DE19719363A1 - Aus Kunstharzbauteilen bestehende Verbundanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Aus Kunstharzbauteilen bestehende Verbundanordnung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine aus Kunstharzbauteilen bestehende
Verbundanordnung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Zum Verschweißen von zwei Kunstharzbauteilen miteinander wer
den hauptsächlich zwei Verfahren verwendet, nämlich das Ver
schweißen durch Ultraschallschwingung, im folgenden Ultra
schallschweißung, oder durch den Einfluß von Wärme, im folgen
den Heißschweißen, verwendet. Für die Ultraschallschweißung
werden die Oberflächen der beiden Kunstharzbauteile, an denen
sie miteinander verbunden werden sollen, in eine solche Form
gebracht, daß Spannungskonzentrationen induziert werden kön
nen. Die Kunstharzbauteile werden unter Druckeinwirkung mit
einander in Kontakt gebracht. Die so angeordneten Kunstharz
bauteile werden mit Ultraschall aus einem Ultraschallgenerator
beaufschlagt, so daß an den miteinander zu verbindenden Flä
chen eine Reibungswärme erzeugt wird, wodurch diese Flächen
schmelzen und sich miteinander verbinden.
Das Heißschweißen erfolgt durch eine elektromagnetische Wir
belstrominduktionsschweißung oder durch direkte Heißschwei
ßung. Dabei werden die einander gegenüberliegenden, zu verbin
denden Flächen vollständig erhitzt und geschmolzen und dann
unter Druck miteinander in Kontakt gebracht, so daß sie sich
miteinander verbinden. Beim elektromagnetischen Wirbelstromin
duktionsschweißen wird ein Verbindungsstück aus Kunstharz, das
mit einem elektrisch leitenden Pulver, wie Eisenpulver, ver
sehen ist, zwischen den zu verbindenden Flächen angeordnet.
Dann läßt man einen hochfrequenten Strom durch eine Spule
fließen, die in der Nähe der zu verbindenden Flächen angeord
net ist. Das elektrisch leitende Pulver wird durch einen Wir
belstrom erhitzt, der durch die Spule erzeugt wird, wodurch
das Verbindungsstück aus Kunstharz schmilzt und die Flächen
miteinander verbindet. Beim direkten Heißschweißen wird zwi
schen den zu verbindenden Flächen ein Heizelement angeordnet,
wodurch diese Flächen schmelzen und sich miteinander unter
Einschluß des Heizelements verbinden (JP-A-62-267125).
Die Ultraschallschweißung und die elektromagnetische Wirbel
strominduktionsschweißung erfordern aufwendige Geräte, was
hohe Herstellungskosten ergibt. Da die zu verbindenden Flächen
durch Reibungswärme geschmolzen werden, die durch Schwingungen
beim Ultraschallschweißen erzeugt werden, hat dieses Verfahren
nur eine geringe Toleranz hinsichtlich der Ausgestaltung der
zu verbindenden Flächen, so daß die Anwendung häufig auf ebene
Flächen begrenzt ist. Die dabei erreichte Verbindungsfestig
keit senkrecht zu den verbundenen Flächen, d. h. in einer
Zugrichtung, in der man die verbundenen Flächen trennen möch
te, also in der Richtung, die gewöhnlich als die wichtigste
angesehen wird, ist unzureichend, während in der Richtung par
allel zu den verbundenen Flächen die Verbindungsfestigkeit
meistens ausreicht, da diese Richtung die Scherrichtung der
verbundenen Flächen ist.
Unter "zu verbindende Flächen" sind die einander gegenüberlie
genden Flächen der beiden Kunstharzbauteile zu verstehen,
durch die die beiden Kunstharzbauteile miteinander verbunden
werden sollen. Diese Flächen werden nachstehend auch häufig
als "Verbindungsflächen" vor dem Verbinden und als "verbundene
Flächen" nach dem Verbinden bezeichnet.
Die elektromagnetische Wirbelstrominduktionsschweißung und die
direkte Heißschweißung machen neben dem Kunstharz den Ein
schluß eines weiteren Materials, nämlich des Eisenpulvers bzw.
des Heizelements, zwischen den verbundenen Flächen erforder
lich. Für ein Recyceln des Kunstharzmaterials muß deshalb vor
her die in dem Kunstharzmaterial vorhandene zusätzliche Sub
stanz, wie das Heizelement, entfernt werden. Dies erschwert
die Wiederverwendbarkeit des Kunstharzmaterials. Wenn die zu
verbindenden Flächen geschmolzen werden, indem das Heizelement
in Kontakt mit ihnen beim direkten Heißschweißen gehalten
wird, erfolgt das Schmelzen zentral um die Kontaktflächen mit
dem Heizelement herum, so daß, wenn die zu verbindenden Flä
chen groß sind, kein ausreichendes Schmelzen erreicht wird.
Die Anordnung von weiteren Heizelementen zur Vermeidung dieses
Nachteils führt zu einer weiteren Beeinträchtigung der Recy
celbarkeit, die im Hinblick auf die zunehmenden Umweltprobleme
und Rohmaterialwiederverwendung immer bedeutender wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb
darin, eine aus Kunststoffbauteilen bestehende Verbundanord
nung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen,
mit denen sich die Festigkeit der Verbindung an den verbunde
nen Flächen unter Beibehaltung einer hervorragenden Recycel
barkeit wesentlich verbessern läßt.
Diese Aufgabe wird bei der aus Kunstharzbauteilen bestehenden
Verbundanordnung dadurch gelöst, daß die beiden Kunstharzbau
teile an einander gegenüberliegenden Flächen miteinander ver
bunden werden, von denen jede mit einer Seitenfläche versehen
ist, die in einer einander gegenüberliegenden Ausrichtung der
beiden Kunstharzbauteile im wesentlichen parallel zueinander
sind. Die Seitenfläche des einen Kunstharzbauteils und die
entsprechende Seitenfläche des anderen Kunstharzbauteils wer
den nach Erhitzen und Erschmelzen miteinander verbunden. Die
verbundenen Flächen können einander gegenüberliegende Flächen
aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zu der einander ge
genüberliegenden Ausrichtung der Kunstharzbauteile sind, wobei
diese einander gegenüberliegenden Flächen miteinander im
nicht-verschweißten Zustand in Kontakt gehalten werden. Jede
Seitenfläche kann mit einer Schrägfläche versehen sein, die
bezüglich der einander gegenüberliegenden Ausrichtung der
Kunstharzbauteile geneigt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zum
Verbinden von zwei solchen einander gegenüberliegenden Kunst
harzbauteilen gelöst, bei welchem jeder der Kunstharzbauteile
an einem zu verbindenden Abschnitt mit einer Seitenfläche ver
sehen wird, die im wesentlichen parallel zu der einander ge
genüberliegenden Ausrichtung der Kunstharzbauteile ist, wenig
stens eine der Seitenflächen erhitzt und geschmolzen wird und
dann die Seitenfläche des einen Kunstharzbauteils mit der ent
sprechenden Seitenfläche des anderen Kunstharzbauteils unter
Druck haftend gebunden wird, um die beiden Kunstharzbauteile
miteinander zu verbinden. Wenn die einzelnen Seitenflächen mit
bezüglich der einander gegenüberliegenden Ausrichtung der
Kunstharzbauteile geneigten Schrägflächen versehen sind, wird
wenigstens eine der Seitenflächen mit den Schrägflächen er
hitzt und geschmolzen und dann unter Druck mit der entspre
chenden Seitenfläche haftend gebunden, um die Kunstharzbautei
le miteinander zu verbinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Seitenflächen vorgese
hen, die im wesentlichen parallel zu der einander gegenüber
liegenden Ausrichtung der Kunstharzbauteile sind und die
Schrägflächen aufweisen können, und wird wenigstens eine der
Seitenflächen erhitzt und geschmolzen und dann an die entspre
chende Seitenfläche unter Druck gebunden. Die Kunstharzbautei
le werden deshalb davon abgehalten, sich in eine Richtung par
allel zu den Seitenflächen und auch in eine Richtung zu bewe
gen, welche die Seitenflächen schneidet, wodurch der Verbund
aufbau eine gesteigerte Zug- und Scherfestigkeit und somit
eine verbesserte Festigkeit der Verbindung aufweist.
