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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CONNECTING TWO BODIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/052017
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for connecting two bodies (1, 3), according to which a connection means (2) is arranged between connection surfaces of the bodies to be connected. The connection surfaces and the interlying connection means (2) are held adjacent to each other. At least one of the bodies (1, 3) is mechanically stimulated in order to produce friction and frictional heat. The connection means (2) contains at least one cross-linkable polymer or polymerisable and cross-linkable resin which is converted into a thermoplastic material by means of the frictional heat produced, rendering the connection means (2) and the composite of the two bodies (1, 3) considerably more heat-resistant.

Inventors:
GFELLER BALZ (CH)
GERBER CHRISTOPHE (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000711
Publication Date:
June 26, 2003
Filing Date:
December 18, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SCHWEIZERISCHE HOCHSCHULE FUER (CH)
GFELLER BALZ (CH)
GERBER CHRISTOPHE (CH)
International Classes:
C09J5/06; B29C65/06; C09J11/04; C09J161/06; C09J161/20; C09J161/24; C09J161/28; C09J163/00; C09J175/04; C08L61/00; (IPC1-7): C09J5/06
Foreign References:
GB1311177A1973-03-21
DE3727187A11989-02-23
US6312548B12001-11-06
DE3045706A11982-07-08
US4232086A1980-11-04
Other References:
See also references of EP 1456314A1
Attorney, Agent or Firm:
A. BRAUN BRAUN HERITIER ESCHMANN AG (Basel, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbinden von zwei Körpern (1, 3), bei dem zwischen zu verbindenden Verbindungsflächen (11, 31) der Körper (1, 3) ein Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) angeordnet wird, die Verbindungsflächen (11,31) und das dazwischenliegende Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) aneinan der gehalten werden und mindestens einer der Körper (1, 3) mechanisch angeregt wird, so dass Reibung und Reibungswärme erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungs mittel (2 ; 102 ; 202) mindestens ein vernetzbares Polymer oder polymerisierbares und vernetzbares Harz enthält, das durch die Reibungswärme in einen Duroplast umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass ein polymerisierbares und vernetzbares Harz ver wendet wird, dessen Umwandlung in einen Duroplast durch Po lykondensation oder Polyaddition erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Polymer oder Harz vorpolymerisiert, insbesondere vorkondensiert, ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das Harz bzw. mindestens eines der Harze ein HarnstoffFormaldehydharz, MelaminFormalde hydharz, MelaminHarnstoffFormaldehydharz, MelaminHarn stoffPhenolFormaldehydharz, PhenolFormaldehydharz, Re sorcinFormaldehydharz, vernetzbares IsocyanatDiolharz oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Harze ist.
5. Verfahren. nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Harz bzw. mindestens eines der Harze ein Epoxidharz oder ein zu einem vernetzbaren Po lyurethan polymerisierbares Harz oder das Polymer bzw. min destens eines der Polymere ein vernetzbares Polyurethan ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) einen Härter, vorzugsweise ein Ammoniumchlorid oder sulfat, oder einen Reaktionsverzögerer, vorzugsweise Ammoniak oder eine Ammoniumsalzlösung, und/oder ein Füll und Streckmittel, vorzugsweise Steinmehl, Holzmehl oder Weizenmehl, enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) in flüssiger Form, pastenförmig oder pulverförmig auf eine der Verbindungsflächen (11,31) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polymer oder Harz im Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) in ein flächiges oder strangförmiges Gebilde, insbesondere Papier oder Vlies, imprägniert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) auf der Verbindungsfläche (11,31) eines der Körper (1, 3) integral als Bestandteil des Körpers (1, 3) ausge bildet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass die mechanische Anregung des mindestens einen Körpers (1, 3) spätestens dann gestoppt wird, wenn die Umwandlung des mindestens einen Polymers oder Harzes in einen Duroplast abgeschlossen ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die mechanische Anregung des mindestens einen der Körper (1, 3) die zu verbindenden Verbindungsflächen (11,31) relativ zueinander planparallel bewegt werden, vorzugsweise relativ zueinander rotiert oder linear oder orbital bewegt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis'11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen (11, 31) und das dazwischenliegende Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) während der mechanischen Anregung gegeneinander ge presst werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Körper (1, 3) aus Holz ist und ein Verbindungsmittel (2 ; 102 ; 202) verwendet wird, das mit Holz eine chemische Verbindung ein geht.
14. Verbund von mindestens zwei Körpern (1, 3), bei dem die Körper (1, 3) durch einen Duroplast verbunden sind, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Patentan sprüche 1 bis 13.
Description:
Verfahren zum Verbinden von zwei Körpern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von zwei Körpern, wie es im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist.

