Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Blechteilen zu Blechpaketen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stand der Technik

Um die Trennung von gestapelten Blechteilen in Blechpakete zu erleichtern, ist es bekannt, jeweils zwischen zwei Blechteilen Trennelemente vorzusehen. Diese Trennelemente weisen einen flachen Träger mit einer Klebstoffbeschichtung einerseits und mit einer Antihaftbeschichtung andererseits auf. Aufgrund einer thermischen Aktivierung der Schmelzklebelacksicht bei gestapelten Blechteile ergeben sich erhebliche thermische und mechanische Belastungen auf das Trennelement, was von einem Ausguetschen dieses oder Teile davon bis zu einem Versagen dessen Trennfunktion führen kann. Dies reduziert nicht nur die Reproduzierbarkeit des Verfahrens, sondern kann auch zu unerwünschten Verklebungen an der Vorrichtung führen, was deren Funktion beeinträchtigt.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Blechpaketen der eingangs geschilderten Art in der Reproduzierbarkeit zu verbessern.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Indem die Klebstoffbeschichtung aus einem UV-vernetzten Haft-Schmelzklebstoff (HMPSA) auf Acrylatbasis besteht, kann sichergestellt werden, dass die Funktion des Trennelements im Stapel trotz eines vergleichsweise hohen Flächendrucks und einer vergleichsweise hohen Temperatur erhalten bleiben kann. Durch den UV-vernetzten Haft-Schmelzklebstoff muss nämlich ein Ausquetschen des Klebstoffs des Trennelements nicht befürchtet werden - was die geforderte Qualität an hergestellten Blechpaketen zuverlässig garantieren kann.

Die Gefahr eines Ausquetschens des Klebstoffs der Klebstoffbeschichtung auf dem Träger kann weiter vermindert werden, indem sie ein Flächengewicht im Bereich von 9 bis 13 g/m ² aufweist. Dennoch kann dieses Flächengewicht für eine ausreichende Haftwirkung am Blechteil bzw. Blechpaket sorgen. Vorzugsweise weist diese Klebstoffbeschichtung ein Flächengewicht von 11 g/m ² auf.

Vorstehendes kann weiter verbessert werden, wenn die Klebstoffbeschichtung auf dem Träger eine Schichtdicke im Bereich von 10 bis 17 pm aufweist. Vorzugsweise weist die Klebstoffbeschichtung auf dem Träger eine Schichtdicke im Bereich von 13 bis 16 pm auf.

Die mechanische Stabilität des Trennelements im Verfahren kann weiter verbessert werden, wenn ein Gewebe, ein Vlies oder eine Folie den Träger ausbildet. Vorzugsweise ist der Träger eine Polyesterfolie (PET-Folie).

Weist der Träger eine Trägerdicke im Bereich von 40 bis 60 pm auf, kann dies bereits für eine ausreichende mechanische Stabilität sorgen. Vorzugsweise weist der Folienträger eine Trägerdicke von 50 pm auf.

Die Trennung der Blechteile in Blechpakete im Verfahren kann weiter erleichtert werden, wenn das Trennelement auf der, der Trägerflachseite mit der Klebstoffbeschich- tung gegenüberliegenden Trägerflachseite eine Antihaftbeschichtung aufweist. Vorzugsweise ist diese Antihaftbeschichtung auf Silikonbasis, um eine rückstandsfreie Entfernung vom jeweiligen Blechteil bzw. Blechpaket zu ermöglichen.

Beispielsweise kann die Antihaftbeschichtung eine vernetzte, insbesondere lösungsmittelfreie, Silikonbeschichtung sein. Beispielsweise kann die Silikonbeschichtung thermisch vernetzt sein.

Für eine ausreichende Antihaft-Eigenschaft kann sich bereits eine Schichtdicke der Antihaftbeschichtung im Bereich von 1 ,0 bis 3,5 pm, insbesondere von 2,0 bis 3,0 pm, aufweisen.

Die Erfindung hat sich zudem die Aufgabe gestellt, die Standfestigkeit einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verbessern.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 7.

Indem die Klebstoffbeschichtung aus einem UV-vernetzten Haft-Schmelzklebstoff auf Acrylatbasis besteht, kann die Gefahr eines Verklebens der Stapeleinrichtung der Vorrichtung durch einen ausgequetschten Klebstoff des Trennelements reduziert bzw. gänzlich vermieden werden. Damit ist die Standfestigkeit der Vorrichtung weiter erhöhbar.

