DE69704867T2 - Verfahren zum kleben von gefrästen gegenständen auf eine arbeitsfläche - Google Patents

Description

Querverweis auf eine verwandte Anmeldung
• Diese Anmeldung bezieht sich auf ein U.S. Patentanmeldungs- Aktenzeichen, die mit dieser am gleichen Datum eingereicht wurde, mit dem Titel "Haftmittel- Vorrichtung" von Shomler et al. Diese Anmeldung und seine Offenbarung sind hierdurch durch eine Referenz eingegliedert.
Hintergrund der Erfindung
• Diese Offenbarung bezieht sich auf die Aufstellung eines Zuschnitts bzw. Tischlerprodukts durch haftende Anbringung. Zuschnitt bzw. Tischlerprodukt ist der Begriff, der zur Beschreibung von Produkten verwendet wird, die hauptsächlich aus Holz in einer Hobelmaschine oder einer Holzbearbeitungsfabrik hergestellt werden, wie z. B. Formteile, Türrahmen und -eingänge, Rollos und Rolläden, Schiebefenster- und Fensterteile, Türen, Treppen, Verkleidungen und Verandaarbeiten. Einrichtungsgegenstände wie z. B. Schränke und Kommoden können auch als Zuschnitte bzw. Tischlerprodukte bezeichnet werden, besonders, wenn der Zuschnitt die Erscheinung des Gegenstandes dominiert. Einrichtungs- und Schrank-Zuschnitte, wie z. B. ein Regalkantenumleimer, ein Trittbrett, Verkleidungsbretter, ein Gravurformteil (scribe moulding), Stuhlfrontplatten und ein Leistenformteil, sind sowohl von dekorativer als auch funktioneller Natur. Während sie visuelle Wirkung, Kontrast und Stil verleihen, werden sie auch verwendet, um für nahtlosen Übergang beim Verbinden von Teilen zu sorgen, eine Benutzungsoberfläche zu bieten, als Schubladenzuggriffe oder Türgriffe zu fungieren, und um Polstermaterial und Gewebe zu befestigen. Erfolgreiche und fehlerfreie Anbringung dieser fertigen Formen ist entscheidend und oft die letzte Stufe beim Zusammenbau. Ein unsauber eingeschlagener Starknagel oder Klammer können bei dem Gegenstand bedeutenden Schaden verursachen, der dann mit beträchtlichen Kosten und Produktionsverspätung überarbeitet werden muß.
• Das offenbarte Verfahren kann zum Anbringen von Zuschnitten verwendet werden und erlaubt es auch, perfekt angepasst zu werden.
• Zuschnitte werden normalerweise an die Wand, die Decke oder den Boden einer Anordnung angebracht; sie werden aber auch oft an andere Zuschnitt-Teile angebracht, wenn es erwünscht ist, eine sogenannte zusammengesetzte Aufstellung zu erzielen. Zu Zwecken dieser Offenbarung wird, wenn ein Zuschnitt-Teil an ein zweites Zuschnitt-Teil angebracht wird, dieses zweite Teil die Werkstückoberfläche. Traditionellerweise ist es bei allen diesen Befestigungs-Beispielen typisch, Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Nägel, Klammern, Dübel, Schrauben, Stifte und Zwecken zu verwenden. Jedoch hinterlassen diese Befestigungsvorrichtungen fast per Definition Löcher in den Zuschnitten, die überdeckt oder übermalt werden müssen; und häufig beschädigen diese Befestigungsmittel die Oberfläche des Zuschnitts oder hinterlassen zumindest Beeinträchtigungen. Und es ist nicht unüblich, dass sich traditionelle Befestigungen in modularen und mobilen Heimkonstruktionen während Transporten loslösen. Dies führt in letzter Konsequenz zu großen Unannehmlichkeiten, wodurch die Erscheinung des fertigen Produktes beeinträchtigt wird und zusätzliche Reparaturkosten verursacht werden. Es ist daher nicht überraschend, dass andere Versuche unternommen haben, Alternativen zu traditionellen Befestigungsvorrichtungen zum Anbringen von Aufbaumaterialien auf eine Werkstückoberfläche zu finden.
