Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verbindung von Bauteilen, insbesondere das Gebiet der Abdichtung von Verbindungen, die mittels stiftartiger Verbindungselemente bewirkt werden. Die Erfindung schlägt eine einfach anzuwendende Möglichkeit zur Abdichtung derartiger Verbindungen vor.

In vielen industriellen Bereichen, insbesondere in der Bauindustrie oder auch in der Automobilindustrie, ist es häufig notwendig, bestimmte Bauteile mit gleichartigen oder anderen Substraten zu verbinden. Ein bekanntes Beispiel dafür sind Wandplatten beim Hausbau. In derartigen Fällen müssen hergestellte Verbindungen zweier Bauteile häufig abgedichtet werden, um beispielsweise das Eindringen von Wasser oder kalter Luft von außen zu verhindern.

Stiftartige Verbindungselemente allein können in aller Regel die erforderliche Abdichtung nicht gewährleisten. Daher werden üblicherweise Silikon-Dichtmassen verwendet, um eine entsprechende Versiegelung der hergestellten Verbindungen zu erreichen. Derartige Dichtmassen benötigen jedoch eine bestimmte Zeit zum Aushärten und beeinträchtigen darüber hinaus den ästhetischen Eindruck, so dass häufig eine Abdichtung im Wandinneren angestrebt wird.

Kautschuk-basierende Dichtelemente sind ebenfalls gebräuchlich, werden jedoch durch Witterungseinflüsse in ihrer Funktion beeinträchtigt und müssen mit relativ hohem Aufwand an die beabsichtigte Verwendung angepasst werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine leicht anzuwendende und effiziente Methode zum Abdichten von mit stiftartigen Verbindungselementen erzielten Verbindungen von Bauteilen zur Verfügung zu stellen. Der Lösung der Aufgabe liegt der Gedanke zugrunde, zu diesem Zweck ein doppelseitiges Klebeband einzusetzen.

Ein erster Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines doppelseitigen Klebebandes zur Versiegelung einer mit einem stiftartigen Verbindungselement bewirkten Verbindung zweier Bauteile, wobei das stiftartige Verbindungselement einen auf einer Seite der Verbindung befindlichen Kopf aufweist und auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der Verbindung ein Gegenstück mit dem stiftartigen Verbindungselement verbunden ist.

Unter einem„stiftartigen Verbindungselement" wird ein übliches, zur festen Verbindung von Bauteilen einsetzbares Hilfsmittel mit stiftartiger Gestalt verstanden. Material und Gestalt des stiftartigen Verbindungselements sind grundsätzlich beliebig. Das stiftartige Verbindungselement weist erfindungsgemäß einen„Kopf" auf. Darunter wird verstanden, dass ein Ende des stiftartigen Verbindungselements gegenüber jedem anderen Abschnitt des freiliegenden Schafts des stiftartigen Verbindungselements verbreitert ist. Das stiftartige Verbindungselement kann einstückig gestaltet sein, so dass Schaft und Kopf unmittelbar ineinander übergehen. „Einstückig" bedeutet, dass das Gesamtgebilde aus Kopf und Schaft des stiftartigen Verbindungselements aus einem einzigen Stück besteht. Der Kopf kann jedoch auch ein vom Schaft des stiftartigen Verbindungselements verschiedenes Teil sein, das mit dem Schaft fest verbunden ist.

Bevorzugt weist der Kopf des stiftartigen Verbindungselements an seiner Unterseite (also an seiner dem Bauteil zugewandten Seite) eine den Schaft des stiftartigen Verbindungselements umgebende und an dessen Rand angrenzende, makroskopisch ebene Fläche auf, wobei die von dieser Fläche aufgespannte Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des stiftartigen Verbindungselements angeordnet ist. Die Ebenheit der Fläche ermöglicht eine besonders effiziente Handhabung des abdichtenden Klebebandes bei der Herstellung der Verbindung zweier Bauteile. Ebenfalls bevorzugt beträgt innerhalb dieser Fläche der kürzeste Abstand vom äußeren Rand des Kopfes bis zum Schaft mindestens 1 mm. Ein derartiger Abstand hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine ausgezeichnete Abdichtung der Verbindung zu bewirken.