Körper aus Holz oder holzähnlichen Materialien können bei- spielsweise durch mechanische Verbindungsmittel, wie z. B.

Schrauben oder Nägel, oder durch Verleimung verbunden wer- den, wobei im letzteren Fall üblicherweise auf die beiden zu verbindenden Verbindungsflächen ein Klebstoff aufge- bracht wird und die beiden Verbindungsflächen dann während einer von der Art des Klebstoffs abhängigen Trocknungs- oder Erhärtungszeit zusammengepresst werden. In ähnlicher Weise können Körper aus Holz oder holzähnlichen Materialien auch mit Kunststoffkörpern verbunden werden.

Diese Verbindungsverfahren sind bei gewissen Anwendungen nachteilhaft, da sie beispielsweise aufgebrachte Lack-oder Farbschichten verletzen oder verfärben können und/oder eine relativ lange Trocknungs-oder Erhärtungszeit benötigen.

In der WO 96/01377 ist ein alternatives Verfahren zum Ver- binden von solchen Körpern offenbart, bei dem zwischen zu verbindenden Verbindungsflächen der Körper eine Thermo- plastschicht als Verbindungsmittel angeordnet wird. Die Verbindungsflächen und das dazwischenliegende Verbindungs- mittel werden dann aneinander gehalten und mindestens einer der Körper wird mechanisch angeregt, so dass Reibung und in der Folge Reibungswärme erzeugt wird, die die Thermoplast- schicht zum Schmelzen bringt. Danach wird die mechanische Anregung gestoppt und der geschmolzene, an beiden Verbin- dungsflächen haftende Thermoplast kühlt durch Wärmeablei-

tung in die umgebenden Körperteile ab, wodurch er seinen Aggregatszustand ändert und wieder hart wird.

Nachteilhaft bei dieser Verbindung ist, dass das Verbin- dungsmittel thermoplastisch ist und daher nur eine be- grenzte Wärmebeständigkeit hat. Viele Thermoplaste weisen auch eine schlechte Beständigkeit gegen Klimafaktoren, wie z. B. Feuchtigkeit und/oder UV-Strahlung, auf. Ausserdem ist die Dissoziationsenergie der Verbindung relativ klein, da während des Verbindens keine chemische Reaktion stattfin- det. Schliesslich muss die für den Schmelzvorgang erforder- liche Wärmemenge durch Wärmeableitung aus dem Bereich, der Schweissstelle entfernt werden, damit die Erhärtung des geschmolzenen Thermoplasten möglich wird. Während dieses Vorgangs müssen die Verbindungsflächen aneinander gehalten werden, d. h. es ist eine Haltezeit nach dem Stoppen der me- chanischen Anregung notwendig, welche von den Eigenschaften des Thermoplasten abhängig ist, die vom Verarbeiter nicht einfach beeinflusst werden können.

Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben be- schriebenen Verbindungsverfahren liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist ein Verfahren zum Verbinden von zwei Körpern der eingangs erwähnten Art, mit dem ein Verbund herstellbar ist, der wärmebeständiger ist als ein vergleichbarer, mit dem in der WO 96/01377 vor- geschlagenen Verfahren hergestellter Verbund. Vorzugsweise sollte ausserdem das Verbindungsverfahren durch den Benut- zer besser optimiert und die Verbindung schneller herge- stellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst, wie es im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den

abhängigen Patentansprüchen. Ein erfindungsgemässer Verbund von zwei Körpern ist in Patentanspruch 14 definiert.

Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden : Bei einem Verfahren zum Verbinden von zwei Körpern wird zwischen zu verbindenden Verbindungsflächen der Körper ein Verbindungs- mittel angeordnet. Die Verbindungsflächen und das dazwi- schenliegende Verbindungsmittel werden dann aneinander gehalten und mindestens einer der Körper wird mechanisch angeregt, so dass Reibung und Reibungswärme erzeugt wird.

