BRPI0610309A2

BRPI0610309A2 - método para junção de um primeiro componente feito de material plástico a um segundo componente, e elemento de junção e dispositivo

Info

Publication number: BRPI0610309A2
Application number: BRPI0610309-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Vas; Stephan Vissers
Original assignee: Airbus Gmbh
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2010-06-15
Also published as: CA2605956C; EP1899144B1; CN101184605A; EP1899144A1; RU2408460C2; CN101184605B; JP4907648B2; RU2007148329A; US9149984B2; DE602006018300D1; DE102005025096A1; WO2006128514A1; US20110192523A1; JP2008542069A; CA2605956A1; US20080206012A1

Abstract

A presente invenção primeiramente se refere a um método para a junção de um primeiro componente feito de um material plástico, em particular um materi-al plástico termoplástico e/ou termorrígido, a um segundo componente por meio da aplicação de um elemento de junção sobre o primeiro componente, no qual o elemento de junção possui uma chapa de suporte feita de um material plástico termoplástico e/ou termorrígido, e compreendendo um meio de conexão e um furo de chapa de suporte. O método compreendendo as etapas de incorporar um furo no primeiro componente; soldar a chapa de suporte no primeiro componente; e juntar o primeiro componente e o segundo componente por meio da incorporação de um meio de junção disposto sobre o segundo componente ao meio de conexão. Devido à soldagem da chapa de suporte no primeiro componente, uma junta de rebite, de outra forma, de modo geral, requerida para a junção da chapa de suporte ao primeiro componente, pode ser omitida, por meio do que a produção de uma junção pelo meio de junção da presente invenção é consideravelmente simplificada. Além disso, podem ser evitados o enfraquecimento do primeiro componente, assim como a formação de processos de corrosão em função dos diferentes materiais utilizados para rebite que se encontram adjacentes. Em adição, a presente invenção se refere a um elemento de junção para a criação de uma junção de acordo com o método. Ademais, a presente invenção se refere a um dispositivo, em particular para a execução do método.

Description

"MÉTODO PARA JUNÇÃO DE UM PRIMEIRO COMPONENTEFEITO DE MATERIAL PLÁSTICO A UM SEGUNDO COMPONENTE, EELEMENTO DE JUNÇÃO E DISPOSITIVO"

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica o beneficio da datade depósito do pedido de patente alemão número 10 2005 025096.3, depositado em 1 de junho de 2005, cuja apresentação éincorporada ao presente documento à guisa de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

O presente pedido refere-se a um método para jun-ção de um primeiro componente feito de um material plástico,em particular de um material termoplástico e/ou de um mate-rial plástico termorrigido, a um segundo componente por meioda aplicação de um elemento de junção sobre o primeiro com-ponente, em que o elemento de junção possui uma chapa de su-porte feita de um material termoplástico e/ou de um materialplástico termorrigido, e compreendendo um meio de conexão eum furo de chapa de suporte.

Além disso, a presente invenção se refere a um e-lemento de junção para a criação de uma junção de acordo como método, com uma chapa de suporte que pode ser presa a umprimeiro componente e compreende um furo de chapa de supor-te, e um meio de conexão que pode ser alojado nar chapa desuporte e feito de modo a incorporar um meio de junção dis-posto sobre um segundo componente a fim de estabelecer umajunção com o segundo componente, em que o primeiro componen-te é feito de um material plástico, em particular de um ma-terial termoplástico e/ou de um material plástico termorrigido.

Ainda, a presente invenção se refere a um disposi-tivo, em particular para a execução do método para a criaçãode uma junção entre um primeiro componente feito de um mate-rial plástico, em particular um material termoplástico e/ouum material plástico termorrigido, e um segundo componentepor meio de um elemento de junção.

FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS

A junção de componentes em forma de chapa, dotadosapenas de uma pequena espessura de material com relação àextensão superficial, a outros componentes ou a componentestambém feitos em forma de chapa comprova-se ser uma tarefaonerosa, tendo em vista que, em muitas ocasiões, devido àpouca espessura de material, parafusos de junção, rebites,ou coisa do gênero, não podem ser inseridos diretamente noscomponentes.

A fim de prover estas junções, foram implementadasnas indústrias aeronáutica e automotiva, por exemplo, aschamadas porcas de chapa. As modalidades conhecidas de por-cas possuem uma chapa de base, com uma base substancialmenteretangular, que se afunila em ambas as regiões de extremida-de. A chapa de base possui um furo central, disposto aproxi-madamente no meio. Em ambas as regiões de extremidade dachapa de base, respectivamente, é incorporado um furo de fi-xação. As bordas longitudinais da chapa de base são dotadasde flanges na região do furo central de modo a alojar umaporca de fixação. Neste caso, a porta de fixação é alojadana chapa de base de modo que uma equalização de tolerânciasseja possivel nas duas direções espaciais, em paralelo àchapa de base.