Unter dem „Gegenstück" wird eine Komponente der erfindungsgemäß bewirkten Verbindung zweier Bauteile verstanden, die komplementär zum stiftartigen Verbindungselement ist und dieses auf der dem Kopf gegenüber liegenden Seite der Verbindung fixiert. Es ist erfindungsgemäß möglich, dass das Gesamtgebilde aus Kopf und Schaft des stiftförmigen Verbindungselements sowie dem Gegenstück aus einem einzigen Stück besteht, also einstückig ist. Dies ist zum Beispiel dann gegeben, wenn es sich bei dem stiftartigen Verbindungselement um einen Niet handelt. Es ist erfindungsgemäß ebenso möglich, dass das stiftartige Verbindungselement und das Gegenstück zueinander komplementäre, gleichwohl aber verschiedene und vereinzelbare Komponenten sind.

Auch das Gegenstück bewirkt eine Verbreiterung des mit ihm versehenen Abschnitts des stiftartigen Verbindungselements gegenüber jedem anderen Abschnitt des freiliegenden Schafts des stiftartigen Verbindungselements.

Bevorzugt weist das Gegenstück an seiner dem Bauteil zugewandten Seite eine den Schaft des stiftartigen Verbindungselements umgebende und an dessen Rand angrenzende, makroskopisch ebene Fläche auf, wobei die von dieser Fläche aufgespannte Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des stiftartigen Verbindungselements angeordnet ist. Ebenfalls bevorzugt beträgt innerhalb dieser Fläche der kürzeste Abstand vom äußeren Rand des Gegenstücks bis zum Schaft des stiftartigen Verbindungselements mindestens 1 mm.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem stiftartigen Verbindungselement um eine Schraube mit Schraubenkopf und bei dem Gegenstück um eine zu der Schraube komplementäre Mutter. Schraube und Mutter können grundsätzlich aus einem beliebigen Material und von beliebiger Gestalt sein, sofern der Zweck der Verbindung zweier Bauteile damit erfüllt werden kann. Bei der Mutter handelt es sich bevorzugt um eine Hutmutter.

Die Schraube ist bevorzugt einstückig. Ebenfalls bevorzugt beträgt die Breite des Schraubenkopfes um den Schaft der Schraube herum, also der Abstand des äußeren Randes des Schraubenkopfes vom Schaft der Schraube, mindestens 1 mm. Die Unterseite des Schraubenkopfes ist vorzugsweise eine makroskopisch ebene Fläche, die darüber hinaus vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Schraubenschafts angeordnet ist.

Die Breite der Randflächen der Mutter, also der Abstand eines auf dem inneren Rand der Mutter gelegenen Punktes zu einem auf dem äußeren Rand der Mutter gelegenen Punkt, wobei die beiden Punkte auf einer gedachten Linie liegen, die vom Mittelpunkt der Mutter nach außen führt, beträgt bevorzugt mindestens 1 mm. Mindestens die bei der Anwendung substratseitige Fläche der Mutter ist bevorzugt makroskopisch eben. Sie ist vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Schraubenschafts angeordnet.

Die Abdichtung der herzustellenden Verbindung zweier Bauteile wird erfindungsgemäß durch ein doppelseitiges Klebeband bewirkt. Unter der„Abdichtung der Verbindung zweier Bauteile" wird die Abdichtung jeder sich aus einer derartigen Konstruktion ergebenden Fuge verstanden, das heißt sowohl die Abdichtung der Fuge zwischen den beiden Bauteilen selbst als auch die Abdichtung einer der Fugen zwischen den Bauteilen und den Bestandteilen des stiftartigen Verbindungselements oder des Gegenstücks.