Die Erfindung hat sich zudem die Aufgabe gestellt, sicherzustellen, dass auch bei hohen Flächendrücken und Temperaturen auf ein Trennelement eine erleichterte Trennung von Blechpaketen erhalten bleibt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 8.

Diese Trennung kann zuverlässiger erfolgen, indem ein Trennelement verwendet wird, welches einen flachen Träger mit einer Klebstoffbeschichtung, bestehend aus einem UV-vernetzten Haft-Schmelzklebstoff auf Acrylatbasis, auf einer Trägerflachseite aufweist, und das Trennelement mit Blechteilen gestapelt wird sowie diese Blechteile miteinander zu Blechpaketen durch stoffschlüssiges Fügen verbunden werden - und zwar trotz vergleichsweise hoher thermischen und physikalischen Belastungen auf das Trennelement.

Dies kann weiter verbessert werden, indem die Klebstoffbeschichtung auf dem Träger ein Flächengewicht im Bereich von 9 bis 13 g/m ² , insbesondere von 11 g/m ² , aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Klebstoffbeschichtung eine Schichtdicke im Bereich von 10 bis 17 pm, insbesondere 13 bis 16 pm, aufweisen.

Auch kann bei dieser Verwendung die mechanische und/oder thermische Stabilität des Trennelements weiter erhöht werden, wenn ein Gewebe, ein Vlies oder eine Folie, insbesondere Polyesterfolie, den Träger ausbildet.

Weist bei dieser Verwendung der Träger eine Trägerdicke im Bereich von 40 bis 60 pm, insbesondere 50 pm, auf, erleichtert dies auch die Handhabbarkeit des Trennelements.

Dies umso mehr, wenn das Trennelement auf der, der Trägerflachseite mit der Klebstoffbeschichtung gegenüberliegenden Trägerflachseite eine Antihaftbeschichtung, insbesondere auf Silikonbasis, aufweist.

Beispielsweise wird als Antihaftbeschichtung eine vernetzte, insbesondere lösungsmittelfreie, Silikonbeschichtung verwendet. Beispielsweise kann die Silikonbeschichtung thermisch vernetzt sein.

Für eine ausreichende Antihaft-Eigenschaft kann sich bereits eine Schichtdicke der Antihaftbeschichtung im Bereich von 1 ,0 bis 3,5 pm, insbesondere von 2,0 bis 3,0 pm, aufweisen.

Insbesondere kann sich auszeichnen, wenn das Blechpaket ein Trennelement auf oder an einer dessen Stirnseite aufweist. Dieses Trennelement kann auch eine elektrische Isolationsschicht ausbilden

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvarianten näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise aufgerissene Seitenansicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verbinden von Blechteilen zu Blechpaketen und

Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein Trennelement für gegenständliche Erfindung.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 wird eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung 1 dient dem Paketieren vereinzelter Blechteile 2 zu Blechpaketen 3. Hierzu wird von einem Coil 4 ein Elektroband 5 abgehaspelt, welches auf einer seiner Flachseiten 6 oder 7 oder -wie in Fig. 1 dargestellt- auf beiden seiner Flachseiten 6, 7 eine vollflächige, thermisch aktivierbare und damit aushärtbare, Schmelzklebelackschicht 8, 9 aufweist.

Im Allgemeinen wird erwähnt, dass solch eine thermisch aktivierbare bzw. heißhär- tende Schmelzklebelackschicht 8, 9 bzw. Schmelzklebstoffschicht auch unter der Bezeichnung „Backlack“ bekannt ist. Beispielsweise kann der Schmelzklebelack eine Epoxidharzbasis aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich beim Schmelzklebelack um ein Bisphenol-basiertes Epoxidharz-System mit einem Härter, beispielsweise mit einer Dicyandiamidbasis. Insbesondere kann es sich beim erwähnten Schmelzklebelack um ein Bisphenol-A-Epichlorhydrinharz-System mit Dicyanamid als Härter handeln. Dieses zweistufig aushärtende Epoxidharz-System befindet sich auf dem Elektroband 5 im B-Zustand. Damit ist der teilvernetzte Schmelzklebelack noch reaktionsfähig. Durch Wärmezufuhr reagiert der sich im B-Zustand befindliche Schmelzklebelack weiter und kann damit in den vollvernetzten C-Zustand übergeführt werden - was auch als Verbacken bezeichnet wird. Typischerweise hat diese teilvernetzte Schmelzklebelackschicht 8, 9 eine Dicke von einigen Mikrometern.

