DE1704354A1 - Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Koerper - Google Patents

Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Koerper

Info

Publication number
DE1704354A1
DE1704354A1 DE19671704354 DE1704354A DE1704354A1 DE 1704354 A1 DE1704354 A1 DE 1704354A1 DE 19671704354 DE19671704354 DE 19671704354 DE 1704354 A DE1704354 A DE 1704354A DE 1704354 A1 DE1704354 A1 DE 1704354A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fastening element
thermoplastic
fastener
thermoplastic material
core
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.)
Pending
Application number
DE19671704354
Other languages
English (en)
Inventor
Hewitt Eugene Earl
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.)
Uniroyal Inc
Original Assignee
Uniroyal Inc
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 Uniroyal Inc filed Critical Uniroyal Inc
Publication of DE1704354A1 publication Critical patent/DE1704354A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
    • B23K20/1295—Welding studs
    • 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
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0672—Spin welding
    • 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
    • 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
    • B29C65/564—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 hidden in the joint, e.g. dowels or Z-pins
    • 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
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • 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
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • 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
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • 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
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/434—Joining substantially flat articles for forming corner connections, fork connections or cross connections
    • B29C66/4344—Joining substantially flat articles for forming fork connections, e.g. for making Y-shaped pieces
    • B29C66/43441—Joining substantially flat articles for forming fork connections, e.g. for making Y-shaped pieces with two right angles, e.g. for making T-shaped pieces, H-shaped pieces
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B29C66/712—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined the composition of one of the parts to be joined being different from the composition of the other part
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/727—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being porous, e.g. foam
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • 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
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/861—Hand-held tools
    • 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
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7316—Surface properties
    • B29C66/73161—Roughness or rugosity
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73755—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being fully cured, i.e. fully cross-linked, fully vulcanized
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7394—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset
    • 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
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2025/00—Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/06—PVC, i.e. polyvinylchloride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/12—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
    • B29K2027/18—PTFE, i.e. polytetrafluorethene, e.g. ePTFE, i.e. expanded polytetrafluorethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04—Polymers of esters
    • B29K2033/12—Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2055/00—Use of specific polymers obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of main groups B29K2023/00 - B29K2049/00, e.g. having a vinyl group, as moulding material
    • B29K2055/02—ABS polymers, i.e. acrylonitrile-butadiene-styrene polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2059/00—Use of polyacetals, e.g. POM, i.e. polyoxymethylene or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/904—Fastener or fastener element composed of nonmetallic material
    • Y10S411/908—Resinous material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/955—Locked bolthead or nut
    • Y10S411/965—Locked bolthead or nut with retainer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
DIPU-INQ. FRITZ THIELEKE DR.-INQ. RUDOLF DÖRING DR. JOACHIM FRIOKE
BRAUNSCHWEIG - MÜNCHEN
Uniroyal Inc., 1230 Avenue of the Americas New York , 20, New York, U.S.A.
Verfahren zum Anbringen eines ßefestigungselementes an einem thermoplastischen Körper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselement es an einem thermoplastischen Körper, d.h. an einem Körper aus einem Material, welches erweicht und verformbar wird, wenn es erwärmt wird, ohne daß es seine Eigenschaften dabei verändert.
Während es bei der Verbindung von Bahnen aus Kunststoff bekannt ist, diese durch Überlappung oder im Stumpfschueißverfahren durch Wärmeeinwirkung miteinander auf dem \7ege des Schmelzschweißens zu verbinden, bereitet immer wieder die Anbringung von Befestigungselementen an plastischen Körpern Schwierigkeiten bzw. einen relativ hohen Aufwand. Dies gilt sowohl für die Anbringung von Befestigungselementen, die zur Montage von anderen Teilen dienen, als auch für die Verbindung von zwei plattenförmigen oder anderen Teilen mit Hilfe eines solchen Befestigungselementes.
Es ist Aufgabe tier Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe an Ort und Stelle und mit denen in der rtegel zur Ver-
109819/1570
SAD ORIGINAL
17 IM 3 54
fügung stehenden Hilfsmitteln auf einfache V/eise ein Befestigungselement an einem plastischen Körper angebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das befestigungselement unter Druck wenigstens teilweise in das Material des thermoplastischen Körpers eingepreßt und gleichzeitig unter Anwendung von Reibungswärme im eingepreßten Zustand mit dem thermoplastischen Material durch Schmelzschweißen verbunden wird. Bei diesem Verfahren wird das Befestigungselement also in das Innere des thermoplastischen Körpers eingeführt und in diesem durch Schmelzschweißen innig verbunden. Dieses Verfahren läßt sich auf einfache ./eise durchführen, da es nicht erforderlich ist, zuvor eine bohrung vorzusehen, in die das Befestigungselement eingesetzt werden muß und da außerdem besondere Vorrichtungen zur Erzeugung der erforderlichen Schmelzwärme innerhalb des thermoplastischen Körpers in Fortfall kommen.