Bevorzugt steht dabei zumindest ein Teil des Klebebands mit zumindest einem Teil des stiftartigen Verbindungselements und/oder des Gegenstücks unmittelbar in Kontakt. „Unmittelbar in Kontakt stehen" bedeutet, dass das doppelseitige Klebeband und das Verbindungselement beziehungsweise das Gegenstück unmittelbar, also ohne eine weitere dazwischen befindliche Schicht eines anderen Materials, aneinander grenzen.

Besonders bevorzugt steht zumindest ein Teil des Klebebands mit zumindest einem Teil des Schafts und des Kopfes des stiftartigen Verbindungselements oder mit zumindest einem Teil des Schafts des stiftartigen Verbindungselements und zumindest einem Teil des Gegenstücks unmittelbar in Kontakt.

Das Klebeband ist bevorzugt zumindest zum Teil in dem Spalt zwischen einem der zu verbindenden Bauteile und dem Kopf des stiftartigen Verbindungselements oder in dem Spalt zwischen dem anderen Bauteil und dem Gegenstück angeordnet; insbesondere füllt das Klebeband den jeweiligen Spalt im Wesentlichen vollständig aus.„Im Wesentlichen ausfüllen" bedeutet dabei, dass anwendungsbedingte Luftblaseneinschlüsse in der Verklebungsgrenzfläche oder anwendungsbedingte Einschlüsse anderer Materialien in im Sinne der Anwendung vernachlässigbarer Menge unbeachtlich sind.

Ebenfalls bevorzugt ist zumindest ein Abschnitt entlang der Längsachse des Schafts des stiftartigen Verbindungselements vollständig und unmittelbar von dem Klebeband umgeben. Dies bedeutet, dass das Klebeband im betreffenden Abschnitt des Schafts diesen vollumfänglich und unmittelbar an ihn angrenzend umgibt. Unter einem„doppelseitigen Klebeband" wird ein beidseitig selbstklebend, also mit einer Haftklebemasse als jeweils äußerer Schicht, ausgerüstetes Klebeband verstanden. Diese Haftklebemasse kann dabei Naturkautschuk-, Synthesekautschuk- oder Poly(meth)acrylat-basiert sein oder eine andere Basis aufweisen; bevorzugt ist die Haftklebemasse Poly(meth)acrylat-basiert. Insbesondere ist der gewichtsbezogene Hauptbestandteil der Haftklebemasse, also der Bestandteil mit dem höchsten Gewichtsanteil, Poly(meth)acrylat. Der Begriff „Poly(meth)acrylat" beschreibt hierbei ein Polymer, dessen zugrunde liegenden Monomere zu einem wesentlichen Anteil, bevorzugt zu mehr als 50 %, von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern gebildet werden. Insbesondere sind Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester zwingende Bestandteile der Monomerbasis des Poly(meth)acrylats.

Das Klebeband enthält bevorzugt eine geschäumte Schicht. Diese geschäumte Schicht kann selbst eine Haftklebemasse sein und somit bereits das doppelseitige Klebeband bilden. Die geschäumte Schicht kann aber auch als Trägermaterial, als sogenanntes „Backing", fungieren, und an ihrer Ober- und Unterseite jeweils eine Schicht einer Haftklebemasse aufweisen. Die geschäumte Schicht kann beispielsweise Polyurethan-, Polyethylen- oder Poly(meth)acrylat-basiert sein. Bevorzugt ist die geschäumte Schicht Poly(meth)acrylat-basiert im Sinne des vorstehenden Absatzes. Insbesondere ist der gewichtsbezogene Hauptbestandteil der geschäumten Schicht (Poly(meth)acrylat.

Poly(meth)acrylat als Hauptbestandteil sowohl der geschäumten Schicht als auch der Haftklebemassen hat sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich seiner Langlebigkeit, seiner Wetterbeständigkeit und seiner Festigkeit erwiesen. In der geschäumten Schicht ergibt es zudem hervorragende Scherfestigkeiten und sehr gute Kompressibilität.