Erfindungsgemäss enthält das Verbindungsmittel mindestens ein vernetzbares Polymer oder polymerisierbares und ver- netzbares Harz, das durch die Reibungswärme in einen Du- roplast umgewandelt wird.

Dadurch, dass eine Umwandlung in einen Duroplast stattfin- det, der bei einer späteren Erwärmung nicht mehr schmilzt, werden das Verbindungsmittel und der Verbund der beiden Körper wesentlich wärmebeständiger. Ausserdem ist auch die Beständigkeit gegen andere Klimafaktoren, wie z. B. Feuch- tigkeit, besser.

Für das erfindungsgemässe Verfahren eignen sich insbesonde- re schmelzbare oder flüssige Polymere oder Harze, so dass durch die Reibungswärme das vernetzbare Polymer oder das polymerisierbare und vernetzbare Harz im Allgemeinen zu- nächst geschmolzen wird, falls es sich nicht bereits in flüssigem Zustand befindet. Das Polymer oder Harz benetzt so die beiden Verbindungsflächen und dringt in allfällige Poren ein, die beispielsweise bei Holz vorhanden sind. Bei der Umwandlung in einen Duroplast findet dann eine Vernet- zung und eventuell auch noch eine Polymerisation statt, also eine chemische Reaktion, welche exotherm verlaufen kann. Die beim Reiben erzeugte Reibungswärme unterstützt diese chemische Reaktion und behindert nicht, wie bei einem

Thermoplast, die Härtung. Anders als bei einem thermoplas- tischen Verbindungsmittel braucht die vorhandene Wärme zur Härtung des Verbindungsmittels somit nicht abgeleitet zu werden, so dass bei geeigneter Wahl der Verfahrensparameter die Haltezeit, während der die beiden Körper nach Beenden des Reibens, d. h. nach Beenden der mechanischen Anregung des mindestens einen Körpers, noch aneinander gehalten werden müssen, praktisch auf Null reduziert werden kann.

Die Zeit zur Verbindung zweier Körper kann so im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich verkürzt werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens zum Verbinden von zwei Körpern besteht darin, dass eine Verbin- dung mit einer im Allgemeinen höheren Dissoziationsenergie erreicht wird, im Vergleich zu den Verfahren mit thermo- plastischen Verbindungsmitteln beispielsweise um einen Fak- tor 10.

Schliesslich können für das Verbindungsmittel vernetzbare Polymere oder polymerisierbare und vernetzbare Harze ver- wendet werden, die im Vergleich zu Thermoplasten zum Teil mehr als 50% billiger sind.

Als Harz wird vorzugsweise ein polymerisierbares und ver- netzbares Harz verwendet, dessen Umwandlung in einen Du- roplast durch Polykondensation oder Polyaddition erfolgt.

Mit Vorteil ist das Polymer oder Harz vorpolymerisiert, insbesondere vorkondensiert, so dass es sich im sogenannten B-Zustand oder Resitol-Zustand befindet. Die unterbrochene Polymerisierung und/oder Vernetzung wird durch Zufuhr von Reibungswärme fortgesetzt, wobei das vorpolymerisierte Po- lymer bzw. Harz zunächst schmilzt, falls es nicht bereits flüssig ist, und danach irreversibel ausreagiert und den sogenannten C-Zustand oder Resit-Zustand erreicht. Das Vor- handensein eines flüssigen Zwischenzustands des Polymers

oder Harzes vor dem festen Endzustand ermöglicht das Benet- zen der beiden Verbindungsflächen und somit eine enge Ver- bindung von Verbindungsmittel und Verbindungsflächen.

Als besonders gut geeignet für das Verbindungsmittel haben sich die folgenden Harze erwiesen : Harnstoff-Formaldehyd- harz, Melamin-Formaldehydharz, Melamin-Harnstoff-Formalde- hydharz, Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz, Phenol- Formaldehydharz, Resorcin-Formaldehydharz, vernetzbares Isocyanat-Diolharz oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Harze. Die Umwandlung dieser Harze in einen Duro- plast erfolgt durch Polykondensation oder Polyaddition.

