DE4041199A1 - Verfahren und vorrichtung zum verkleben von zwei miteinander zu verbindenden, informationen tragenden scheiben oder dergleichen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verkleben von zwei miteinander zu verbindenden, informationen tragenden scheiben oder dergleichen

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DE4041199A1
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Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, mittels dessen zwei Informationen tragende Scheiben miteinander zu einer Zwillingsscheibe zu verbinden sind, wobei auf die Innenseite der einen Scheibe ein flüssiger Klebstoff aufgetragen und die andere Scheibe mit ihrer Innenseite auf die bereits mit dem Klebstoff versehene Innenseite der ersten Scheibe aufgelegt wird.
Bei der Herstellung derartiger Zwillingsscheiben hat man bisher, beispielsweise mittels einer Rolle oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, Klebstoff auf die gesamte Innenseite der einen Scheibe aufgebracht und sodann die andere Scheibe mit ihrer Innenseite auf die vollflächig mit dem Klebstoff versehene Innenseite der ersten Scheibe aufgelegt. Ein solches Auflegen der zweiten Scheibe auf die erste Scheibe ist jedoch immer noch insofern nachteilig, als beim Zusammenpressen dieser beiden miteinander zu verbindenden Scheiben der auf der ersten Scheibe aufgetragene Klebstoff sowohl an den Rändern der neu entstandenen Zwillingsscheibe als auch am Innenloch derselben austritt und vor der Weitergabe dieser Zwillingsscheibe beseitigt werden muß, was nicht nur sehr aufwendig ist, sondern beim kontinuierlichen Ablauf der Herstellung derartiger Zwillingsscheiben auch Störungen mit sich bringt. Wird dieser Klebstoff zudem nicht völlig gleichmäßig auf die erste Scheibe aufgetragen, was bei diesem Verfahren in der Praxis nicht realisierbar ist, so ergeben sich beim Rotieren solcher Zwillingsscheiben, die im Betrieb mit einer Drehzahl von beispielsweise 3500 U/min umlaufen, Unwuchtprobleme.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird deshalb darin gesehen, hier eine Verbesserung zu schaffen.
Diese zuvor aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
  • a) auf der Innenseite der einen Scheibe Klebstoff etwa in Form eines Ringes aufgebracht wird,
  • b) wonach zur Bildung einer einzigen Zwillingsscheibe die zweite Scheibe mit ihrer Innenseite auf die mit dem Klebstoff versehene Innenseite der ersten Scheibe aufgelegt und
  • c) sodann die beiden jetzt aneinanderliegenden Scheiben mit einer so hohen Umlaufgeschwindigkeit in Drehung versetzt werden, daß der zwischen den beiden Scheiben befindliche Klebstoff in radialer Richtung gegen den Rand dieser Zwillingsscheibe fließt und sich auf der zwischen den beiden Scheiben befindlichen, bisher noch vom Klebstoff freien Fläche verteilt.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn vor dem Verfahrensschritt b) der auf die Scheibe aufgebrachte Klebstoff durch Rotation dieser Scheibe in radialer Richtung zu einem ringförmigen Band ausgeschleudert wird.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist zudem noch insofern besonders vorteilhaft, als der jeweils zwischen den beiden Scheiben befindliche Klebstoff gewöhnlich sehr gleichmäßig verteilt ist und somit die als Verfahrensprodukt entstehenden Zwillingsscheiben gewöhnlich automatisch ausgewuchtet sind. Bei dem Schleudern des zwischen den beiden Scheiben befindlichen Klebstoffs von der Scheibenmitte zum Scheibenrand wird die noch zwischen den Scheiben befindliche Luft nach außen verdrängt, was ein besonders gutes Anhaften der beiden Scheiben aneinander zur Folge hat.
Um zu vermeiden, daß der zwischen den beiden Scheiben befindliche Klebstoff infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeit der Zwillingsscheibe und der damit verbundenen Zentrifugalkräfte über den Außenrand der Zwillingsscheibe hinaustritt, ist es wichtig, die Ringlinie, auf welcher der Klebstoff auf der Innenseite der ersten Scheibe aufgetragen werden soll, sowie auch die Menge des aufzutragenden Klebstoffs, genau festzulegen, was durch einfache Versuche leicht möglich ist.
Eine beispielsweise Vorrichtung zur Durchführung dieses zuvor ausführlich behandelten Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß diese Vorrichtung eine Aufnahmestation sowie eine Station zum Aufbringen des Klebstoffes und zum Schleudern der beiden miteinander zu verklebenden Scheiben aufweist, auf welche Station folgend dann eine Station zum Aushärten des die beiden Scheiben miteinander verbindenden Klebstoffs sowie auch noch eine Station zum Abgeben der fertigen Zwillingsscheiben angeordnet sind. Mit einer solchen Vorrichtung ist eine automatische und damit auch kontinuierliche Herstellung derartiger, Informationen tragender Zwillingsscheiben möglich, was insbesondere dann von besonderer Wichtigkeit ist, wenn die Stückzahl der zu fertigenden Zwillingsscheiben hoch ist.
