[go: up one dir, main page]

DE2800927A1 - Verfahren zum verbinden von bauteilen aus verschiedenen materialien - Google Patents

Verfahren zum verbinden von bauteilen aus verschiedenen materialien

Info

Publication number
DE2800927A1
DE2800927A1 DE19782800927 DE2800927A DE2800927A1 DE 2800927 A1 DE2800927 A1 DE 2800927A1 DE 19782800927 DE19782800927 DE 19782800927 DE 2800927 A DE2800927 A DE 2800927A DE 2800927 A1 DE2800927 A1 DE 2800927A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
ultrasonic waves
insert
main body
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782800927
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Nakatani
Nobuji Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polyplastics Co Ltd
Original Assignee
Polyplastics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polyplastics Co Ltd filed Critical Polyplastics Co Ltd
Publication of DE2800927A1 publication Critical patent/DE2800927A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
    • B29C66/131—Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/302—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B29C66/542—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles joining hollow covers or hollow bottoms to open ends of container bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/562—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using extra joining elements, i.e. which are not integral with the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124—Tongue and groove joints
    • B29C66/1244—Tongue and groove joints characterised by the male part, i.e. the part comprising the tongue
    • B29C66/12441—Tongue and groove joints characterised by the male part, i.e. the part comprising the tongue being a single wall

