ES2431842T3

ES2431842T3 - Procedimiento y dispositivo para unir una pieza de trabajo de plástico con otra pieza de trabajo

Info

Publication number: ES2431842T3
Application number: ES06024428T
Authority: ES
Inventors: Sergio De Traglia Amancio Filho; Jorge F. Dos Santos; Matthias Beyer
Original assignee: Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum fuer Material und Kustenforschung GmbH
Current assignee: Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum fuer Material und Kustenforschung GmbH
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: EP1792707B1; PT1792707E; US7780432B2; DE102005057891B4; CA2569354A1; JP2007155133A; US20070124912A1; US20100276079A1; US8025827B2; EP1792707A3; EP1792707A2; CA2569354C; JP5129476B2; DE102005057891A1

Abstract

Procedimiento para unir una pieza de trabajo de plástico (10) con otra pieza de trabajo (12) con los siguientes pasos: - Preparación de una pieza de trabajo de plástico (10) y de otra pieza de trabajo(12), - Colocación de la otra pieza de trabajo (12) en la pieza de trabajo de plástico (10), - Preparación de un elemento de unión (11) en una superficie (14) de la pieza de trabajo de plástico (10) que está situada opuesta a la superficie en la cual se apoya la otra pieza de trabajo (12), - Realización en la otra pieza de trabajo (12) de un alojamiento (17), que está previsto en la superficie contigua a la pieza de trabajo de plástico (10), - siendo el alojamiento (17) realizado como un taladro en la otra pieza de trabajo (12), y - siendo el taladro guiado a través del elemento de unión (11) y la pieza de trabajo de plástico (10) en la otra pieza de trabajo (12), - Calentamiento del elemento de unión (11), de manera que el material del elemento de unión (11) sea plastificado, y - Introducción a presión de material plastificado en el alojamiento (17).

Description

Procedimiento y dispositivo para unir una pieza de trabajo de plastico con otra pieza de trabajo.�

El presente invento se refiere a un procedimiento para unir una pieza de trabajo de plastico con otra pieza de trabajo asi como a un dispositivo para la realizacion del procedimiento.

En la industria del automovil, la construccion naval y la construccion se emplean cada vez con mas frecuencia las denominadas estructuras multimaterial, que por una parte comprenden plasticos y por otra parte metales, en las cuales los dos componentes de material estan unidos uno con otro con acoplamiento forzado. De esta manera se combinan las propiedades de ambos materiales, para obtener asi un material compuesto con propiedades mejoradas. Para unir unos con otros los plasticos y metales pueden emplearse en primer lugar uniones mecanicas y uniones con adhesivos.

En las uniones mecanicas entran en consideracion especialmente uniones remachadas o uniones por recalcado, que sin embargo presentan los siguientes inconvenientes. Por un lado se presentan en las piezas de trabajo altas concentraciones de tensiones. Por otro lado pueden producirse aflojamientos posteriores en la union a consecuencia de fluencia, humedad y relajacion. Finalmente en las uniones mecanicas es desventajoso que su apariencia exterior excluya un empleo en zona visible o sea necesario trabajar estas zonas adicionalmente.

Las uniones con adhesivos presentan el inconveniente de que la resistencia de la union solo dificilmente puede ser evaluada. Ademas resulta el problema de que condicionado por el tiempo de endurecimiento de un adhesivo los tiempos del ciclo para la elaboracion de una union con adhesivos son comparativamente largos. Ademas durante el endurecimiento pueden liberarse disolventes, de manera que durante la realizacion de la union con adhesivos puede llegar a ser necesario un control de emisiones. Si ademas para el endurecimiento son necesarias temperaturas elevadas, las piezas de trabajo pueden llegar a resultar afectadas. Finalmente para una union con adhesivos fiable puede ser necesario tratar previamente las superficies a unir, lo que implica un gasto adicional.

