DE2443848C3 - Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus thermoplastischen KunststoffenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verbinden von stumpf aufeinander stoßenden Werkstücken,
insbesondere von planparallelen Scheiben aus thermoplastischem Kunststoff. Die Möglichkeit, eine
solche Verbindung durch Verkleben zu erreichen, spiel* in der Praxis eine große Rolle, ist jedoch bekanntlich mit
einer Reihe von Nachteilen verbunden, unter denen die unzulängliche Festigkeit bei sehr hohen Belastungen
besonders erwähnt sei.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem stumpf aneinander
stoßende Werkstücke aus thermoplasiischem Kunststoff
mechanisch verbunden werden können, ohne daß die Werkstücke durch l.ochlaibung und Kerbwirkungen
aufgrund von Abmessungsänderungen als Folge von Temperaturschwankungen bei Belastung zu Bruch
gehen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs I gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in der Aufsicht die miteinander zu verbindenden Teile A und B. Diese werden, wie Fig. 2
zeigtj zunächst stumpf zusammengeführt und in beliebiger Weise in dieser Stellung arretiert. Danach
wird eine' Bohrung 1 so durch d!e beiden aneinanderliegenden
Teile geführt, daß beide Teile A und B je eine halbkreisförmige Ausnehmung aufweisen. Fig.3 zeigt
im Schnitt die Schraube 2, deren untere Kopfseite nicht
plan ist, sondern eine ProfiÜerung aufweist. Diese kann,
wie zeichnerisch däfgeslellf, mit besonderem Vorteil eifi
öder mehrere konzentrisch um den Schaft 3 Verlaufende
Wulste 4 darstellen, so daß im Schnitt die Profilierung sinuskurvenähniich erscheint. Die Unterseite des
Schraubenkopfes kann auch in einer beliebigen anderen Weise uneben ausgestaltet sein und z. B. höckerartige
Erhebungen aufweisen. Auf den Schaft 3 wird die Scheibe 5 aufgesetzt, die entweder ein Innengewinde
trägt oder/und mittels der Mutter 6 arretiert werden kann. Auch die Scheibe 5 wird mit Vorteil unplan
ausgestaltet und trägt beispielsweise die unter 4 dargestellten Wulste oder andere Profilierungen 7.
Der Durchmesser des Schaftes 3 ist kle-ner als der
Durchmesser der Bohrung 1, so daß bei der späteren Verbindung der Teile A und B eine Lochlaibung
ausgeschlossen ist.
Zunächst werden die Schraube 2 und Gegenscheibe 5, ggf. auch die Gegenmutter 6 auf eine Temperatur
erhitzt, die über der Glasumwandlungstemperatur Tg
des zu verbindenden thermoplastischen Kunststoffes liegt. Bei Acrylglas mit einer Tg und 105 bis 110° werden
die genannten Teile beispielsweise auf 160= erwärmt.
Danach wird der Schaft 3 der Schraube 2 durch die Bohrung 1 geführt und die Scheibe 5 und die
Gegenmutter 6, auf den Schaft aufgesteckt bzw. aufgeschraubt. Der Wärmeinhalt von Schraube und
Scheibe ist so hoch, daß der Kunststoff an der Berührungsfläche über die Glasumwandlungstemperatur
hinaus erwärmt, d. h. in den thermoelastischen Zustand übergeführt wird. Unter dem Anpreßdruck, der
beim Anziehen der Mutter 6 erzeugt wird, preßt sich die
jo profilierte Oberfläche der beiden Metallteile in den Kunststoff unter Ausbildung des Negativs der Oberflächenprofilierung
ein, d. h. bei der zeichnerisch dargestellten Ausbildung der Profilierung in Form eines
konzentrischen Wulstes oder mehrerer konzentrischer Wulste bilden sich im Kunststoff entsprechende Rillen
aus. Der Anpreßdruck wird so lange aufrechterhalten, bis der Kunststoff unter die Glasiimwandlungstemperatur
abgekühlt ist. Danach sind beiüw Werkstücke fesl
miteinander verbunden. Da die vom Druck der Verschraubung herrührende Belastung von der Wanil
des Bohrloches ferngehalten und gleichmäßig von den Auflageflächen 4 und 7 auf einen großen Querschnitt
übertragen wird, wird die Gefahr einer Kerbwirkung ausgeschlossen.