Die zuvor erwähnte Aufnahmestation besteht zweckdienlich aus einem die jeweils ankommende Scheibe aufnehmenden Teller oder dergleichen, der aus einer Aufnahmestellung um mindestens 180° in eine Abgabestellung schwenkbar ist und der mit einer Umsetzeinrichtung zusammenwirkt, welche die auf diesem Teller aufliegende Scheibe der Station zum Aufbringen des Klebstoffes zuführt.
Was nun weiter diese Station zum Aufbringen des Klebstoffs auf die Innenseite der ersten Scheibe betrifft, so ist diese vorteilhaft als zylindrischer Prozeßtopf ausgebildet, der eine obere Öffnung zum Einlegen der beiden zu behandelnden Scheiben aufweist und selbst mit einem umlaufenden Chuck oder dergleichen sowie einer Einrichtung zum Auftragen des Klebstoffs ausgestattet ist. Auf diesen Prozeßtopf folgen dann vorteilhaft noch eine weitere Umsetzeinrichtung sowie auch eine das Aushärten des zwischen den beiden Scheiben befindlichen Klebers bewirkende Einrichtung.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den übrigen Unteransprüchen. Es zeigen:
Fig. 1-4 die schematische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Verfahrens,
Fig. 5 die schaubildliche Darstellung eines Prozeßtopfs, und
Fig. 6 die schaubildliche Darstellung einer bevorzugten automatischen Vorrichtung zur Herstellung von Zwillingsscheiben.
Fig. 1 zeigt eine Scheibe 1, deren Rand mit 2 und deren Zentralloch mit 3 bezeichnet ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Scheibe auf einer (nicht dargestellten) Aufspannvorrichtung, einem sogenannten Chuck, befestigt, und diese Aufspannvorrichtung und die Scheibe 1 laufen dabei mit einer niedrigen Drehzahl (z. B. 30 U/min) in Richtung des mit 4 bezeichneten Pfeiles um. Mittels einer in Fig. 1 ebenfalls nicht besonders dargestellten Einrichtung wird auf die Innenseite 5 dieser Scheibe 1 längs einer mit 6 bezeichneten Ringlinie ein dünnflüssiger Klebstoff aufgetragen, der eine Viskosität von bevorzugt etwa 220 cP aufweist. Infolge des Umlaufes dieser Scheibe 1 mit niedriger Drehzahl und in Richtung des Pfeiles 4 und der dadurch bewirkten Zentrifugalkräfte wird dieser dünnflüssige Klebstoff in radialer Richtung auf den in Fig. 2 dargestellten ringförmigen Bereich 7 verteilt, der beispielsweise eine Breite b von 3 bis 3,5 cm aufweisen kann.
Ist diese gleichmäßige Verteilung des dünnflüssigen Klebers in der beschriebenen Weise beendet, so wird die Aufspannvorrichtung und damit auch die Scheibe 1 angehalten, so daß nunmehr, wie in Fig. 3 dargestellt, eine weitere Scheibe 8 gewendet und diese mit ihrer Innenseite 9 auf die Innenseite 5 der ersten Scheibe 1 aufgelegt werden kann. Diese beiden Scheiben 1 und 8 bilden somit eine in Fig. 4 mit 10 bezeichnete Zwillingsscheibe. Diese Zwillingsscheibe 10 wird sodann kontrolliert wieder in Richtung des Pfeiles 4 in Umlauf versetzt. In diesem Fall ist allerdings eine wesentlich höhere Drehzahl von beispielsweise 5000 U/min vorgesehen. Diese hohe Drehzahl, und damit das dadurch bewirkte Schleudern der Zwillingsscheibe 10, hat zur Folge, daß der bisher nur im Bereich 7 befindliche Klebstoff nunmehr in radialer Richtung nach außen wandert und sich schließlich gleichmäßig über den gesamten äußeren Bereich 11 der beiden Innenseiten 5 und 9 der beiden Scheiben 1 und 8 verteilt, wobei dann durch das hierbei erfolgende Zusammenpressen der beiden Scheiben 1 und 8 der Klebstoff auch in radialer Richtung noch etwas nach innen gepreßt wird, die beiden inneren Scheibenbereiche 12 und 13 dagegen klebstofffrei bleiben.