Vorteilhafterweise wird das Befestigungselement mit einem Ende so gegenüber dem thermoplastischen Körper ausgerichtet, daß eine Symmetrieachse dieses Elementes in den Körper weist, daß dann das Befestigungselement um die Symmetrieachse relativ zum Körper rotiert und in Dichtung dieser Achse angedrückt wird und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit und unter einem Druck, die zum Erzeugen einer das thermoplastische Material schmelzenden Reibungswärme ausreicht, und daß das rotierende Befestigungselement in das schmelzende Körperwaterial wenigstens
10981 9/1570 BAD ORIGINAL
teilweise eingepreßt wird, worauf man den Körper wieder abkühlen labt.
Ein solches Verfahren gestattet die Herstellung von Verbindungen mit billigen und leicht zur Verfügung stehenden Werkzeugen und Materialien und ermöglicht die Anbringung in einem einzigen Arbeitsgang. Das Verfahren gestattet die Herstellung solider Verbindungen oder Verbindungsstellen und zwar an jeder Stelle und in jeder Stellung des üefestigungselementes m bzw. des körpers.
Vorzugsweise wird von einem Befestigungselement ausgegangen, das ebenfalls aus thermoplastischem Material besteht, welches ideiitxsch oder verträglich mit dem Material des Körpers ist. Bei dieses Verfahren schmelzt auch ein Teil des Oberxlächenbereiches des Befestigungselementes und verschweißt mit dem Material des Körpers während des Abkühlens.
Das Verfahren kann alternativ auch ausgeführt werden durch " Verwendung von Befestigungselementen, welche eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen und die aus relativ steiffen, nicht plastischem Uaterial bestehen, bzw. aus einem Material, das eine Erweichungstemperatur besitzt, die oberhalb der Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials des Körpers liegt. Geeignete Materialien.hierfür sind Metalle oder ausgehärtete Epoxyharze.
109819/1570
.AA*,;;i.;-iO. C8AD ORIGINAL
Das neue Verfahren ist besonders geeignet für die Anbringung eines Befestigungselementes an einer Tafel aus einem Material, welches einen expandierten Kern aufweist, der zwischen zwei im wesentlichen parallele Bahnen oder Wandteile aufgenommen ist, wobei in diesem Falle das Befestigungselement in seiner Längsrichtung direkt in die freiliegende Kante des ausgedehnten Kernes eingetrieben wird.
Das Verfahren ist weiterhin vorteilhaft bei der Herstellung einer Verbindung zwischen einem Teil oder Artikel und einem thermoplastischen Körper, wobei der Artikel oder Teil zunächst mit einer Durchbrechung zur Aufnahme des Befestigungselementes versehen und so an den Körper gehalten wird, daß die Öffnung an den Teil des Körpers zu liegen kommt, in dem das Befestigungselement eingesetzt werden soll.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein thermoplastisches Befestigungselement, welches zur Verbindung eines Metallgegenstandes und der freiliegenden Kante einer thermoplastischen Tafel mit ausgedehnten Kern dient.
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine andere Anordnung und veranschaulicht ein Zwischenstadium während der Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Paaren aus thermoplastischen
109819/1570
Tafeln mit ausgedehntem Kern, die im rechten Winkel zueinander verlaufen.
Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung die Anordnung nach Fig. 2 nach Ausführen des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem ein thermoplastisches Befestigungselement gemäß dem Verfahren nach der Erfindung in der freiliegenden Kante einer gekrümmten Tafel aus thermoplastischem Material mit gedehntem Kern eingeschweißt ist.
5 wiederum zeigt eine Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, wie sie zum durchführen des neuen Verfahrens jederzeit leicht zur Verfügung steht.
In Fig. 1 ist eine Tafel aus thermoplastischem Material wiedergegeben, an der ein L-förmiger, stranggepreßter Aluminiumformteil 3 in einer solchen Weise angebracht werden soll, daß der Formteil 3 die freiliegende Kante 4 der Tafel 2 abdeckt. Die Tafel 2 ist zusammengesetzt aus einem zentralen gedehnten Kern 2b, der zwischen zwei relativ dünnen parallelen Seitenschichten oder -wänden 2a aufgenommen ist.
