WO2015107215A1 - Verfahren zur kontrolle des aushärtegrades bzw. der reaktionsintensität in einem klebstoff - Google Patents

Verfahren zur kontrolle des aushärtegrades bzw. der reaktionsintensität in einem klebstoff Download PDF

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Tobias BEIß
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Definitions

  • the invention relates to a method, in particular a monitoring method when joining two components made of plastics in a joining region by means of a joining operation according to the features of the preamble of claim 1.
  • the joining of two components made of plastics by reactive bonding is basically known. Again and again, the problem arises that after performing the joining process, but possibly also during the execution of the joining process, no information about the quality of the joint connection and / or the progress of the curing reaction in the adhesive and the associated quality of the compound in the joint area available. Thus, it is often necessary in practice to provide a large number of similar components made of plastic and to carry out various, usually destructive series of measurements in order subsequently to determine the quality of the joining region after the joining process has been carried out. After this has taken place, the optimum parameters for the joining process are set, in which case it is assumed that, after the joining process has been carried out, the joining region has the desired quality.
  • quality is defined by the fact that, after the joining process has been carried out, the two plastic components are assembled in such a way that the finished component can withstand the required requirements, depending on its conditions of use
  • Components are parts of a plastic tank for a vehicle, which are to be joined together in a fluid-tight and gastight manner by means of the joining process, ensuring that the joint area does not allow gas or liquid to escape after the joining has been carried out.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for joining two components, in particular made of plastics in a joining region by means of a joining process, with a quality of the joining region and / or over the course of the process by an accompanying measurement process, the progress and the safe termination of the joining process can be determined.
  • the joining region is exposed to an electric field and forms a dielectric, wherein the electric field is measured and the measured value is a measure of the quality of the joining region and / or a measure of the progress of the joining process.
  • the invention takes advantage of the property of many reactive adhesives or plastics that they can be excited by a dielectric field and thereby the heat required for the chemical reaction can be generated.
  • the dielectric polarity of the material decreases as the reactants chemically bind to each other and exchange electrons, which are then no longer excitable by the dielectric field.
  • the properties of the dielectric in particular its dielectric loss factor (tan ⁇ ), as a measure of the excitability in the electrical high-frequency field, change depending on the chemical reactivity or the curing progress of the adhesive used or the components to be joined. This change can be measured and the measured value represents a measure of the quality of the adhesive bond or joining region.
  • the electric field is formed, for example, in that the two components partially (or even completely), but at least their joining region and adjacent regions, constitute a capacitor arrangement.
  • the capacitor plates are represented by the component-specific tool.
  • the bonding zone with the reactive adhesive represents the dielectric. To harden the adhesive, an electrical voltage is applied to the capacitor from the outside, the polarity of which changes cyclically at a high frequency.
  • the energy decrease by the reactive adhesive or the joining process can be determined by measuring the power of the capacitor or by continuously measuring the capacitance.
  • the measured power or capacity is thus a measure of the quality or the course and the progress of the performed joining process and thus a measure of the quality of the joint area.
  • Continuous process-accompanying measurement can also be used to implement a feedback loop into the system control, which prevents overheating of the reactive adhesive in the joint area by continuously readjusting the power delivered by the HF generator.
  • reactive partners in the lateral area of a Condenser excited by the electromagnetic stray field and cured are the same as described above.
  • a bonding process is performed as a joining process. Due to the plastic components used, the adhesive used and also optionally depending on external conditions (such as ambient temperature, air pressure, humidity and the like), it may happen that the two components are joined together in their joining area by means of an adhesive. However, there is the risk that due to fluctuating conditions, the components are indeed glued together, but the desired stresses, that is, the desired quality requirements, not withstand. This is often not visible visually, so that here the bonding process by means of the method according to the invention can be checked quickly, easily and easily here in an advantageous manner.
  • the joining region can also be determined during its curing already on its quality that, if necessary, the additional curing process of the adhesive can be stopped by additional measures when the desired quality of the joint area is reached.