Wenn eine höhere Festigkeit der Verbindung erzeugt werden
soll, können die zu verbindenden Flächen mit einem konkaven
Abschnitt bzw. einem konvexen Abschnitt versehen werden, die
in einen Paßeingriff miteinander gebracht werden. Es wird we
nigstens eine der Flächen, bestehend aus der inneren Seiten
fläche des konkaven Abschnitts und der äußeren Seitenfläche
des konvexen Abschnitts, erhitzt und geschmolzen und dann an
die entsprechende Seitenfläche unter Druck gebunden. Die Brei
te oder der Durchmesser des konkaven Abschnitts wird kleiner
als die des konvexen Abschnitts gemacht. Alternativ kann die
äußere Seitenfläche des konvexen Abschnitts als Schrägfläche
ausgebildet werden, so daß die Breite oder der Durchmesser des
konvexen Abschnitts zu seinem freien Ende hin kleiner wird,
oder es kann die innere Seitenfläche des konkaven Abschnitts
als Schrägfläche ausgebildet werden, so daß die Breite oder
der Durchmesser des konkaven Abschnitts zu seinem inneren Ende
hin kleiner wird.
Bei dem obigen Aufbau werden die innere Seitenfläche des kon
kaven Abschnitts und die äußere Seitenfläche des konvexen Ab
schnitts, die jeweils an den Verbindungsflächen der beiden
Bauteile ausgebildet und miteinander in Paßeingriff gebracht
sind, vorgesehen und wird wenigstens eine der Seitenflächen
erhitzt und geschmolzen und dann an die entsprechende Seiten
fläche unter Druck gebunden. Aufgrund des gegenseitigen Paß
eingriffs des konvexen und konkaven Abschnitts werden auf das
Heizschmelzen folgend die entsprechenden Seitenflächen unter
einer Kompression gehalten, so daß mit Sicherheit eine ausrei
chende Festigkeit der Verbindung erhalten werden kann.
Außerdem kann die Breite oder der Durchmesser des konkaven
Abschnitts kleiner vorgesehen werden als der des konvexen Ab
schnitts oder es kann die Breite oder der Durchmesser des kon
kaven Abschnitts an seinem inneren Ende kleiner und auf einer
Seite einer Öffnung davon, verglichen mit der Breite oder dem
Durchmesser des konvexen Abschnitts, gleichgemacht werden.
Dieser Aufbau ermöglicht die innere Aufnahme eines gesonderten
Abschnitt des geschmolzenen Kunstharzmaterials. Der gesonderte
Abschnitts des geschmolzenen Kunstharzmaterials wird deshalb
daran gehindert, überzuströmen, so daß die Verbundanordnung in
einem gewünschten Zustand ausgebildet werden kann.
Darüber hinaus kann eine Längsabmessung des konkaven Ab
schnitts größer als eine Längsabmessung des konvexen Ab
schnitts gemacht werden, um einen Raum zwischen dem konvexen
Abschnitt und dem konkaven Abschnitt zu belassen. Dieser Auf
bau ermöglicht auch die Aufname eines Extraabschnitts des ge
schmolzenen Kunstharzmaterials, so daß die Verbundanordnung in
einem gewünschten Zustand ausgebildet werden kann.
Die äußere Seitenfläche des konvexen Abschnitts und/oder die
innere Seitenfläche des konkaven Abschnitts können/kann als
Schrägflächen ausgebildet werden, so daß jeweils die Breite
oder der Durchmesser des konvexen Abschnitts und/oder die
Breite oder der Durchmesser des konkaven Abschnitts zu einem
äußeren Ende des konvexen Abschnitts hin und/oder zu einem in
neren Ende des konkaven Abschnitts hin jeweils kleiner werden.
Dieser Aufbau kann eine feste Verbindung zwischen dem konvexen
Abschnitt und dem konkaven Abschnitt bereitstellen, während
ein glattes bzw. weiches Verbinden der beiden Abschnitte mög
lich ist.
Die zu verbindenden Flächen können mit einander gegenüberlie
genden Flächen versehen sein, die im wesentlichen senkrecht zu
der gegenüberliegenden Ausrichtung der Kunstharzbauteile sind.
Wenn diese einander gegenüberliegenden Flächen der Kunstharz
bauteile in einem nicht-geschmolzenen Zustand in Kontakt mit
einander gebracht und die entsprechenden Seitenflächen anein
ander im geschmolzenen Zustand unter Druck gebunden werden,
findet eine Schmelzbindung der Kunstharzbauteile an ihren Sei
tenflächen statt, wobei die Positionsgenauigkeit der verbunde
nen Flächen durch die einander gegenüberliegenden Flächen auf
rechterhalten wird. Dies ergibt Flächen, die stabil verbunden
sind.
In der Nähe wenigstens einer der Seitenflächen von wenigstens
einem der Kunstharzbauteile kann bewegbar eine Infrarot
heizeinrichtung angeordnet werden und die Seitenfläche schmel
zen. Dies ermöglicht eine Verbindung der beiden Kunstharzbau
teile, ohne daß die Infrarotheizeinrichtung als Heizelement
zwischen den verbundenen Flächen verbleiben muß. Außerdem ist
beim Recyceln ein Entfernen einer zusätzlichen Substanz nicht
erforderlich, was die Recycelbarkeit verbessert.
Zwischen der Infrarotheizeinrichtung und der gegenüberliegen
den Fläche kann eine Wärmesperrwand angeordnet werden, um die
gegenüberliegende Fläche gegenüber der Hitze abzuschirmen.
D.h., daß die gegenüberliegende Fläche vor der Hitze geschützt
wird und im nicht-geschmolzenen Zustand bleibt. Dadurch wird
die Positionsgenauigkeit der Flächen während des Verbindens
gewährleistet und der so erreichte Verbindungszustand der Flä
chen stabil gehalten.
Erfindungsgemäß wird wenigstens eines der beiden Kunstharzbau
teile erhitzt und mit dem anderen an ihren Seitenflächen
schmelzgebunden, die im wesentlichen parallel zu der einander
gegenüberliegenden Ausrichtung der beiden Kunstharzbauteile
sind. Wenn in der gegenüberliegenden Ausrichtung äußere Kräfte
weg von den Kunstharzbauteilen angelegt werden, wirken die
erwähnten äußeren Kräfte als Scherkräfte auf die beiden Sei
tenflächen, die miteinander unter Druck verbunden wurden, so
daß sich eine erhöhte Festigkeit der Verbindung ergibt.
Außerdem können die miteinander zu verbindenden Flächen gegen
überliegende Flächen aufweisen, die im wesentlichen senkrecht
zu der einander gegenüberliegenden Ausrichtung der Kunstharz
bauteile sind und die in Kontakt miteinander gebracht werden,
ohne daß ein Erhitzen und eine Schmelzbildung erfolgen. Diese
gegenüberliegenden Flächen dienen als Bezugsflächen beim Ver
binden, so daß die Genauigkeit der Verbindung gewährleistet
ist.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfin
dung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Seitenansicht den Aufbau eines Ansaugkrümmers,
bei dem die vorliegende Erfindung Verwendung findet,
Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1,
Fig. 3 in einer Schnittansicht eine Verbindungsanordnung und
ein Verbindungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht der beiden Kunstharzbauteile der
ersten Ausführung im verbundenen Zustand,
Fig. 5 in einer Schnittansicht eine Verbundanordnung und ein
Verbindungsverfahren gemäß einer zweiten Ausführung der Erfin
dung,
Fig. 6 eine Schnittansicht der beiden Kunstharzbauteile der
zweiten Ausführung im verbundenen Zustand,
Fig. 7 in einer Schnittansicht eine Verbundanordnung und ein
Verbindungsverfahren gemäß einer dritten Ausführung der Erfin
dung, und
Fig. 8 eine Schnittansicht der beiden Kunstharzbauteile der
dritten Ausführung im verbundenen Zustand.
Der in Fig. 1 gezeigte Ansaugkrümmer besteht aus einem bekann
ten Material, beispielsweise aus einem Polyamid mit thermopla
stischen Eigenschaften. Beispiele für andere geeignete Mate
rialien sind Kunstharze, wie Acrylharze und Polypropylenharze.
Der Ansaugkrümmer 1 ist aus drei Bauteilen zusammengesetzt und
besteht in der Seitenansicht aus einem inneren Bauteil bzw.
zweiten Kunstharzbauteil 3 mit einen daran angeformten An
schlußflansch 2, sowie aus einem ersten äußeren Bauteil bzw.
erstem Kunstharzbauteil 4 und einem zweiten äußeren Bauteil 5,
die beide mit dem inneren Bauteil 3 von einer äußeren Richtung
aus verbunden sind. Der Ansaugkrümmer 1 ist an einem Zylinder
block E1 eines Motors E durch nicht gezeigte Bolzen befestigt.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Anordnung einer
Verbindung zwischen dem inneren Bauteil 3 und dem zweiten äu
ßeren Bauteil 5. Unabhängig davon läßt sich die Erfindung auch
auf eine Verbindungsanordnung 7 zwischen dem inneren Bauteil 3
und dem zweiten äußeren Bauteil 5 sowie auch auf eine Verbin
dungsanordnung 8 zwischen dem ersten äußeren Bauteil 4 und dem
zweiten äußeren Bauteil 5 anwenden.
Der Aufbau der Verbindung 6 zwischen dem inneren Bauteil 3 und
dem ersten äußeren Bauteil 4 ist im einzelnen in Fig. 2 ge
zeigt. An quer gegenüberliegenden Seiten des inneren Bauteils
3 sind Flanschabschnitte 3A, 3A und an quer gegenüberliegenden
Seiten des ersten äußeren Bauteils 4 sind Flanschabschnitte
4A, 4A ausgebildet. Jeder der Flanschabschnitte 3A, 3A bzw.
4A, 4A hat verbundene Flächen 3B und verbundene Flächen 4B,
die einander zugewandt sind. Die verbundenen Flächen 3B, 3B
sind mit konvexen Abschnitten 9, 9 versehen, die in einem
Stück mit den verbundenen Flächen 3B, 3B ausgebildet sind und
sich zu den entsprechenden verbundenen Flächen 4B, 4B erstrecken.
Die gegenüberliegenden verbundenen Flächen 4B, 4B sind
mit konkaven Abschnitten 10, 10 versehen, in die die konvexen
Abschnitte 9, 9 nach dem Schmelzen eingepaßt worden sind. Fig.
3 bis 8 zeigen die verbunden Flächen 3A, 4A auf nur einer Sei
te.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der konvexe Abschnitt 9 im we
sentlichen mittig zu der verbindenden bzw. Verbindungsfläche
3B ausgebildet und mit äußeren Seitenflächen 9a, 9b versehen,
die im wesentlichen parallel zur Richtung eines Pfeils A aus
gebildet sind, in der das innere Bauteil 3 und das erste äuße
re Bauteil 4 einander gegenüberliegen. Die Stirnflächen bzw.
zweiten Bezugsflächen 9c, 9d des konvexen Abschnitts 9 sind
als ebene Flächen ausgebildet, die sich im wesentlichen recht
winklig bezüglich der äußeren Seitenflächen 9a bzw. 9b er
strecken.
Der konkave Abschnitt ist mit inneren Seitenflächen bzw. er
sten Seitenflächen 10a, 10b versehen, die im wesentlichen
parallel zu den entsprechenden äußeren Seitenflächen bzw.
zweiten Seitenflächen 9a, 9b ausgebildet sind, sowie mit einer
inneren Stirnfläche bzw. einer ersten gegenüberliegenden Flä
che 10c, die als eine Fläche ausgebildet ist, die sich im we
sentlichen rechtwinklig bezüglich der inneren Seitenflächen
10a, 10b erstreckt. Zwischen den inneren Seitenflächen 10a,
10b ist ein Abstand L1 und zwischen den äußeren Seitenflächen
9a, 9b ein Abstand L so vorgesehen, daß der Beziehung L1<L
genügt wird. Eine Längsabmessung D des konkaven Abschnitts 10
und eine Längsabmessung H des konvexen Abschnitts 9 sind so
eingestellt, daß sie der Beziehung H<D genügen, wodurch, wenn
der konvexe Abschnitt 9 in den konkaven Abschnitt 10 eingepaßt
ist, ein Extraraum T zwischen einer äußeren Stirnfläche bzw.
zweiten gegenüberliegenden Fläche 9e des konvexen Abschnitts 9
und der inneren Stirnfläche 10c des konkaven Abschnitts 10,
siehe Fig. 4, gebildet wird.
Der konvexe Abschnitt 9 und der konkave Abschnitt 10 sind
durchgehend längs der Fläche 3B bzw. der Fläche 4B bei dieser
Ausführung ausgebildet. Sie können jedoch auch unterbrochen
ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Querschnitt des kon
vexen Abschnitts 9 und des konkaven Abschnitts 10 Kreisform
haben.
Die inneren Seitenflächen bzw. ersten Seitenflächen 10d, 10e,
die auf einer Seite der Öffnung 10A des konkaven Abschnitts 10
positioniert sind, sind außerdem so ausgebildet, daß sie seit
wärts über eine Breite s bezüglich ihrer entsprechenden inne
ren Seitenflächen 10a, 10b angeordnet sind. Zwischen den inne
ren Seitenflächen 10d, 10e wird ein Abstand L3 vorgesehen, der
im wesentlichen gleich dem Abstand L zwischen den äußeren Sei
tenflächen 9a, 9b ist. Als Folge werden Überlappungen in der
Größe der Breite s zwischen den Seitenflächen 9a, 9b und den
Seitenflächen 10a bzw. 10b gebildet. Die Breite s liegt vor
zugsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm und ändert
sich abhängig von der Tiefe bzw. der Größe, auf der der kon
kave Abschnitt 9 und der konvexe Abschnitt 10 durch
Infrarotheizeinrichtungen verschmolzen werden sollen, was
nachstehend beschrieben wird.
In der Nähe der äußeren Seitenflächen 9a, 9b und der inneren
Seitenflächen 10a, 10b sind als Heizeinrichtungen beweglich
Infrarotheizeinrichtungen 11, 12 angeordnet. Die Infrarot
heizeinrichtung 11 ist gegenüber den äußeren Seitenflächen 9a,
9b positioniert und mit Wärmesperrwänden 13 versehen, die zwi
schen der Infrarotheizeinrichtung 11 und den Stirnflächen 9c,
9d angeordnet sind, um eine Isolation gegenüber der Wärme aus
der Infrarotheizeinrichtung 11 zu bilden. Bei der gezeigten
Ausführung ist die Infrarotheizeinrichtung 11 von einem Wär
meisolator abgedeckt, der die Form eines rechteckigen U im
Querschnitt hat, mit Ausnahme der gegenüberliegenden Flächen
11a und 11b der Infrarotheizeinrichtung 11, die gegenüber den
äußeren Seitenflächen 9a, 9b positioniert sind.
Die Infrarotheizeinrichtung 12 ist gegenüber den inneren Sei
tenflächen 10a, 10b angeordnet. Zwischen der Infrarotheizein
richtung 12 und der inneren Stirnfläche 10c ist eine Wärme
sperrwand 14 als Wärmeisolation angeordnet, um gegenüber der
Wärme von der Infrarotheizeinrichtung 12 zu isolieren. Bei der
gezeigten Ausführung ist an einer inneren Fläche 12c der In
frarotheizeinrichtung 12 ein Wärmeisolator angebracht, wobei
sich die innere Fläche 12c gegenüber der inneren Stirnfläche
10c befindet. Die Infrarotheizeinrichtungen 11, 12 sind an
eine nicht gezeigte Hochspannungsquelle angeschlossen und kön
nen die äußeren Seitenflächen 9a, 9b und die inneren Seiten
flächen 10a, 10b bis zu einem Erweichungspunkt des Kunstharzes
erhitzen, um es in kurzer Zeit zu schmelzen. Bei einem lang
samen Erhitzen ergibt sich das potentielle Problem, daß die
gesamten Verbindungsflächen 3B, 4B sich thermisch verwinden
können. Es genügt deshalb, das Erhitzen der äußeren Seiten
flächen 9a, 9b und der inneren Seitenflächen 10a, 10b durch
die entsprechenden Heizeinrichtungen 11, 12 auszuführen, bis
die Schmelztiefen Y1, Y2 wenigstens die Überlappungsabmessung
erreichen. Man möchte dieses Erhitzen bei einer hohen Tempera
tur in einer kurzen Zeit ausführen.
In der Nähe des inneren Bauteils 3 und des ersten äußeren Bau
teils 4 ist in nicht verbundener Form eine nicht gezeigte
Klemmeinrichtung angeordnet, um die beiden Bauteile zu halten
und um das erste äußere Bauteil 4 in Kontakt mit dem inneren
Bauteil 3 unter Druck zu bringen, so daß die beiden Bauteile
in Kontakt miteinander unter einem Druck unmittelbar nach Ab
schluß der Erhitzung durch die Infrarotheizeinrichtungen 11,
12 gebracht werden.
Da ein Kunstharz gewöhnlich eine geringe Wärmeleitfähigkeit
hat, führt die Wärmebehandlung der äußeren Seitenflächen 9a,
9b und der inneren Seitenflächen 10a, 10b bei einer hohen Tem
peratur in einer kurzen Zeit dazu, daß die äußeren Seitenflä
chen 9a, 9b und die inneren Seitenflächen 10a, 10b nur an ih
ren Oberflächen schmelzen, so daß die zentralen Teile ihre
Grundform beibehalten können. Wenn das innere Bauteil 3 und
das erste äußere Bauteil 4 unter Druck in Kontakt unmittelbar
nach dem Erhitzen und Schmelzen gebracht werden, werden der
geschmolzene konvexe Abschnitt 9 und der geschmolzene konkave
Abschnitt 10 so zusammengepaßt, daß sie gegenseitig über die
Schmelztiefen Y1, Y2 schmelzgebunden werden. Die Schmelzbinde
abschnitte sind in Fig. 4 mit 15, 15 bezeichnet. Abhängig von
dem Ausmaß der gegenseitigen Schmelztiefen Y1, Y2 und der
Überlappung s kann extrageschmolzenes Harz gebildet werden.
Ein solches extrageschmolzenes Harz kann in dem konkaven Ab
schnitt 10 durch Vorsehen des Extraraums T eingeschlossen wer
den.
Ein Überströmen von solchem extrageschmolzenem Harz auf die
Stirnflächen 9c, 9d und die Stirnflächen bzw. die erste Be
zugsfläche 4C, 4D, die gegenüber den Stirnflächen 9c, 9d an
geordnet sind, ist deshalb auf ein Minimum reduziert, so daß
die Verbindung 6 unter guten Bedingungen gehalten werden kann.
Da die Verbindung 6 durch das Schmelzeinpassen zwischen dem
konkaven Abschnitt 10 und dem konvexen Abschnitt 9 gebildet
wird, hat sie eine höhere Festigkeit in der entgegengesetzten
Richtung, die durch einen Pfeil A in Fig. 3 wiedergegeben ist
sowie in der Scherrichtung der Flächen 4C, 4D und 9c, 9d, die
sich im rechten Winkel zu der gegenüberliegenden Ausrichtung
erstrecken, die durch einen Pfeil B in der gleichen Figur dar
gestellt ist.
Außerdem wird nicht so viel Wärme von den Infrarotheizeinrich
tungen 11, 12 auf die Stirnflächen 9c, 9d und die Stirnflächen
4C, 4D übertragen, so daß diese Stirnflächen im nicht-ge
schmolzenen Zustand bleiben. Beim Verbinden der beiden Bautei
le 3, 4 miteinander können diese Stirnflächen deshalb als Be
zugsflächen dienen, wodurch die Verbindungspositionen der Bau
teile 3, 4 gesehen in Richtung des Pfeils A stabilisiert sind.
Die Verbindung zwischen dem inneren Bauteil 3 und dem ersten
äußeren Bauteil 4 wird zwischen den Seitenflächen 9a, 9b und
ihren entsprechenden Seitenflächen 10a, 10b bewirkt, wobei die
Lagegenauigkeit der Verbindung während des Verbindungsvorgangs
durch die Stirnflächen 9c, 9d, 4C, 4D, die nicht in den
Schmelzzustand gebracht werden, gewährleistet ist.
Die Verbindung 6 wird bei diesem Verfahren durch Schmelzen
hergestellt, ohne daß eine Reibungsschmelzung der Verbindungs
flächen der beiden Bauteile 3, 4 durch Schwingungen stattfin
det. Verglichen mit den herkömmlichen Verfahren sind auch kei
ne Metallpulver enthaltenden Bindeteile oder Heizdrähte als
Heizeinrichtungen in Kontakt mit den Verbindungsflächen erfor
derlich. Dadurch wird bei der Herstellung der vorstehenden
Ausführung die Begrenzung für die Ausgestaltungen der zu ver
bindenden Flächen auf ein Minimum reduziert und der Einschluß
weiterer Substanzen vermieden, d. h. es wird nur das Kunstharz
material des inneren Bauteils 3 und des ersten äußeren Bau
teils 4 in der Verbindung 6 eingesetzt.
Dadurch, daß der Einschluß von einer zusätzlichen Substanz in
der Verbindung 6 vermieden wird, entfällt das Entfernen des in
dem Bindeteil enthaltenen Metallpulvers oder der Heizdrähte
für das Zerkleinern oder Wiederschmelzen des Ansaugkrümmers 1
für das Recycling nach der Wiedergewinnung, was zu einer bes
seren Recycelbarkeit führt.
Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte zweite Ausführung ent
spricht bezüglich des inneren Bauteils 3 der ersten Ausfüh
rung, unterscheidet sich von dieser jedoch in der Ausgestal
tung des konkaven Abschnitts 16 im ersten äußeren Bauteil 4.
Soweit mit der ersten Ausführung Übereinstimmung besteht, wer
den die gleichen Bezugszeichen verwendet, ohne die Bauteile
und ihre Funktion nochmals im einzelnen zu beschreiben.
Bei dem konkaven Abschnitt 16 der zweiten Ausführung ist ein
Abstand L1a zwischen den inneren Seitenflächen bzw. der ersten
Seitenfläche 16a, 16b auf einer Seite einer Öffnung im wesent
lichen gleich zu dem Abstand L zwischen den äußeren Seitenflä
chen des konvexen Abschnitts 9, während ein Abstand L1b auf
einer Seite einer inneren Stirnfläche bzw. der ersten gegen
überliegenden Fläche 16c kleiner als der Abstand L zwischen
den äußeren Seitenflächen des konvexen Abschnitts 9 gemacht
ist. Die inneren Seitenflächen 16a, 16b sind deshalb als
Schrägflächen ausgebildet, so daß der Abstand zwischen den in
neren Seitenflächen 16a, 16b zu der inneren Stirnfläche 16c
hin allmählich kleiner wird.
Eine Längsabmessung D′ des konkaven Abschnitts 16 ist größer
als die Längsabmessung H des konvexen Abschnitts 9 gemacht, so
daß wie bei der ersten Ausführung ein Extraraum T1 (Fig. 6)
zwischen der inneren Stirnfläche 16c und der äußeren Stirnflä
che 9e des konvexen Abschnitts 9 ausgebildet ist, in den extra
geschmolzenes Kunstharz strömen kann. In der Nähe der inneren
Seitenflächen 16a, 16b ist die Infrarotheizeinrichtung 12 an
geordnet, so daß die inneren Seitenflächen erhitzt und auf
eine Schmelztiefe Y3 geschmolzen werden können. Zwischen der
Infrarotheizeinrichtung 12 und der inneren Stirnfläche 16c ist
eine Wärmesperrwand 14 angeordnet, um die innere Stirnfläche
16c im Zustand einer nicht geschmolzenen Fläche zu halten. Die
Schmelztiefe Y3 überlappt die Schmelztiefe Y1 jeder der äuße
ren Seitenflächen 9a, 9b.
Wenn das erste äußere Bauteil 4, das den konkaven Abschnitt 16
aufweist, und das innere Bauteil 3 über eine kurze Zeit durch
die Infrarotheizeinrichtungen 12 bzw. 11 erhitzt werden, wer
den die äußeren Seitenflächen 9a, 9b und die inneren Seiten
flächen 16a, 16b nur an ihren Oberflächen geschmolzen, so daß
zentrale Teile ihre Grundform beibehalten können. Wenn das
innere Bauteil 3 und das erste äußere Bauteil 4 unter Druck
unmittelbar nach dem Erhitzen und Schmelzen in Kontakt ge
bracht werden, werden der geschmolzene konvexe Abschnitt 9 und
der konkave Abschnitt 10 zusammengepaßt, so daß sie über die
Schmelztiefen Y1, Y3 miteinander durch Verschmelzung verbunden
sind. Die Schmelzverbindungsabschnitte sind in Fig. 6 mit 17
bezeichnet. Abhängig vom Ausmaß der gegenseitigen Schmelztie
fen Y1, Y3 kann extrageschmolzenes Kunstharz gebildet werden,
welches in dem konkaven Abschnitt 16 eingeschlossen werden
kann, da der Extraraum T1 vorgesehen ist.
Ein Überströmen von solchem extrageschmolzenem Kunstharz auf
die Stirnflächen 9c, 9d und die Stirnflächen 4C, 4D, die zu
den Stirnflächen 9c, 9d gegenüberliegend positioniert sind,
ist deshalb auf ein Minimum reduziert, so daß die Verbindung 6
unter guten Bedingungen gehalten werden kann. Da die Verbin
dung 6 durch die Schmelzpaßverbindung zwischen dem konkaven
Abschnitt 16 und dem konvexen Abschnitt 9 gebildet wird, hat
sie in der durch den Pfeil A in Fig. 5 gezeigten gegenüberlie
genden Ausrichtung eine höhere Festigkeit, ebenso in Scher
richtung der Flächen 4C, 4D und 9c, 9d, die in der gleichen
Figur durch den Pfeil B veranschaulicht ist.
Es wird außerdem nicht viel Wärme von den Infrarotheizeinrich
tungen 11, 12 auf die Stirnflächen 9c, 9d und die Stirnflächen
4C, 4D übertragen, so daß diese Stirnflächen im ungeschmolze
nen Zustand bleiben. Beim Verbinden der beiden Bauteile 3, 4
miteinander dienen diese Stirnflächen deshalb als Bezugsflä
chen, wodurch die Verbindungspositionen der Bauteile 3, 4 ge
sehen in Richtung des Pfeils A stabilisiert sind. Das Verbin
den zwischen dem inneren Bauteil 3 und dem ersten äußeren Bau
teil 4 erfolgt zwischen den Seitenflächen 9a, 9b und ihren
entsprechenden Seitenflächen 16a, 16b. Die Positionsgenauig
keit der Verbindung während ihrer Herstellung wird durch die
Stirnflächen 9c, 9d, 4C, 4D gewährleistet, die im ungeschmol
zenen Zustand bleiben.
Bei der zweiten Ausführung wird die Verbindung 6 durch Ver
schmelzen hergestellt, ohne daß ein Reibungsschmelzen der Ver
bindungsflächen 3B, 4B unter Schwingungen erfolgt. Außerdem
sind weder ein Metallpulver enthaltendes Bindeteil noch Heiz
drähte als Heizeinrichtungen in Kontakt mit den Verbindungs
flächen 3B, 4B wie bei den herkömmlichen Verbindungsverfahren
erforderlich. Deshalb kann bei der Herstellung der Verbindung
dieser Ausführung die Begrenzung auf die Ausgestaltungen der
zu verbindenden Flächen auf ein Minimum reduziert werden. Fer
ner wird der Einschluß einer Substanz ausgeschlossen, da nur
das Kunstharzmaterial des inneren Bauteils und des ersten äu
ßeren Bauteils 4 in der Verbindung 6 vorhanden sind.
Dadurch, daß keine zusätzliche Substanz in der Verbindung 6
eingeschlossen ist, entfallen ein Entfernen des in einem Bin
deteil vorhandenen Metallpulvers oder von Heizdrähten beim
Zerkleinern oder Wiederschmelzen des Ansaugkrümmers 1 für ein
Recycling nach seiner Rückgewinnung, was eine bessere Recycel
barkeit ergibt. Bei dieser Ausführung sind die inneren Seiten
flächen 16a, 16b als die Seitenflächen des konkaven Abschnitts
16 jeweils als Schrägflächen angeordnet. Es ist natürlich auch
möglich, die äußeren Seitenflächen 9a, 9b des konvexen Ab
schnitts als Schrägflächen auszubilden, während der Abstand
zwischen den inneren Seitenflächen 16a, 16b des konkaven Ab
schnitts 16 konstant gehalten wird, oder sowohl die inneren
Seitenflächen 16a, 16b als auch die äußeren Seitenflächen 9a,
9b als Schrägflächen auszubilden.
Bei der in Fig. 7 und 8 gezeigten dritten Ausführung sind das
innere Bauteil 3 und das erste äußere Bauteil 4 an Verbin
dungsflächen 3B, 4B jeweils mit Seitenflächen 18, 19 versehen.
Die Seitenflächen 18, 19 sind im wesentlichen parallel zu der
gegenüberliegenden Ausrichtung des inneren Bauteils 3 und des
ersten äußeren Bauteils 4, was durch den Pfeil A angezeigt
ist. Die jeweiligen Seitenflächen 18, 19 werden durch
Infrarotheizeinrichtungen 20, 21 erhitzt und geschmolzen und
dann miteinander verbunden.
Die Verbindungsfläche 3B ist an einem abgestuften Abschnitt
ausgebildet, der durch Schneiden des Flanschabschnitts 3A des
inneren Bauteils 3 von einer äußeren Seite O zu einer inneren
Seite I ausgebildet ist. Eine Seitenfläche bzw. zweite Seiten
fläche 18 ist von ihrem Zwischenabschnitt aus als Schrägfläche
bzw. zweite Schrägfläche 18a ausgebildet, die zur inneren Sei
te I geneigt ist. Zwischen der Seitenfläche 18 und einer unte
ren Stirnfläche bzw. zweiten Bezugsfläche 22A der Verbindungs
fläche 3B ist eine Aussparung 29 so ausgebildet, daß in ihr
extrageschmolzenes Kunstharz aufgenommen werden kann. An einer
oberen Stirnfläche bzw. zweiten gegenüberliegenden Fläche 22B
der Verbindungsfläche 3B ist eine Führungsrippe 24 ausgebil
det, die sich zu dem ersten äußeren Bauteil 4 hin erstreckt.
Die Verbindungsfläche 4B ist an einem abgestuften Abschnitt
durch Einschneiden des Flanschabschnitts 4A des ersten äußeren
Bauteils 4 von der inneren Seite I zur äußeren Seite O hin
ausgebildet. Eine Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche 19 ist
von ihrem Zwischenabschnitt aus als Schrägfläche bzw. erste
Schrägfläche 19a ausgebildet, die zu der äußeren Seite O ge
neigt ist. Beim Verbinden werden die Schrägfläche 19a und die
Schrägfläche 18a in eine aneinandergrenzende Beziehung ge
bracht. Zwischen der Seitenfläche 19 und einer unteren
Stirnfläche 25A der Verbindungsfläche 4B ist eine Aussparung
26 ausgebildet, so daß in ihr extrageschmolzenes Kunstharz
aufgenommen werden kann. In der unteren Stirnfläche 25A der
Verbindungsfläche 4B ist eine Nut 27 ausgebildet. Beim Verbin
den des inneren Bauteils 3 und des ersten Bauteils 4 mitein
ander wird ein Eingriff zwischen der Nut 27 und der Führungs
rippe 24 hergestellt, die so für eine Positionierung der Ver
bindungsflächen 3B, 4B sorgt und verhindert, daß die Verbin
dung 6 in die durch den Pfeil B veranschaulichte Scherrichtung
verschoben wird. Die Rippen 24 und die Nuten 27 werden bevor
zugt gleichzeitig wie die entsprechenden Flanschabschnitte 3A,
4A ausgebildet.
Die Rippe 24 und die Nut 27 sind bei dieser Ausführung längs
der Fläche 22B bzw. der Fläche 25A durchgehend ausgebildet.
Sie können jedoch auch unterbrochen sein. Die Rippe 24 und die
Nut 27 können gesehen in Richtung A auch kreisförmig ausgebil
det sein.
Die Infrarotheizeinrichtungen 20, 21 sind jeweils gegenüber
den Seitenflächen 18a, 19a beweglich angeordnet. Wärmesperr
wände 22, 23 isolieren die unteren Stirnflächen 22A, 25A ge
genüber der Wärme von den Infrarotheizeinrichtungen 20, 21.
Bei der gezeigten Ausführung sind die Infrarotheizeinrichtun
gen 20, 21 durch abgebogene eckige U-förmige Wärmeisolatoren
mit Ausnahme der gegenüberliegenden Flächen 20a, 21a abge
deckt, die gegenüber den Seitenflächen 18a bzw. 19a positio
niert sind. Die gegenüberliegenden Flächen 20a, 21a sind im
wesentlichen parallel zu den Seitenflächen 18a bzw. 19a ausge
bildet.
In der Nähe des inneren Bauteils 3 und des ersten äußeren Bau
teils 4 ist im nichtverbundenen Zustand eine nicht gezeigte
Klemmanordnung vorgesehen, um die beiden Bauteile zu halten
und sie in Kontakt miteinander unter Druck zu bringen. Nach
Abschließen der Erhitzung durch die Infrarotheizeinrichtungen
20, 21 werden die beiden Bauteile unter Druck sofort mitein
ander in Kontakt gebracht.
Bei der Herstellung der obenbeschriebenen Verbindung werden
die Seitenflächen 18a, 19a einer Wärmebehandlung bei einer
hohen Temperatur für eine kurze Zeit unterworfen und die Sei
tenflächen 18a, 19a nur an ihren Oberflächen geschmolzen, so
daß mittige Teile ihre Grundform beibehalten können. Wenn das
innere Bauteil 3 und das erste äußere Bauteil 4 unter Druck
unmittelbar nach dem Erhitzen und Schmelzen in Kontakt ge
bracht werden, greifen die geschmolzenen Seitenflächen 18a,
19a so ineinander, daß sie miteinander auf den Schmelztiefen
Y5, Y6 durch Verschmelzen verbunden werden. Der Schmelzverbin
dungsabschnitt ist in Fig. 8 mit 28 bezeichnet. Abhängig vom
Ausmaß der gegenseitigen Schmelztiefen Y5, Y6 kann extrage
schmolzenes Kunstharz gebildet werden, das in die Aussparungen
29, 26 fließt und dort eingeschlossen wird.
Ein Überströmen von solchem extrageschmolzenem Kunstharz auf
die untere und obere Stirnfläche 22B, 25A und die untere und
obere Stirnfläche bzw. die zweite und erste Bezugsfläche 22A,
25B ist deshalb auf ein Minimum reduziert, so daß eine Verbin
dung 6 unter guten Bedingungen erhalten werden kann. Da die
Verbindungsflächen 3B, 4B an den abgestuften Abschnitten aus
gebildet werden, ist eine Bewegung der beiden Bauteile in eine
Scherrichtung, die durch den Pfeil B angezeigt ist, durch den
Eingriff zwischen der Seitenfläche 18a und der Seitenfläche
19a begrenzt, wodurch die Verbindung 6 eine höhere Festigkeit
in der Scherrichtung hat.
Außerdem wird von den Infrarotheizeinrichtungen 20, 21 nicht
so viel Wärme auf die untere und obere Stirnfläche 22B, 25A
und die untere und obere Stirnfläche 22A, 25B aufgrund der
Wirkung der Wärmesperrwände 22, 23 übertragen, so daß diese
Stirnflächen im ungeschmolzenen Zustand verbleiben. Beim Ver
binden des inneren Bauteils 3 und des ersten äußeren Bauteils
4 miteinander können deshalb diese Stirnflächen als Bezugsflä
chen dienen, wodurch die Verbindungspositionen der Bauteile 3,
4 gesehen in Richtung des Pfeils A stabilisiert sind. Die Ver
bindung zwischen dem inneren Bauteil 3 und dem ersten äußeren
Bauteil 4 wird nämlich zwischen den geschmolzenen Seitenflä
chen 18a und 19a bewirkt, während die Positionsgenauigkeit der
Bauelemente während der Herstellung der Verbindung durch den
Kontakt zwischen den Stirnflächen 22B, 25A und den entspre
chenden Stirnflächen 22A, 25B gewährleistet wird.
Die Verbindung 6 kann auch in der dritten Ausführung durch
Verschmelzen ausgebildet werden, ohne daß ein Reibungsschmel
zen der Verbindungsflächen 3B, 4B unter Schwingungen durchge
führt wird. Außerdem sind weder ein Metallpulver enthaltendes
Bindeteil noch Heizdrähte als Heizeinrichtungen in Kontakt mit
den Verbindungsflächen 3B, 4B erforderlich, wie dies bei den
herkömmlichen Verbindungsverfahren der Fall ist. Dadurch wird
bei der beschriebenen Ausführung die Begrenzung auf die Ausge
staltungen der zu verbindenden Flächen auf ein Minimum redu
ziert. Ferner kann der Einschluß einer Substanz ausgeschlossen
werden, so daß nur das Kunstharzmaterial des inneren Bauteils
3 und des ersten äußeren Bauteils 4 in der Verbindung 6 ver
wendet wird. Dadurch, daß der Einschluß einer zusätzlichen
Substanz in der Verbindung 6 vermieden wird, entfällt ein Ent
fernen von in dem Bindeteil enthaltenen Metallpulver oder von
Heizdrähten beim Zerkleinern oder Wiederschmelzen des Einlauf
krümmers 1 für ein Recycling nach seiner Wiedergewinnung, was
eine bessere Recycelbarkeit ergibt.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind beide Seitenflä
chen der Wärmebehandlung unterworfen und werden dadurch ge
schmolzen. Eine erfindungsgemäße mögliche Modifizierung be
steht darin, daß nur eine der beiden Seitenflächen geschmolzen
wird.
Bezugszeichenliste
1 Ansaugkrümmer
2 Anschlußflansch
3 inneres Bauteil bzw. zweites Kunstharzbauteil
3A Flanschabschnitt
3B Verbindungsfläche vor dem Verbinden bzw. verbundene Fläche nach dem Verbinden
4 erstes äußeres Bauteil bzw. erstes Kunstharzbauteil
4A Flanschabschnitt
4B Verbindungsfläche bzw. verbundene Fläche
4C Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
4D Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
5 zweites äußeres Bauteil bzw. erstes Kunstharzbauteil
6 Verbindung
7 Verbindung
8 Verbindung
9 Verbindung
9a äußere Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
9b äußere Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
9c Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
9d Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
9e äußere Stirnfläche bzw. zweite gegenüberliegende Fläche
10 konkaver Abschnitt
10A Öffnung
10a innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10b innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10c innere Stirnfläche bzw. erste gegenüberliegende Fläche
10d innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10e innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
11 Infrarotheizeinrichtung
11a gegenüberliegende Fläche
11b gegenüberliegende Fläche
12 Infrarotheizeinrichtung
12c innere Fläche
13 Wärmesperrwand
14 Wärmesperrwand
15 geschweißter Abschnitt
16 konkaver Abschnitt
16a innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
16b innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
16c innere Stirnfläche bzw. erste gegenüberliegende Fläche
17 geschweißter Abschnitt
18 Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
18a Schrägfläche bzw. zweite Schrägfläche
19 Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
19a Schrägfläche bzw. erste Schrägfläche
20 Infrarotheizeinrichtung
20a gegenüberliegende Fläche
21 Infrarotheizeinrichtung
22 Wärmesperrwand
22A untere Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
22B obere Stirnfläche bzw. zweite gegenüberliegende Fläche
23 Wärmesperrwand
24 Führungsrippe
25A untere Stirnfläche
25B obere Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
26 Aussparung
27 Nut
28 geschweißter Abschnitt
29 Aussparung
E Motor
E1 Zylinderblock
T Extraraum
Y1 Schmelztiefe
Y2 Schmelztiefe
Y3 Schmelztiefe
Y5 Schmelztiefe
Y6 Schmelztiefe
2 Anschlußflansch
3 inneres Bauteil bzw. zweites Kunstharzbauteil
3A Flanschabschnitt
3B Verbindungsfläche vor dem Verbinden bzw. verbundene Fläche nach dem Verbinden
4 erstes äußeres Bauteil bzw. erstes Kunstharzbauteil
4A Flanschabschnitt
4B Verbindungsfläche bzw. verbundene Fläche
4C Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
4D Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
5 zweites äußeres Bauteil bzw. erstes Kunstharzbauteil
6 Verbindung
7 Verbindung
8 Verbindung
9 Verbindung
9a äußere Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
9b äußere Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
9c Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
9d Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
9e äußere Stirnfläche bzw. zweite gegenüberliegende Fläche
10 konkaver Abschnitt
10A Öffnung
10a innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10b innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10c innere Stirnfläche bzw. erste gegenüberliegende Fläche
10d innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
10e innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
11 Infrarotheizeinrichtung
11a gegenüberliegende Fläche
11b gegenüberliegende Fläche
12 Infrarotheizeinrichtung
12c innere Fläche
13 Wärmesperrwand
14 Wärmesperrwand
15 geschweißter Abschnitt
16 konkaver Abschnitt
16a innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
16b innere Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
16c innere Stirnfläche bzw. erste gegenüberliegende Fläche
17 geschweißter Abschnitt
18 Seitenfläche bzw. zweite Seitenfläche
18a Schrägfläche bzw. zweite Schrägfläche
19 Seitenfläche bzw. erste Seitenfläche
19a Schrägfläche bzw. erste Schrägfläche
20 Infrarotheizeinrichtung
20a gegenüberliegende Fläche
21 Infrarotheizeinrichtung
22 Wärmesperrwand
22A untere Stirnfläche bzw. zweite Bezugsfläche
22B obere Stirnfläche bzw. zweite gegenüberliegende Fläche
23 Wärmesperrwand
24 Führungsrippe
25A untere Stirnfläche
25B obere Stirnfläche bzw. erste Bezugsfläche
26 Aussparung
27 Nut
28 geschweißter Abschnitt
29 Aussparung
E Motor
E1 Zylinderblock
T Extraraum
Y1 Schmelztiefe
Y2 Schmelztiefe
Y3 Schmelztiefe
Y5 Schmelztiefe
Y6 Schmelztiefe
Claims (25)
1. Verfahren zum Verbinden von einem ersten Kunstharzbau
teil (4) und einem zweiten Kunstharzbauteil (3), welche
einander gegenüberliegen, mit folgenden Schritten:
- - Versehen des ersten Kunstharzbauteils (4) mit einer ersten Bezugsfläche (4C, 4D; 25B), einer ersten gegen überliegenden Fläche (10c; 16c; 25A), die entfernt von der ersten Bezugsfläche in einer Richtung weg von dem zweiten Kunstharzbauteil positioniert ist, und mit einer ersten Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b; 19, 19a), welche die erste Bezugsfläche und die erste gegenüberliegende Fläche so verbindet, daß die erste gegenüberliegende Fläche, die erste Bezugsfläche und die erste Seitenfläche eine stufenartige Form ha ben,
- - Versehen des zweiten Kunstharzbauteils (3) mit einer zweiten Bezugsfläche (9c, 9d; 22A), mit einer zweiten gegenüberliegenden Fläche (9e, 22B), die von der er sten Bezugsfläche weg in eine Richtung zu dem ersten Kunstharzbauteil hin positioniert ist, und mit einer zweiten Seitenfläche (9a, 9b; 18, 18a), welche die zweite Bezugsfläche und die zweite gegenüberliegende Fläche so verbindet, daß die zweite gegenüberliegende Fläche, die zweite Bezugsfläche und die zweite Seiten fläche eine Stufenform haben, wobei in einem Verbin dungszustand des ersten Kunstharzbauteils (4) und des zweiten Kunstharzbauteils (3) die zweite Bezugsfläche (9c, 9d; 22A) in Kontakt mit der ersten Bezugsfläche (4C, 4D; 25B) steht und die zweite Seitenfläche (9a, 9b; 18, 18a) mit der ersten Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b; 19, 19a) verschweißt wird,
- - Erhitzen wenigstens einer der Flächen bestehend aus der ersten Seitenfläche (10a, 10b; 16a, 16b, 19a) und der zweiten Seitenfläche (9a, 9b; 18a), so daß die wenigstens eine Seitenfläche an wenigstens einem Teil von ihr geschmolzen wird,
- - In-Kontakt-Bringen der ersten Bezugsfläche (4C, 4D; 25B) und der zweiten Bezugsfläche (9c, 9d; 22A) mit einander, während die wenigstens eine Seitenfläche sich in einem geschmolzenen Zustand auf wenigstens einem Teil von ihr befindet, und
- - Verbinden der ersten Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b; 19a) und der zweiten Seitenfläche (9a, 9b; 18a) miteinander unter Druck.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die erste Bezugs
fläche (4C, 4D) und die erste Seitenfläche (10a, 10b,
10d, 10e) sich im wesentlichen rechtwinklig bezüglich
einander erstrecken.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem sich die zweite
Bezugsfläche (9c, 9d) und die zweite Seitenfläche (9a,
9b) im wesentlichen rechtwinklig bezüglich einander er
strecken.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die erste Seiten
fläche (19) eine erste Schrägfläche (19a) hat und die
erste Schrägfläche sich schräg bezüglich einer Richtung
(A) erstreckt, die senkrecht zu der ersten Bezugsfläche
ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die zweite Sei
tenfläche (18) eine zweite Schrägfläche (18a) hat und
die zweite Schrägfläche sich schräg bezüglich einer
Richtung (A) erstreckt, die senkrecht zu der zweiten
Bezugsfläche ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eines der Bautei
le bestehend aus dem ersten Kunstharzbauteil (4) und dem
zweiten Kunstharzbauteil (3) einen konkaven Abschnitt
(10; 16; 27) und das andere einen konvexen Abschnitt (9;
24) hat, der in Eingriff mit dem konkaven Abschnitt ein
gepaßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der konkave Ab
schnitt (10; 16) in der ersten Bezugsfläche (4C, 4D)
ausgebildet und mit einer inneren Seitenfläche als erste
Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b) versehen
wird, und sich der konvexe Abschnitt (9) von der zweiten
Bezugsfläche (9c, 9d) aus erstreckt und mit einer äuße
ren Seitenfläche als zweite Seitenfläche (9a, 9b) ver
sehen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem eine Breite (L)
des konvexen Abschnitts (9) im wesentlichen konstant
über eine Gesamtlänge des konvexen Abschnitts ist, eine
Breite (L3; L1a) in der Nähe einer Öffnung des konkaven
Abschnitts (10; 16) im wesentlichen gleich der Breite
(L) des konvexen Abschnitts (9) ist und eine Breite (L1;
L1b) in der Nähe einer inneren Stirnfläche (10c; 16c)
des konkaven Abschnitts (10; 16) kleiner ist als die
Breite (L) des konvexen Abschnitts.
9. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die äußere Sei
tenfläche des konvexen Abschnitts die Form einer Schräg
fläche hat, so daß eine Breite des konvexen Abschnitts
zu seiner äußeren Stirnfläche hin kleiner wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die innere Sei
tenfläche (16a, 16b) des konkaven Abschnitts (16) die
Form einer Schrägfläche hat, so daß eine Breite (L1a;
L1b) des konkaven Abschnitts zu einer inneren Stirnflä
che (16c) hin kleiner wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem eine Längsabmes
sung (D; D′) des konkaven Abschnitts (10; 16) größer ist
als eine Längsabmessung (H) des konvexen Abschnitts (9).
12. Verfahren nach Anspruch 1, welches als zusätzlichen
Schritt das Versehen der ersten Bezugsfläche (4C, 4D;
25B) und der zweiten Bezugsfläche (9c, 9d; 22A) mit Ein
richtungen zum Halten der Bezugsflächen in einem nicht
geschmolzenen Zustand während des Erhitzungsschritts
aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der zusätzliche
Schritt das Abdecken der Bezugsflächen mit einer Wärme
sperrwand (13; 22; 23) aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Erhitzungs
schritt die folgenden Unterschritte aufweist:
- - Anordnen einer Infrarotheizeinrichtung (11, 12; 20, 21) in der Nähe von wenigstens einer Seitenfläche und anschließendes Erhitzen der wenigstens einen Seiten fläche, so daß die wenigstens eine Seitenfläche an wenigstens einem Teil von ihr geschmolzen wird, und
- - Veranlassen, daß die Infrarotheizeinrichtungen (11, 12; 20, 21) von der wenigstens einen Seitenfläche weg bewegt werden.
15. Kunstharzverbundanordnung
- - mit einem ersten Kunstharzbauteil (4), das mit einer ersten Bezugsfläche (4C, 4D; 25B), mit einer ersten gegenüberliegenden Fläche (10c; 16c; 25A), die ent fernt von der ersten Bezugsfläche in einer Richtung weg von dem zweiten Kunstharzbauteil angeordnet ist, und mit einer ersten Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b; 19, 19a) versehen ist, welche die erste Be zugsfläche und die erste gegenüberliegende Fläche so verbindet, daß die erste gegenüberliegende Fläche, die erste Bezugsfläche und die erste Seitenfläche eine Stufenform bilden, und
- - mit einem zweiten Kunstharzbauteil (3), das mit dem ersten Kunstharzbauteil verbunden ist und das mit ei ner zweiten Bezugsfläche (9c, 9d; 22A), die in der er sten Bezugsfläche (4C, 4D; 25B) in einem nicht-ver schweißten Kontakt gehalten ist, mit einer zweiten gegenüberliegenden Fläche (9e, 22B), die getrennt von der zweiten Bezugsfläche in einer Richtung zur ersten gegenüberliegenden Fläche hin angeordnet ist, und mit einer zweiten Seitenfläche (9a, 9b; 18, 18a) versehen ist, welche die zweite Bezugsfläche und die zweite gegenüberliegende Fläche so verbindet, daß die zweite gegenüberliegende Fläche, die zweite Bezugsfläche und die zweite Seitenfläche eine Stufenform bilden, wobei die zweite Seitenfläche mit der ersten Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b; 19, 19a) verschweißt ist.
16. Anordnung nach Anspruch 15, bei welcher die erste Be
zugsfläche (4C, 4D) und die erste Seitenfläche (10a,
10b, 10d, 10e) sich im wesentlichen in einem rechten
Winkel bezüglich einander erstrecken.
17. Anordnung nach Anspruch 15, bei welchem sich die zweite
Bezugsfläche (9c, 9d) und die zweite Seitenfläche (9a,
9b) im wesentlichen in einem rechten Winkel bezüglich
einander erstrecken.
18. Anordnung nach Anspruch 15, bei welcher die erste Sei
tenfläche (19) eine erste Schrägfläche (19a) hat und die
erste Schrägfläche sich schräg bezüglich einer Richtung
(A) erstreckt, die senkrecht zur ersten Bezugsfläche
ist.
19. Anordnung nach Anspruch 15, bei welcher die zweite Sei
tenfläche (18) eine zweite Schrägfläche (19a) hat und
die zweite Schrägfläche sich schräg bezüglich einer
Richtung (A) erstreckt, die senkrecht zur zweiten Be
zugsfläche ist.
20. Anordnung nach Anspruch 15, bei welcher eines der Bau
teile bestehend aus dem ersten Kunstharzbauteil (4) und
dem zweiten Kunstharzbauteil (3) einen konkaven Ab
schnitt (10; 16; 27) und das andere einen konvexen Ab
schnitt (9; 24) hat, der mit dem konkaven Abschnitt in
Paßeingriff gebracht ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, bei welcher der konkave Ab
schnitt (10; 16) in der ersten Bezugsfläche (4C, 4D)
ausgebildet und mit einer inneren Seitenfläche als erste
Seitenfläche (10a, 10b, 10d, 10e; 16a, 16b) versehen ist
und der konvexe Abschnitt (9) sich aus der zweiten Be
zugsfläche (9c, 9d) heraus erstreckt und mit einer äuße
ren Seitenfläche als zweite Seitenfläche (9a, 9b) verse
hen ist.
22. Anordnung nach Anspruch 21, bei welcher eine Breite (L)
des konvexen Abschnitts (9) im wesentlichen über eine
Gesamtlänge des konvexen Abschnitts konstant ist, eine
Breite (L3; L1a) in der Nähe einer Öffnung des konkaven
Abschnitts (10; 16) im wesentlichen gleich der Breite
(L) des konvexen Abschnitts (9) ist und eine Breite (L1;
L1b) in der Nähe einer inneren Stirnfläche (10c; 16c)
des konkaven Abschnitts (10; 16) kleiner ist als die
Breite (L) des konvexen Abschnitts.
23. Anordnung nach Anspruch 21, bei welcher die äußere Sei
tenfläche des konvexen Abschnitts die Form einer Schräg
fläche hat, so daß eine Breite des konvexen Abschnitts
zu seiner äußeren Stirnfläche hin kleiner wird.
24. Anordnung nach Anspruch 21, bei welcher die innere Sei
tenfläche (16a, 16b) des konkaven Abschnitts (16) die
Form einer Schrägfläche hat, so daß eine Breite (L1a;
Lb1) des konkaven Abschnitts zu seiner inneren Stirnflä
che (16c) hin kleiner wird.
25. Anordnung nach Anspruch 21, bei welcher eine Längsabmes
sung (D; D′) des konkaven Abschnitts (10; 16) größer ist
als eine Längsabmessung (H) des konvexen Abschnitts (9).
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