Um die Verbindung herzustellen, werden eine Anzahl von Befestigungselementen 1 verwendet, wobei jedes Befestigungselement die Form eines einzelnen einheitlichen Körpers aus therrao-
109819/1570
BAD ORIGINAL
plastischen Materials haben kann, welcher ein Kopfteil la aufweist, der so eingeschnitten ist, daß an ihm ein gewöhnlicher oder ein Kreuzschlitzschraubenschlüssel angreifen kann. Außerdem weist das Befestigungselement einen Körper von im wesentlichen schräg verlaufender Gestalt auf. Dieser Schacht oder Körper ist mit Ib bezeichnet. Diese Befestigungselemente sind billig herzustellen und zwar auf einem der üblichen /ege, z.B. durch Gießen von körnigem, plastischem Material. Die Befestigungselemente sind vorzugsweise von wesentlich dichterer Beschaffenheit als der gedehnte Kernabschnitt der Tafel und gleichen in ihrer Dichte wesentlich mehr.der Dichte der nichtausgedehnten Seitenschichten oder Wänden.
Wie Fig. 1 wiedergibt, ist das Formstück 3 mit einer Durchbrechung 5 versehen, die einen Durchmesser aufweist im wesentlichen gleich der Vfeite des Kernes 2b. In ähnlicher veise umfaßt der Körper des Befestigungselementes 1 einen Abschnitt mit einem Durchmesser der ebenfalls annähernd gleich der V/eite des Kernes 2b ist, dennoch leicht durch die öffnung 5 hindurchgeführt werden kann.
Beim Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung wird das Tafelmaterial 2 auf eine geeignete Unterlage so aufgelegt, daß die Kantenfläche 4 freiliegt. Das Formstück 3 wird dann mit einer Öffnung 5 im einen Flansch so angeordnet, daß dieser Flansch die freiliegende Kantenfläche 4 überdeckt. Der andere Flansch greift über die Seitenfläche des Tafelelementes 2 und dient damit gleichzeitig dazu, da* Formstück 3 ge-
109819/1570
BAD ORIGINAL
_ 7 —
gen Drehung in Bezug auf die Tafel 2 während der weiteren Schritte des Verfahrens zu sichern. V/enn der Artikel 3 in der beschriebenen Stellung angeordnet ist, wird der Schaft Ib des Befestigungselementes 1 durch die Durchbrechung oder Öffnung 5 hindurchgeführt und in Eingriff mit dem freiliegenden Kernabschnitt der Kantenfläche 4 gebracht. Die Achse des langgestreckten Befestigungselementes 1 wird im wesentlichen senkrecht zu der Fläche der freiliegenden Kante 4 gehalten, während ein durch räotor angetriebener Schrauben- (| zieher an de« Kopf la angesetzt wird. Das Antriebselement des Schraubenziehers wird dann rasch um seine Längsachse gedreht, so daß auch das Befestigungselement 1 rotiert wird in Bezug auf die Tafel 2 und auf das Formstück 3. Gleichzeitig mit dem Rotieren des Befestigungselementes werden dieses und die Tafel 2 gegeneinander gepreßt und zwar in einer iiietrUuig parallel zu der üchsenrichtung des Befestigungselementes 1, um das Befestigungselement dazu zu zwingen, in das Material der Tafel 2 in axialer Richtung einzudringen, ,fenn das Be- Λ festigungselement 1 den Kernabschnitt 2b durchdringt, erzeugt die reibende Drehung des Befestigungselementes eine Wärme, die ausreicht, das thermoplastische Material sowohl des Befestigungselementes als auch des Tafelmaterials zum Schmelzen zu bringen, an den Stellen, an denen sich diese Teile in Berührung befinden. j£ine Schicht aus geschmolzenem therraopla-. stischem Material wird damit direkt unterhalb des rotierenden Befestigungselementes erzeugt, in welche Schicht das Befestigungselement fortschreitend eindringt. Da der Körper des Be-
109819/1570
ORIGINAL
r/04354
festigungselementes 1 einen Durchmesser etwa annähernd der Kerndicke aufweist, erstreckt sich der Schmelzvorgang des .thermoplastischen Materials bis in den Bereich der nicht ausgedehnten Seitenschichten oder Seitenwände 2a, so daß die Innenflächenabschnitte dieser Schichten im Bereich des Befestigungselementes 1 ebenfalls in den geschmolznen Zustand überführt werden.
Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Unterseite des Kopfabschnittes la des Befestigungselementes 1 an der oberen Fläche des Artikels gemäß Fig. 1 angreift. Dann wird der Drehantrieb für das Befestigungselement stillgesetzt, und das geschmolzene plastische Material läßt man abkühlen und erhärten. Hierbei verschmelzen das thermoplastische Material, der Tafelabschnitte und des Befestigungselementes miteinander, um eine Konstruktion gemäß Fig. 1 zu bilden. Wie am besten aus Fio. 1 hervorgeht sind sowohl das Befestigungselement 1 als auch die Tafelmaterialabschnitte 2a und 2b alle miteinander verschmolzen und bilden eine einheitliche Schweißkonstruktion, wobei Teile der Umfangsabschnitte des Schaftes Ib des Befestigungselementes ebenfalls mit den Tafelmaterialabschaitten 2a und 2b verschmolzen und zu einer einheitlichen Struktur vereinigt sind.
V«enn diese Vorgänge bei dem ersten Befestigungselement 1 nach Fig. 1 beendet sind, kann dieser Vorgang mit zusätzlichen Befestigungselementen weitergeführt werden, die im gegenseitigen Abstand entlang der Länge des Formstückes 3 verteilt angeordnet sind.
109819/1570
' "" SADORiGINAL
Es wird bemerkt, daß ein Vorbohren des thermoplastischen Körpers 2 bei dem Verfahren nach der Erfindung nicht notwendig ist, da der relative Druck und die relative Drehbewegung zwischen den Gliedern 1 und 2 ausreicht, um das erforderliche eindringen des langgestreckten Elementes 1 in den plastischen lvörper 2 sicherzustellen.
,Vie die Fig. 2 und 3 zeigen, können zwei thermoplastische TaleIn 2 und 3a mit gedehntem Kern in ähnlicher Weiso miteinander vereinigt werden. Bei diesem Verfahren bildet die thermoplastische Tafel 3a einen Artikel, der mit dem eigentlichen thermoplastischen Körper, nämlich der Tafel 2 vereinigt werden soll. Die thermoplastischen Tafeln mit gedehntem Korn werden unter rechtem '.Zinke 1 so angebracht, da3 die freiliegende Kantenfläche der Tafel 2 an einer Seitenfläche der zweiten Tafel 3a anliegt. Um das Verfahren nach Fig. 2 durchzuführen, wird zunächst eine Cjueröffnung 51 in dem Tafelelement 3a mit geeigneten Mitteln, z.B. durch Stanzen oder oohren erzeugt. Auf diese Vifeise wird eine "ohrung erhalten, die im wesentlichen senkrecht zu den parallelen öeitenflachen der Tafel 3a verläuft. Die bohrung 51 ist vorzugsweise von einem Durchmesser, der wenigstens um etwa 5 -
10 >ü kleiner als der Durchmesser des Befestigungselementes
11 ist, welches zur Verbindung der beiden Teile verwendet wird. Das Befestigungselement 1' ist ähnlich dem zuvor beschriebenen Befestigungselement 1, das bei der Anordnung nach Fig. ι verwendet ist, besitzt jedoch keinen Kopf la. Ein Kör-
109819/1570
8AD
r/04354 - ίο -
perabschnitt la' des Befestigungselementes kann mit Hilfe von Klemmbacken eines Sehnellspannfutters erfaßt werden, um die erforderliche Drehbewegung dem Befestigungselement zu erteilen.
In Fig. 2 ist ein Befestigungselement 1' vor dem Eintritt in die Eohrung 5' des Gliedes oa gezeigt, wenn die Tafel 2 und die Tafel 3a in set krechter relativer Lage und in gegenseitiger Anlage gehalten werden, wird das Befestigungselement 1' schnell rotiert in der Weise, wie dies zuvor beschrieben ist. In ähnlicher V/eise wird auch Druck aufgewendet, um das Befestigungselement und die Tafel 2 relativ aufeinanderzubewegen.