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

PAT ENTANWÄLTE
H. KINKELDEY
3=> -XI
W. STOCKMAiR K. SCHUMANN P. H. JAKOB G. BEZOLD
CR HE» -J.T ■ DIH--CHe,M
8 MÜNCHEN 22
P 12 327
10. Jan. 1978
Polyplastics Co., Ltd.
50, 2-chome, Azuchimachi, Higashi-ku, Osaka-shi, Japan
Verfahren zum Verbinden von Bauteilen aus verschiedenen
Materialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen aus verschiedenen Materialien.
Nach dem erl'indungsgemäßen Verfahren werden insbesondere zwei Bauteile aus verschiedenen Materialien A und B verbunden, wobei A ein durch Ultraschall schweißbares Material ist, aus dem das erste Bauteil ausgebildet ist. Das dritte Bauteil aus dem Material A wird derart verwendet, daß man unter Verwendung von Ultraschallwellen die beiden Bauteile aus dem Material A miteinander verschweißen kann, um das zweite Bauteil aus dem Material B mit dem ersten Bauteil aus dem Material A zu verbinden. Das zweite Bauteil aus dem Material B wird dicht anliegend zwischen das erste und dritte Bauteil gelegt.
809828/0992
1 (O39) 22 23 62 TELEX O5-Q9 38O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER
M 28Q0927
z-
Zum Verbinden von Bauteilen aus verschiedenen Materialien miteinander gibt es mehrere verschiedene bekannte Methoden:
(a) Verbinden mit Hilfe von Schrauben oder mit Hilfe von Flanschen,
(b) Eintreiben mit Hilfe von Ultraschallwellen,
(c) Verstemmen mit Hilfe von Wärme oder Ultraschallwellen, und
(d) Verbinden durch eintreiben.
Diese bekannten Verfahrensweisen sind jedoch nachteilig.
Die Verfahrensweise (a) ist nur für beschränkte Anwendungsgebiete geeignet, das Verfahren (b) erfordert große Energiemengen und bringt die Neigung mit sich, eine Deformation bzw. Verformung zu verursachen, das Verfahren (c) ist mit geringer Arbeitseffizienz verbunden und macht eine große Energiemenge erforderlich und das Verfahren (d) führt zu einer Verformung bzw. Deformation und ist nur beschränkt verwendbar.
Im Gegensatz hierzu erfordert das Verfahren nach der Erfindung nur eine geringe Energiemenge und kann innerhalb kürzerer Zeit ausgeführt werden. Aufgrund der verminderten, aufzuschmelzenden Materialmenge und der verminderten Neigung zu!Verformungen läßt sich das Verfahren nach der Erfindung für die verschiedensten Anwendungszwecke verwenden.
Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, von denen wenigstens eines aus einem Material besteht, das mit Ultraschallwellen schweißbar ist, dadurch aus, daß das erste Bauteile aus dem mit Ultraschallwellen schweißbaren Material und das zweite Bauteile aus einem anderen Material in ihren entsprechenden Positionen zum Verbinden festgelegt werden, daß das dritte Bauteil aus demselben Material wie das erste Bauteil außerhalb des zweiten Bauteiles angeordnet und in Berührung mit dem ersten Bauteil gebracht wird, und daß Ultra-
809828/0992
schallwellen auf das erste und dritte Bauteil aufgebracht werden, um das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil fest zu verbinden.
Um vorteilhaft das Ziel nach der Erfindung zu erreichen, muß das dritte Bauteil an einer derartigen Stelle angeordnet werden, daß sich das zweite Bauteil infolge des Vorhandenseins des festen dritten Bauteiles nicht wieder von dem ersten Bauteil trennen kann.
Inders ausgedrückt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen aus verschiedenen Materialien, gemäß dem das zweite Bauteil aus einem Material B in das erste Bauteil aus einem Material, das zu dem Material B verschieden und mit Hilfe von Ultraschallwellen schweißbar ist, eingeführt wird, daß dann das dritte Bauteil aus dem Material A außerhalb des zweiten Bauteiles angeordnet und in Berührung mit dem ersten Bauteil gebracht wird, und daß dann das erste und das dritte Bauteil miteinander mit Hilfe von Ultraschallwellen verschweißt werden, um das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil zu verbinden. Auf diese Art und Weise kann das in das erste Bauteil eingelegte Stück des zweiten Bauteiles dicht schließend festgelegt werden.
Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in der Verbindung von zwei Bauteilen, von denen wenigstens eines aus einem durch Ultraschallwellen schweißbaren Material besteht, wobei das erste Bauteil aus dem durch Ultraachallwellen schweißbaren Ma terial und das zweite Bauteil aus einem anderen Material in ihren entsprechenden Positionen zum Verbinden angeordnet wer den, das dritte Bauteil aus demselben Material wie das erste Bauteil außerhalb des zweiten Bauteiles angelegt und in Berührung mit dem ersten Bauteil gebracht wird, und daß Ultraschallwellen auf das erste und dritte Bauteil aufgebracht werden, um das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil an den entsprechenden Stellen zu verbinden.
809828/0992
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 ist eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung,
Figur 2 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung zum Zusammenbau eines Behälters,
Figur 3 zeigt schematisch mehrere Methoden zum Ultraschallschweißen, die bei der Erfindung Anwendung finden können,
Figuren 4-A und 4-B zeigen eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung zum Zusammenbauen eines Gegenstandes mit einem eingelegten Stück vor und nach der Ausführung der Verschweißung,
