DE19705172C1 - Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity - Google Patents

Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity

Info

Publication number
DE19705172C1
DE19705172C1 DE19705172A DE19705172A DE19705172C1 DE 19705172 C1 DE19705172 C1 DE 19705172C1 DE 19705172 A DE19705172 A DE 19705172A DE 19705172 A DE19705172 A DE 19705172A DE 19705172 C1 DE19705172 C1 DE 19705172C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
press
mandrel
plastic
cylinder
metal part
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19705172A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Georg Schulz
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE19705172A priority Critical patent/DE19705172C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19705172C1 publication Critical patent/DE19705172C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B29C65/44—Joining a heated non plastics element to a plastics element
    • B29C65/46—Joining a heated non plastics element to a plastics element heated by induction
    • 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
    • B29C66/47—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces
    • B29C66/474—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces said single elements being substantially non-flat
    • 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
    • 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
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8122—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the composition of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • 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
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81262—Electrical and dielectric properties, e.g. electrical conductivity
    • 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
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
    • 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
    • B29C66/847—Drilling standard machine type
    • 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
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81261—Thermal properties, e.g. thermal conductivity, thermal expansion coefficient
    • 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
    • B29L2001/00—Articles provided with screw threads
    • B29L2001/002—Bolts
    • 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
    • B29L2001/00—Articles provided with screw threads
    • B29L2001/005—Nuts

Abstract

Here is a new press for insertion of metal components into plastic. It includes an electromagnetic heater (34) which raises the temperature of the metal insert (12) to be pressed into the plastic section (14). The insert is heated on a holding section (28) of the press mandrel (22). Invention focuses on the section of the mandrel (38) exposed to the electromagnetic field. This is novel in being made entirely or in part, of an electrically non-conducting material. Preferably the section of the mandrel exposed to the electromagnetic field is ceramic. The electromagnetic unit (34) is located in a casing (30), through which the mandrel moves axially. The cylinder (18) performs the pressing action between retracted and advanced positions where the insert is heated and pressed-in respectively. An auxiliary cylinder (40) connected to the main cylinder, has a piston rod entering the main cylinder, to define a third position, in which the insert is loaded. Both cylinders are pneumatic.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einpressen von Metallteilen in Kunststoffteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for pressing metal parts into Plastic parts according to the preamble of claim 1.

Für die Herstellung zahlreicher Teile wird in zunehmendem Maße Kunststoff gegenüber Metall wegen einer ganzen Reihe von Vorteilen des Kunststoffs vorgezogen, zu denen insbesondere das geringere Gewicht, die relativ einfa­ che Verarbeitung, fehlende elektrische Leitfähigkeit etc. gehören. Sofern es sich dabei allerdings um Teile handelt, die in örtlich begrenzten Bereichen relativ hohe Belastungen aufnehmen sollen, sind zumindest die üblichen ther­ moplastischen Kunststoffe zu weich. Daher werden in diesen stärker belaste­ ten Bereichen Metallteile, etwa Buchsen, Bolzen, Gewindeeinsätze, Zapfen oder dergleichen, eingesetzt, insbesondere in erwärmtem Zustand einge­ preßt, so daß eine feste Verbindung zwischen dem eingepreßten Metallteil und dem Kunststoffteil entsteht.Plastic is increasingly used for the production of numerous parts compared to metal because of a number of advantages of plastic preferred, in particular the lower weight, the relatively simple processing, lack of electrical conductivity, etc. Unless it is however, these are parts that are in localized areas are supposed to absorb relatively high loads, at least the usual ther plastic materials too soft. Therefore, they are more heavily burdened Metal parts, such as bushings, bolts, threaded inserts, and pins or the like, used, especially in the heated state presses, so that a firm connection between the pressed-in metal part and the plastic part is created.

