DE2230412A1 - Verfahren zum waermedruckeinbau von befestigungselementen in kalte werkstuecke aus thermoplastischem kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum waermedruckeinbau von befestigungselementen in kalte werkstuecke aus thermoplastischem kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

  • Verfahren zum Wärmesruckeinbau von Befestigungselementen in kalte Werkstücke aus thermoplastischem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die Erfindung Betrifft ein Verfahren zum Einbau von metallischen Befestigungsmitteln in kalte Werkstücke aus thermoplastischem kunststoff, wobei die befestigungsmittel nacheinander durch einen Zuführkanal an ein Einbauende der Vorrichtung geführt, dort auf Lins climelztemperatur erwarmt und anschließend mit einem vers chiebbaren Dorn in das lierkstück eingepreßt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Nach dem Iiauptpatent 1 925 766 werden metallische Befestigungsmittel, insbesondere metallische Gewindeeinsätze vor dem Eindrücken in das Werkstück zunächst vorgewärmt und anschließend mittels eines beiieizbaren Widerlagers auf Linschmelztemperatur erwärmt und dann riittels des Widerlagers in das Werkstück eingepreßt. Dabei ist das Linpreßwiderlager als Dorn mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet, der durch eine iieizwicklung auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird.
  • Es nat sich dabei gezeigt, daß die Übertragung der Wärme auf das einzubauende Einsatzstück zu gewissen Schwierigkeiten führt.
  • Ferner benötigt der Widerstandsheizkörper eine verhältnismäßig lange Aufheizzeit bis die erforderliche Temperatur erreicht ist.
  • Die Befestigungselemente können zwar durch die Widerstandsneizung vorgewärmt werden, doch ist andererseits die starke Erwärmung des gesaSen Linbaukopfes einschließlich zahlreicher mechaniscii bewegter Teile nachteilig.
  • Die vorliegende Anmeldung zielt daher auf eine Weiterentwicklung der Heizeinrichtung ab, mit der die genannten Nachteile beseitigt werden sollen. Insbesondere handelt es sich bei der der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darum, die Erwärmung der Befestigungselemente auf die erforderliche 4 :. temperatur schneller und sicherer vorzunehmen und die erforderliche Wärmeenergie auf das einzupressende Befestigungselement zu konzentrieren.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu Erilöhung der Wärmeabsorption oberflächenvorbehandelten Befestigungsmittel mittels gebündelter Infrarotstrahlung auf auf--í>r- ffi temperatur erwärmt werden.
  • Infrarotstrahler zur berührungslosen Energieübertragung in Form von Strahlen sind bekannt. Die Strahlungsquelle, beispielsweise eine Quarz-fJalogen-Lampe kann vorzugsweise im Brennpunkt eines ellyptischen Spiegels angeordnet werden, wobei die ausgesandten Strahlen im zweiten Brennpunkt, in dem das Werkstück angeordnet wird, Konzentriert werden. Es sind verschiedene Anwendungen bekannt, beispielsweise Erwärmen für Verbindungen von Glas und Metall, zum Lrwärmen von lSunststoffteilen, zum Löten oder Schmelzen von ulas und Keramik.
  • Die t'rwärmung der metallischen Befestigungselemente gemäß dem liauptpatent mittels einer gebündelte Lichtstrahlen aussendenden otranlun^,squelle erweist sicn als besonders vorteilhaft, wenn die Befestigungselemente senr dunkel, möglichst tiefschwarz eingefärbt sind und die Oberfläche matt gemacht ist, um die reflexion der Strahlungsenergie an den Befestigungselementen möglichst weitgehend zu vermeiden unn die Wärmeabsorption zu erhöhen. Dadurch lassen sich die befestioungselemente vor dem Einbau außerordentlich schnell erwärmen und erreicht man eine hohe Geschwinoigkeit für den trwärmungs- und Einbauvorgang. Die Stranlungsenergie wird unmittelbar auf das Befestigungselement konzentriert.
