DE2643158A1

DE2643158A1 - Anschlussfahnenbefestigung an kunststoffteilen

Info

Publication number: DE2643158A1
Application number: DE19762643158
Authority: DE
Inventors: Alex Blum; Franz Buehler; Heinrich Hofmann; Max Hufschmit; Max Monnier
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1977-09-01
Also published as: CH592967A5; AU2122577A; ATA922076A; GB1552314A; AT358120B

Description

fttmtamlfo·

Ung. Lsiawi bit *3·

Oipl.-Ing. ¥.

i. ato

Münchtn, dtn 24. September 1976 Sprecher & Schuh A&. CH-5001 Aarau Anschlussfahnenbefestigung an Kunststoffteilen

P

70983570685

Die Erfindimg betrifft eine Anordnung zur Befestigung metallener Anschlussfahnen an Kunststoffteilen mittels Ultraschalleinwirkung.

Es ist bekannt, Anschlussfahnen mittels einer Schraube, die dem Festklemmen eines elektrischen Leiters dienen kann, an Kunststoffteilen zu befestigen. Dies hat besonders den Nachteil, dass eine automatische Montage schlecht möglich ist.

TJm diesem Mangel zu begegnen, ist in Erwägung gezogen worden, Anschlussfahnen mit der Anschlussschrau.be zu versehen und schnappverschlussartig
in entsprechende Aussparungen von Kunststoffteilen einzudrücken. Dabei entstehen lose Kunststoffspäne, die aus Gründen der Kontaktsicherheit sehr gefährlich sind. Ausserdem bietet diese Schnappverschlusshalterung nur geringe Ausreisskräfte, so dass die Anschlussfahne bei Zug am Leiter relativ leicht vom Kunststoffteil gelöst werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, metallene Anschlussfahnen in Kunststoffteilen, die in der Regel aus einem Thermoplast bestehen, möglichst ausreiss-

70983570565

f "™

sicher zu verankern. Dies soll durch automatische Montage möglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass, jede Anschlussfahne an zwei Randpartien je eine von zwei einander abgewandten und miteinander konvergierenden gezahnten Stirnflächen aufweist, und diese entlang von zueinander parallelen Stellen vom zwischen ihnen liegenden Mittelteil abgesetzten Randpartien bei Ultraschalleinwirkung unter Binformung der gezahnten Stirnflächen im Kunststoff je in eine von zwei zueinander parallelen und einander gegenüberliegenden Nuten eines Kunststoffteiles eindrückbar sind, xfobei beidseits jeder ETUt vorgesehene Führungsflachen mit den Absatzstellen und/oder mit daran angrenzenden Flächen des Mittelteils der Anschlussfahne Dichtungsstellen bilden=

Dabei macht man sich die an sich bekannte Ultraschall-Schtfeissmethode zunutze, durch xfelche beispielsweise Gewindehülsen in Kunststoffknöpfen befestigt werden können.. Dies setzt voraus ₉ dass zwischen dem eingesetzten Metallteil und dem Kunststoffteil im

betreffenden Bereich eine ausreichende Abdichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, den geschmolzenen Kunststoff in Vertiefungen, z.B. Zahnlücken, des Metallteils fliessen zu lassen.

Diese Dichtung kann bei der erfindungsgemässen Anordnung durch die genannten liihrungsflächen hervorgerufen werden, so dass kein geschmolzenes Material aus der Hut seitlich austritt. Die Kontaktstellen bleiben dann sauber. Die Führungsflachen können wegen des Absetzens der genannten Sandpartien der Anschlussfahne so angeordnet sein, dass selbst im Falle geringfügigen Austretens geschmolzenen Kunststoffes nicht die Gefahr besteht, die Kontaktfläche zu verschmieren, welche sich naturgemäss im genannten Mittelteil der Anschlussfahne befindet, da der ausgetretene Kunststoff in schmalen Zwischenräumen zwischen Metallteil und Kunststoffteil aufgefangen wird.