  • the adhesive should cure as well as possible, or possibly for various reasons (if, for example, you do not want such a brittle putty layer, then you do not harden completely) a defined degree of cure (eg 80 %).
  • Fully cured means in practice about 98% reaction progress - and thus only 2% remaining reactive (polar) groups, which is clearly noticeable in the power output of the capacitor, because you simply no longer gets energy into the component or the Kiebefuge; the material does not take that anymore.
  • the components are joined in their joining region by means of high-frequency heating.
  • the friction of the molecules against each other plays a crucial role.
  • the required welding heat is generated by molecular vibrations in a high-frequency field directly at polar groups of the material or the adhesive, that is, by the heat generated by the rubbing of the molecules on and against each other.
  • This heating causes high-frequency heating to heat all the polar materials whose molecules are activated by friction, such as hard and soft PVC, polyamide, polyester, polyurethane or composite materials.
  • the reactive raw materials of many adhesives before chemical crosslinking eg PUR, Epoxi
  • the electric field is measured before and / or during and / or after the performance of the joining process, in a preferred and advantageous manner, the electric field is measured when the joining process has been completed.
  • the two components have been glued together, for example, and after exceeding a minimum duration it can be assumed that the bonding process is complete, that is, the adhesive has cured.
  • the high-frequency welding it being assumed that when the high-frequency field for joining the two components has been switched off, the joining operation is completed. Thereafter, the finished component is exposed to the electric field or inserted into a capacitor and the resulting electric field determined at least in the joining region, wherein the determined value is a measure of the quality of the joining region.
  • the electric field is measured before and after the implementation of the joining process. If the value of the electric field is known before the joining process is carried out, the joining parameters can be adjusted as a function of this and then the joining process can be carried out. It can be assumed that the set joining parameters lead to an assembly of the two components in such a way that they withstand the required stresses in their joint area. This can then be controlled by redetermining the electric field.
  • the joining process is regulated as a function of the measured electric field.
  • the electric field is measured before, during and after the performance of the joining process.
  • the quality of the joining region can be determined continuously and the joining parameters can be influenced in a controlled manner as a function of this. This is, for example, the electrical power of the Hochfrequenz Stahles or the external influence of the adhesive used, for example by a temperature control. If, during the execution of the joining process, a quality of the joining region is measured that corresponds to the desired quality, it is possible to end the joining process. This has the advantage that the joining process may possibly already be terminated at a time that would have been regarded as not sufficient without measurement. By controlling the joining process can thus be achieved advantageously a temporally accelerated and optimal joining operation.
  • the predetermined value for the measured electric field can be determined by calculation or by test series depending on the components used and the environmental parameters (that is, for example, such as materials used, geometries, processing temperatures and the like).
  • This predetermined value is thus a value for a minimum quality of the joining region, with which ensured is that after joining the two components of the joining area and thus the finished component (product) withstands the required demands. If this value is known, it is sufficient to carry out the joining process for so long and then to end when the measured electric field has reached this predetermined value.
  • Materials with polar groups can be excited in a high frequency field with alternating polarity.
  • high-frequency welding for example of PVC, which has a high polarity because of its chlorine groups, this property is exploited to move the molecules in the material and thus generate the heat by molecular friction effects.
  • the field is switched at 27.12 MHz or 40.68 MHz in polarity.
  • the RF excitation is based on the principle of a capacitor.
  • the excited plastic is the dielectric.
  • the interesting thing about the plastics and the adhesives is that the dielectric changes. During welding, the sinking of the welding electrode. Changed by the plate spacing, and thus the capacity. For adhesives, the capacitor changes due to the decay of the reactivity or excitability of the dielectric.
  • the invention relates to a method for controlling the degree of curing or the reaction intensity in the adhesive.
  • a power control or shutdown control based on the properties of the dielectric.