Ebenfalls geeignet als Harz sind Epoxidharze, zu einem ver- netzbaren Polyurethan polymerisierbare Harze oder als Poly- mer ein vernetzbares Polyurethan.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante enthält das Ver- bindungsmittel einen Härter oder einen Reaktionsverzögerer, welcher kompatibel ist mit dem Reaktionssystem, welches die Umwandlung in einen Duroplast gewährleistet. Der Härter ist beispielsweise ein Ammoniumchlorid oder-sulfat, während der Reaktionsverzögerer beispielsweise Ammoniak oder eine Ammoniumsalzlösung ist. Das Verbindungsverfahren kann mit Hilfe solcher Additive für einen bestimmten Anwendungszweck optimiert werden, insbesondere bezüglich der Aushärte-bzw.

Gelierzeit.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante enthält das Verbindungsmittel ein Füll-und Streckmittel, vorzugsweise Steinmehl, Holzmehl oder Weizenmehl. Dies ermöglicht es, die Kosten für das Verbindungsmittel zu senken, und kann die Applikation des Verbindungsmittels erleichtern.

Das Verbindungsmittel wird bei vorteilhaften Ausführungsva- rianten des erfindungsgemässen Verfahrens in flüssiger Form, pastenförmig oder pulverförmig auf eine der Verbin- dungsflächen aufgebracht. Insbesondere bei einem pulverför- migen Verbindungsmittel dürfen danach die beiden zu verbin- denden Verbindungsflächen nicht zu schnell aufeinanderzube- wegt werden, damit das Verbindungsmittel nicht weggeblasen wird. Um dennoch eine hohe Schliessgeschwindigkeit zu er- möglichen, kann die Haftung der Pulverkörner untereinander mittels Erwärmung oder Zugabe von klebenden Stoffen erhöht werden. Dadurch kann das Wegblasen reduziert oder ganz ver- hindert werden.

Alternativ kann das mindestens eine Polymer oder Harz im Verbindungsmittel in ein flächiges oder strangförmiges Ge- bilde, insbesondere Papier oder Vlies, imprägniert sein.

Das Papiergewicht liegt im Allgemeinen zwischen 10 und 180 g/m2, während der Gehalt an Polymer oder Harz bezogen auf das Papiergewicht vorzugsweise im Bereich von 20-350% liegt. Das Vliesgewicht liegt im Allgemeinen zwischen 10 und 120 g/m2, während der Gehalt an Polymer oder Harz bezo- gen auf das Vliesgewicht vorzugsweise im Bereich von 40- 200% liegt. Derartige flächige oder strangförmige Gebilde haben den Vorteil, dass sie einfach handhabbar sind.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Verbindungsmittel auf der Verbindungsfläche eines der Kör- per integral als Bestandteil des Körpers ausgebildet. Auf ein von den zu verbindenden Körpern unabhängiges Verbin- dungsmittel kann dann verzichtet werden, wodurch die Hand- habung vereinfacht wird.

Das Verbindungsmittel kann zwischen den zu verbindenden Verbindungsflächen flächig, strangförmig oder punktförmig angeordnet werden, je nach Anwendungszweck.

Mit Vorteil wird die mechanische Anregung des mindestens einen Körpers spätestens dann gestoppt, wenn die Umwandlung des mindestens einen Polymers oder Harzes in einen Duro- plast abgeschlossen ist. Dadurch wird eine mechanische Zer- störung der Schweiss-bzw. Verbindungsstelle verhindert.

Vorzugsweise werden durch die mechanische Anregung des min- destens einen der Körper die zu verbindenden Verbindungs- flächen relativ zueinander planparallel bewegt. Dies be- wirkt eine relativ grosse Reibung, die eine entsprechende Reibungswärme zur Folge hat.

Bei bevorzugten Ausführungsvarianten werden durch die me- chanische Anregung des mindestens einen der Körper die zu verbindenden Verbindungsflächen relativ zueinander rotiert oder linear oder orbital bewegt. Diese Bewegungen können mit einer dem Stand der Technik entsprechenden Anlage aus- geführt werden.