Beschreibung des Standes der Technik
• Das U.S. Patent 4 038 120 an Russell beschreibt die Verwendung eines aktivierten Heizelements oder -drahtes, zur Erhitzung eines Schmelzmassenleims, wodurch eine Haftung zwischen zwei nah verbundenen Brettern erreicht wird. Dieses Verfahren beinhaltet das Erhitzen eines Klebstoff-beschichteten Drahtes, um den Klebstoff zu verflüssigen, wodurch ein kohäsiver Zustand geschaffen und die Verbindung der Bretter erleichtert wird. Dieses Verfahren ist besonders nützlich, um ein kohäsives Material (Klebstoff) in einen beschränkt zugänglichen Bereich (Rille) einzubringen, doch erfordert das Heizelement (Draht) die direkte Anwendung von Energie (Elektrizität), um dafür zu sorgen, dass die Wärme den Klebstoff zum Schmelzen bringt.
• Die japanische Veröffentlichung Nr. 63120786 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden in Bereichen, wo konventionelle Techniken zum Verbinden unmöglich sind, indem ein leitfähiges, wärmegenerierendes Material entlang einer quervernetzbaren Harzzusammensetzung aufgetragen wird und Strom durch das Heizmaterial geleitet wird, um die Quervernetzung des Harzes zu fördern, indem von der generierten Wärme Gebrauch gemacht wird. Die japanische Veröffentlichung Nr. 63273682 beschreibt ein Verbindungsverfahren zur Verbindung von Gegenständen wie z. B. Fliesen, indem eine perforierte Metallfolie, die mit einer Schmelzklebstoffharzschicht beschichtet ist, die einer Spule, die einen magnetischen Fluss generiert, ausgesetzt ist, um das Harz zu schmelzen und die Verbindung zwischen dem Gegenstand und dem Substrat zu erreichen, verwendet wird.
• Das U.S. Patent 3 574 031 an Heller et al. beschreibt ein Verfahren und ein Material zum Verschweissen thermoplastischer Körper, indem ein Suszeptor zwischen den Körpern verwendet wird, die verbunden werden sollen. Der Suszeptor-Dichtstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass er Teilchen, die induktiv, elektrisch oder durch Strahlungsenergie erwärmbar sind enthält, und dass er in einem thermoplastischen Träger dispergiert ist, der mit den zu verschweissenden thermoplastischen Schichten kompatibel ist. Das Verschweissen der thermoplastischen Schichten wird erreicht, indem der Suszeptor- Dichtstoff Wärmeenergie ausgesetzt wird, wodurch das Trägermaterial erweicht und alle thermoplastischen Materialien verbunden werden.
• Das U.S. Patent 3 996 402 an Sindt bezieht sich auf das Zusammenbringen von Schichtmaterialien durch die Verwendung einer Befestigungsvorrichtung, unter Verwendung einer Aperturschicht eines Wirbelstrom-leitenden Materials, die zwischen den Beschichtungen aus Schmelzmassenleim geschichtet ist. Ein Induktions-Heizsystem wird aktiviert, wodurch das Wirbelstrom- Erwärmen in dem EC-leitenden Material und das daraus folgende Schmelzen des Schmelzmassenleims einsetzen, woraus eine Verbindung und letztlich die Verbindung der Schichtmaterialien gemäss des gewünschten Aufbaus resultiert.