Ademas de las uniones mecanicas y de las uniones con adhesivos son aun conocidos los procesos de soldadura, para realizar estructuras de materiales multiples. Los procesos de soldadura empleados para ello comprenden la soldadura por ultrasonidos, soldadura por resistencia, soldadura por vibracion, soldadura por induccion y soldadura por infrarrojos. Aqui aparecen sin embargo los siguientes inconvenientes principales. Por un lado tambien aqui es necesario un tratamiento superficial previo y por otro lado debido al comparativamente pequeno rendimiento el consumo de energia para construir una union por soldadura semejante es relativamente alto. Ademas las uniones asi realizadas presentan una solo pequena fiabilidad, de manera que no pueden ser empleadas en campos sensibles.

En el intervalo han sido desarrolladas las denominadas tecnicas de union hibridas, en las cuales se ensaya conseguir una mejora de las propiedades de la union mediante la combinacion de dos o mas metodos de union convencionales. Por el documento DE 101 49 633 A1 es conocida para ello la union de cuello metalico, en la cual en la pieza metalica primero se punzona un agujero, de manera que acto seguido el agujero este rodeado por un "cuello" metalico circular. Este cuello a continuacion es introducido a presion en la pieza de plastico a unir con la pieza metalica, de manera que despues de esto existe una union por acoplamiento de forma. En esta introduccion a presion pueden producirse sin embargo grietas capilares en la pieza de plastico, que a su vez pueden llevar a fallo de la union bajo carga.

En otro procedimiento hibrido un metal y un plastico son unidos uno con otro de manera que el plastico en el marco de un proceso de moldeo por inyeccion es inyectado en cavidades que antes fueron configuradas en las piezas metalicas, de manera que de ese modo se realiza una union por acoplamiento de forma entre el plastico por una parte y el metal por otra parte. Motivado por la costosa elaboracion previa de las piezas metalicas un proceso semejante sin embargo requiere mucho tiempo y necesita tiempos de ciclo largos.

Por el documento GB 2 278 571 A es conocido un procedimiento para unir dos piezas de trabajo, en el cual primero en ambas piezas de trabajo se configura un alojamiento y luego las piezas de trabajo se colocan una contra otra, de manera que los alojamientos se alinean uno con otro. A continuacion un elemento de union se dispone y se calienta encima de los alojamientos sobre la superficie de una de las piezas de trabajo, de manera que se hace deformable plasticamente. Finalmente el material deformable plasticamente es comprimido en los alojamientos.

El documento US 3,122,465 da a conocer un procedimiento para unir dos capas de un material textil, en el cual elementos individuales de un material termoplastico son comprimidos y a continuacion fundidos en el material textil. Ademas tambien esta previsto que antes de la introduccion de los elementos termoplasticos se realice una perforacion en el tejido, en la cual luego los elementos pueden ser introducidos en los correspondientes agujeros.

El documento JP 59 201 817 A describe un procedimiento en el cual en la zona de solape de dos piezas de trabajo planas primero se aplica un material de fibras y a continuacion esta zona es perforada por agujas, de manera que fibras individuales pasan a traves de ambas piezas de trabajo. A continuacion la superficie de las piezas de trabajo que mira hacia el lado opuesto al material de fibras es calentada, para soldar unas con otras las fibras que pasan a traves.

Por el documento EP 0 340 094 A2 es conocido un procedimiento para unir piezas de trabajo de plastico y de metal, en el cual primero se practica una abertura en la pieza de trabajo de metal, esta luego es colocada en una pieza de trabajo de plastico con la abertura adyacente a un elemento de union y finalmente el elemento de union es calentado e introducido a presion en la abertura.

El documento JP 62 207 629 A describe asimismo un procedimiento para unir una pieza de trabajo metalica con una pieza de construccion de plastico, en la cual es conformado de una sola pieza un elemento de union, que mas tarde se funde. Con ello el material fundido penetra en un taladro, que ya fue practicado antes de la colocacion de la pieza de trabajo metalica en la pieza de trabajo de plastico. Con ello esta publicacion tampoco manifiesta practicar el alojamiento en la pieza metalica o la otra pieza de trabajo solo cuando esta ya se apoya en la pieza de trabajo de plastico.

