DE2825831A1 - Verfahren zum verbinden eines metallischen teils mit einem nichtmetallischen teil - Google Patents

Verfahren zum verbinden eines metallischen teils mit einem nichtmetallischen teil

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DE2825831A1
DE2825831A1 DE19782825831 DE2825831A DE2825831A1 DE 2825831 A1 DE2825831 A1 DE 2825831A1 DE 19782825831 DE19782825831 DE 19782825831 DE 2825831 A DE2825831 A DE 2825831A DE 2825831 A1 DE2825831 A1 DE 2825831A1
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Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines metallischen Teils mit einem nichtmetallischen Teil. Das nichtmetallische Teil kann beispielweise aus Plastik und das metallische Teil aus einer Metallplatte bestehen.
In der Befestigungstechnik ergeben sich beim Verbinden von Teilen häufig Probleme, da oft nicht genügend Raum für die Befestigungsvorrichtungen oder Werkzeuge vorhanden ist. Es wurden bereits verschiedene Möglichkeiten zur Befestigung von Teilen in engen Räumen bekannt, wobei Preßwerkzeuge, starke Klebstoffe oder Stauchverbindungen eingesetzt werden. Durch die zunehmende Verwendung von Plastik-· materialien für Rahmen von Einfassungen und Gehäusen in verschiedenen Maschinen müssen Metallwerkstoffe und Plastikmaterialien miteinander verbunden oder verschweißt werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, nachdem eine feste und zuverlässige Verbindung eines metallischen Werkstoffes mit einem nichtmetallischen Werkstoff in engen Räumen möglich ist.
12. Juni 1978
809883/0670
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in das metallische Teil ein Bereich mit einer Öffnung in diesen eingedrückt wird, daß der eingedrückte Bereich in Kontakt mit einem Bereich des nichtmetallischen Teils gebracht wird, daß durch Ultraschallbeheizung der Bereich des nichtmetallischen Teils erweicht wird, so daß das erweichte Material durch die genannte öffnung in den eingepreßten Bereich fließen kann.
Ein Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Befestigen von metallischen Teilen mit nichtmetallischen Teilen besteht darin, daß der oder die eingepreßten Bereiche in dem metallischen Teil eine Konzentration der beispielsweise von einem Ultraschallwerkzeug kommenden Wärmeenergie in der Weise ermöglichen, daß das nichtmetallische Material flüssig wird und in den bzw. die eingepreßten Bereiche einfließen kann, wodurch eine feste und beständige Verbindung erreicht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird in einer metallischen Platte eine öffnung eingebohrt, eingestanzt oder auf andere übliche Weise erzeugt, wonach um die öffnung herum ein haubenförmiger Bereich eingepreßt wird. Der eingepreßte Bereich der Metallplatte wird dann auf einem thermoplastischen Material angeordnet und mittels eines Ultraschallhorns erwärmt. Die von dem Ultraschallhorn kommende Energie wird in dem eingepreßten Bereich konzentriert, so daß das in dessen Nähe befindliche thermoplastische Material weich wird. Dadurch kann der eingepreßte Bereich in dem thermoplastischen Material eingebettet werden und das erweichte Material kann in die genannte Öffnung einfließen, wodurch nach dem Abkühlen des j thermoplastischen Materials eine dauerhafte und beständige Verbindung der beiden genannten Teile erreicht ist.
12. Juni 1978
809883/0670
Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen wird. In diesen zeigen:
Fig. 1 Eine Seitenplatte, die beispielsweise in einem Maschinengehäuse verwendet werden kann und die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 mit 2-2 gekennzeichneten Stelle;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht entlang der Ebene 3-3 von Fig. 2, aus der die Anordnung des Metallteils über dem Plastikteil zur Erzeugung einer Verbindung ersichtlich ist;
Fig. 4 eine Teilansicht zur Darstellung der Verbindungsherstellung mit einem Ultraschallwerkzeug und
Fig. 5 eine Teilansicht der miteinander verbundenen Teile.
In Fig. 1 ist eine Platte 10 in etwa rechteckiger Form gezeigt, die einen Teil eines Gehäuses bildet. Die Platte weist eine Vielzahl von Befestigungspunkten 12 auf, mit deren Hilfe die Platte 10 mit einem anderen Teil oder ein anderes Teil mit der Platte 10 befestigt werden kann. Die Platte 10 besteht aus einem dünnen Blech oder aus einem Metallgitter, das mit einem nichtmetallischen Teil oder einen Gehäuseglied verbunden werden kann.
In Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Befestigungspunktes 12 in der Metallplatte 10 gezeigt, der eine öffnung bzw. ein Loch 14 aufweist. Der Bereich 16 um die öffnung 14 wird dann gepreßt, so daß eine haubenförmige
12. Juni 1978
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Form entsteht. Die Größe und die Tiefe des eingepreßten Bereichs 16 hängen von der Größe der Öffnung 14 und der Dicke der Metallplatte 10 ab.
In Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Metallplatte 10 gezeigt, die einen eingepreßten Bereich 16 um die öffnung 14 aufweist und über einem nichtmetallischen Teil, beispielsweise einem Plastikteil 18, zur Erzeugung einer Befestigung zwischen den beiden Teilen 10 und 18 angeordnet ist. Die Größe der öffnung 14 hängt ebenfalls von der verwendeten Metallplatte 10 und deren Dicke ab. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die öffnung 14 in der Mitte des eingepreßten Bereichs 16 positioniert.
Die Lage der beiden Teile vor der Herstellung der Verbindung ist in Fig. 4 gezeigt, in der die Metallplatte 10 mit den eingepreßten Bereich 16 auf dem Plastikteil 18 angeordnet ist. Ein ültraschallwerkzeug 20 mit einem Horn 22 wird zur Erzeugung der Befestigung der beiden Teile positioniert.
In Fig. 5 sind die beiden Teile bereits miteinander verbunden. Die Metallplatte 10 wurde gegen die Oberfläche des Plastikteils 18 gedruckt, so daß der eingepreßte Bereich 16 in das plastische Material nach Erwärmung durch das Ultraschallwerkzeug eingedrückt werden kann und das erweichte Plastikmaterial durch die öffnung 14 einen Füllbereich 24 bildet, durch den die beiden Teile zusammengehalten werden. Das erweichte plastische Material fließt in Richtung der Pfeile in den eingepreßten Bereich 16.
Das Material des Teils 18 kann von thermoplastischer Natur sein, so daß es durch die von dem ültraschallwerkzeug über das Horn 22 übertragenen Energie leicht geformt werden kann. Das Horn 22 leitet die Hochfrequenzenergie
I2Ju""978 809883/0670
- inin den eingepreßten Bereich. Der eingepreßte Bereich wirkt als Energiekonzentrator zur Erwärmung des Plastikmaterials und bewirkt, daß das erweichte Plastikmaterial in erweichtem Zustand durch die öffnung 14 im eingepreßten Bereich 16 der Metallplatte 10 fließt, wenn der eingepreßte Bereich über dem Plastikmaterial 18 angeordnet ist bzw. auf dieses aufgepreßt wird. Nach Abkühlung der beiden Teile ist die Verbindung zwischen dem Plastikteil 18 und der Metallplatte 10 hergestellt.
12. Juni T978
809883/0670
Le
e rs e i t e