Dadurch* dass die gezahnten Stirnflächen miteinander konvergieren, dLiu keilartig verlaufen, besteht die Möglichkeit, den Teil der Ansshlussfahne₉ an. welchem die gezahnten Stiriif'iäoksn si^li em nächsten sind, gerade so breit zn benies sen, dass er noch ösquem nit Eeibsshluss in die Su'Ge*i eingefüfcru werden kann«, Elas

709835/0565

Rundung oder Schrägung am Ende der Stirnflächen kann verhindern helfen, dass dabei in der Nut auch nur vorübergehend lose Späne gebildet werden.

Die genannte Zahnung kann sägezahnartig oder schaufeiförmig ausgebildet sein, wodurch sie sowohl das Einführen in die Nut erleichtert als auch dem Ausreissen der montierten Anschlussfahne aus dem Kunststoff erhöhten Widerstand entgegensetzen kann.

Die Massdifferenzen zwischen der Breite der Anschlussfahne und dem Abstand der Böden der "beiden Nuten voneinander soll in der Regel so bemessen sein, dass gerade so viel Kunststoffvolumen bei der Befestigung geschmolzen werden kann, wie zur Füllung der Zahnlücken nötig ist. Dabei kann ein kleiner Ueberschuss in Kauf genommen werden, weil die geschilderte Dichtungsweise eine hohe Verschmiersicherheit bietet, und weil es vorteilhafter ist, etwas Kunststoff gegen die Enden oder Seiten der Nut zu verdrängen und dabei die Zahnlücken gut zu füllen, als eine mangelhafte Füllung der Zahnlücken (und damit eventuell eine verminderte Ausreisskraft) in Kauf zu nehmen. Wegen der vorhandenen Auffangräume ist dies ohne weiteres möglich. Dies birgt den weiteren Vorteil in sich, dass die Toleranzen bei der Herstellung der Einzelteile relativ weit sein können.

709835/0-565

Vorteilhaft ist es auch, wenn jede der genannten Rindpartien einer Anschlussfahne mit dem Mittelteil ein Z-artiges Schnittbild ergibt, wobei beide Randpartien zur gleichen Seite des Mittelteils hin versetzt angeordnet sind. Es kann'aber auch so vorgegangen werden, dass jede Randpartie dünner als der Mittelteil ist und so gegenüber der einen Fläche oder gegenüber beiden Flächen des Mittelteils zurückversetzt ist oder vorspringt. Die genannte bevorzugte Z-artige Versatzweise erlaubt es, dass eine von der Oeffnung jeder Nut abgewinkelt verlaufende Führungsfläche mit einer zum Mittelteil der Anschlussfahne abgewinkelt stehenden Absatzfläche einen schmalen Dichtungsspalt bildet. Auf der anderen Flächenseite der Anschlussfahne kann dann eine Art Rippe des Kunststoffteils neben der Versatzstelle an der Fläche des Mittelteils selbst dichtend anliegen. Die Nut kann dann z.B. L-förmig ausgebildet sein. Diese Anordnung der Nuten und deren Führungsflächen bewirkt dann eine saubere Ausrichtung der Anschlussfahne in seitlicher Richtung und in der Höhe, wobei die eine Führungsfläche z.B. oben eine seitliche und die andere dann unten eine untere Dichtungsfläche bilden kann.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden. Es zeigen:

709835/0565 original „speoted

Pig. 1 eine stark vergrösserte Draufsicht auf eine Anschlussfahne,

Pig. 2 eine Seitenansicht dieser Anschlussfahne nach Pfeil II in Pig. I,

Pig. 3 eine Endansicht dieser Anschlussfahne nach Pfeil III in Pig. I,

Pig. 4 einen Schnitt durch ein Pragment eines Kunststoffteiles, die beiden Nuten zeigend, und

Pig. 5 einen fragmentaren der Pig. 4 ähnlichen

Schnitt durch eine Nut, in welcher eine Randpartie der Anschlussfahne entsprechend Pig. 3 eingezeichnet ist.

