EP2507035A1 - Verbindung zwischen einem ersten bauteil und einem zweiten bauteil - Google Patents

Verbindung zwischen einem ersten bauteil und einem zweiten bauteil

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EP2507035A1
EP2507035A1 EP10766018A EP10766018A EP2507035A1 EP 2507035 A1 EP2507035 A1 EP 2507035A1 EP 10766018 A EP10766018 A EP 10766018A EP 10766018 A EP10766018 A EP 10766018A EP 2507035 A1 EP2507035 A1 EP 2507035A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
recess
opening
heating
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10766018A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Heier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2507035A1 publication Critical patent/EP2507035A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29C66/303—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect
    • B29C66/3032—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30325—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of protusions or cavities belonging to at least one of the parts to be joined making use of cavities belonging to at least one of the parts to be joined
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    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/526—Joining bars
    • B29C66/5261—Joining bars for forming coaxial connections, i.e. the bars to be joined forming a zero angle relative to each other
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    • 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
    • B29C66/73—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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—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 intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7506—Valves

Definitions

  • the invention relates to a device having a first component and a second component according to the preamble of patent claim 1 and a method for connecting a first component to a second component according to the preamble of patent claim 4.
  • first component For fixing a first component in a bore or recess of a second component, various techniques are known. If both components are made of metal, so the components can for example be pressed together or welded. Even if the first component is made of plastic, it can be connected by compression with the second component. The fatigue strength of such a compound under the influence of media, temperature fluctuations and forces, however, is very difficult to control.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved connection between a first component and a second component. This object is achieved by a device having the features of claim 1.
  • a device comprises a first component and a second component.
  • the first component to a plastic.
  • the second component has a recess, wherein the first component is at least partially disposed in the recess.
  • the second component has an opening which extends from an outer side of the second component to a section of the first component arranged in the recess and is arranged at an angle to the extension direction of the first component.
  • the first component has a deformed portion disposed in the opening.
  • this provides a torsion-proof connection which can be acted upon with axial forces between the first component and the second component. This compound is advantageously very fast and inexpensive to produce.
  • the second component preferably has a metal.
  • the first component is a lifting rod and the second component is a magnet armature of a solenoid valve.
  • a solenoid valve is then easy and inexpensive to manufacture.
  • the first component has a plastic.
  • the second component has a recess, wherein the first component is at least partially insertable into the recess and removable from the recess.
  • the second component also has an opening through which a first section of the first component arranged in the recess is accessible.
  • the method comprises steps for inserting the first component into the recess, for heating the first section of the first component, and for exerting a force directed into the recess on the first component, wherein material of the first section of the first component under the influence of the force at least partially flows into the opening of the second component.
  • this method produces a permanent connection between the components, by means of which the first component is firmly held in the recess of the second component.
  • the method requires only a local heating of the first component in the first section, whereby a thermal damage to the plastic of the first component is avoided. It is also advantageous that the connection produced by the process according to the invention between the components against rotation, acted upon by axial forces and high fatigue strength. The method is also very inexpensive to implement and can be well reproduced and monitor.
  • the heating of the first portion of the first component is performed by illuminating the first portion with a laser beam.
  • a laser beam allows a very targeted local heating of the first portion of the first component. As a result, the remaining portions of the first component are protected from excessive thermal stress.
  • the heating of the first portion of the first component takes place by ultrasound and / or inductive heating and / or infrared radiation.
  • these embodiments can be implemented inexpensively.
  • the energy used to heat the first portion of the first component is supplied through the opening of the second component.
  • the opening then simultaneously serves for locally heating the first component as well as for receiving the material flowing around under the influence of the force of the first component.
  • the first portion of the first component softens at least temporarily by the heating.
  • this facilitates the subsequent forming of the first component.
  • the first portion of the first component is at least partially melted by the heating at least temporarily.