Por el documento FR 2 071 122 es conocido un procedimiento para unir un elemento de bisagra metalico con un puente de gafas de plastico, en lo cual el elemento de bisagra presenta un alojamiento, que se dispone alineado con un elemento de union fijado en el puente de una sola pieza. A continuacion el elemento de union es calentado por medio de un elemento de calefaccion, hasta que es deformable plasticamente. A continuacion el elemento de union es introducido a presion en el alojamiento por medio de un piston.

Partiendo del estado de la tecnica sirve por lo tanto de base al presente invento el problema de proporcionar un procedimiento y un dispositivo con los cuales pueda realizarse en tiempo corto y sin grandes gastos en cuanto al dispositivo una union por acoplamiento de forma entre una pieza de trabajo de plastico y otra pieza de trabajo.

Este problema es solucionado en primer lugar por un procedimiento con los siguientes pasos:

Preparacion de una pieza de trabajo de plastico y de otra pieza de trabajo,

Colocacion de la otra pieza de trabajo en la pieza de trabajo de plastico,

Preparacion de un elemento de union en una superficie de la pieza de trabajo de plastico que esta situada opuesta a la superficie en la cual se apoya la otra pieza de trabajo,

Realizacion en la otra pieza de trabajo de un alojamiento, que esta previsto en la superficie contigua a la pieza de trabajo de plastico,

siendo el alojamiento realizado como un taladro en la otra pieza y

siendo el taladro guiado a traves de un elemento de union y de la pieza de trabajo de plastico en la otra pieza de trabajo,

Calentamiento del elemento de union, de manera que el material del elemento de union sea plastificado, y

Introduccion a presion de material plastificado en el alojamiento.

En el procedimiento segun el invento otra pieza de trabajo, que en una forma de realizacion preferida del procedimiento puede estar configurada como una pieza de trabajo metalica, es colocada en una pieza de trabajo de plastico. Ademas se prepara un elemento de union, siendo dispuesto el elemento de union en una superficie de la pieza de trabajo de plastico que esta situada opuesta a la superficie en la cual se apoya la otra pieza de trabajo. El elemento de union preferentemente esta configurado cilindrico.

De manera preferida el elemento de union esta ya configurado en la pieza de trabajo de plastico, estando configurado mas preferentemente de una sola pieza con la pieza de trabajo de plastico, de manera que el elemento de union es preparado junto con la pieza de trabajo de plastico. Ademas la pieza de trabajo de plastico en una primera alternativa puede ya recibir la forma requerida en el marco de un proceso de moldeo por inyeccion. En una segunda alternativa es posible que el elemento de union sea conformado en la manera deseada mediante fresado. En ambos casos esta asegurado que el material de la pieza de trabajo de plastico tambien tras la realizacion de la union es homogeneo y no presenta inclusiones ninguna de un material extrano en particular en la zona de la union.

Alternativamente a ello es tambien posible que el elemento de union sea aportado como pieza separada de la pieza de trabajo de plastico, de manera que no se necesite ninguna elaboracion especial de la pieza de trabajo de plastico para adaptar esta al procedimiento segun el invento.

Ademas se practica un alojamiento en la otra pieza de trabajo, tratandose este de un simple taladro. A continuacion el elemento de union es calentado hasta el punto en que sea deformable plasticamente, de manera que el material plastificado pueda ser embutido en el alojamiento configurado en la otra pieza de trabajo.

De esta manera se produce una union por acoplamiento de forma entre la pieza de trabajo de plastico por una parte y la otra pieza de trabajo por otra parte. En segundo lugar se consigue que tras la introduccion a presion del material del elemento de union la superficie de la pieza de trabajo de plastico no presente resaltes ninguno, sino que sea plana.

Puesto que el conformado de la pieza de trabajo de plastico se efectua a temperatura elevada, se producen solo pequenas tensiones en la zona de la union, si es que se producen.

Por medio del procedimiento segun el invento es posible sustituir configuraciones de union por puntos conocidas por el estado de la tecnica como el remachado o el pegado remachado, sin tener que efectuar adaptaciones constructivas importantes en las piezas de trabajo. Otra ventaja debe verse en que el procedimiento segun el invento puede ser automatizado facilmente, por ejemplo en combinacion con un robot.

