In der Automobilfertigung sind schnelle Prozesse gefragt: Einzelne Fertigungsschritte müssen reibungslos und zuverlässig ineinandergreifen, damit man große Produktionsvolumina und eine optimale Ausbeute erreichen kann. Ein hoher Automatisierungsgrad und kurze Taktzeiten sind Grundvoraussetzungen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Das trifft auch für Mikroschalter zu, die im Auto viele Steuerungsfunktionen übernehmen, sei es die Abfrage der Tür-, Fenster- und Heckschloßverriegelung, die Positionskontrolle der Gangschaltung oder Positionsabfragen für den Scheibenwischermotor.
Ein wichtiger Produktionsschritt bei ihrer Herstellung ist die zuverlässige Abdichtung der Schaltergehäuse und Anschlüsse. Hier ist häufig eine gleichzeitige Gehäuseverklebung und Abdichtung der Anschlusspins gefordert, ein sogenanntes Dichtkleben. Die Stückzahlen liegen dabei im oberen Millionenbereich, sodass die Verklebung automatisiert und zuverlässig erfolgen muss.
Bild 1: Ein Mikroschalter wie er häufig im Automobil-Bereich anzutreffen ist.Delo
Zweikomponentige oder warmhärtende Klebstoffe und Vergussmassen erfüllen diese Anforderungen nur unzureichend. Die aufwändige und wartungsintensive Anlagentechnik für zweikomponentige Systeme ist besonders für geringe Klebstoffmengen (weniger als 100 Milligramm), wie sie Mikroschalter benötigen, nur bedingt geeignet. Warmhärtende Klebstoffe erfordern hohe Investitionen für die Aushärtungsöfen und verursachen hohe Betriebskosten.
Dichtkleben in Sekundenschnelle
UV- und lichthärtende Klebstoffe dagegen positionieren sich gleich mit einer Reihe von Vorteilen: Sie sind einkomponentig, damit leicht verarbeitbar und einfach in stationäre wie auch kontinuierliche Produktionsprozesse integrierbar. So lässt sich mit den entsprechenden Dosier- und Aushärtungseinheiten ein hoher Automatisierungsgrad erreichen.
Auf einen Blick
Mikroschalter, wie sie häufig im Automotive-Anwendungen zu finden sind, benötigen eine zuverlässige Abdichtung ihrer Schaltergehäuse und Anschlüsse. Erreichen läßt sich das durch UV- und lichhärtende Klebstoffe. Diese ermöglichen eine vollständige Benetzung der Fläche, weisen Endfestigkeit direkt nach dem Belichten auf und gewähren Flexibilität über einen breiten Temperaturbereich.
Die Polymerisation durch UV- oder sichtbares Licht erfolgt sekundenschnell und ermöglicht die geforderten kurzen Taktzeiten. Darüber hinaus sorgt die Lichthärtung für ein kaltes, das heißt sehr bauteilschonendes Fügen.
Thermische Quellen wie Öfen oder Schweißanlagen sind für die Aushärtung nicht notwendig, was auch den Energieverbrauch reduziert. Zudem erlaubt das Curing-on-demand in der Fertigung eine problemlose und exakte Positionierung und Fixierung der zu verklebenden Bauteile, da der Klebstoff erst nach der Bestrahlung mit Licht in bestimmter Wellenlänge aushärtet.
Kontrolle durch In-line-Prüfung
Die konstante Viskosität und die gleichbleibenden Fließeigenschaften ermöglichen eine vollständige Benetzung und sichere Abdichtung. Farb- und/oder Fluoreszenzmittel im Klebstoff gestatten die vollautomatisierbare Überprüfung des Klebstoffauftrags durch Kamerasysteme. Dadurch ist sichergestellt, dass sich fehlender Klebstoff oder eventuelle Verunreinigungen an den Anschlusspins detektieren lassen. Gegebenenfalls ist es dann möglich, die Anlage anzuhalten und Ausschuss zu vermeiden.
Bild 2: Der Dosier- und Aushärtungsvorgang für eine automatische Linie für die Abdichtung von Mikroschaltern.Delo
Ein weiterer Vorteil der lichthärtenden Klebstoffe ist die direkte Endfestigkeit nach Belichtung, womit die Mikroschalter In-line einer sofortigen Dichtigkeitskontrolle unterliegen. Dies spart Zeit, Kosten und sichert eine hundertprozentige Kontrolle der gerade für den Einsatz im Automotive-Bereich auf hohe Zuverlässigkeit ausgelegten Schalter. Bild 2 zeigt schematisch den Dosier- und Aushärtungsvorgang für eine automatische Linie.
Schließlich weisen die Klebstoffe eine hohe Flexibilität über einen Temperaturbereich von -40 bis +80 °C auf. Diese Eigenschaft stellt sicher, dass durch das spannungsausgleichende Verhalten des Klebstoffs ein zuverlässiges Abdichten der Mikroschalter gegeben ist. Am Beispiel von drei Produkten von Delo sind grundlegende Produktmerkmale erkennbar (Bild 3).
Bild 3: Die Tabelle zeigt die Merkmale von drei UV-/lichthärtenden Klebstoffen für die Abdichtung von Mikroschaltern.Delo
Selbst für den Fall, dass Klebstoff durch die Kavitäten an den Pins in das Gehäuse fließt und sich in den Schattenzonen somit nicht mit Licht ausgehärten lässt, gibt es inzwischen Varianten auf Basis dualhärtender Klebstoffe. So wurden lichthärtende Acrylate mit feuchtevernetzenden Polymeren kombiniert, um eine vollständige Schattenhärtung sicherzustellen. Diese Dualbond-Klebstoffe lassen sich ebenfalls sekundenschnell mit Licht fixieren und härten anschließend in Schattenzonen sicher über die umgebende Luftfeuchtigkeit aus. So ist gesichert, dass auch beim Einkapillieren von Klebstoff in das Schaltergehäuse keine unausgehärteten Klebstoffreste verbleiben, was die Gefahr korrosiver Vorgänge deutlich minimiert.
Martin Kluke
(rao)
