DE3807976C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
- B29C66/7232—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer
- B29C66/72321—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer consisting of metals or their alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2009/00—Layered products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Schweißen oder Löten eines mit Kunststoff verbun
denen Metallteiles.
Auf zahlreichen technischen Gebieten werden Me
tallteile in Verbindung mit Kunststoffteilen verwendet.
Wenn Schweiß- oder Lötvorgänge am Metallteil vorzu
nehmen sind, erfolgt dieses vor dem Zusammenfügen
der beiden Teile unterschiedlicher Materialien, um eine
Beschädigung durch Wärmeeinwirkung des Kunststoff
bauteiles zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren zu entwickeln, mit dem ein Schweiß- oder Löt
vorgang auch bei mit dem Kunststoff verbundenen Me
tallen durchführbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im An
spruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Mit dem Zwischenraum ist zwischen der Schweißstel
le und dem Kunststoffteil ein wärmeisolierendes Luft
polster geschaffen, das so breit ausgelegt werden muß,
daß eine schädliche Wärmeübertragung über die noch
bestehenden Kontaktbereiche zwischen Metall und
Kunststoff nicht mehr in einem schädigenden Maße
stattfinden kann. Die Erfindung ermöglicht es somit, bei
Metall/Verbundgegenständen Schweißvorgänge auch
nach deren Montage durchzuführen, was insbesondere
in den Fällen von Vorteil ist, bei denen eine Zusammen
fügung nach einem Schweißvorgang nicht mehr möglich
ist, wie beispielsweise bei der Anbringung einer Man
schette auf ein Kunststoffrohr, die in belastbarer kraft
schlüssiger Verbindung mit dem Rohr stehen soll, insbe
sondere bei Hinterschneidungen.
Der Zwischenraum kann gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung in Form einer Nut hergestellt werden, die
entweder im Metallteil oder im Kunststoffteil oder
gleichzeitig in beiden Teilen eingearbeitet wird.
Zur Verstärkung der wärmeisolierenden Wirkung
können vorzugsweise wärmeisolierende Materialien in
den Zwischenraum eingeführt werden, die diesen Raum
entweder teilweise oder vollständig ausfüllen.
Gut geeignet sind Folien oder Folienpakete, die durch
Reflektieren der Wärmestrahlung zur Wärmedämmung
beitragen. Derartige Folien können aus Metall, Glim
mer oder ähnlichen Materialien bestehen.
Eine einfache Art, die Wärmeisolierung zu stärken,
besteht darin, daß durch den Zwischenraum ein Kühl
medium durchgeleitet wird, wie z. B. ein Schußgas.
Die vorstehenden Zusatzmaßnahmen haben den Vor
teil, daß sie im Endprodukt nicht verbleiben müssen. Die
Folien können so angeordnet werden, daß sie nach dem
Schweiß- bzw. Lötvorgang wieder entfernt werden kön
nen, indem sie herausgezogen werden. In besonderen
Fällen können die obigen Zusatzmaßnahmen miteinan
der kombiniert werden.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah
rens ist es möglich, Metallbauteile mit Kunststoffbautei
len in einer neuartigen Form zu verbinden, wobei weder
die Festigkeit des Endproduktes beeinträchtigende Be
festigungsmittel, wie Schrauben und dergleichen, noch
ein räumlich auftragendes Überwickeln der Metallman
schette verwendet werden muß.
Durch die Möglichkeit, ein Metallteil in Kontaktver
bindung mit einem Kunststoffteil direkt zu verschwei
ßen, können nämlich Verbindungen vorgesehen werden,
bei denen das Metallteil direkt oder ein Hilfsteil so aus
gebildet wird, daß es ein Kunststoffteil umgreift und
durch Verschweißen der Metallenden mit dem Kunst
stoffbauteil kraftschlüssig verankert wird.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet für derartige Ver
bundbauteile ist die Raumfahrt. Hier spielt sowohl die
Festigkeit als auch die Raumgröße und Geometrie eine
wichtige Rolle. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
ist hier eine weitere Verbindungsmöglichkeit geschaf
fen, die die Einhaltung von Randbedingungen bei der
Herstellung bzw. Kombination von Metall- und Kunst
stoffbauteilen erleichtert.
Ein Problem in der Raumfahrt ist beispielsweise die
Anbringung von Manschetten an Raketengehäusen aus
Kunststoff bzw. faserverstärktem Kunststoff. Im kon
ventionellen Verfahren würde die Manschette mit einer
Lasche versehen, die auf das Raketengehäuse aufgelegt
und umwickelt wird. Eine derartige Verbindung führt
jedoch zu ungünstigen Krafteinleitungen in
das Faser-Kunststoffgehäuse. Die nunmehr aufgrund der Erfin
dung erhaltene Möglichkeit, direkt am Faser-Kunststoffgehäuse
zu schweißen, erlaubt die Verwendung eines Metallbandes mit
entsprechendem Aufnahmestück für die Manschette, wobei das
Metallband um das Faser-Kunststoffgehäuse umgelegt und durch
Verschweißen dessen Enden mit dem Faser-Kunststoffgehäuse
fixiert wird.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1,
Fig. 3-5 je ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt ein Teil eines Rohres 10 aus Kunststoff, das
beispielsweise das Gehäuse einer Rakete sein kann. Das
Material des Rohres 10 kann aus einem homogenen Kunststoff
oder aus irgendeinem Kunststoffverbund oder faserverstärktem
Verbundwerkstoff sein.