In den Pig. 1 bis 3 ist die Anschlussfahne 1 mit einer in ihrem Mittelteil 2 vorgesehenen Gewindebohrung 3 gezeichnet, in welcher normalerweise vor ihrer-Montage im Kunststoffteil 4 (Pig. 4 und 5) eine Schraube mit durch sie gehaltener Klemmscheibe (zum Anschliessen eines Leiters) eingeschraubt wird. Aus G-ründen der Uebersichtlichkeit wurde auf die Darstellung dieser Schraube verzich tet. Der in Pig. 1 um die Gewindebohrung 3 herum angeordnete Mittelteil 2 ist die Anschluss-Kontaktfläche.

709835/0-565

•/p.

Der Mittelteil 2 der Anschlussfahne 1 weist eine Verlängerung 2' auf, die beispielsweise als weitere nontaktfläche für einen Taster oder als Kontaktfläche

Steckverbindungen nutzbar wäre. Sie kann auch anderen Zwecken entsprechend geformt sein. Sie könnte statt in der gleichen Ebene wie der Mittelteil 2 auch in einer anderen Ebene liegen, beispielsweise vom Mittelteil 2 senkrecht zum Betrachter hin abgewinkelt sein.

Die beiden Randpartien 5 sind, wie man besonders deutlich in Pig. 2 erkennt (beispielsweise durch einen Prägevorgang) gegenüber dem Mittelteil 2 nach unten abgesetzt, so dass zwischen Mittelteil 2 und jedem Randteil 5 oben ein rechtwinkliger PaIz 6 und unten ein etwas gewölbter falzartiger Uebergang 7 vorgesehen ist. Dadurch bildet jede Randpartie 5 mit dem Mittelteil 2 ein Z-artiges Sehnittbild, wie man dies auch in der Ansicht der Pig. 3 gut erkennen kann.

An den Stirnflächen 8 der Randpartien 5 sind sägezahnartige Zähne 9 und zwischen ihnen Zahnlücken 10 vorgesehen. Diese gezahnten Stirnflächen 8 sind auf die Verlängerung 2¹ des Mittelteils 2 hin

ORIGINAL iNSPECTcD 709835/0565

• /to.

konvergierend ausgebildet, und das der Verlängerung 2¹ nächstliegende Ende jeder Stirnfläche 8 hat eine gerundete Übergangsstelle 11. Der der TJebergangsstelle nächstliegende Teil 12 der Zahnung 9 ist so "bemessen, dass der Abstand 13 der Stellen 12 dem Abstand 14 der Böden 15 der Nuten 16 des Kunststoffteiles 4 mit Reibschluss entspricht. Führt man nun die Anschlussfahne 1 mit der Verlängerung 2' voraus in Richtung des Pfeiles 17 in den Kunststoffteil 4 so ein, dass die Randpartien 5 in die Nuten 16 gelangen, so kann die Rundung 11 und die Stelle 12 jeder Randpartie 5 mit einfachem Reibscnluss (ohne Späne zu bilden) in die zugehörige Nut 16 gelangen. Wollte man das Einführen in Richtung des Pfeiles 17 fortsetzen, so wurden die Zähne 9 an den Nutböden 15 angedrückt und ein weiteres Eindringen ohne Verformung der Nutböden 15 unmöglich. Da nun aber dabei die Anschlussfahne mit Ultraschallwellen beaufschlagt wird, kann zwischen den Stirnflächen 8 und den Nutböden 15 Wärme freigesetzt werden, die das Kunststoffmaterial am Nutboden 15 schmilzt. Der geschmolzene Kunststoff wird dann von den Zähnen 9 in die Zahnlücken 10 verdrängt, so dass die in Pig. 5 gezeigte-Konfiguration entsteht. Die Führungsfläche 18 neben der Oeffnung jeder Nut 16 bildet mit der zugehörigen Absatzfläche 19 eine Dichtungsstelle. Die Führungsfläche

70983570565

jeder Rippe 21 am anderen Rand jeder Mut 16 liegt unmittelbar neben jedem Falz 7 an der unteren Fläche

(Fig. 3) des Mittelteils 2 an. Der Reibschluss dir Dichtungsflächen 20 an der Anschlussfahne gewahrleistet, dass durch die labyrinthartige Ausbildung an diesen Stellen praktisch kein geschmolzener Kunststoff auf die Kontaktfläche des Mittelteils 2 gelangt.

