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Durch Ultraschallschweißen zu einem Hohlkörper verbindbare Kunststoff-Hohlkörperteile - Dokument DE3712275A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3712275A1 27.10.1988
Titel Durch Ultraschallschweißen zu einem Hohlkörper verbindbare Kunststoff-Hohlkörperteile
Anmelder Ferch, Alois, 4040 Neuss, DE
Erfinder Ferch, Alois, 4040 Neuss, DE
DE-Anmeldedatum 10.04.1987
DE-Aktenzeichen 3712275
Offenlegungstag 27.10.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1988
IPC-Hauptklasse B29C 65/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Hohlkörperteile nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der Praxis sind Hohlkörperteile bekannt, die durch Schweißen im starken Ultraschallfeld an ihren Rändern zu einem Hohlkörper, z. B. einem Filtergehäuse für Flüssigkeitsfilter, insbesondere Kraftstoff-Filter, für Kraftstoffpumpen oder ähnlich, verbunden werden.

Dazu ist im Randbereich der zu verbindenden Oberfläche des Deckelteils ein bandförmiger Vorsatz angeordnet, der beim Zusammenlegen der Hohlkörperteile vor dem Schweißvorgang in eine an der Oberfläche des Gehäuses vorgesehene Nut eingreift (oder auch umgekehrt). Ein als Schweißmaterial für den Schweißvorgang vorgesehener Ansatz ist üblicherweise am Ende des Vorsatzes angeformt und steht mit dem Nutboden in Berührung. Unter Einwirkung des Ultraschalls zerschmilzt der eine geringe Masse aufweisende Ansatz in einer kurzen, vorbestimmten Betriebszeit und bildet das Schweißmaterial für den Schweißvorgang.

Der lichte Querschnitt der Nut, die im Randbereich z. B. des Gehäusekörpers angeordnet ist, weist beide Seitenwände gleicher Höhe auf. Diese Anordnung ist mit dem schwerwiegenden Nachteil behaftet, daß der Schweißaustrieb, welcher beim Schweißvorgang in dem Zwischenraum zwischen Vorsatz und Nutwänden steigt und schließlich in beiden Richtungen, d. h. nach außen sowie nach innen hin, unkontrolliert herausläuft. Dabei kann ein Teil des Schweißmaterials über die Innenkante der Nut in den Innenraum des Gehäuses gelangen. Das Schweißmaterial kommt nämlich in keine innige Verbindung mit den inneren Randteilen des Gehäuses, und weil es in der Regel sehr spröde ist, bricht es leicht ab und gelangt in den Gehäuse-Innenraum, wodurch schwere Betriebsstörungen, insbesondere bei Flüssigkeitsfiltern oder Pumpen, verursacht werden können.

Außerdem kann das unkontrolliert herauslaufende Schweißmaterial zwischen die einander zugewandten Oberflächen der zu verbindenden Teile in solchen Mengen gelangen, daß das für die Ultraschallwirkung notwendige Spiel zwischen den zu verbindenden Oberflächen behindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, Hohlkörperteile der eingangs genannten Art zu finden, deren Form den unkontrollierten Fluß des Schweißmaterials, insbesondere das Eindringen von überlaufendem Schweißaustritt in den Innenraum des Gehäuses bzw. zwischen die zu verbindenden Oberflächen verhindert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Festigkeit der Schweißverbindung erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Versetzung der inneren Oberfläche der am Gehäusekörper ausgeführten Verstärkung, in deren Ebene die innere Oberkante der Nut liegt, unter die Ebene der Außenrandoberfläche, in der die äußere Kante der Nut liegt, entsteht ein zusätzlicher Hohlraum für den überflüssigen Schweißaustritt, der so bemessen ist, daß der überlaufende Teil des Schweißmaterials an der niedriger liegenden Oberfläche der Verstärkung haften bleibt und nicht in den Innenraum des Gehäuses gelangen kann.

Die Erfindung wird an dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein aus zwei erfindungsgemäßen Hohlkörperteilen zusammengesetztes Gehäuse in Ansicht,

Fig. 2 das Gehäuse gemäß Fig. 1 in Draufsicht und

Fig. 3 den Randbereich des Gehäuses gemäß Fig. 1 im Axialschnitt, in einem vergrößerten Maßstab.

Das Gehäuse nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem Deckel 1, an dem zwei Anschlußstutzen 11 und 12 für die Flüssigkeit angeordnet sind. Der im Randbereich angeordnete, durchgehend verlaufende Vorsatz ist mit 3 bezeichnet, die angedeutete Nut trägt das Bezugszeichen 4.