  • the most important thing must be the adhesive curing. in practice on plastics is detected by means of a current measuring device (sometimes also detecting the capacitance of the capacitor), whether the capacitor outputs power. This detection can now be used when the power output is lower to determine the degree of cure or to be reached curing point of the adhesive.
  • the performance could possibly be specifically controlled in order not to damage the adhesive by curing too quickly.
  • a power control or a cut-off criterion would also be conceivable.

Abstract

Verfahren, insbesondere ein Überwachungs-Verfahren, zum Fügen von zwei Bauteilen aus Kunststoffen in einem Fügebereich mittels eines Fügevorganges, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich einem elektrischen Feld ausgesetzt wird und ein Dieeiektrikum bildet, wobei das elektrische Feld gemessen wird und der gemessene Wert ein Mass für den Fortschritt des Fügevorganges und/oder die Qualität des Fügebereiches ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Verfahren zur Kontrolle des Aushärtegrades bzw. der Reaktionsintensität in einem Klebstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere ein Überwachungs-Verfahren beim Fügen von zwei Bauteilen aus Kunststoffen in einem Fügebereich mittels eines Fügevorganges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Das Zusammenfügen von zwei Bauteilen aus Kunststoffen durch reaktives Kleben (bzw. alternative Fügeverfahren) ist grundsätzlich bekannt. Dabei trifft immer wieder das Problem auf, dass nach der Durchführung des Fügevorganges, gegebenenfalls aber auch während der Durchführung des Fügevorganges, keine Informationen über die Qualität der Fügeverbindung und/oder den Fortschritt der Aushärtereaktion im Klebstoff und die damit einhergehende Qualität der Verbindung in dem Fügebereich vorliegen. So ist es in der Praxis häufig erforderlich, eine Vielzahl gleichartiger Bauteile aus Kunststoff zur Verfügung zu stellen und verschiedene, meist zerstörende Messreihen durchzuführen, um nach der Durchführung des Fügevorganges anschließend die Qualität des Fügebereiches zu bestimmen. Nachdem dies erfolgt ist, werden die optimalen Parameter für den Fügevorgang eingestellt, wobei dann davon ausgegangen wird, dass nach Durchführung des Fügevorganges der Fügebereich die gewünschte Qualität aufweist. Allerdings ist ein solches Verfahren nicht nur sehr zeitaufwendig und kosten intensiv, sondern es kann während der folgenden Fügevorgänge, insbesondere im Rahmen einer Serienproduktion, immer wieder zu Schwankungen des Fügevorganges kommen, die die Qualität des Fügebereiches in nachteiliger Weise beeinträchtigen. Der Begriff „Qualität" ist dadurch definiert, dass nach Durchführung des Fügevorganges die beiden Bauteile aus Kunststoff in der Art und Weise zusammengefügt sind, dass das fertige Bauteil in Abhängigkeit seiner Einsatzbedingungen den geforderten Anforderungen standhält. Als ein Beispiel hierfür sei genannt, dass die beiden Bauteile Teile eines Kunststofftankes für ein Fahrzeug sind, die mittels des Fügevorganges flüssigkeit- und gasdicht zusammenfügt werden sollen. Dabei ist nach Durchführung des Fügevorganges sicherzustellen, dass der Fügebereich kein Gas bzw. keine Flüssigkeit austreten lässt. Als weiteres Beispiel sei ein aus zwei Bauteilen, insbesondere zwei Bauteilhälften, gefertigtes fertiges Produkt genannt, welches mechanischen Beanspruchungen, zum Beispiel Zug- bzw. Druckbeanspruchungen, ausgesetzt ist, wobei dieses fertige Produkt den ausgesetzten Beanspruchungen standhalten muss und es verhindert werden muss, dass das Bauteil im Fügebereich aufgrund schlechter