Die Drehbewegung dos Befestigungselementes 1' in Bezug auf den kleineren Durchmesser der inneren Fläche der Bohrung 5' erzeugt eine 7/ärme, die ausreicht, um das thermoplastische Material des Befestigungselementes ebenso wie das thermoplastische Material, welches die Bohrung 5' umgibt, zum Schmelzen zu bringen und eine Schicht aus geschmolzenem thermoplastischen Material zu schaffen, welche das rotierende Befestigungselement umgibt unc« gestattet, daß das letztere fortschreitend in der zuvor schmaleren Bohrung vorgeschoben werden kann. Unter fortwährender Drehbewegung des ßefestigungselementes dringt dessen vordere Spitze Ib1 fortschreitend in der zuvor beschriebenen './eise in den gedehnten Kernabschnitt 2b der Tafel 2. Es wird bemerkt, daß in diesem Zusammenhang gemäß dem Verfahren nach Fig. 2 der Schaft-
109819/1570
BAÖ ORIGINAL
abschnitt, der in das Glied oder in die Tafel 2 eindringt, einen Durchmesser haben kann, der kleiner ist als der Abstand zwischen den nichtgedehnten Außenwandabschnitten oder Schichten 2a der Tafel 2, so daß eine direkte Verschweißung des uefestigungselementes an diesen ,'/andabschnitten nicht auftritt.
r/ährend das Verfahren nur in Bezug auf das einzelne Befestigungselement 1' beschrieben worden ist, ist selbstverständlich klar, daß, wie Fig. 3 zeigt, eine I.iehrzahl von im Abstand aiipreo^dneten Refestigungselementen in der gleichen '..eise durch 7/iederholung des beschriebenen Verfahrens angebracht werden können, /ie Fig. 3 zeigt, werden die vorspringenden iiefestigungskopfabschnitte la1 so abgeschliffen, daß sie in Fluchtung mit eier Fläche G der Tafel 3a liegen. Ja die Ι3βΓ'?=Ίΐ-gungselemente 1' vorzugsweise aus dem gleichen Liaterial wie das Liaterial der überfläche 6 bestehen, ist es möglich, die gleiche ßehandlung und Fertigstellung der Befestigungskopf-
anzuwenden.
abschnitte auch auf die übrigen Abschnitte der Oberfläche 6
Das oben beschriebene Verfahren gestattet es auch, wie zu bemerken ist, das Befestigungselement aus dem gleichen Material wie das Grundelement oder den thermoplastischen Körper zu verwenden, so daß eine Verbindung erhalten wird, die einen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der grundsätzlich derjenige des Tafelmaterials ist, und bei der eine Gesamtoberfläche erhalten wird, welche die gleichen eigenschaften in Bezug auf
109819/1570
XbJ
Farben oder andere Endüberzugsmaterialien aufweist, wie das Grundelement.
Das Verfahren kann auch dazu verwendet werden, um nichtebene Körper mit einem Verbindungselement zu versehen. Dabei brauchen die Befestigungselemente 1 oder 1' nicht notwendigerweise senkrecht in die freiliegende Fläche des thermoplastischen Körpers eingetrieben werden. So zeigt Fig. 4 ein Befestigungselement 1, das in axialer dichtung in einen Körper eingetrieben wird, der aus einer gekrümmten Tafel 21 besteht. Das Befestigungselement wird wiederum durch eine freiliegende Kantenfläche 4 eingetrieben. Das Befestigungselement kann zu diesem Zweck in der gleichen V/eise durch Rotieren eingeschweißt werden, wie dies zuvor beschrieben ist. Es sollte in Bezug auf Fig. 4 auch bemerkt werden, daß das Befestigungselement nach der Anbringung von dem Körper vorspringen kann, um einen Kopfabschnitt la1 darzubieten, an welchem ein anderer Artikel später angebracht werden kann. So kann beispielsweise ein flexibles plastisches Blatt mit einer Öffnung entsprechend dem Kopf la1 zu jeder Zeit über den Kopfteil la1 des Befestigungselementes 1 übergefädelt werden, wenn sich das Befestigungselement bereits in der eingeschweißten Stellung nach Fig. 4 befindet. In den täLlen, in denen eine gekrümmte Tafel 2' verwendet wird, kann das Befestigungselement einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Abstand zwischen den Seitenwänden 2a ist. Dennoch kann in diesem Falle, da die Tafel gekrümmt ist, das Befestigungselement direkt mit den Innenflächen der Seitenwände verschweißt werden, wie dies Fig. 4 veranschaulicht. 1 09 8 1 9/ 1 57 0
Der Druck, rait dem die Tafelmaterialabschnitte und die ßefestigungsabschnitte gegeneinandergedrückt werden müssen, muß nicht sehr groß sein und kann leicht von einem üurchschnittsbenutzer aufgebracht werden, vile Fig. 5 andeutet, kann das Verfahren nach der Erfindung unter Verwendung einer üblichen laotorgetriebenen Handbohrmaschine ausgeführt werden, wobei mit dieser Maschine der notwendige Druck erzeugt wird. Die beim Verfahren erzeugte Wärme ist im wesentlichen konzentriert an der Grenzfläche zwischen den beiden Komponeneten und wird M normalerweise rasch verteilt, so daß die Bedienungsperson bequem die Hände relativ nahe an dem rotierenden Befestigungselement halten kann, um das Befestigungselement sicher zu führen.