Wie Fig. 3 zeigt, ist im Randbereich des Deckels 1, auf der dem Gehäusekörper 2 zugewandten Seite, ein durchgehend verlaufender, bandförmiger Vorsatz 3 angeordnet, an dem ein während des Schweißvorgangs mit dem Gehäusekörper 2 in Berührung stehender, zur Zerschmelzung als Schweißmaterial vorgesehener Ansatz 5 angeformt ist. Die Querschnittsfläche dieses Ansatzes beträgt etwa 1/10 bis 1/100, vorzugsweise 1/30 der Querschnittsfläche des Vorsatzes 3.

Im Randbereich des Gehäusekörpers 2 ist eine durchgehend verlaufende Verstärkung 18 vorgesehen, in der auf der dem Gehäusedeckel 1 zugewandten Seite eine entsprechend dem Verlauf des bandförmigen Vorsatzes 3 angeordnete offene Nut 4 vorgesehen ist, deren lichter Querschnitt dem Querschnitt des Vorsatzes 3 angepaßt ist.

Die Nut-Außenkante 15 liegt in der dem Deckel 1 zugewandten Ebene (Randbereichfläche 13) des Gehäusekörpers 2, während die Nut-Innenkante 16 in einer zu der Randoberfläche 13 parallel verlaufenden, in Richtung zum Gehäusekörperboden 10 hin um einen geringen Betrag versetzten Ebene 14 liegt.

Der zur Zerschmelzung als Schweißmaterial vorgesehene Ansatz 5 weist ein dreieckiges Querschnittsprofil auf und ist am unteren Ende des Vorsatzes 3 angeformt.

Die Ebene 14, in welcher die Nut-Innenkante 16 liegt, ist gegenüber der Randoberfläche 13 um einen Betrag versetzt, welcher etwa der Höhe des Ansatzes 5 entspricht. Die Masse des Ansatzes 5 ist so bemessen, daß seine Zerschmelzung in einer vorbestimmten Zeit erfolgt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorgefertigte, aus einem Kunststoff bestehende Hohlkörperteile, die unter gleichzeitiger Formvorgabe im zusammengesetzten Zustand in ihrem Randbereich durch Ultraschallschweißen zu einem Hohlkörper form- und kraftschlüssig verbindbar sind, wobei im Randbereich eines der Hohlkörperteile auf der dem anderen Hohlkörperteil zugewandten Seite ein durchgehend verlaufender, bandförmiger Vorsatz angeordnet ist, an dem ein während des Schweißvorgangs mit dem anderen Hohlkörperteil in Berührung stehender, zur Zerschmelzung als Schweißmaterial vorgesehener Ansatz angeformt ist, dessen Querschnittsfläche 1/10 bis 1/100 vorzugsweise 1/30 der Querschnittsfläche des Vorsatzes beträgt, und im Randbereich des anderen Hohlkörperteils eine durchgehend verlaufende Verstärkung vorgesehen ist, auf der dem ersten Hohlkörperteil zugewandten Seite eine entsprechend dem Verlauf des bandförmigen Vorsatzes angeordnete offene Nut vorgesehen ist, deren lichter Querschnitt dem Querschnitt des Vorsatzes angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut-Außenkante (15) in der Ebene der dem ersten Hohlkörperteil (Deckel 1) zugewandten Randbereichfläche (13) des Hohlkörpers (Gehäusekörper 2) liegt, während die Nut-Innenkante (16) in einer zu der Randoberfläche (13) parallel verlaufenden, in Richtung zum Hohlkörperboden (Gehäusekörperboden 10) hin um einen geringen Betrag versetzten Ebene (14) liegt.
  2. 2. Hohlkörperteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Zerschmelzung als Schweißmaterial vorgesehene Ansatz (5) ein dreieckiges Querschnittsprofil aufweist, und am unteren Ende des Vorsatzes (3) angeformt ist.
  3. 3. Hohlkörperteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (14), in welcher die Nut-Innenkante (16) liegt, gegenüber der Randoberfläche (13) um einen Betrag versetzt ist, welcher etwa der Höhe des Ansatzes (5) entspricht.
  4. 4. Hohlkörperteile nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Ansatzes (5) so bemessen ist, daß seine Zerschmelzung in einer vorbestimmten Zeit erfolgt.






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