CZ186594A3 - Connection of metal with plastic - Google Patents

Abstract

Spoj sestává z tuhého kovového základního členu (12) s otvorem (10), do kterého je zalisováno plastové téleso (14) rozepřené proti stěnám otvoru (10) vloženým kovovým trubkovým dílem (16).The joint consists of a rigid metallic base member (12) s through the hole (10) into which the plastic body (14) is pressed expanded against the walls of the opening (10) by an embedded metal by a tubular member (16).

Description

Spojení kovu s plastem 5 - yConnection of metal to plastic 5 - y

Oblast technikv ' ~ .- Vynález se týká spojovacího zařízení pro spojení kovu s plastem. Vynález se zejména týká zařízení pro spojení plastové a kovové součásti pro omezení jak axiálního, tak i obvodového pohybu těchto součástí.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a connection device for joining metal to plastic. More particularly, the present invention relates to a device for joining a plastic and a metal part to limit both axial and circumferential movement of the parts.

Dosavadní stav technikvBACKGROUND OF THE INVENTION

Součásti s lisovaným uložením se vzhledem k problémům tečení plastu obvykle vyrábějí z kovu. Spojovací plastové součásti mají tendenci ke změně rozměrů a k tečení nebo k oddělení, když jsou podrobeny namáhání a změnám teploty. Tyto změny brání tomu, aby součásti mohly udržovat adekvátní těsnicí síly a odolávaly oddělovacím silám. Proto existuje potřeba vytvoření zařízení, které fixuje pohyb mezi plastovou a kovovou součástí pro jejich vzájemné spojení.Molded bearing parts are usually made of metal due to plastic flow problems. Connecting plastic parts tend to change dimensions and creep or separate when subjected to stress and temperature changes. These changes prevent the components from maintaining adequate sealing forces and resisting separation forces. Therefore, there is a need for a device that fixes movement between a plastic and a metal part to connect them together.

Podstata vvnálezuThe essence of the invention

Tento úkol splňuje spojení kovu s plastem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z tuhého kovového základního členu, v němž je proveden kruhový otvor pro vložení válcového plastového tělesa, přičemž plastové těleso je opatřeno podélným průchodem pro vložení kovové objímky, kde tato kovová objímka zasahuje axiálně do plastového tělesa do části délky plastového tělesa, přičemž plastové těleso a kovová objímka mají rozměry pro lisované uložení v kruhovém otvoru v kovovém základním členu pro vytvoření uvedeného spojení.This object is achieved by a metal-plastic connection according to the invention, which consists of a rigid metal base member in which a circular opening for receiving a cylindrical plastic body is provided, the plastic body having a longitudinal passage for receiving a metal sleeve, the sleeve extends axially into the plastic body to a portion of the length of the plastic body, the plastic body and the metal sleeve having dimensions for a press fit in a circular opening in the metal base member to form said connection.

Řešení podle vynálezu tedy představuje tváření vložením kovové objímky neboli lisované uložení kovové objímky s dodatečným tvářením ve vnitřním průměru plastové tvářené součásti, která se potom zalisuje tlakem do jiné součástí. Plastová tvářená součást s vložkou se potom zalisuje do pevného kovového pouzdra. Překvapivě bylo zjištěno, že odolnost vůči tečení nebo oddělení se po zalisování součástí do sebe zvýší. Je to zřejmě způsobeno zatečením plastového materiálu zastudena do povrchových nepřesností v tuhém kovovém pouzdře.Accordingly, the present invention provides a metal sleeve forming or press fit of the metal sleeve with additional forming in the inner diameter of the plastic molded part, which is then pressed into another part by compression. The plastic molded part with an insert is then pressed into a solid metal sleeve. Surprisingly, it has been found that creep or detachment resistance increases when the components are pressed together. This is probably due to cold plastic leakage into surface inaccuracies in a rigid metal case.