  • this allows a particularly simple and reproducible forming of the first component.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first processing state in the production of a connection between two components
  • FIG. 2 shows a second processing status
  • FIG. 3 shows a third processing state
  • Figure 4 is a schematic representation of a finished connection between the two components
  • FIG. 5 shows a second embodiment of two components to be connected; and FIG. 6 shows a third embodiment of two components to be connected.
  • the first component 100 is an elongate, for example cylindrical or generally prism-shaped body.
  • the second component 200 has a recess 210 whose hollow shape approximately corresponds to the shape of the first component 100 or of a portion of the first component 100.
  • the first component 100 is made of a plastic.
  • the second component 200 may be made of metal or another material.
  • the device shown in FIG. 1 may be, for example, a solenoid valve, as used in heating and cooling circuits of motor vehicles, for example.
  • the first component 100 is then a lifting rod of the solenoid valve.
  • the second component 200 is then a magnet armature of the solenoid valve.
  • the first component 100 is intended to be fastened in the recess 210 of the second component 200.
  • the attachment should meet high demands in terms of their fatigue strength under the influence of media such as water glycol mixtures, temperature fluctuations in the range of -40 ° C to 150 ° C and an impact of axial and / or rotational forces on the first component 100.
  • the position of the first component 100 should be fixable in the recess 210 of the second component 200 with small tolerances.
  • Such a connection The invention can be prepared by the method explained below.
  • the first component 100 as shown in Figure 1, introduced into the recess 210 of the second component 200.
  • the first component 100 as shown in Figure 1 is the
  • Recess 210 opened on both sides and the first component 100 protrudes beyond both openings of the recess 210 of the second component 200 addition.
  • a first end 130 of the first component 100 projects out of the recess 210 on one side, a second end 140 opposite the first end 130 projects out of the recess 210 on another side.
  • the first component 100 could also be arranged in the recess 210 such that one end of the first component 100 is flush with one end of the recess 210. It would also be possible to make the recess 210 open on one side only as a blind hole.
  • the second component 200 has an opening 220, which extends from an outer surface of the second component 200 through the second component 200 to the recess 210. Through the opening 220 a arranged in the recess 210 first portion 1 10 of the first component 100 is accessible from the outside. The opening 220 extends approximately perpendicular to the extension direction of the recess
  • the opening 220 at a different angle than a right angle with respect to the recess 210. It can also be provided more than one opening 220. For example, a plurality of openings may be arranged around the first component 100 in the circumferential direction.
  • the opening 220 may be formed, for example, by drilling,
  • Milling or another method may have been introduced into the first component 200.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second process step for connecting the first component 100 to the second component 200.
  • the first portion 110 of the first component 100 is selectively heated.
  • the heating of the first section 110 can be effected, for example, by a laser beam 300 which radiates through the opening 220 onto the first section 110 of the first component 100. It is advantageous if the first component 100 consists of a laser-absorbing plastic.
  • the first section 110 of the first component 100 can also be used for this purpose. are heated by that through the opening 220, an infrared light beam or an ultrasonic signal are irradiated. Inductive heating of the first component 100 is also possible.
  • the energy required to heat the first portion 110 of the first component 100 is supplied to the first portion 110 through the opening 220 of the second component 200.
  • This has the advantage that the first component 100 is heated only locally in the first section 110, while the remaining areas of the first component 100 are not exposed to any major thermal stress.
  • the use of the laser beam 300 allows a particularly rapid heating of the first portion 110 and is therefore particularly preferred.
  • the heating of the first section 10 leads to softening or at least partial melting of the material of the first component 100 in the region of the first section 1.
  • processing step which is shown schematically in FIG. 3, one in an axial direction of FIG first
  • Component 100 acting force 310 exerted on the first component 100. Under the influence of the force 310, the heated material of the first component 100 deforms in the first section 110 and is partially displaced into the region of the opening 220 of the second component 200. This shortens the length of the first component 100. In the example shown in FIG. 3, the force 310 engages at the first end
  • the force 310 acts on the second end 140 of the first component and to hold the first end 130 of the first component 100 stationary with respect to the second component 200. If the recess 210 is designed as a blind hole open on one side, the force 310 acts on the free end of the first component 100.
