DE4239465A1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier über
einanderliegender flacher dünner Objekte, z. B. zweier gewellter
Platten aus einem Kunstharz.
Ein bekanntes Verfahren zum Verbinden von beispielsweise zwei
übereinanderliegenden Platten aus einem Kunstharz verwendet Me
tallklammern, die durch die Platten getrieben und an ihren
daraus hervorstehenden Enden umgeklemmt werden. Die Verwendung
der Metallklammern erschwert oder verhindert die Wiederverwen
dung der Harzplatten bei einem Recycling, welches die Entfernung
der Klammern erfordert. Die Metallklammern sind härter als die
Harzplatten und daher ist es wahrscheinlich, daß sie jede andere
Harzplatte, die die Klammern berühren kann, beschädigen. Darüber
hinaus neigen die Metallklammern dazu, im Laufe der Zeit zu ver
rosten.
Ein anderes bekanntes Verfahren ist gedacht für das Verbinden
zweier übereinanderliegender Harzplatten, die jeweils Löcher
aufweisen, die mit den Löchern der anderen Platten ausgerichtet
werden können. Ein Stift aus dem gleichen Harz wie das Harz der
Platten wird durch jedes Paar ausgerichteter Löcher gesteckt und
durch Schmelzen an seinem hervorstehenden Ende verformt, um die
Platten aneinander zu befestigen. Dieses Verfahren ist vom
Standpunkt des Recycling her insofern vorteilhaft, als sowohl
die Platten als auch die Stifte aus der gleichen Art Harz sind.
Die Notwendigkeit, Löcher für die Stifte bilden zu müssen, ist
vom Produktivitätsstandpunkt her jedoch ein Nachteil.
Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein
Verfahren zum festen Verbinden von zwei übereinanderliegenden
flachen dünnen Objekten zu schaffen, ohne im voraus irgendein
Loch durch die Objekte machen zu müssen.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zu
schaffen, mittels dessen zwei übereinanderliegende flache dünne
Objekte in einer die Wiederverwendung bzw. das Recycling der
Objekte ermöglichenden Weise verbunden werden können.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gelöst, bei dem zwei
oder mehr flache dünne Objekte unter Verwendung wenigstens eines
Verbindungsstiftes, der aus demselben Material gefertigt ist wie
die Objekte, und eines Metallstiftes, der den Verbindungsstift
beim Eintreten in die Objekte unterstützt, verbunden werden,
wobei beide Stifte charakteristisch aufgebaut sind, wie im
folgenden beschrieben werden wird. Der Verbindungsstift hat
einen Schaft, der an seinem einen Ende einen im Durchmesser
vergrößerten Kopf, an seinem anderen Ende eine radiale, nach
außen vortretende Schulter und eine axiale Bohrung hat, sowie
einen vorstehenden Endbereich mit sich verjüngend zulaufender
äußerer Umfangsfläche und einer axialen Bohrung, die einen
kleineren Durchmesser als die axiale Bohrung des Schaftes hat,
wobei der Endbereich vom Schaft abtrennbar ist. Der Metallstift
hat ein zugespitztes Ende mit einer äußeren Umfangsfläche, die
in einem im wesentlichen gleichen Winkel sich verjüngend zuläuft
wie die sich verjüngende Fläche des Verbindungsstiftes. Der
Verbindungsstift wird um den Metallstift gepaßt, welcher in
einer axialen Bohrung eines axial beweglichen Eindrückstabes
gehalten wird, während eine Scheibe mit einem Eingriffsbereich,
der mit der Schulter des Schaftes in Eingriff bringbar ist,
gegen die Unterseite der übereinander- und horizontalliegenden,
zu verbindenden Objekte gehalten wird, so daß die Scheibe ko
axial mit dem Verbindungsstift ist. Der Eindrückstab wird ab
wärts auf die Objekte zubewegt, um das zugespitzte Ende des
Metallstiftes und den vorstehenden Endbereich des Verbindungs
stiftes in die Objekte zu treiben, durch diese ein Loch zu
bilden und den Schaft durch das Loch zu drücken, bis seine
Schulter mit dem Eingriffsbereich der Scheibe in Eingriff ist.
Dann wird der Metallstift im Eindrückstab abwärtsbewegt, so daß
der vorstehende Endbereich des Verbindungsstiftes von seinem
Schaft abgetrennt werden kann.