Die Dicke des doppelseitigen Klebebandes beträgt bevorzugt 0,1 mm bis 5 mm. Dieser Dickenbereich hat sich als besonders geeignet erwiesen, um einerseits den Abstand zwischen Bauteil und Kopf beziehungsweise Gegenstück des Verbindungselements optimal auszufüllen und dabei Unebenheiten in den Oberflächen dieser Komponenten auszugleichen und andererseits hohe Klebkräfte zu gewährleisten. Darüber hinaus ergibt sich in diesem Dickenbereich eine nur geringe Deformation bei Verdrehungen oder Verschiebungen zwischen den Bauteilen und dem Verbindungselement beziehungsweise dem Gegenstück. Bei der bevorzugten Verwendung zur Abdichtung einer mit einem Schraube-Mutter-System bewirkten Verbindung zweier Bauteile kann die Mutter mit dem Klebeband auf einem mit einem Loch für die Schraube versehenen Bauteil fixiert werden, und die Schraube kann dann mit einem bestimmten Drehmoment ohne zusätzliche Fixierung angezogen werden. Die Anwendung ist auch umgekehrt denkbar; dementsprechend würde die Schraube fixiert und die Mutter aufgezogen. Das Klebeband kann sowohl zunächst an der Schraube und/oder an der Mutter befestigt werden als auch zunächst am Substrat.

Besonders bevorzugt wird das doppelseitige Klebeband zwischen Schraubenkopf und Substrat angebracht. Vorzugsweise wird das Klebeband zunächst auf dem Substrat ausgebracht; anschließend wird die Schraube eingesetzt und unter Druckanwendung gegen das Klebeband gepresst. Beim nachfolgenden Befestigen der Mutter sollte der Schraubenkopf, vorzugsweise durch Verwendung eines Schraubenschlüssels, in Position gehalten werden, um ein Verdrehen bzw. Überdehnen des Klebebandes zu vermeiden.

Die Auflagefläche des Klebebandes am Schraubenkopf bzw. an der Mutter beträgt bevorzugt mindestens 2 cm ² .

Zum Zwecke der Verbindung der Bauteile mittels eines stiftartigen Verbindungselements weist das doppelseitige Klebeband vorzugsweise ein Loch mit einem Durchmesser von 100 bis 80 %, besonders bevorzugt von < 100 bis 80 % des Schaftdurchmessers des stiftartigen Verbindungselements auf. Mit Lochdurchmessern von weniger als 100 % des Schaftdurchmessers werden die elastischen Eigenschaftsanteile des Klebebandes vorteilhaft ausgenutzt, um die Dichtungswirkung zu verstärken.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche zwei mittels eines stiftartigen Verbindungselements verbundene Bauteile umfasst, wobei das stiftartige Verbindungselement einen auf einer Seite der Verbindung befindlichen Kopf aufweist und auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite der Verbindung ein Gegenstück mit dem stiftartigen Verbindungselement verbunden ist und wobei die durch das stiftartige Verbindungselement bewirkte Verbindung der beiden Bauteile mit einem doppelseitigen Klebeband abgedichtet ist.

Bevorzugt enthält das Klebeband der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine geschäumte Schicht. Ebenfalls bevorzugt weist das Klebeband eine Dicke von 0,1 bis 5 mm auf.

Der gewichtsbezogene Hauptbestandteil des Klebebandes der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bevorzugt Poly(meth)acrylat.

Bevorzugt steht zumindest ein Teil des Klebebands mit zumindest einem Teil des stiftartigen Verbindungselements und/oder des Gegenstücks unmittelbar in Kontakt.

Ferner ist bevorzugt das Klebeband zumindest zum Teil in dem Spalt zwischen einem der zu verbindenden Bauteile und dem Kopf des stiftartigen Verbindungselements oder in dem Spalt zwischen dem anderen Bauteil und dem Gegenstück angeordnet.

Das stiftartige Verbindungselement ist bevorzugt einstückig.