  • This cooling is particularly fast when the second component 200 is made of a metal.
  • the material of the first component 100 solidifies in the deformed section 120.
  • the deformed section 120 now projects out of the lateral surface of the first component 100 and is arranged in the manner of a pin in the opening 220 of the second component 200. This is shown in FIG.
  • the first component 100 is fixed immovably in all spatial directions in the recess 210 of the second component 200.
  • a torsionally secure and acted upon with axial forces connection between the first component 100 and the second component 200 is provided.
  • FIG. 5 shows a device with a first component 1100 and a second component 1200 according to a second embodiment.
  • the first component 1 100 is arranged in a recess 1210 of the second component 1200 and is intended to be connected there to the second component 1200.
  • FIG. 5 shows a section perpendicular to the extension direction of the first component 1100 and the recess 1210.
  • FIG. 5 shows that the first component 1 100 and the recess 1210 have a rectangular or square cross section.
  • the first component 1 100 just like the first component 100 of FIGS. 1 to 4, can have prism shapes with arbitrary cross sections. Especially triangular, square or round cross sections are conceivable.
  • the recess 1210 of the second component 1200 should each have a corresponding cross section.
  • FIG. 5 also shows that the second component 1200 has a first opening 1220 and a second opening 1230, which respectively run from an outer side of the second component 1200 through the second component 1200 to the recess 1210.
  • the first component 1 100 is heated by both the first opening 1220 and the second opening 1230.
  • material of the first component 1 100 is displaced in both the first opening 1220 and in the second opening 1230. This embodiment thus produces an even more stable connection between the first component 1 100 and the second component 1200
  • FIG. 6 shows a device with a first component 2100 and a second component
  • FIG. 6 shows again a section parallel to the extension direction of the first component 2100 and thus corresponds to the representations of Figures 1 to 4.
  • the second component 2200 has a recess 2210 on.
  • the first component 2100 is arranged in the recess 2210 of the second component 2200 and is intended to be connected there to the second component 2200.
  • the second component 2200 has an opening 2220, which extends from an outer side of the second component 2200 through the second component 2200 to the recess 2210.
  • the first component 2100 is not formed as a prism with corresponding end surfaces. Instead, the first component 2100 has a conical shape.
  • the recess 2210 has a corresponding conical hollow shape and is also designed as a blind hole.
  • the procedure for connecting the first component 2100 to the second component 2200 nevertheless corresponds to the previously described method.
  • FIG. 6 makes it clear that the first component 2100 can also have a shape other than a prism.
  • a truncated cone shape, a pyramidal shape or any other shape would also be conceivable which allows the first component 2100 to be inserted into the recess 2210 of the second component 2200.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung mit einem ersten Bauteil (100) aus Kunststoff und einem zweiten Bauteil (200) mit einer Ausnehmung (210) ist das erste Bauteil zumindest teilweise in der Ausnehmung angeordnet. Dabei weist das zweite Bauteil eine Öffnung (220) auf, die von einer Außenseite des zweiten Bauteils zu einem in der Ausnehmung angeordneten ersten Abschnitt des ersten Bauteils verläuft. Die Öffnung ist unter einem Winkel zur Erstreckungsrichtung des ersten Bauteils angeordnet. Das erste Bauteil weist einen umgeformten Abschnitt (120) auf, der in der Öffnung angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
Stand der Technik
Zum Befestigen eines ersten Bauteils in einer Bohrung oder Ausnehmung eines zweiten Bauteils sind verschiedene Techniken bekannt. Falls beide Bauteile aus Metall gefertigt sind, so können die Bauteile beispielsweise miteinander verpresst oder verschweißt werden. Auch wenn das erste Bauteil aus Kunststoff besteht, kann es durch Verpressen mit dem zweiten Bauteil verbunden werden. Die Dauerfestigkeit einer solchen Verbindung unter einer Einwirkung von Medien, Temperaturschwankungen und Kräften lässt sich jedoch nur sehr schwer kontrollieren.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil. Dabei weist das erste Bauteil einen Kunststoff auf. Das zweite Bauteil weist eine Ausnehmung auf, wobei das erste Bauteil zumindest teilweise in der Ausnehmung angeordnet ist. Außerdem weist das zweite Bauteil eine Öffnung auf, die von einer Außenseite des zweiten Bauteils zu einem in der Ausnehmung angeordneten Abschnitt des ersten Bauteils verläuft und unter einem Winkel zur Erstreckungsrichtung des ersten Bauteils angeordnet ist. Außerdem weist das erste Bauteil einen umgeformten Abschnitt auf, der in der Öffnung angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist dadurch eine verdrehsichere und mit Axialkräften beaufschlagbare Verbindung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil gegeben. Diese Verbindung ist vorteilhafterweise sehr schnell und kostengünstig herstellbar.