Andere besondere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden
durch die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen
deutlich.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines aus einem Kunst
harz gefertigten Verbindungsstiftes, der für die
Durchführung eines diese Erfindung verwirklichenden
Verfahrens verwendet wird;
Fig. 2 einen Längsschnitt des in Fig. 1 gezeigten Stiftes;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Teils A aus Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Scheibe;
Fig. 5 einen Aufriß, zum Teil im Querschnitt, einer Vorrich
tung, die für die Durchführung des diese Erfindung
verwirklichenden Verfahrens verwendet wird;
Fig. 6 einen senkrechten Schnitt, der zwei durch einen Ver
bindungsstift verbundene Platten zeigt; und
Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht, die jedoch den von
seinem Schaft abgetrennten vorstehenden, sich ver
jüngenden Endbereich zeigt.
Im folgenden wird ein diese Erfindung verwirklichendes Verfahren
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist ein
Verfahren, das zum Verbinden zweier gewellter Harzplatten einge
setzt wird. Zunächst erfolgt die Beschreibung eines Verbindungs
stiftes und einer Scheibe, die zum Zusammenfügen der Harzplatten
verwendet werden und die in Fig. 1 bis 4 gezeigt werden. Obwohl
es üblich sein dürfte, eine Vielzahl von Stiften und Scheiben zu
verwenden, zeigen die Zeichnungen und bezieht sich die folgende
Beschreibung nur auf einen Verbindungsstift und eine Scheibe.
Der Verbindungsstift 1 ist aus dem gleichen Kunstharz gefertigt
wie die zu verbindenden gewellten Platten 3 und 4, und hat einen
Schaft 9 sowie einen vortretenden, sich verjüngenden Endbereich
15. Der Schaft 9 hat eine Länge, die größer als die gesamte
Dicke der übereinanderliegenden Platten 3 und 4 ist. Der Schaft
9 hat einen radial vorstehenden, im Durchmesser vergrößerten
Kopf 7 und eine zylindrische axiale Bohrung 5. Der Schaft 9 hat
eine radial nach außen überstehende Schulter 11 an seinem von
dem Kopf 7 entfernten Ende und die Schulter 11 hat eine sich
verjüngende äußere Umfangsfläche 11a, mit zum Kopf 7 hin anstei
gendem Durchmesser. Der Schaft 7 hat schließlich noch eine
radial nach außen überstehende Zwischenschulter 13 zwischen dem
Kopf 7 und der Schulter 11.
Der vorstehende, sich verjüngende Endbereich 15 ist durch vier
in Umfangsrichtung gleich beabstandete, mit dem Schaft 9 und dem
sich verjüngenden Endbereich 15 einstückige Verbindungsstücke,
mit dem unteren Ende des Schaftes 9 verbunden. Der sich ver
jüngende Endbereich 15 ist von dem Schaft 9 abtrennbar, wenn die
Verbindungsstücke 17 durchtrennt werden, wie später beschrieben
werden wird. Der sich verjüngende Endbereich 15 hat eine zylin
drische axiale Bohrung 19, die koaxial mit der axialen Bohrung 5
des Schaftes 9 ist und einen Durchmesser hat, der etwas kleiner
als der der letzteren ist. Dieser Unterschied im Bohrungsdurch
messer definiert eine Schulter 21 auf dem sich verjüngenden
Endbereich 15 an seinem dem Schaft nahen Ende. Die Schulter 21
kann mit einer Schulter 41b eines Metallstiftes 41, der weiter
unten beschrieben werden wird, in Eingriff gebracht werden.
Die Scheibe 23 ist aus dem gleichen Kunstharz wie der Verbin
dungsstift 1 gefertigt und hat einen im wesentlichen gleichen
Außendurchmesser wie der Kopf 7 des Schaftes 9. Die Scheibe 23
hat in ihrer Mitte einen vorgewölbten Bereich 25, in dessen
Mitte sich ein Loch 27 befindet, dessen Durchmesser im wesent
lichen dem äußeren Durchmesser des Schaftes 9 entspricht. Der
vorgewölbte Bereich 25 hat drei in Umfangsrichtung gleich beab
standete, radial verlaufende Schlitze, die in dem Loch 27 enden.
Die Schlitze 29 definieren drei Eingriffsbereiche 25a, die mit
der Schulter 11 des Schaftes 9 eingreifen können.