En una forma de realizacion preferida puede ser dispuesto en la pieza de trabajo de plastico un elemento de union separado de la pieza de trabajo de plastico antes de practicar el alojamiento. Ademas el elemento de union separado puede ser o del mismo material que la pieza de trabajo de plastico o diferenciarse de este.

En una forma de realizacion preferida del procedimiento es mantiene una presion sobre el material que esta embutido en el alojamiento hasta que el material se enfrie y con ello este endurecido. De este modo se consigue que el proceso de contraccion motivado por la temperatura no lleve a que se formen cavidades en particular en el alojamiento, lo que de lo contrario podria conducir a que la union no sea suficientemente estable.

Ademas el alojamiento en la otra pieza de trabajo se realiza como un taladro, que ademas se extiende a traves de la pieza de trabajo de plastico. En este caso el material plastificado del elemento de union puede ser embutido a traves del alojamiento en la otra pieza de trabajo, sin que tenga que ser aplicada una presion especialmente grande.

Para tras la realizacion de la union obtener tambien en la direccion de la extension del alojamiento un cierre de forma entre las dos piezas de trabajo, es preferido ademas que el taladro este configurado como taladro roscado.

Ademas el alojamiento puede estar configurado como taladro de paso en la otra pieza de trabajo, presentando en otra forma preferida la zona del taladro de paso que limita con la superficie de la otra pieza de trabajo que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico un diametro aumentado en comparacion con el resto del taladro de paso. En esta configuracion del alojamiento se obtiene un cierre de forma en la direccion axial del alojamiento. Esto da por resultado una alta capacidad de carga de la union realizada segun el invento, incluso en la direccion en la que se desarrolla el alojamiento.

Segun otra forma de realizacion preferida del procedimiento la superficie de la otra pieza de trabajo contigua a la pieza de trabajo de plastico es hecha rugosa o esmerilada. De este modo por un lado se mejora la adhesion del plastico en la superficie de la otra pieza de trabajo. Ademas dado el caso pueden romperse capas de oxido existentes en la superficie, para proporcionar un estado inicial claramente definido en cuanto a la superficie. Ademas de esto pueden realizarse otros tratamientos superficiales, que normalmente se emplean para aumentar la adherencia de superficies de union por adhesivos. Aqui puede tratarse de mordentado quimico o radiacion de electrones.

El problema arriba mencionado es ademas solucionado mediante un dispositivo con un elemento taladrador, con un piston anular que rodea al elemento taladrador y que presenta una superficie del piston, y con un anillo de calefaccion, que rodea al piston y que presenta una superficie de apoyo anular, pudiendo el anillo de calefaccion ser calentado, siendo el piston desplazable en la direccion axial del elemento taladrador entre una posicion retraida en la cual la superficie del piston esta por detras de la superficie de apoyo, y una posicion desplazada hacia delante en la cual la superficie del piston se desarrolla en el plano de la superficie de apoyo, y siendo el elemento taladrador desplazable en su direccion axial entre una primera posicion, en la cual la punta del elemento taladrador esta dispuesta en el plano de la superficie del piston cuando el piston esta en la posicion retraida, y una segunda posicion en la cual la punta del elemento taladrador rebasa el plano de la superficie de apoyo.

Cuando el elemento taladrador se encuentra en su primera posicion y el piston se encuentra en su posicion retraida, el dispositivo segun el invento puede ser colocado sobre una pieza de trabajo de plastico con un elemento de union dispuesto sobre ella de manera que este ultimo se encuentre en el hueco que esta rodeado por el anillo de calefaccion.

A continuacion el elemento taladrador, que de manera preferida puede ser hecho girar, es introducido en la pieza de trabajo de plastico y en la otra pieza de trabajo, de manera que se configura el necesario alojamiento en la otra pieza de trabajo. Acto seguido el elemento taladrador es retraido de nuevo a su primera posicion y el elemento de union puede ser calentado mediante el anillo de calefaccion hasta el punto en que sea deformable plasticamente. Cuando esto esta conseguido el piston es llevado a su posicion desplazada hacia delante, de manera que el material plastificado que se encuentra en el hueco es embutido en el taladro y con ello en el alojamiento.