Figuren 5A, 6A, ?A und J?Bt 6B, 7B zeigen schematisch in Querschnitt sansichten Gegenstände, die eingelegte Stücke mit verschiedener Gestalt umfassen und zwar vor und nach der Ausführung der Verschweißung.
Im folgenden werden die Bauteile und ihre Bezugszeichen aufgelistet:
a » erstes Bauteil, b » zweites Bauteil, c * drittes Bauteil, d * Schweißabschnitt,
1 » Hauptkörper, 2 - Deckelteil, 3 β Ring, 1! = Hauptkörper, 2' » Einsatz bzw. eingelegtes Stück, 3' » Ring» ^,4' = Schweißabschnitt bzw. Schweißnaht.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird im folgenden speziell unter Bezugnahme auf Figur 1 eine Grundausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erläutert.
809328/0992
ITach Figur 1 sind zwei Bauteile a und b aus verschiedenen Materialien A und B vorgesehen. Das zweite Sauteil b aus dem Material B kann in das erste Bauteil a eingesetzt -werden, das aus dem Material A besteht und einen Aufnahmeabschnitt besitzt, der beispielsweise von einer Aussparung oder einem Hohlraum gebildet -wird. Das zweite Bauteil b *iird anschließend salt dem Bauteil a verbunden. Da die Bauteile aus verschiedenen Materialien bestehen, ist es unmöglich, sie miteinander mit Hilfe von Ultraschallwellen zu verschweißen, obgleich das Material A durch Ultraschallwellen mit Bauteilen aus dem gleichen Material verschweißbar ist.
Das dritte Bauteil c, das aus einem Material A hergestellt ist, und außerhalb des zweiten Bauteiles d angeordnet ist, ist in Berührung mit dem ersten Bauteil a. ilacli Figur Ί wird das erste Bauteil a von eineis zylindrischen Hauptlrörper mit einem Hohl~ raum gebildet und das zweite Bauteil b ist ein Einsatz, der von dem ersten Bauteil aufgenommen werden kann» Dann wird das dritte Bauteil c aus dem Material A, das in Form eines Ringes ausgebildet ist, um den Außenumfang des Einsatzes b angebracht.
Wie sich erkennen läßt, ist der Einsatz b als Swischenlage zwischen dem Hauptkörper a und dem Ring c so festgelegt, so daß er nicht aus dem Hauptkörper a herausfallen kann, wenn der Ring c und der Hauptkörper a durch Ultraschallwellen an ihren Berührungsflächen verschweißt worden sind.
Zwei typische und äußerst vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung werden nachstehend eingehend erläutert, obgleich das Verfahren auch auf verschiedene andere Anwendungsgebiete übertragen werden kann.
Das erste Ausführungsbeispiel befaßt sich mit dem Zusammenbau eines Behälters, der sich aus Bauteilen aus verschiedenen Materialien zusammensetzt, die durch Ultraschallwellen miteinander verbunden werden sollen.
809828/0992
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung kann ein geschlossener oder ein offener Behälter aus wenigstens zwei Bauteilen aus verschiedenen Materialien mit Hilfe von Ultraschallwellen zusammengebaut werden, wenn man die Bauteile speziell auslegt, obgleich die Bauteile nach den bisher üblichen Verfahrensweisen mit Hilfe von Ultraschallwellen nicht verschweißt werden konnten.
Die Erfindung ermöglicht somit das Zusammenfügen von wenigstens zwei Bauteilen, die niemals direkt miteinander verschweißt werden können, wobei hierbei das Ziel verfolgt wird, einen geschlossenen oder offenen Behälter fertigzustellen·
Üblicherweise wurden Behälter durch Verbinden wenigstens zweier Bauelemente aus demselben Kunststoff hergestellt. Die Bauteile wurden auf übliche Art und Weise entsprechend zum Verschweissen ausgelegt, so daß man eine Raupennaht, eine überlappte Verbindungsnaht mit abgeschrägten Stoßen, eine Schweißung mit Energie· konzentration und eine Teilnaht an den Schweißflächen erstellen konnte.
Bei manchen Anwendungsfällen ist es jedoch erforderlich, ein Bauteil aus einem Kunststoff mit einem anderen Bauteil aus einem metallischen Material mit dem Zweck zu verbinden, daß man ein Endprodukt, das heißt einen Behälter erhält, der sich aus einem Hauptkörper aus einem Kunststoff mit einer Deckplatte aus einem Metall zusammensetzt.
Hierbei können die Bauteile unmöglicherweise durch Schweißen verbunden werden. Übliche Herstellungsmethoden hierfür umfassen beispielsweise: (1) Einspannen eines Kunstetoffhauptkörpers durch Bördeln der Kante einer metallischen Deckplatte, (2) Eintreiben einer metallischen Deckplatte ait Hilfe von Ultraschallwellen, (3) Abdichtendes Verschließen des Kunststoffmaterials unter Verwendung von Wärme oder Ultraschallwellen etc..
Diese Verfahrensweisen sind selbstverständlich kompliziert und sind alt einer unzulänglichen Verbindungswirkung verbunden.
809828/0992
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten, indem sie eine einfache und verständliche Verfahrensweise angibt, mit der das Ziel auf einfache Art und Weise, schneller und wirtschaftlicher erreicht werden kann.
Nach Figur 2 sind horizontale Berührungsflächen 5 (Flansch) am oberen Abschnitt eines Hauptkörpers 1 und am Bodenteil einer Deckplatte 2 vorgesehen. Die beiden Bauteile sind an ihren Flächen miteinander zur Bildung eines Behälters 'oder eines Behältnisses zu verbinden. Wenn eine spezielle Luft— dichtigkeit erforderlich ist, kann ein Dichtungselement, wie zum Beispiel ein O-Dichtungsring, mit einem kreisförmigen Querschnitt oder eine Dichtungspackung zwischen die Berührungsflächen eingelegt werden.
Mit 6 ist in der dargestellten Ausführungsform ein O-Dichtungsring bezeichnet, der zum dichten Abschließen bestimmt ist.
Im allgemeinen besitzt der Hauptkörper 1 einen vertikal nach oben weisenden Abschnitt 7 a^ der Kante des Flansches, an dem der Hauptkörper 1 mit einem separat hergestellten Schweißring 3 zu verschweißen ist.