Seit einigen Jahren wird zum Erwärmen der Metallteile vielfach ein elektro­ magnetischer Wandler verwendet, d. h., das in den Kunststoff einzupressende Metallteil wird mit Hilfe von elektromagnetischer Energie berührungslos auf die Schmelztemperatur des Kunststoffs erwärmt. Der elektromagnetische Wandler ist an einem eine mittelfrequente Wechselspannung abgebenden Ge­ nerator angeschlossen, so daß die im Metallteil erzeugte Induktionswärme innerhalb von Sekunden die benötigte Schmelztemperatur des Kunststoffs er­ reicht. Unmittelbar nach Erreichen der Temperatur wird das Metallteil mit Hilfe eines Einpreßdorns in das Kunststoffteil eingepreßt. Der Einpreßdorn verbleibt dann so lange in dieser Einpreßposition, bis das Metallteil die ge­ speicherte Wärme an das Kunststoffteil und an den Einpreßdorn abgegeben hat und das Kunststoffteil wieder erstarrt ist. Besteht der Einpreßdorn aus Metall, wie es bisher üblich war, so wird er ebenfalls im elektromagnetischen Feld stark erwärmt, so daß er die Wärme des Metallteils nur in geringem Ma­ ße aufnehmen kann.For some years now an electric has been used to heat the metal parts magnetic transducer used, d. that is, what is to be pressed into the plastic Metal parts are touched on with the help of electromagnetic energy the melting temperature of the plastic warms up. The electromagnetic Converter is on a Ge emitting a medium-frequency AC voltage nerator connected so that the induction heat generated in the metal part the required melting temperature of the plastic within seconds enough. Immediately after the temperature has been reached, the metal part is also Pressed into the plastic part using a press mandrel. The press mandrel Then remains in this press-in position until the metal part stored heat is given off to the plastic part and to the press mandrel and the plastic part has solidified again. Is the press mandrel Metal, as was previously the case, is also used in electromagnetic Field warmed up strongly, so that the heat of the metal part only to a small extent can record.

Eine weiterentwickelte, ebenfalls bekannte Vorrichtung weist daher einen Einpreßdorn mit einer axialen Durchgangsbohrung auf, in der ein Haltedorn zum Halten des Metallteils längsverschiebbar angeordnet ist. Der Haltedorn und der Einpreßdorn sind jeweils mit einem eigenen Pneumatikzylinder ver­ sehen, so daß beide getrennt voneinander bewegt werden können. Der aus ei­ nem metallischen Material hergestellte Haltedorn wird zusammen mit dem Metallteil im elektromagnetischen Feld positioniert, während der Einpreß­ dorn außerhalb des elektromagnetischen Feldes des Wandlers in einer zu­ rückgezogenen Position verbleibt. Nach dem Erwärmen des Metallteils wird der Haltedorn zurückgezogen, so daß das Metallteil am Einpreßdorn anliegt. Zugleich wird der Einpreßdorn in die Einpreßposition vorgeschoben. Selbst bei besonders massearmer Gestaltung des Haltedorns wirkt sich dessen Er­ wärmung im elektromagnetischen Feld nachteilig für die Abkühlung des Me­ tallteils aus.A further developed, also known device therefore has one Press mandrel with an axial through hole in which a holding mandrel is arranged to be longitudinally displaceable to hold the metal part. The holding mandrel  and the press mandrel are each ver with its own pneumatic cylinder see so that both can be moved separately. The egg Holding mandrel made of a metallic material is combined with the Metal part positioned in the electromagnetic field during the press fit thorn outside of the electromagnetic field of the transducer in one too withdrawn position remains. After heating the metal part the mandrel is withdrawn so that the metal part rests on the press mandrel. At the same time, the press mandrel is pushed into the press-in position. Even with a particularly low-mass design of the holding mandrel, its effect heating in the electromagnetic field disadvantageous for the cooling of the Me tallest part.

Die Herstellung eines Einpreßdorns mit in diesem geführten Haltedorn und gesonderten Pneumatikantrieben für beide Dorne ist verhältnismäßig aufwen­ dig.The production of a press mandrel with holding mandrel and guided in it separate pneumatic drives for both mandrels is relatively expensive dig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einpressen von Metalltei­ len in Kunststoffteile zu schaffen, die bei einfachem Aufbau einen erheblich verkürzten Einpreßzyklus ermöglicht.The object of the invention is a device for pressing metal parts len in plastic parts, which with a simple structure a considerable shortened press cycle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a device with the Features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist wenigstens ein dem elektromagnetischen Feld des Wandlers ausgesetzter Abschnitt des Einpreßdorns vollständig oder teilweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt.According to the invention, at least one of the electromagnetic fields of the Transducer exposed portion of the mandrel fully or partially made of an electrically non-conductive material.