  • Damit kann die Vorwärmung der isefestigungselemente entfallen und wird die Aufheizung der Einbauvorrichtung insbesondere ihrer mechanisch oewegten Teile vermieden.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeicilnet, daß der Zuführkaiial für die Befestigungsmittel am Einbauende mit zwei Fenstern versehen und zwischen zwei Stralllern mit Reflektoren angeordnet ist. Die Befestigungselemente werden aus einem ilagazin einer Vereinzelungsvorrichtung zugeführt und gelangen dann nacheinander durcn einen Zuführkanal zulil Einbau ende, das oberhalb des ,ierkstücks angeordnet ist. Im Bereich des Linbauendes kann jedes Befestigungselement in einfacher Weise festgenalten werden, wobei die Strahlungsenergie von den beiden gegenüberliegenden Strahlern mittels der Reflektoren auf das zu erwärmende befestigungselement kurzzeitig einwirkt. In zweckmäßiger Ausgestaltung ist zum Festhalten des Befestigungselementes im Bereich der Fenster des Einbauendes eine Feder vorgesehen.
  • Anschließend wird die Vorrichtung mit dem am Einbauende festgehaltenen auf {- temperatur erhitzen Befestigungselement von der Lage im Bereich der Strahler in eine über dem Werkstück abgesengte Lage verschoben. Zu diesem Zweck ist das für beide Strahler gemeinsame Gehäuse mittig mit einem Durchbruch versehen, durch den der untere Abschnitt der Einbauvorrichtung hindurch treten kann.
  • Gleichzeitig dient das Gehäuse als Schutzschild und verhindert das Nachaußentreten von Strahlen.
  • Bei einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Dorn zum Einpressen des Befestigungselementes in das Werkstück von einem Antrieb zum Absenken der Einbauvorrichtung betätigbar. Damit erfolgt durch den gemeinsamen Antrieb zunächst das Absenken der Einbauvorrichtung aus dem Bereich der Strahler in die Lage oberhalb des Werkstückes, worauf die Einbauvorrichtung angehalten wird und anschließend der Dorn vorgeschoben wird, der das Befestigungsmittel in das Werkstück einpreßt.
  • Ferner läßt sich in einfacher Weise der Einpreßvorgang, also das Vereinzeln, Zuführen, Aufheizen und Einpreßen der Befestigungselemente automatisieren, um eine schnelle Arbeitsweise zu erziclen und gleichbleibende Ergebnisse zu erhalten.
  • Die Erfindung istnachstenend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch das Einbauende der Vorrichtung und die Strahler, Fig. 2 einen Schnitt durch das Einbauende der Vorrichtung in der abgesenkten Lage, In1 Fig. 3 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, der Einbauvorrichtung, Die Einsätze 1 gelangen durch einen Zuführkanal 42 zu dem Enbauende 43 und werden dort von einer Feder 44 in Höhe der beiden gegenüberliegenden Fenster 56 gehalten. Oberhalb des Zuführkanals 42 befindet sich eine Vereinzelungsvorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Es kann die im Hauptpatent 1 925 766 erläuterte Vereinzelungsvorrichtung Verwendung finden.
  • In Fig. 1 befindet sich das Einbauende 43 im Bereich zweier auf gegenüberliegenden Seiten angeordneter Strahler 52, beispielsweise Quarz-Halogen-Lampen, die eine Infrartostrahlung aussenden, die von den Reflektoren 51 gebündelt auf den Einsatz 1 gerichtet wird. Die beiden Strahler 52 sind in einem Gehäuse 50 angeordnet.
  • Die Reflektoren 51 sind einstellbar und werden durch Federn 53 in ihrer Lage gehalten. Abschraubbare Deckel 55 gestatten ein schnelles Auswechseln der Reflektoren und Strahler. Über Leitungen 32 erfolgt uer Anschluß der Strahler 52.
