WO2012000525A1 - Metall-kunststoff verbindung - Google Patents

Metall-kunststoff verbindung Download PDF

Info

Publication number
WO2012000525A1
WO2012000525A1 PCT/EP2010/003943 EP2010003943W WO2012000525A1 WO 2012000525 A1 WO2012000525 A1 WO 2012000525A1 EP 2010003943 W EP2010003943 W EP 2010003943W WO 2012000525 A1 WO2012000525 A1 WO 2012000525A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plastic
metal
metal surface
shoulder
plastic surface
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/003943
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Langer
Sebastian Täubert
Jörg Geipel
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.)
Pepperl and Fuchs SE
Original Assignee
Pepperl and Fuchs SE
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 Pepperl and Fuchs SE filed Critical Pepperl and Fuchs SE
Priority to CN201080067868.3A priority Critical patent/CN103003023B/zh
Priority to PCT/EP2010/003943 priority patent/WO2012000525A1/de
Priority to JP2013517024A priority patent/JP5583273B2/ja
Publication of WO2012000525A1 publication Critical patent/WO2012000525A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/64Joining a non-plastics element to a plastics element, e.g. by force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/005Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by expanding or crimping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/567Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using a tamping or a swaging operation, i.e. at least partially deforming the edge or the rim of a first part to be joined to clamp a second part to be joined
    • B29C65/568Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using a tamping or a swaging operation, i.e. at least partially deforming the edge or the rim of a first part to be joined to clamp a second part to be joined using a swaging operation, i.e. totally deforming the edge or the rim of a first part to be joined to clamp a second part to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/128Stepped joint cross-sections
    • B29C66/1282Stepped joint cross-sections comprising at least one overlap joint-segment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/128Stepped joint cross-sections
    • B29C66/1284Stepped joint cross-sections comprising at least one butt joint-segment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/128Stepped joint cross-sections
    • B29C66/1286Stepped joint cross-sections comprising at least one bevelled joint-segment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/20Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/24Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight
    • B29C66/242Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining 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
    • B29C66/53Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B29C66/5346Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining 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
    • B29C66/55Joining 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 sealing elements being incorporated into the joints, e.g. gaskets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General 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
    • B29C66/74Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002Panels; Plates; Sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2012/00Frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/26Sealing devices, e.g. packaging for pistons or pipe joints
    • B29L2031/265Packings, Gaskets