De maneira alternativa, é igualmente possivel seprover uma mola de fixação para a conexão da porca de fixa-ção à chapa de base. Para a substituição da porca de fixa-ção, a mola de fixação deve ser retirada de seus recessos.Da mesma forma nesta variante, é possivel uma equalização detolerâncias devido à porca de fixação alojada por meio damola de fixação de modo a ficar móvel nas duas direções es-paciais em paralelo à chapa de base.

Para a produção de uma junção entre um primeiro eum segundo componente, a porca de chapa é inicialmente presasobre o primeiro componente. Para este fim, são incorporadosinicialmente dois furos no primeiro componente, de uma formasubstancialmente coincidente com os furos de fixação da cha-pa de base. Em seguida, a chapa de base com o primeiro com-ponente é juntada ao segundo componente por meio dos rebitesinseridos no furo de fixação. Em seguida, na região do furocentral da porca de chapa, é incorporado um outro furo noprimeiro componente, furo este sendo, por exemplo, para apassagem de um pino. Este furo pode ser incorporado antes dafixação da porca de chapa sobre o primeiro componente. Fi-nalmente, por exemplo, um pino ou coisa do gênero é orienta-do através de um furo no segundo componente, sendo o pinoaparafusado com a porca de fixação para uma efetiva junçãodo primeiro componente ao segundo componente.Outros métodos ou meios de junção para a produçãode tais junções podem ser obtidos com um furo central noprimeiro componente. A fixação da porca de chapa é feita,neste caso, por meio da expansão de uma luva que circunda ofuro central da porca de chapa dentro do furo do primeirocomponente, de maneira similar à fixação de um assim chamado"rebite de mola". A expansão da luva pode ser realizada, en-tão, por exemplo, por meio de um pino provisório descartá-vel, que é arrastado através da luva por meio de uma ferra-menta. Durante o processo de produção do elemento de junção,este pino provisório pode ser inserido na luva. De maneiraalternativa, a expansão pode ser feita ainda por meio de umpino separado, o qual é inserido na luva somente quando oelemento de junção é montado, e o qual é removido no fim daoperação de expansão, podendo ser reutilizado. Como um re-sultado da fixação central da porca de chapa no primeirocomponente, torna-se necessário, em ambas as variantes, juntar a porca de chapa ao primeiro componente por meio de doisrebites separados.

Devido a uma pluralidade de etapas, os métodos ouos meios de junção acima mencionados requerem um trabalho deinstalação relativamente intensivo. Além disso, em particu-lar nos componentes ou materiais de plástico reforçados àfibra, existe um risco de delaminações na região das jun-ções. Estas delaminações podem ocorrer, por exemplo, nas re-giões nas quais uma carga mecânica do material é produzidaem paralelo à orientação de fibra preferida, como é o casoem particular das junções de rebite, das junções de parafu-so, ou ao se expandir luvas nos furos nos materiais de plás-tico reforçados à fibra. Ambos os rebites para a fixação daporca de chapa e da luva expansivel para a fixação centralda porca de chapa implicam ainda no risco de processos decorrosão, uma vez que componentes feitos de diferentes mate-riais encontram-se adjacentes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Entre outras coisas, pode ser um objeto da presen-te invenção prover um método, um elemento de junção, e umdispositivo para uma produção simples e rápida de junçõesentre componentes particularmente em forma de chapa, em quepelo menos um componente pode ser feito de um material plás-tico termoplástico, em particular. Além disso, pode ser umobjeto da presente invenção reduzir as delaminações, assimcomo os processos de corrosão na região das junções produzidas.

O objeto da presente invenção pode inicialmenteser obtido por meio de um método de acordo com a reivindica-ção de patente 1.

O método da presente invenção para a junção de umprimeiro componente, feito de um material plástico, em par-ticular de um material plástico termoplástico e/ou termorri-gido, a um segundo componente por meio da aplicação de umelemento de junção sobre o primeiro componente, em que o e-lemento de junção possui uma chapa de suporte feita de ummaterial plástico termoplástico e/ou termorrigido compreen-dendo um meio de conexão e um furo de chapa(de suporte, com-preende as etapas de:- incorporar um furo no primeiro componente;

- soldar a chapa de suporte no primeiro componente, e

- juntar o primeiro componente e o segundo compo-nente por meio da incorporação de um meio de junção dispostosobre o segundo componente ao meio de conexão.

Ao se produzir uma junta de solda entre o primeirocomponente, feito em particular de um material termoplásticoe/ou de um material plástico termorrigido, e uma chapa desuporte do elemento de junção, ambos os componentes podemser ligados um ao outro de uma forma rápida e fácil, em quese faz apenas necessária a incorporação de um furo no pri-meiro componente. Neste caso, presume-se que o primeiro com-ponente é feito de um material termoplástico e/ou de um ma-terial plástico termorrigido, o qual pode ter também um re-forço de fibra, em que material plástico termorrigido deveser provido com uma camada de interface, de preferência fei-ta de um material plástico termoplástico, pelo menos na re-gião da junta de solda a ser produzida, de modo a permitir asoldabilidade com a chapa de suporte do elemento de junção.

