JP5583273B2

JP5583273B2 - 金属−プラスチック連結物

Info

Publication number: JP5583273B2
Application number: JP2013517024A
Authority: JP
Inventors: ランガークリスティアン; トイバートセバスティアン; ガイペルイェアク
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: WO2012000525A1; JP2013530073A; CN103003023B; CN103003023A

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に応じた連結部の製造方法及び特許請求の範囲の請求項８の上位概念に応じた金属−プラスチック連結物に関する。

金属とプラスチックとの間の信頼できる連結部の製造は、技術において、特に製造プロセスの光学的コントロールが必要である分野において、重要な要素である。食品技術の分野において、この種の連結部には物理学及び化学的特性に関してしばしば高められた要求が課せられ、特に、この種の連結部は信頼性及びシーリング性に関して高い要求を満たし、並びに、相応する規格を守らなければならない。さらに、この種の連結部は−４０〜１２０℃の範囲にある極めて変化する温度及び数バールの範囲にある極めて変動する圧力の支配下にもある。これらの高い要求を満たすことができるためには、従来の金属−プラスチック連結物では、金属表面とプラスチック表面の間の連結部位は、機械的固定手段、例えばねじ及びクランプを用いて、かつ又は、大抵は接着剤の形にある化学的シーリング手段を用いて保護される。しかし、シール面の間に導入される接着剤が、互いに接している、金属表面又はプラスチック表面の側面に、一部不所望な成分を含み、これらは最終的に放出され、しばしば十分に老化抵抗性でないことが欠点である。さらに、機械的固定手段は製造において手間がかかり、そして、多岐にわたる衛生的欠点を、特に清浄化の際に引き起こす。

さらに、物質の挿入を抑制するために、特に、両材料の間の切断部位に接した表面に、可能な限り平らな、継ぎ目のない移行部を形成することが望ましい。一般に、このために手間のかかる機械的後加工工程が、成功した表面特性を保証すべく、両材料の継ぎ合わせ後に必要である。

これらの背景から、本発明の課題は、それぞれ、先行技術の欠点を減少させる、金属表面とプラスチック表面の間の連結部の製造方法並びに金属−プラスチック連結物を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部を有する金属表面とプラスチック表面の間の連結部の製造方法又は特許請求の範囲の請求項８の特徴部を有する金属−プラスチック連結物によって解決される。本発明の好ましい実施態様は、下位請求項の主題である。

請求項１に応じた本発明の主題によれば、金属表面とプラスチック表面との間に連結部を製造する方法であって、金属表面に少なくとも１の縁で、カラー状隆起部と、プラスチック表面の敷設のための肩状レッジを有する側面とが形成されており、並びに、前記レッジにプラスチック表面の敷設前にストリップ状シーリングが導入され、そして、プラスチック表面が前記側面のレッジに、プラスチック表面の側面が金属表面の側面と突き合わせ状に（stossfoermig）並ぶように敷設され、そして、変形によって、金属表面の側面の少なくとも一部とプラスチック表面の側面の一部との間に形状結合性の、弾性的に支持される連結部が発生し、この結果、この連結部位には金属表面の上面及びプラスチック表面の上面で、実質的に継ぎ目がなく、かつ、実質的に段差がない移行部が、金属表面とプラスチック表面との間に形成される、金属表面とプラスチック表面との間に連結部を製造する方法が提供される。

請求項８に応じた本発明の主題によれば、表面及び側面を有する金属面を有し、前記側面が、肩状レッジと、表面に対して垂直に逆行断面とを形成する、金属−プラスチック複合材が提供される。

ここで、この連結物は、前記レッジに敷設するストリップ状シーリング、並びに、側面を有するプラスチック表面を有し、前記側面は、金属表面の側面に部分的に突き合わせ状に接し、かつ、その下面が少なくとも部分的にシーリングに敷設する。さらに、この連結物は、金属表面の上面及びプラスチック表面の上面で、実質的に継ぎ目がなく、かつ、実質的に段差がない移行部を、金属表面とプラスチック表面との間に形成する、連結部位を提供する。

本発明の方法の利点は、２つの異なる材料が、付加的な機械的又は化学的な固定手段なしに互いに継ぎ合わされることができることである。さらに、継ぎ目と段差の形成は、少なくともその表面で抑制される。これによって、雰囲気ガス及び又は液体に対して十分に不透過性である、接着剤不含の連結部を形成することが可能である。特に、食品領域での適用の際には、表面の大幅な継ぎ目フリー性及び接着剤フリー性が、物質の不所望な挿入又は接着剤の放出を抑制し、これは、複合材の衛生上の又は無菌上の特性を劣化する可能性がある。さらに、両側面の適合させた断面案内（Profilfuehrung）と関連した変形プロセスのために、段差のない移行部が、金属上面とプラスチック上面の間に、従来必要であった付加的な後加工工程、例えばポリッシング又はフライス削りなしに、達成される。

