DE3390453C2 - Klebebefestigung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klebebefestigung, zwischen einem eine Öffnung aufweisenden Körper und einem Bauteil, wobei in der Öffnung eine Klebstoffmasse aufgenommen ist, die mittels eines in der Öffnung bewegbaren Kolbens zur Herstellung der Befestigung in Klebestellung gebracht wird, wobei als Klebemasse insbesondere ein schnell bindender Klebstoff dient.

Die Benutzung schnell bindender Klebstoffe ist wegen der Handhabungsprobleme, die mit diesen Klebstoffen verbunden sind, stark zurückgegangen. Mechanische Befestigungen werden oft als unerwünscht angesehen, da sie die Möglichkeit in sich tragen, sich zu lockern oder zu lösen und dadurch ihre Wirksamkeit einzubüßen.

Aus der US-PS 20 92 341 ist eine Klebebefestigung zwischen einem Körper und einem Bauteil bekannt, die einen Körper mit einer Öffnung, eine im Körper angeordnete Klebstoffmasse und einen im Körper bewegbaren Kolben enthält, durch den auf die Klebstoffmasse derart Druck ausgeübt werden kann, daß der Klebstoff durch im Körper verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen mit geringem Durchmesser auf das Bauteil gelangt und eine Klebebefestigung zwischen Bauteil und Körper erzeugt.

Die bekannte Klebebefestigung erfordert jedoch - um eine sichere Befestigung zu gewährleisten - verhältnismäßig große Auflageflächen zwischen Körper und Bauteil, da durch die Durchtrittsöffnungen für den Klebstoff nur punktförmige Klebeflächen entstehen. Dies schränkt die Anwendbarkeit ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung der bekannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie für nahezu beliebige Kontaktverhältnisse zwischen Körper und Bauteil geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Klebebefestigung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Klebebefestigung zur Verfügung, welche ein sicheres Mittel ist, um auch rasch bindende Klebstoffe zu verwenden. Eine Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine Befestigung eines Körpers an einem Bauteil nicht nur klebend, sondern auch mechanisch.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Teile einer Klebefestigung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 die Teile der Klebebefestigung gemäß Fig. 1 in einer zusammengefügten Form unmittelbar an einem Bauteil anliegend,

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform von Teilen der Klebebefestigung gemäß Fig. 2 verklebt mit einem Bauteil,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Körper gemäß Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Kolbenvorrichtung,

Fig. 6 eine Ansicht der Klebebefestigung gemäß der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform der Klebebefestigung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche in eine Bohrung eines Bauteils eingefügt ist, mit dem der Körper verbunden werden soll, wobei der Körper ausschwenkbare Laschen aufweist,

Fig. 8 eine Klebebefestigung gemäß Fig. 7 in verklebtem Zustand von Körper und Bauteil,

Fig. 9 eine alternative Ausführungsform eines Kolbens,

Fig. 10 den Kolben gemäß Fig. 9 in einer fertigen Klebebefestigung,

Fig. 11 eine alternative Ausführungsform des Körpers der Klebebefestigung,

Fig. 12 eine alternative Ausführungsform einer Klebebefestigung mit einem Diaphragma, welches den Klebstoff innerhalb des Körpers hält,

Fig. 13 eine alternative Ausführungsform einer Klebebefestigung mit einem Kolben mit abbrechbarem Stiel,

Fig. 14 eine Klebstoffmasse als Ringanordnung,

Fig. 15 eine alternative Ausführungsform eines Kolbens mit einem Stiel und Vertiefungen,

Fig. 16 eine alternative Ausführungsform eines Körpers,

Fig. 17 eine Anordnung von Teilen einer Klebebefestigung gemäß Fig. 14, 15 und 16 in für das Verkleben vorbereiteter Form, und

Fig. 18 die Klebebefestigung gemäß Fig. 17 in verklebtem Zustand.