A junta de solta entre o primeiro componente e achapa de retenção do elemento de junção permite a conexãocom uma alta capacidade de carga mecânica do elemento dejunção ao primeiro componente sem que venha a ocorrer um en-fraquecimento significativo do material ou o risco de dela-minações. Além disso, o risco de ocorrência de processos decorrosão é diminuído, tendo em vista que, pelo menos na re-gião da junta de solda, apenas materiais do mesmo tipo en-contram-se adjacentes.

Além disso, o objeto da presente invenção pode serobtido por um meio de junção de acordo com a reivindicação 6.

Uma vez que a chapa de suporte é feita de modo apoder ser soldada no primeiro componente, pode-se garantiruma produção simples e rápida de uma junção entre um primei-ro componente, feito de um material termoplástico e/ou de ummaterial plástico termorrigido, a um segundo componente. A-lém disso, como um resultado de a chapa de suporte ser sol-dável no primeiro componente, o risco da formação de delami-nações e de processos de corrosão pode diminuir devido a umaredução do número de furos requerido para a fixação. Ainda,a chapa de suporte do elemento de junção pode ser juntada demaneira sólida ao primeiro componente sem o risco de um en-fraquecimento do material como resultado da incorporação defuros ou de rebites para fixação. Eventualmente, em funçãoda operação de soldagem, o elemento de junção se torna umaparte integral do primeiro componente.

Em adição, o objetivo da presente invenção podeser obtido por meio de um dispositivo de acordo com a rei-vindicação 14.

Uma vez que a junção de modo a produzir uma juntade solda é feita entre o primeiro componente e o elemento dejunção, torna-se possível produzir junções entre dois compo-nentes, em particular os em forma de chapa, de uma maneirasimples e rápida com as vantagens já mencionadas acima.Outras configurações do método, do elemento dejunção, e do dispositivo são expostas nas demais reivindica-ções de patente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos:

A Figura 1 mostra uma vista de topo do elemento dejunção da presente invenção;

A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de umachapa de suporte do elemento de junção; e

A Figura 3 mostra uma ilustração em seção trans-versal esquematica do dispositivo para a criação de uma jun-ção com o elemento de junção.

Nos desenhos, são providos elementos estruturaisrespectivamente idênticos com os mesmos simbolos de referên-cia.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLARES

A Figura 1 mostra uma vista de topo do elemento dejunção da presente invenção.

O elemento de junção 1 compreende, entre outrascoisas, uma chapa de suporte 2, de preferência feita paraser circular, à qual um furo de chapa de suporte 3 é incor-porado aproximadamente no meio. A chapa de suporte pode tertambém um formato geométrico que difere do formato circular.

A chapa de suporte 2 é juntada ao primeiro componente 4 pormeio de uma junta de solda.

A fim de permitir uma junta de solda entre o pri-meiro componente 4 e a chapa de suporte 2 do elemento dejunção 1, a chapa de suporte 2 é feita, de acordo com a pre-sente invenção, de um material plástico termoplástico o,qual, adicionalmente pode receber um reforço de fibra. Achapa de suporte 2 pode, por exemplo, ser feita de um mate-rial plástico, como, por exemplo, um poliéter éter cetona(PEEK), um poliéter imida (PEI), ou similar.

De maneira alternativa, é igualmente possivel for-mar a chapa de suporte 2 de um material termorrigido, noqual um lado de fundo da chapa de suporte 2, que não podeser ilustrada na Figura 1, deve ter neste caso uma camada deinterface feita de um material plástico termoplástico a fimde permitir a soldabilidade com o primeiro componente 4.

A camada de interface pode ser feita, por exemplo,por meio do espalhamento, da colagem, da laminação, do cozi-mento, da pressão, ou da queima de um material plástico ter-moplástico com o material de base termorrigido subjacente.Quando o material de base termorrigido possui um reforço defibra, o reforço de fibra poderá ser feito de modo que umapluralidade de fibras se projete a partir da superfície domaterial de base e, deste modo, possibilite uma intercalaçãointima com a camada de interface aplicada. De preferência,para a formação da camada de interface, os mesmos materiaisplásticos são implementados, uma vez que os mesmos são tam-bém usados na produção da chapa de suporte do meio de junção1, isto é, por exemplo, de poliéter éter cetona (PEEK), depoliéter imida (PEI), ou similar.

O primeiro componente 4 pode ser formado de um ma-terial plástico termoplástico e/ou termorrigido, que podeter adicionalmente um reforço de fibra. O segundo componentepode ser feito de um material metálico, de um material plás-tico termoplástico e/ou termorrigido, ou coisa do gênero.Caso necessário, o segundo componente pode ter ainda um re-forço de fibra.

Quando primeiro componente 4 é feito de um materi-al plástico termorrigido, neste caso, a fim de permitir asoldabilidade com a chapa de suporte 2, o primeiro componen-te 4 deve ser provido, pelo menos em uma região de junção 5entre o primeiro componente 4 e a chapa de suporte 2, comuma camada de interface de material plástico termoplástico,não representado na Figura 1. A extensão espacial da regiãode junção 5, neste caso, corresponde de preferência pelo me-nos à área circular da chapa de suporte 2. Dependendo daspropriedades de tensão mecânica a serem obtidas para a juntade solda, a camada de interface pode também ser aplicada a-penas localmente na região de junção 5.

