl er dann keine starre Unterlage für die Spritzmetallschicht bilden kann. Erfindungsgemäß wird auf den noch nicht form­ stabilen Kleber eine dünne von Löchern freie durchgehende Schicht aus einem Metall thermisch aufgespritzt, wobei diese erste Spritzmetallschicht durch den noch nicht ausgehärteten Kleber sehr gut festgehalten wird. Da diese erste Spritzme­ tallschicht dünn ist, entstehen in ihr auch noch keine grossen thermischen Spannungen, welche zu Belastungen der noch nicht ausgehärteten Kleberschicht führen würden. Nach dem Aushärten des Klebers hat man somit eine Struktur, in welcher die erste Spritzmetallschicht durch die Kleberschicht von der Unterlage getrennt parallel zur Oberfläche der Unterlage verläuft. Auf die so formgetreu und fest mit der Unterlage verbundene erste Spritzmetallschicht wird an­ schließend die außenliegende dicke zweite Spritzmetallschicht aufgetragen. In dieser Schicht enstehen auf Grund der großen Dicke mechanische Spannungen, welche beim Vorgehen nach dem bekannten Verfahren und bei nicht metallischen Unterlagen dazu führen würden, daß sich die dicke äussere Spritzmetall­ schicht von der Unterlage spontan oder bei geringster Beschädigung oder mechanischer Belastung ablöst. So schälen sich selbst ringförmig geschlossene dicke Spritzmetall­ schichten, welche auf Kunststoffwalzen aufgebracht sind, von der Walzenoberfläche dann ab, wenn der Ringschluß durch äußere mechanische Beschädigung oder Vibrationen beein­ trächtigt wird.

Beim Vorgehen nach dem erfindungsgemässen Verfahren haftet dagegen die dicke Spritzmetallschicht in an sich bekannter Weise hervorragend auf der darunterliegenden ersten Spritz­ metallschicht aus Metall, während letztere über die ausge­ härtete Kleberschicht sehr zuverlässig und mechanisch hoch belastbar mit der Unterlage verbunden ist. Im oben angespro­ chenen Falle von Kunststoffwalzen, welche mit einer dicken Spritzmetallschicht versehen sind, kann man beim Vorgehen nach dem erfindungsgemässen Verfahren an Rissen in der Spritzmetallschicht die letztere selbst nicht unter Verwen­ dung eines spitzen Werkzeuges von der Unterlage lösen.

Das Aufbringen der Kleberschicht auf die Unterlage kann unter Verwendung eines Rakels, eines Pinsels oder unter Verwendung einer Spritzpistole erfolgen. Für das Aufbringen der Spritzmetallschichten eignen sich die üblichen Verfahren zum thermischen Aufspritzen von Metall wie das Lichtbogen­ spritzen oder Plasmaspritzen, wobei man die verwendeten Gasströme zweckmäßig auf verhältnismäßig kleinen Wert einstellt.

Wichtig ist, daß die erste Spritzmetallschicht im wesent­ lichen durchgehend ist, denn durch etwa in dieser Schicht verbleibende Löcher wäre beim Aufspritzen der zweiten Spritzmetallschicht der nunmehr ausgehärtete Kleber nach außen frei und auf ihm würde das zweite aufgespritzte Metall nur schlecht haften. Soweit derartige Löcher in der ersten Spritzmetallschicht aber nur sehr klein sind, führen sie nur zu lokalen Störungen in der dicken äusseren Spritzmetallschicht, denn wie oben schon dargelegt, wird letztere in den durchgehenden Bereichen der ersten Spritz­ metallschicht unter Zwischenschaltung der Kleberschicht sehr fest an die Unterlage angebunden, so daß lokale Fehler nicht zu einem Abschälen der gesamten Schichtstruktur in grösseren Bereichen führen können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf das Ausschließen temperaturbedingter Schäden an der Kleberschicht, im Hinblick auf ein besonders gutes Haften der aufgebrachten ersten Spritzmetallschicht an der Kleberschicht und im Hinblick auf das Kleinhalten thermischer Spannungen in der ersten Spritzmetallschicht von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die erste Spritzmetallschicht auf die Kleber­ schicht zu einem Zeitpunkt aufgebracht wird, zu welchem diese am bindungsfreudigsten ist. Außerdem wird auf diese Weise verhindert, daß sich auf der Kleberschicht Verunrei­ nigungen absetzen.

Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 4 ist durch die hohe Viskosität des Klebers eine etwas höhere mechanische Be­ lastbarkeit desselben auch in nicht ausgehärtetem Zustand gewährleistet, so daß man beim Aufbringen der ersten Spritz­ metallschicht für diese eine etwas grössere Schichtdicke wählen kann, wie dies im Hinblick auf ein sicheres Vermei­ den von Löchern und Schwachstellen in der ersten Spritz­ metallschicht von Vorteil ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf eine hohe Belastbarkeit der Verbindungsfuge zwischen der aufgebrachten Schichtstruktur und der Unterlage von Vorteil, da die zuerst aufgebrachte Klebermenge teil­ weise in die Unterlage eintreten kann und so eine besonders gute Verankerung der Kleberschicht an der Unterlage gewähr­ leistet.

Die Verwendung von Epoxydklebern, welche im Anspruch 6 angegeben ist, ist einerseits im Hinblick auf eine einfache Verarbeitung des Klebers, andererseits im Hinblick auf eine besonders gute Anbindung der ersten Spritzmetallschicht von Vorteil.

Die im Anspruch 7 angegebenen Materialien für die erste Spritzmetallschicht sind im Hinblick auf ein einfaches Aufbringen dieser Spritzmetallschicht und auf ein gutes Anbinden äusserer Spritzmetallschichten aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien von Vorteil.

Es ist an sich bekannt, daß das Aushärten von Klebern durch Erhöhung der Temperatur, unter welcher das Aushärten erfolgt, beschleunigt werden kann. Bei Erhöhung der Tempe­ ratur wird aber zunächst der Kleber ähnlich wie eine normale visköse Flüssigkeit dünnflüssiger, und dies würde beim erfindungsgemäßen Verfahren möglicherweise eine Gefahr für den Zusammenhalt der auf die Kleberschicht aufgebrach­ ten ersten Spritzmetallschicht bedeuten. Gemäß Anspruch 11 wird das Aushärten des Klebers durch eine Temperatur­ behandlung beschleunigt, wobei aber eine spezielle Tem­ peraturführung derart erfolgt, daß die Viskosität des Klebers nie unter diejenige absinkt, welche zum Zeitpunkt des Auftragens der ersten Spritzmetallschicht vorlag. Da die Viskosität des Klebers durch das Aushärten zunimmt, kann man erfindungsgemäß entsprechend dieser Zunahme die Aushärtetemperatur erhöhen, so daß man einerseits die Integrität der ersten Spritzmetallschicht sicherstellt, andererseits aber doch den Aushärtevorgang nennenswert verkürzen kann. Der Anspruch 11 gibt detaillierte Verfah­ rensmerkmale, wie dieser Vorteil unter Einsatz eines Regel­ kreises erhalten werden kann.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist gewährleistet, daß die über den Aushärtevorgang hinweg erfolgende Messung der momentanen Viskosität des Klebers in einem sehr grossen Bereich bis hin zu sehr großen Vis­ kositätswerten durchgeführt werden kann.

Dem gleichen Zwecke dient auch die Weiterbildung der Erfin­ dung gemäß Anspruch 13, durch welche ebenfalls eine Ver­ ringerung der Reibung zwischen Prüfkörper und Kleberschicht erhalten wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wird erreicht, daß der Prüfkörper nicht Klebstoff endgültig aus der Prüfschicht herausträgt, wodurch die Verhältnisse in der Prüfschicht in unmittelbarer Nachbarschaft der vom Prüfkörper durchlaufenen Bahn bleibend geändert würden.