Vorzugsweise werden die Verbindungsflächen und das dazwi- schenliegende Verbindungsmittel während der mechanischen Anregung gegeneinander gepresst. Hierdurch wird ein enger Kontakt zwischen Verbindungsmittel und Verbindungsflächen sichergestellt, wobei bei porösen Körpern, wie z. B. Holz, Verbindungsmittel in die Poren gedrückt wird, was eine bes- sere Haftung bewirkt.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verbinden von zwei Kör- pern läuft im Allgemeinen in mehreren Phasen ab. Beispiels- weise wird in einer ersten Phase, der Schliessphase, der eine Körper an den anderen herangeführt, auf dem das Ver- bindungsmittel angeordnet ist. Der Druck zwischen den bei- den Körpern ist zunächst 0 und wächst dann ziemlich rasch auf beispielsweise 0,2 bis 2,5 MPa an, sobald auch der

zweite Körper mit dem Verbindungsmittel in Berührung kommt.

Die Schliesszeit beträgt zwischen etwa 0,1 und 10 s.

In einer zweiten Phase, der Schweissphase, wird mindestens der eine Körper mechanisch angeregt, und zwar vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen etwa 50 und 400 Hz und einer Amplitude zwischen etwa 0,5 und 2 mm. Dadurch entsteht Rei- bung zwischen den beiden Körpern und dem Verbindungsmittel, welche Wärme erzeugt und die Temperatur des Verbindungsmit- tels steigt auf ein Maximum von im Allgemeinen etwa zwi- schen 150°C und 350°C an, wodurch das Verbindungsmittel, sofern es in fester Form angewendet wird, schmilzt. Die Schweisszeit beträgt im Allgemeinen zwischen etwa 0,5 und 20 s.

In einer dritten Phase, der Haltephase, wird der Druck zwi- schen den beiden Körpern weiterhin aufrecht erhalten, aber die Körper werden nicht mehr mechanisch angeregt. Dadurch wird keine Reibungswärme mehr erzeugt und das Verbindungs- mittel kühlt langsam ab. Gleichzeitig wird das Verbindungs- mittel fertig polymerisiert und vernetzt, so dass es in einen Duroplast umgewandelt wird. Die Haltephase dauert normalerweise zwischen 0 und 15 s, je nach Verbindungsmit- tel, wobei eine möglichst kurze Haltezeit angestrebt wird.

Im Anschluss an die Haltephase, sofern eine solche statt- findet, wird der Druck zwischen den beiden Körpern abge- baut.

Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens können Körper verschiedenster Beschaffenheit, beispielsweise aus Holz, Beton, Metall, Glas, Stein oder Kunststoff in kurzer Zeit fest miteinander verbunden werden. Ist zumindest der eine Körper aus Holz, wird vorzugsweise ein Verbindungsmittel verwendet, das mit Holz eine chemische Verbindung eingeht.

Beispielsweise kann ein, Verbindungsmittel verwendet werden, das Isocyanat enthält, welches mit Hydroxylgruppen der Zel- lulose des Holzes chemisch reagiert. Aufgrund der chemi- schen Reaktion ist die Verbindung zwischen Verbindungsmit- tel und Körper viel stärker als bei den herkömmlichen Ver- fahren.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verbund von zwei Körpern, bei dem die Körper durch einen Duroplast verbunden sind, wobei der Verbund nach dem oben erläuterten Verfahren hergestellt wird.

Im Folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren zum Ver- binden von zwei Körpern unter Bezugnahme auf die beigefüg- ten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen detail- lierter beschrieben. Es zeigen schematisch : Fig. 1-das Zusammenfügen von zwei Körpern zum Verbinden derselben mit einem flächig angeordneten Verbin- dungsmittel gemäss einem ersten Ausführungsbei- spiel ; Fig. 2-das Verbinden der beiden Körper von Fig. 1 durch Reibschweissen ; Fig. 3-ein Reibschweissen durch lineare, planparallele Bewegung des einen Körpers ; Fig. 4-ein Reibschweissen durch rotative, planparallele Bewegung des einen Körpers ; Fig. 5-ein Reibschweissen durch orbitale, planparallele Bewegung des einen Körpers ;

Fig. 6-ein Diagramm des Ablaufs des Verbindungsverfahrens gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Temperatur des Verbindungsmittels und den auf dieses ausgeübten Druck ; Fig. 7-das Zusammenfügen von zwei Körpern zum Verbinden derselben mit einem strangförmig angeordneten Ver- bindungsmittel gemäss einem zweiten Ausführungs- beispiel ; und Fig. 8-das Zusammenfügen von zwei Körpern zum Verbinden derselben mit einem punktförmig angeordneten Ver- bindungsmittel gemäss einem dritten Ausführungs- beispiel.