Além disso, em ambos os lados do furo de chapa desuporte 3, são dispostos carnes de retenção 6, 7. Nos carnesde retenção 6, 7, são incorporados recessos não representa-dos na Figura 1. Os recessos servem para a alojar de formadestacável um elemento de mola 8 tendo um perfil periféricosubstancialmente quadrado de modo a formar um meio de fixa-ção destacável para a uma porca de parafuso 9 a ser alojadano elemento de junção 1. A porta de parafuso 9 tem um furo10 com uma rosca interna. Na rosca interna, um pino, não a-presentado na Figura 1, pode ser aparafusado para junção aum segundo componente, também não representado na Figura 1.Antes de os componentes serem efetivamente apertados entresi, a porta de parafuso 9 fica ligeiramente móvel em duasdireções espaciais em paralelo ao lado de topo 11 da chapade suporte 2 de modo que uma certa equalização de tolerân-cias seja possível entre o primeiro componente 4 e o segundocomponente por meio do elemento de junção 1 da presente invenção .

Tanto a porta de parafuso 9 como o pino podem serfeitos de um material metálico e/ou de um material plásticoe podem adicionalmente possuir um reforço de fibra de modo aaumentar a capacidade de sua carga mecânica.

Na modalidade exemplar aqui mostrada, o pino fun-ciona como um meio de junção que pode ser incorporado à por-ca de parafuso 9 formando um meio de conexão para a criaçãode uma junção mecânica como tal entre o primeiro componente4 e o segundo componente.

Outros meios de conexão e meios de junção podemser providos no lugar do meio de conexão na forma de umaporca de parafuso 9, assim como no lugar de um meio de jun-ção na forma de um pino. Por exemplo, a junção do segundocomponente ao segundo elemento com um elemento de junção 1pode também ser feita por meio de uma junta de aperto desta-cável ou coisa do gênero, em que um trinco disposto no se-gundo componente pode ser fixado de preferência de modo aser destacável novamente, com um elemento de trinco formadode maneira correspondente e disposto entre os carnes de re-tenção 6, 7.

0 elemento de mola 8 é alojado nos recessos de mo-do a ser removível dos mesmos. Por exemplo, se a porca deparafuso 9 for danificada durante o processo de montagem, amesma poderá ser facilmente trocada e substituída por umanova ao se retirar o elemento de mola 8. Em seguida, o ele-mento de mola 8 é novamente inserido nos recessos, de modo ase encaixar nos mesmos. Deste modo, para se trocar a porcade parafuso 9, não mais se torna necessário destacar a chapade suporte 2, soldada no primeiro componente 4 do elementode junção 1 do primeiro componente 4.

Para travar por meio do elemento de mola 8, a por-ca de parafuso 9 tem uma chapa de base substancialmente re-tangular 12. A chapa de base 12 tem em ambas as extremidadesrecessos aproximadamente circulares. A chapa de base 12 seassenta sobre o lado de topo 11 sobre a chapa de suporte 2sob o elemento de mola 8. Sendo assim, a porca de parafuso 9é solidamente apertada por meio do elemento de mola 8, demodo que este elemento não possa se elevar verticalmente apartir do lado de topo 11 da chapa de suporte 2. 0 elementode mola 8, no entanto, permite que a porca de parafuso 9torne-se móvel em paralelo ao lado de topo 11 da chapa desuporte 2 entre os carnes de retenção 6, 7 para uma menor e-qualização de tolerâncias.

A chapa de suporte 2, assim como os carnes de re-tenção 6, 7 são feitos, de preferência, de maneira integrale produzidos por meio de moldagem à injeção com um dos mate-riais plásticos termoplásticos já mencionados acima, e, des-te modo torna-se possivel uma produção em massa econômica doelemento de junção. 0 furo de chapa de suporte 3 pode, damesma forma, ser feito no curso do processo de moldagem àinjeção ou ser subseqüentemente incorporado à chapa de su-porte 2. De maneira alternativa, é possivel que a porca deparafuso 9 seja feita diretamente durante o processo de mol-dagem à injeção, em particular se a mesma for feita de ummaterial plástico termoplástico. No entanto, neste caso, nãoé possivel nenhuma equalização de tolerâncias e nenhuma tro-ca da porca de parafuso 9 no caso de um possivel dano damesma sem que se destaque a chapa de suporte 2 inteira doprimeiro componente 4.

A Figura 2 representa uma vista em perspectiva dachapa de suporte 2. Para uma melhor clareza do desenho, oelemento de mola 8 assim como a porta de parafuso 9 não seencontram representados.