Die Aufmerksamkeit wird nun auf die Fig. 5 bis 7 geleitet, die
eine Vorrichtung zeigen, die zur Durchführung des diese Erfin
dung realisierenden Verfahrens zum Verbinden der übereinander
liegenden gewellten Harzplatten 3 und 4 durch den Stift 1 und
die Scheibe 23 verwendet werden kann.
Die Vorrichtung 31 weist ein im wesentlichen L-förmiges Hauptge
stell 33 mit einem horizontalen Bereich 33a und einem vertikalen
Bereich 33d auf, wie in Fig. 5 gezeigt. Der horizontale Bereich
33a hat ein Loch, das aus einem Bereich mit großem Durchmesser
33b, dessen Durchmesser dem äußeren Durchmesser der Scheibe 23
entspricht, und einem Bereich mit kleinem Durchmesser 33c, der
koaxial mit dem Bereich großen Durchmessers 33a verbunden ist
und einen Durchmesser hat, der größer als der äußere Durchmesser
des vortretenden, sich verjüngenden Endbereichs 15 des Stiftes 1
ist, besteht. Ein Schlitten 35 wird vertikal bewegbar auf dem
vertikalen Bereich 33d des Hauptgestells 33 gehalten und ein
Zylinder 37 ist mit dem Schlitten 35 verbunden, um ihn vertikal
zu bewegen.
Die Vorrichtung 31 weist auch einen Eindrückstab 39 auf, der
vertikal und koaxial mit den Löchern 33b und 33c des horizonta
len Bereiches 33a des Hauptgestells 33 ausgerichtet ist. Der
Eindrückstab 39 weist eine axiale Bohrung 39a auf und hat einen
Außendurchmesser, der im wesentlichen dem des Kopfes 7 des
Stiftes 1 entspricht. Der Eindrückstab 39 wird von dem Schlitten
35, mit diesem vertikal bewegbar, gehalten.
Ein Metallstift 41 ist passend vertikal in die axiale Bohrung
39a des Eindrückstabes 39 eingesetzt und mit einem Zylinder 43
verbunden, der auf dem Schlitten 35 koaxial mit dem Eindrückstab
39 gehalten ist, um den Metallstift 41 axial entlang der axialen
Bohrung 39a zu bewegen. Der Metallstift 41 wird normalerweise so
positioniert, daß ein Teilstück mit einer Länge, die der des
Verbindungsstiftes 1 entspricht, abwärts aus dem unteren Ende
des Eindrückstabes 39 hinausragt. Der Metallstift 41 hat ein
zugespitztes unteres Ende 41a, dessen äußere Umfangsfläche sich
im gleichen Winkel verjüngend zuläuft, wie der sich verjüngende
Endbereich des Verbindungsstiftes 1. Der Metallstift 41 hat
zwischen seinem zugespitzten Ende 41a und dem Eindrückstab 39
eine abwärtsgerichtete Schulter 41b, die den Metallstift 41 in
einen oberen Bereich mit einem Durchmesser, der dem der axialen
Bohrung 5 des Verbindungsstiftes 1 entspricht, und einen unteren
Bereich mit einem Durchmesser, der dem der axialen Bohrung 19
des Verbindungsstiftes 1 entspricht, teilt. Die Schulter 41b ist
zum Aufliegen auf der Schulter 21 in dem Verbindungsstift 1 vor
gesehen.
Was nun das Verfahren betrifft, wird die Scheibe 23 in den
Bereich großen Durchmessers 33b des Loches im horizontalen
Bereich 33a des Hauptgestells 33 eingepaßt und die zwei überein
anderliegenden gewellten Harzplatten 3 und 4, die verbunden
werden sollen, werden auf den horizontalen Bereich 33a gelegt.
Der Verbindungsstift 1 wird auf den abwärts aus dem Druckschaft
hinausragenden Metallstift 41 gesetzt. Das zugespitzte Ende 41a
verbleibt innerhalb des sich verjüngenden Endbereiches 15 des
Verbindungsstiftes 1.
