DE19538803A1 - Verfahren zur Verbindung röhrenförmiger Elemente - Google Patents
Verfahren zur Verbindung röhrenförmiger ElementeInfo
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Verbindung röhrenförmiger Elemente, deren Achsen sich an
einem Punkt schneiden.
Im besonderen bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Ver
bindung an den Knotenpunkten der röhrenförmigen Elemente,
die dazu geeignet sind, ein Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs
zu bilden.
Ein erstes Ziel, das sich die Erfindung setzt, besteht
darin, eine Verbindung zwischen den röhrenförmigen Elementen
zu erzielen, die auch bei komplexen Strukturen leicht auszu
führen ist.
Ein zweiter Zweck der Erfindung besteht darin, die Verbin
dung zwischen röhrenförmigen Elementen zu ermöglichen, die
aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, wie
beispielsweise Aluminium, Kunststoff, eisenhaltiges
Material, wobei unter Kunststoff ein beliebiges Material zu
verstehen ist, das mit einer Grundmasse aus Kunststoffharz
zusammengesetzt ist.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Verfahren vorzuschlagen, das - im Vergleich zu der
Dichtigkeit, die mit den bisher bekannten Systemen erzielt
wurde, - eine verbesserte Dichtigkeit der Verbindung
zwischen den verschiedenen röhrenförmigen Elementen er
möglicht, insbesondere bei den leichten Aufbauten, die mit
Profil- oder Kastenelementen aus verschiedenen Materialien
hergestellt werden.
Diese und andere Zwecke, die sich aus der folgenden Be
schreibung ergeben werden, werden durch ein Verfahren zur
Verbindung röhrenförmiger Elemente nach den Merkmalen der
vorliegenden Erfindung erzielt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nun unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen:
Abb. 1 eine Ansicht eines Knotenpunkts aus röhren
förmigen Elementen ist, der nach dem vorliegenden Verfahren
zusammengebaut ist;
Abb. 2 eine Explosionszeichnung der Bestandteile des
Knotenpunktes ist, der in Abb. 1 dargestellt ist.
Bei den Abbildungen wird mit 1 ein Knotenpunkt röhren
förmiger Elemente bezeichnet, insbesondere ein struktureller
Knotenpunkt eines aus Rohren zusammengesetzten Rahmens eines
Kraftfahrzeuges. Dieser Knotenpunkt 1 besteht in dem darge
stellten Fall aus einem röhrenförmigen Element 3, mit recht
eckigem Querschnitt, das mit einem seiner senkrechten Enden
an einem zweiten röhrenförmigen Körper 4 angeordnet ist, der
ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt hat. Es versteht
sich jedoch von selbst, daß der Querschnitt der röhren
förmigen Elemente unter allen Möglichkeiten gewählt werden
kann, die die derzeitige Technik bietet. Das Element 3 kann
aus Aluminium bestehen, während das Element 4 aus einem
beliebigen Material bestehen kann, das mit einer Grundmasse
aus Kunststoffharz zusammengesetzt ist, beispielsweise aus
SMC (sheet molding compound) mit folgenden Merkmalen:
Polyesterharz:
Owens Corning fiberglass 600: 100 Teile
Katalysator:
tertiäres Butyl-Perbenzoat: 1 Teil
Trennmittel:
Zinkstearat: 4 Teile
Polyäthylenpulver (Mikrothene): 6 Teile
Füllstoff:
Kalziumkarbonat: 150 Teile
Pigment in Pastenform: 8 Teile
Verdickungsmittel: Magnesiumoxyd: 1 Teil
Owens Corning fiberglass 600: 100 Teile
Katalysator:
tertiäres Butyl-Perbenzoat: 1 Teil
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Zinkstearat: 4 Teile
Polyäthylenpulver (Mikrothene): 6 Teile
Füllstoff:
Kalziumkarbonat: 150 Teile
Pigment in Pastenform: 8 Teile
Verdickungsmittel: Magnesiumoxyd: 1 Teil
Der Kunststoff kann erforderlichenfalls außerdem durch
Glasfaser verstärkt werden.
Zwei Halbschalen 8 und 9, die ebenfalls aus Kunststoff von
der gleichen Art wie das röhrenförmige Element 3 bestehen,
mit einem inneren Profil, das - wenn sie miteinander ver
bunden sind - mit der äußeren Form übereinstimmt, die von
den beiden röhrenförmigen Elementen 3 und 4 im Bereich ihrer
Verbindung gebildet wird. Natürlich kann sich das Profil der
Halbschalen von Fall zu Fall ändern, je nach der Anzahl, der
Form und der Position der röhrenförmigen Elemente, die
miteinander verbunden werden sollen.