A chapa de suporte 2 compreende os carnes de reten-ção 6, 7. De preferência aproximadamente no meio, o furo dechapa de suporte 3 é incorporado à chapa de suporte 2. Con-forme antes explicado, um lado de fundo 13 da chapa de su-porte 5 é mecanicamente juntado de maneira sólida ao primei-ro componente 4, de acordo com a presente invenção, por meiode uma junta de solda. Na modalidade exemplar da chapa desuporte 2 mostrada, os recessos,15 possuem um formato subs-tancialmente retangular. Diferentemente do formato retangu-lar dos recessos 14,15, representado na Figura 2, os mesmospodem apresentar um formato, por exemplo, trapezoidal ou o-val. Os recessos 14, 15 devem alojar e travar o elemento demola 8 de uma maneira resiliente ou por trava de modo aprender a porca de parafuso 9 sobre a chapa de suporte 2. 0 segundo componente 16 é juntado ao primeiro componente 4 pormeio do pino 17. Para este fim, o pino 17 é aparafusado naporca de parafuso 9, de modo que os componentes 4, 16 fiquemsolidamente apertados entre si. No lugar do pino 17 ou daporca de parafuso 9, é igualmente possível se implementaroutros sistemas de junção, por exemplo, juntas de trinco ou de aperto.

Em seguida, o método da presente invenção para ajunção do primeiro componente 4 ao segundo componente 16 a-través do meio de junção 1 da presente invenção será expli-cado em mais detalhes.

Inicialmente, um furo, de preferência tendo um di-âmetro aproximadamente correspondente a um diâmetro externodo pino 17 ou a um diâmetro do furo de chapa de suporte 3, éincorporado ao primeiro componente 4. Este furo no primeirocomponente 4 serve substancialmente para orientar e centra-lizar a ferramenta ou o dispositivo de modo a produzir ajunta de solda.

Em seguida, de acordo com a presente invenção, éproduzida a junta de solda entre o lado de fundo 13 da chapade suporte 2 do elemento de junção 1 e o primeiro componente4. Esta junta de solda pode ser produzida por meio de pro-cessos de soldagem de plástico conhecidos. Por exemplo, oelemento de junção 1 pode ser juntado ao primeiro componente4 por meio de soldagem ultra-sônica, de soldagem de altafreqüência, de soldagem de resistência elétrica, de soldagemde indução elétrica, de soldagem por vibração, ou coisa dogênero. Basicamente, qualquer processo que realize uma en-trada de energia térmica suficiente na região de junção 5será apropriado de modo a permitir que o material na regiãode um lado de topo 18 do primeiro componente 4 e na regiãodo lado de fundo 13 da chapa de suporte 2 seja pelo menossuperficialmente fundido aberto para uma operação de solda-gem apropriada.

Neste caso, conforme já explicado na descrição doelemento de junção 1, presume-se que o primeiro componente 4seja formado pelo menos na região de junção 5, e que o ladode fundo 13 da chapa de suporte 2 do elemento de junção 1seja formado pelo menos localmente de um material plásticotermoplastico, em particular um material de poliéter étercetona (PEEK) e/ou um material de poliéter imida (PEI), afim de permitir uma soldagem térmica de suporte de carga es-trita e também mecânica. Tanto o primeiro componente 4 comoa chapa de suporte 2 podem, neste caso, ter também um reforço de fibra.

Quando o primeiro componente 4 é feito de um mate-rial plástico termorrigido, por exemplo, de uma resina deepóxi reforçada à fibra (CFK) ou similar, torna-se necessá-rio, antes da aplicação do elemento de junção 1, prover pelomenos na região de junção 5 pelo menos localmente uma camadade interface, isto é, aplicar a mesma sobre o lado de topo18 na região de junção 5. A camada de interface é feita deum material plástico termoplastico, em particular de um ma-terial de poliéter éter cetona (PEEK) e/ou um material depoliéter imida (PEI), e possibilita uma soldagem térmica desuporte de carga mecânica estrita e conseqüentemente fortede um componente de 4 feito de um material plástico termor-rígido à chapa de suporte 2 do elemento de junção 1, a chapasendo feita também de um dos materiais termoplásticos acimamencionados pelo menos na região do lado de fundo 13.

Em uma outra etapa, para fixação do pino 17 no se-gundo componente 16 um outro furo é incorporado ao segundocomponente 16. Para completar a junção, o segundo componente16 é em seguida aparafusado com a porca de parafuso 9 de umamaneira conhecida por meio do pino 17.

Para não há maior simplificação e racionalizaçãoda operação de junção, ao invés de uma junta de parafuso,podem ser também providas juntas de aperto ou de trinco dequalquer tipo. Além disso, não é essencial que um furo sejaincorporado ao primeiro componente de 4 exatamente no inicioda seqüência de processo da presente invenção. De acordo comum procedimento alternativo, este furo pode também ser feitocom uma ferramenta apropriada durante a operação de solda-gem, por meio do que a seqüência de processo é simplificada.Da mesma forma, se necessário, não é essencial que uma chapade suporte 2 seja provida com o furo de chapa de suporte 3durante o processo de produção, uma vez que este poderá serincorporado durante o processo de soldagem.

A Figura 3 mostra uma ilustração em seção trans-versal esquemática de uma modalidade exemplar de um disposi-tivo para a criação de uma junção por meio do elemento dejunção de acordo com o método da presente invenção.