Beim Zusammenbau werden zuerst Innenteile und Inhalte in den Hauptkörper 1 eingebracht, der durch Spritzgießen ausgeformt worden ist. Eine Deckplatte 2, die aus einem metallischen Material oder aus einem Kunststoff preßgeformt worden ist, der nicht mit dem Haupt körper 1 verschweißbar ist, wird dann auf den Hauptkörper 1 aufgelegt.
Darauffolgend wird ein Ring 3» der durch Spritzgießen aus demselben Material wie der Hauptkörper 1 hergestellt wird, an einer entsprechenden Stelle aufgelegt und dann längs dem Schweißabschnitt 4 mit Hilfe einer bekannten Technik des Ultraschallschweißens an den Hauptkörper Λ angeschweißt.
809828/0992
Während des Schweißens wird ein O-Ring oder ein anderes Dichtungselement auf die horizontale Flanschfläche aufgelegt und durch eine in Richtung des Pfeiles in Figur 2 wirkende Druckkraft durch eine Schweißeinrichtung zum Ultraschallschweißen niedergedrückt, um den Zusammenbau des Behälters su vervollständigen.
Die zur Fertigstellung und Ausführung der zuvor genannten Verfahrensschritte benötigte Zeit ist gleich der Summe der Zeiten zum Zusammenstellen der Bauteile (was im allgemeinen innerhalb sehr kurzer Zeit erfolgen kann) und zum Verschweißen (diese Zeit beträgt üblicherweise 1 bis 3 Sekunden einschließlich einer Abkühlung).
Beim Verfahren nach der Erfindung kann demzufolge die Verbindung verschiedener Materialien, die bisher als unmöglich miteinander verbindbar angesehen worden sind, innerhalb eines kürzeren Zeitraumes erstellt werden.
Die Erfindung vermittelt somit eine wesentlich vereinfachte und sehr billige Verfahrensweise zum Zusammenfügen.
Das Verfahren kann ebenfalls auch zum Zusammensetzen eines Hauptkörpers und eines Deckels verwendet werden, bei denen die komplementäre Zuordnung umgekehrt ist.
In F.ig. 3 sind vier grundlegende Ausführungsformen zum Ultraschallschweißen dargestellt. Mit den Ziffern (1), (2), (3) und (4) sind eine Baupenschweißnaht, eine überlappte Verbindungsnaht mit abgeschrägten Stoßen, eine Schweißung unter Energiekonzentration und eine Teilnaht bezeichnet. Der Hauptkörper 1 und der Ring können miteinander auf irgendeine der vier zuvor gezeigten Schweißverbindungsarten verschweißt werden. Die Richtung, in der die Ultraschallwellen auftreffen sollen, ist in der Zeichnung mit einem Pfeil angedeutet.
809828/0992
ΛΑ
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein eingelegtes Stück bzw. j ein Einsatz festgehalten und ohne Beanspruchungen und Spannungen mit Hilfe von Ultraschallwellen festgelegt.
Oder anders ausgedrückt, die Erfindung ermöglicht die Festlegung eines Einsatzes bzw. eines eingelegten Stückes mit Hilfe von Ultraschallwellen in einer speziellen Auslegung, wobei der Einsatz nicht während des Spritzgießens eingeführt werden kann, und das Festlegen des Einsatzes erfolgt so, daß in dem zusammengesetzten Gebilde keine Spannungen bzw: Beanspruchungen zurückbleiben.
üblicherweise wurden Einsätze in einem durch Spritzgießen geformten Gegenstand auf die folgende Art und Weisen fest
gelegt.
1) Während des Spritzgießens wird ein Einsatz eingelegt und wird während des Schrumpfens des Kunststoffs festgehalten; ·
2) Ein Einsatz wird in den spritzgegossenen Gegenstand eingedrückt und ist somit in diesem festgehalten$
3) Ein Einsatz wird in den gegossenen Gegenstand unter Verwendung von Ultraschallwellen eingetrieben;
4-) Ein Einsatz wird in einen gegossenen Gegenstand mit Hilfe hochfrequenter Wellen eingetrieben.
Das Verfahren nach 1) wird in den meisten Anwendungsfällen von Einsätzen verwendet und ist weit verbreitet. Jedoch ist diese Vorgehensweise gleichzeitig mit Nachteilen behaftet. Ein derartiger Nachteil ist darin zu sehen, daß der Gegenstand leicht durch einen sogenannten Kriechbruch bzw. Zeitstandsbruch infolge von Eigenspannungen oder inneren Beanspruchungen brechen
809828/0992
_ -■■> _
kann, die durch das Schrumpfen verursacht werden. Eine weitere Problematik ist darin zu sehen, daß der Einsatz begrenzt oder eingeengt ist, wenn der Gegenstand aus einem Material ausgeformt ist, das bei einem Druck zur Verformung neigt, wie zum Beispiel eine Sinterlegierung oder Ferrit, oder einem Material, das durch hohe Druckwerte und hohe Temperaturwerte beeinflußbar ist, wie zum Beispiel Kunststoffe mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder Glas.
Was die Verfahrensweisen nach 2) bis 4) betrifft, sind die Auswirkungen durch die Wärme außer bei der Verfahrensweise nach 4-) nicht so schwerwiegend, obgleich die Verfahrensweise nach 3) ebenfalls mit einer Wärmeerzeugung verbunden ist. Gleichzeitig ist darauf hinzuweisen, daß die Verfahrensweisen 2) bis 4) Beschränkungen durch die mechanische Festigkeit des Einsatzes unterworfen sind, und für die Anwendungsfälle nicht geeignet ist, bei denen die Fläche eines unter Stoßbeanspruchung stehenden Gegenstandes nicht eben ist, d.h. wenn die Fläche sphärisch gebogen oder zugespitzt ausgebildet ist.
Beim Verfahren nach der Erfindung kann der Einsatz auch dadurch festgelegt werden, daß man auf dem Einsatz einen bestimmten Vorsprung oder ein Halteelement ausformt, das ein Herausfallen des Einsatzes verhindert. Erforderlichenfalls kann der Einsatz auch drehfest angeordnet werden, indem man auf dem Einsatz entsprechend geeignete Einrichtungen zur Verhinderung einer Drehbewegung ausbildet. Auch umfaßt die Erfindung im Gegensatz hierzu die Anwendung eines Einsatzes, der so ausgelegt ist, daß er sich bezüglich des Gegenstandes frei drehen kann.