Bevorzugt weist das zweite Bauteil ein Metall auf. Vorteilhafterweise bewirkt das metallische zweite Bauteil dann während der Herstellung der Verbindung zwischen den Bauteilen ein schnelles Wieder-Abkühlen des ersten Bauteils, wodurch eine übermäßige thermische Belastung des ersten Bauteils verhindert wird.
Zweckmäßigerweise ist das erste Bauteil eine Hubstange und das zweite Bauteil ein Magnetanker eines Magnetventils. Vorteilhafterweise ist ein solches Magnetventil dann einfach und kostengünstig herzustellen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil weist das erste Bauteil einen Kunststoff auf. Das zweite Bauteil weist eine Ausnehmung auf, wobei das erste Bauteil zumindest teilweise in die Ausnehmung einführbar und aus der Ausnehmung entnehmbar ist. Das zweite Bauteil weist außerdem eine Öffnung auf, durch die ein in der Ausnehmung angeordneter erster Abschnitt des ersten Bauteils zugänglich ist. Das Verfahren umfasst Schritte zum Einführen des ersten Bauteils in die Ausnehmung, zum Erwärmen des ersten Abschnitts des ersten Bauteils, und zum Ausüben einer in die Ausnehmung gerichteten Kraft auf das erste Bauteil, wobei Material des ersten Abschnitts des ersten Bauteils unter dem Einfluss der Kraft zumindest teilweise in die Öffnung des zweiten Bauteils fließt. Vorteilhafterweise entsteht durch dieses Verfahren eine dauerhafte Verbindung zwischen den Bauteilen, durch die das erste Bauteil fest in der Ausnehmung des zweiten Bauteils gehal- ten wird. Vorteilhafterweise erfordert das Verfahren lediglich eine lokale Erwärmung des ersten Bauteils im ersten Abschnitt, wodurch eine thermische Schädigung des Kunststoffs des ersten Bauteils vermieden wird. Ebenfalls von Vorteil ist, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbindung zwischen den Bauteilen verdrehsicher, mit Axialkräften beaufschlagbar und von hoher Dauerfestigkeit ist. Das Verfahren ist außerdem sehr kostengünstig umzusetzen und lässt sich gut reproduzieren und überwachen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Erwärmen des ersten Abschnitts des ersten Bauteils durch Beleuchten des ersten Abschnitts mit einem Laserstrahl. Vorteilhafterweise erlaubt die Verwendung eines Laserstrahls eine sehr gezielte lokale Erwärmung des ersten Abschnitts des ersten Bauteils. Dadurch werden die übrigen Abschnitte des ersten Bauteils vor übermäßiger thermischer Belastung geschont.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Erwärmen des ersten Abschnitts des ersten Bauteils durch Ultraschall und/oder induktive Erwärmung und/oder Infrarotbestrahlung. Vorteilhafterweise lassen sich auch diese Ausführungsformen kostengünstig umsetzen.
