DVS 2242-1-2011 Mechanical joining of plastic components - Snap joints.pdf

1、April 2017Bezug: DVS Media GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (0211) 1591-0, Telefax (0211) 1591-150Nachdruck und Kopie, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung desHerausgebersDVS Deutscher Verband fr Schweien und verwandte Verfahren e. V. Richtlinie DVS 2242-1 Beiblatt 2 (QWZXUIDieser

2、 Richtlinienentwurf wird der entlichkeit zur Prfung und Stellungnahme vorgelegt. Ein-sprche und nderungsvorschlge werden erbeten an den Deutschen Verband fr Schweien und verwandte Verfahren e. V., Postfach 101965, 40010 Dsseldorf. Richtlinie DVS 2242-1 Beiblatt 2 Mechanisches Fgen von Kunststo baute

3、ilen Komplexe Schnappsysteme DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe “ Fgen von Kunststo en“ Einsprche bis 30. Juni 2017 Diese Ver entlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird zur Beachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils prfen,

4、 wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltig ist. Eine Haftung des Deutschen Verbandes fr Schweien und verwandte Ver-fahren e.V. und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C

5、88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04DVS 2242-1 Beiblatt 2 April 2017 EntwurfInhalt:1. Einteilung von Schnappsystemen nach ihrer weiterfhrenden Funktion2. Dichten3. Kraftbertragung3.1. Kraftbertragung Torsion3.1.1. Formschluss3.2. Kraf

6、tbertragung Axialkraft4. berlastsicherung5. Ausgleich von Toleranz, Winkel und Lage6. Flexible SystemeB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04In der Richtlinie DVS 2242-1 Mechanisches Fgen von Kunststoff

7、bauteilen Schnappverbindun-gen“ werden die Grundlagen zur Auslegung von Schnappverbindungen bei Kunststoffbauteilen be-schrieben. Darunter fllt insbesondere die Dimensionierung des Schnapphakens bzw. der Schnapp-verbindung. Es werden sowohl analytische als auch rechnergesttzte Methoden vorgestellt,

8、die zur Berechnung charakteristischer Kennwerte eingesetzt werden und mit deren Hilfe die verschiedenen Ausfhrungsformen der Schnappverbindungen sicher ausgelegt werden knnen. In diesem Beiblatt werden Beispiele gezeigt, die dem Anwender Hinweise geben sollen, welche Funk-tionsintegration in komplex

9、en Schnappsystemen eingesetzt werden kann, um mehrere Funktionen in einem Schnappsystem zu vereinen. 1. Einteilung von Schnappsystemen nach ihrer weiterfhrenden Funktion Beispiele fr Schnappverbindungen mit Funktionsintegration 2. Dichten Bild 1. AufbewahrungsbehlterDie hier abgebildeten Aufbewahrun

10、gsbehlter zeigen beispielhaft eine Ringschnappverbindung mit einem beliebigen Linienverlauf. Dabei sind die Behlter aus Polypropylen (PP) und die Deckel aus Polyethylen (PE) hergestellt.Die Ringschnappverbindung hat dabei mehrere Aufgaben, wie zum einen das verliersichere Halten des Deckels auf dem

11、Behlter als Hauptfunktion und zum anderen den luft- und fl ssigkeitsdichten Verschluss des Behlters.Seite 3DVS 2242-1 Beiblatt 2 Entwurf April 2017B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04DVS 2242-1 Beibl

12、att 2 EntwurfApril 2017Seite 4Bild 2. Medienleitung.Das Beispiel der Medienleitung zeigt, dass eine Schnappverbindung nicht nur zum Verbinden zweier Bauteile eingesetzt werden kann, sondern dass durch eine geschickte Auslegung auch weitere Funk-tionen erfllt werden knnen.Im Fall dieser Medienleitung

13、 werden zustzliche Anforderungen wie eine selbstdichtende Abdichtung eines Strmungsvolumens erfllt. Weitere Funktionsbeschreibung s. auch Bsp. 6 Flexible Systeme“. 3. Kraftbertragung Die Beispiele fr Anwendungsflle, bei denen die Kraftbertragung mittels Schnapphaken erfolgt, las-sen sich z. B. nach

14、bertragungsart oder Richtung aufteilen. 3.1. Kraftbertragung Torsion 3.1.1. Formschluss Bild 3. Mehrteilige Verstellelement-Baugruppe (Schnappverbindung mit Verzahnungsgeometrie).Das hier dargestellte Beispiel einer segmentierten Ringschnappverbindung vereint mehrere Funktio-nen in einem Bauteil. Da

15、s Bauteil ist dabei aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt.Durch die Auslegung der Innengeometrie der Schnapphaken und deren Gegenstck als eine Art Ver-zahnung lsst sich ein Torsionsmoment durch die Schnappverbindung bertragen. Weitere Funktions-beschreibung s. auch Bsp. 4 berlastsicherung“ und 5 Aus

16、gleich von Toleranz, Winkel und Lage“. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-043.2. Kraftbertragung Axialkraft Bild 4. Einstellelemente Kfz-Scheinwerfer.Die abgebildeten Beispiele fr sogenannte Gelenkstc