Auf diese Weise kann der Einpreßdorn während des Erwärmens des Metall­ teils mit Hilfe von elektromagnetischer Energie innerhalb des elektromagne­ tischen Feldes verbleiben, ohne sich nennenswert zu erwärmen.In this way, the press mandrel during the heating of the metal partly with the help of electromagnetic energy within the electromagnetic field table field without warming up appreciably.

Die Taktzeiten lassen sich daher gegenüber metallischen Einpreßdornen er­ heblich verkürzen, da die Wärme des Metallteils über den seinerseits nicht erwärmten Einpreßdorn abgeführt werden kann.The cycle times can therefore be compared to metallic press-in mandrels shorten considerably, since the heat of the metal part does not exceed that of its part heated press mandrel can be removed.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch den herkömmlichen Ausführungsfor­ men mit gesondertem Einpreßdorn und Haltedorn überlegen, da der Aufbau des Einpreßdorns vereinfacht ist und nur ein gemeinsamer Pneumatikantrieb benötigt wird.The solution according to the invention is also the conventional embodiment men with a separate press-in mandrel and holding mandrel, because of the structure  of the press mandrel is simplified and only a common pneumatic drive is needed.

Vorzugsweise besteht der vordere Abschnitt des Einpreßdorns aus einem Ke­ ramik-Material, das elektrisch nicht leitend ist und daher im elektromagneti­ schen Feld nicht erwärmt wird, andererseits jedoch eine verhältnismäßig gute Wärmeleitfähigkeit zur Aufnahme der Wärme des Metallteils besitzt.The front section of the press-in mandrel preferably consists of a ke Ceramic material that is not electrically conductive and therefore in electromagnetic field is not heated, but on the other hand, it is relatively has good thermal conductivity to absorb the heat of the metal part.

Der Einpreßdorn ist vorzugsweise zwischen einer vorgeschobenen Position, in der das Metallteil in das Kunststoffteil eingepreßt werden kann, und einer zurückgezogenen Position, in der das von dem Einpreßdorn gehaltene Me­ tallteil durch den elektromagnetischen Wandler erwärmt wird, verschiebbar. Diese Positionen sollen im folgenden als Einpreßposition und Erwärmposi­ tion bezeichnet werden. Da sich die Erwärmposition innerhalb eines den elektromagnetischen Wandler aufnehmenden Gehäuses befindet, enthält der Bewegungsablauf des Einpreßdorns eine dritte Position vor diesem Gehäuse, in der der Einpreßdorn zum Anbringen der Metallteile besser zugänglich ist und die Metallteile am Einpreßdorn befestigt werden können. Diese dritte Position, auch als Einlegeposition bezeichnet, kann mit Hilfe eines Zusatzzy­ linders angefahren werden.The press mandrel is preferably between an advanced position, in which the metal part can be pressed into the plastic part, and one retracted position, in which the Me tallteil is heated by the electromagnetic transducer, slidable. In the following, these positions are intended as press-in positions and heating positions tion. Since the heating position within one of the electromagnetic transducer housing, contains the Sequence of movements of the press mandrel a third position in front of this housing, in which the press mandrel for attaching the metal parts is more accessible and the metal parts can be attached to the press mandrel. This third Position, also known as insert position, can be adjusted with the help of an additional linders be approached.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Preferred exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ein­ pressen von Metallteilen in Kunststoffteile und zeigt einen Ein­ preßdorn der Vorrichtung in der Einlegeposition, in der das Metallteil aufgenommen wird; Fig. 1 is a schematic representation of a device for pressing metal parts into plastic parts and shows a press mandrel of the device in the insertion position in which the metal part is received;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und zeigt den Einpreßdorn in der Erwärmposition, in der das Metallteil vor dem Einpressen erwärmt wird; FIG. 2 is a schematic illustration of the device according to FIG. 1 and shows the pressing mandrel in the heating position in which the metal part is heated before being pressed in; FIG.