Bei dem im Anspruch 15 angegebenen Verfahren ist sicherge­ stellt, daß schon die erste verwendete Messung unter bezüg­ lich der Verteilung von Klebstoff um den Prüfkörper herum stationären Bedingungen erfolgt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen in grossem Maßstab wiedergegebenen Schnitt durch einen Ausschnitt aus einer Unterlage, welche über Zwischenschichten eine dicke Spritz­ metallschicht trägt;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines platten­ förmigen Werkstückes, welches längs der einen Kante mit einer dicken Spritzmetallschicht versehen ist; und

Fig. 3 eine schematische Ansicht mechanischer und elektronischer Teile einer Einrichtung, durch welche der Temperaturanstieg beim Aushärten eines Klebstoffes gemäß der gemessenen Visko­ sitätszunahme des Klebstoffes geregelt wird.

In Fig. 1 ist eine Unterlage 10 gezeigt, welche in der Praxis ein Ausschnitt aus einem Kunststoffteil, Kunststoff­ verbundteil, Metallteil, Holzteil, Spanplattenteil, Faser­ plattenteil, Glas- oder Keramikteil usw. sein kann. Über der Oberseite der Unterlage 10 befindet sich eine Kleber­ schicht 12, welche durch Aushärten eines 2-Komponenten- Epoxydklebers hergestellt ist. Über der Kleberschicht 12 liegt eine erste, innere Spritzmetallschicht 14 aus Aluminium, welche ihrerseits eine zweite, äußere Spritzmetallschicht 16 grosser Dicke aus mit Chrom legiertem Stahl trägt.

Die Dicke der Kleberschicht 12 beträgt in der Praxis 0,1 bis 0,7 mm, je nach Art des verwendeten Klebers, der Auf­ bringung der Kleberschicht und anderer von der Kleber­ schicht zu übernehmender Aufgaben (z. B. elektrische oder thermische Isolierung).

Der für die Kleberschicht 12 verwendete Kleber kann anorga­ nische Füllstoffe enthalten, um seine Viskosität zu erhöhen. Hierzu gehören z. B. Glasstaub, hohle Mikrokugeln aus Glas und Zink- oder Aluminiumpulver.

Als Grundmaterial für den Kleber dienen aushärtbare Epoxyd­ massen, welche in bekannter Weise einen Binderanteil und einen Härteranteil umfassen. Geeignete Epoxydklebermassen werden z. B. von der Agomet Klebstoffe GmbH in D-6450 Hanau unter den Handelsbezeichnungen "Agomet P . . ." vertrieben, wobei sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung insbe­ sondere der Kleber mit der Handelsbezeichnung "Agomet P 206" bewährt hat. Dieser Kleber ist ein Epoxydkleber mit einer Dichte von 1,3 g/cm², mit einer Viskosität bei Raumtemperatur von 190 000 mPas, mit einer Hantierbarkeit von etwa 360 Minuten, einer Aushärtezeit von 48 Stunden und einer Zugscherfestigkeit von etwa 18 N/mm².

Die Spritzmetallschicht 14 aus Aluminium hat eine Dicke von in der Praxis mindestens 0,1 mm und vorzugsweise nicht mehr als 0,5 mm. Ein bevorzugter Dickenbereich liegt zwi­ schen 0,2 mm und 0,3 mm; für ihn ist einerseits gewährlei­ stet, daß die Spritzmetallschicht 14 bei Einhaltung üblicher, jedoch nicht übertriebener Sorgfalt und Anwendung üblicher Spritzverfahren lochfrei ist und deckt, während die in dieser Spritzmetallschicht auftretenden thermisch beding­ ten Spannungen insgesamt klein sind.

Die außenliegende dicke Spritzmetallschicht 16 aus chrom­ legiertem Stahl kann eine Dicke von einigen Millimetern haben, wie dies jeweils im Hinblick auf den zu erwartenden Verschleiß oder im Hinblick auf später noch vorzunehmende mechanische Bearbeitungen notwendig ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schichtstruktur ist die Bindung der dicken äusseren Spritzmetallschicht 16 an die Unterlage 10, welche über die innere Spritzmetallschicht 14 aus Aluminium und die Epoxyd-Kleberschicht 12 vermittelt wird, so gut, daß auch bei nicht vollständiger Bedeckung eines Werkstückes, also ohne Ringschluß der dicken Spritzmetall­ schicht 16 kein Ablösen von der Unterlage 10 zu befürchten ist. Dies ermöglicht es, teilbeschichtete Werkstücke mit dicken Spritzmetallschichten herzustellen und diese Spritz­ bearbeiten, z. B. teilweise abzudrehen oder zu schleifen.