Entre outras coisas, o dispositivo 19 compreendeuma unidade de acionamento 20, assim como o dispositivo deaperto 21 para um assentamento não positivo do elemento dejunção 1. 0 dispositivo de aperto 21 possui elementos de a-perto não representados em detalhes, por meio dos quais oelemento de junção 1 é firmemente preso. 0 dispositivo deaperto 21 é, de preferência, feito de modo a alojar uma plu-ralidade de diferentes tipos de elementos de junção tendodiversas dimensões e/ou formatos geométricos. Além disso, emuma modalidade preferida, o dispositivo de aperto 21 possuium pino piloto 22 para orientar a centralizar o elemento dejunção 1 com relação ao primeiro componente 4.

Para a realização da operação de soldagem da pre-sente invenção entre o elemento de junção 1 e o primeirocomponente 4, o dispositivo de aperto 21 é atuado por meioda unidade de acionamento 20 em movimentos ou vibrações os-cilantes lineares e/ou rotativos. A orientação espacial detais movimentos ou vibrações oscilantes lineares e/ou rota-tivos no espaço é indicada por meio das setas 23 a 25. Nestecaso, as setas 23, 24 simbolizam os movimentos alternativososcilantes rotativos do dispositivo de aperto 21 com relaçãoao lado de topo 18 do primeiro componente 4, enquanto que aseta 25 representa os movimentos alternativos oscilantes li-neares com relação ao lado de topo 18.

Com relação aos movimentos rotativos, o termo "os-cilante" significa que o dispositivo de aperto 21 não reali-za rotações completas na direção das setas 23, 24, mas simse movimenta de maneira vibrante por meio da unidade de a-cionamento 20, respectivamente apenas em pequenos incremen-tos quando angulares em torno de um eixo geométrico rotacio-nal vertical. Por conseguinte, o dispositivo de aperto 21juntamente com o elemento de junção 1 alojado de maneira nãopositiva no mesmo vibra substancialmente em paralelo à seta25 na direção do primeiro componente 4 em pequenos incremen-tos longitudinais. A amplitude de tais movimentos oscilanteslineares e/ou rotativos no dispositivo de aperto 21 é no má-ximo de 1 mm. No entanto, os movimentos ou vibrações do dis-positivo de aperto 21 ocorrem aqui em uma freqüência compa-rativamente alta, por exemplo, da ordem de até 100 kHz.

Além dos movimentos oscilantes lineares e/ou rota-tivos no dispositivo de aperto 21, os quais são ilustradospor meio das setas 23 a 25, a unidade acionamento 20 podetambém movimentar o dispositivo de aperto 21 de maneira vi-brante para cima para baixo na direção vertical, isto é a deuma maneira substancialmente perpendicular ao lado de topo18 do primeiro componente 4, conforme indicado pelas quatrolinhas 26. A amplitude destes movimentos para cima e parabaixo do dispositivo de aperto 21 atinge também incrementosapenas relativamente pequenos, por exemplo, de um máximo de0,1 mm. A freqüência dos movimentos ascendentes e descenden-tes pode neste caso ser de até 200 kHz. Os movimentos defreqüência para cima e para baixo, que ocorrem em um sentidosubstancialmente perpendicular ao lado de topo 18 do primei-ro componente 4, realizam em particular uma intensificaçãoda operação de soldagem entre o elemento de junção 1 e oprimeiro componente 4 devido a uma maior entrada de energia.

Neste caso, os movimentos oscilantes lineares, osmovimentos oscilantes rotativos, assim como os movimentosvibratórios no sentido vertical do dispositivo de aperto 21podem também ser gerados pela unidade de acionamento 20 demaneira simultânea ou sucessiva em qualquer combinação possível.

O pino piloto 22 serve principalmente para orien-tar o dispositivo 19 e/ou o elemento de junção para a incor-poração do mesmo em um furo 27 previamente incorporado aoprimeiro componente 4. O pino piloto 22 em seguida penetrano furo de chapa de suporte 3 do elemento de junção 1. Quan-do o furo 27 do primeiro componente 4 do elemento de junção1 não é previamente incorporado, o dispositivo de aperto 21poderá compreender uma peça de furar, não representada, demodo a incorporar um furo 27 ao primeiro componente 4. Demaneira correspondente, é igualmente possivel incorporar ofuro de chapa de suporte 3 na chapa de suporte 2 apenas du-rante a montagem do elemento de junção 1. Em uma outra moda-lidade alternativa, o pino piloto 22 pode, o mesmo tempo,ser feito como uma peça de furar e, deste modo, combinar nomesmo a função de orientar e centralizar, assim como a fun-ção de furar. De preferência, um pino piloto 22 feito comouma peça de furar poderá compreender uma pequena ponta decentralização, a qual no inicio garantirá uma orientação eum posicionamento precisos do dispositivo 19 sobre o lado detopo 18 do primeiro componente 4.