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a connection according to the preamble of patent claim 1 and to a metal - plastic composite according to the preamble of patent claim 8.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a connection between a metal surface and a plastic surface and a metal-plastic composite, each of which reduces the disadvantages of the prior art.
  • a method for producing a connection between a metal surface and a plastic surface, wherein on the metal surface at least one edge of a collar-shaped bead and a side surface is formed with a shoulder-shaped shoulder for supporting the plastic surface, and placed on the shoulder before placing the plastic surface a strip-shaped seal and the plastic surface is placed on the shoulder of the side surface such that a side surface of the plastic surface is juxtaposed with the side surface of the metal surface and by forming between at least a portion of the side surface of the metal surface and a Part of the side surface of the plastic surface a positive elastic-supported connection is generated, so that at the junction on the top of the metal surface and the top of the plastic surface a essentially seamless and substantially step-free transition between the metal surface and plastic surface is formed.
  • a metal - plastic composite comprising a metal surface having a surface and a side surface, the side surface forming a shoulder-shaped shoulder and a return profile perpendicular to the surface.
  • the composite has a resting on the shoulder strip-shaped seal, and a plastic surface with a side surface which rests partially shock-like manner on the side surface of the metal surface and the bottom at least partially rests on the seal on.
  • the composite provides a joint that forms a substantially seamless and substantially step-free transition between the metal surface and the plastic surface on top of the metal surface and the plastic surface.
  • An advantage of the method according to the invention is that two different materials can be joined together without additional mechanical or chemical attachment means. Furthermore, a formation of joints and steps is suppressed at least on their surfaces. This makes it possible to form an adhesive-free composite which is largely impermeable to atmospheric gases and / or liquids. In particular, in an application in the food industry, the extensive freedom from joints of the surface and the freedom from adhesives suppresses undesired incorporation of substances or release of adhesive agents, which would worsen the hygienic or aseptic properties of the composite.
  • a return profile is formed by means of the forming on the side surface of the metal surface in order to secure the plastic surface against a vertical displacement relative to the metal surface.
  • the seal between the metal surface and the plastic surface is advantageous for the seal between the metal surface and the plastic surface to be made of an elastic material such as viton, rubber or composite plastics in order to produce an elastic positive locking which acts essentially perpendicular to the metal surface.
  • the outer edge of the plastic surface is chamfered appropriately in order to prevent the formation of the undercut. side surface of the metal surface to favor.
  • the profile of the paragraph is suitably chosen so that during the forming only the bottom of the shoulder of the plastic surface rests on the seal and the underside, preferably at least a portion of the plastic surface between the inner edges of the opening of the metal surface in the forming process can spring through.
  • the plastic surface is completely enclosed by the metal surface at its outer edge.
  • This design makes it possible, in particular using optically transparent plastics, to provide a means of controlling manufacturing processes without damaging the sensors as a result of direct contact with chemically or mechanically aggressive materials.
  • the seal is preferably designed as an elastic circumferential strip.
  • the elastic properties and the geometric design of the gasket can be suitably selected as required and as a function of the forces acting on the deformation.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view through the metal surface with the surface of the plastic surface lying in the unconnected state;