Die in Fig. 1 gezeigte Schichtstruktur läßt sich folgender­ maßen herstellen:

Die Unterlage 10 wird in üblicher Weise gereinigt, insbe­ sondere von Fettrückständen befreit. Bei sehr glatter Ober­ fläche der Unterlage 10 wird letztere aufgerauht. Bei Kunststoff-Formteilen kann dies z. B. durch Abblasen der Oberfläche mit Glasstaub, Korund oder anderen mineralischen Strahlmitteln erfolgen.

Auf die Oberseite der Unterlage 10 wird dann eine Epoxyd- Klebermischung z. B. unter Verwendung eines Rakels in einer Dicke von etwa 0,5 mm aufgetragen. Bevorzugt wird der oben angesprochene Kleber "Agomet P 206" verwendet, und zwar mit 1,3 Gewichtsteilen Härter auf 1 Gewichtsteil Harz.

Auf die aufgerakelte Kleberschicht 12 wird sofort die Spritzmetallschicht 14 aus Aluminium durch Lichtbogen­ spritzen oder Plasmaspritzen aufgetragen, was unter mehr­ maligem Überstreichen der Kleberschicht mit dem Spritzkopf erfolgt, bis insgesamt eine deckende, von Löchern freie Schicht mit einer Gesamtstärke von 0,2 mm erhalten ist.

Vorzugsweise erfolgt das Auftragen dieser ersten Spritz­ metallschicht 14 über die Ränder der Kleberschicht hinaus, so daß die Kleberschicht 12 mit Sicherheit vollständig abgedeckt ist. Damit wird vermieden, daß sich auf der klebrigen Kleberschicht 12 noch Verunreinigungen absetzen und festkleben können, wenn die so erhaltene Struktur an­ schließend aushärtet. (Die aufgebrachte Spritzmetall­ schicht 14 ist außen trocken, nicht klebrig.)

Nach dem Aushärten der Kleberschicht 12, welches bei dem oben angegebenen Kleber bei Raumtemperatur etwa 48 Stunden dauert, wird auf die dünne Aluminium-Spritzmetallschicht 14 die dicke Spritzmetallschicht 16 aus chromlegiertem Stahl aufgespritzt. Hierzu fährt man wieder mit einem den entsprechenden Stahl auftragenden Spritzkopf mehrfach über die zu beschichtende Fläche, bis insgesamt die ge­ wünschte Gesamtstärke der Spritzmetallschicht 16 erzielt ist.

Nach Aufbringen der äußeren Spritzmetallschicht 16 kann das Werkstück sofort mechanisch bearbeitet oder montiert werden.

In Abwandlung des soeben beschriebenen Ausführungsbeispie­ les kann man bei Kunststoff-Verbundteilen, welche aus Ep­ oxydharz und einer Verstärkung oder einem Füllstoff her­ gestellt werden, die erste Spritzmetallschicht 14 direkt auf das noch nicht ausgehärtete Harz an der Werkstückober­ fläche aufbringen, welches dann zugleich die Funktion der Kleberschicht übernimmt. Soweit das Werkstück zu diesem Zeitpunkt noch nicht formstabil ist (z. B. Rohling aus ei­ ner Kohlenfaser-Einlage, die mit Harz getränkt wurde), kann dieser zum Aufspritzen der ersten Metallschicht auf einem Formdorn oder dgl. verbleiben, wie für das noch folgende Aushärten des Harzes an sich üblich.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein teilbeschich­ tetes Werkstück: ein plattenförmiges Werkstück 18 hat ein in Fig. 2 rechts liegendes abgerundetes Ende 20, welches mit einer im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Verschleißschicht 22 abgedeckt ist. Letztere hat im einzelnen den in Fig. 1 gezeigten Aufbau. In der dicken äußeren Spritzmetallschicht 16 der Verschleißschicht 22 entstehen, bedingt durch das thermische Spritzen, innere Spannungen, welche dazu führen, daß die Spritzmetallschicht 16 sich unter Aufweitung des "U" von der Unterlage abzu­ heben sucht. Ein solches Ablösen würde in der Tat auch erhalten, wenn man die beiden Spritzmetallschichten 14 und 16 direkt auf das Werkstück 18 aufbringen würde. Aus diesem Grunde wurden bisher beim Aufbringen von Verschleiß­ schichten durch thermisches Aufspritzen von Metall in sich ringförmig geschlossene Verschleißschichten erzeugt, welche unter Aufbau von Ringspannungen befähigt sind, auch grosse in Ablöserichtung wirkende thermische Spannungen in der dicken Spritzmetallschicht aufzunehmen. Aus diesem Grunde mussten auch oft Teile des Werkstückes beschichtet werden, bei denen kein Verschleißschutz notwendig war. Dies stellt eine beachtliche Material- und Zeitvergeudung dar. Darüber hinaus gibt es Werkstücke, die auf Grund ihrer besonderen Geometrie keinen Ringschluß benötigter Arbeits­ schichten (Verschleißschichten, Isolationsschichten usw.) zulassen.