Um eine Verbindung des Rohres 10 mit einem nicht dargestellten
Gerät herzustellen, ist eine Manschette 11 aus Metall vorge
sehen. Um diese Manschette 11 am Kunststoffrohr fest zu
verankern, ist die Manschette 11 in einem Metallband 12 inte
griert, das um das Kunststoffrohr 10 gelegt wird und an
seinen Enden 13 verschweißt werden soll. Im Schweißvorgang
entwickelt sich an der Nahtstelle 14 eine hohe Temperatur, die
das Material des Rohres 10 stark beeinträchtigen kann. Um
diese Wärmeeinwirkung zu vermeiden, werden, wie in Fig. 2
näher gezeigt, die Enden 13 des Metallteiles so ausgebildet,
daß sie nach dem Umlegen des Bandes 12 um das Rohr 10 einen
Zwischenraum 15 zwischen dem Fügebereich 14 und dem Kunst
stoffteil 10 freilassen. Dieses kann dadurch geschehen, daß
die Enden 13 des Metallteiles 11, 12 entweder entsprechend
gebogen oder mit einer entsprechenden Nut versehen werden.
Der Zwischenraum 15 wird so dimensioniert, daß die verbleiben
de Wärmeeinleitung 16 durch die angrenzenden, mit dem Kunst
stoff in Kontaktverbindung stehenden Metallteile so gering
ist, daß eine Beeinträchtigung des Kunststoffrohres 10 an den
Stellen ausgeschlossen wird.
Im Bereich des Zwischenraumes 15 wird das darin enthaltene
Luftpolster für eine entsprechende Wärmeisolierung sorgen,
so daß die von der Schweißnaht 14 ausgehenden Wärmestrahlen
so abgeschwächt werden, daß die den Kunststoff erreichende
Reststrahlung keine nachteilige Wirkung mehr hat.
Nach den Fig. 1, 2 ist der Zwischenraum 15 durch ent
sprechende Formgebung des Metallteiles gebildet. Je nach
Anwendungsfall wird dieser Zwischenraum mit gleicher Wirkung
durch Einarbeitung einer entspre
chenden Nut im Kunststoffteil
ebenfalls erreicht. Eine solche Ausführung ist in Fig. 3
gezeigt, in der ein Längsschnitt durch die Naht 20 des Metall
teiles 21 dargestellt ist. Für den Schweißnahtabschnitt 20
ist im Kunststoffteil 22 eine quaderförmige Nut 23 ausgearbei
tet, die länger ist als die Schweißnaht. Damit verbleibt an
den Enden der als Zwischenraum dienenden Nut 23 je ein freier
Zugang 24 bzw. 25. Die Öffnungen 24 und 25 können dazu genutzt
werden, um Mittel einzubringen, mit denen die Wärmeisolierung
verstärkt werden kann. Diese Mittel können beispielsweise ein
Gasstrom 26, vorzugsweise ein Schutzgas sein. Eine andere
Möglichkeit ist die Einführung von wärmeisolierenden Gegen
ständen, wie z. B. Folien 27 mit wärmestrahlenreflektierenden
Eigenschaften. Diese können bei dem Beispiel nach Fig. 3 nach
dem Schweißvorgang über die Öffnung 24 oder 25 wieder ent
nommen werden.
Die die wärmeisolierende Wirkung stützenden Maßnahmen können
vielseitig sein. Hierfür eignen sich alle Arten von tempera
turbeständigen, wärmeisolierenden Materialien und Ausgestal
tungen. Diese werden je nach Anwendungsfall nach dem Schweiß
vorgang wieder entfernt. In vielen Fällen können sie auch
im Zwischenraum verbleiben.
Fig. 4 und 5 zeigen nur einige weitere Beispiele von Isolier
körpern. In Fig. 4 ist ein Folienpaket dargestellt, mit dem
die Reflexionswirkung verstärkt wird, und in Fig. 5 ist
ein poröser Körper 40 mit Strömungskanälen 41 für ein Schutz
gas gezeigt.
Claims (9)
1. Verfahren zum Schweißen oder Löten eines mit Kunststoff
verbundenen Metallteiles, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Löt- bzw. Schweißstelle (14, 20) und dem
Kunststoff (10, 22) ein Zwischenraum (15, 23) zur Wärme
isolierung vorgesehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung des Zwischenraumes (15) eine Nut im Metall
teil (11, 12) eingearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung des Zwischenraumes eine Nut (23) in das
Kunststoffteil eingearbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zwischenraum durch das Metallteil und das Kunststoff
teil gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (23) zumindest
teilweise mit einem wärmeisolierenden Material (27)
ausgefüllt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Folie aus einem strahlenreflektierenden
Material, wie Glimmer, Metall, in den Zwischenraum (23)
eingelegt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß während des Schweiß- bzw. Löt
prozesses ein Kühlmedium (26) durch den Zwischenraum (23)
geleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kühlmedium ein Schutzgas ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Verbindung
von Metallteilen (11, 12 bzw. 21) mit Kunststoffbau
teilen (10 bzw. 22) angewendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3807976A DE3807976A1 (de) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Verfahren zum schweissen oder loeten eines mit kunststoff verbundenen metallteiles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3807976A DE3807976A1 (de) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Verfahren zum schweissen oder loeten eines mit kunststoff verbundenen metallteiles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3807976A1 DE3807976A1 (de) | 1989-09-28 |
DE3807976C2 true DE3807976C2 (de) | 1991-11-14 |
Family
ID=6349391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3807976A Granted DE3807976A1 (de) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Verfahren zum schweissen oder loeten eines mit kunststoff verbundenen metallteiles |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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-
1988
- 1988-03-10 DE DE3807976A patent/DE3807976A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3807976A1 (de) | 1989-09-28 |
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