De acordo com uma outra modalidade alternativa, apeça de furar, assim como o dispositivo 19, para a criaçãode uma junção entre o primeiro componente 4 elemento de jun-ção 1 poderão também ser funcionalmente separados um do ou-tro. Neste caso, no inicio da operação de soldagem, um furo27 não é necessário no primeiro componente 4, e o pino pilo-to 22 poderá ser omitido. O furo 27 é incorporado ao elemen-to de junção 1 e ao primeiro componente 4 apenas após o tér-mino completo da operação de soldagem que é realizada entreo elemento de junção 1 e o primeiro componente 4.

Além disso, para a realização da operação de sol-dagem, uma contra-peça, não desenhada na ilustração da Figu-ra 3, poderá ser provida, a qual amplamente impede uma de-flexão do primeiro componente 4. Para este fim, a contra-peça fica pelo menos localmente a adjacente ao lado de fundo28 do primeiro componente 4.

Durante operação de soldagem, a unidade de aciona-mento 20 é controlada por meio de um dispositivo de controlee regulagem, não representado. Por meio do dispositivo decontrole e regulagem, em particular a amplitude e/ou fre-qüência dos movimentos oscilatórios lineares e/ou rotativosdo dispositivo de aperto 21 poderão ser controlados. Isto seaplica de maneira similar aos movimentos vibratórios verti-cais do dispositivo de aperto 21, os quais são indicados pe-la família de linhas 26. O dispositivo de controle e regula-gem possui elementos operacionais, assim como transmissoresde sinal, não representados em maior detalhe, por meio dosquais, por exemplo, a operação de soldagem poderá ser acio-nada e o término apropriado da mesma poderá ser exibido. A-lém disso, por meio do dispositivo de controle e regulagem,a amplitude e/ou freqüência dos movimentos oscilatórios li-neares e/ou rotativos poderá ser pré-selecionada facilmentepor meio de uma parameterização, dependendo da qualidade domaterial do primeiro componente 4 e do elemento de junção 1,e monitorada durante a operação de soldagem a fim de garan-tir em todos os momentos uma execução ótima da operação desoldagem independentemente da presente combinação de materi-ais. E isto se aplica de maneira similar à amplitude e àfreqüências dos movimentos vibratórios verticais o disposi-tivo de aperto 21.

Além disso, poderá ser provido ao usuário especi-ficar por meio de simples abreviações ou designar por com-pleto os materiais da chapa de suporte 2 e do primeiro com-ponente 4, e o dispositivo de controle regulagem e, em se-guida, selecionar automaticamente a partir de um diagramacaracterístico os parâmetros acima mencionados da operaçãode soldagem, em particular a freqüência e amplitude dos mo-vimentos oscilatórios lineares e/ou rotativos e os movimen-tos vibratórios do dispositivo de aperto 21, para uma execu-ção ótima.

Finalmente, por meio do dispositivo de controle eregulagem, caso necessário, é igualmente possível configurarou monitorar a pressão por meio da qual o elemento de junção1 é pressionado pelo dispositivo de aperto 21 sobre o ladode topo 18 do primeiro componente 4 durante a operação desoldagem.

O dispositivo 19, esquematicamente representado naFigura 3, para a realização da operação de soldagem entre oelemento de junção 1 e o primeiro componente 4 representaapenas uma modalidade exemplar que possibilita a uma opera-ção de soldagem por meio de uma soldagem por fricção. De ma-neira alternativa, é igualmente possível imaginar dispositi-vos por meio dos quais, por exemplo, uma junção entre o ele-mento de junção 1 e o primeiro componente 4 poderá ser feitapor meio de uma soldagem de alta freqüência, uma soldagemultra-sônica, uma soldagem de resistência elétrica, uma sol-dagem de indução elétrica, uma soldagem por vibração, oucoisa do gênero.

Deve-se notar que o termo "compreende" não excluioutros elementos ou etapas, e que "um" ou "uma" não excluiuma pluralidade. . Da mesma forma, os elementos descritos emassociação com diferentes modalidades podem ser combinados.

Deve-se notar ainda que os sinais de referêncianas reivindicações não devem ser construídos como uma limitação ao âmbito das reivindicações.

Lista de referências

1 - elemento de junção

2 - chapa de suporte

3 - furo de chapa de suporte

4 - primeiro componente

5 - região de junção

6 - carne de retenção

7 - carne de retenção

8 - elemento de mola

9 - porca de parafuso

10 - furo (porca de parafuso)

11 - lado de topo (chapa de suporte)

12 - chapa de base (porca de parafuso)

13 - lado de fundo (chapa de suporte)14 - - recesso

15 - - recesso

16 - - segundo componente

17 - - pino

18 - - lado de topo (primeiro componente)

19 - - dispositivo

20 - - unidade de acionamento

21 - - dispositivo de aperto

22 - - pino piloto

23 - - seta

24 - - seta

25 - - seta

26 - - linhas

27 - - furo (primeiro componente)

28 - - lado de fundo (primeiro componente)