Insbesondere kann der gewünschte Artikel mit einem Einsatz zusammengesetzt werden, indem man einen Haltering an einen Hauptkörper aus Kunststoff unter Verwendung von Ultraschallwellen anschweißt.
809828/0992
INSFECI.--
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist insbesondere diese Yorgeiiensvieise in Eigur 4-A mit einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung eines Einsatzes gezeigt. Um diesen Einsatz auf dem Hauptkörper zu befestigen, kann die zuvor genannte "Verfahrensweise 1) verwendet werden. Diese Verfahrensweise würde jedoch zu einem Kriechbruch führen, wenn der Gegenstand bei einer hohen Temperatur zum Einsatz kommt, obgleich der Einsatz durch das Schrumpfen des Kunststoffes sehr einfach festgehalten werden kann. Das Verfahren 2) bezüglich einer Preßpassung ist ebenfalls ungeeignet, da auch hier ein Kriechbruch oder eine Hißbildung leicht während der Preßpassung verursacht werden kann, da man nur eine geringe Widerstandsfähigkeit gegen eine Abziehkraft und eine verminderte lormhaltigkeit erzielt.
Auch bei dem Verfahren nach 3) tritt während des Eintreibens Lär-a auf, und nan erhält nur eine niedrige Viderstandslcraft gegen ein Abziehen sowie eine verminderte Formgenauigkeit. Obgleich das Verfahren nach 4·) unter Anwendung einer verminderten Kraft im Vergleich zu dem Verfahren nach 5) ausgeführt werden kann, bei dem Ultraschallwellen verwendet werden, kann dieses Verfahren dann nicht verwendet werden, wenn der Einsatz aus einem Material besteht, das nicht induktiv erwärmt werden kann oder bei der induktiven Erwärmung zum Schlechterwerden neigt.
Diese Schwierigkeiten werden jedoch mit dem Verfahren nach der Erfindung überwunden.
Insbesondere ist der Einsatz so ausgebildet, daß er einen Abschnitt besitzt, der eine Widerstandskraft gegen ein Herausfallen des Einsatzes erzeugt, was in Figur 4-A gezeigt ist. Der Hauptkörper 1' und der Ring 31» die aus demselben Kunststoffmaterial, das durch Ultraschallwellen verschweißbar ist, bestehen, werden miteinander unter Anwendung von Ultraschallwellen verschweißt, so daß der Einsatz genau und fest auf dem Hauptkörper gehalten ist. Da der Einsatz keine mechanische Kraft auf den Hauptkörper ausübt, ist der Gegenstand frei von Gefahren im Hinblick auf einen Kriechbruch.
809828/0992
In den Figuren 4-Ä und 4-B sind die Bauteile vor der Anwendung des Ultraschallschweißens und nach dem Zusammenbau geneigt. Mit 4-1 ist eine Schweißnaht bezeichnet.
Bezüglich des Einsatzes ist das hierfür verwendete Material nach der Erfindung nicht beschränkt. Dies stellt einen bedeutenden Vorteil gegenüber den üblichen Verfahrensweisen nach 1) bis 4-) dar, bei denen das Material für den Einsatz Beschränkungen unterworfen ist.
Insbesondere ist das Verfahren nach der Erfindung frei von Brüchen, die beispielsweise in Ferrit oder bei der Verformung von einer Sinterlegierung während des Spritzgießens auftreten und frei von dem Schmelzen der Kunststoffmassen oder Kautschukmassen bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Hauptkörpers. Zusätzlich kann auch ein zerbrechlicher Einsatz, wie zum Beispiel aus Glas, ohne Gefahr eines Bruches verwendet werden.
Nach den Figuren 4A und 4B kann der Einsatz unterschiedliche Formen (eben) besitzen, wie zum Beispiel einen Kreis, eine polygonale Gestalt, eine ovalförmige Gestalt, eine mit Einkerbungen bzw. Muten versehene kreisförmige Gestalt und eine Gestalt mit einer Rändelung.
In den Figuren 5 bis 7 ist eine Anordnung gezeigt, bei der der Einsatz verschiedenartig gestaltet ist, was bei den bisher üblichen Verfahren nach 1) bis 4) nicht möglich ist. Fach der Erfindung kann jedoch ein Einsatz mit Gestaltungsformen nach den Figuren auf eine einfache Art und Weise angebracht werden.
In den Figuren 5 bis 7 ist die Anordnung in den Figuren 5A, 6A, 7A vor dem Verschweißen und in den Figuren 5B, 6B und TB nach dem Verschweißen gezeigt. Die Richtung, in der die Ultraschallwellen auftreffen und übertragen werden, sind in den Figuren mit einem Pfeil angedeutet.
809828/0992
ORIGINAL INSPECTED
28QQ92?
Wenn der Ring 5' ·, der ein grundlegendes Bauelement der Erfindung darstellt, nicht durch den Einsatz geht, wie dies beispielweise in Figur 5A der Fall ist, wo der Einsatz einen gebogenen Abschnitt besitzt, kann der Hing hierzu in zwei Hälften aufgeteilt werden.
In Figur 7 ist ein kugelförmig ausgebildeter Einsatz gezeig der von einer Stahlkugel gebildet werden kann, wobei der Einsatz als ein Lager wirken kann, wenn der Einsatz unter Einhaltung einer losen Passung eingelegt ist oder kann als eine Dämpfungseinrichtung dienen, wenn der Einsatz von einer Kautschukkugel gebildet wird, die mit Paßsitz eingesetzt ist.
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 4- bis 7 wird das Ultraschallschweißen unter Bildung einer Raupenschweißnaht verwendet, die die Grundausführungsform einer Schweißverbindung darstellt. Ähnliche Effekte erhält man jedoch auch bei der Anwendung anderer Verfahrensweisen, wie zum Beispiel in Figur 3» d.h. eine Verfahrensweise zur Bildung einer überlappenden Verbindungsnaht mit abgeschrägten Stößen,' dem Schweißen mit Energiekonzentration oder ein Verfahren: zur Bi-I-dung einer Teilverbindungsnaht.
809828/0992