Claims (1)

  1. NCR CORPORATION Dayton, Ohio (V.St.A.)
    Patentanmeldung Nr. 2437/GER Unser Az.:
    VERFAHREN ZUM VERBINDEN EINES METALLISCHEN TEILS MIT EINEM NICHTMETALLISCHEN TEIL
    Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Verbinden eines metallischen Teils mit einem nichtmetallischen Teil, dadurch gekennzeichnet, daß in das metallische Teil (10) ein Bereich (16) mit einer Öffnung (14) in diesem eingedrückt wird, daß der eingedrückte Bereich (16) in Kontakt mit einem Bereich des nichtmetallischen Teils (18) gebracht wird, daß durch Ultraschallbeheizung der Bereich des nichtmetallischen Teils (18) erweicht wird, so daß das erweichte Material durch die genannte Öffnung (14) in den eingepreßten Bereich (16) fließen kann.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingepreßte Bereich (16) gegen den genannten Bereich des nichtmetallischen Teils (18) gedrückt wird, so daß er darin eingebettet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Teil (10) aus einer Metallplatte besteht.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmetallische Teil (18) aus einem thermoplastischen Material besteht.
    12. Juni 1978
    809883/0670
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmetallische Teil (18) Plastik ist.
    6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eingepreßte Bereich (16) eine haubenförmige Form aufweist.
    7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung mittels eines Ultraschallhorns (22) erfolgt, durch das Wärmeenergie in dem eingepreßten Bereich (16) des metallischen Teils (10) konzentriert wird.
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines metallischen Teils mit einem nichtmetallischen Teil. Das nichtmetallische Teil kann beispielweise aus Plastik und das metallische Teil aus einer Metallplatte bestehen.
    In der Befestigungstechnik ergeben sich beim Verbinden von Teilen häufig Probleme, da oft nicht genügend Raum für die Befestigungsvorrichtungen oder Werkzeuge vorhanden ist. Es wurden bereits verschiedene Möglichkeiten zur Befestigung von Teilen in engen Räumen bekannt, wobei Preßwerkzeuge, starke Klebstoffe oder Stauchverbindungen eingesetzt werden. Durch die zunehmende Verwendung von Plastikmaterialien für Rahmen von Einfassungen und Gehäusen in verschiedenen Maschinen müssen Metallwerkstoffe und Plastikmaterialien miteinander verbunden oder verschweißt werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, nachdem eine feste und zuverlässige Verbindung eines metallischen Werkstoffes mit einem nichtmetallischen Werkstoff in engen Räumen möglich ist.
    12. Juni 1978
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