BR112020005511B1

BR112020005511B1 - FIXING PROCESS

Info

Publication number: BR112020005511B1
Application number: BR112020005511-5A
Authority: BR
Inventors: Simon Stahel; Uwe Popp
Original assignee: Hilti Aktiengesellschaft
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2023-05-23

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para fixação de um pino em um substrato que apresenta uma camada de superfície, no qual um recesso é gerado no substrato, o pino é ligado ao substrato no recesso e o recesso é coberto em torno do pino.The present invention relates to a process for attaching a pin to a substrate having a surface layer, in which a recess is generated in the substrate, the pin is attached to the substrate in the recess, and the recess is covered around the pin. .

Description

Technical Field

[001] A invenção refere-se geralmente a um dispositivo e a um processo para fixação de um pino em um substrato bem como a tal pino.[001] The invention generally relates to a device and a method for attaching a pin to a substrate as well as to such a pin.

State of the art

[002] São conhecidos alguns dispositivos e processos com os quais diversos pinos são fixados em um substrato em distintos casos de aplicação. Por exemplo, um pino for contatado com o substrato e solicitado com corrente elétrica. Assim que a corrente elétrica flui entre o pino e o substrato, o pino é afastado do substrato com formação de um arco voltaico. Em virtude da energia liberada o material do pino e do substrato se liquefaz parcialmente. Em seguida a corrente elétrica é desligada e o pino submerso no material liquefeito, enquanto esse material se esfria e solidifica. O pino fica então ligado ao substrato por fecho devido ao material.[002] Some devices and processes are known with which several pins are fixed on a substrate in different application cases. For example, a pin is contacted with the substrate and prompted with electrical current. As electric current flows between the pin and the substrate, the pin is pulled away from the substrate with the formation of an electrical arc. Due to the energy released, the post and substrate material partially liquefies. Then the electric current is turned off and the pin submerged in the liquefied material, while this material cools down and solidifies. The pin is then connected to the substrate by closure due to the material.

[003] Para disponibilizar a energia necessária para a liquefação do material do pino e do substrato em tempo suficientemente curto, são conhecidos dispositivos que geral uma corrente elétrica com intensidade de corrente muito elevada e a alimenta ao pino através de um cabo elétrico dimensionado de maneira correspondente. Para impedir uma oxidação do material liquefeito, é conhecido enxaguar o ponto de contato entre o pino e o substrato com um gás inerte.[003] To provide the energy necessary for the liquefaction of the material of the pin and the substrate in a sufficiently short time, devices are known that generate an electric current with a very high current intensity and feed it to the pin through an electrical cable sized in such a way corresponding. In order to prevent oxidation of the liquefied material, it is known to rinse the point of contact between the pin and the substrate with an inert gas.

[004] Por exemplo, em aplicações em construção de prédios e navios os pinos são empregados em diversos tamanhos com uma rosca na qual um objeto é atarraxado, para fixar o objeto no substrato. Alguns parâmetros do processo de fixação, como por exemplo, a duração e a potência elétrica da corrente elétrica, devem ser ajustados pelo usuário no dispositivo e adaptar ao pino empregado. Por meio de um ensaio visual o usuário finalmente julga a qualidade da ligação entre o pino e o substrato. A qualidade de ligação depende, portanto, da experiência e das capacidades do usuário.[004] For example, in building and ship construction applications, pins are used in various sizes with a thread into which an object is screwed, to fix the object on the substrate. Some parameters of the fixation process, such as the duration and the electrical power of the electric current, must be adjusted by the user in the device and adapted to the pin used. Through a visual test, the user finally judges the quality of the connection between the post and the substrate. Call quality therefore depends on the experience and capabilities of the user.

[005] No caso de que o substrato apresente uma camada superficial, como por exemplo, uma laqueação, uma proteção contra corrosão ou uma camada protetora, essa camada superficial usualmente é removida em grande parte antes da fixação do bino. Após a fixação do pino a região que teve a camada removida é limpa e/ou provida de uma nova laqueação ou camada anticorrosiva, o que é demorado.[005] In the event that the substrate has a surface layer, such as lacquering, corrosion protection or a protective layer, this surface layer is usually removed to a large extent before the fastening of the binder. After fixing the pin, the region that had the layer removed is cleaned and/or provided with a new lacquering or anti-corrosive layer, which is time-consuming.

Representation of the Invention

[006] É objetivo da invenção disponibilizar um dispositivo e/ou processo com o qual uma fixação do pino em um substrato é simplificada e /ou melhorada.[006] It is the object of the invention to provide a device and/or process with which a pin fixation on a substrate is simplified and/or improved.

