DE2914592C2

DE2914592C2 - Verbundformteil, bestehend aus einer Metallplatte und einem Kunststoffteil

Info

Publication number: DE2914592C2
Application number: DE19792914592
Authority: DE
Inventors: Hideki Hitachi Asano; Toshikazu Ibaraki Narahara; Tsuneo Hitachi Narusawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2914592A1; JPS605179B2; JPS54134763A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verbundformteil, bestehend aus einer Metallplatte und einem Kunststofftcil, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. w

Es ist bereits bekannt, eine mit fächerartig ausgestanzten Löchern versehene Metallplatte in einer Form anzuordnen und die Form mit Kunstharz /.u füllen. Nach dem Aushärten des Kunstharzes ist auf der einen Seite der Metallplatte ein Kunstharzkörper ausgebildet, der durch die Löcher hinduichgehende Ansätze hat, die sich auf der anderen Plattenseite zu Halteflanschen erweitern (DE-OS 28 06 440).

Beim Aushärten des Kunstharzes schrumpft dieses. Dadurch bedingte Spannungen führen dazu, daß die *>o Ausrichtung zwischen Kunstharzkörpcfn Und Metallplatte nicht mehr gewährleistet ist. Um einen weitgehenden Ausgleich solcher Spannungen zu erhalten, werden die Löcher fächerartig gestanzt. Dies erfordert jedoch aufwendige Nachriehiarbcitsgängc an der *>"> Metallplatte, um deren l-'bcnhcii wiederherzustellen.

Bekannt ist weiterhin, in eine Metallplatte ein Loch zu bohren und in einer Form Kunstharz derart zu vergießen, daß auf.der einen Seite der Metallplatte ein scheibenförmiger Kunststoffflansch mit einem vertikalen Vorsprung in Form eines Zylinders oder eines Rohrstücks angeformt ist Der Kunststoff füllt die Bohrung aus und bildet auf der gegenüberliegenden Seite der Metallplatte einen Halteflansch (Plastverarbeitcr 28. Jahrgang, Nr.8 (1977). 409—412 — Abb.4, Grundbapclcmcnl L).

Bei dieser Anordnung herrscht die größte Klcnunkrafl in dem durch das zentrale Loch hindurchgehenden Kunststoff. Bei längerer Hinsat/xeil und thermischen Beanspruchungen wölben sich deshalb der scheibenförmige Flansch und der Halteflansch von der Metallplatte weg. wodurch die senkrechte Ausrichtung des Vorsprungs zur Metallplatte nicht mehr gewährleistet ist

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Verbundformteil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die bei der Herstellung festgelegte lagemäßige Zuordnung des Kunststoffteils und der Metallplatte auch bei langen Einsatzzeiten beibehalten wird.

Diese Aufgabe wird mit dem im Patentanspruch 1 definierten Verbundformteil gelöst Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbundformteils.

Das erfindungsgemäße Verbundformteil hat den Vorteil, daß trotz dsr unterschiedlichen Schrumpfungen von Kunststoffteil und Metallplatte während der Herstellung und trotz starker veränderlicher thermischen Beanspruchungen auch über lange Zeiträume hinweg die vorgegebene lagemäßige Zuordnung des Vorsprungs und der Metallplatte aufrechterhalten wird. Wenn beispielsweise die Mittelachse des Vorsprungs genau senkrecht zur Oberfläche der Metallplatte ausgerichtet ist besteht diese genaue Ausrichtung auch noch nach langen Einsatzzeiten in Umgebungen mit sich ändernden thermischen Verhältnissen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fi g. 1 die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Verbundformteils,

F i g. 2 den Schnitt X_r YrZ, von F i g. 1,

Fig.3 die Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Verbundformteils,

F i g. 4 den Schnitt Xv Y₁-Z, von F i g. 3,

F i g. 5 die Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Verbundformteils,

F i g. 6 den Schnitt Xi- YrZi von F i g. 5,

Fig. 7 die Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform eines Vcrbundformtcils.

F i g. 8 den Schnitt Λ> V,-7_Λ von F i g. 7,

Fig.9 eine Unicransichl der Ausführungsform von I- ig. 7.

Fig. IO die Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform eines Verbundformteils,

F i g. 11 den Schnitt Xt- Y_t-Z* von F i g. 10,

Fig. 12 eine Unteransicht der Ausführungsform von Fig. 10,

Fig. 13 die Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform eines Verbundformteils,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch das Verbundform= teil von Fig. 13,

Fig. 15 die Draufsicht auf eine siebte Ausführungsforrn eines Verbundformtcils,

F i g. 16 die Draufsicht auf eine achic Ausführungsform eines Vcrbundformieils.