Bevorzugt wird die zum Erwärmen des ersten Abschnitts des ersten Bauteils dienende Energie durch die Öffnung des zweiten Bauteils zugeführt. Vorteilhafterweise dient die Öffnung dann gleichzeitig zur lokalen Erwärmung des ersten Bauteils wie auch zur Aufnahme des unter dem Einfluss der Kraft umfließenden Materials des ersten Bauteils.
Bevorzugt erweicht der erste Abschnitt des ersten Bauteils durch das Erwärmen zumindest vorübergehend. Vorteilhafterweise erleichtert dies das anschließende Umformen des ersten Bauteils.
Besonders bevorzugt wird der erste Abschnitt des ersten Bauteils durch das Erwärmen zumindest vorübergehend zumindest teilweise aufgeschmolzen. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein besonders einfaches und reproduzierbares Umformen des ersten Bauteils.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Verarbeitungsstands bei der Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen;
Figur 2 einen zweiten Verarbeitungsstand;
Figur 3 einen dritten Verarbeitungsstand;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer fertigen Verbindung zwischen den zwei Bauteilen;
Figur 5 eine zweite Ausführungsform zweier zu verbindender Bauteile; und Figur 6 eine dritte Ausführungsform zweier zu verbindender Bauteile. Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil 100 und einem zweiten Bauteil 200. Das erste Bauteil 100 ist ein länglicher, beispielsweise zylindrischer oder allgemein prismenförmiger Körper. Das zweite Bauteil 200 weist eine Ausnehmung 210 auf, deren Hohlform etwa der Form des ersten Bauteils 100 bzw. eines Abschnitts des ersten Bauteils 100 entspricht. Das erste Bauteil 100 besteht aus einem Kunststoff. Das zweite Bauteil 200 kann aus Metall oder einem anderen Werkstoff bestehen. Bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung kann es sich beispielsweise um ein Magnetventil handeln, wie es etwa in Heiz- und Kühlkreisläufen von Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Das erste Bauteil 100 ist dann eine Hubstange des Magnetventils. Das zweite Bauteil 200 ist dann ein Magnetanker des Magnetventils.
Das erste Bauteil 100 soll in der Ausnehmung 210 des zweiten Bauteils 200 befestigt werden. Die Befestigung soll hohen Anforderungen in Bezug auf ihre Dauerfestigkeit unter dem Einfluss von Medien wie Wasserglykolgemischen, Temperaturschwankungen im Bereich von -40°C bis 150°C und einer Einwirkung axialer und/oder rotatorischer Kräfte auf das erste Bauteil 100 gerecht werden. Außerdem soll die Position des ersten Bauteils 100 in der Ausnehmung 210 des zweiten Bauteils 200 mit geringen Toleranzen festlegbar sein. Eine solche Verbin- dung kann erfindungsgemäß durch das nachfolgend erläuterte Verfahren hergestellt werden.
Zunächst wird das erste Bauteil 100, wie in Figur 1 dargestellt, in die Ausneh- mung 210 des zweiten Bauteils 200 eingeführt. Im Beispiel der Figur 1 ist die
Ausnehmung 210 beidseitig geöffnet und das erste Bauteil 100 ragt über beide Öffnungen der Ausnehmung 210 des zweiten Bauteils 200 hinaus. Ein erstes Ende 130 des ersten Bauteils 100 ragt auf einer Seite aus der Ausnehmung 210 heraus, ein dem ersten Ende 130 gegenüberliegendes zweites Ende 140 ragt auf einer anderen Seite aus der Ausnehmung 210 heraus. Je nach Anwendungsfall könnte das erste Bauteil 100 jedoch auch so in der Ausnehmung 210 angeordnet sein, dass ein Ende des ersten Bauteils 100 bündig mit einem Ende der Ausnehmung 210 abschließt. Es wäre auch möglich, die Ausnehmung 210 lediglich einseitig geöffnet als Sackloch zu gestalten.