  • FIG. 2 shows a schematic sectional drawing in the connected state, according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic sectional drawing in the connected state, according to a further embodiment
  • Figure 4 top view of a metal surface with embedded
  • the sectional drawing shown in FIG. 1 of an unconnected arrangement shows a metal surface 10 with a bead 15 formed on an edge 20 of the metal surface 10. Furthermore, the metal surface 10 has a side surface 30 with a stepped shoulder 35. On the shoulder 35 is a seal 40. Furthermore, the metal surface 10 has an opening 17 with an inner plastic surface 50. The plastic surface 50 has a side surface 55 with a stepped shoulder 60. Further, a chamfer 65 is formed on the upper edge of the plastic surface 50. According to the illustrated embodiment, the extension of the shoulder 60 is selected to be slightly larger than the extension of the shoulder 35 parallel to the surface of the plastic surface 50.
  • the extension of the heel 35 in a direction perpendicular to the surface corresponds to a sum of the thickness of the plastic surface 50 and the thickness of the gasket 40.
  • the side surfaces 30, 55 of the plastic surface 50 and the metal surface 10 are arranged in a jar shape ,
  • the metal surface 10 and the plastic sheet 50 in a connected state that is represented by appli ⁇ extension of the forming process.
  • the side surface 30 of the metal surface with the side surface 55 of the plastic surface 50 is connected largely form ⁇ conclusive.
  • the surface of the metal surface 10 of the bead 15, shown in Figure 1 no longer exists because the corresponding metal of the metal surface 10 forming a return portion 75 of the side edge 30 forms a positive connection with the chamfer 65 of the plastic surface 50.
  • the surface of the plastic surface 50 forms with the Surface of the metal surface 10 at the junction 70 from a stepless and seamless transition.
  • the seal 40 is elastically deformed and now presses the plastic surface 50 in a direction perpendicular to the surface to the return portion 75 of the side surface 35 of the metal surface 10. Further, by means of the seal 40, the side surface 35 of the metal surface 10 relative to the side surface 55 of the plastic surface 50 sealed to form a gap 78.
  • both the contact pressure of the plastic surface and the metal surface can be determined Adjust the size of the gap on the side surface. Investigations by the applicant have shown that, despite a vertical gap between the seal and the side edge of the metal surface, a reliable seal in the region of the transition between the plastic surface and the metal surface is ensured.
  • FIG. 4 shows a plan view of a metal-plastic composite produced by means of the method according to the invention, comprising a metal surface 80 and a plastic surface 90 with different edge shapes 92, 94, 96 and 98, which have different degrees of curvature.
  • the metal surface 80 forms a joint-free and stepless transition with the plastic surface 90.
  • the edge shape 92 it is ensured by the corresponding ductility of the metal used that a largely joint-free and stepless transition is formed by means of the forming in the edge regions on the surface, without a mechanical aftertreatment of the surface is required.
  • a reliable, mechanically strong, sealed joint without the use of mechanical or chemical fasteners, which is particularly suitable for applications in the field of food technology.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallfläche und einer Kunststofffläche, bei der an der Metallfläche an wenigstens einem Rand einen kragenförmigen Wulst und eine Seitenfläche mit einen schulterförmigen Absatz zur Auflage der Kunststofffläche ausgebildet wird, auf dem Absatz vor dem Auflegen der Kunststofffläche eine streifenförmige Dichtung eingebracht wird, die Kunststofffläche auf den Absatz die Seitenfläche derart aufgelegt wird, dass eine Seitenfläche der Kunststofffläche mit der Seitenfläche der Metalifläche stoßförmig aneinandergereiht wird und mittels Umformung zwischen wenigstens einem Teil der Seitenfläche der Metallfläche und einem Teil der Seitenfläche der Kunststofffläche eine formschlüssige elastisch unterstützte Verbindung erzeugt wird, so dass an der Verbindungsstelle auf der Oberseite der Metallfläche und der Kunststofffläche ein im wesentlichen fugenloser und im wesentlichen stufenfreier Übergang zwischen der Metallfläche und Kunststofffläche ausgebildet wird.