Asi pues el dispositivo segun el invento posibilita realizar de manera sencilla el procedimiento ya descrito. Por lo demas para el dispositivo segun el invento son validas las ventajas ya mencionadas en relacion con el procedimiento.

En lo que sigue el presente invento es explicado con ayuda de un dibujo que muestra unicamente ejemplos de realizacion preferidos. En el dibujo muestran

la Figura 1 una seccion longitudinal de un dispositivo segun el invento,

la Figura 2 vistas en seccion transversal de posibles disposiciones de union entre una pieza de trabajo de plastico y otra pieza de trabajo,

la Figura 3 los pasos a) hasta c) de una forma de realizacion preferida del procedimiento segun el invento y

la Figura 4 los pasos d) y e) de la forma de realizacion preferida del procedimiento.

En la Figura 1 esta representado un ejemplo de realizacion de un dispositivo 1 segun el invento para realizar una union entre una pieza de trabajo de plastico y otra pieza de trabajo. El dispositivo 1 presenta una caja 2, que tiene una forma cilindrica. Central en la caja 2 esta dispuesto un elemento taladrador 3, que mediante un accionamiento no representado puede ser hecho girar tanto en el sentido de las agujas del reloj como en contra del sentido de las agujas del reloj y que en su superficie periferica esta provisto de nervios de corte 4, para realizar en el taladro producido con el elemento taladrador 3 un perfilado a manera de rosca.

El elemento taladrador 3 esta rodeado por un piston anular 5 que presenta una superficie 6 del piston, la cual en esencia se desarrolla perpendicular al eje longitudinal del elemento taladrador 3. Finalmente el elemento taladrador 3 y el piston anular 5 estan rodeados por un anillo de calefaccion 7, que puede ser calentado y presenta una superficie de apoyo 8, que asimismo en esencia se desarrolla perpendicular al eje longitudinal del elemento taladrador 3. Con ello la superficie 6 del piston y la superficie de apoyo 8 se desarrollan paralelas una a otra.

El piston cilindrico 5 puede ser desplazado en la direccion del eje longitudinal del elemento taladrador 3 entre una posicion retraida representada con lineas llenas en la Figura 1 y una posicion 5' desplazada hacia delante, que en la Figura 1 esta representada con lineas de trazos. En la posicion retraida del piston 5 la superficie 6 del piston queda por detras de la superficie de apoyo 8 del anillo de calefaccion 7, de manera que el anillo de calefaccion 8 rodea un alojamiento en el cual puede ser alojado un elemento de union de una pieza de trabajo de plastico. En la posicion 5' desplazada hacia delante la superficie 6 del piston se desarrolla en el plano de la superficie de apoyo 8.

El elemento taladrador 3 puede asimismo ser desplazado en la direccion de su eje longitudinal entre una primera posicion y una segunda posicion 3', estando representada la segunda posicion 3' asimismo con linea de trazos en la Figura 1. En la primera posicion la punta 9 del elemento taladrador esta situada en el plano de la superficie 6 del embolo, cuando el embolo 5 se encuentra en su posicion retraida. Cuando el elemento taladrador 3 esta en la segunda posicion 3', la punta 9 sobresale del plano de la superficie de apoyo 8 del anillo de calefaccion 7 y puede por lo tanto penetrar en un paquete de piezas de trabajo dispuesto debajo de la superficie de apoyo 8.