本方法の好ましい一実施態様において、金属表面の側面での変形によって、プラスチック表面を金属表面に対し垂直方向のずれに対して守るために、逆行する断面が形成される。さらに、金属表面とプラスチック表面の間のシーリングが、金属表面に対して実質的に垂直に作用する、弾性の形状結合（Formschluss）を作成するために、弾性材料、例えば、Ｖｉｔｏｎ、ゴム又は複合材プラスチックからなることが好ましい。この場合に、金属表面のアンダーカットされた側面の形成を支援するために、プラスチック表面の外側縁が好適に面取りされる（anfasen）場合に好ましい。他の一実施態様によれば、プラスチック表面の側面もまた段状レッジを備えることが好ましい。この場合に、変形の際にプラスチック表面のレッジの下面だけがシーリングに敷設され、そして、プラスチック表面の下面、好ましくは少なくとも一部が、金属表面の開口部の内側にある縁の間で変形プロセスの際にたわむことができるように、レッジの断面が好適に選択される。

他の一実施態様によれば、プラスチック表面がその外側縁で金属表面により完全に取り囲まれる。この態様によって、特に光学的に透過性のプラスチックの使用下では、製造プロセスのコントロールのための手段が達成され、この場合に、化学的又は機械的に攻撃性の材料との直接的な接触によってセンサーを損なうことはない。さらに、好適なプラスチックの選択によって、電気的又は磁気的な場をプラスチック表面を介して送ること又は受けとることもできる。この種の場は、金属により一般に妨げられる。

出願人の探索によって、金属−プラスチックからの本発明の連結物では、シーリングが好ましくは弾性の環状ストリップとして形成されることが判明した。さらに、このシーリングの弾性の特性及び幾何学的な設計は、必要性に応じて、そして、変形の際に作用する力に依存して、好適に選択されることができる。

本発明は以下、図面を参照して詳説される。この場合に、同じ種類の部分が同一の名称で記される。図面は以下のことを示す。

図１は、連結していない状態で敷設するプラスチック表面を有する金属表面の切断面図の図示を示す。図２は、第１の実施態様に応じた、連結した状態にある切断面図を図示する。図３は、更なる実施態様に応じた、連結した状態にある切断面図を図示する。図４は、連結した状態にある埋め込まれたプラスチック表面を有する金属表面の平面図を図示する。

連結していない配置の図１において示される切断面図は、金属表面１０の周縁２０に形成されている隆起物１５を有する金属表面１０を示す。さらに、金属表面１０は、段状レッジ３５を有する側面３０を有する。レッジ３５には、シーリング４０が敷設される。さらに、金属表面１０は、内側にあるプラスチック表面５０を有する開口部１７を有する。プラスチック表面５０は、段状レッジ６０を有する側面５５を有する。さらに、プラスチック表面５０の上方縁には面取り部６５が形成されている。この示された実施態様によれば、レッジ６０の伸びは、プラスチック表面５０の表面に対して平行に、レッジ３５の伸びよりもいくばくか長く選択される。さらに、レッジ３５の伸びは、表面に対して垂直方向において、プラスチック表面５０の厚さからの及びシーリング４０の厚さからの合計に相応する。この示された実施態様によれば、プラスチック表面５０及び金属表面１０の側面３０、５５は、突き合わせ状に配置されている。

図２には、金属表面１０及びプラスチック表面５０の本発明の実施態様が、連結した状態で、すなわち、変形プロセス（Umformverfahren）適用後に、示されている。この場合に、金属表面の側面３０は、プラスチック表面５０の側面５５と、十分に形状結合して連結している。金属表面１０の表面には、隆起部１５（図１に示してある）は、もはや存在せず、というのも、金属表面１０の相応する金属は、側方角３０の逆行片７５の形成下で、プラスチック表面５０の面取り部６５と形状結合を形成する。さらに、プラスチック表面５０の表面は、金属表面１０の表面と、連結部位７０で、段差のない、かつ、継ぎ目のない、移行部を形成する。変形によって、シーリング４０は弾性に変形され、そして、今やプラスチック表面５０を、金属表面１０の側面３５の逆行片７５に接した表面に対して垂直に押圧する。さらに、シーリング４０を用いて、金属表面１０の側面３５は、プラスチック表面５０の側面５５に対して、間隙７８の形成下で、密閉される。環状シーリング４０の大きさ及び弾性に応じて、そして、使用される金属表面及びプラスチック表面の連結すべき材料特性の幾何学的寸法並びに側方角にある段状レッジの幾何学に依存して、金属表面に対するプラスチック表面の押圧力も、側面の間隙の大きさも調節される。出願人の探索によって、シーリングと金属表面の側方角との間の垂直な間隙にもかかわらず、信頼できる密閉性が、プラスチック表面と金属表面の間の移行部の範囲において保証されていることが判明した。