Description

Metall - Kunststoff Verbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Metall - Kunststoff Verbund gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Das Herstellen von zuverlässigen Verbindungen zwischen Metallen und Kunststoffen ist in der Technik ein wichtiger Bestandteil, insbesondere in Bereichen in denen eine optische Kontrolle von Fertigungsprozessen notwendig ist. Im Bereich der Lebensmitteltechnik werden an derartige Verbindungen oftmals erhöhte Anforderungen an die physikalischen und chemischen Eigenschaften gestellt, insbesondere muss eine derartiger Verbund hohe Anforderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Dichtheit erfüllen, sowie die entsprechenden Normen einhalten. Weiterhin unterliegen derartige Verbindungen auch stark wechselnden Temperaturen im Bereich von -40 bis 120 C und stark schwankenden Drücken im Bereich von mehreren Bar. Um die hohen Anforderungen erfüllen zu können, werden bei herkömmlichen Metall - Kunststoffverbindungen die Verbindungsstellen zwischen den Metallflächen und den Kunststoffflächen mittels mechanischen Befestigungsmitteln, wie Schrauben und Klammern, und oder chemischen Dichtungsmitteln zumeist in Form von Klebemitteln geschützt. Nachteilig ist jedoch, dass die zwischen den Dichtflächen eingebrachten Klebemittel an den aneinanderliegenden Seitenflächen der Metallflächen bzw. Kunststoffseitenflächen teilweise unerwünschte Inhaltstoffe enthalten, diese eventuell abgeben und oftmals nicht ausreichend alterungsbeständig sind. Weiterhin sind mechanische Befestigungsmittel aufwändig in der Herstellung und verursachen vielfältige hygienische Nachteile, insbesondere bei der Reinigung.
Des Weiteren ist es wünschenswert, insbesondere auf der Oberfläche an der Schnittstelle zwischen den beiden Materialien einen möglichst ebenen, fugen¬ freien Übergang auszubilden, um ein Einlagern von Stoffen zu unterdrücken. Im Allgemeinen sind hierzu aufwändige mechanische Nachbearbeitungsschritte
BESTÄTIGUNGSKOPIE nach dem Zusammenfügen der beiden Materialien notwendig, um die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallfläche und einer Kunststofffläche sowie ein Metall - Kunststoff Verbund anzugeben, die jeweils die Nachteile des Standes der Technik verringern.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallfläche und einer Kunststofffläche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit einem Metall - Kunststoff Verbund mit den Merkmaien des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß dem Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallfläche und einer Kunststofffläche bereitgestellt, bei der an der Metallfläche an wenigstens einem Rand ein kragenförmiger Wulst und eine Seitenfläche mit einem schulterförmigen Absatz zur Auflage der Kunststofffläche ausgebildet ist, sowie auf dem Absatz vor dem Auflegen der Kunststofffläche eine streifenförmige Dichtung eingebracht und die Kunststofffläche auf dem Absatz der Seitenfläche derart aufgelegt wird, dass eine Seitenfläche der Kunststofffläche mit der Seitenfläche der Metallfläche stoßförmig aneinandergereiht wird und mittels Umformung zwischen wenigstens einem Teil der Seitenfläche der Metallfläche und einem Teil der Seitenfläche der Kunststofffläche eine formschlüssige elastisch unterstützte Verbindung erzeugt wird, so dass an der Verbindungsstelle auf der Oberseite der Metallfläche und der Oberseite der Kunststofffläche ein im Wesentlichen fugenloser und im Wesentlichen stufenfreier Übergang zwischen der Metallfläche und Kunststofffläche ausgebildet wird.