Qualität des Fügevorganges auseinanderbricht. Eine weitere Anforderung an eine solche Verbindung kann sein, dass die Bauteile als Behälter mediendicht miteinander verbunden sein müssen. Dabei ist nach Durchführung des Fügevorganges sicher zu stellen, dass der Fügebereich kein Gas bzw. keine Flüssigkeit austreten lässt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fügen von zwei Bauteilen insbesondere aus Kunststoffen in einem Fügebereich mittels eines Fügevorganges bereitzustellen, mit dem eine Qualität des Fügebereiches und/oder über den Verlauf des Prozesses durch ein begleitendes Messverfahren der Fortschritt und die sichere Beendigung des Fügevorganges bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Fügebereich einem elektrischen Feld ausgesetzt wird und ein Dielektrikum bildet, wobei das elektrische Feld gemessen wird und der gemessene Wert ein Maß für die Qualität des Fügebereiches und/oder ein Maß für den Fortschritt des Fügevorganges ist. Die Erfindung nutzt die Eigenschaft vieler reaktiver Klebstoffe bzw. Kunststoffe aus, dass diese durch ein dielektrisches Feld anregbar sind und dadurch die zur chemischen Reaktion benötigte Wärme erzeugt werden kann. Während der chemischen Vernetzungsreaktion nimmt dabei die dielektrische Polarität des Materials ab, da die Reaktanden sich chemisch aneinander binden und dabei entsprechend Elektronen austauschen, die dann nicht mehr durch das dielektrische Feld anregbar sind. Die Eigenschaften des Dielektrikums, insbesondere dessen dielektrischer Verlustfaktor (tan δ), als Maß für die Erregbarkeit im elektrischen Hochfrequenzfeld, ändern sich in Abhängigkeit der chemischen Reaktivität bzw. des Aushärtungsfortschritts des eingesetzten Klebstoffes bzw. der zu fügenden Bauteile. Diese Veränderung kann gemessen werden und der gemessene Wert repräsentiert ein Maß für die Qualität der Klebverbindung bzw. des Fügebereiches. Das elektrische Feld wird beispielsweise dadurch gebildet, dass die beiden Bauteile teilweise (oder auch ganz), zumindest aber ihr Fügebereich und angrenzende Bereiche, eine Kondensatoranordnung darstellen. Die Kondensatorplatten sind durch das bauteilspezifische Werkzeug dargestellt. Die Fügezone mit dem reaktiven Klebstoff stellt das Dielektrikum dar. Zur Aushärtung des Klebstoffes wird an den Kondensator von außen eine elektrische Spannung angelegt, deren Polarität mit hoher Frequenz zyklisch wechselt. Die Energieabnahme durch den reaktiven Klebstoff bzw. den Fügevorgang kann durch Messung der Leistung des Kondensators bzw. durch kontinuierliches Messen der Kapazität ermittelt werden. Die gemessene Leistung bzw. Kapazität ist somit ein Maß für die Qualität bzw. den Verlauf und den Fortschritt des durchgeführten Fügevorganges und damit ein Maß für die Qualität des Fügebereiches. Durch kontinuierliche, prozessbegleitende Messung kann darüber hinaus ein Rückkopplungskreis in die Steuerung der Anlage implementiert werden, der ein Überhitzen des im Fügebereich befindlichen reaktiven Klebstoffes durch kontinuierliches Nachregeln der vom HF-Generator abgegebenen Leistung unterbindet. Alternativ ist es denkbar, den Fügebereich (und auch wieder zumindest angrenzende Bereiche der beiden zufügenden Bauteile) zwischen zwei Kondensatorplatten zu bringen und die sich einstellende Kapazität ohne äußere Energieeinspeisung zu messen, wobei auch dies wieder ein Maß für die Qualität des Fügebereiches ist. Zudem können auch reaktive Partner im seitlichen Bereich eines Kondensators durch das elektromagnetische Streufeld angeregt und ausgehärtet werden. Die Messverfahren zur Bestimmung des Fortgangs des Fügeprozesses sind die gleichen wie zuvor beschrieben.