V/ie oben bereits erwähnt wurde, können die Befestigungselemente aus steiffen, nicht thermoplastischem Material oder aus thermoplastischem Iviaterial bestehen, das entweder identisch oder zumindest verträglich mit dem thermoplastischen Material des Körpers ist. Auf diese Weise kann eine Schweißverbindung mit dem Körpor hergestellt werden, wenn dieser aus dem geschmolzenen Zustand abgekühlt wird. Beispiele für Harze, welche verträglich sind und welche miteinander beim R.ibschweißen eine entsprechende Schmelzverbindung eingehen, sind in der nachfolgenden Verträglichkeitstafei angegeben. Ein "X" am Schnittpunkt der horizontalen Iteihe und der senkrechten Kolonne deutet an, daß die in Betracht stehenden Kunstharze eine bei Reibungsschweißen zufriedenstellende Verbindung eingehen. Ein "0" deutet an, daß die Betracht stehenden Harze
109819/1570
8AD ORiGINAt
keine ausreichende Bindung miteinander eingehen. Die in der Tafel verwendeten Abkürzungen sind die folgenden:
ABS Acrylonitril-Butadien-Styrol PTFE ßlytetrafluoräthylen
ACT Acetalharze, wie diejenigen, die durch polymerisieren von Formaldehyden gewonnen werden.
PVC Polyvinylchlorid
ACR Acrylharze im allgemeinen, z.B. wie Polymethylmethacrylatester und Polymere oder Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure bzw. der Ester dieser Säuren und Acrylnitril.
PE Polyäthylen
PP Polypropylen
PC Polycarbonatharze, dz.B. solche, die durch lieagieren von Bisphenol A und Phosgen gewonnen werden.
Verträglichkeitstafel
ABS TFE ACT NYLON PVC ACH PE PP PC
ABS
TFE		 X
0		 O
X		 Ji.
O		 A
O		 X
O		 O O
O		 O
O		 O
X
ACT X O X O Λ. ν
JV 		O O O
Nylon
PVC		 X
X 		O
O		 O
X		 X
X		 -Λ.
X 		O
X		 O
O		 0
O		 A.
X
ACii X O X O X X 0 O X
PE 0 O O O O O Λ X O
PP 0 O O 0 O O X X O
PC ·. r O O X X X O O X
1 0981 9/ 1 570
,£AD ORIGINAL
Die Befestxgungseleraente nach der Erfindung können in jed-jr gewünschten Größe und bei thermoplastischen "Tafeln oder Körpern jeder beliebigen Dicke verwendet .verden. ä.B. wurden gute Äärgebuisse erhalten mit Befestigungselementen, die eine Länge von etwa 25 mm und einen Durchmesser von etwa 6 mm aufwiesen, während die Dicke des Kernes 2b dos Tafelmaterials etwa die Größe von 6 ;am aufwies. Während aus .jründen der Einfachheit die ifirfindung in Dezug auf ein langgestrecKtcs Befestigungselement beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich auch möglich, ein Befestigungselement von z.3. zylindrischer Form und mit einem Durchmesser zu verwenden, welcher die Län·,·^ des Befestigungselementes merklich überschreitet. Es ist lediglich notwendig, daß das Befestigungselement eine Form aufweist, bei der eine Symmetrieachse vorhanden ist, um die das .befestigungselement rotiert werden kann, un;l daß eine Bemessung entlang dieser Symmetrieachse vorgesehen ist, um ein ausreichendes axiales Eindringen des Befestigungselementes in den thermoplastischen Körper zu gestatten, äs wird weiterhin darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig ist, daß das Befestigungselement einen .schrägzulaufenden Schaft aufweist. Es ist vielmehr auch leicht möglich, ein Befestigungselement mit einem quadratisch zugeschnittenen Ende in einen thermoplastischen Körper einzutreiben.