Gemäß dem Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 8 wird ein Metall - Kunststoff Verbund bereitgestellt, aufweisend eine Metallfläche mit einer Oberfläche und einer Seitenfläche, wobei die Seitenfläche einen schulterförmigen Absatz und senkrecht zu der Oberfläche ein rückla ufendes Profil ausbildet. Hierbei weist der Verbund eine auf dem Absatz aufliegende streifenförmige Dichtung, sowie eine Kunststofffläche mit einer Seitenfläche, die teilweise stoßförmig an die Seitenfläche der Metallfläche anliegt und deren Unterseite wenigstens teilweise auf der Dichtung aufliegt, auf. Des weiteren stellt der Verbund eine Verbindungsstelle bereit, die auf Oberseite der Metallfläche und der Kunststofffläche einen im Wesentlichen fugenlosen und im Wesentlichen stufenfreien Übergang zwischen der Metallfläche und Kunststofffläche ausbildet.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass zwei unterschiedliche Materialien ohne zusätzliche mechanische oder chemische Befestigungsmittel aneinandergefügt werden können. Ferner wird eine Ausbildung von Fugen und Stufen zumindest an deren Oberflächen unterdrückt. Hierdurch ist es möglich einen klebstofffreien Verbund auszubilden, der weitestgehend undurchlässig für atmosphärische Gase und oder Flüssigkeiten ist. Insbesondere bei einer Anwendung im Lebensmittelbereich unterdrückt die weitgehende Fugenfreiheit der Oberfläche und die Klebstofffreiheit eine unerwünschte Einlagerung von Stoffen oder Abgabe von Klebstoffmittel, die die hygienischen oder aseptischen Eigenschaften des Verbundes verschlechtern würden. Ferner wird aufgrund des Umformprozesses in Verbindung mit einer angepassten Profilführung der beiden Seitenflächen ein stufenloser Übergang zwischen der Oberseite der Metallfläche und der Oberseite der Kunststofffläche ohne die bisher notwendigen zusätzlichen Nachbearbeitungsschritte wie beispielsweise Polieren oder Fräsen erzielt.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird mittels der Umformung an der Seitenfläche der Metallfläche ein rücklaufendes Profil ausgebildet, um die Kunststofffläche gegen eine senkrechte Verschiebung gegenüber der Metallfläche zu sichern. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass die Dichtung zwischen der Metallfläche und der Kunststofffläche aus einem elastischen Materia- len wie beispielsweise Viton, Gummi oder Verbundkunststoffen besteht, um einen elastischen Formschluss zu erzeugen, der im Wesentlichen senkrecht zu der Metalloberfläche wirkt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der äußere Rand der Kunststofffläche geeignet angefast wird, um eine Ausbildung der hinterschnit- tenen Seitenfläche der Metallfläche zu begünstigen. Gemäß einer anderen Weiterbildung ist es vorteilhaft, auch die Seitenfläche der Kunststofffläche mit einem stufenförmigen Absatz zu versehen. Hierbei wird das Profil des Absatz geeignet gewählt, so dass bei der Umformung nur die Unterseite des Absatzes der Kunststofffläche auf der Dichtung aufliegt und die Unterseite, vorzugsweise wenigstens ein Teil der Kunststofffläche zwischen den innenliegenden Rändern der Öffnung der Metallfläche bei dem Umformprozess durchfedern kann.
In einer anderen Weiterbildung wird die Kunststofffläche an ihrem äußeren Rand vollständig von der Metallfläche umschlossenen. Durch diese Ausbildung lässt sich insbesondere unter Verwendung von optisch durchlässigen Kunststoffen eine Möglichkeit zur Kontrolle von Fertigungsprozessen schaffen, ohne die Sensoren infolge direkten Kontakts mit chemisch oder mechanisch aggressiven Materialien zu beschädigen. Weiterhin ist es auch möglich, durch Wahl geeigneter Kunststoffe elektrische oder magnetische Felder durch die Kunststofffläche hindurchzusenden oder zu empfangen. Derartige Felder werden von Metallen im Allgemeinen abgeschirmt.
Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass bei dem erfindungsgemäßen Verbund aus Metall - Kunststoff die Dichtung bevorzugt als elastischer umlaufender Streifen ausgebildet wird. Weiterhin können die elastischen Eigenschaften und die geometrische Ausführung der Dichtung je nach Anforderung und in Abhängigkeit der bei der Umformung wirkenden Kräften geeignet gewählt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Darin zeigen die :
Figur 1 eine schematische Schnittzeichnung durch die Metallfläche mit aufliegender Kunststofffläche im unverbundenen Zustand, Figur 2 eine schematische Schnittzeichnung im verbundenen Zustand, gemäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 3 eine schematische Schnittzeichnung im verbundenen Zustand, gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Figur 4 Draufsicht auf eine Metallfläche mit eingebetteter
Kunststofffläche im verbundenen Zustand.
