CN103003023A

CN103003023A - 金属-塑料连接

Info

Publication number: CN103003023A
Application number: CN2010800678683A
Authority: CN
Inventors: C·朗格尔; S·托伯特; J·盖佩尔
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: JP2013530073A; WO2012000525A1; CN103003023B; JP5583273B2

Abstract

本发明涉及一种用于在金属面与塑料面之间建立连接的方法，其中，在金属面上在至少一个边缘处构造一个凸缘状的隆起和一个具有凸肩形凸台的侧面，所述凸台用于支撑所述塑料面，在所述凸台上在放置塑料面之前放入一个条带形的密封装置，所述塑料面这样支撑在所述侧面的凸台上，使得所述塑料面的侧面与所述金属面的侧面端对端地相互连接，借助于所述金属面的侧面的至少一部分与所述塑料面的侧面的一部分之间的变形产生一个形状配合的、弹性地支持的连接，从而使得在连接部位处在所述金属面的和所述塑料面的上侧上在所述金属面与所述塑料面之间形成基本上无接缝并且基本上无阶梯的过渡部。

Description

金属-塑料连接

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于建立连接的方法和一种如权利要求8前序部分所述的金属-塑料复合物。

背景技术

金属与塑料之间的可靠连接的建立在技术方面是一个重要的组成部分，特别是在需要进行光学检查的制造工艺的领域中。在食品工程领域中，在这种连接上常常提出针对物理和化学特性的高要求，特别是这种复合物需满足可靠性、密封性的高要求并且遵守相应的标准。此外，这种连接遭受强的-40℃至120℃范围内的交变温度并且遭受很多Bar范围内的波动压力。为了能够满足高的要求，在传统的金属-塑料连接中借助于机械的固定器件（例如螺钉和夹子）和/或借助于化学的密封器件（大多呈粘接剂的形式）保护金属面与塑料面之间的连接部位。但是其缺点是，放入金属面或塑料面的彼此贴靠的侧面上的密封面之间的粘接介质和/或密封介质包含不期望的成分，它们可能挥发并且不能足够地抵抗老化。另一方面，机械式密封器件在制造方面是费事的并且特别是在清洁时导致很多卫生缺点。

此外，值得期望的是，特别是在两种材料之间的接口的表面上构造尽可能平坦地、无接缝的过渡部，以便抑制物质的嵌顿。为此，一般在相互连接之后需要费事的机械后处理步骤，以便确保所需的表面特性。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于，提供一种用于在金属面与塑料面之间建立连接的方法以及一种金属-塑料复合物，它们分别降低现有技术的缺点。

所述任务通过具有权利要求1特征的用于在金属面与塑料面之间建立连接的方法和一种具有权利要求7特征的金属-塑料复合物解决。本发明的有利的构型是从属权利要求的主题。

根据本发明的按照权利要求1的主题，提出了一种用于在金属面与塑料面之间建立连接的方法，其中，在所述金属面上在至少一个边缘上构造一个凸缘状的隆起和一个具有凸肩形凸台的侧面，所述凸台用于支撑所述塑料面，以及在所述凸台上在放置塑料面之前放入一个条带形的密封装置并且所述塑料面这样支撑在所述侧面的凸台上，使得所述塑料面的侧面与所述金属面的侧面端对端地相互连接并且借助于所述金属面的侧面的至少一部分与所述塑料面的侧面的一部分之间的变形产生一个形状配合的、弹性地支持的连接，从而使得在连接部位处在所述金属面的上侧上和在所述塑料面的上侧上在所述金属面与所述塑料面之间形成基本上无接缝并且基本上无阶梯的过渡部。

根据本发明的按照权利要求8的主题，提出了一种金属-塑料复合物，其包括：一具有表面和侧面的金属面，其中，所述侧面具有凸肩形的凸台并且垂直于该表面形成缩进的轮廓。在此，所述复合物包括一个支撑在所述凸台上的条带形的密封装置以及一个具有侧面的塑料面，所述侧面部分地端对端地靠置在所述金属面的侧面上并且其下侧至少部分地支撑在所述密封装置上。此外，所述复合物提供一连接部位，所述连接部位在所述金属面的和所述塑料面的上侧上在所述金属面与所述塑料面之间形成基本上无接缝并且基本上无阶梯的过渡部。