Sobald die Anschlussfahne 1 soweit wie erforderlich in den Kunststoffteil 4 eingeschoben ist (z.B. bis die Übergangsstellen 23 der Anschlussfahne 1 an der Wandung 24 des Kunststoffteils 4 angestossen sind), kann das Einschieben und das weitere Beschallen abgebrochen werden. Der an den Nutböden 15 geschmolzene Kunststoff erstarrt in den Zahnlücken 10, wodurch eine weitgehend ausreissfeste und solide Befestigung der Anschlussfahne 1 im Kunststoffteil 4 gegeben ist.

Es versteht sich, dass es ohne weiteres möglich ist, zweckentsprechend im Rahmen der Erfindungsdefinition geformte Anschlussfahnen vor ihrer Befestigung am Kunst-

ORfGiNAL INSPECTED 70983570565

stofjfteil automatisch zu fertigen (beispielsweise durch Stanzen, Ziehen, G-iessen, Spanabheben, Pressen, Gewindebohren usw.) und dass es auch möglich ist,

automatisch mit Schrauben und anderem Zubehör

zu versehen, worauf sie ebenfalls automatisch durch eine geeignete Einschubvorrichtung in den Kunststoff teil mit Ultraschall einzudrücken sind.

709835/0565

ORIGINAL INSPECTED

Lee rse ι te

Claims

-vt-

Patentansprüche :

O an Kunststoffteilen

Anordnung zur Befestigung metallener Anschlussfahnen/

mittels Ultraschalleinwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass jede Anschlussfahne (1) an zwei Randpartien (5) je eine von zwei einander abgewandten und miteinander konvergierenden gezahnten (9, 10) Stirnflächen (8) aufweist, und diese entlang von zueinander parallelen Stellen (6; 7) vom zwischen ihnen liegenden Mittelteil (2) abgesetzten Randpartien (5) bei Ultraschalleinwirkung unter Einformung der gezahnten Stirnflächen (8) im Kunststoff je in eine von zwei parallelen und einander gegenüberliegenden Nuten (16) eines Kunststoff teils (4) eindrilckbar sind, wobei beidseits jeder Nut (16) vorgesehene Führungsflachen (18; 20) mit den Absatzstellen (6; 7) und/oder mit daran angrenzenden Flächen (22) des Mittelteils (2) der Anschlussfahne (1) Dichtungsstellen bilden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (14) zwischen den Böden (15) der einander gegenüberliegenden Nuten (16) mindestens gleich gross wie der Abstand (13) zwischen den konvergierenden Stirnflächen (8) an ihren einander näehstliegenden Endbereichen (12) ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der konvergierenden Stirnflächen (8) im genannten Endbereich (12) einen gerundeten und/oder abgeschrägten Übergang (11) aufweist, an dem der Abstand der Stirnflächen kleiner als der besagte Abstand (14) der Nut-Böden (15) ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Randpartien (5) ait dem an sie angrenzenden Mittelteil (2) eine im Schnitt Z-artige Fora bildet und die beiden Randpartien (5) zur gleichen Seite hin vom Mittelteil (2) versetzt angeordnet sind.

-13-709835/0565

ORIGINAL INSPECTED
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hat (16) im einen Randbereich eine zum Hutboden (15) angenähert parallele Führungsfläche (18) und im anderen Bandbereich eine zum Nutboden (15) angenähert vertikale Führungsfläche (20) aufweist, wobei jede der Führungsflächen (18, 20) von einer an sie angrenzenden Nutwandung abgewinkelt oder räumlich getrennt angeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5,. dadurch gekennzeichnet, dass*die zum Hutboden (15) vertikale Führungsfläche (20) an einer zum Hutboden (15) parallelen Sippe (21) des Kunststoffkörpers (4) vorgesehen ist.

709835/0 565