Die Schnittzeichnung dargestellt in der Figur 1 einer unverbundenen Anordnung zeigt eine Metallfläche 10 mit einem an einem Rand 20 der Metallfläche 10 ausgebildeten Wuist 15. Des Weiteren weist die Metalifläche 10 eine Seitenfläche 30 mit einem stufenförmigen Absatz 35 auf. Auf dem Absatz 35 liegt eine Dichtung 40 auf. Ferner weist die Metallfläche 10 eine Öffnung 17 mit einer innenliegenden Kunststofffläche 50 auf. Die Kunststofffläche 50 weist eine Seitenfläche 55 mit einem stufenförmigen Absatz 60 auf. Ferner ist an dem oberen Rand der Kunststofffläche 50 eine Fase 65 ausgebildet. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Erstreckung des Absatzes 60 parallel zu der Oberfläche der Kunststofffläche 50 etwas größer als die Erstreckung des Absatzes 35 gewählt. Ferner korrespondiert die Erstreckung des Absatzes 35 in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche zu einer Summe aus der Dicke der Kunststofffläche 50 und aus der Dicke der Dichtung 40. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Seitenflächen 30, 55 der Kunststofffläche 50 und der Metallfläche 10 stoßförmig angeordnet.
In der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Metallfläche 10 und der Kunststofffläche 50 in einem verbundenen Zustand, d.h. nach Anwen¬ dung des Umformverfahrens dargestellt. Hierbei ist die Seitenfläche 30 der Metallfläche mit der Seitenfläche 55 der Kunststofffläche 50 weitgehend form¬ schlüssig verbunden. Auf der Oberfläche der Metallfläche 10 ist der Wulst 15, dargestellt in der Figur 1, nicht mehr vorhanden, da das entsprechende Metall der Metallfläche 10 unter Ausbildung eines rücklaufenden Abschnitts 75 der Seitenkante 30 einen Formschluss mit der Fase 65 der Kunststofffläche 50 ausbildet. Weiterhin bildet die Oberfläche der Kunststofffläche 50 mit der Oberfläche der Metallfläche 10 an der Verbindungsstelle 70 einen stufenlosen und fugenlosen Übergang aus. Durch die Umformung ist die Dichtung 40 elastisch verformt und presst nunmehr die Kunststofffläche 50 in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche an den rücklaufenden Abschnitts 75 der Seitenfläche 35 der Metallfläche 10. Des Weiteren wird mittels der Dichtung 40 die Seitenfläche 35 der Metallfläche 10 gegenüber der Seitenfläche 55 der Kunststofffläche 50 unter Ausbildung eines Spalt 78 abgedichtet. Je nach Größe und Elastizität der umlaufenden Dichtung 40 und in Abhängigkeit der geometrischen Abmessungen der zu verbindenden Materialeigenschaften der verwendeten Metall- und Kunststoffflächen sowie der Geometrie der stufenförmigen Absätze an den Seitenkanten, lässt sich sowohl der Anpressdruck der Kunst- stofffiäche gegenüber der Metaiifiäche ais auch die Größe des Spaltes an der Seitenfläche einstellen. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass trotz eines vertikalen Spaltes zwischen der Dichtung und der Seitenkante der Metallfläche eine zuverlässige Abdichtung im Bereich des Übergangs zwischen der Kunststofffläche und der Metallfläche gewährleistet ist.
Gemäß einer Ausführungsform dargestellt in der Figur 3, wird im Bereich der Seitenflächen der Metallfläche 10 und der Kunststofffläche 50 ein vollständiger Formschluss zwischen den beiden Flächen erzielt. Demgemäß wird der Raum von der zwischen dem Absatz 35 und dem Absatz 60 angeordneten Dichtung vollständig ausgefüllt.
Die Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Metall Kunststoff Verbundes, aufweisend eine Metallfläche 80 und eine Kunststofffläche 90 mit verschiedenen Kantenformen 92, 94, 96 und 98, welche unterschiedliche Krümmungsraden aufweisen. An einer Verbindungsstelle 100 bildet die Metallfläche 80 mit der Kunststofffläche 90 einen fugenfreien und stufenfreien Übergang aus. Trotz des kleinen Krümmungsradius bei der Kantenform 92 ist es durch die entsprechende Duktilität des verwendeten Metalls sichergestellt, dass mittels der Umformung auch in den Kantenbereichen auf der Oberfläche einen weitgehend fugenfreier und stufenfreier Übergang ausgebildet wird, ohne dass eine mechanische Nachbehandlung der Oberfläche erforderlich ist. Des Weiteren wird eine zuverlässige, mechanisch belastbare dichte Verbindung ohne die Verwendung von mechanischen oder chemischen Befestigungsmittel bereitgestellt, die besonders für Anwendungen im Bereich der Lebensmitteltechnik geeignet ist.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Metallfläche (10) und einer Kunststofffläche (50),
