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Verfahren zur lösbaren Verbindung beliebiger Materialien Gegenstand
der Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung des bekannten Verfahrens des Patents
935 69o, bei denn zur lösbaren Vereinigung beliebiger Materialien die zu verbindenden
Teile unter Zwischenlage einer dünnen Schicht aus, einem, bekannten, Rückprallelastizität
aufweisenden, nicht wärmehärtbaren Silikonkitt (bouncing putty) kurz zusammengedrückt
werden. Derartiger Silikonkitt ist z. B. in der USA.-Patentschrift 2 54I 85I oder
der britischen Patentschrift 605 2I8 beschrieben.
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Die weiteren Arbeiten ergaben, daß die an fast allen bekannten Materialen
zu beobachtende, starke Haftung des elastischen Silikonkittes wohl durch verschiedene
Faktoren bestimmt wird und keinesfalls nur auf ein Eindringen der Substanz in Poren,
Risse und Spalte - wie im Hauptpatent dargetan - beschränkt ist. Die Haftung hängt
wesentlich mit dem stark plastischen Zustand des. Materials zusammen, kann aber
im Hinblick auf die gleichzeitigen elastischen Eigenschaften mit bekannten plastischen
Substanzen nicht verglichen werden. Die Festigkeit der Bindung, die übrigens auch
gerade an porenarmen, glatten Oberflächen beobachtet wird, ist überraschend groß
und praktisch unveränderlich, da sich die Eigenschaften des Silikonkittes, wie bisher
beobachtet, auch nach Jahren nicht ändern. Interessant ist auch die Haftung bei
höheren und tiefen Temperaturen.
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Damit stellt diese eigenartige Substanz einen. Klebstoff von erheblicher
Bedeutung dar, der nicht nur für lösbare Verbindungen, wertvoll ist. Dieser Klebstoff
erlaubt ja, erstmals: eine Suhnellklebver-
Bindung beliebiger Materialien
ohne Anwendung von Wärme, Druck, Trocknungsvorgänge usw. Die Zwischenlage einer
mehr oder weniger dicken Schicht vom elastischem Silikomkitt, verbunden mit einem
einfachen Zusammendrücken der zu verbindenden Teile genügt, um augenblicklich diese
sofort fertige Verbindung zu erzielen. Die Bildung einer Schicht z. B. auf Flächen
kann, in einfachster Weise so erfolgen, daß ein Klumpen des Materials zwischen die
zu verbindenden Flächen gelegt wird. Beim Zusammenpressen fließt das sehr plastische
Material auseinander und bildet eine je nach dem Preßdruck mehr oder weniger dicke,
großflächige Schicht. Ein anderer Weg besteht darin, daß ein Klumpen des Silikonkittes
auf einer der zu, verbindenden Flächen ausgewalzt wird. Außerdem läßt sich der Silikonkitt
auch auf Trägerstoffe zur Bildung eines. Klebfilms aufbringen. Der Trägerstoff kann,
dabei z,.B. aus einem Metallgeflecht bestehen.
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Die Eigenschaften dieses Silikomkittes, wie sie in den vorgenannten
Patentschriften, bei E. G Rochow »Einführung in die Chemie der Silikone«, Verlag
Chemie, Weinheim I952, S. Io6, und im Hauptpatent beschrieben sind, bedingen, daß
der Klebstoff sich langsam und stetig einwirkenden Kräften gegenüber als, eine weiche,
plastische Masse (dies gilt für Drück-, Zug- und Scherungskräfte), stoßartig auftretender
Druckbeanspruchung gegenüber aber wie ein hochelastischer Körper verhält. Je schlagartiger
eine äußere Kraft auf das Material einwirkt, desto ausgesprochen elastischer verhält
es sich und desto kleiner ist seine bleibende Verformung.
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Während das Verhalten bei der stoßartigen Beanspruchung der Klebstellen
sehr erwünscht ist, erweist sich das Fließen der Substanz, wie es bei der stetigen,
langsamen Einwirkung der Kräfte auftritt, sehr vom Nachteil. Durch Beimischen von
Kunstharzen u. dgl. kann das Fließen mehr oder weniger unterbunden werden, im selben
Maße sinkt aber auch das Haftvermögen des Silikonkittes. Dieser Nachteil hat eine
erhebliche Beschränkung der Anwendung des Silikonkittes als Klebstoff zur Folge,
so daß sein überraschendes Verhalten dynamischen und schlagartigen Beanspruchungen
gegenüber mangels genügender Festigkeit zur Aufnahme der statischen Belastung nicht
genügend ausgenutzt werden kann.