Zur Herstellung einer Klebebefestigung zwischen einem rohrförmigen länglichen Körper 10 (Fig. 1) und einem Bauteil 24 ist ein Kolben 12 und eine Klebstoffmasse 14 vorgesehen. Die einzelnen Elemente sind in Fig. 2 in Arbeitsstellung gezeigt, wobei vier bewegliche Laschen 16 die Klebstoffmasse 14 im Kolben 12 festhalten. Die Wand des Körpers 10 ist im Nachbarbereich 18 zu den Laschen 16 entfernt oder geschwächt, damit die Laschen 16 nach außen gestoßen werden können, wobei sie sich um Verbindungspunkte 20 drehen, wenn der Kolben 12 durch eine Vorrichtung oder einen Stößel 22 abwärts bewegt wird, wenn der Körper 10 am Bauteil 24 befestigt wird. Die am Bauteil 24 anliegende Stirnfläche des Körpers 10 kann mit Aussparungen 26 versehen sein, die Stellen auf der Oberfläche des Bauteils 24 vorsehen, durch die die Klebstoffmasse 14 bei 28 in Klebestellung durchgedrückt wird, um die Klebebefestigung zu bilden.

Der Kolben 12 kann eine Schulter 30 aufweisen, die auf dem oberen Ende des Körpers 10 aufliegt, um diesen gegen die Oberfläche des Bauteils 24 zu drücken. Der Stößel 22 wird durch diese Schulter 30 hindurchgedrückt, um auf den Kolben 12 zu drücken und die z. B. in einer Kapsel angeordnete Klebstoffmasse 14 zusammenzupressen, die an der Kante der Laschen 16 durchstochen wird. Der Kolben 12 kann ein etwas angespitztes Ende 32 besitzen, um das Durchstechen der Kapsel der Klebstoffmasse 14 zu erleichtern.

Die Wirkung des Kolbens 12 gegen die Laschen 16 oder die Aussparungen 26 kann mit der Wirkung des Kolbens 12 gegen einen Amboß verglichen werden. Mit "Amboß" wird jede punktförmige, flache oder gewölbte Oberfläche bezeichnet, durch die der Klebstoff zusammengepreßt werden kann, um das Aufbringen oder Verteilen des Klebstoffs und seiner Komponenten zwischen dem Körper 10 und dem Bauteil 24 zu erleichtern.

Der Körper 10 kann auch so gestaltet sein, daß er die Verbindung mit irgendeinem anderen Bauteil erleichtert. Zum Beispiel kann die Wand des Körpers 10 im Bereich seiner Öffnung 27 (Fig. 1) gelocht sein, um eine Niete oder einen Bolzen aufzunehmen, oder sie kann mit waagerecht vorstehenden peripheren Schultern versehen sein. Wenn gewünscht, kann der Kolben 12 eine größere Länge besitzen, so daß er in heruntergedrücktem Zustand den Innenraum des Körpers 10 vollständig ausfüllt.

In Fig. 7 ist eine Modifikation dargestellt, bei der der Körper 10a durch fluchtende Bohrungen in den Bauteilen 24a und 24b hindurchreicht und einen äußeren Flansch 11 besitzt, der auf einer der Bauteiloberflächen aufliegt. Die Unterseite des Körpers 10a weist einen geschlossenen Boden 13 auf. Die die Klebstoffmasse enthaltende Kapsel 14a ist so angeordnet, daß sie durch einen oder mehrere scharfe Vorsprünge 15 auf dem Kolben 12a zerstört werden kann. Wenn der Kolben 12a niedergedrückt wird, wird die Kapsel 14a zerstört und der Klebstoff fließt durch äußere Rillen 17 im Kolben 12a und radial durch Öffnungen 19 im Körper 10a nach außen, um Klebstoff an die Klebestellen zu bringen. Die Laschen 16a schwingen dabei auswärts und blockieren den Körper 10a zur mechanischen Befestigung an seinem Platz (s. Fig. 8), wobei der Klebstoff die Öffnungen verschließt und den Körper 10a in Klebestellung 28a festhält.