Fig. 5 zeigt einen mit 14 bezeichneten Prozeßtopf, in dem der zuvor beschriebene Vorgang des Auftragens des dünnflüssigen Klebers sowie das Schleudern der Zwillingsscheibe 10 stattfindet. Dieser Prozeßtopf 14 weist dabei eine obere Öffnung 15 auf, durch die zunächst die Scheibe 1 und später auch die Scheibe 8 einzubringen sind. Durch diese Öffnung 15 ragt auch eine mit 16 bezeichnete Dosiereinrichtung in den Prozeßtopf 14 hinein, wobei diese Dosiereinrichtung 16 radial verschiebbar an einem außerhalb des Prozeßtopfes 14 um ein Lager 17 schwenkbaren Tragarm 18 befestigt und über einen Schlauch 19 mit einem nicht besonders dargestellten, den dünnflüssigen Kleber enthaltenden Behälter verbunden ist. Diese Dosiereinrichtung 16 ist dabei so eingestellt, daß der aus einem Dosierrohr 20 austretende dünnflüssige Kleber gerade längs der oben bereits erwähnten Ringlinie 6 aufgetragen wird.
Ist das Auftragen des dünnflüssigen Klebers beendet, so läuft die Scheibe 1 weiterhin so lange um, bis der dünnflüssige Klebstoff sich über den bereits schon zuvor erwähnten ringförmigen Bereich 7 mit der Breite b verteilt hat.
Ist auch dieser Vorgang beendet, so wird die Dosiereinrichtung 16 zur Seite geschwenkt, so daß nunmehr die zweite Scheibe 8 in der zuvor schon dargestellten Weise auf die bereits mit dem dünnflüssigen Kleber versehene Scheibe 1 aufgelegt werden kann. Hier schließt sich an das gemeinsame Ausschleudern der jetzt aus den beiden Scheiben 1 und 8 bestehenden Zwillingsscheibe 10 mit einer Drehzahl von z. B. 5000 U/min. - Es ist selbstverständlich, daß die angegebenen Drehzahlen nur bevorzugte Beispiele darstellen und je nach Anwendung variiert werden können.
Fig. 6 zeigt eine mit 21 bezeichnete Vorrichtung, mittels deren das Zusammenkleben der beiden Scheiben 1 und 8 zu einer einzigen Zwillingsscheibe 10 vollautomatisch durchgeführt werden kann. Bei dieser Vorrichtung 21 sind dabei die zuvor schon behandelten Bauteile jeweils durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden gewöhnlich nicht nochmals beschrieben.
Diese Vorrichtung 21 ist mit einer Aufnahmestation 22 ausgestattet, die aus einem an einer vertikalen Welle 23 befestigten Hebel 24 besteht, der an seinen beiden Enden die beiden Auflager 25 und 26 für je eine der Scheiben 1 oder 8 aufweist und in Richtung des Pfeiles 27 um 180° schwenkbar ist. Hinter dieser Aufnahmestation 22 befindet sich eine mit 28 bezeichnete Umsetzeinrichtung, die mittels ihres Schwenkarms 29 und des an diesem befindlichen Halters 30 die unter ihr befindliche, von dem Hebel 24 der Aufnahmestation 22 in ihren Bereich geschwenkte Scheibe 1 oder 8 aufnimmt und wechselweise einem der beiden benachbarten Prozeßtöpfe 14 zuführt, in denen der zuvor schon ausführlich behandelte Vorgang des Zusammenklebens der beiden Scheiben 1 und 8 stattfindet.
Anschließend an diese beiden Prozeßtöpfe 14 ist eine weitere gleichartige Umsetzeinrichtung 31 angeordnet, welche die nunmehr zusammengeklebten Zwillingsscheiben 10 wechselweise aus den Prozeßtöpfen 14 entnimmt und einem unterhalb der Vorrichtungsplatte 32 befindlichen, um jeweils 90° intermittierend verdrehbaren Rundtisch 33 zuführt, wobei die Zwillingsscheibe 10 eine in dieser Platte 32 befindliche kreisförmige Aussparung 34 passiert.
Oberhalb der Platte 32 ist ferner eine mit einer nicht besonders dargestellten UV-Einrichtung ausgestattete Einrichtung 35 zum Aushärten des zwischen den beiden Scheiben 1 und 8 befindlichen Klebers angeordnet. Diese Einrichtung 35, die ein Licht mit einer Wellenlänge von beispielsweise 400 bis 450 nm ausstrahlt, läßt sich dabei aus ihrer gezeigten Arbeitsstellung um 90° in eine gestrichelt dargestellte Ruhestellung hochklappen. Ist der Aushärtevorgang der von dem Rundtisch 33 zugeführten Zwillingsscheibe 10 beendet, so führt der Rundtisch 33 eine weitere Drehung um 90° aus, daß nunmehr die fertige Zwillingsscheibe 10 durch die andere in der Platte 32 befindliche Aussparung 36 von dem Rundtisch 33 entnommen oder mittels einer nicht besonders dargestellten Einrichtung einem Aufnahmebehälter oder dergleichen zugeführt werden kann. - Die Aushärtung des Klebers kann auch dadurch erfolgen, daß ein selbsthärtender Klebstoff verwendet wird, oder daß Wärme auf andere Weise als durch UV-Licht zugeführt wird. UV-Licht eignet sich besonders für den Fall, daß eine der beiden Scheiben 1 oder 8 nicht mit einer Metallbeschichtung versehen ist, so daß die Klebstoffschicht durch sie hindurch mit UV- Licht bestrahlt werden kann.