Vom backlackbeschichteten Elektroband 5 werden mithilfe eines Stanzwerkzeugs 10, nach Fig. 1 mithilfe eines Folgestanzwerkzeugs bzw. Folgeverbundwerkzeugs, mehrere Blechteile 2 freigestanzt bzw. vereinzelt. Solch ein Freistanzen kann - im Allgemeinen erwähnt - ein Ausschneiden, Abschneiden, Ausklinken, Beschneiden, Zerteilen durch Ausdrücken etc. sein. Es ist aber auch ein Ausdrücken von Blechteilen 2 vorstellbar.

Wie außerdem der Fig. 1 zu entnehmen, führt das Stanzwerkzeug 10 ein Schneiden mit mehren Hüben 11 durch, indem sein Oberwerkzeug 12 mit seinem Unterwerkzeug 13 zusammenwirkt. Hierzu weist das Stanzwerkzeug 10 mehrere Stanzstufen 14, 15 auf.

Mit einer Stempel 14a der Vorbearbeitungsstanzstufe 14 am Oberwerkzeug 11 wird das Elektroband 5 für ein Freistanzen vorbearbeitet, wonach mit einem zweiten Stempel 15a der zweiten und auch letzten Stanzstufe 15 am Oberwerkzeug 11 aus dem Elektroband 5 Blechteile 2 freigestanzt bzw. damit vereinzelt werden. Hierzu wirken die Stempel 14a, 15a mit den jeweiligen Matrizen 14b, 15b der Stanzstufen 14, 15 am Unterwerkzeug 13 zusammen. Solch ein Folgeschneiden ist in der Fig. 1 unter anderem daran zu erkennen, dass beim Vorbearbeitungsstanzen ein Teil 16 vom Elektroband 5 abgetrennt wird, um das Elektroband 5 für das Freistanzen des Blechteils 2 vorzubereiten.

Jene, mithilfe der Stanzstufe 15 freigestanzten Blechteile 2 werden durch Druck des Oberwerkzeugs 11 bzw. des Stempels 15a in eine Stapeleinrichtung 17 gedrängt und dort gestapelt. Die Stapeleinrichtung 17 umfasst hierzu einen Schacht 17a und einen Gegenhalter 17b im Unterwerkzeug 13. Dieser Gegenhalter 17b im Unterwerkzeug 13 bremst die Blechteile 2, wodurch diese Blechteile 2 unter Druck des Oberwerkzeugs 11 und mithilfe der zwischen den Blechteilen 2 vorhandenen Klebstoffschicht 8, 9 eine physikalische und/oder chemische Verbindung eingehen bzw. damit gefügt werden - und zwar unter thermischer Aktivierung der Schmelzklebstoffschichten 8, 9 zwischen den Blechteilen 2. Hierzu wird die Stapeleinrichtung 17 aktiv beheizt. Außerdem können die Blechpakete 3 nicht dargestellten weiteren Aushärtungsschritten unterworfen werden, um die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Blechteilen 2 weiter auszuhärten. Des Weiteren besteht die Möglichkeit einer Drehung der Stapeleinrichtung 17, um beispielsweise segmentierte Blechpakete 3 aus Lagen mit mehreren nebeneinander angeordneten und übereinander gestapelten Blechteilen 2 auszubilden - was ebenfalls nicht dargestellt ist.

Um die, die Stapeleinrichtung 17 verlassenden Blechpakete 3 leichter voneinander trennen zu können, wird mit den Blechteilen 2 mindestens ein Trennelement 18 mitgestapelt. Hierzu ist das Trennelement 18 ausgebildet, die Adhäsion mit der Klebstoffschicht 8, 9 zumindest eines daran anschließenden Blechteils 2 zu reduzieren. Dies schafft eine verminderte Haftfestigkeit zwischen den Blechteilen 2 der angrenzenden Blechpakete 3, was die Trennung der verbundenen Blechteile 2 in Blechpakete 3 erleichtert, wenn diese die Stapeleinrichtung 17 verlassen - wie in Fig. 1 zu erkennen.