Bevorzugt weist der Kopf des stiftartigen Verbindungselements an seiner Unterseite eine den Schaft des stiftartigen Verbindungselements umgebende und an dessen Rand angrenzende, makroskopisch ebene Fläche auf, wobei die von dieser Fläche aufgespannte Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des stiftartigen Verbindungselements angeordnet ist. Besonders bevorzugt beträgt innerhalb dieser Fläche der kürzeste Abstand vom äußeren Rand des Kopfes bis zum Schaft mindestens 1 mm.

Ebenfalls bevorzugt weist das Gegenstück an seiner dem Bauteil zugewandten Seite eine den Schaft des stiftartigen Verbindungselements umgebende und an dessen Rand angrenzende, makroskopisch ebene Fläche auf, wobei die von dieser Fläche aufgespannte Ebene im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des stiftartigen Verbindungselements angeordnet ist. Besonders bevorzugt beträgt innerhalb dieser Fläche der kürzeste Abstand vom äußeren Rand des Gegenstücks bis zum Schaft des stiftartigen Verbindungselements mindestens 1 mm.

Bevorzugt ist das stiftartige Verbindungselement eine Schraube mit Schraubenkopf und das Gegenstück eine zu der Schraube komplementäre Mutter.

Das doppelseitige Klebeband weist ein Loch mit einem Durchmesser von 100 bis 80 % des Schaftdurchmessers des stiftartigen Verbindungselements auf. Ausführungsbeispiel:

Zum Nachweis der Abdichtung einer mittels eines Schraube-Mutter-Systems bewirkten Verbindung zweier Bauteile wurden die miteinander verbundenen Bauteile in einem Wasserbad gelagert und die Anordnung auf einen Austritt von Wasser hin untersucht. Die Versuche fanden bei Raumtemperatur statt.

Die Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Figur 1 erläutert.

Figur 1 zeigt einen Wasserbehälter 1 aus Kunststoff, in dessen Boden eine Aussparung 2 durch Aussägen erzeugt wurde.

Die zu verbindenden Substrate waren zwei Aluminiumplatten, die je vier Löcher mit einem Durchmesser von 8 mm aufwiesen. Die größere Aluminiumplatte 3 wurde mit quadratischen doppelseitigen Klebebändern 4 (16 mm x 16 mm) versehen, die in ihrem Zentrum ein Loch mit einem Durchmesser von 7 mm aufwiesen. Die Klebebänder 4 wurden so auf die Aluminiumplatte 3 aufgebracht, dass ihre Löcher sich jeweils zentriert über den Löchern der Aluminiumplatte 3 befanden.

Die Aluminiumplatte 3 wurde dann so über die Aussparung 2 des Wasserbehälters gelegt, dass die Klebebänder nach unten wiesen. Die Grenzfläche zwischen Aluminiumplatte und Wasserbehälter wurde mit einem gleichartigen Klebeband wie dem auf die Aluminiumplatte aufgebrachten abgedichtet. Diese Abdichtung war wasserdicht, ist aber in der Figur 1 nicht berücksichtigt. Die Platte wurde über 72 h mit einem Gewicht entsprechend 10 N/cm ² belastet.

Anschließend wurde die kleinere Aluminiumplatte 5 mit der größeren Aluminiumplatte 3 verbunden, indem die Löcher der Platte 5 mit denen der Platte 3 zur Deckung gebracht wurden und von unten die Schrauben 6 eingebracht wurden, deren Köpfe 7 für einige Minuten gegen die Klebebänder gepresst wurden. Die Verbindung wurde dann durch Aufbringen von Unterlegscheiben 8 und Hutmuttern 9 auf die freiliegenden Enden der Schrauben fixiert.

Der Behälter 1 wurde bis zu einer Höhe von 22,5 cm mit Wasser gefüllt. Unter dem Container wurden Papierlagen ausgebracht, um einen Durchtritt von Wasser detektieren zu können. Die verwendeten Klebebänder waren die Produkte tesa ^® ACXplus 7063 und tesa ^® ACXplus 7074. In beiden Fällen wurde kein Durchtritt von Wasser beobachtet.