[007] Este objetivo é alcançado, em um processo para fixação de um pino em um substrato que apresenta uma camada superficial, no qual são disponibilizados um pino que apresenta, em um lado, um diâmetro de pino e um elemento de cobertura anular com um diâmetro interno e um diâmetro externo, é gerado um recesso no substrato, com remoção da camada superficial em uma região de superfície definida com um diâmetro de superfície, sendo que o diâmetro de superfície é maior do que o diâmetro de pino e menor do que o diâmetro externo, o lado frontal e/ou o substrato é liquefeito e deixado endurecer no recesso, o lado frontal é contatado com o substrato no recesso durante o endurecimento e o recesso é coberto em torno do pino por meio de um elemento de cobertura. Preferivelmente a camada superficial é removida na região de superfície definida, sendo desgastada. Pelo fato de que o substrato é encoberto no local onde a camada de superfície foi removida, uma reparação da camada de superfície talvez não seja necessária ou pelo menos simplificada.[007] This objective is achieved in a process for fixing a pin to a substrate that has a surface layer, in which a pin is made available that has, on one side, a pin diameter and an annular covering element with a internal diameter and an external diameter, a recess is generated in the substrate, with removal of the surface layer in a surface region defined with a surface diameter, where the surface diameter is greater than the pin diameter and smaller than the outer diameter, the front side and/or the substrate is liquefied and allowed to harden in the recess, the front side is contacted with the substrate in the recess during hardening, and the recess is covered around the pin by means of a cover member. Preferably the surface layer is removed in the defined surface region by being abraded. Because the substrate is covered up where the surface layer was removed, a repair of the surface layer may not be necessary or at least simplified.

[008] Uma configuração preferida está caracterizada pelo fato de que o lado frontal e/ou o elemento de cobertura e/ou a região de superfície definida é circular.[008] A preferred configuration is characterized by the fact that the front side and/or the cover element and/or the defined surface region is circular.

[009] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o recesso é um furo cego.[009] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the recess is a blind hole.

[0010] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o recesso é feito por meio de uma ferramenta de furar preferivelmente operada a mão.[0010] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the recess is made by means of a drilling tool, preferably operated by hand.

[0011] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o recesso apresenta um contorno de centragem e o lado frontal apresenta um contracontorno, sendo que o controlo de centragem e o contracontrole engatam um no outro quando o pino é colocado no recesso na posição desejada. Preferivelmente o contorno de centragem é convexo e o contracontorno é côncavo. De modo igualmente preferido o contorno de centragem é côncavo e o contracontorno é convexo. De modo especialmente vantajoso o contracontorno compreende todo o lado frontal.[0011] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the recess has a centering contour and the front side has a counter contour, whereby the centering control and the counter control engage each other when the pin is placed in the recess in the desired position . Preferably the centering contour is convex and the counter contour is concave. Also preferably, the centering contour is concave and the counter contour is convex. Especially advantageously, the counter contour comprises the entire front side.

[0012] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura compreende um anel de vedação com um diâmetro interno de anel de vedação e um diâmetro externo de anel de vedação, sendo que o diâmetro interno de anel de vedação é menor ou igual ao diâmetro do pino e o diâmetro externo de anel de vedação é maior do que o diâmetro de superfície. O anel de vedação veda radialmente ao pino e axialmente ao substrato fora da região de superfície definida, de modo que o ponto de junção entre o pino e o substrato fica completamente vedado em relação ao ambiente.[0012] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the cover element comprises a sealing ring with a sealing ring internal diameter and a sealing ring external diameter, wherein the sealing ring internal diameter is smaller or equal to the pin diameter and the O-ring diameter is larger than the surface diameter. The sealing ring seals radially to the pin and axially to the substrate outside the defined surface region, so that the junction point between the pin and the substrate is completely sealed from the environment.

[0013] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura é fixado no pino, depois que o pino é ficado no substrato. Preferivelmente o elemento de cobertura é atarraxado ou encaixado sobre o pino. Uma configuração alternativa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura é pré-montado no pino, antes que o pino seja fixado no substrato.[0013] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the covering element is fixed on the pin, after the pin is placed in the substrate. Preferably the cover member is screwed or fitted over the pin. An alternative configuration is characterized by the fact that the covering element is pre-assembled on the pin, before the pin is fixed in the substrate.