図３に示された一実施態様によれば、金属表面１０の及びプラスチック表面５０の側面の範囲には、両面の間の完全な形状結合が達成される。相応して、レッジ３５とレッジ６０との間に配置されたシーリングによりこの空間が完全に充填される。

図４は、金属表面８０及びプラスチック表面９０（異なる曲率度を有する、異なる角形態９２、９４、９６及び９８を有する）を有する、本発明の方法を用いて製造した金属−プラスチック−連結物の平面図を示す。連結部位１００では、金属表面８０がプラスチック表面９０と共に、継ぎ目のない、かつ、段差のない移行部を形成する。角形態９２では小さい曲率度にもかかわらず、使用される材料の相応する延性によって、変形により、表面の機械的な後処理を必要とすることなく、角領域においてもこの表面に、ほぼ継ぎ目のない、かつ、段差のない移行部が形成されることが保証される。さらに、信頼のできる、機械的に負荷可能な密な連結部が、機械的又は化学的な固定手段の使用なしに提供され、これは、食品技術の領域における適用のために特別に適している。

Claims

金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）との間に連結部を製造する方法であって、
金属表面（１０）に少なくとも１の縁（２０）で、カラー状隆起部（１５）と、プラスチック表面（５０）の敷設のための肩状レッジ（３５）を有する側面（３０）とが、形成されており、
前記レッジ（３５）にプラスチック表面（５０）の敷設前にストリップ状シーリング（４０）が導入され、
プラスチック表面（５０）が側面（３０）で前記レッジ（３５）に、プラスチック表面（５０）の側面（５５）が金属表面（１０）の側面（３５）と突き合わせ状に並ぶように敷設され、
金属表面（１０）の側面（３０）の少なくとも一部とプラスチック表面（５０）の側面（５５）の一部との間の変形によって、形状結合性の、弾性的に支持される連結部が発生し、この結果、連結部位（１００）には金属表面（１０）の上面及びプラスチック表面（５０）の上面で、実質的に継ぎ目がなく、かつ、実質的に段差がない移行部が、金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）との間に形成される、
金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）との間に連結部を製造する方法。
金属表面（１０）の側面での変形によって、逆行断面が形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
プラスチック表面（５０）が、その外側縁で金属表面（１０）によって完全に取り囲まれることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
プラスチック表面（５０）の側面（５５）に段状レッジ（６０）が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）との間のシーリング（４０）によって、プラスチック表面（５０）を、金属表面（１０）の表面に対して実質的に垂直に押圧する、弾性の形状結合が発生することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）の間に、液体に対して不透過性である接着剤不含連結部が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）の間に、雰囲気ガスに対して不透過性である接着剤不含連結部が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
プラスチック表面（５０）の表面は、金属表面（１０）の表面と、連結部位（１００）で、段差のない、かつ、継ぎ目のない、移行部を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
次のもの：
表面と側面（３０）とを有する金属表面（１０）、その際、側面（３０）は、肩状レッジ（３５）と、金属表面（３０）の表面に対して垂直な逆行断面とを有する、
前記レッジ（３５）に敷設するストリップ状シーリング（４０）、
側面（５５）を有するプラスチック表面（５０）、その際、側面（５５）は、金属表面（１０）の側面（３０）に部分的に突き合わせ状に接し、かつ、プラスチック表面（５０）の下面が部分的にシーリング（４０）に敷設する、
金属表面（１０）の上面及びプラスチック表面（５０）の上面で、実質的に継ぎ目がなく、かつ、実質的に段差がない移行部を、金属表面（１０）とプラスチック表面（５０）との間に有する、連結部位（１００）、
を有する、金属−プラスチック連結物。
金属表面（１０）が、中に配置されたプラスチック表面（５０）を有する開口部（１７）を有することを特徴とする請求項９記載の金属−プラスチック連結物。
シーリング（４０）が、弾性の環状ストリップとして形成されていることを特徴とする請求項９又は１０記載の金属−プラスチック連結物。
連結部位（１００）が、金属表面（１０）の側面とプラスチック表面（５０）の側面の間に接着剤不含の移行部を形成することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載の金属−プラスチック連結物。