Zusammenfassend ist noch festzustellen, daß alle Vorgänge des Zusammenklebens der beiden Scheiben 1 und 8 zu einer einzigen Zwillingsscheibe 10 vollautomatisch durchgeführt werden können, wobei das Zuführen und das Abführen der Scheiben 1, 8 bzw. 10 mittels Robotern erfolgt und die Klebstoffzufuhr und das Schleudern der Scheiben 1 und 8 vollständig programmgesteuert ablaufen.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims (13)

1. Verfahren zum Verkleben von zwei miteinander zu verbindenden Scheiben oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) auf der Innenseite der einen Scheibe (1) Klebstoff etwa in Form eines Ringes (6) aufgebracht wird,
  • b) wonach zur Bildung einer einzigen Zwillingsscheibe (10) die zweite Scheibe (8) mit ihrer Innenseite (9) auf die mit dem Klebstoff versehene Innenseite (5) der ersten Scheibe (1) aufgelegt und
  • c) sodann die beiden jetzt aufeinanderliegenden Scheiben (1, 8) mit einer so hohen Umlaufgeschwindigkeit in Drehung versetzt werden, daß der zwischen den beiden Scheiben (1, 8) befindliche Klebstoff in radialer Richtung gegen den Rand (2) dieser Zwillingsscheibe (10) fließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verfahrensschritten a) und b) dieser aufgebrachte Klebstoff durch Rotation der ersten Scheibe (1) in radialer Richtung zu einem ringförmigen Band (7) erweitert wird, vorzugsweise etwa bis zur Mitte des ringförmigen Bereichs der Scheibe (1).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der längs einer Ringlinie (6) auf die Innenseite (5) der ersten Scheibe (1) aufgetragene Klebstoff auf eine Ringbreite (b) von etwa 1,5 cm bis 3,5 cm verbreitert wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (1) beim Auftrag des Klebstoffs mit einer Drehzahl von etwa 20 bis 40 U/min umläuft.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt c) die beiden miteinander verklebten Scheiben (1, 8) mit einer Drehzahl von etwa 4000 bis 6000 U/min umlaufen.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung (21) eine Aufnahmestation (22) sowie eine Station (14) zum Aufbringen des Klebstoffs und zum Schleudern der beiden miteinander verklebten Scheiben (1, 8) aufweist, auf welche folgend eine Station (35) zum Aushärten des die beiden Scheiben (1, 8) miteinander verbindenden Klebstoffs sowie eine Abgabestation (33) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmestation (22) aus einem die ankommende Scheibe (1, 8) aufnehmenden Teller (25) oder dergleichen besteht, der aus einer Aufnahmestellung um mindestens 180° in eine Abgabestellung schwenkbar ist und mit einer Umsetzeinrichtung (28) zusammenwirkt, welche die auf dem Teller (25) aufliegende Scheibe (1, 8) der Station (14) zum Aufbringen des Klebstoffs zuführt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Station (14) zum Aufbringen des Klebstoffs auf die Innenseite (5) der ersten Scheibe (1) als zylindrischer Prozeßtopf (14) ausgebildet ist, der eine obere Öffnung (15) zum Einlegen der beiden zu behandelnden Scheiben (1, 8) aufweist und mit einem umlaufenden Chuck oder dergleichen sowie einer Einrichtung (16) zum Auftragen des Klebstoffs ausgestattet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Station zum Aufbringen des Klebstoffs mit zwei oder mehr einander benachbarten Prozeßtöpfen (14) ausgestattet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Prozeßtopf (14) folgend eine weitere Umsetz­ einrichtung (31) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zweite Umsetzeinrichtung (31) folgend ein um 360° umlaufender Tisch (33) zum Aufnehmen und Abgeben mindestens einer miteinander verklebten Zwillingsscheibe (10) angeordnet ist, in dessen Weg eine das Aushärten des Klebers bewirkende Einrichtung (35) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärteeinrichtung (35) mit einer UV-Einheit ausgestattet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärteeinrichtung (35) aus ihrer Arbeitsstellung um beispielsweise 90° in eine Ruhestellung schwenkbar ist.
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