Fig. 3 entspricht der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 und zeigt den Einpreßdorn in der Einpreßposition, in der das Metallteil in das Kunststoffteil eingepreßt wird. Fig. 3 is as shown in Fig. 1 and 2 showing the fitting tool in the press-in position, in which the metal part is pressed into the plastic part.

Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe wie "oben" oder "unten" etc. beziehen sich auf die dargestellten Betriebsstellungen gemäß Fig. 1 bis 3.The terms used in the description such as "above" or "below" etc. refer to the operating positions shown in FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Einpressen von Metallteilen 12 in Kunststoffteile 14. Die Vorrichtung 10 umfaßt ein nur andeutungsweise dargestelltes Gestell 16, an dem ein sich in vertikaler Richtung erstrecken­ der Einpreßzylinder 18 befestigt ist. Der Einpreßzylinder wird vorzugsweise mit Druckluft betrieben. Am unteren, nach außen geführten Ende der Kolben­ stange 20 ist ein Einpreßdorn 22 lösbar befestigt. Der Einpreßdorn wird durch ein zylindrisches Rohr 24 oder eine zylindrische Stange gebildet, de­ ren oberes Ende beispielsweise mit einer am unteren Ende der Kolbenstange 20 befestigten Überwurfmutter 26 verbunden ist. Am unteren Ende springt ein eine Halteeinrichtung bildender Haltedorn 28 vor, mit dessen Hilfe das einzupressende Metallteil 12 am Einpreßdorn 22 befestigt wird. Der Halte­ dorn 28 ist so dimensioniert, daß das Metallteil 12, das bei der gezeigten Ausführungsform ein Gewindeeinsatz ist, klemmend gehalten wird. Wenn an­ dere Metallteile, wie etwa Buchsen, Bolzen, Zapfen oder dergleichen, in das Kunststoffteil eingepreßt werden sollen, ist die Halteeinrichtung entspre­ chend anderes ausgeführt. Figs. 1 to 3 show a device 10 for pressing in of metal parts 12 in plastic parts 14. The device 10 comprises a frame 16 , which is only indicated, to which a press-in cylinder 18 is attached, which extends in the vertical direction. The press-in cylinder is preferably operated with compressed air. At the lower, outwardly directed end of the piston rod 20 , a mandrel 22 is releasably attached. The press mandrel is formed by a cylindrical tube 24 or a cylindrical rod, de ren upper end is connected, for example, with a union nut 26 attached to the lower end of the piston rod 20 . At the lower end, a holding mandrel 28 forms a holding device, with the aid of which the metal part 12 to be pressed in is fastened to the pressing mandrel 22 . The holding mandrel 28 is dimensioned so that the metal part 12 , which is a threaded insert in the embodiment shown, is held in a clamping manner. If at other metal parts, such as bushings, bolts, pins or the like, are to be pressed into the plastic part, the holding device is designed accordingly.

Der untere Abschnitt des Einpreßdorns 22 wird in einer Gleithülse in einem Gehäuse 30 geführt, das vorzugsweise in nicht dargestellter Form ebenfalls am Gestell 16 befestigt ist. Das Gehäuse 30 nimmt im Bereich der unteren Öffnung 32 einen elektromagnetischen Wandler 34 auf, der mit einem nicht dargestellten Generator vorbunden ist, der eine mittelfrequente Wechsel­ spannung hoher Stromstärke abgibt. Mit Hilfe des vom elektromagnetischen Wandler 34 abgegebenen elektromagnetischen Feldes wird das Metallteil 12 durch die im Metallteil erzeugte Induktionswärme berührungslos auf die Schmelztemperatur des Kunststoffteils erwärmt, in das das Metallteil in noch zu beschreibender Weise eingepreßt werden soll.The lower section of the press-in mandrel 22 is guided in a sliding sleeve in a housing 30 , which is preferably also fastened to the frame 16 in a form not shown. The housing 30 receives in the region of the lower opening 32 an electromagnetic transducer 34 , which is connected to a generator, not shown, which emits a medium-frequency AC voltage of high current. With the help of the electromagnetic field emitted by the electromagnetic transducer 34 , the metal part 12 is heated without contact by the induction heat generated in the metal part to the melting temperature of the plastic part, into which the metal part is to be pressed in a manner to be described.