bei der an der Metallfläche (10) an wenigstens einem Rand (20) ein kra- genförmigen Wulst (15) und eine Seitenfläche (30) mit einen schulter- förmigen Absatz (35) zur Auflage der Kunststofffläche (50) ausgebildet ist,
auf dem Absatz (35) vor dem Auflegen der Kunststofffläche (50) eine streifenförmige Dichtung (40) eingebracht wird,
die Kunststofffläche (50) auf den Absatz (35) die Seitenfläche (30) derart aufgelegt wird, dass eine Seitenfläche (55) der Kunststofffläche (50) mit der Seitenfläche (35) der Metallfläche (10) stoßförmig aneinandergereiht wird,
mittels Umformung zwischen wenigstens einem Teil der Seitenfläche (30) der Metallfläche (10) und einem Teil der Seitenfläche (55) der Kunststofffläche (50) eine formschlüssige elastisch unterstützte Verbindung erzeugt wird, so dass an der Verbindungsstelle (100) auf der Oberseite der Metallfläche ( 10) und der Kunststofffläche (50) ein im Wesentlichen fugenloser und im Wesentlichen stufenfreier Übergang zwischen der Metallfläche (10) und Kunststofffläche (50) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Umformung an der Seitenfläche der Metallfläche (10) ein rücklaufendes Profil ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffläche (50) an ihrem äußeren Rand vollständig von der Metallfläche ( 10) umschlossenen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Seitenfläche (55) der Kunststofffläche (50) ein stufenförmiger Absatz (60) ausgebildet wird. 9
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Dichtung (40) zwischen der Metallfläche ( 10) und der Kunststofffläche (50) ein elastischer Formschluss erzeugt wird, der die Kunststofffläche (50) im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Metalloberfläche (10) drückt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Metallfläche (10) und der Kunststofffläche (50) ein klebstofffreier Verbund ausgebildet wird, der undurchlässig für Flüssigkeiten ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Metallfläche (10) und der Kunststofffläche (50) ein klebstofffreier Verbund ausgebildet wird, der undurchlässig für atmosphärische Gase ist.
8. Metall - Kunststoff Verbindung, aufweisend
eine Metallfläche (10) mit einer Oberfläche und einer Seitenfläche (30), wobei die Seitenfläche (30) einen schulterförmigen Absatz (359 und senkrecht zu der Oberfläche der Metallfläche (10) ein rücklaufendes Profil aufweist,
eine auf dem Absatz (35) aufliegende streifenförmige Dichtung
(40)
eine Kunststofffläche (50) mit einer Seitenfläche (55), die teilweise stoßförmig an die Seitenfläche (30) der Metallfläche (10) anliegt und die Unterseite der Kunststofffläche (50) teilweise auf der Dichtung (40) aufliegt,
eine Verbindungsstelle (100), welche auf Oberseite der Metallfläche (10) und der Kunststofffläche (50) einen im Wesentlichen fugenlosen und im Wesentlichen stufenfreien Übergang zwischen der Metallfläche (10) und Kunststofffläche (50) aufweist. Metall - Kunststoff Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfläche (10) eine Öffnung (17) mit einer darin angeordneten Kunststofffläche (50) aufweist.
Metall - Kunststoff Verbindung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (40) als elastischer umlaufender Streifen ausgebildet ist.
Metall - Kunststoff Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (100) einen klebstofffreie Übergang zwischen der Seitenfläche der Metallfläche ( 10) und der Seitenfläche der Kunststofffiäche (50) ausbildet.
PCT/EP2010/003943 2010-07-02 2010-07-02 Metall-kunststoff verbindung Ceased WO2012000525A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080067868.3A CN103003023B (zh) 2010-07-02 2010-07-02 用于在金属面与塑料面之间建立连接的方法以及金属-塑料连接
PCT/EP2010/003943 WO2012000525A1 (de) 2010-07-02 2010-07-02 Metall-kunststoff verbindung
JP2013517024A JP5583273B2 (ja) 2010-07-02 2010-07-02 金属−プラスチック連結物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/003943 WO2012000525A1 (de) 2010-07-02 2010-07-02 Metall-kunststoff verbindung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012000525A1 true WO2012000525A1 (de) 2012-01-05