Erzeugt man die beiden Spritzmetallschichten 14 und 16 über der Kleberschicht 12, wie dies oben beschrieben wurde, so braucht man die Spritzmetallschichten 14 und 16 nicht als in sich geschlossene Ringschichten auszubilden, was sowohl im Hinblick auf die mit der Beschichtung verbundenen Kosten als auch im Hinblick auf erweiterte Einsatzmöglich­ keiten an geometrisch für die Ausbildung von Ringschichten schlecht oder nicht geeigneten Werkstücken von Vorteil ist.

In weiterer Ausbildung der oben beschriebenen Ausführungs­ beispiele kann man auf die äußere dicke Spritzmetallschicht 16 noch weitere Deckschichten aufbringen, z. B. durch gal­ vanische Abscheidung, chemische Abscheidung, thermisches Spritzen, Aufdampfen usw.

Man kann auch für die dicke äußere Spritzteilschicht 16 andere Materialien verwenden, als beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel angegeben, insbesondere Aluminium, Kupfer, Bronze. Man kann somit als Material für die dicke äußere Schicht auch das gleiche Material wählen wie für die dünne untere Spritzmetallschicht.

Fig. 3 zeigt die wesentlichen Teile einer Regelung, durch welche die Temperatur, unter welcher das Aushärten der Kleberschicht 12 erfolgt, so erhöht wird, daß die Viskosität der in Aushärtung begriffenen Kleberschicht 12 zumindest auf ihrem Ausgangswert gehalten wird.

Auf der Oberseite eines quaderförmigen Probenkörpers 24 ist eine Prüfschicht 26 aus demselben Kleber angebracht, welcher als Unterlage für die Spritzmetallschicht 14 ver­ wendet wurde. Durch die Prüfschicht 26 lässt sich ein PTFE-Prüffaden 28 hindurchziehen, wobei die Reibung zwischen dem Prüffaden 28 und der Prüfschicht 26 als Maß für die momentane Viskosität des Klebers dient.

Der Prüffaden 28 ist in der Prüfschicht 26 dadurch reprodu­ zierbar geführt, daß bei der Mitte der oberen Längskanten des Probenkörpers 24 abgerundete Führungskerben 30 vorge­ sehen sind.

Die Viskositätsmessung erfolgt durch Ausüben einer konstan­ ten Kraft auf den Prüffaden 28 und Messen der für eine Relativbewegung zwischen Prüffaden und Prüfschicht vorge­ gebener Größe notwendigen Zeit. Hierzu ist am einen Ende des Prüffadens 28 ein Gewicht 32 befestigt, und in der Bahn des Gewichtes 32 sind drei Lichtschranken angeordnet, welche jeweils eine Lichtquelle 34, 36, 38 und einen hori­ zontal fluchtenden Detektor 40, 42, 44 aufweisen.

Das in Fig. 3 rechts gelegene, zweite Ende des Prüffadens 28 läuft von einer Fadenscheibe 46, die auf der Welle eines drehrichtungsumsteuerbaren Elektromotors 48 sitzt.