Fig. 17 die Draufsicht auf eine neunte Ausführungsform eines Vcrbundformieils.

Fig. 18 einen Längsschnitt durch das VerbundformteilvonFig. 17 und

Fig. 19 im Längsschnitt eine zehnte Ausführungsform eines Vcrbundformteils.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Verbundformteil sind in einer Metallplatte 2 drei Durchgangsbohrungen 111, 112 und 113 mit gleichem Durchmesser ausgebildet, die bei gleicher -Umfangsteilung auf einem Kreis angeordnet sind, der konzentrisch zu einem Vorsprung 4 angeordnet ist Dieser Vorsprung 4 erstreckt sich senkrecht zur Metallplatte 2 und ist in einem Stück mit einem auf der einen Seite der Metallplatte 2 befindlichen scheibenförmigen Kunststoffflansch 35 ausgeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Metallplatte 2 ist ein Halteflansch 36 aus '5 Kunststoff angeformt, der mit dem scheibenförmigen Kunststoffflansch 35 durch die Kunststoffüllungen der DurchgangEöffnungen 111,112 und 113 ein Stück bildet Der Durchmesser des Kunststoffflansches 35 und des Halteflansches 36 ist so bemessen, daß er die Durchgangsbohrungen 111, 112 und il3 überdeckt unabhängig von bei der Herstellung auftre enden Schrumpfspannungen und beim Langzeiteinsatz vorhandenen thermisch veränderlichen Umgebungen werden der Kunststoffflansch 35 und der Halteflansch 36 durch die Durchgangsbohrungen 111, 112 und 113 füllenden Kunststoffzapfen in ihrer Lage bezüglich der Metallplatte 2 fixiert gehalten, wodurch auch die genaue vertikale Ausrichtung der Achse des Vorsprungs 4 aus Kunststoff bezüglich der Metallplatte 2 gewährleistet bleibt

Die in den F i g. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform des Verbundformteils unterscheidet sich von der der F i g. 1 und 2 dadurch, daß der scheibenförmige Kunststoffflansch 35 und der gegenüberliegende Halteflansch die Durchgangsbohrungen 111, 112 und 113 nicht mehr voll überdecken. Der Außenrand des Kunsistoffflansches 35 verläuft bei dieser Ausführungsform durch den Mittelpunkt der Durchgangsbohrungen 111, 112 und 11 ^. Der Kunststoffflansch 35 überdeckt somit nur die radial innenliegenden Teile der Durchgangsbohrungen 111,112 und 113.

Bei der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich zu den Durchgangsbohrungen 111, 112 und 113 ein mittiges Loch 114 ausgebildet, das zum Vorsprung 4 konzentrisch angeordnet ist. Der Durchmesser des Loches 114 entspricht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht dem Durchmesser der Durchgangsbohrungen 111,112 und 113. Durch den sich durch das Loch 114 hindurch erstreikenden Kunststoff ergibt sich eine zusätzliche mittige Verbindung zwischen dem Vorsprung 4. dem Kunststoff flansch 35 und dem Halteflansch 36. wodurch die Lagestabilität des Vorsprungs 4 bezüglich der Metallplatte 2 auch über sehr lange Einsatzzeiten gewährleistet bleibt. ⁵S

Bei der in den F i g. 7,8 und 9 gezeigten Ausführungsform eines Verbundformteils fehlt das mittige Loch 114. Verglichen mit der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 sind anstelle eines einzigen Halteflansches 36 drei Halteflansche vorgesehen, wobei der Halteflansch 361 der Durchgangsbohrung 111. der Halteflansch 362 der Durchgangsbohrung 112 und der Halteflansch 363 der Durchgangsbf hrung 113 zugeordnet ist Die Auflösung des einstöckigen Halteflansches 36 gemäß F i g. 1 und 2 in drei Halteflansche 361,362 und 363 erfordert weniger Kunststoff, gewährleistet jedoch die gleiche Lagefixierung des scheibenförmigen Kunststoffflansches 35 bezüglich der Metallplatte 2 und dadurch die gleichbleibende senkrechte Ausrichtung des Vorsprungs 4 bezüglich der Metallplatte 2.