Podle dalšího provedení podle vynálezu se kovová objímka nalisuje přes plastovou součást, načež se do plastové součásti vloží kovové nebo plastové těleso. I u tohoto provedení dochází k výše zmíněnému zatečení plastového materiálu zastudena.According to another embodiment of the invention, the metal sleeve is pressed over the plastic part, after which a metal or plastic body is inserted into the plastic part. In this embodiment, too, the above-mentioned cold-flow of the plastic material occurs.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje v perspektivním pohledu spojení podle vynálezu, obr. 2 podélný řez, znázorňující strukturu a spojení objímky v plastové a kovové součásti, obr. 3 příčný řez podél čáry 3-3 z obr. 2, obr. 4 řez dalším provedením spojení podle vynálezu, v němž je základní člen z plastu a kovová objímka je nalisována na vnější část základního členu, a obr. 5 půdorys provedení znázorněného na obr. 4.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a perspective view of a connection according to the invention; FIG. 2 shows a longitudinal section showing the structure and connection of a sleeve in a plastic and metal part; FIG. Fig. 3 of Fig. 2, Fig. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of a connection according to the invention in which the base member is of plastic and a metal sleeve is pressed onto the outer portion of the base member;

Příklady provedeni vvnálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Jak vyplývá z obr. 1 až 3, je tuhý základní člen 12 opatřen kruhovým otvorem 10, který je proveden v základním členu 12 pro vložení plastového tělesa 14. Plastové těleso 14 má válcový tvar a je upraveno pro vložení objímky 16. Spojované součásti jsou dimenzovány pro lisované uložení. Po umístění objímky 16 v plastovém tělese 14 se plastové těleso 14 zalisuje do základního členu 12 pro vytvoření vzájemného spojení.As shown in Figures 1 to 3, the rigid base member 12 is provided with a circular bore 10 which is provided in the base member 12 for receiving a plastic body 14. The plastic body 14 is cylindrical in shape and adapted to receive a sleeve 16. The parts to be joined are sized for press fit. After placing the sleeve 16 in the plastic body 14, the plastic body 14 is pressed into the base member 12 to form a connection with each other.

V alternativním provedení podle obr. 4 a 5 se objímky 16 umístí na vnější kruhovou plochu plastového základního členu 22 a do základního členu 22 se zalisuje válcový člen 24 z plastu nebo kovu. Válcový člen 24 může být dutý nebo pevný.In an alternative embodiment of Figures 4 and 5, the sleeves 16 are placed on the outer circular surface of the plastic base member 22 and a cylindrical member 24 of plastic or metal is pressed into the base member 22. The cylindrical member 24 may be hollow or solid.

Spojení podle vynálezu najde široké použití kdekoli tam, kde se spolu spojují plastové a kovové součásti. Platové součásti mohou být vyrobeny ekonomicky tvářením. Tyto součásti jsou levnější a mají menší hmotnost než součásti, které jsou vyrobeny z kovu obráběním nebo tvářením. Navíc je používání termoplastických součástí zejména žádoucí zejména z hlediska recyklování. Výhodnými plastovými materiály, které mohou být recyklovány, jsou termoplastické polyestery, uvedené například v patentu US 4 352 904. Tyto materiály mohou obsahovat plnidla nebo výztužné složky, jako skleněná vlákna. Dále je možno použít i jiné materiály, které mají podobné vlastnosti, jako jsou modifikované epoxidy, polyurethany, různé uhlovodíkové polymery, akryly, polyvinylchloridy, polyacetaly a akrylonitril. Kovové součásti pro spojení mohou být provedeny z oceli, hliníku, mosazi nebo různých dobře známých slitin.The connection according to the invention finds wide application wherever plastic and metal parts are joined together. The salary components can be manufactured economically by forming. These parts are cheaper and have less weight than parts that are made of metal by machining or forming. In addition, the use of thermoplastic components is particularly desirable, particularly in terms of recycling. Preferred plastic materials that can be recycled are the thermoplastic polyesters disclosed, for example, in U.S. Patent 4,352,904. These materials may include fillers or reinforcing components such as glass fibers. It is also possible to use other materials having similar properties, such as modified epoxides, polyurethanes, various hydrocarbon polymers, acrylic, polyvinylchlorides, polyacetals and acrylonitrile. The metal parts for connection can be made of steel, aluminum, brass or various well known alloys.

Typickými použitími spojení podle vynálezu jsou například zátky bloku motoru a převodové skříně, řídicích kol a mnoho dalších použití, kde je jedna součást lisováním uložena v nebo na jiné součásti.Typical applications of the connection according to the invention are, for example, the engine block and gearbox plugs, the steering wheels and many other applications where one component is press-fit in or onto another component.