In Fig. 7 ist eine hermetisch abgeschlossene Klebstoffkammer 14a dargestellt, die einen integralen Teil des Körpers 10a bildet. Ein Diaphragma 40 teilt den Innenraum des Körpers 10a oberhalb das Klebstoffs 42 ab. Das Diaphragma 40 wird durchstochen oder abwärts verlagert, wenn der Kolben niedergepreßt wird. Das Ergebnis ist in Fig. 8 dargestellt. Fig. 12 zeigt einen zur Befestigung vorbereiteten Körper 10a, der in eine Bohrung in Bauteile 24a,b entsprechend Fig. 7 eingeführt werden kann.

Die Fig. 13-18 zeigen Variationen, bei denen der Kolben 12b gezogen und nicht gedrückt wird. Dazu besitzt der Kolben 12b einen Stiel 44, welcher - wenn gewünscht - lösbar am Kolben 12b befestigt ist, so daß er z. B. abgebrochen werden kann, nachdem der Kolben 12b vollständig in den Körper 10b hineingezogen ist.

Der Körper 10b weist einen Flansch 11b und direkt darüber Löcher 46 auf, wie es in Fig. 16 dargestellt ist, um einen Austritt des Klebstoffes zwischen dem Flansch 11b und der Oberfläche eines Bauteils zu erlauben. Die Klebstoffmasse kann auch in einem ringförmigen Behälter 14b angeordnet sein. Die Laschen 16b schwingen nach außen, während der Kolben 12b in den Körper 10b hineingezogen wird, worauf der Klebstoff in Klebestellung nach außen fließen kann, nachdem der ringförmige Behälter 14b durch die Vorsprünge im Kolben 12b durchlöchert ist, wobei die äußeren Rillen 17b im Kolben 12b den Durchtritt zu der Oberseite des Bauteilverbundes durch die Ausschwenköffnungen im Körper 10b erlauben, die beim Ausschwenken der Laschen 16b entstehen, so daß der Klebstoff auf die Oberseite in Klebeposition 48 und auf die Unterseite in Klebeposition 50 des Bauteilverbundes gelangt.

Die Körper der erfindungsgemäßen Klebebefestigung können aus Metall, Holz oder Plastik bestehen. Wenn Metall verwendet wird, ist ein Metallblech geeigneter Form aus Aluminium, Eisen, Stahl oder galvanisiertem Eisen, Zink, Magnesium, Titan oder einer Legierung davon zu verwenden. Wenn Plastik verwendet wird, kann irgend einer der bekannten Plastikwerkstoffe verwendet werden. Geeignete Kunststoffe sind z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylharze, Epoxyharze, Phenolharze, Melamine, Nylon, Polycarbonate, Olefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Dien-Monomere (EPDM), Polyvinylchlorid und ähnliche. Die Kunststoffe können durch Füllstoffe, Fasern, beispielsweise Glasfasern und ähnliche Stoffe verstärkt sein.

Der Klebstoff, der erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist vorzugsweise ein rasch bindender bekannter Klebstoff. Geeignete Klebstoffe sind Cyanoacrylate, anaerobe Klebstoffe, Heißkleber, druckempfindliche Klebstoffe und andere Klebstoffe, die rasch abbinden. Der Klebstoff muß bei Raumtemperatur nicht rasch abbinden, wenn er diese Eigenschaft durch Anwendung von Wärme erhält. Eine besonders bevorzugte Klasse von Klebstoffen sind mikroverkapselte Klebstoffe. Der Vorteil der Verwendung mikroverkapselter Klebstoffe ist der, daß viele verschiedene Materialien verwendet werden können, in Abhängigkeit davon, an welchem Bauteil der Körper befestigt werden soll.

Eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Klebstoffen kann eingekapselt werden. Einige der gebräuchlichen Materialien sind Epoxide, Urethane, ungesättigte Polyester, Alkyle und andere Harze. Flüssige Klebstoffe, wie ein Polythiol mit einem eingekapselten Bindemittel, können verwendet werden, wobei man ein Einkomponentensystem erhält. Diese Technik kann nicht nur für Polythiol-Klebstoffe verwendet werden, sondern praktisch für alle Klebstoffe, welche die Verwendung eines zusätzlichen Binders erfordern, wobei der Binder eingekapselt und die Kapsel während der gewünschten Verbindung aufgebrochen werden kann.