  • Das Gehäuse 50 weist einen Durchbruch 54 auf, der so groß ist, daß die Eindrückvorrichtung 30 nach der Erwärmung des Einsatzes 1 in der in Fig. 1 dargestellten Lage nach unten in die in Fig. 2 dargestellte Einbaulage fahren kann. Als Antrieb zum Absenken der Eindrückvorrichtung 30 dient ein Kolben-Zylinder 45, der in Fig.3 dargestellt ist. Auf diese Weise läßt sich der Gehäusemantel 35 zusammen mit dem Einbauende 43 und dem Zuführkanal 42 verschieben, bis das Einbauende 43 in einem geringem Abstand von beispielsweise wenigen Zehntelmillimetern über dem Werkstück angehalten wird, was zweckmäßigerweise durch einen Anschlag erfolgt. Anschließend betätigt der Kolben-Zylinder 45 den in einem Kanal des Einbauendes 43 geführten Dorn 34, der an seinem unteren Ende mit einem Führungsansatz 25 versehen ist, sodaß das Befestigungselement von dem Einbauende 43 an der Feder 44 vorbeigleitend in die Aufnahmebohrung des Werkstückes eingedrückt wird, wobei die Einschmelzung erfolgt.
  • Anschließend gelangt der Dorn 34 durch Federkraft wiederum in seine obere Lage und wird durch betätigen des Kolben-Zylinderantriebs 45 die Einbauvorrichtung in den Bereich der Strahler 52 zurückgeschoben.
  • Die Gewindeeinsätze weisen die in den Fig. 1, 6, 7 und S des ilaufitpatents 1 925 766 dargestellten Formen auf. Außerordentlich wichtig ist die Vorbehandlung der Oberflächen der Einsätze, um die Wärmeabsorption der Strahlung soweit zu erhöhen, daß eine rasche und wirtschaftliche Erwärmung erfolgt. Deshalb sind die Linsätze sehr dunkel, insbesondere tiefschwarz gefärbt, ist die oberfläche matt oder etwas angerauht.
  • Der Erwärmungs- und Eindrückvorgang läßt sich auch automatisieren.
  • nach Betätigen eines Tasters schaltet ein Zeitrelais die Strahler 52 über einen Transformator 63 an die Netzspannung. Da die Quarz-Ilalo Gell-Lalnp eri lediglicn mit einer Spannung von 15V betrieben werden, ist die Gefahr von Unfällen praktisch vermieden.
  • Ober ein weiteres Zeitrelais wird ein Magnetventil geschaltet, über das die Druckluftbeaufschlagung der Vereinzelungsvorrichtung flir die Gewindeeinsätze und des Kolben-Zylinder-Antriebs 45 erfolgt. Nahc Erwärmen des Gewindeeinsatzes durch die eingeschalteten Strahler 52 erfolgt das Eindrücken des Gewindeeinsatzes durch Betätigung des Kolben-Zylinder-Antriebs 45. Während des Einschmelzvorgangs fällt bereits der Gewindeeinsatz durch betätigung der Vereinzeluiigsvorrichtung in den Zuführkanal und gelangt nach dem Zurückfahren der Einbauvorrichtung in die Ausgangsstellung in den liereicil der Strahler.

Claims (6)

Patentansprüche
1. Vergahren zum Einbau von metallischen Befestigungsmitteln in kalte Werkstücke aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die zefestigungsmittel nacheinander durch einen Zuführkanal an ein Einbauende der Vorrichtung geführt, dort auf peratur erwärmt und anschließend mit einem verschiebbaren Dorn in das werkstück eingepreßt werden nacvs P 1 925 766, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erhöhung der tiärmeabsorption oberfläciienvorgehandelten Befestigungsmittel mittels gebündelter Infrarotstrahlung auf . temperatur erwärmt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (42) am Einbauende (43) mit zwei Fenstern (56) versehen und zwischen zwei Strahlern (50) mit Reflektoren (51) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festhalten eines Befestigungselementes (1) im Bereich der Fenster (56) eine Feder (44) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dalo sie zwischen einer Lage im Bereich der Strahler (52) und einer über dem Werkstück abgesenkten Lage verschiebbar ist.
S. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (34) zuni Einpreßen des Befestigungselementes in das Werkstück von einem Antrieb (45) zum Absenken der Vorrichtung betätigbar ist.
6. Beim Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 verwendetes befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche matt und sehr dunkel, vorzugsweise tiefschwarzf gefärbt ist.
7* befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche etwas angerauht ist.
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