PŘÍKLADEXAMPLE

Při jednom použití řešení podle vynálezu byly protiprachové krytky pro hřeben řízení automobilu vyrobeny ze zesílené polyesterové kompozice Rynite^k545, prodávané firmou Ε. I. du Pont de Nemours & Co. Protiprachové krytky byly sestaveny tak, aby vytvořily spojení znázorněné na obr. 1 ažIn one application of the solution of the invention, the dust cover for the steering rack of a car was made of a reinforced polyester composition Rynite ^k 545, sold by the company Ε. I. du Pont de Nemours & Co. The dust caps were designed to form the connection shown in Figs

3. Základní člen 12 byl proveden z hliníkového odlitku a kovová objímka 16 byla vyrobená z měkké oceli. V průběhu tří dnů byly prováděny zkoušky tahem v různých prostředích, jak je znázorněno v následující tabulce:3. The base member 12 is made of aluminum casting and the metal sleeve 16 is made of mild steel. Tensile testing in different environments was performed over three days as shown in the following table:

TABULKATABLE

Den_Doba_ProstředíEnvironment_Day_Environment

1 1 8.00 8.00 - 40 °C - 40 ° C 1 1 10.00 10.00 150 °C 150 [deg.] C 1 1 16.00 16.00 100% vlhkost, 26 °C 100% humidity, 26 ° C 2 2 8.00 8.00 - 40 C - 40 C 2 2 10.00 10.00 150 °C 150 [deg.] C 2 2 16.00 16.00 100% vlhkost, 26 °C 100% humidity, 26 ° C 3 3 8.00 8.00 - 40 ’C - 40 ’C. 3 3 10.00 10.00 150 ’C 150 ’C 3 3 16.00 16.00 100% Vlhkost, 26 °C 100% humidity, 26 ° C

Lisovací síla pro oba vzorky byla větší než 4447,9 N. Síla odtrhnutí byla větší než 3780 N při zlomení konce krytky, aniž by došlo k jakémukoli náznaku odtrhnutí v oblasti lisovaného uložení.The compression force for both samples was greater than 4447.9 N. The tear force was greater than 3780 N when the end of the cap broke without any indication of tearing in the press fit region.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Spojení kovu s plastem, vyznačující se tím, že sestává z tuhého kovového základního členu, v němž je proveden kruhový otvor pro vložení válcového plastového tělesa, přičemž plastové těleso je opatřeno podélným průchodem pro vložení kovové objímky, kde tato kovová objímka zasahuje axiálně do plastového tělesa do části délky plastového tělesa, přičemž plastové těleso a kovová objímka mají rozměry pro lisované uložení v kruhovém otvoru v kovovém základním členu pro vytvoření uvedeného spojení.CLAIMS 1. A metal-plastic connection comprising a rigid metal base member in which a circular bore for receiving a cylindrical plastic body is provided, the plastic body having a longitudinal passage for receiving a metal sleeve, the metal sleeve extending axially into the metal sleeve. the plastic body to a portion of the length of the plastic body, the plastic body and the metal sleeve having dimensions for a press fit in a circular opening in the metal base member to form said connection. 2. Spojení podle nároku l,vyznačující se tím, že plastové těleso je termoplastickým tělesem.Connection according to claim 1, characterized in that the plastic body is a thermoplastic body. 3. Spojení kovu s plastem, vyznačující se tím, že sestává z plastového základního členu s kruhovou vnější plochou a kruhovým otvorem pro umístění válcového tělesa, z kovové objímky s rozměry pro lisované uložení na vnější plochu plastového základního členu, přičemž válcové těleso má rozměry pro lisované uložení do kruhového otvoru plastového základního členu pro vytvoření uvedeného spojení.3. A metal-plastic connection comprising a plastic base member having a circular outer surface and a circular bore for accommodating a cylindrical body, a metal sleeve having dimensions for press fit to the outer surface of the plastic base member, the cylindrical body having dimensions for a press fit into the circular opening of the plastic base member to form said connection. 4. Spojení podle nároku 3,vyznačující se tím, že plastový základní člen je termoplastickým tělesem.The connection of claim 3, wherein the plastic base member is a thermoplastic body.