Im Hinblick auf den Zweck, eines der Ziele der vorliegenden
Erfindung zu erreichen, wird es jedoch von Nutzen sein, das
Material, aus dem die Halbschalen bestehen, immer unter den
Materialien zu wählen, aus denen die zu verbindenden röhren
förmigen Elemente bestehen, wobei den Kunststoffen der
Vorzug zu geben ist. So werden beispielsweise, wenn man drei
röhrenförmige Elemente aus verschiedenen Materialien wie
Eisen, Aluminium und Kunststoff hat, die Halbschalen 8 und 9
vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
Die Innenwände der Halbschalen werden anschließend, ebenso
wie die ihnen gegenüberliegenden Wände der röhrenförmigen
Elemente, gegen die sie sich stützen werden, mit einem
Polurethan- oder Epoxyd-Zweikomponentenstrukturkleber von
einer Art bestrichen, die für die zusammenzufügenden
Materialien geeignet ist.
Der Kleber kann beispielsweise wie folgt zusammengesetzt
sein:
Harz A
(komplexe Mischung, Gewichts-%)
- Glykole: 50%
- Kalziumkarbonat: 40%
- amorphes Siliziumdioxyd: 0,2%
- aliphatische Amine: 0,8%
- Zeolith (Silikate): 7%
- Titanoxyd: 2%
(komplexe Mischung, Gewichts-%)
- Glykole: 50%
- Kalziumkarbonat: 40%
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- Zeolith (Silikate): 7%
- Titanoxyd: 2%
Harz B
(komplexe Mischung, Gewichts-%)
- aromatische MDI-Isozyanate: 30%
- Aluminiumsilikat: 15%
- Kalziumkarbonat: 50%
- Phthalatweichmacher: 5%
(komplexe Mischung, Gewichts-%)
- aromatische MDI-Isozyanate: 30%
- Aluminiumsilikat: 15%
- Kalziumkarbonat: 50%
- Phthalatweichmacher: 5%
Nach der Herstellung der Halbschalen 8 und 9 ist in dem
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß
Bundringe 20 in einer Anzahl, die der Anzahl der Enden
entspricht, die die Halbschalen in zusammengefügtem Zustand
aufweisen, - und zwar in diesem Falle drei - auf die zu
verbindenden röhrenförmigen Elemente aufgebracht werden.
Diese Bundringe 20 werden aus thermoplastischem und thermo
schrumpfendem Harz gefertigt, das beispielsweise aus
Vinyliden-Polyfluorid mit den folgenden technischen Merk
malen bestehen könnte:
Schmelzpunkt 168°C
- Prozeßtemperatur (Einspritzung): 200/220°C
- Dauerbetriebstemperatur: 150°C
- Brüchigkeitstemperatur: -60°C
- Dichte: 1,76/1,78 g/cm³
- Zugfestigkeit: 40/60 N/mm²
- Bruchdehnung: 25/400%
- Spannungsmodul: 1000/300 N/mm²
- Biegegrenze: 55 N/mm²
- Charpy-Schlagfestigkeit (ohne Kerbe) bei 20°C: 22 KJ/mm²
- Izod-Schlagfestigkeit (ohne Kerbe)
bei 20°C: 200 J/m
bei -10°C: 100 J/m
- Brennbarkeit selbstlöschend
- Bearbeitungsschwindmaß: 3%
- E-Modul (Zug): 800/900 N/mm²
- Shore-D-Härte: 80
- Prozeßtemperatur (Einspritzung): 200/220°C
- Dauerbetriebstemperatur: 150°C
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- Zugfestigkeit: 40/60 N/mm²
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- Spannungsmodul: 1000/300 N/mm²
- Biegegrenze: 55 N/mm²
- Charpy-Schlagfestigkeit (ohne Kerbe) bei 20°C: 22 KJ/mm²
- Izod-Schlagfestigkeit (ohne Kerbe)
bei 20°C: 200 J/m
bei -10°C: 100 J/m
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- Bearbeitungsschwindmaß: 3%
- E-Modul (Zug): 800/900 N/mm²
- Shore-D-Härte: 80
Die Bundringe weisen eine Stärke zwischen 0,5 und 1,5 mm
auf, vorzugsweise von 1 mm.
Weitere Materialien, die für die Herstellung der Bundringe
20 gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind bei
spielsweise Fluorcarbonharze, ein Polyolefinharz mit Netz
struktur oder aber thermoplastische Polyestersorten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht ferner vor, daß die
Bundringe 20 so verschoben werden, daß sie auf den Enden der
Halbschalen 8 und 9 aufgebracht werden, die in der Zwischen
zeit gegenüber den röhrenförmigen Elementen 3 und 4 in eine
Position gebracht worden sind, bei der die beiden Kleber
schichten aneinander haften.
Die Breite der Öffnung der Bundringe 20 wird so gehalten
werden, daß eine leichte Blockierwirkung eintritt, sobald
diese auf die entsprechenden Enden der Halbschalen aufge
bracht worden sind, die sich bereits in der endgültigen
Position befinden.
Nun wird man den auf diese Weise erhaltenen Knotenpunkt
einer thermischen Belastung aussetzen, die zwei ganz be
stimmten Zwecken dient.