Die oben beschriebene Meßvorrichtung arbeitet grob gesprochen folgendermaßen:

Zu Beginn eines Meßvorganges wird der Elektromotor 48 so erregt, daß das Gewicht 32 angehoben wird, bis es die oberste Lichtschranke 34, 40 freigibt. Zu diesem Zeitpunkt wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Detektors 40 die Drehrichtung des Elektromotors 48 für eine vorgege­ bene Zeitspanne umgedreht, so daß von der Fadenscheibe 46 ein Fadenstück abgespult wird, welches länger ist als die Fallstrecke des Gewichts 32 von der obersten Licht­ schranke 34, 40 bis zu einer Aufsetzfläche 50. Dieses abgewickelte Fadenstück bleibt zunächst in Fig. 3 hinter dem Probenkörper 24, da der Faden durch die Prüfschicht 26 gebremst nur langsam unter dem Gewicht 32 nachgezogen werden kann. Bei seiner Abwärtsbewegung unterbricht das Gewicht 32 zunächst die mittlere Lichtschranke 36, 42, wodurch der Beginn einer Meßzeit markiert wird. Bei der weiteren Abwärtsbewegung unterbricht dann das Gewicht 32 auch die unterste Lichtschranke 38, 44, wodurch das Ende der Meßzeit vorgegeben ist. Die Länge der Meßzeit entspricht der momentanen Viskosität des Klebers in der Prüfschicht 26, und da letztere gleichzeitig der Wärme­ behandlung unterworfen wird wie die Werkstücke mit der die Spritzmetallschicht 14 tragenden Kleberschicht 12, hat man auf diese Weise auch die momentane Viskosität der nicht mehr zugänglichen, abgedeckten Kleberschicht 12.

Beim Aushärten der Kleberschicht 12 wird die Temperatur grob gesprochen so erhöht, daß die Viskosität der Kleber­ schicht 12 oder anders gesprochen diejenige Zeit, die das Gewicht 32 zum Durchqueren der zwischen den Licht­ schranken 36, 42 und 38, 44 liegenden Meßstrecke benötigt, konstant bleibt.

Zur Messung der vom Gewicht 32 zum Durchqueren der Meßstrecke benötigten Zeit ist ein frei laufender Taktgeber 52 vorge­ sehen, welcher über ein UND-Glied 54 mit der Zählklemme eines Zählers 56 verbunden ist. Die Freischaltung des UND-Gliedes 54 erfolgt durch das "1"-Ausgangssignal einer bistabilen Kippschaltung 58, die durch das invertierte (60) Ausgangssignal des Detektors 42 geschaltet wird.

Für die Zwecke der Beschreibung sei hier wie auch an an­ deren Stellen der Figurenbeschreibung angenommen, daß logische Schaltkreise jeweils auf ansteigende Signalflanken reagieren. Wo dies in der Praxis bei speziellen integrierten Schaltkreisen nicht der Fall sein sollte, können entsprechend Inverter hinzugefügt oder weggelassen werden und zusätzlich Schmitt-Trigger oder andere Impulsgeber eingefügt werden, um aus einer ansteigenden Signalflanke jeweils einen Arbeits­ impuls abzuleiten. Bei den hier zugrunde gelegten vereinfach­ ten Verhältnissen kann somit das "1"-Ausgangssignal der Kippschaltung 58 zugleich zum Rückstellen des Zählers 56 zu Beginn einer Meßperiode verwendet werden, wie aus der Zeichnung ersichtlich.

Das Rückstellen der bistabilen Kippschaltung 58 zur Been­ digung einer Meßperiode erfolgt durch das invertierte (62) Ausgangssignal des Detektors 44. Der Stand des Zählers 56 zu Ende einer Meßperiode ist somit der Ist-Viskosität des Klebers zugeordnet.

Der Ausgang des Zählers 56 ist ferner mit dem Eingang eines Speichers 64 verbunden, dessen Ausgang 0 ebenso wie der Ausgang des Zählers 56 mit einer der Eingangsklemmen eines digitalen Subtrahierkreises oder Komparators 66 verbunden ist.