Ansprüche
109819/ 1570
OfHGlNAL

Claims (9)

  1. Ansprüche
    '\ Iy Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Körper, dadurch gekennzeichnet , daß das Befestigungselement unter Druck wenigstens teilweise in das Material des thermoplastischen Körpers eingepreßt und unter Verwendung von xveibungs wärme im eingepreßten Zustand mit dem thermoplastischen Material durch Schmelzschweißen verbunden wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Befestigungselement mit einem Ende so gegenüber dem thermoplastischen Körper ausgerichtet wird, daß eine Symmetrieachse des Befestigungselementes in den Körper weist, daß dann das Befestigungselement um die Symmetrieachse relativ zum Körper rotiert und in Dichtung dieser Achse angedrückt wird und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit und unter einem Druck, die zuri .-Irzeugen einer das thermoplastische Material zum Schmelzen brin enden reibungswärme ausreicht, daß das rotierende Befestigungselement in das schmelzende Körperruaterial wenigstens teilweise eingepreßt wird, worauf man den Körper wieder abkühlen läßt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Befestigungselement aus einem solchen thermoplastischen Material verwendet wir<;, aas identisch oder verträglich mit dem Körperinaterial ist und bei der
    109819/1570 BAO ORIGINAL
    ^eibungstemperatur ebenfalls schmilzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der tafelförmige Körper einen Kern aus einem expandierten thermoplastischen !Material aufweist, der zwischen zwei im wesentlichen parallelen Schichten oder V/andlagen, die vorzugsweise ebenfalls aus thermoplastischem Material bestehen, eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein in xüchtung seiner Symmetrieachse langgestrecktes Befestigungselement direkt in seiner Längsrichtung in die freiliegende Kante des expandierten Kernes eingetrieben wird.
  5. 5. Verfahren nach .Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Befestigungselement wenigstens bereichsweise auch mit den /andlagen verschweißt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ze ichnet , daß das Befestigungselement mit einem Abschnitt in den Kern etwa parallel zu den viandlagen eingetrieben wirJ, der wenigstens bereichsweise einen der Dicke des Kernes etwa entsprechenden Durchmesser aufweist.
  7. 7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche boi dem mit dem Befestigungselement ein anderer Gegenstand oder Teil an dem thermoplastischen Körper befestigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand oder Teil zuvor ta it einer das Befestigungselement aufnehmenden Durchbrechung versehen wird.
    109819/157 0
    BAD ORIGINAL
    — Io —
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Befestigungselement bis zur Anlage eines an diesem vorgesehenen Halteabschnitt an dem Gegenstand oder Teil in den Körper eingetrieben wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Gegenstand oder Teil wenigstens teilweise aus thermoplastischem Material besteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchbrechungen in dem Gegenstand oder Teil mit einem Durchmesser hergestellt werden, der etwas kleiner als der Durchmesser des Schaftes des Befestigungselementes ist.
    109819/1570
    ßAD ORIGINAL
DE19671704354 1966-10-19 1967-10-10 Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Koerper Pending DE1704354A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US58784866A 1966-10-19 1966-10-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1704354A1 true DE1704354A1 (de) 1971-05-06

Family

ID=24351441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671704354 Pending DE1704354A1 (de) 1966-10-19 1967-10-10 Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Koerper

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3481803A (de)
DE (1) DE1704354A1 (de)
FR (1) FR1541380A (de)
GB (1) GB1149467A (de)
NL (1) NL6713904A (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE310546B (de) * 1968-08-15 1969-05-05 Hyresgaesternas Sparkasse Och
US4206895A (en) * 1978-03-30 1980-06-10 Olez Nejat A Loop-tension joint
GB2061183A (en) * 1979-10-19 1981-05-13 Tucker Fasteners Ltd Friction welding
US4696711A (en) * 1983-09-30 1987-09-29 Mcdonnell Douglas Corporation Method for forming holes in composites
DE3702399A1 (de) * 1987-01-28 1988-08-11 Kali Chemie Ag Neue gemische mit difluortetrachloraethan
US4866839A (en) * 1987-10-23 1989-09-19 The Boeing Company Method for forming a high-conductivity junction between composite structures and metal fittings
US4920449A (en) * 1988-01-19 1990-04-24 The Boeing Company Conductive bonding of composite structures
US5354160A (en) * 1990-02-05 1994-10-11 Textron Inc. Composite fastener
US5298098A (en) * 1991-03-22 1994-03-29 Hoedl Herbert K Industrial pallets and methods of manufacture of panel structures
CA2069668A1 (en) * 1991-06-12 1992-12-13 Raymond T. Friel End capped fibrous filters
US5735672A (en) * 1996-09-16 1998-04-07 Delaware Capital Formation, Inc. Centrifugal compressor impeller
WO1998042988A1 (de) * 1997-03-21 1998-10-01 Creaholic S.A. Verfahren zur verankerung von verbindungselementen in einem material mit poren oder hohlräumen sowie verbindungselemente für die verankerung
US6227433B1 (en) * 2000-04-04 2001-05-08 The Boeing Company Friction welded fastener process
ES2271212T3 (es) * 2001-03-02 2007-04-16 Woodwelding Ag Impantes y dispositivo para unir partes de tejido.