Der Zylinder 37 wird betätigt, um den Schlitten 35 und damit den
Eindrückstab 39 abwärtszubewegen, so daß der Eindrückstab sein
unteres Ende an den Kopf 7 des Verbindungsstiftes 1 anlegen
und den Verbindungsstift 1 abwärts in Richtung der Harzplatten
3 und 4 drücken kann. Als Folge stößt der Verbindungsstift 1
auf die Anordnung der Harzplatten 3 und 4 und das zugespitzte
Ende 41a des Metallstiftes 41 ragt aus dem unteren Ende des
Verbindungsstiftes 1 hervor und wird in die
Harzplatten-Anordnung hineingetrieben, um darin ein Loch zu bilden. Indem
der Eindrückstab 39 weiter abwärtsbewegt wird, schiebt sich
der sich verjüngende Endbereich 15 des Verbindungsstiftes 1 in
das Loch hinein und erweitert es, so daß der Schaft 9 in das
Loch eintreten kann.
Während der Schaft 9 durch das Loch getrieben wird, schiebt
sich der sich verjüngende Endbereich 15 in das Loch 27 der
Scheibe 23 hinein und gestattet schließlich der Schulter 11
auf dem Schaft 9 sich, wenn der Schaft 9 vollkommen durch die
Harzplatten 3 und 4 getrieben worden ist, hinter die
Eingriffsbereiche 25a der Scheibe 23 zu schieben, indem sie
sie elastisch verformt, wobei sein Kopf 7 auf der Oberseite
der Harzplatten-Anordnung verbleibt, wie in Fig. 6 gezeigt.
Die Eingriffsbereiche 25a der Scheibe 23 stellen ihre
ursprünglichen Positionen sofort nach Bewegung der Schulter 11
hinter das Loch 27 elastisch wieder her und verhindern die
Trennung des Verbindungsstiftes 1 von der Scheibe 23, so daß
die zwei Harzplatten 3 und 4 durch den Schaft 9 und die
Scheibe 23 aneinander befestigt werden.
Dabei kommt die Zwischenschulter 13, wie im Detailausschnitt
der Fig. 6 gezeigt (ansonsten in Fig. 6 und 7 nur angedeutet),
zwischen den Harzplatten 3 und 4 zu liegen. Insbesondere kommt
die Zwischenschulter 13 zur Anlage an der, der Harzplatte 4
zugewandten Fläche der Harzplatte 3 und trägt dazu bei, daß
der Verbindungsstift 1 fest mit den Harzplatten 3 und 4 ver
bunden bleibt.
Dann wird der Zylinder 43 betätigt, um den Metallstift 41 in
der Längsachse des Verbindungsstiftes 1 abwärtszubewegen, so
daß seine auf der Schulter 21 des Verbindungsstiftes 1 ruhende
Schulter 41b den sich verjüngenden Endbereich 15 hinunter
drücken kann, wodurch die Verbindungsstücke 17 zwischen dem
Schaft 9 und dem Endbereich 15 durchtrennt werden und der sich
verjüngende Endbereich 15 damit vom Schaft 9 abgetrennt wird.
Der Endbereich 15 fällt durch sein Eigengewicht von dem
Metallstift 41 ab.
Der Zylinder 37 wird betätigt, um seinen Kolben einzufahren,
um den Metallstift 41 aus dem Schaft 9 des Verbindungsstiftes
1 zu entfernen, wobei der Zylinder 43 ebenfalls betätigt wird,
seinen Kolben einzufahren, um den Metallstift 41 in seine ur
sprüngliche Position zurückzubringen, woraufhin der
Arbeitsgang des Verbindens der Harzplatten 3 und 4
abgeschlossen ist.
Obwohl das Verfahren dieser Erfindung als das Verbinden der
Platten aus einem Kunstharz mit einem Verbindungsstift aus dem
gleichen Harz beschrieben worden ist, ist es auch anwendbar
zum Zusammenfügen von Platten aus Metall, wie Aluminium,
sofern ein Stift aus dem gleichen Metall zum Zusammenfügen der
Platten verwendet wird und sofern die Platten eine ausreichend
geringe Dicke haben, so daß der Stift durch sie unter
Lochbildung hindurchgetrieben werden kann.