Das Gehäuse 30 ist in axialer Richtung des Einpreßdorns 22 derart angeord­ net, daß sich der Haltedorn 28 zur Aufnahme des Metallteils 12 in der obe­ ren Endposition des nicht dargestellten Kolbens des Einpreßzylinders 18 im Bereich der unteren Öffnung 32 befindet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die­ se obere Endposition bildet die Erwärmungsposition. The housing 30 is in the axial direction of the press mandrel 22 in such a way that the holding mandrel 28 for receiving the metal part 12 is in the upper end position of the piston, not shown, of the press cylinder 18 in the region of the lower opening 32 , as shown in FIG. 2 is shown. The upper end position forms the heating position.

Befindet sich der Kolben des Einpreßzylinders in der unteren, in Fig. 3 dar­ gestellten Endposition, dann wird das erwärmte Metallteil 12 in eine für das Metallteil vorgesehene Bohrung 36 des Kunststoffteils eingepreßt. Diese un­ tere Endposition stellt die bereits erwähnte Einpreßposition dar.The piston of the press-in cylinder is in the lower end position shown in FIG. 3, then the heated metal part 12 is pressed into a bore 36 of the plastic part provided for the metal part. This lower end position represents the press-in position already mentioned.

Zwischen diesen beiden Endpositionen befindet sich eine dritte, in Fig. 1 ge­ zeigte Position, in der das Metallteil 12 an dem Haltedorn 28 des Einpreß­ dorns 22 befestigt wird. Diese Position wird hier als Einlegeposition bezeich­ net. In dieser Position ist der Haltedorn besser zugänglich als innerhalb des Gehäuses 30.Between these two end positions there is a third position shown in FIG. 1, in which the metal part 12 is fastened to the holding mandrel 28 of the press-in mandrel 22 . This position is referred to here as the insertion position. In this position, the holding mandrel is more accessible than within the housing 30 .

Wie in der Zeichnung durch die Unterteilung des Einpreßdorns 22 zu erken­ nen ist und insbesondere in bezug auf Fig. 2 ersichtlich ist, liegt der untere Abschnitt 38 des Einpreßdorns 22 während des Erwärmens des Metallteils 12 im Einflußbereich des elektromagnetischen Feldes des Wandlers. Damit der untere Abschnitt 38 des Einpreßdorns 22 einschließlich des Haltedorns 28 nicht selbst durch die Induktionswärme erwärmt wird, ist der Abschnitt 38 aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt. Als elektrisch nicht leitendes Material kommen insbesondere Keramik-Materialien in Frage. Der übrige Abschnitt des Einpreßdorns 22 kann ebenfalls aus einem elek­ trisch nicht leitenden Material hergestellt sein. Eine Kombination aus elek­ trisch leitendem und nicht leitendem Material ist in diesem Zusammenhang möglich. Keramik besitzt eine verhältnismäßig gute Wärmeleitfähigkeit, so daß die Wärme des eingepreßten Metallteils 12 schnell an den Einpreßdorn 22 abgegeben wird und der beim Einpressen geschmolzene Kunststoff ent­ sprechend schnell erstarrt.As can be seen in the drawing by the subdivision of the pressing mandrel 22 and can be seen in particular with reference to FIG. 2, the lower section 38 of the pressing mandrel 22 lies during the heating of the metal part 12 in the area of influence of the electromagnetic field of the transducer. So that the lower section 38 of the press-in mandrel 22, including the holding mandrel 28, is not itself heated by the induction heat, the section 38 is made of an electrically non-conductive material. Ceramic materials are particularly suitable as electrically non-conductive material. The remaining portion of the mandrel 22 can also be made of an electrically non-conductive material. A combination of electrically conductive and non-conductive material is possible in this context. Ceramic has a relatively good thermal conductivity, so that the heat of the pressed-in metal part 12 is quickly given off to the press-in mandrel 22 and the plastic melted when pressed in quickly solidifies accordingly.