Der Speicher 64 wird mit dem Stand des Zählers 56 dann geladen, wenn er an einer Aktivierungsklemme A ein Signal erhält. Letzteres wird vom Ausgang eines UND-Gliedes 68 bereitgestellt, dessen einer Eingang ebenfalls mit dem invertierten Ausgangssignal des Detektors 44 beaufschlagt ist. Der andere Eingang des UND-Gliedes 68 erhält dann Signal, wenn von der Bedienungsperson des Aushärteofens ein normalerweise offener Taster 70 geschlossen wird. Dieses Schließen erfolgt dann, wenn der Probenkörper 24 mit der der Kleberschicht 12 entsprechenden frischen Prüf­ schicht 26 in die Behandlungskammer eingebracht worden ist, der Prüffaden 28 über die Prüfschicht 26 gelegt worden ist und mehrmals in der Prüfschicht 26 hin- und herbewegt worden ist. Bei geschlossenem Taster 70 erfolgt dann das Einlesen des Standes des Zählers 56 beim Ende einer Meß­ periode, wenn das invertierte Ausgangssignal des Detektors 44 vorliegt.

Zur Steuerung des Arbeitens des Elektromotors 48 wird von einer niederfrequenten Ausgangsklemme des Taktgebers 52 ein weiteres Signal abgeleitet, welches über ein ODER- Glied 72 auf die Setzklemme einer weiteren bistabilen Kippschaltung 74 gelangt. Deren "1"-Ausgangssignal dient über einen Leistungsverstärker 76 zur Erregung des Elektro­ motors 48 in derjenigen Richtung, in welcher der Prüffaden 28 auf die Fadenscheibe 46 aufgewickelt wird. Die Rückstell­ klemme der bistabilen Kippschaltung 74 ist mit dem Ausgangs­ signal des Detektors 38 beaufschlagt, so daß das Anheben des Gewichtes 32 mit der Freigabe der obersten Lichtschranke beendet wird.

Da die "0"-Ausgangsklemme der bistabilen Kippschaltung 74 mit der Setzklemme einer weiteren bistabilen Kippschaltung 78 verbunden ist, deren "1"-Ausgangssignal über einen Leistungsverstärker 90 die Erregung des Elektromotors 48 im Sinne eines Abspulens von Faden von der Scheibe 46 erregt, führt die Freigabe der obersten Lichtschranke gleichzeitig dazu, daß der Elektromotor 48 nunmehr ein Stück Prüffaden 28 von der Fadenscheibe 46 abspult. Dieses Abspulen erfolgt erheblich schneller als die schleichende Fadenbewegung unter dem Einfluss des Gewichtes 32, so daß sich hinter dem Probenkörper 24 ein entsprechender Vorrat an losem, zugfreiem Prüffaden 28 bildet. Die Länge dieses Fadenstückes ist durch die Periode eines Verzögerungs­ kreises 82 vorgegeben, über welchem das "1"-Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung 78 zum Rückstellen dieser Kippschaltung verwendet wird. Nach Ablauf dieser Zeit­ spanne liegt auch kein Ausgangssignal der bistabilen Kipp­ schaltung 78 mehr vor, so daß der Elektromotor 48 still­ steht. Das Gewicht 32 sinkt nun langsam ab und unterbricht nacheinander die mittlere und untere Lichtschranke, wo­ durch die momentane Viskosität des Klebers in der oben beschriebenen Art und Weise gemessen und mit dem Ausgangs­ wert der Viskosität verglichen wird. Das diesem Unterschied entsprechende Ausgangssignal des Subtrahierkreises 66 kann über einen nachgeschalteten, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Digital/Analogwandler in ein entsprechendes analoges Fehlersignal umgesetzt werden, welches z. B. bei der Phasenanschnittsteuerung einer thyristorgesteuerten elektrischen Heizung der Behandlungskammer verwendet werden kann. Damit wird die Temperatur in der Behandlungskammer, in welcher die mit der Kleberschicht 12 und der Spritzmetall­ schicht 14 versehenen Werkstücke und gleichzeitig der Probenkörper 24 einer Wärmebehandlung unterworfen werden, unter Berücksichtigung der aktuellen Klebereigenschaften automatisch so hochgefahren werden, daß die Viskosität der Kleberschicht nicht abnimmt. Es versteht sich, daß zusätzlich Vorkehrungen getroffen sind, um die Temperatur in der Behandlungskammer auf einen Wert zu begrenzen, bei welchem keine thermische Zersetzung des Klebermateriales erfolgt.