Zusammenfassung der Erfindung
• Das vorliegende offenbarte Verfahren zur Anbringung von Zuschnitten auf eine Werkstückoberfläche bzw. Arbeitsoberfläche unterscheidet sich von dem Stand der Technik und verbessert diesen, indem eine Vorrichtung verwendet wird, nahe den zu verbindenden Oberflächen plaziert, die ein Zielelement benachbart zu einem wärmeaktivierbarem Haftmaterial umfasst, wobei das Zielelement elektromagnetische Wellen aufnimmt, die in Wärmeenergie überführbar sind, um das Haftmaterial zu aktivieren, die Oberflächen zusammenzuhalten und die Vorrichtung elektromagnetischen Wellen auszusetzen, um Wärme zu erzeugen, die ausreicht, das Haftmaterial zu aktivieren, um eine haftende Verbindung zwischen dem Zuschnitt bzw. Tischlerprodukt und der Werkstückoberfläche zu erreichen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Formteile sind dekorative Leisten aus Holz oder Kunststoff, die so entworfen sind, dass sie nützliche Funktionen ausführen und genauso, dass sie der Werkstückoberfläche optische Verbesserung verleihen. Zum Beispiel schließen Fenster- und Türverkleidungen den Zwischenraum zwischen dem Pfosten und der Wandverkleidung, und sie machen den Einbau auch starrer.
• Es gibt so viele verschiedene Arten von Formteilen, wie es Verwendungen und Gestaltungen gibt. Für Böden gibt es Grund-, Sohlen- und Viertelrund-Formteile. Für Wände gibt es Stuhlschutzplatten (chair rails) umfassend Verdeckungs-, Verkleidungs- Abdeckungs-Formteile. Für Deckenbearbeitungen gibt es Deckplatten-, Wölbungs-, Innenecken-, Grund-, Verschalungskappen- und Abdeck-Formteile. Andere Formteile umfassen Bett- und Wölbungsformen, Tür- und Fensterabdeckungen, Mittelpfostenverkleidungen, Latten, Glasleisten (glass beads), Überdachungen, Abstellflächen- und Hocker-Formteile und Bild- und Schirm-Formteile. Alle diese Formteile können genauso wie alle anderen Formen von Zuschnitten gemäß dem gerade offenbarten Verfahren leicht und sicher an einer Werkstückoberfläche befestigt werden.
• Wenn wir die Haftvorrichtung, die in dem offenbarten Verfahren verwendet wird, näher betrachten, so sehen wir, dass das Zielelement meistens aus Materialien oder Substanzen gebildet sein muß, die für elektromagnetische Wellen nicht durchlässig sind. Tatsächlich wird das Zielelement notwendigerweise aus einer Zusammensetzung aufgebaut, die elektromagnetische Wellen absorbiert. Wenn diese Wellen einmal von dem Zielelement absorbiert sind, erzeugen sie eine magnetische Hysterese und Wirbelströme werden zu Wärmeenergie, die das benachbarte Haftmaterial zum schmelzen bringt oder aktiviert.
• Typischerweise wird das Zielelement aus metallischen Materialien wie z. B. Stahl, Aluminium, Kupfer, Nickel oder Amalgamen davon geformt, die bewährte Brauchbarkeit haben und leicht erhältlich sind; jedoch sind auch manche halb-metallischen Materialien wie Kohlenstoff und Silicium dafür bekannt, geeignet zur Absorption von elektromagnetischen Wellen zu sein.
• Das Zielelement kann jede Form oder Gestalt annehmen, die mit der Gesamtanordnung der Haftvorrichtung übereinstimmt. Häufig wird das Zielelement als Metallfolie, -netz oder -streifen bereitgestellt, und in manchen Fällen ist es wirkungsvoller, das Zielelement in Form einer Faser, eines Spans oder einer Flocke eines elektromagnetisch absorbierenden Materials bereitzustellen. Es muß festgestellt werden, dass das Zielelement lediglich aus einem Material gebildet sein muß, das angemessen undurchlässig für elektromagnetische Wellen ist, und das diese angemessen absorbiert.
• In der Verwendung muß die Haftvorrichtung nah zu dem zugeschnittenen Gegenstand und der Werkstückoberfläche liegen. Typischerweise ist der zugeschnittene Gegenstand aus Holz, Plastik, Keramik, einer Faserplatte oder irgendeinem einer Vielzahl von zusammengesetzter Materialien. Praktischer Weise muß der zugeschnittene Gegenstand natürlich durchlässig für elektromagnetische Wellen sein. Einige Materialien sind durchlässiger als andere und empirische Anpassungen können gemacht werden und werden gemacht, um die Quantität und Intensität der Energie der elektromagnetischen Wellen, die benötigt wird, um das Haftmaterial optimal zu aktivieren, einzustellen.