本发明方法的一个优点在于，两种不同的材料可在无附加的机械或化学固定器件的情况下彼此接合。此外，至少在其表面上抑制接缝和阶梯的形成。由此可以构造无粘接材料的复合物，其很大程度上对于大气气体和/或液体来说是不可透过的。特别是在食品领域中应用的情况下，表面的很大程度上的无接缝性和无粘接材料性抑制物质的不期望的沉积或粘接材料的挥发，这会使得该复合物的卫生或无菌特性变差。此外，由于变形过程结合两个侧面的匹配的轮廓导向而在无迄今为止必要的附加后处理步骤如抛光或铣削的情况下在金属面的上侧与塑料面的上侧之间实现无阶梯的过渡部。

在所述方法的一个优选的进一步方案中，借助于所述变形在所述金属面的侧面上构造一缩进的轮廓，以便将塑料面相对于金属面固定以防止垂直移动。此外有利的是，金属面与塑料面之间的密封装置由弹性材料如维通、橡胶或复合塑料构成，以便产生弹性的形状配合，所述形状配合基本上垂直于金属表面起作用。在此有利的是，塑料面的外边缘适当的倒棱，以便有助于金属面的侧凹式侧面的形成。根据另一进一步构型有利的是，塑料面的侧面也设有阶梯形的凸台。在此，所述凸台的轮廓经过适当选择，从而在变形时仅仅塑料面的凸台的下侧支撑在密封装置上并且该下侧、优选塑料面的至少一部分在金属面的开口的处于内部的边缘之间在变形过程中可回弹。

在另外的进一步方案中，塑料面在其外边缘处被金属面完全包围。通过该构造特别是在使用透光塑料的情况下提供用于检查加工过程的可能性，而不会由于与化学或机械侵蚀性材料直接接触而损坏传感器。此外，通过选择适当的塑料还可以将电场或磁场穿过塑料面发射或接收。这种场一般被金属屏蔽。

本申请人通过实验发现，在本发明的由金属-塑料构成的复合物中，密封装置优选构造为弹性的、环绕的条带。此外，密封装置的弹性特性和几何构型可以视要求而定并且根据变形时的作用力适当地进行选择。

附图说明

下面将参考附图详细阐述本发明。在此，同类的部件用相同的标记表示。附图中：

图1是具有安置的塑料面的金属面的示意性剖视图，其处于未连接状态中；

图2是根据第一实施方式处于连接状态中的示意性剖视图；

图3是根据另一实施方式处于连接状态中的示意性剖视图；

图4是具有嵌入的塑料面的金属面的俯视图，其处于连接状态中。

具体实施方式

在图1的剖视图中示出金属面10的未连接的布置状态，其具有构造在金属面10的边缘20上的隆起15。此外，所述金属面10包括一个具有阶梯形的凸台35的侧面30。密封装置40支撑在所述凸台35上。此外，所述金属面10还包括一个具有处于内部的塑料面50的开口17。所述塑料面50包括一个具有阶梯形的凸台60的侧面55。此外，在所述塑料面50的上边缘上构造一个倒棱65。根据所示的实施方式，所述凸台60的平行于塑料面50的表面的延伸被选择得比凸台35的延伸稍大。此外，所述凸台35在垂直于表面的方向上的延伸相应于塑料面50的厚度和密封装置40的厚度之和。根据所示的实施方式，塑料面50的侧面30、55对接地设置。

在图2中示出金属面10的和塑料面50的根据本发明的实施方式，其处于连接状态中，也就是在使用了变形方法之后。在此，金属面10的侧面30与塑料面50的侧面55很大程度上形状配合地连接。在金属面10的表面上不再存在如图1所示的隆起15，因为金属面10的相应的金属在形成侧棱边30的缩进区段75的情况下形成一个具有塑料面50的倒棱65的形状配合部。此外，塑料面50的表面与金属面10的表面在连接部位70处形成无阶梯的和无接缝的过渡部。通过所述变形使得所述密封装置40弹性地变形并且现在将塑料面50在垂直于表面的方向上压到金属面10的侧面35的缩进区段75上。此外，借助于所述密封装置40将所述侧面35相对于侧面55在形成缝隙78的情况下密封。视环绕的密封装置40的尺寸和弹性而定并且根据所使用的金属-和塑料面的材料特性的几何尺寸以及侧棱边上的阶梯形凸台的几何结构，不仅可调节塑料面相对于金属面的压紧压力，而且也可以调节所述侧面上的缝隙的尺寸。本申请人通过试验发现，尽管在密封装置与金属面的侧棱边之间存在竖直的缝隙，仍可以在塑料面与金属面之间的过渡区域中确保可靠的密封。