Claims (4)

  1. TA N WÄ '-T ΕΞ
    £800927
    A. GRÜNECKER
    0'0L-ING
    H. KINKELDEY W. STOCKMAiR
    P. H. JAKOB G. BEZOLD
    8 MÜNCHEN
    MAXIMiI-IANSTRASSS
    P 12 32?
    Patentansprüche
    h.J Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile, von denen wenigstens eines aus einem mit Hilfe von Ultraschallwellen verschweißbaren Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil aus dem durch Ultraschallwellen schweißbaren Material und das zweite Bauteil aus einem anderen Material in ihre entsprechenden Positionen zum Verbinden angeordnet werden, daß das dritte Bauteil aus demselben Material wie das erste Bauteil außerhalb des zweiten Bauteiles angeordnet und in Berührung mit dem ersten Bauteil gebracht wird, und daß Ultraschallwellen auf das erste und zv/eite Bauteil auf treffen, um das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil an den entsprechenden Stellen zu verbinden.
    zeichnet,
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenndaß das zweite Bauteil an einem Aufnahmeabschnitt des ersten Bauteiles zuerst in das erste Bauteil eingelegt wird, und daß das dritte Bauteil in !Form eines Ringes auf das zweite Bauteil längs seines Außenumfanges aufgelegt wird.
    ORiGJNAL INSPECTED
    809828/G992
    TELEFON (OB9) as as 62 TELEX OS-SQ 3BO TELEGRAMME MONAPAT
    28ÜÜ327
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 das erste Bauteil und das
    dritte Bauteil Berührungsflächen in einer Form besitzen, so
    daß man eine Raupenverbindungsnaht, eine überlappte Verbindungsnaht mit abgeschrägten Stoßen, eine Schweißung mit JEnergiekorizentration oder eine Teilverbindungsnaht niederbringen kann.
  4. 4. Gegenstand, dadurch gekennz e ichnet, daß er nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt worden ist.
    5- Gegenstand nach. Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand als Behälter ausgebildet ist.
    809828/0992
DE19782800927 1977-01-12 1978-01-10 Verfahren zum verbinden von bauteilen aus verschiedenen materialien Withdrawn DE2800927A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP204277A JPS5386772A (en) 1977-01-12 1977-01-12 Method for bonding different materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2800927A1 true DE2800927A1 (de) 1978-07-13