• In vielen Fällen wird es ausreichen, wenn die Haftvorrichtung einfach in Nähe des zugeschnittenen Gegenstandes und der Werkstückoberfläche plaziert wird. Bei anderen Konstruktionen oder Montagegegebenheiten wird es notwendig sein, Anordnungen vorzunehmen oder zusätzliche Schritte zu bewerkstelligen, um sicher zu gehen, dass die Haftvorrichtung vor der Aktivierung am Platz bleibt. Solch ein zusätzlicher Schritt muß wenig mehr als die Einführung eines zusätzlichen Befestigungselementes sein, wie z. B. eines kleinen druckempfindlichen Haftbereichs auf der Oberfläche der Vorrichtung. Einfachere Mittel, um die Vorrichtung vor der Aktivierung in Position zu bringen, können Klemmen, Heften, Klammern, Spicken oder sogar Drücken mit sich bringen, indem der zugeschnittene Gegenstand gekerbt wird und die Werkstückoberfläche geriffelt wird, um sicher zu stellen, dass die Haftvorrichtung an dem effektivsten und dafür am meisten erwünschten Ort plaziert und aktiviert wird. Diese Massnahmen sind aber natürlich freigestellte Verfahren und in keiner Weise essentiell für die Ausführung der Vorrichtung in dessen breitest gefassten typischen und üblichen Anwendungen.
• Wenn die Haftvorrichtung in die erwünschte Position gebracht wurde, ist sie bereit, elektromagnetischen Wellen ausgesetzt zu werden, die durch einen Generator produziert und abgestrahlt werden, der von einer Wechselstromquelle angetrieben wird. Der Generator kann für Fliessband-Produktion in fixierter Position gehalten werden, oder er kann so angeordnet sein, dass er so verändert werden kann, dass er schnell und leicht über die strategisch "versteckte" Vorrichtung hinwegkommt, um sie herum oder in der Nähe von ihr kommt, während der Generator elektromagnetische Wellen emittiert, die in den "transparenten" zugeschnittenen Gegenstand eindringen, von dem Zielelement absorbiert werden, zu Wärmeenergie umgewandelt werden, das Haftmaterial aktivieren und zu einem gebundenen Verhältnis zwischen dem Zuschnitt bzw. der Tischlerarbeit und der Werkstückoberfläche bzw. Arbeitsoberfläche führen.
• Um es weiter auszuführen, wird Wärme in dem leitfähigen Zielelement durch zwei Mechanismen entwickelt: Wirbelstrom- Widerstands-Erwärmung und magnetische Hysterese. Wirbelstrom- Widerstands-Erwärmung trifft auf alle leitfähigen Materialien zu und wird in dem Zielelement durch vom Generator abgestrahlte elektromagnetische Wellen erzeugt. Die Wärme, die durch magnetische Hysterese entsteht, wird nur in magnetischen Materialien beobachtet. Da das elektromagnetische Feld, das von dem Generator erzeugt wird, die Polarität umpolt, polen sich auch die magnetisierten Atome und Moleküle in dem Zielelement um. Diese Umpolung bringt einen Energieverlust mit sich, der der Reibung analog ist: Dieser Energieverlust ist magnetische Hysterese. Die "verlorene" Energie wird schnell in Wärme umgewandelt und wird von dem Zielelement zu dem benachbarten und häufig umwickelnden, wärmeaktivierbaren Haftmaterial geleitet, um die Haftung zu initiieren.
• Wenn auf die notwendigen Temperaturen erhitzt wird, verflüssigt sich das Haftmaterial oder wird wärmeaktiviert, haftet sich an die Oberflächen, um sich damit zu verbinden, und bildet beim Abkühlen ein haftendes Verhältnis zwischen dem zugeschnittenen Gegenstand und der Werkstückoberfläche aus.