Die in den Fig. 10,11 und 12 gezeigte Ausführungsform des Verbundformteils entspricht der der F i g. 7 bis 9, wobei zusätzlich ein mittiges Loch 114 vorgesehen ist dem ein Halteflansch 364 zugeordnet ist Diese Ausführungsform entspricht der der F i g. 5 und 6, wobei der Halteflansch 36 in vier Halteflansche 361, 362, 363 und 364 aufgelöst ist

Die in den F i g. 13 und 14 gezeigte Ausführungsform entspricht der der F i g. 1 und 2, wobei der Vorsprung 4 von F i g. 1 und 2 als Vorsprung 41 den gleichen Durchmesser wie der dadurch nicht ro?hr in Erscheinung tretende scheibenförmige Kunststo/fflansch hat.

In F i g. 15 ist eine Anordnung des mittigen Lochs 114 und von vier auf einem Kreis im gleichen Winkelabstand angeordneten Durchgangsbohrungen gezeigt von denen nur die Durchgangsbohrungen 111 und 112 mit Bezugszeicnen versehen sind. Das mittige Loch 114 hat dabei einen Durchmesser, daß sich sein Rand durch die Mitten der Durchgangsbohrungen erstreckt In Fig. 16 ist der Durchmesser des mittigen Lochs 114 etwas kleiner, wobei eine Verbindung zwischen den Durchgangsbohrungen 111 und 112 über nutenförmige Ausnehmungen 115 hergestellt ist. Bei der Zuordnung des mittigen Lochs 114 und der Durchgangsbohrungen 111 und 112, wie sie in den Fi g. 15 und 16 gezeigt ist, wird die bei den übrigen Ausführungsformen vorhandene Restspannungskompensation im Kunststoff ebenfalls verwirklicht so daß die vorgegebene Ausrichtung des Vorsprungs und der Metallplatte, die in den F i ζ. 15 und 16 nicht gezeigt sind, auch bei langen Einsatzzeiten gewährleistet bleibt.

Die h. F i g. 17 und 18 gezeigte Ausführungsform entspricht der der F i g. I und 2, wobei anstelle des zylindrischen Vorsprungs 4 bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 ein rechteckiger Vorsprung 42 am scheibenförmigen Kunststoffflansch 35 angeformt ist, dessen Mittelachse durch den Mittelpunkt des Kreises geht, auf dem die Durchgangsbohrungen 111, 112 und 113 im gleichen Winkelabstand liegen.

Die in Fig. 19 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den F i g. 1 und 2 gezeigten dadurch, daß auch am Halteflansch 36 ein dem Vorsprung 4 gegenüberliegender Vorsprung 43 angeformt ist. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich infolge der in gleichen radialen Abständen und in gleichen Winkelabständen auf einem zur Achse der Vorsprünge < und 4j konzentrischen Kreis ein vollständiger Ausgleich der Restspannungen im Kunststoff, so daß die vertikale Ausrichtung der Vorsprünge 4 und 43 bezüglich der Metallplatte 2 nach dt ν Herstellung und nach langen Einsatzzeiten in unterschiedlichen thermischen Umgebungsbedingungen gewährleistet bleibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbundformteil, bestehend aus einer Metallplatte und einem Kunststoffteil, an dem auf einer Seite der Metallplatte ein scheibenförmiger Kunststoffflansch mit einem vertikalen Vorsprung angeformt ist, und das sich auf der dem Vorsprung gegenüberliegenden Seite durch wenigstens ein Loch in der Metallplatte erstreckt und auf der anderen Seite der Metallplatte einen Halteflansch bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallplatte (2) wenigstens drei Durchgangsbohrungen (111₁112,113) mit gleichem Durchmesser vorgesehen sind, die auf einem zu dem vertikalen Vorsprung (4, 41, 42, 43) konzentrischen Kreis bei gleicher Umfangsteilung angeordnet sind, dessen Durchmesser nicht größer als der Durchmesser des scheibenförmigen Kunststoffflansches (35) ist, an dem die Durchgangsbohrungen (111, 112, 113) füllende Ansätze angeformt sind, von denen jeder einen auf der anderen Seite der Metallplatte (2) ausgebildeten Halteflansch (361, 362, 363; 36) aufweist

2. Verbundformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteflansche zu einem einzigen scheibenförmigen Gegenflansch (36) zusammengefaßt sind.

3. Verbundformteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Loch und der Vorsprung koaxial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis «> der öffnunt;sfläche des Lochs (114) zur dazu parallelen Fläche des Kunststoffflansches (35) nicht mehr als Vi 5 beträgt

4. Verbundformteil nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das L ch (114) mit den Durchgangsbohrungen (112, 113, 114) durch eine nutenförmige Ausnehmung (115) direkt verbunden ist.

5. Verbundformteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der *o scheibenförmige Kunststoffflansch (36) und der vertikale Vorsprung (41) den gleichen Durchmesser haben.