Das zweite Bauteil 200 weist eine Öffnung 220 auf, die von einer äußeren Oberfläche des zweiten Bauteils 200 durch das zweite Bauteil 200 bis zur Ausnehmung 210 verläuft. Durch die Öffnung 220 ist ein in der Ausnehmung 210 angeordneter erster Abschnitt 1 10 des ersten Bauteils 100 von außen zugänglich. Die Öffnung 220 verläuft etwa senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Ausnehmung
210 und des ersten Bauteils 100. Es ist jedoch auch möglich, die Öffnung 220 unter einem anderen als einem rechten Winkel in Bezug auf die Ausnehmung 210 anzuordnen. Es kann auch mehr als eine Öffnung 220 vorgesehen sein. Beispielsweise können mehrere Öffnungen in Umfangrichtung um das erste Bauteil 100 herum angeordnet sein. Die Öffnung 220 kann beispielsweise durch Bohren,
Fräsen oder ein anderes Verfahren in das erste Bauteil 200 eingebracht worden sein.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung einen zweiten Prozessschritt zum Verbinden des ersten Bauteils 100 mit dem zweiten Bauteil 200. Dabei wird der erste Abschnitt 1 10 des ersten Bauteils 100 selektiv erwärmt. Die Erwärmung des ersten Abschnitts 1 10 kann beispielsweise durch einen Laserstrahl 300 erfolgen, der durch die Öffnung 220 auf den ersten Abschnitt 1 10 des ersten Bauteils 100 einstrahlt. Hierbei ist es von Vorteil, wenn das erste Bauteil 100 aus ei- nem laserabsorbierenden Kunststoff besteht. Alternativ zur Verwendung des Laslerstrahls 300 kann der erste Abschnitt 1 10 des ersten Bauteils 100 auch da- durch erwärmt werden, dass durch die Öffnung 220 ein Infrarot-Lichtstrahl oder ein Ultraschallsignal eingestrahlt werden. Auch eine induktive Erwärmung des ersten Bauteils 100 ist möglich. Bevorzugt wird die zur Erwärmung des ersten Abschnitts 1 10 des ersten Bauteils 100 benötigte Energie dem ersten Abschnitt 1 10 durch die Öffnung 220 des zweiten Bauteils 200 zugeführt. Dies hat den Vorteil, dass das erste Bauteil 100 lediglich lokal im ersten Abschnitt 1 10 erwärmt wird, während die übrigen Bereiche des ersten Bauteils 100 keiner größeren thermischen Belastung ausgesetzt sind. Die Verwendung des Laserstrahls 300 ermöglicht eine besonders schnelle Erwärmung des ersten Abschnitts 1 10 und ist daher besonders bevorzugt.
Die Erwärmung des ersten Abschnitts 1 10 führt zu einem Erweichen oder einem zumindest teilweisen Aufschmelzen des Werkstoffs des ersten Bauteils 100 im Bereich des ersten Abschnitts 1 10. Im nun folgenden Verarbeitungsschritt, der schematisch in Figur 3 dargestellt ist, wird eine in eine axiale Richtung des ersten
Bauteils 100 wirkende Kraft 310 auf das erste Bauteil 100 ausgeübt. Unter dem Einfluss der Kraft 310 verformt sich der erwärmte Werkstoff des ersten Bauteils 100 im ersten Abschnitt 1 10 und wird teilweise in den Bereich der Öffnung 220 des zweiten Bauteils 200 verdrängt. Dadurch verkürzt sich die Länge des ersten Bauteils 100. Im in Figur 3 gezeigten Beispiel greift die Kraft 310 am ersten Ende
130 des ersten Bauteils 100 an, während des zweite Ende 140 in Bezug auf das zweite Bauteil 200 ortsfest gehalten wird. Es wäre jedoch auch möglich, die Kraft 310 am zweiten Ende 140 des ersten Bauteils angreifen zu lassen und das erste Ende 130 des ersten Bauteils 100 in Bezug auf das zweite Bauteil 200 ortsfest zu halten. Falls die Ausnehmung 210 als einseitig geöffnetes Sackloch ausgebildet ist, so greift die Kraft 310 am freien Ende des ersten Bauteils 100 an.