En la Figura 2 estan representadas cinco disposiciones posibles de dos piezas de trabajo, que pueden ser unidas por medio del procedimiento segun el invento. En el ejemplo representado en la parte a) una pieza de trabajo de plastico 10 esta provista de un elemento de union 11, que esta configurado de una sola pieza con la pieza de trabajo de plastico 10. La pieza de trabajo de plastico 10 con el elemento de union 11 se apoya parcialmente sobre otra pieza de trabajo 12, que de manera preferida es una pieza de trabajo metalica. La pieza de trabajo metalica 12 se apoya en una superficie 13 de la pieza de trabajo de plastico 10 de manera que esta superficie de apoyo 13 esta situada opuesta a la superficie 14, en la cual esta configurado el elemento de union 11, desarrollandose en este ejemplo de realizacion preferido la superficie de apoyo 13 y la superficie 14 provista del elemento de union 11 paralelas una a otra.

En el ejemplo de una disposicion de union representado en la parte b) la superficie de apoyo 13, en la cual la pieza de trabajo metalica 12 se apoya en la pieza de trabajo de plastico 10, esta inclinada con respecto a la superficie 14, en la cual esta configurado el elemento de union 11. No obstante la superficie de apoyo 13 esta situada opuesta a la superficie 14 de la pieza de trabajo de plastico 10. Esta disposicion de union es designada como union de solape biselado.

Tambien en el ejemplo de una disposicion de union representado en la parte c) la superficie de apoyo 13, en la cual la pieza de trabajo metalica 12 se apoya en la pieza de trabajo de plastico 10, esta dispuesta de manera que esta situada opuesta a la superficie 14 con el elemento de union 11, pudiendose realizar en este ejemplo una union denominada de "doble solape biselado", que ademas de un buen cierre de forma en el plano de la superficie 14 tambien proporciona una union segura perpendicular a ella.

En el ejemplo de realizacion representado en la parte d) el elemento de union 11 no esta configurado de una sola pieza con la pieza de trabajo de plastico 10, sino como pieza por separado dispuesta en esta. Por lo tanto el elemento de union 11 puede ser aportado por separado y la pieza de trabajo de plastico 10 no tiene que ser adaptada especialmente al procedimiento segun el invento. Ademas en la superficie 15 de la pieza de trabajo metalica 12 que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico 10 esta previsto una cavidad 16, de manera que un alojamiento 17 realizado mas tarde como taladro de paso (representado en lineas de trazos), en la zona que limita con la superficie 15 que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico 10, presenta un diametro aumentado en comparacion con el resto del taladro de paso.

El ejemplo de realizacion representado en la parte e) se diferencia del de la parte d) por el hecho de que el hueco 16 no es cilindrico sino conico. Pero tambien en este caso el diametro del taladro de paso en la zona que limita con la superficie 15 que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico 10 esta aumentado en comparacion con el resto del taladro de paso.

En los ejemplos de realizacion mostrados en la parte d) y e) se consigue mediante la zona de diametro aumentado, que por lo tanto configura una seccion posterior, que resulte un cierre de forma de alta capacidad de carga en la direccion axial del taladro de paso.

En la Figura 3 y en la Figura 4 estan representados los pasos a) hasta e) de una forma de realizacion del procedimiento segun el invento, en el cual una pieza de trabajo de plastico 10 con un elemento de union 11 configurado de una sola pieza es unida con otra pieza de trabajo metalica 12. En ello la construccion de la union esta elegida de la manera como esta representada en detalle en la parte a) de la Figura 2. En esta forma de realizacion el elemento de union 11 esta configurado de una sola pieza en la pieza de trabajo de plastico 10. Es sin embargo tambien posible que el elemento de union 11 sea preparado y dispuesto como elemento separado en la pieza de trabajo de plastico 10.

La pieza de trabajo metalica 12 se coloca en la pieza de trabajo de plastico 10 de manera que la pieza de trabajo metalica 12 se apoya en una superficie 13 de la pieza de trabajo de plastico 10, que esta situada opuesta a la superficie 14 en la que esta dispuesto el elemento de union 11. A continuacion el dispositivo 1 segun la Figura 1 se dispone en la pieza de trabajo de plastico 10 de manera que el elemento de union 11 se aloja en el alojamiento que esta rodeado por el anillo de calefaccion 7 cuando el piston 5 se encuentra en su posicion retraida y el elemento taladrador 3 se encuentra en su primera posicion (paso a)).