根据图3的实施方式，金属面10的侧面的区域中和塑料面50的侧面的区域中的剖视图示出这两个面之间的完全的形状配合。据此，该空间由设置在所述凸台35与所述凸台60之间的密封装置完全填充。

图4示出借助于本发明的方法制造的金属-塑料复合物的俯视图，其具有金属面80和具有不同棱边形状92、94、96和98的塑料面90，所述棱边形状具有不同的曲率半径。在连接部位100处，金属面80与塑料面90形成无接缝并且无阶梯的过渡部。尽管棱边形状92处的曲率半径小，但是通过所使用的金属的相应可延展性也确保的是，借助于所述变形也在所述表面上的棱边区域中形成很大程度上无接缝并且无阶梯的过渡部，而无需对表面进行机械再处理。此外，可以在无需使用机械或化学固定器件的情况下提供可靠的、可承受机械载荷的密封连接，该密封连接特别是适合于在食品工程领域中应用。

Claims

1.一种用于在金属面（10）与塑料面（50）之间建立连接的方法，其中，在金属面（10）上在至少一个边缘（20）处构造一个凸缘状的隆起（15）和一个具有凸肩形凸台（35）的侧面（30），所述凸台用于支撑所述塑料面（50），

在所述凸台（35）上在放置塑料面（50）之前放入一个条带形的密封装置（40），

所述塑料面（50）这样支撑在所述侧面（30）的凸台（35）上，使得所述塑料面（50）的侧面（55）与所述金属面（10）的侧面（35）端对端地相互连接，

借助于所述金属面（10）的侧面（30）的至少一部分与所述塑料面（50）的侧面（55）的一部分之间的变形产生一个形状配合的、弹性地支持的连接，从而使得在连接部位（100）处在所述金属面（10）的和所述塑料面（50）的上侧上在所述金属面（10）与所述塑料面（50）之间形成基本上无接缝并且基本上无阶梯的过渡部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述变形在所述金属面（10）的侧面上构造一缩进的轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述塑料面（50）在其外边缘上被所述金属面（10）完全包围。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述塑料面（50）的侧面（55）上构造一阶梯形的凸台（60）。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述金属面（10）与所述塑料面（50）之间的密封装置（40）产生一弹性的形状配合部，所述形状配合部基本上垂直于所述壳体表面（10）的表面顶压所述塑料面（50）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述金属面（10）和所述塑料面（50）之间构造一无粘接材料的复合体，该复合体对于液体来说是不可透过的。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述金属面（10）和所述塑料面（50）之间构造一无粘接材料的复合体，该复合体对于大气气体来说是不可透过的。

8.一种金属-塑料连接，其包括

一具有表面和侧面（30）的金属面（10），其中，所述侧面具有凸肩形的凸台（35）并且垂直于该金属面（10）的表面具有一缩进的轮廓，

一支撑在所述凸台（35）上的条带形的密封装置（40），

一具有侧面（55）的塑料面（50），所述侧面部分地端对端地靠置在所述金属面（10）的侧面（30）上并且所述塑料面（50）的下侧部分地支撑在所述密封装置（40）上，

一连接部位（100），所述连接部位在所述金属面（10）的和所述塑料面（50）的上侧上在所述金属面（10）与所述塑料面（50）之间具有基本上无接缝并且基本上无阶梯的过渡部。

9.根据权利要求7所述的金属-塑料连接，其特征在于，所述金属面（10）包括一开口（17），所述开口具有设置在其中的塑料面（50）。

10.根据权利要求7或8所述的金属-塑料连接，其特征在于，所述密封装置（40）构造为弹性环绕的条带。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的金属-塑料连接，其特征在于，所述连接部位（100）在所述金属面（10）的侧面与所述塑料面（50）的侧面之间形成无粘接材料的过渡部。