DE3341929C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer lösbaren, formschlüssigen Schnappverbindung zum Verbinden von Kunststoffteilen mit Metallteilen, bei der ein Konkavprofil der Schnappverbindung im Kunststoffteil und ein zugeordnetes Konvex­ profil am Metallteil ausgebildet wird. Eine derartige Schnapp­ verbindung ist aus der GAK 6/1976, S. 368 bis 372 bekannt.

Der Bedarf an leicht lösbaren Verbindungsmöglichkeiten hoher Tragfähigkeit für Teile aus Metallen und/oder Kunststoffen ist aus mehreren Gründen zunehmend. Ein wichtiges Anwendungsgebiet sind Verbundkonstruktionen mit tragenden Metallstrukturen und mit diesen durch Schnappverbindungen lösbar verbundenen Kunst­ stoffteilen, z. B. in der Kraftfahrzeug- und Bautechnik. Solche Kunststoffteile dienen als Verkleidung für Designfunk­ tionen oder als Korrosionsschutz. Für Reparaturmaßnahmen oder zum baukastenartigen Auswechseln wird ein leichtes Lösen solcher Verbindungen angestrebt. Eine weitere Anwendung ist mit der Möglichkeit zu sehen, Bauteile im Zuge von Recyclingprozessen vor dem Aufbereiten oder Aufarbeiten schnell wieder trennen zu können (z. B. Demontagen auf dem Schrottplatz).
Bisher werden solche Verbindungsaufgaben durch eine Vielzahl von Verbindungselementen wie z. B. Schrauben, Spann- und Drehver­ schlüssen sowie Bolzen- und Stiftverbindungen gelöst, was aber Zusatzelemente und häufig kostenintensive Bearbeitungsverfahren für die Fügeteile erfordert.

Das Wirkprinzip und Verhalten von Schnappverbindungen ist weit­ gehend geklärt. Auch die Verklebung von Plastomerwerkstoffen und Metallen ist bekannt und u. a. in der DE-Anmeldung 30 21 898 beschrieben. Eine wichtige Anwendung solcher Verbundverklebungen ist in DE-OS 33 36 622 aufgeführt. Bei allen Vorschlägen für hoch­ feste Klebverbindungen zwischen Kunststoff- und Metallteilen wird aber eine unlösbare Stoffschlußverbindung angestrebt, die sowohl auf der Metall- als auch auf der Kunststoffseite eine hohe Adhäsionsfestigkeit des Klebers ausnutzt. Dabei ebenfalls vorgeschlagene Profilierungen dienen einem den Stoffschluß unterstützenden Formschluß, der aber nicht gelöst werden soll, sondern zusätzlich zum Stoffschluß eine Art Verzahnung bildet.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer lösbaren Schnappverbindung zum Verbinden von Kunststoffteilen mit Metallteilen zu schaffen, die mit diesem ohne großen Zeit­ aufwand einfach herzustellen ist. Diese Aufgabe wird erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, daß auf das Metallteil ein Kleber mit hoher Bindungsfestigkeit zum Metall und geringer Bindungs­ festigkeit zum Kunststoff aufgebracht wird, und daß beim ersten Fügevorgang der beiden Teile nach Aushärten des Klebers das Konvexprofil am Metallteil durch den Kleber ausgebildet wird.

Schnappverbindungen, deren Wirkprinzip aus Fig. 1 hervorgeht, sind in einer großen Variantenfülle zum Verbinden von Kunst­ stoffteilen bekannt und hinsichtlich ihres Tragverhaltens ein­ gehend untersucht. Das Wirkprinzip beruht auf der Möglichkeit, durch elastische und möglicherweise partiell plastische Verfor­ mungen eines oder beider Fügeteile während des Fügevorgangs ein Ineinanderschnappen von Konkav- und Konvexteil zu erreichen (Fig. 1/2). Die nach dem Fügen von der Verbindung übertragbare Kraft (Trennkraft in Lösevorrichtung) ergibt sich aus den ela­ stischen Reaktionskräften des Formschlusses (Keilprinzip) und den wirksamen Reibungskräften an den Wirkflächenpaaren. Sind beide zu verbindenden Fügeteile aus Kunststoff, so können die für den Formschluß erforderlichen Konkav- und Konvexprofile problemlos und kostengünstig durch Spritzgießen oder Extrudieren hergestellt werden.

Ist ein Fügepartner dagegen aus Metall, so wird dessen Profilie­ rung, z. B. durch Umformen, in der Herstellung sehr viel aufwen­ diger. Einer setzt die Erfindung an, die zum Ziel hat, auch glatte Bleche oder prismatische Teile aus Metall mit elastischen Kunststoffteilen durch eine formschlüssige Schnappverbindung zu verbinden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Dabei soll gemäß Fig. 2 das Konkavprofil der Schnappverbindung im Kunststoffteil (a) angeordnet und hergestellt sein, während das zum Formschluß notwendige Konvexprofil so hergestellt wird, daß das zunächst glatte, unprofilierte Metallteil (b) in das Kunststoffprofil eingeschoben (Fig. 2/1) und mit diesem mittels hochfestem Kleber (c) so verklebt wird, daß auf der Metallseite eine hohe Adhäsionsfestigkeit, auf der Kunststoffseite dagegen keine oder nur eine niedrige Adhäsionsfestigkeit erzielt wird (Fig. 2/2). Durch dieses Verfahren entstehen mittels Kleber (c) am Metallteil (b) ein oder mehrere Konvexprofile (d), die als Schnappelemente zum Kunststoff-Konkavteil genutzt werden können. Beim Lösen der Verbindung haftet der Kleber (c) bzw. das durch Klebstoff gebildete Profil (d) fest auf der Metallseite, während auf der Kunststoffseite ein leichtes Lösen und elastisches Auf­ biegen des Kunststoffprofils möglich ist (Fig. 2/3). Eine solche Verbindung eignet sich dann zum wiederholten Lösen und Fügen beider Fügepartner.
Eine derartige Profilierung des Metallteils ist billig herzu­ stellen und gestattet einen großen Gestaltungsfreiraum, da das Profil nur am Kunststoffteil durch Umformen oder spanende Bear­ beitung hergestellt werden muß. Voraussetzung ist eine hohe Eigenfestigkeit des Klebers und dessen hohe Bindefestigkeit zum Metallteil, beides Eigenschaften, die bei der heutigen Klebe­ technologie zu erreichen sind.
Gemä8 Fig. 2.4 ist es auch möglich, Metallteile (b) miteinander durch ein profiliertes Kunststoff-Zwischenstück (e) oder gemäß Fig. 2/5 Kunststoffteile (a) miteinander durch ein Metall- Zwischenstück (f) zu verbinden.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer lösbaren, formschlüssigen Schnapp­ verbindung zum Verbinden von Kunststoffteilen mit Metallteilen, bei der ein Konkavprofil der Schnappverbindung im Kunststoffteil und ein zugeordnetes Konvexprofil am Metallteil ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallteil ein Kleber mit hoher Bindungsfestigkeit zum Metall und geringer Bindungsfestig­ keit zum Kunststoff aufgebracht wird, und daß beim ersten Füge­ vorgang der beiden Teile nach Aushärten des Klebers das Konvex­ profil am Metallteil durch den Kleber ausgebildet wird.