Family

ID=11518260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782800927 Withdrawn DE2800927A1 (de) 1977-01-12 1978-01-10 Verfahren zum verbinden von bauteilen aus verschiedenen materialien

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS5386772A (de)
BE (1) BE862767A (de)
BR (1) BR7800164A (de)
DE (1) DE2800927A1 (de)
FR (1) FR2377266A1 (de)
GB (1) GB1584480A (de)
IT (1) IT7819213A0 (de)
NL (1) NL7800327A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0559591A1 (de) * 1992-03-04 1993-09-08 Eaton S.A.M. Verfahren zum Zusammenbau eines elektromagnetischen Ventils durch Ultraschall-Schweissen
DE19950512A1 (de) * 1999-10-20 2001-05-17 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Durch Ultraschallschweißen verbindbare Baugruppe und Verfahren zum Verbinden

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169751A (en) * 1978-05-30 1979-10-02 Eastman Kodak Company High frequency bonding with concentrators
GB2120598B (en) * 1982-05-24 1986-04-16 Kangol Magnet Ltd Encapsulating seat belt buckle
GB2134847B (en) * 1983-02-04 1985-11-13 Standard Telephones Cables Ltd Assembly using ultrasonics
US6729332B1 (en) 1999-10-22 2004-05-04 3M Innovative Properties Company Retention assembly with compression element and method of use