Im folgenden soll anhand der Fig. 1 bis 3 der Einpreßvorgang erläutert wer­ den.In the following, the press-in process will be explained with reference to FIGS . 1 to 3.

Wie bereits erwähnt, ist in Fig. 1 die Einlegeposition gezeigt, in der der Hal­ tedorn 28 in nicht gezeigter Weise mit einem einzupressenden Metallteil 12 bestückt wird. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist der Haltedorn 28 unterhalb der unteren Öffnung 32 der Gleithülse 30 angeordnet. Diese Position wird vor­ zugsweise mit Hilfe eines Zusatzzylinders 40 eingenommen, der in axialer Verlängerung des Einpreßzylinders 18 auf diesem angeordnet ist. Die Kol­ benstange des kurzhubigen Zusatzzylinders 40 kann in den Einpreßzylinder eintreten, so daß, wenn der Zusatzzylinder mit Druckluft beaufschlagt wird, der Kolben des Einpreßzylinders 18 geringfügig verschoben werden kann und eine zweite obere Endposition, d. h. die Einlegeposition, erreicht wird. Alternativ kann die Kolbenstange 20 des Einpreßzylinders 18 in der Einlege­ position durch eine Bremse festgehalten werden.As already mentioned, the insertion position is shown in Fig. 1, in which the Hal tedorn 28 is equipped in a manner not shown with a metal part 12 to be pressed. As can be seen in FIG. 1, the holding mandrel 28 is arranged below the lower opening 32 of the sliding sleeve 30 . This position is taken up preferably with the help of an additional cylinder 40 which is arranged in an axial extension of the press-in cylinder 18 on this. The Kol rod of the short-stroke additional cylinder 40 can enter the press cylinder, so that when the additional cylinder is pressurized with compressed air, the piston of the press cylinder 18 can be moved slightly and a second upper end position, ie the insertion position, is reached. Alternatively, the piston rod 20 of the press-in cylinder 18 can be held in the insertion position by a brake.

Nachdem das Metallteil am Haltedorn 28 des Einpreßdorns 22 befestigt wor­ den ist, wird der Zusatzzylinder 40 drucklos geschaltet, und der Einpreßzy­ linder 18 wird mit Druckluft beaufschlagt, so daß der Kolben in die obere Endposition zurückgezogen wird, in der das Metallteil 12 innerhalb des elek­ tromagnetischen Feldes des elektromagnetischen Wandlers 34 liegt.After the metal part is attached to the holding mandrel 28 of the press mandrel 22 , the additional cylinder 40 is depressurized, and the Einpreßzy cylinder 18 is pressurized with compressed air so that the piston is retracted to the upper end position in which the metal part 12 within the elec tromagnetic field of the electromagnetic transducer 34 is located.