Jenes in Fig. 2 in vergrößerte Ansicht dargestellte Trennelement 18 weist einen flachen Träger 19 bzw. ein flaches Substrat auf. Direkt auf dem Träger 19, nämlich auf einer ersten Trägerflachseite 19a seiner beiden Trägerseiten 19a, 19b ist eine Klebstoffbeschichtung 20 vorgesehen.

Erfindungsgemäß besteht die Klebstoffbeschichtung 20 aus einem UV-vernetzten (UV-C) Haft-Schmelzklebstoff (HMPSA) auf Acrylatbasis. Damit kann den vergleichsweise hohen Drücken und Temperaturen beim Verbacken bzw. Fügen der Blechteile 2 zu Blechpaketen 3 in der Stapeleinrichtung 17 standgehalten werden. Ein Ausquetschen des Klebstoffs 3 der Klebstoffbeschichtung 20 muss daher nicht befürchtet werden, was sowohl die Innenwand der Stapeleinrichtung 17 als auch die dieser Stapeleinrichtung 17 verlassenden Blechpakete 3 frei von Verunreinigung hält. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden von Blechteilen 2 zu Blechpaketen 3 kann daher besonders reproduzierbar die geforderte Formgenauigkeit der Blechpakete 3 erfüllen. Zudem ist eine Beeinträchtigung der Standfestigkeit der Vorrichtung durch Verklebungen in der Stapeleinrichtung 17 nicht zu befürchten.

Insbesondere zeichnet sich hierzu ein Trennelement 18 aus, das als Träger 19 eine Polyesterfolie mit einer Trägerdicke von 49,5 pm (gerundet also 50 pm) aufweist, um hohen Temperaturen und Drücken in der Stapeleinrichtung 17 standzuhalten.

Die Klebstoffbeschichtung 20 weist im Ausführungsbeispiel ein Flächengewicht von 11 g/m2 und eine erste Schichtdicke von 14,6 pm auf - und kann so für eine ausreichende Haftung an einem Blechpaket 3 sorgen. Ein unabsichtliches Lösen des Trennelements 18 im Verfahren ist damit vermeidbar, was die Reproduzierbarkeit weiter erhöhen kann.

Das Trennelement 18 reduziert die Adhäsion mit einem daran anschließenden Blechteil 2 eines anderen Blechpakets 3 dadurch, dass auf der, der Trägerflachseite 19a mit der Klebstoffbeschichtung 20 gegenüberliegenden Trägerflachseite 19b eine Antihaftbeschichtung 21 mit einer Silikonbasis vorgesehen ist. Diese Antihaftbeschichtung ist im Ausführungsbeispiel eine thermisch vernetzte Silikonbeschichtung, die vorzugsweise lösungsmittelfrei auf der Trägerflachseite 19b appliziert worden ist. Die Silikonbeschichtung weist hierfür eine zweite Schichtdicke im Bereich von 2,4 bis 2,9 pm auf.

Damit bleibt das Trennelement 18 auf einem Blechpaket 3 haften, wohingegen das Trennelement 18 vom anderen Blechpaket 3 leichter getrennt werden kann, was die Trennung der gestapelten Blechteile 2 in Blechpakete 3 erleichtert.

Wie zudem in Fig. 1 erkennbar, weist die Vorrichtung 1 auch eine Einrichtung 22 auf, mit der das Trennelement 18 zwischen zwei Blechteilen 2 vorgesehen wird. Dies, indem diese Einrichtung 22 das Trennelement 18 als Band oder Blatt 18a der zweiten Stanzstufe 15 unterhalb des Elektrobands 5 zuführt. Die zweite Stanzstufe 15 stanzt das Blechteil 2 mitsamt dem Trennelement 18 aus - und bringt dieses damit auch in eine, der Matrize 15.2 entsprechende Form. Zudem kann damit das Trennelement 18 mit den Blechteilen 2 mitgestapelt werden. Je nach Bedarf wird das Band oder Blatt der Stanzstufe 15 zugeführt, um so ein Trennelement 18 der Stapeleinrichtung 17 vorzusehen.

Es ist aber auch vorstellbar, dass das Trennelement 18 vor dem Stanzwerkzeug 10 bzw. Folgestanzwerkzeug auf das Elektroband aufgebracht wird, was in Fig. 1 strichliert dargestellt worden ist.

Im Allgemeinen wird festgehalten, dass „insbesondere“ als „more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem „insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für „vorzugsweise“, ins Englische übersetzt als „preferably“.