US6955540B2 (en) * 2002-08-23 2005-10-18 Woodwelding Ag Preparation for being fastened on a natural tooth part or tooth and corresponding fastening method
US7008226B2 (en) * 2002-08-23 2006-03-07 Woodwelding Ag Implant, in particular a dental implant
DE102005056606A1 (de) 2005-11-28 2007-07-19 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Verfahren zum Verbinden eines metallischen Bolzens mit einem Kunststoff-Werkstück
DE102013202583B3 (de) 2013-02-18 2014-07-03 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Reibschweißelement, Gehäuse und Verbindungsverfahren für das Reibschweißelement mit einem Gehäuse

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2169315A (en) * 1935-07-26 1939-08-15 Union Carbide & Carbon Corp Spinning thermoplastic materials
US2942748A (en) * 1954-10-18 1960-06-28 Anderson John Wiley Method of fastening two part plastic fastener by fusion from frictional heat of rotation
US2989107A (en) * 1959-01-08 1961-06-20 Little Inc A Locking composition
US3184353A (en) * 1961-11-13 1965-05-18 Cavitron Ultrasonics Inc Fastening together of members by high frequency vibrations
US3351512A (en) * 1962-10-23 1967-11-07 Fischer Ag Georg Device for interconnecting two pipes of thermoplastic material

Also Published As

Publication number Publication date
US3481803A (en) 1969-12-02
FR1541380A (fr) 1968-10-04
NL6713904A (de) 1968-04-22
GB1149467A (en) 1969-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1704354A1 (de) Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem thermoplastischen Koerper
DE4141616B4 (de) Verfahren zum Befestigen eines Halteteils an einem Bauteil durch Reibschweißen
DE2603710C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Patronenhülsen
EP0288756B1 (de) Eckverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile
DE10012782A1 (de) Verbindungsanordnung zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Bauteil
DE1704352A1 (de) Verfahren zum Verschweissen zweier Abschnitte aus thermoplastischem Material
CH652966A5 (de) Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters und nach diesem hergestellter tubenfoermiger behaelter.
EP0086359A2 (de) Vorrichtung zum Einbetten eines elektrischen Heizdrahtes in einen muffenartigen Kunststoffteil
DE1951223A1 (de) Einsatzstueck
DE102005056606A1 (de) Verfahren zum Verbinden eines metallischen Bolzens mit einem Kunststoff-Werkstück
DE1297322B (de) Vorrichtung zum Verbinden von rohrfoermigen, thermoplastischen oder mit derartigem Werkstoff beschichteten Kunststoffteilen durch Reibungsschweissen
DE2819862A1 (de) Spreizduebel zur hintergreifenden befestigung
DE60316429T2 (de) Druckgefäss aus kunststoff für ein fluid und verfahren zur herstellung solch eines gefässes
DE102015213633B3 (de) Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen mittels Reibpunktschweißen und einem als Fügeelement ausgebildeten Reibelement sowie Fügevorrichtung
EP0226094B1 (de) Verfahren zum Verbinden von Hohlprofilkörpern mit Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff
DE1627530A1 (de) Schweisszusatzmittel
DE2348607C2 (de) Thermoschweißverfahren zum stirnseitigen Verbinden zweier Kunststoffwände
DE102010046318A1 (de) Fügeelement zum Fügen von wenigstens zwei aneinander liegenden Fügeteilen
DE19531016C2 (de) Verbindungselement, nach Art eines Niets
DE68904456T2 (de) Verbinden von thermoplastisch beschichteten stahlrohrabschnitten.
DE2840833A1 (de) Getuftete buerste
EP3653890B1 (de) Dübel zur anordnung in leichtbauplatten, verfahren zum fixieren wenigstens eines dübels und anordnung mit einem dübel und einer leichtbauplatte
DE102019113820A1 (de) Vorrichtung, Antriebsmittel und Verfahren zur Ausbildung eines Befestigungspunktes an einem Bauteil
DE2457136A1 (de) Selbstbohrende ziehblindniete
DE3738813A1 (de) Verfahren zur herstellung von mit einer armierung versehenen rohren