Nachdem das Metallteil 12 auf die Schmelztemperatur des Kunststoffteils 14 erwärmt worden ist, wird der Kolben des Einpreßzylinders 18 mit einem ho­ hen Druck beaufschlagt, so daß der Einpreßdorn 22 In die Einpreßposition bewegt wird, in der das Metallteil 12 in die Bohrung 36 des Kunststoffteils 14 gepreßt wird. Der Kunststoff im Bereich der Bohrung 36 schmilzt und umgibt das Metallteil 12 so, daß nach dem Erstarren des geschmolzenen Kunststoffs eine feste Verbindung zwischen Metallteil 12 und Kunststoffteil 14 entsteht. Der Einpreßdorn verbleibt während des Abkühlvorgangs in der Einpreßposition, so daß die Wärme des Metallteils 12 an den am Metallteil anliegenden Einpreßdorn 22 abgegeben werden kann. Da sich insbesondere der Abschnitt 38 während des Erwärmens des Metallteils im elektromagne­ tischen Feld des Wandles nicht mit erwärmt hat, ist die Temperaturdifferenz zwischen Metallteil und dem Abschnitt so groß, daß die Wärme schnell an den Einpreßdorn abgegeben wird. Anschließend wird der Einpreßdorn wie­ der in die Einlegeposition bewegt, indem der Zusatzzylinder 40 den Hub des drucklos geschalteten Einpreßzylinders begrenzt.After the metal part 12 has been heated to the melting temperature of the plastic part 14 , the piston of the press-in cylinder 18 is pressurized with a ho hen pressure, so that the press-in mandrel 22 is moved into the press-in position in which the metal part 12 into the bore 36 of the plastic part 14 is pressed. The plastic in the area of the bore 36 melts and surrounds the metal part 12 so that a solid connection between the metal part 12 and the plastic part 14 is formed after the molten plastic has solidified. The press mandrel remains in the press-in position during the cooling process, so that the heat of the metal part 12 can be given off to the press mandrel 22 abutting the metal part. Since in particular the section 38 has not heated during the heating of the metal part in the electromagnetic field of the transducer, the temperature difference between the metal part and the section is so large that the heat is quickly released to the press mandrel. The press mandrel is then moved into the insert position like that by the additional cylinder 40 limiting the stroke of the pressurized pressurized cylinder.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Einpressen von Metallteilen in Kunststoffteile, mit we­ nigstens einem elektromagnetischen Wandler (34) zum Erwärmen eines in ein Kunstsoffteil (14) einzupressenden Metallteils (12), einem Einpreßdorn (22) zum Einpressen des erwärmten Metallteils (12) in das Kunststoffteil (14) und einer am dem Kunststoffteil (14) zugewandten Ende des Einpreß­ dorns (22) vorgesehenen Halteeinrichtung (28) zum Halten des Metallteils (12) am Einpreßdorn (22), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der dem elektromagnetischen Feld der Wandler (34) ausgesetzte Abschnitt (38) des Einpreßdorns (22) vollständig oder teilweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt ist.1. Device for pressing metal parts into plastic parts, with at least one electromagnetic transducer ( 34 ) for heating a metal part ( 12 ) to be pressed into a plastic part ( 14 ), a pressing mandrel ( 22 ) for pressing the heated metal part ( 12 ) into the plastic part ( 14 ) and a holding device ( 28 ) provided on the end of the press-in mandrel ( 22 ) facing the plastic part ( 14 ) for holding the metal part ( 12 ) on the press-in mandrel ( 22 ), characterized in that at least that of the electromagnetic field of the transducers ( 34 ) exposed portion ( 38 ) of the mandrel ( 22 ) is made entirely or partially of an electrically non-conductive material. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens der dem elektromagnetischen Feld ausgesetzte Abschnitt (38) des Ein­ preßdorns (22) aus einem Keramik-Material hergestellt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that little least the exposed to the electromagnetic field section ( 38 ) of a press mandrel ( 22 ) is made of a ceramic material. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Wandler (34) in einem Gehäuse (30) angeordnet ist, durch das der Einpreßdorn (22) längsverschiebbar ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnetic transducer ( 34 ) is arranged in a housing ( 30 ) through which the pressing mandrel ( 22 ) is longitudinally displaceable. 4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Einpreßdorn (22) mit Hilfe eines Einpreßzylinders (18) aus ei­ ner Endposition heraus, in der das Metallteil (12) erwärmt wird, in eine Ein­ preßposition bewegbar ist, in der das Metallteil (12) in das Kunststoffteil (14) einpreßbar ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the press mandrel ( 22 ) with the help of a press cylinder ( 18 ) from egg ner end position in which the metal part ( 12 ) is heated, can be moved into a press position , in which the metal part ( 12 ) can be pressed into the plastic part ( 14 ). 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ preßzylinder (18) mit einem Zusatzzylinder (40) verbunden ist, dessen Kol­ benstange zur Verschiebung des Kolbens des Einpreßzylinders (18) in diesen eintritt, und daß mit Hilfe des Zusatzzylinders (40) der Einpreßdorn (22) aus der Einpreßposition heraus in eine Einlegeposition bewegbar ist, in der die Halteeinrichtung (28) mit Metallteilen (12) bestückbar ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the one press cylinder ( 18 ) is connected to an additional cylinder ( 40 ), the Kol ben rod for displacement of the piston of the press cylinder ( 18 ) enters it, and that with the aid of the additional cylinder ( 40 ) the press mandrel ( 22 ) can be moved out of the press-in position into an insertion position in which the holding device ( 28 ) can be equipped with metal parts ( 12 ). 6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einpreßzylinder (18) und der Zusatzzylinder (40) pneumatisch antreibbar sind.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the press-in cylinder ( 18 ) and the additional cylinder ( 40 ) can be driven pneumatically.
DE19705172A 1997-02-11 1997-02-11 Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity Expired - Lifetime DE19705172C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19705172A DE19705172C1 (en) 1997-02-11 1997-02-11 Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19705172A DE19705172C1 (en) 1997-02-11 1997-02-11 Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19705172C1 true DE19705172C1 (en) 1998-03-26