Acto seguido se practica un alojamiento 17 en la pieza de trabajo metalica 12, extendiendose el alojamiento 17 desde la superficie 13 en la cual la pieza de trabajo metalica 12 se apoya en la pieza de trabajo de plastico 10, y estando configurado como taladro de paso a traves de la pieza de trabajo de plastico 10 y de la pieza de trabajo metalica 12. Para practicar el alojamiento 17 el elemento taladrador 3 es desplazado a su segunda posicion 3' siendo el elemento taladrador 3 hecho girar adicionalmente. Mediante los nervios de corte 4 previstos en el elemento taladrador 3 se produce de ese modo un perfilado a manera de rosca en la superficie interior del alojamiento 17 (paso b)).

A continuacion el elemento taladrador 3 es retraido a su primera posicion (vease la Figura 1), siendo hecho girar el elemento taladrador 3 con sentido de giro contrario al del desplazamiento hacia delante. Luego es calentado el anillo de calefaccion 7, hasta que el material del elemento de union 11 haya sido plastificado (paso c)).

Tan pronto como el elemento de union 11 este en un estado plastificado y con ello viscoso, el material plastificado es embutido en el alojamiento 17 de la pieza de trabajo metalica 12. Para ello el piston 5 del dispositivo 1 es desplazado a su posicion desplazada hacia delante 5', siendo desplazado con el el elemento taladrador 3, de manera que su punta 9 queda en el plano de la superficie 6 del piston (paso d)).

Tras la introduccion a presion del material plastificado en el alojamiento es mantenida la presion mediante el piston 5 sobre la pieza de trabajo de plastico 10, hasta que el material de plastico se enfria y con ello esta solidificado. Mediante este mantenimiento de la presion se consigue que procesos de contraccion a consecuencia del enfriamiento no lleven a que puedan formarse espacios huecos en el alojamiento 17.

Dado el caso la pieza de trabajo metalica 12 puede presentar en la superficie 15 que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico 10 un hueco 16, mediante el cual tras la realizacion del alojamiento 17 se forma una seccion posterior, mediante la cual se obtiene un cierre de forma mejorado en la direccion axial del alojamiento 17 (parte d) y e) en la Figura 2).

A continuacion el dispositivo 1 segun el invento puede ser retirado de las piezas de trabajo 10, 12, con lo cual tras la configuracion de la union la superficie de la pieza de trabajo de plastico 10 es plana, puesto que el material del elemento de union 11 ahora ha sido introducido a presion en el alojamiento 17 formado por el elemento taladrador 3 (paso e)).

Antes de la colocacion de la pieza de trabajo metalica 12 en la pieza de trabajo de plastico 10 de manera preferida la superficie de la pieza de trabajo metalica 12 que esta situada en la pieza de trabajo de plastico 10 puede ser o esmerilada o hecha rugosa de otra manera, para por un lado eliminar una capa de oxido posiblemente existente y por otro lado conseguir una mejor adhesion entre las piezas de trabajo 10, 12. Ademas pueden realizarse otros tratamientos superficiales, que normalmente se emplean para aumentar la adherencia de superficies de union por adhesivos. Estos pueden ser el mordentado quimico o la radiacion de electrones.

El dispositivo 1 segun el invento asi como el procedimiento segun el invento representado posibilitan configurar de manera sencilla sin grandes gastos en cuanto al dispositivo una union por acoplamiento de forma entre una pieza de trabajo de plastico 10 por una parte y otra pieza de trabajo 12 por otra parte. Para ello no son necesarios elementos de union ninguno como tornillos o remaches, sino que es suficiente disponer en la pieza de trabajo de plastico 10 un elemento de union 11, cuyo material mas tarde es introducido a presion en un alojamiento 17 previsto en la otra pieza de trabajo 12. Puesto que el material es introducido a presion en el alojamiento 17 en estado plastificado, se generan solo pequenas tensiones en el material de la pieza de trabajo de plastico 10. Con ello la union asi producida presenta una alta fiabilidad. Ademas el procedimiento segun el invento se puede automatizar facilmente, por ejemplo mediante instalacion del dispositivo 1 en un robot.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para unir una pieza de trabajo de plastico (10) con otra pieza de trabajo (12) con los siguientes pasos: Preparacion de una pieza de trabajo de plastico (10) y de otra pieza de trabajo(12),