Es können auch zwei übereinander angeordnete Werkstücke verbunden werden, wie dies in der
Schnittzcichnung gemäß F ι g. 4 dargestellt ist: Durch
die übereinanderliegenden Werkstücke C und D wird die Bohrung 1 geführt. In die Bohrung 1 wird die
erwärmte Schraube 2 eingesetzt, und zwar zeigt Fig 4
d"! Schraube zum Zeitpunkt des Aufsetzens der
Schraube nach Anbringen der Gegenscheibe 5. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, haben sich die Schraube 2 mit der
Fläche 4 und die Gegenscheibe 5 mit der Fläche 7 in den erweichten Kunststoff eingepreßt, und zwar mit dem
Ergebnis, daß nicht nur die Gefahr der Kerbwirkung ausgeschlossen wird, sondern bcde Teile fund D auch
vcrdrehiingsfrei miteinander verbunden sind.
Wenn auch, wie eingangs erwähnt, das erfindungsge
mäße Verfahren vornehmlich der mechanischen Verbin» dung planpafaileler Scheiben aus thermoplastischen
Werkstoffen dient, kafin von der Vorliegenden Erfindung in allen Fällen Gebrauch gemacht werden, in
denen Werkstücke beliebiger Form durch Verschraubung stumpf miteinander verbunden werden sollen.
Alleri Ausführüngsfofmen ist gemeinsam, daß bei den
durch den Druck der Verschraubung zusamindngdlialie·
nefi Teilen eine Lochlaibung ausgeschlossen ist und
durch die gleichmäßige Verteilung des Druckes auf die Auflagefläche des Schraubenkopfes und der Gegenscheibe
Kerbwirkungen nicht auftreten.
Bei einer Zugbeanspruchung der gemäß Fig.2 miteinander zu verbindenden Teile A und B in Richtung
der eingezeichneten Pfeile ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Festigkeit der
Verbindung e'ipe ungleich größere, als wenn bei sonst
gleichem Vorgehen die Auflageflächen 4,5 plan wären. Dabei ist jedoch zusätzlich zu bedenken, daß Scheiben
aus thermoplastischen Kunststoffen nicht ideal planpar-
alle) sind und daß auch die Auflageflächen vun
Schraubenkopf und Gegenscheibe bei technischem Einsatz keine Präzisionsvorrichtungen mit absolut
planer Oberfläche darstellen. Selbst wenn die Bohrung so groß gehalten wird, daß zwischen Bohrwand und
Schraubenschaft keine Berührung eintritt, ist beim Anziehen der Verschraubung der kalten, planförmigen
Schraube und Gegenscheibe eine punktförmige Belastung des Werkstoffes mit der Folge der Kerbwirkung
unvermeidlich.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Verbinden von stumpf aufeinanderstoßenden Werkstücken, insbesondere von planparallelen
Scheiben, aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (A, B) so gebohrt werden, daß sich in
jedem der beiden Werkstücke (A, B) eine halbkreisförmige Ausnehmung befindet, daß eine über die
Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffes hinaus erwärmte Schraube (2),
deren Schraubenkopf an der Auflagefläche (4) profiliert ausgestaltet ist und deren Schaft (3) einen
kleineren Durchmesser hat als die Bohrung (1) durch die Bohrung geführt wird, wonach eine Gegenscheibe
(5), deren Auflagefläche (7) profiliert sein kann, auf den Schaft gesteckt wird, und daß mittels einer
Mutter (6) oie Auflagefläche (4) bzw. die Auflageflächen
(4, 7) in die Kunststoffoberfiäche eingepreßt wird, bzw. werden und daß die Verschraubung in
dieser Stellung gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei übereinander angeordneten Teilen
(C, D) die Bohrung durch bei ie Teile hindurchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung der Auflagefläche
(4) und/oder der Auflagefläche (7) derart geschieht, dcJl diese Fläche bzw. Flächen wenigstens
einen konzentrisch an^eordn^'en Wulst bzw. deren mehrere aufweist, bzw. aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742443848 DE2443848C3 (de) | 1974-09-13 | 1974-09-13 | Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19742443848 DE2443848C3 (de) | 1974-09-13 | 1974-09-13 | Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2443848A1 DE2443848A1 (de) | 1976-04-01 |
DE2443848B2 DE2443848B2 (de) | 1979-05-31 |
DE2443848C3 true DE2443848C3 (de) | 1980-02-07 |
Family
ID=5925668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742443848 Expired DE2443848C3 (de) | 1974-09-13 | 1974-09-13 | Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2443848C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014106618A1 (de) * | 2014-05-12 | 2015-11-12 | Rainer Kurt Jenjahn | Elektromotor mit mehrteilig aufgebautem Stator |
-
1974
- 1974-09-13 DE DE19742443848 patent/DE2443848C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014106618A1 (de) * | 2014-05-12 | 2015-11-12 | Rainer Kurt Jenjahn | Elektromotor mit mehrteilig aufgebautem Stator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2443848B2 (de) | 1979-05-31 |
DE2443848A1 (de) | 1976-04-01 |
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