Family

ID=43608299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/003943 Ceased WO2012000525A1 (de) 2010-07-02 2010-07-02 Metall-kunststoff verbindung

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5583273B2 (de)
CN (1) CN103003023B (de)
WO (1) WO2012000525A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106260A1 (de) * 2019-03-12 2020-09-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen einem lichttechnisch wirksamen Kunststoffbauteil und einer Metallkomponente
EP3757395B1 (de) * 2019-06-28 2023-06-07 Grundfos Holding A/S Elektrische pumpvorrichtung mit spaltrohrmotor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2187661A (en) * 1935-09-26 1940-01-16 Harold M Lochrane Valve tappet
US20020129482A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Parker Glen C. Device and method for simultaneously closing a movable socket while establishing a predetermined boss height and sized central orifice
EP2213405A1 (de) * 2009-02-02 2010-08-04 Pepperl + Fuchs GmbH Metall-Kunststoff-Verbindung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1080595A (en) * 1963-07-22 1967-08-23 Ass Elect Ind Improvements in or relating to small oil-filled electrical components
US3594027A (en) * 1970-03-23 1971-07-20 Us Army Stress-free crimp joint for plastic-to-metal interfaces
JPH0623580B2 (ja) * 1986-11-19 1994-03-30 株式会社三ッ葉電機製作所 スタータのクラッチのアウタとインナ間の開放端を閉塞するカバ−の固定構造及び固定方法
GB9200849D0 (en) * 1992-01-15 1992-03-11 Psm International Plc Fastener sealing system
JP3546105B2 (ja) * 1995-12-27 2004-07-21 日鍛バルブ株式会社 内燃機関用バルブリフター
DE19709012C1 (de) * 1997-03-05 1998-10-08 Elmeg Sensorgehäuse für einen gegenüber elektromagnetischer Strahlung empfindlichen optischen Sensor
DE10260428A1 (de) * 2002-12-21 2004-07-08 Braun Gmbh Elektrogerätegehäuse
FR2868243B1 (fr) * 2004-03-24 2008-11-07 Senstronic Sa Sa Tete de capteur ou de detection et dispositif comprenant une telle tete

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2187661A (en) * 1935-09-26 1940-01-16 Harold M Lochrane Valve tappet
US20020129482A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Parker Glen C. Device and method for simultaneously closing a movable socket while establishing a predetermined boss height and sized central orifice
EP2213405A1 (de) * 2009-02-02 2010-08-04 Pepperl + Fuchs GmbH Metall-Kunststoff-Verbindung

Also Published As

Publication number Publication date
CN103003023A (zh) 2013-03-27
JP5583273B2 (ja) 2014-09-03
JP2013530073A (ja) 2013-07-25
CN103003023B (zh) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2213405B1 (de) Metall-Kunststoff-Verbindung
WO2012000526A1 (de) Sensorgehäuse
EP2213406B1 (de) Sensorgehäuse
EP1452143B1 (de) Schere, insbesondere für chirurgische Zwecke
DE69431752T2 (de) Methode zum erreichen einer mechanischen verbindung zwischen oberflächen
DE69820936T2 (de) Kunststoffbeschichteter Ventil-Rotor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007062872A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Profils aus Faserverbundwerkstoff
DE19848246A1 (de) Thermoplastteil mit eingespritzter Elastomerdichtung
EP3134666B1 (de) Verfahren zum herstellen eines funktionselements und funktionselement
WO2013153056A1 (de) Fügen von zwei unterschiedliche werkstoffe aufweisenden bauteilen
DE10012169B4 (de) Druckerfassungsvorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und Gießvorrichtung
DE19501805A1 (de) Verfahren zum Fügen von Bauteilen und Baugruppen von Schienenfahrzeugen durch Kleben
DE102012023857A1 (de) Dichtanordnung für eine Brennkraftmaschine
DE102013211309A1 (de) Verbindung von Platte zu Platte mithilfe eines verzweigten Kanals
DE102009032924A1 (de) Verfahren zum Formen und Festlegen eines elastomeren, konturierten Dichtmediums auf einem Substrat
DE102008000517B4 (de) Verfahren zum druckdichten Fügen eines metallischen Lenkgetriebegehäuses mit einem Kunststoffgehäusedeckel
DE112006003338T5 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dichtung sowie die Dichtungen
DE10313835A1 (de) Baueinheit und Verfahren zur Herstellung einer solchen Baueinheit
DE10314033A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines mit einer Dichtung versehenen Kunststoffbauteiles sowie Montageeinheit
DE102009051719A1 (de) Geberzylinderanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102005026815A1 (de) Klebevorrichtung und Herstellungsverfahren hierzu
EP1106277A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Druckluftbehälters
EP3545730B1 (de) Trägerbauteil, insbesondere eines automotive-steuergeräts
DE102019134839A1 (de) Ventilvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102008004627B4 (de) Verfahren zum Festlegen eines Dichtungsträgers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10760242

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013517024

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10760242

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1