Colocacion de la otra pieza de trabajo (12) en la pieza de trabajo de plastico (10), Preparacion de un elemento de union (11) en una superficie (14) de la pieza de trabajo de plastico (10) que esta situada opuesta a la superficie en la cual se apoya la otra pieza de trabajo (12),

Realizacion en la otra pieza de trabajo (12) de un alojamiento (17), que esta previsto en la superficie contigua a la pieza de trabajo de plastico (10), siendo el alojamiento (17) realizado como un taladro en la otra pieza de trabajo (12), y siendo el taladro guiado a traves del elemento de union (11) y la pieza de trabajo de plastico (10)

en la otra pieza de trabajo (12), Calentamiento del elemento de union (11), de manera que el material del elemento de union (11) sea plastificado, y

Introduccion a presion de material plastificado en el alojamiento (17).
2.

Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el cual la preparacion del elemento de union (11) se efectua estando configurado el elemento de union (11) en la pieza de trabajo de plastico (10).
3.

Procedimiento segun la reivindicacion 2, en el cual el elemento de union (11) esta configurado de una sola pieza con la pieza de trabajo de plastico (10).
4.

Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el cual el elemento de union (11) esta configurado como pieza separada de la pieza de trabajo de plastico (10).
5.

Procedimiento segun la reivindicacion 4, en el cual el elemento de union (11) es aportado antes de la realizacion del alojamiento (17).
6.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual es mantenida una presion sobre el material de la pieza de trabajo de plastico (10) que esta embutido en el alojamiento (17), hasta que el material de la pieza de trabajo de plastico (10) esta enfriado.
7.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual la otra pieza de trabajo (12) es de un metal.
8.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual el taladro esta configurado como taladro roscado.
9.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual el taladro esta configurado como taladro de paso a traves de la otra pieza de trabajo (12).
10.

Procedimiento segun la reivindicacion 9, en el cual la zona del taladro de paso que limita con la superficie (15) que mira en sentido opuesto a la pieza de trabajo de plastico (10), presenta un diametro aumentado en comparacion con el resto del taladro de paso.
11.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, en el cual la superficie de la otra pieza de trabajo (12) contigua a la pieza de trabajo de plastico (10) es hecha rugosa.
12.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, en el cual la superficie de la otra pieza de trabajo (12) contigua a la pieza de trabajo de plastico (10) es esmerilada.
13.

Dispositivo para realizar el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 12, con un elemento taladrador (3), con un piston anular (5), que rodea al elemento taladrador (3) y que presenta una superficie (6) del

piston, y con un anillo de calefaccion (7), que rodea al piston y que presenta una superficie de apoyo anular (8), pudiendo el anillo de calefaccion (7) ser calentado,

pudiendo el piston (5) ser desplazado en la direccion axial del elemento taladrador (3) entre una posicion retraida, en la cual la superficie (6) del piston esta por detras de la superficie de apoyo (8), y una posicion desplazada hacia delante, en la cual la superficie (6) del piston se desarrolla en el plano de la superficie de apoyo (8), y

5 pudiendo el elemento taladrador (3) ser desplazado en su direccion axial entre una primera posicion, en la cual la punta (9) del elemento taladrador (3) esta dispuesta en el plano de la superficie (6) del piston cuando el piston (5) esta en la posicion retraida, y una segunda posicion, en la cual la punta (9) del elemento taladrador sobresale del plano de la superficie de apoyo (8).
14. Dispositivo segun la reivindicacion 13, en el cual el elemento taladrador (3) es giratorio con dos sentidos de giro.

10 15. Dispositivo segun la reivindicacion 14, en el cual el elemento taladrador (3) esta configurado para realizar un perfilado a manera de rosca en el taladro producido con el.