• Zwei Haftungsmechanismen, die (Heissschmelz- bzw.) Schmelzmassen- und die wärmeaktivierbare Aushärtung, werden zur Verwendung mit der offenbarten Vorrichtung vorgeschlagen. Beide Mechanismen werden durch Wärme, die von dem Zielelement abgestrahlt wird, initiiert. Schmelzklebstoffe sind bei Raumtemperatur fest, schmelzen oder verflüssigen sich aber, wenn die Temperatur erhöht wird durch, z. B., Wärmestau in dem Zielelement. Das geschmolzene Haftmittel "benetzt" die Haftflächen und, im Falle von porösen oder fasrigen Haftflächen, durchdringt es in die Oberflächen der Teile, die gebunden werden sollen. Wenn das Haftmittel abkühlt, werden die Haftflächen und das Haftmittel durch die elektrostatische Anziehung polarer molekularer Gruppen verbunden. Im Fälle poröser oder fasriger Haftflächen kann mechanisches Ineinandergreifen zur Bindungsstärke beitragen. Bemerke, dass die Bindung bei dem (Heizschmelz- bzw.) Schmelzmassen-Mechanismus reversibel ist. So kann durch Wiederholung des Induktionswärme-Verfahrens die Bindung rückgängig gemacht und die Haftgegenstände separiert werden. Die Fähigkeit, die Haftung rückgängig zu machen und die fixierten Zuschnitte zu separieren, ist kein triviales Merkmal. Zusätzlich zu dem offensichtlichen Vorteil, in der Lage zu sein, eine Zusammenstellung rückgängig zu machen oder fehlerhafte Zuschnitte zu reparieren, kann es auch wünschenswert sein, in der Lage zu sein, befestigte Zuschnitte zu demontieren, um die Brauchbarkeit und Reparatur zu erleichtern.
• Wärmeaktivierbare aushärtende Haftmittel sind bei Raumtemperatur auch fest und leicht zu handhaben, aber wenn die Hafttemperatur durch z. B. die Wärme, die von dem Zielelement abgestrahlt wird, erhöht wird, wird eine chemische Reaktion initiiert. Diese Reaktion hat eine Aushärtung oder quervernetzte Bindung entweder in dem Haftmittel oder zwischen den Haftgegenständen zur Folge. Solche Bindungen sind typischerweise irreversibel. Häufig zeigt ein wärmeaktivierbares Härtungshaftmittel elektrostatische Anziehung zwischen dem Haftmittel und den Haftflächen und weist selber eine quervernetzte Bindung auf.

Claims (5)

1. Verfahren zum Anheften eines Tischlerprodukts an eine Arbeitsoberfläche, welches umfaßt: dass man nahe dem zu verbindenden Tischlerprodukt und der Arbeitsoberfläche eine Vorrichtung positioniert, die ein Zielelement benachbart zu einem wärmeaktivierbaren Haftmaterial umfasst, wobei das Zielelement elektromagnetische Wellen aufnimmt, welche in Wärmeenergie überführbar sind, um das Haftmaterial zu aktivieren, man das Tischlerprodukt und die Arbeitsoberfläche zusammenhält und man die Vorrichtung elektromagnetischen Wellen aussetzt, um Wärme zu erzeugen, die ausreicht, um das Haftmaterial zu aktivieren, um eine Verbindung zwischen dem Tischlerprodukt und der Arbeitsoberfläche zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielelement aus einem durchgehenden Metallfolienstreifen aufgebaut ist, wobei der Körper des Streifens keine Öffnung aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Folienstreifen nicht magnetisch ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Folienstreifen hergestellt ist aus einem metallischen Material, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Kupfer und Stahl.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wärmeaktivierbare Haftmaterial ein Heissschmelzhaftmittel ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wärmeaktivierbare Haftmaterial ein wärmeaktivierbares Vernetzungshaftmittel ist.