In Weiterbildung der Erfindung wird als Fügevorgang ein Klebevorgang durchgeführt. Aufgrund der verwendeten Bauteile aus Kunststoff, des verwendeten Klebers und auch gegebenenfalls in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen (wie zum Beispiel Umgebungstemperatur, Luftdruck, Feuchtigkeit und dergleichen) kann es vorkommen, dass zwar die beiden Bauteile in ihrem Fügebereich mittels eines Klebers zusammengefügt werden. Allerdings besteht das Risiko, dass aufgrund schwankender Bedingungen die Bauteile zwar zusammengeklebt sind, aber den gewünschten Beanspruchungen, das heißt den gewünschten Qualitätsanforderungen, nicht standhalten. Dies ist oftmals rein optisch nicht erkennbar, sodass hier in vorteilhafter Weise der Klebevorgang mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens schnell, einfach und unkompliziert überprüft werden kann. Dies erfolgt dadurch, dass die beiden Bauteile mit ihrem Fügebereich dem elektrischen Feld ausgesetzt werden bzw. in einen Kondensator eingelegt werden, und wiederum das elektrische Feld gemessen wird, um somit ein Maß für die Qualität des Fügebereiches zu erhalten. Dies erfolgt auf jeden Fall nach Abschluss des Klebevorganges (wenn mittels Kleber gefügt wird), das heißt, wenn der Kleber vollständig ausgehärtet ist. Der Fügebereich kann aber auch während des Aushärtens schon auf seine Qualität hin bestimmt werden, dass gegebenenfalls durch zusätzliche Maßnahmen der weitere Aushärteprozess des Klebers gestoppt werden kann, wenn die gewünschte Qualität des Fügebereiches erreicht ist.
Alternativ zu einem vorzeitigen Beenden des Aushärteprozesses des Klebstoffes soll der Klebstoff so gut wie möglich aushärten, bzw. ggf. aus verschiedenen Gründen (wenn man bspw. nicht so eine spröde Kiebschicht will, dann härtet man nicht vollständig aus) einen definierten Aushärtegrad (z.B. 80%) einsteifen. Voll ausgehärtet heißt in der Praxis etwa 98% Reaktionsfortschritt - und damit nur noch 2% restliche reaktive (polare) Gruppen, was sich in der Leistungsabgabe des Kondensators deutlich bemerkbar macht, weil man einfach keine Energie mehr in das Bauteil bzw. die Kiebefuge bekommt; das Material nimmt das nicht mehr ab. In Weiterbildung der Erfindung werden die Bauteile in ihrem Fügebereich mittels einer Hochfrequenzerwärmung gefügt.
Beim Hochfrequenzerwärmen spielt die Reibung der Moleküle gegeneinander eine entscheidende Rolle. Die benötigte Schweißwärme entsteht durch Molekularschwingungen in einem Hochfrequenzfeid direkt an polaren Gruppen des Materials bzw. des Klebstoffes, also durch die Wärme, die durch das Reiben der Moleküle an- und gegeneinander entsteht. Diese Erwärmung führt dazu, dass sich Durch die Hochfrequenzerwärmung können alle polaren Materialien erhitzt werden, deren Moleküle durch Reibung aktiviert werden, beispielsweise Hart- und Weich- PVC, Polyamid, Polyester, Polyurethan oder Verbundmaterialien. Aber auch die reaktiven Grundstoffe vieler Klebstoffe vor der chemischen Vernetzung (bspw. PUR, Epoxi) sind durch Hochfrequenz erwärmbar.