Das unter dem Einfluss der Kraft 310 in die Öffnung 220 verdrängte Material des ersten Abschnitts 1 10 des ersten Bauteils 100 bildet im Bereich der Öffnung 220 einen umgeformten Abschnitt 120. Zwischen dem ersten Bauteil 100 und dem zweiten Bauteil 200 besteht über den gesamten Bereich der Ausnehmung 210 ein thermischer Kontakt, der zu einer raschen Abkühlung des Werkstoffs des ersten Bauteils 100 im Bereich des ersten Abschnitts 1 10 und des umgeformten Abschnitts 120 führt. Diese Abkühlung erfolgt besonders schnell, wenn das zweite Bauteil 200 aus einem Metall besteht. Durch die Abkühlung erstarrt das Material des ersten Bauteil 100 im umgeformten Abschnitt 120. Der umgeformte Abschnitt 120 ragt nun aus der Mantelfläche des ersten Bauteils 100 heraus und ist nach Art eines Stiftes in der Öffnung 220 des zweiten Bauteils 200 angeordnet. Dies ist in Figur 4 dargestellt. Durch den umgeformten Abschnitt 120 ist das erste Bauteil 100 in alle Raumrichtungen unbeweglich in der Ausnehmung 210 des zweiten Bauteils 200 fixiert. Somit ist eine verdrehsichere und mit Axialkräften beaufschlagbare Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 100 und dem zweiten Bauteil 200 geschaffen.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil 1 100 und einem zweiten Bauteil 1200 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das erste Bauteil 1 100 ist in einer Ausnehmung 1210 des zweiten Bauteils 1200 angeordnet und soll dort mit dem zweiten Bauteil 1200 verbunden werden. Figur 5 zeigt dabei einen zur Erstreckungsrichtung des ersten Bauteils 1 100 und der Ausnehmung 1210 senkrechten Schnitt. Figur 5 zeigt, dass das erste Bauteil 1 100 und die Ausnehmung 1210 einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Allgemein können das erste Bauteil 1 100 genau wie das erste Bauteil 100 der Figuren 1 bis 4 Prismenformen mit beliebigen Querschnitten aufweisen. Speziell sind dreieckige, viereckige oder runde Querschnitte denkbar. Die Ausnehmung 1210 des zweiten Bauteils 1200 sollte jedoch jeweils einen entsprechenden Querschnitt aufweisen.
Figur 5 zeigt außerdem, dass das zweite Bauteil 1200 eine erste Öffnung 1220 und eine zweite Öffnung 1230 aufweist, die jeweils von einer Außenseite des zweiten Bauteils 1200 durch das zweite Bauteil 1200 zur Ausnehmung 1210 ver- laufen. In dieser Ausführungsform wird das erste Bauteil 1 100 sowohl durch die erste Öffnung 1220 als auch durch die zweite Öffnung 1230 erwärmt. Während des Ausübens einer Kraft auf das erste Bauteil 1 100 wird dann Material des ersten Bauteils 1 100 sowohl in die erste Öffnung 1220 als auch in die zweite Öffnung 1230 verdrängt. Diese Ausführungsform erzeugt somit eine noch stabilere Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 100 und dem zweiten Bauteil 1200. In
Weiterbildungen können auch mehr als zwei Öffnungen 1220, 1230 vorgesehen sein. Die Öffnungen können auch an unterschiedlichen axialen Positionen des ersten Bauteils 1 100 angeordnet sein. Figur 6 zeigt eine Vorrichtung mit einem ersten Bauteil 2100 und einem zweiten
Bauteil 2200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Figur 6 zeigt dabei wieder einen zur Erstreckungsrichtung des ersten Bauteils 2100 parallelen Schnitt und entspricht somit den Darstellungen der Figuren 1 bis 4. Das zweite Bauteil 2200 weist eine Ausnehmung 2210 auf. Das erste Bauteil 2100 ist in der Ausnehmung 2210 des zweiten Bauteils 2200 angeordnet und soll dort mit dem zweiten Bauteil 2200 verbunden werden. Das zweite Bauteil 2200 weist eine Öffnung 2220 auf, die von einer Außenseite des zweiten Bauteils 2200 durch das zweite Bauteil 2200 zur Ausnehmung 2210 verläuft.