Um zu Beginn einer Wärmebehandlung rasch hintereinander mehrer Meßspiele ablaufen lassen zu können, um stationäre rheologische Umgebungsverhältnisse beim Prüffaden 28 zu gewährleisten, ist ein zweiter Eingang des ODER-Gliedes 72 mit dem Ausgang eines normalerweise offenen Tasters 84 ver­ bunden. Durch Schließen desselben kann unabhängig von den niederfrequenten Ausgangsimpulsen des Taktgebers 52 ein Meßvorgang ausgelöst werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Erzeugen einer dicken Spritzmetallschicht auf einer Unterlage, bei welchem auf eine erste Spritz­ metallschicht eine zweite Spritzmetallschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Unterlage eine Schicht aus härtbarem Kleber aufgetragen wird, auf diesen im noch klebrigen Zustand die erste Spritz­ metallschicht aus einem Metall im wesentlichen frei von Löchern deckend aufgebracht wird; daß man die unter der ersten Spritzmetallschicht befindliche Kleberschicht aushärten läßt; und daß die zweite Spritzmetallschicht nach dem Aushärten des Klebers mit großer Dicke auf die erste Spritzmetallschicht aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spritzmetallschicht aus einem Metall mit niederem Schmelzpunkt erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spritzmetallschicht auf die Kleberschicht unmittelbar nach deren Aufbringen auf die Unterlage aufgespritzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber mit hoher Viskosität, vorzugsweise mehr als 100 000 mPas bei Raumtemperatur, verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer faserigen oder porösen Unterlage zur Bildung der Kleberschicht zunächst ein erster Kleber­ auftrag mit niedere Viskosität aufweisendem Kleber und anschließend ein zweiter Kleberauftrag mit hohe Viskosität aufweisendem Kleber erfolgt, wobei die beiden Kleber der gleichen Kleberfamilie entstammen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kleber ein Epoxydkleber ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Spritzmetallschicht aus Zink oder Aluminium gespritzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zink- oder Aluminiumschicht mit einer Dicke von 0,1-0,5 mm auf die Kleberschicht aufgespritzt wird, wobei die Dicke im vorgenannten Bereich gemäß der Vis­ kosität des Klebers gewählt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Spritzmetallschicht aus Stahl, insbesondere chromlegiertem Stahl gespritzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kleberschicht beim Aushärten einer Tem­ peraturbehandlung unterworfen wird, wobei die Temperatur während des Aushärtens derart kontinuierlich erhöht wird, daß die temperaturbedingte Abnahme der Viskosität durch die vernetzungsbedingte Viskositätszunahme zumindest ausgeglichen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht mit Spritzmetall bedeckte Prüfschicht, welche aus dem gleichen Kleber besteht wie die Kleber­ schicht der Werkstücke, gleichermaßen der Wärmebehandlung unterworfen wird wie die Werkstücke und über die Prüf­ schicht ständig oder in Abständen ein Prüfkörper gezogen wird, die Zeit, die letzterer zum Zurücklegen einer vorgegebenen Strecke benötigt, gemessen wird, diese Zeit mit derjenigen Zeit verglichen wird, welche der Prüfkörper zum Zurücklegen der Meßstrecke unter den Ausgangsbedingungen der Wärmebehandlung benötigte, und die zur Wärmebehandlung der Werkstücke verwendete Heizung in ihrer Leistung gemäß dem Unterschied zwi­ schen diesen zweiten Zeitspannen geregelt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper aus vom Kleber nur geringfügig benetzbarem Material wie PTFE gefertigt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Prüfkörper ein Faden ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper auf der Prüfschicht hin- und herbewegt wird, wobei die in der einen Richtung erfolgende Meßbewegung unter Einwirkung eines Gewichtes erfolgt, während die Rückholbewegung durch einen inter­ mittierend erregten Motor bewerkstelligt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Prüfschicht zusammen­ arbeitende Abschnitt des Prüfkörpers vor Beginn der ersten zu Referenzzwecken verwendeten Viskositäts­ messung mehrmals über die Prüfschicht bewegt wird.