Claims (6)
1. Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei flachen dünnen
Objekten, welches umfaßt:
Positionieren einer Scheibe (23) unterhalb einer übereinander liegenden Anordnung der Objekte (3, 4), die horizontal abge stützt wird;
Befestigung eines hohlen Verbindungsstiftes (1) an einen Metall stift (41), welcher vertikal und mit der Scheibe (23) koaxial gehalten wird, wobei der Verbindungsstift (1) einen Kopf (7), einen Schaft (9) und einen sich in Eintreibrichtung verjüngenden Endbereich (15), der von dem Schaft (9) abtrennbar ist, aufweist und der Metallstift (41) ein zugespitztes Ende (41a), um das der sich verjüngende Endbereich (15) herum positioniert wird, auf weist und vertikal mit dem Verbindungsstift (1) oder unabhängig von ihm bewegbar ist;
Abwärtsbewegen des Metallstiftes (41) und des Verbindungsstiftes (1), um das zugespitzte Ende (41a) und den sich verjüngenden Endbereich (15) in die Anordnung (3, 4) zu treiben, um ein Loch darin zu bilden, und um den Schaft (9) durch das Loch zu drücken, bis der Schaft (9) mit der Scheibe (23) in Eingriff ist, wodurch die Objekte (3, 4) zwischen dem Kopf (7) und der Scheibe (23) aneinander befestigt werden; und
Abwärtsbewegen des Metallstiftes (4) durch den Verbindungsstift (1) hindurch, um den sich verjüngenden Endbereich (15) von dem Schaft (9) abzutrennen, wobei die Objekte (3, 4), die Scheibe (23) und der Verbindungsstift (1) aus dem gleichen Material be stehen.
Positionieren einer Scheibe (23) unterhalb einer übereinander liegenden Anordnung der Objekte (3, 4), die horizontal abge stützt wird;
Befestigung eines hohlen Verbindungsstiftes (1) an einen Metall stift (41), welcher vertikal und mit der Scheibe (23) koaxial gehalten wird, wobei der Verbindungsstift (1) einen Kopf (7), einen Schaft (9) und einen sich in Eintreibrichtung verjüngenden Endbereich (15), der von dem Schaft (9) abtrennbar ist, aufweist und der Metallstift (41) ein zugespitztes Ende (41a), um das der sich verjüngende Endbereich (15) herum positioniert wird, auf weist und vertikal mit dem Verbindungsstift (1) oder unabhängig von ihm bewegbar ist;
Abwärtsbewegen des Metallstiftes (41) und des Verbindungsstiftes (1), um das zugespitzte Ende (41a) und den sich verjüngenden Endbereich (15) in die Anordnung (3, 4) zu treiben, um ein Loch darin zu bilden, und um den Schaft (9) durch das Loch zu drücken, bis der Schaft (9) mit der Scheibe (23) in Eingriff ist, wodurch die Objekte (3, 4) zwischen dem Kopf (7) und der Scheibe (23) aneinander befestigt werden; und
Abwärtsbewegen des Metallstiftes (4) durch den Verbindungsstift (1) hindurch, um den sich verjüngenden Endbereich (15) von dem Schaft (9) abzutrennen, wobei die Objekte (3, 4), die Scheibe (23) und der Verbindungsstift (1) aus dem gleichen Material be stehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
worin die Objekte dünne Platten (3, 4) aus einem Kunstharz sind
und der Verbindungsstift (1) aus demselben Harz besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
worin der Schaft (9) eine radiale, nach außen vorstehende Schul
ter (11) an seinem von dem Kopf (7) entfernten Ende hat, die
Schulter (11) mit der Scheibe (23) in Eingriff bringbar ist und
der Hohlraum im sich verjüngenden Endbereich (15) einen Durch
messer hat, der kleiner als der des Hohlraums des Schaftes (9)
ist, so daß der Endbereich (15) eine aufwärtsgerichtete Schulter
(21) aufweist, während der Metallstift (41) eine abwärtsgerich
tete Schulter (41b) hat, die auf der aufwärtsgerichteten Schul
ter (21) ruht, wenn der Verbindungsstift (1) an dem Metallstift
(41) angebracht ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
worin der sich verjüngende Endbereich (15) durch eine Mehrzahl
von Elementen (17) mit dem Schaft (9) verbunden ist, welche
durch eine auf den Endbereich (15) durch den unabhängig vom
Verbindungsstift (1) abwärtsbewegten, Metallstift (41) ausgeübte
Kraft leicht zu durchbrechen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
worin die Objekte dünne Platten aus Aluminium sind und der
Verbindungsstift ebenfalls aus Aluminium ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
worin die Scheibe (23) einen geschlitzten Bereich (25a) auf
weist, mit welchem die Schulter (11) des Schaftes (9) in Ein
griff bringbar ist.
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