Im Unterschied zu den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 5 ist das erste Bauteil 2100 jedoch nicht als Prisma mit einander entsprechenden Endflächen ausgebildet. Stattdessen weist das erste Bauteil 2100 eine Kegelform auf. Die Ausnehmung 2210 weist eine entsprechende Kegelhohlform auf und ist außerdem als Sackloch ausgebildet. Das Vorgehen zum Verbinden des ersten Bauteils 2100 mit dem zweiten Bauteil 2200 entspricht dennoch dem vorab beschriebenen Verfahren. Figur 6 macht deutlich, dass das erste Bauteil 2100 auch eine andere als eine Prismenform aufweisen kann. Zusätzlich zu den gezeigten Beispielen wäre auch eine Kegelstumpfform, eine Pyramidenform oder jede andere Form denkbar, die es erlaubt, das erste Bauteil 2100 in die Ausnehmung 2210 des zweiten Bauteils 2200 einzuführen.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung
mit einem ersten Bauteil (100, 1 100, 2100) und einem zweiten Bauteil (200, 1200, 2200),
wobei das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) einen Kunststoff aufweist, wobei das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) eine Ausnehmung (210, 1210, 2210) aufweist,
wobei das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) zumindest teilweise in der Ausnehmung (210, 1210, 2210) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) eine Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) aufweist, die von einer Außenseite des zweiten Bauteils (200) zu einem in der Ausnehmung (210, 1210, 2210) angeordneten ersten Abschnitt (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) verläuft,
wobei die Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) unter einem Winkel zur Erstre- ckungsrichtung des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) angeordnet ist, wobei das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) einen umgeformten Abschnitt (120) aufweist, der in der Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) ein Metall aufweist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) eine Hubstange und das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) ein Magnetanker eines Magnetventils ist.
4. Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) mit einem zweiten Bauteil (200, 1200, 2200),
wobei das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) einen Kunststoff aufweist, wobei das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) eine Ausnehmung (210) aufweist,
wobei das erste Bauteil (100, 1 100, 2100) zumindest teilweise in die Ausnehmung (210, 1210, 2210) einführbar und aus der Ausnehmung (210) entnehmbar ist,
wobei das zweite Bauteil (200, 1200, 2200) eine Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) aufweist,
wobei ein in der Ausnehmung (210, 1210, 2210) angeordneter erster Abschnitt (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) durch die Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) zugänglich ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Einführen des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) in die Ausnehmung (210);
- Erwärmen des ersten Abschnitts (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100);
- Ausüben einer in die Ausnehmung (210, 1210, 2210) gerichteten Kraft (310) auf das erste Bauteil (100, 1 100, 2100),
wobei Material des ersten Abschnitts (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) unter dem Einfluss der Kraft (310) zumindest teilweise in die Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) des zweiten Bauteils (200, 1200, 2200) fließt.
Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erwärmen des ersten Abschnitts (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) durch Beleuchten des ersten Abschnitts (1 10) mit einem Laserstrahl (300) erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erwärmen des ersten Abschnitts (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) durch Ultraschall und/oder induktive Erwärmung und/oder Infrarotbestrahlung erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zum Erwärmen des ersten Abschnitts (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) dienende Energie durch die Öffnung (220, 1220, 1230, 2220) des zweiten Bauteils (200, 1200, 2200) zugeführt wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Abschnitt (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) durch das Erwärmen zumindest vorübergehend erweicht.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Abschnitt (1 10) des ersten Bauteils (100, 1 100, 2100) durch das Erwärmen zumindest vorübergehend zumindest teilweise aufgeschmolzen wird.
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