In Weiterbildung der Erfindung wird das elektrische Feld vor und/oder während und/oder nach der Durchführung des Fügevorganges gemessen, in bevorzugter und vorteilhafter Weise wird das elektrische Feld dann gemessen, wenn der Fügevorgang vollständig durchgeführt worden ist. Das bedeutet, dass die beiden Bauteile zum Beispiel miteinander verklebt worden sind und nach Überschreitung einer Mindestdauer davon auszugehen ist, dass der Klebevorgang abgeschlossen, das heißt der Kleber ausgehärtet ist. Gleiches gilt für die Hochfrequenzverschweißung, wobei davon ausgegangen wird, dass dann, wenn das hochfrequente Feld zum Fügen der beiden Bauteile abgeschaltet worden ist, der Fügevorgang abgeschlossen ist. Danach wird das fertige Bauteil dem elektrischen Feld ausgesetzt bzw. in einen Kondensator eingesetzt und das sich ergebende elektrische Feld zumindest im Fügebereich ermittelt, wobei der ermittelte Wert ein Maß für die Qualität des Fügebereiches ist. In Abhängigkeit des ermittelten Wertes für die Qualität kann dann entschieden werden, ob das fertige Bauteil der gewünschten Qualität entspricht oder nicht. Zur Steuerung des Fügevorganges ist es auch denkbar, dass das elektrische Feld vor und nach der Durchführung des Fügevorganges gemessen wird. Ist der Wert des elektrischen Feldes vor der Durchführung des Fügevorganges bekannt, können in Abhängigkeit dessen die Fügeparameter eingestellt und anschließend der Fügevorgang durchgeführt werden. Dabei ist davon auszugehen, dass die eingestellten Fügeparameter zu einem Zusammenfügen der beiden Bauteile derart führen, dass sie in ihrem Fügebereich den geforderten Beanspruchungen standhalten. Dies kann anschließend durch die erneute Bestimmung des elektrischen Feldes kontrolliert werden.
In Weiterbildung der Erfindung wird der Fügevorgang in Abhängigkeit des gemessenen elektrischen Feldes geregelt. Hierzu ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das elektrische Feld vor, während und nach der Durchführung des Fügevorganges gemessen wird. Dadurch kann laufend die Qualität des Fügebereiches bestimmt werden und in Abhängigkeit dessen die Fügeparameter geregelt beeinflusst werden. Hierbei handelt es sich beispielweise um die elektrische Leistung des Hochfrequenzfügevorganges oder auch die äußere Beeinflussung des verwendeten Klebers, zum Beispiel durch eine Temperatursteuerung. Wird dann während der Durchführung des Fügevorganges eine Qualität des Fügebereiches gemessen, die der gewünschten Qualität entspricht, ist es möglich, den Fügevorgang zu beenden. Dies hat den Vorteil, dass der Fügevorgang gegebenenfalls schon zu einem Zeitpunkt abgebrochen werden kann, der ohne Messung als noch nicht ausreichend angesehen worden wäre. Durch die Regelung des Fügevorganges kann somit in vorteilhafter Weise ein zeitlich beschleunigter und optimaler Fügevorgang erzielt werden.
So ist in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn das gemessene elektrische Feld einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Der vorbestimmte Wert für das gemessene elektrische Feld kann in Abhängigkeit der verwendeten Bauteile und der Umgebungsparameter (also beispielsweise wie verwendete Materialien, Geometrien, Verarbeitungstemperaturen und dergleichen) rechnerisch oder durch Versuchsreihen bestimmt werden. Dieser vorbestimmte Wert ist somit ein Wert für eine Mindestqualität des Fügebereiches, mit dem sichergestellt ist, dass nach dem Fügen der beiden Bauteile der Fügebereich und somit das fertige Bauteil (Produkt) den geforderten Beanspruchen standhält. Ist dieser Wert bekannt, reicht es aus, den Fügevorgang so lange durchzuführen und dann zu beenden, wenn das gemessene elektrische Feld diesen vorbestimmten Wert erreicht hat. Von besonderem Vorteil ist es, diesen vorbestimmten Wert um einen gewissen Aufschlag zu erhöhen und damit den Fügevorgang durchzuführen, um sicherzustellen, dass auch aufgrund von Schwankungen der beim Fügevorgang vorhandenen Parameter die Qualität des Fügebereiches auf jeden Falls so einzustellen, dass das fertige Bauteil den geforderten Beanspruchungen standhält.