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Es wurde nun gefunden, daß eine vollständige Beseitigung dieses Nachteils
und die Erreichung weiterer Vorteile dadurch gelingt, daß außer der Verklebung mittels
dem elastischen Silikonkitt zusätzlich die bekannten Fügeverfahren, wie Schrauben,
Nageln, Klammern, Verstiften od. dgl., Anwendung finden, die in dieser Kombination
mit dem Silikomkitt nur zur Aufnahme der statischen Belastung dienen und entsprechend
zu bemessen sind, während der Silikonkitt die Aufnahme der dynar mischen Belastung
und der schlagartigen Beanspruchung übernimmt. Auf diese Weise ist nicht nur eine
bessere Ausnutzung der Eigenschaften dieses neuartigen Klebstoffes ermöglicht, sondern
auch ein Weg zur erheblichen Verbesserung der bekannten Fügeverfahren aufgezeigt,
da sich alle einwirkenden Kräfte auf die gesamte Klebefläche verteilen, die zudem
gerade die dynamische und schlagartige Belastung aufnimmt und somit eine geringere
Bemessung (Art, Menge) der Fügeelemente, wie Schrauben usw., erlaubt. Bei den bisher
überwiegend benutzten Fügeverfahren, wie Schrauben usw., ist bekanntlich erforderlich,
die Bemessung so durchzuführen, daß auch den möglichen dynamischen und schlagartigen
Beanspru-@hungen bzw. irgendwelchen Überbeanspruchungen Rechnung getragen wird.
Der Aufwand wird dadurch groß. Zudem, ist aus vielen Gründen eine Häufung der Schraubstellen
od. dgl. nicht erwünscht.
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Demgegenüber stellt das erfindungsgemäße Verfahren ein besonders fortschrittliches
Fügeverfahren dar das zudem äußerst leicht zu handhaben ist. Die zusätzlichen Schraub-
usw. Verbindungen können z. B. nach vollzogener Vereinigung mit dem elastischen
Silikonkiktt zum beliebigen Zeitpunkt einfach durch den Klebstoff hindurch ausgeführt
werden. Versuche mit solchen Kombinationsverbindungen z. B. an Metall-Metall-Flächen
zeigen überraschende Eigenschaften im Hinblick auf die Belastungsfähigkeit der Verbindung.
Die Schrauben werden hierbei durch Stöße und Schläge usw. nur wenig beansprucht.
Vor allem bei Metall-Metall-, Metall-Kunststoff-, Metall-Holz-Verbindungen, z. B.
für den Fahrzeug- und Flugzeugbau, ist bei Anwendung des, erfindungsgemäßen Verfahrens
ein erheblicher Fortschritt zu erwarten.
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Überraschend ist zudem, daß sich ein Bruch in der Klebung immer wieder
von selbst ausheilt. Die Kombination mehrerer Verbindungsverfahren, z. B. Kleben
und Punktschweißen oder Kleben und Nieten, ist an sich bekannt (H. R eiche, Hannover
»Die Festigkeit geklebter Verbindungen an dünnen Leichtmetallblechen«, Z. Industrie-Anzeiger,
Essen, Nr. 48, S. I6 bis 20). Man versuchte damit eine bessere Ausnutzung der Klebstofffestigkeit
und eine Aufnahme der Spannungsspitzen durch die Schweißpunkte oder Nieten. Also
gerade das Gegenteil vom Erfindungsgegenstand, wo, der Klebstoff die Spannungsspitzen
aufnimmt. Bei den bekannten Verfahren sind als Klebstoffe die heiß härtenden Kunstharzkleber
oder kalt aushärtende sogenannte Zweikomponentenkleber, deren Elemente getrennt
aufbewahrt und zum Zweck des Klebens vereinigt werden, verwendet. Nach vollzogener
Aushärtung zeigen diese Klebstoffe eine nicht mehr lösbare Verbindung im Gegensatz
zu denn neuen Verfahren.