Eine andere Technik besteht darin, die eingekapselten Klebstoffe mit einem Überzugsmittel zu versehen, so daß sie danach als normaler Überzug in Analogie zu einer flüssigen Farbe oder einer viskosen Paste auf das Innere einer Kammer des Körpers aufgetragen werden können.

Eine besonders bevorzugte Technik ist die Verwendung eingekapselter anaerober Klebstoffe. Unter der Zahl der verwendbaren anaeroben Klebstoffe können auch anaerobe Einkomponenten- und Zweikomponenten-Klebstoffe verwendet werden.

Die Technik der Verkapselung oder die Technik, den Klebstoff in einer Plastikblase einzuschließen, erlaubt die Verwendung von Mehrkomponenten-Klebstoffen. Diese Technik wird häufig bei Polyurethanen oder Epoxy-Materialien verwendet, bei denen ein quervernetzendes Mittel oder ein Bindemittel getrennt von der Hauptmenge des Klebstoffs, die die Bindung verursacht, verwendet wird. Anaerobe Klebstoffe können ebenfalls verwendet werden, insbesondere mikroverkapselte anaerobe Klebstoffe, bei denen die Vielzahl der Komponenten des anaeroben Systems in einer Anzahl von Plastikblasen oder Kapseln vorhanden ist. Beispielsweise kann die anaerobe Mischung aus einem polymerisierbaren Monomer in einer Plastikblase und einem Polymerisationsinhibitor, einem Polymerisationsstarter und einem Polymerisationsbeschleuniger sowie einem Weichmacher und ähnlichen mehr in einer oder mehreren anderen Plastikblasen bestehen.

Der Körper der erfindungsgemäßen Klebebefestigung kann direkt mit einer Bauteiloberfläche verbunden werden oder kann durch ein Loch oder eine Bohrung in einem Bauteil oder durch miteinander fluchtende Löcher oder Bohrungen in aufeinandergelegten Bauteilen hindurchgeführt werden, um den Körper am Bauteil oder mit verschiedenen Bauteilen zu befestigen. Die Bauteile können aus Holz, Gips, Plastik oder Metall bestehen, beispielsweise aus Aluminium, Zink, Eisen, Stahl, Magnesium, Titan oder Legierungen davon.

Claims (8)

1. Klebebefestigung zwischen einem eine Öffnung aufweisenden Körper (10; 10a; 10b) und einem Bauteil (24; 24a, 24b), wobei in der Öffnung eine Klebstoffmasse (14; 42) aufgenommen ist, die mittels eines in der Öffnung bewegbaren Kolbens (12; 12a; 12b) zur Herstellung der Befestigung in Klebestellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10; 10a; 10b) Laschen (16; 16a; 16b) aufweist, die mit der Bewegung des Kolbens (12; 12a; 12b) derart ausschwenkbar sind, daß die an dem Körper (10; 10a; 10b) zur Verfügung stehende Klebefläche durch die Laschen (16; 16a; 16b) vergrößert wird.

2. Klebebefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10a) an dem Bauteil (24a, 24b) mit einem Flansch (11) anliegt.

3. Klebebefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12a; 12b) dem Transport der Klebstoffmasse (14; 42) in die Klebestellung dienende Vertiefungen (17; 17b) aufweist.

4. Klebebefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) an dem Bauteil (24) mit einer Stirnfläche anliegt, die Aussparungen (26) für den Transport der Klebstoffmasse (14) in die Klebestellung aufweist.

5. Klebebefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse (14; 42) aus einem schnell bindenden Klebstoff besteht.

6. Klebebefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse (14; 42) aus einem mikroverkapselten Klebstoff besteht.

7. Klebebefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffmasse (14; 42) aus einem anaeroben Klebstoff besteht.

8. Klebebefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12b) einen lösbaren, insbesondere abbrechbaren Teil besitzt, welcher ein Ziehen des Kolbens (12b) gegen die Klebstoffmasse (14) ermöglicht.