Werkstoffe mit polaren Gruppen können in einem Hochfrequenzfeld mit wechselnder Polarität angeregt werden. Beim Hochfrequenzschweißen, bspw. von PVC, das wegen seiner Chlorgruppen eine hohe Polarität besitzt, wird diese Eigenschaft ausgenutzt, um die Moleküle im Material in Bewegung zu bringen und damit die Wärme durch molekulare Reibungseffekte zu erzeugen. Das Feld wird dabei mit 27,12 MHz bzw. 40,68 MHz in der Polarität gewechselt.
Viele Klebstoffe besitzen in ihrer Grundform, also bevor sie ausgehärtet sind, polare Gruppen. Durch die chemische Vernetzung bei der Aushärtung der Klebstoffe gehen diese Polaritäten nach und nach verloren, da sie sich jeweils ihren Vernetzungspartner suchen und mit diesem eine chemische Bindung eingehen.
Die HF-Anregung basiert auf dem Prinzip eines Kondensators. Der angeregte Kunststoff ist dabei das Dielektrikum. Das interessante an den Kunststoffen bzw. den Klebstoffen ist nun, dass das Dielektrikum sich ändert. Beim Schweißen dürch das Einsinken der Schweißelektrode. Geändert wird dadurch der Plattenabstand, und somit die Kapazität. Bei Klebstoffen ändert sich der Kondensator durch das Abklingen der Reaktivität bzw. Anregbarkeit des Dielektrikums.
Die Erfindung betrifft eine Methode zur Kontrolle des Aushärtegrades bzw. der Reaktionsintensität im Klebstoff. Zum Einen kann man dann den Zeitpunkt bestimmen, zu welchem der Klebstoff vollständig bzw. ausreichend ausgehärtet ist. Bei Kunststoffen wäre es ggf. denkbar, eine Leistungsregelung oder Abschaltsteuerung anhand der Eigenschaften des Dielektrikums zu verwirklichen. Aber der wichtigste Punkt muss die Klebstoffaushärtung sein. in der Praxis an Kunststoffen wird mittels eines Strom messgerätes (manchmal auch Erfassung der Kapazität des Kondensators) erfasst, ob der Kondensator Leistung abgibt. Diese Erfassung kann man nun nutzen, wenn die abgegebene Leistung geringer wird, um den Aushärtegrad bzw. den zu erreichenden Aushärtepunkt des Klebstoffes zu bestimmen. In weiterer Ausführung könnte ggf. gezielt die Leistung geregelt werden, um den Klebstoff nicht durch zu schnelle Aushärtung zu schädigen. Bei normalen HF-Kunststoffen wäre ebenfalls eine Leistungsregelung bzw, ein Abschaitkriterium denkbar.
Kapazität C eines Kondensators: C
Homogenes Feld am Plattenkondensator:
Spannung (U): U
Max. Feldstärke (E): E
Kapazität (C): C
Mit: d = Plattenabstand
A = Fläche
ε = Dielektrizitätskonstante
Q = Elektrische Ladung

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Verfahren zur Kontrolle des Aushärtegrades bzw. der Reaktionsintensität in einem Klebstoff
1 . Verfahren, insbesondere Überwachungs-Verfahren, zum Fügen von zwei Bauteilen aus Kunststoffen in einem Fügebereich mittels eines Fügevorganges, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich einem elektrischen Feld ausgesetzt wird und ein Dieelektrikum bildet, wobei das elektrische Feld gemessen wird und der gemessene Wert ein Maß für den Fortschritt des Fügevorganges und/oder die Qualität des Fügebereiches ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als
Fügevorgang ein Kiebevorgang durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile in ihrem Fügebereich mittels eines Hochfrequenzerwärmens gefügt werden
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld vor und/oder während und/oder nach der Durchführung des Fügevorganges gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang in Abhängigkeit des gemessenen elektrischen Feldes geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang beendet wird, wenn das gemessene elektrische Feld einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
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