Claims

1. Método para a junção de um primeiro componentefeito de um material plástico, em particular de um materialplástico termoplástico e/ou termorrígido, a um segundocomponente por meio da aplicação de um elemento de junçãosobre o primeiro componente, em que o elemento de junçãopossui uma chapa de suporte feita de um material plásticotermoplástico e/ou termorrigido, e no qual a chapa desuporte compreende um meio de conexão e um furo de chapa desuporte, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato decompreender as etapas de:- incorporar um furo no primeiro componente;- soldar a chapa de suporte no primeiro componente, e- juntar o primeiro componente e o segundo compo-nente por meio da incorporação de um meio de junção dispostosobre o segundo componente ao meio de conexão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda a etapa de:prover o primeiro componente feito de ummaterial plástico termorrigido com uma camada de interface,em particular uma camada de material plástico termoplástico,pelo menos em uma região de junção, antes de ser soldado nachapa de suporte.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,CARACTERIZADO pelo fato de que a soldagem da chapa desuporte no primeiro componente e a incorporação do furo noprimeiro componente ocorrem substancialmente ao mesmo tempo.

4. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de compreenderainda a etapa de:- incorporar e prender o meio de conexão na chapade suporte somente depois de a chapa de suporte ter sidosoldada no primeiro componente.

5. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapade suporte é soldada no primeiro componente por meio de umasoldagem por fricção.

6. Elemento de junção para a criação de uma junçãosegundo o método de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5 entre um primeiro componente e umsegundo componente, o elemento de junção sendo CARACTERIZADOpelo fato de compreender:- uma chapa de suporte, adaptada de modo a ficarfixada a um primeiro componente e que compreende um furo dechapa de suporte; e- um meio de conexão, configurado de modo a sealojar na chapa de suporte;no qual o meio de conexão é configurado paraincorporar um meio de junção disposto no segundo componente,de modo a estabelecer uma junção com o segundo componente;no qual o primeiro componente é feito de ummaterial plástico, em particular um material plásticotermoplástico e/ou termorrigido,no qual a chapa de suporte é configurada para sersoldável no primeiro componente.

7. Elemento de junção, de acordo com areivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapa desuporte e/ou o meio de conexão são feitos de um materialplástico termoplástico e/ou termorrigido.

8. Elemento de junção, de acordo com areivindicação 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapade suporte e/ou o meio de conexão possuem uma fibra dereforço.

9. Elemento de junção, de acordo com qualquer umadas reivindicações 6 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que achapa de suporte e/ou o meio de conexão são feitos depoliéter éter cetona (PEEK) e/ou poliéter imida (PEI).

10. Elemento de junção, de acordo com qualquer umadas reivindicações 6 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que omeio de conexão é alojado de maneira removível na chapa desuporte.

11. Elemento de junção, de acordo com qualquer umadas reivindicações 6 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que achapa de suporte possui pelo menos dois carnes de retenção,dispostos lateralmente com relação ao furo de chapa desuporte, respectivamente compreendendo um recesso, cujosrecessos podem alojar um meio de fixação, em particular umelemento de mola ou coisa do gênero, de modo a fixar demaneira destacável o meio de conexão.

12. Elemento de junção, de acordo com qualquer umadas reivindicações 6 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que omeio de conexão é uma porca de parafuso.

13. Meio de junção, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 6 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o meiode junção é um pino, configurado de modo a ser aparafusadona porca de parafuso, de modo a produzir uma junção sólidaentre o primeiro e o segundo componentes.

14. Dispositivo, em particular para a realizaçãodo método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, para a criação de uma junção entre um primeiro componentefeito de um material plástico, em particular um materialplástico termoplástico e/ou termorrigido, e um componentepor meio de um elemento de junção, o dispositivo sendoCARACTERIZADO pelo fato de ser configurado para produzir umajunta de solda entre o primeiro componente e o elemento dejunção.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda:uma unidade de acionamento compreendendo umdispositivo de aperto de modo a alojar o elemento de junção.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14ou 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo deaperto é configurado para ser atuado pela unidade deacionamento em um movimento oscilatório linear e/ou rotativoa fim de obter uma solda entre a chapa de suporte doelemento de junção e o primeiro componente.

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que odispositivo é configurado para pressionar a chapa de suportedo elemento de junção sobre um lado de topo do primeirocomponente por meio do dispositivo de aperto a uma pressãodefinida.

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que, pormeio de uma contra-peça disposta na região de um lado defundo do primeiro componente, a deformação do primeirocomponente devido à pressão é amplamente evitada.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que odispositivo de aperto possui um pino piloto para orientar ecentralizar o meio de junção durante a operação de soldagemno furo do primeiro componente.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que opino piloto é adicionalmente feito como uma peça de furar demodo a incorporar o furo no primeiro componente durante aoperação de soldagem.

21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 20, CARACTERIZADO pelo fato decompreender ainda:um dispositivo de controle e regulagem,configurado para controlar a freqüência e/ou amplitude domovimento oscilatório linear e/ou rotativo comunicado pelaunidade de acionamento para o dispositivo de aperto.

22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 14 a 21, CARACTERIZADO pelo fato de que odispositivo de controle e regulagem possui pelo menos umtransmissor de sinal de modo a exibir o término apropriadoda operação de soldagem.