Der erste Zweck ist derjenige, die Schrumpfung der Bundringe
20 zu bewirken, die dadurch anschließend die Enden der
Halbschalen fest umschließen, wodurch diese einerseits einen
festen Halt an den röhrenförmigen Elementen bekommen und
andererseits die vom Kleber hervorgerufene Wirkung kräftig
unterstützt wird, so daß innerhalb kurzer Zeit die an
schließende Verwendung des auf diese Weise entstandenen
Gebildes möglich wird, ohne die Gefahr, daß sich die ver
klebten Teile lösen.
Die thermische Belastung begünstigt außerdem auch den Beginn
der Polymerisation des Klebers.
Die obengenannten Bundringe werden, bei einer thermischen
Belastung von 120-180°C, die nach der Erfindung für eine
Zeit zwischen 5 und 30 Minuten erfolgt, vorzugsweise ein
Schrumpfmaß zwischen 20 und 50% aufweisen.
Die Halbschalen 8 und 9 können mit Führungsstiften 25 ver
sehen werden, die zur Einführung in einen Sitz 26 geeignet
sind, der in den röhrenförmigen Elementen geschaffen wird,
um ihre einwandfreie Positionierung zu begünstigen.
Claims (13)
1. Verfahren zur Verbindung röhrenförmiger Elemente (3, 4)
im Bereich des Schnittpunkts ihrer Achsen, und im be
sonderen von röhrenförmigen Elementen aus gleichen oder
unterschiedlichen Materialien, die normalerweise aus
Kunststoffen, eisenhaltigen Materialien oder Aluminium
gefertigt werden, zur Herstellung struktureller Knoten
punkte (1) von Fahrgestellen, dadurch gekennzeichnet,
daß es die folgenden Vorgänge umfaßt:
- a) die Fertigung eines Paares von Halbschalen (8, 9) aus einem Stück oder aus mehreren Teilen, aus einem Material, das zumindest einem der Materialien ent spricht, aus dem die zu verbindenden Elemente bestehen, und deren inneres Profil, wenn sie miteinander ver bunden sind, dem äußerem Profil des Knotenpunktes (1) entspricht, den man zusammenbauen will,
- b) Aufbringung einer Schicht von Kleber, der für die zusammenzufügenden Materialien geeignet ist, auf der Innenfläche dieser Halbschalen (8, 9) und auf den ent sprechenden Teilen der zu verbindenden röhrenförmigen Elemente (3, 4),
- c) Herstellung von Bundringen aus thermoplastischem und thermoschrumpfbarem Harz, deren innerer Umfang etwas größer ist als der äußere Umfang der genannten Halb schalen in zusammengefügtem Zustand,
- d) Aufbringung einer Anzahl von Bundringen, die der Anzahl der Enden der genannten Halbschalen entspricht, auf die betreffenden röhrenförmigen Elemente (3, 4),
- e) Positionierung der Halbschalen (8, 9) auf den röhren förmigen Elementen (3, 4) und Aufbringung der Bundringe auf ihren Enden,
- f) Durchführung einer thermischen Behandlung bei dem auf diese Weise erhaltenen Knotenpunkt (1), um die Schrumpfung der Bundringe (20) auf den Halbschalen (8, 9) und den Beginn der Polymerisation des Klebers herbeizuführen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die verwendeten Kunststoffe von der Art mit einer
Grundmasse aus Kunststoffharz sind.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kunststoffe mit Glasfasern verstärkt sein können.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem Kleber um einen Polyurethan-Zwei
komponentenstrukturkleber handelt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem Kleber um einen Epoxyd-Zweikomponenten
strukturkleber handelt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbschalen (8, 9) vorzugsweise aus Kunststoff her
gestellt sind.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das thermoplastische Harz, aus dem die Bundringe
(20) gefertigt sind, aus Vinyliden-Polyfluorid besteht.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem thermoplastischen Harz, aus dem die
Bundringe (20) bestehen, um ein Fluorcarbonharz han
delt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem thermoplastischen Harz, aus dem die
Bundringe (20) bestehen, um ein Polyolefinharz mit
Netzstruktur handelt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem thermoplastischen Harz, aus dem die
Bundringe (20) bestehen, um ein thermoplastisches Poly
mer handelt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bundringe (20) eine Stärke zwischen 0,5 und 1,5 mm
aufweisen, vorzugsweise von 1 mm.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bundringe (20) ein Schrumpfmaß zwischen 20 und 50%
aufweisen.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmebehandlung eine Dauer zwischen 5 und 30
Minuten hat, bei einer Temperatur zwischen 120° und
180°C.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT94TO000844A IT1268634B1 (it) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | Procedimento di assemblaggio di elementi tubolari. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538803A1 true DE19538803A1 (de) | 1996-04-25 |
Family
ID=11412846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19538803A Withdrawn DE19538803A1 (de) | 1994-10-21 | 1995-10-18 | Verfahren zur Verbindung röhrenförmiger Elemente |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19538803A1 (de) |
FR (1) | FR2726055B1 (de) |
IT (1) | IT1268634B1 (de) |
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