17、ke dienen als Halteelemente im Kfz-Scheinwer-fer und werden aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt.Die Gelenkstcke knnen als segmentierte Ringschnappverbindung (oberes Bild) oder doppelter Schnapphaken (unteres Bild) ausgefhrt sein. Im Einsatzfall haben die Gelenkstcke Axialkrfte bis ca. 200N aufzune

18、hmen bzw. zu bertragen. Weitere Funktionsbeschreibung s. auch 5 Ausgleich von Toleranz, Winkel und Lage“. 4. berlastsicherung Bild 5. Einstellelemente Kfz-Scheinwerfer.Das gezeigte Beispiel zeigt im Prinzip einen Sonderfall einer Ringschnappverbindung, da der Kontakt-linienverlauf der Schnappelement

19、e weder geschlossen ist noch diese Verbindung den segmentierten Ringschnappverbindungen zugeordnet werden kann, da lediglich ein Schnappelement vorhanden ist. Die Bauteile werden aus dem Material Polybutylenterephthalat (PBT) ohne und mit Glasfaserfllung (bis 30 %) hergestellt. Das uere Schnappeleme

20、nt besitzt ein Innengewinde und am Gegenpart ist ein Auengewinde angebracht. Seite 5DVS 2242-1 Beiblatt 2 Entwurf April 2017B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04DVS 2242-1 Beiblatt 2 EntwurfApril 2017

21、Seite 6Durch die Schnappverbindung wird sowohl das mit einem Gewinde versehene Bauteil zentriert, als auch eine berlastsicherung realisiert. Beim bersteigen eines defi nierten (ber-) Drehmoments oder einer axialen Last wird das umschlieende Schnappelement aufgeweitet und kann einen Gewinde-gang bers

22、pringen.Bild 6. Detail Verstellelement-Baugruppe.Bild 7. CAD-Darstellung der Verstellelement-Baugruppe (Bauteile teilweise geschnitten dargestellt).Dieses, bereits unter 3.1.1“ am Beispiel der formschlssigen Kraftbertragung beschriebene, Bauteil weist noch eine weitere integrierte Funktion auf.Die S

23、chnapphaken besitzen zustzlich die Funktion einer berlastsicherung. Wird bei der Drehmo-mentbertragung ein bestimmtes Drehmoment berschritten, federn die Schnapphaken auf, unterbre-chen damit den Formschluss und erlauben ein zerstrungsfreies berdrehen der Bauteile. Weitere Funktionsbeschreibung s. a

24、uch Bsp. 3.1.1 Kraftbertragung Torsion“ und 5 Ausgleich von Toleranz, Winkel und Lage“ . Mittels (FEM-) Berechnungen lsst sich die Geometrie der Schnapphaken auf ein vorgegebenes ber-rastmoment auslegen.So konnte am gezeigten Beispiel nach numerischer Simulation ein gewnschtes berrastmoment von 0,75

25、 0,1 Nm in der Fertigung realisiert werden.5. Ausgleich von Toleranz, Winkel und Lage Bild 8. Winkelstellung der Baugruppe.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04Zustzlich zu den unter 4 berlastsicherun

26、g“ und 3.1.1 Formschluss“ beschriebenen Funktionen dient die kugelfrmige Ausfhrung der segmentierten Ringschnappverbindung als Winkelausgleich.Weitere Funktionsbeschreibung s. auch Bsp. 3.1.1 Kraftbertragung Torsion“ und 4 berlastsiche-rung“.geschlossene Kugelaufnahme o ene Kugelaufnahme Bild 9. Dar

27、stellung Gelenkstcke.Die abgebildeten Beispiele fr sogenannte Gelenkstcke dienen als Halteelemente im Kfz-Scheinwer-fer. Dabei wird, wie unter 3.2 Axialkraft“ bereits beschrieben, eine Haltekraft bertragen, aber gleichzeitig die Beweglichkeit eines Kugelgelenks gewhrleistet.6. Flexible Systeme Bild

28、10. Medienleitung.Seite 7DVS 2242-1 Beiblatt 2 Entwurf April 2017B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04DVS 2242-1 Beiblatt 2 EntwurfApril 2017Seite 8Wie bereits unter 2 Dichten“ beschrieben, zeigt das

29、Beispiel der Medienleitung, dass eine Schnapp-verbindung weitere Funktionen erfllen kann. In diesem Fall werden zustzliche Anforderungen wie Flexibilitt bei der Ausrichtung der Fgepartner zueinander gestellt.Durch das Schnappsystem knnen beliebig viele Einzelelemente, auch unterschiedlicher Ausfhrun

30、-gen, zu einer Funktionsbaugruppe kombiniert werden. Der DVS dankt folgenden Firmen fr die freundliche Untersttzung: EJOT GmbH & Co. KGIm Herrengarten 157319 Bad Berleburg Abbildungen 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Misumi Europa GmbHKatharina-Paulus-Str. 6 65824 Schwalbach am Taunus Abbildungen 2, 10 Tupperware Deutschland GmbH Praunheimer Landstrae 7060488 Frankfurt a.M. Abbildung 1 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04