Bei dem in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausfüh- rungsbeispiel werden zwei Körper 1 und 3 mittels eines Ver- bindungsmittels 2 miteinander verbunden. Die beiden Körper 1, 3 bestehen beispielsweise aus Holz, Beton, Metall, Glas oder Kunststoff und weisen je eine Verbindungsfläche 11 bzw. 31 auf, die durch das Verbindungsmittel 2 miteinander verbunden werden.

Das Verbindungsmittel 2 ist gemäss Fig. 1 flächig auf der Verbindungsfläche 31 des Körpers 3 angeordnet und bedeckt diese vollständig. Es ist hier pastenförmig auf die Verbin- dungsfläche 31 aufgetragen worden, so dass es auf dieser haftet und beim Heranführen des Körpers 1 in Richtung des Pfeils A durch den Luftdruck nicht weggeblasen wird. Alter- nativ könnte man das Verbindungsmittel 2 flüssig oder in Pulverform auftragen, dann muss aber das Heranführen des Körpers 1 in Richtung des Pfeils A genügend langsam vorge- nommen werden, um die Flüssigkeit oder das Pulver nicht wegzublasen. Um dennoch eine hohe Schliessgeschwindigkeit zu ermöglichen, kann die Haftung der Pulverkörner unterein-

ander mittels Erwärmung, oder Zugabe von klebenden Stoffen erhöht werden. Dadurch kann das Wegblasen reduziert oder ganz verhindert werden. Schliesslich ist auch noch das Auf- bringen des Verbindungsmittels in Form eines flächigen Ge- bildes, insbesondere aus Papier oder Vlies, in das mindes- tens ein Polymer oder Harz imprägniert ist, oder das inte- grale Ausbilden des Verbindungsmittel 2 mit dem Körper 3 möglich, beispielsweise indem es mit diesem coextrudiert wird.

Das Verbindungsmittel 2 besteht beispielsweise aus einem vernetzbaren Polymer oder einem polymerisierbaren und ver- netzbaren Harz, das durch Wärme in einen Duroplast umwan- delbar ist. Das Polymer oder Harz ist mit Vorteil vorpoly- merisiert und die unterbrochene Polymerisierung und/oder Vernetzung wird durch Zufuhr von Wärme fortgesetzt, wobei das vorpolymerisierte Polymer bzw. Harz zunächst schmilzt, falls es nicht bereits flüssig ist, und danach irreversibel ausreagiert. Als besonders gut geeignet haben sich die fol- genden Harze und Polymere erwiesen : Harnstoff-Formaldehyd- harz, Melamin-Formaldehydharz, Melamin-Harnstoff-Formalde- hydharz, Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz, Phenol- Formaldehydharz, Resorcin-Formaldehydharz, vernetzbares Isocyanat-Diolharz, Epoxidharze, zu einem vernetzbaren Po- lyurethan polymerisierbare Harze sowie vernetzbares Poly- urethan.

Das Verbindungsmittel 2 kann auch mehrere verschiedene sol- cher vernetzbarer Polymere oder polymerisierbarer und ver- netzbarer Harze sowie Additive, wie z. B. Härter, vorzugs- weise ein Ammoniumchlorid oder-sulfat, oder einen Reakti- onsverzögerer, vorzugsweise Ammoniak oder eine Ammonium- salzlösung, und/oder Füll-und Streckmittel, vorzugsweise Steinmehl, Holzmehl oder Weizenmehl, enthalten.