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2085294B1 (de) * 1970-04-07 1974-05-03 Chausson Usines Sa
US3722697A (en) * 1970-04-29 1973-03-27 Burron Medical Prod Inc Intravenous injection apparatus drip chamber having filter means
JPS4915440B1 (de) * 1970-07-31 1974-04-15
DE2217318B2 (de) * 1972-04-11 1976-04-01 Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zum verbinden eines kunststoffrahmens mit einer kunststoffabdeckblende
JPS5137823B2 (de) * 1972-05-04 1976-10-18
DE2502673B2 (de) * 1975-01-23 1978-10-12 A. Kayser Kg Industrietechnik, 3352 Einbeck Unterdrucksteuerelement
FR2319803A1 (fr) * 1975-07-28 1977-02-25 Reliance Electric Co Palier pour arbre et procede pour sa fabrication

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0559591A1 (de) * 1992-03-04 1993-09-08 Eaton S.A.M. Verfahren zum Zusammenbau eines elektromagnetischen Ventils durch Ultraschall-Schweissen
FR2688165A1 (fr) * 1992-03-04 1993-09-10 Eaton Sa Monaco Procede d'assemblage de pieces en matiere plastique par soudure ultrasonique, et son application aux vannes electromagnetiques.
DE19950512A1 (de) * 1999-10-20 2001-05-17 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Durch Ultraschallschweißen verbindbare Baugruppe und Verfahren zum Verbinden
DE19950512B4 (de) * 1999-10-20 2004-02-26 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Durch Ultraschallschweißen verbindbare Baugruppe

Also Published As

Publication number Publication date
BR7800164A (pt) 1978-09-05
JPS5386772A (en) 1978-07-31
GB1584480A (en) 1981-02-11
NL7800327A (nl) 1978-07-14
IT7819213A0 (it) 1978-01-12
FR2377266A1 (fr) 1978-08-11
BE862767A (fr) 1978-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH652966A5 (de) Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters und nach diesem hergestellter tubenfoermiger behaelter.
DE102012111936A1 (de) Stoßdämpfer für ein Fahrzeug mit einem Flansch zur Verbindung eines externen Modulrohres
DE2649721A1 (de) Behaelter aus kunststoff
EP0525453A1 (de) Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Gar- oder Kochgerätes
EP0051838B1 (de) Tube und Verfahren zu deren Herstellung
EP1153840A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Ringteils aus Blech für einen Dosendeckel
DE19728276C2 (de) Verfahren zur Bildung eines Vorformlings, durch das Verfahren hergestellter Vorformling und Verwendung des Vorformlings
DE2729522C2 (de) Gehäuse für ein emissionssicheres Ventil und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2800927A1 (de) Verfahren zum verbinden von bauteilen aus verschiedenen materialien
DE4000727A1 (de) Waermeaustauscher mit verklebten rohren und verfahren zu dessen herstellung
DE102015105901A1 (de) Druckbehälter und Verfahren zum Herstellen
DE4315838B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Filtern zum Beispiel für Automatikgetriebe
EP1107917A1 (de) Verfahren zum herstellen einer verschlusskappe und verschlusskappe
DE3723550A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gelenkes
EP3000543A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Blechteils mit großer Wandstärke und solches Blechteil
DE102022117117B4 (de) Ventilrohling und Ventilbodendeckel sowie innengekühltes Hohlventil
DE1429001A1 (de) Behaelter und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1295782B1 (de) Verschlussdeckel für ein Bearbeitungsloch in einem Aluminiumblech
EP1832436A2 (de) Gummisleeve und Verfahren zur Herstellung desselben
DE2356796A1 (de) Hohlkoerper und verfahren zu dessen herstellung
DE3526682C2 (de)
DE4417840A1 (de) Flachdichtungs-Körper
DE19938847C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers
DE3144176A1 (de) Druckgefaess, insbesondere hydrospeicher, und verfahren zu seiner herstellung
DE19623301C2 (de) Tubenkopfrohling und Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee