DE2109981C3 - Verfahren zum Verbinden zweier Teile, von denen mindestens eines aus thermoplastischen Kunststoff besteht mittels Ultraschall - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Teile, von denen mindestens eines aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und mit einer öffnung versehen ist, bei dem das andere Teil, weiches mindestens eine Hinterschneidung aufweist, in diese öffnung eingeführt und durch Einwirkung von Ultraschallenergie Kunststoff von dem Teil aus thermoplastischem Kunststoff zum Einfließen in die Hinterschneidung gebracht wird.

Ein solches Verfahren wird insbesondere benutzt bei der Herstellung von Kunststoffgehäusen zur Unterbringung elektrischer Bauteile, wo die elektrischen Anschlüsse für die Bauteile durch eine öffnung in einer Wand des Gehäuses hindurchgeführt werden, diese öffnung aber gegen das Eindringen von Fremdstoffen abgedichtet werden muß, wie beispielsweise bei der Montage von Kontakten an dem Gehäuse von Magnetschaltern. Ein derartiges Verbindungsverfahren ist beispielsweise in der GB-PS 1180 383 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Metallteil in ein Sackloch eines Kunststoffkörpers eingeführt und mit diesem dadurch verbunden, daß Ultraschallenergis direkt auf das Metallteil übertragen wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß dabei verhältnismäßig große Energieverluste auftreten, so daß es nur zum Verbinden kleiner Teile geeignet ist, deren Durchmesser 9,4 mm nicht überschreitet. Außerdem ist die Arbeit wegen des direkten Kontaktes der Sonotrode mit dem Metallteil sehr geräuschvoll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungsverfahren anzugeben, das sich auch zum Verbinden größerer Teile eignet und keine starke Lärmbelästigung mit sich bringt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an der öffnung an einer Seite des thermoplastischen Teils eine Ausnehmung unter Ausbildung einer Schulter zwischen Ausnehmung und öffnung hergestellt, das andere Teil mit einer Ringnut versehen und so in die öffnung eingeführt wird, daß die Ringnut sich in gleicher Höhe wie die Ausnehmung befindet, worauf durch Aufbringen von Ultraschallenergie auf die Schulter thermoplastisches Material zürn Einfließen in die Ringnut und in die Ausnehmung gebracht wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dadurch, daß bei dem Verfahren der Erfindung die Ultraschallenergie nicht auf das Metall, sondern auf den Kunststoff übertragen wird, sind die Energieverluste erheblich kleiner, so daß auch der Leistungsbedarf der Sonotrode geringer ist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Lebensdauer der Sonotrode langer ist und daß genauer gearbeitet werden kann. Ferner ermöglicht die Übertragung der Ultraschallenergie auf den Kunststoff die Erzielung eines besseren Aussehens des Kunststoffteils.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein elektrischer Anschlußkontakt 11 mit einem Schaltergehäuse 12 aus Polypropylen verbunden werden. Der Anschlußkontakt 11 weist einen Schaft 13 und einen Kopf 14 an einem Ende des Schaftes mit einem größeren Querschnitt als der Schaft 13 auf. Der Schaft 13 ist ferner zwischen den Enden mit einer Umfangsnut 15 versehen, die einen Hals 16 bildet, dessen Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Schaftes 13 ist.

Das Schaltergehäuse 12 hat einen Boden 17, der mit einem Loch 18 versehen ist, durch das der Schaft 13, nicht aber der Kopf 14 des Anschlußkontaktes 11 paßt. Der Schaft 13 sitzt mit strammem Paßsitz in dem Loch 18. Von der Außenseite 17a des Bodens 12 an dem Loch 18 geht ein zylindrischer Hohlzapfen 20 aus, der mit dem Boden 17 aus einem Stück besteht und dessen Hohlraum mit dem Loch 18 verbunden ist. Der Hohlzapfen 20 bildet mit der Fläche 17a des Bodens 17 eine Ausnehmung 19 an der Seite 17a des Bodens. Diese Ausnehmung 19 umgibt den gesamten Umfang des Loches 18. Das freie Ende des Hohlzapfens 20 bildet eine Ringschulter 21 zwischen dem Loch 18 und der Ausnehmung 19, und da die Ringschulter 21 von dem von der Seite 17a des Gehäuses ausgehenden Zapfen 20 gebildet wird, befindet sich die Schulter mit einem Abstand oberhalb der Seite 17a. Der Hohlzapfen 20 muß jedoch nicht unbedingt vorhanden sein; wenn er

nicht vorgesehen ist, wird die zwischen der Ausnehmung 19 und dem Loch 18 befindliche Schulter 21 von einem Teil der Seite 17a gebildet.

Um den Anschlußkontakt 11 mit dem Schaltergehäuse 12 z'i verbinden, wird der Anschlußkonta'<t 11 in das Loch 18 und in den Hohlraum des Hohl/apfens 20 so eingesetzt, daß der Kopf 14 sich an der Innenseite des Bodens 17 befindet, von dem Boden jedoch Abstand hat. Die Umfangsnut 15 befindet sich an der Ausnehmung 19 zwischen dem Boden der Ausnehmung 19 und der Seite 17.-J. Sodann wird eine Sonotrode 22 an die Schulter 21 angelegt, und die Schwingungsenergie, die auf die Schulter 21 übertragen wird, bewirkt ein Fließen de>> Materials von der Schulter 21 in die Umfangsnut 15, so (JaIi beim Entfernen der Sonotrode der Anschlußkontakt Il mit dem Gehäuse 12 verbunden ist. Ferner fließt Material auch in die Ausnehmung 19, und bei dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der Schulter 21 so gewühlt, daß von der Schulter 21 so viel Material abfließen kann, um die Umfangsnut 15 und die Ausnehmung 19 zu füllen. Außerdem sind die Abmessungen so gewählt, daß nach dem Ultraschallschweißen die Unterseile 17a des Bodens eben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden zweier Teile, von denen mindestens eines aus einem thermoplastisehen Kunststoff besteht und mit einer Öffnung versehen ist, bei dem das andere Teil welches mindestens eine Hinterschneidung aufweist, in diese Öffnung eingeführt und durch Einwirkung von Ultraschallenergie Kunststoff von dem Teil aus thermoplastischen Kunststoff zum Einfließen in die Hinterschneidung gebracht wird, dadurch gekennzeichne t ,daß an der Öffnung(18) an einer Seite des thermoplastischen Teils (12) eine Ausnehmung (19) unter Ausbildung einer Schulter (21) zwisehen Ausnehmung (19) und Öffnung (18) hergestellt, das andere Teil (11) mit einer Ringnut (15) versehen und so in die Öffnung (18) eingeführt wird, daß die Ringnut (15) sich in gleicher Höhe wie die Ausnehmung(!9) befindet, worauf durch Aufbringen von Ultraschallenergie auf die Schulter (21) thermoplatisches Material zum Einfließen in die Ringnut (15) und in die Ausnehmung (19) gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (19) vollständig um den Umfang der Öffnung (18) herumgeführt wird, so daß die zwischen der Ausnehmung (19) und der Öffnung (18) gebildete Schulter (21) ringförmig wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem thermoplastischen Teil (12) einstückig ein Hohlzapfen (20) angeformt wird, dessen Hohlraum die Öffnung (18) bildet, in die das andere Teil (11) eingeführt wird, und dessen Wandung die Schulter (21) bildet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (21) so bemessen wird, daß das bei Ultraschalleinwirkung fließende Material die Nut (15) und die Ausnehmung (19) füllt, so daß nach Beendigung der Ultraschalleinwirkung die betreffende Seite des thermoplastischen Teils (12) eben ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil (11) mit strammem Preßsitz in die Öffnung (18) eingeführt wird.