Nachdem der Körper 1 an. den Körper 3 und das Verbindungs- mittel 2 herangeführt worden ist, wird er gemäss Pfeil A in Fig. 2 gegen den Körper 3 und das Verbindungsmittel 2 ge- presst, wodurch ein Druck aufgebaut wird. Anschliessend wird begonnen, den Körper 1 mechanisch anzuregen, so dass dessen Verbindungsfläche 11 relativ zur Verbindungsfläche 31 des Körpers 3 und zum Verbindungsmittel 2 planparallel bewegt wird, wodurch zwischen der Verbindungsfläche 11, dem Verbindungsmittel 2 und der Verbindungsfläche 31 Reibung und somit Reibungswärme erzeugt wird. Durch die Reibungs- wärme wird das ganze Verbindungsmittel 2 oder zumindest das oben genannte mindestens eine Polymer oder Harz in einen Duroplast umgewandelt, wobei es vorzugsweise zunächst zum Schmelzen gebracht wird, so dass es die Verbindungsflächen 11 und 31 optimal benetzt. Bei porösen Körpern 1, 3, bei- spielsweise aus Holz, wird das geschmolzene Verbindungsmit- tel 2 bzw. Polymer oder Harz durch den durch den Körper 1 ausgeübten Druck ausserdem in die Poren gepresst, was die Verbindung von Verbindungsmittel 2 und Körper 1 bzw. 3 we- sentlich verstärkt.

Die planparallele Bewegung der Verbindungsfläche 11 kann auf verschiedene Arten erfolgen. Der Körper 1 mit der Ver- bindungsfläche 11 kann beispielsweise gemäss den Pfeilen B und C in den Fig. 2 und 3 linear bewegt, gemäss Pfeil E in den Fig. 2 und 4 rotiert oder gemäss Pfeil D in den Fig. 2 und 5 orbital bewegt werden. Die mechanische Anregung des Körpers 1 und die Ausübung eines Drucks in Richtung des Pfeils A kann mittels beliebigen Vorrichtungen des Standes der Technik ausgeführt werden.

In Fig. 6 ist der Ablauf des Verbindungsverfahrens gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Temperatur des Verbindungsmittels 2 und den auf dieses ausgeübten Druck dargestellt. Die Kurve 6 zeigt den Temperaturverlauf

des Verbindungsmittels 2 während des Verbindungsverfahrens, wobei die linke Skala gilt. Die Linien 71,72 und 73 bezie- hen sich auf den durch den Körper 1 auf das Verbindungsmit- tel 2 ausgeübten Druck gemäss der rechten Skala. Die Körper 1 und 3 sind hier aus Holz, während das Verbindungsmittel 2 aus Harnstoff-Formaldehydharz besteht.

In einer ersten Phase, der Schliessphase, wird der Körper 1 an den Körper 3 herangeführt, auf dem das Verbindungsmittel 2 angeordnet ist. Das Verbindungsmittel 2 weist Umgebungs- temperatur auf. Der Druck 71 ist zunächst 0 und wächst dann ziemlich rasch auf im vorliegenden Fall 1,5 MPa an, sobald der Körper 1 mit dem Verbindungsmittel 2 in Berührung kommt. Die Schliesszeit beträgt etwa 0,5 s.

In einer zweiten Phase, der Schweissphase, wird der Körper 1 mechanisch angeregt, wodurch Reibung zwischen dem Körper 1, dem Verbindungsmittel 2 und dem Körper 3 entsteht, wel- che Wärme erzeugt. Dadurch steigt die Temperatur 6 des Ver- bindungsmittels 2 bei gleichbleibendem Druck 72 auf ein Ma- ximum von hier etwa 225°C bei 2 s an und das Verbindungs- mittel 2 schmilzt. Die Schweisszeit beträgt etwa 1,5 s.

In einer dritten Phase, der Haltephase, wird der Druck 73 weiterhin aufrecht erhalten, aber der Körper 1 wird nicht mehr mechanisch angeregt. Dadurch wird keine Reibungswärme mehr erzeugt und das Verbindungsmittel 2 kühlt langsam ab.

Gleichzeitig wird das Verbindungsmittel 2 fertig polymeri- siert und vernetzt, so dass es in einen Duroplast umgewan- delt wird.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsmittel 102 strangförmig auf der Verbin- dungsfläche 31 des Körpers 3 angeordnet. Ansonsten gilt das zum ersten Ausführungsbeispiel Gesagte.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsmittel 202 punktförmig auf der Verbin- dungsfläche 31 des Körpers 3 angeordnet. Ansonsten gilt das zum ersten Ausführungsbeispiel Gesagte.

Zu den vorbeschriebenen erfindungsgemässen Verfahren sind weitere Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass das Verbindungsmittel 2,102 bzw. 202 an- statt auf der Verbindungsfläche 31 des Körpers 3 zunächst auch auf der Verbindungsfläche 11 des Körpers 1 angeordnet werden kann.