Family

ID=7819912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19705172A Expired - Lifetime DE19705172C1 (en) 1997-02-11 1997-02-11 Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19705172C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020222888A1 (en) * 2019-05-01 2020-11-05 Siemens Energy, Inc. Inductive heat set insert tool
EP3913238A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-24 Technische Universität Berlin Threaded sleeve for assembling with heat input in a component manufactured by fdm process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020222888A1 (en) * 2019-05-01 2020-11-05 Siemens Energy, Inc. Inductive heat set insert tool
EP3913238A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-24 Technische Universität Berlin Threaded sleeve for assembling with heat input in a component manufactured by fdm process
WO2021233992A1 (en) 2020-05-19 2021-11-25 Technische Universität Berlin Threaded sleeve for assembling with heat input in a component manufactured by fdm process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2519932A1 (en) INJECTION MOLDING DEVICE FOR PLASTIC
DE2229546A1 (en) Method and device for installing fastening elements that can be inserted into sandwich panels
DE3640370C2 (en)
DE19534546B4 (en) Spraying machine with vibration device
EP1661689A2 (en) Process and apparatus for joining parts by the use of at least one plasticizable joining element
DE4301124A1 (en) Method of assembling a cylinder liner in a base body and hydraulic machine
EP3710234B1 (en) Device for thermally welding plastic parts, and assembly containing a device of this kind
DE2912042A1 (en) DEVICE WITH AN ALL-PURPOSE DESOLDERING DEVICE CONVERTIBLE INTO A SOLDERING PISTON OR SPECIAL DESOLDERING DEVICE
DE4336572C1 (en) Mould-locking mechanism, in particular on injection-moulding machines
WO2016169668A1 (en) Joining device
DE202013104357U1 (en) Pressure welding apparatus
EP0425981B1 (en) Hot runner block
DE69816036T2 (en) RESISTANCE WELDING ELECTRODE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DE19705172C1 (en) Press setting hot metal inserts, e.g. screw bushes into plastic with exceptional productivity
DE4013148C1 (en)
DE102012021836B4 (en) Heißstempelnietvorrichtung
DE102012014013B4 (en) Method and device for producing a plastic part, in particular a plastic part for an automobile, in an injection molding process
DE102014114379A1 (en) Riveting device and method of use
DE2141105B1 (en) Brazing press
DE102016101755A1 (en) An element-feeding device of a setting-welding device, a setting-welding device and a joining method in the form of a mechanical-thermal setting-welding process
DE7143332U (en) DEVICE FOR INDUCTIVE HEATING OF VALVE SEATS ETC.
DE1790045B1 (en) Device for melting and removing solder
AT411658B (en) COMPONENT ASSEMBLY AND METHOD FOR JOINING COMPONENTS
EP0529419A2 (en) Capillary tube conduction system as well as the manufacture and device for manufacturing a capillary tube conduction system
DE102019128745A1 (en) Ultrasonic welding device and method for ultrasonic welding of at least two components

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right