[0014] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura é liquefeito também, parcial ou completamente, durante a liquefação e/ou a solidificação do material do pino ou do substrato e entra em ligação com o pino e/ou o substrato por fecho devido ao material.[0014] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the covering element is also liquefied, partially or completely, during the liquefaction and/or solidification of the material of the post or substrate and comes into connection with the post and/or the substrate by closure due to the material.

[0015] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura é deformado depois que o pino é fixado no substrato.[0015] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the cover element is deformed after the pin is fixed to the substrate.

[0016] Outra configuração vantajosa está caracterizada pelo fato de que o elemento de cobertura é alterado em sua posição no pino de pois que o pino é fixado no substrato.[0016] Another advantageous configuration is characterized by the fact that the covering element is changed in its position on the pin after the pin is fixed to the substrate.

examples of achievement

[0017] A invenção é esclarecida mais detalhadamente a seguir com o auxílio de exemplos de realização, fazendo referência aos desenhos. São mostrados:[0017] The invention is clarified in more detail below with the aid of embodiment examples, with reference to the drawings. They are shown:

[0018] Figura 1: esquematicamente, um dispositivo de soldagem,[0018] Figure 1: schematically, a welding device,

[0019] Figura 2: uma disposição de fixação em uma vista de corte transversal,[0019] Figure 2: a fastening arrangement in a cross-sectional view,

[0020] Figura 3: outra disposição de fixação em uma vista de corte transversal,[0020] Figure 3: another fastening arrangement in a cross-sectional view,

[0021] Figura 4: um pino de soldagem em uma vista de corte longitudinal,[0021] Figure 4: a welding pin in a longitudinal section view,

[0022] Figura 5: outro pino de soldagem em uma vista de corte longitudinal e[0022] Figure 5: another welding pin in a longitudinal sectional view and

[0023] Figura 6: outro pino de soldagem em uma vista de corte longitudinal.[0023] Figure 6: another welding pin in a longitudinal section view.

[0024] Na Figura 1 está representado esquematicamente um dispositivo de soldagem 10 para soldagem de um pino de soldagem 20 em um substrato 30. Um material do pino de soldagem 20 e o material do substrato 30 são condutores de eletricidade, especialmente metálicos. O dispositivo de soldagem 10 compreende uma pistola de soldagem 40 com um disjuntor 41 configurado como um interruptor de contato por toque, um aparelho de soldagem 50, um primeiro cabo elétrico 61, um segundo cabo elétrico 62 com um borne de conexão 63, um cabo de abastecimento 64 de energia configurado, por exemplo, como cabo de rede, uma linha de comunicação elétrica 65, um reservatório de gás 70 configurado como garrafa de gás, uma linha de abastecimento de gás 71 e uma mangueira de gás 72.[0024] In Figure 1, a welding device 10 is schematically represented for welding a welding pin 20 on a substrate 30. A welding pin material 20 and a substrate material 30 are electrically conductive, especially metallic. The welding device 10 comprises a welding gun 40 with a circuit breaker 41 configured as a touch contact switch, a welding apparatus 50, a first electrical cable 61, a second electrical cable 62 with a connection terminal 63, a cable power supply 64 configured, for example, as a network cable, an electrical communication line 65, a gas tank 70 configured as a gas bottle, a gas supply line 71 and a gas hose 72.

[0025] O primeiro cabo 61 serve para abastecimento do pino de soldagem 20 com uma corrente elétrica através do aparelho de soldagem 50. O segundo cabo 62 serve para uma ligação elétrica do substrato 30 a um aparelho de soldagem 50, quando o boné de conexão 63 está preso ao substrato 30. Quando do contato do pino de soldagem 20 com o substrato 30 fecha-se um circuito, de modo que o pino de soldagem 20 é solicitável com corrente de soldagem pelo aparelho de soldagem 50, a qual está configurada, por exemplo, como corrente contínua ou corrente alternada. A pistola de soldagem 40 compreende, para esta finalidade, um elemento de contato de corrente de soldagem não mostrado na Figura 1. O aparelho de soldagem 50 compreende um dispositivo não mostrado na Figura 1 para conversão de corrente elétrica do cabo de abastecimento 64 em corrente de soldagem, o qual compreende, por exemplo, um condensador elétrico, um tiristor, um transistor bipolar com eletrodo-portão isolado ou outros componentes eletrônicos de potência, bem como um respectivo aparelho de controle com um microprocessador, para prover a corrente de soldagem com tensão e intensidade desejadas.[0025] The first cable 61 serves for supplying the welding pin 20 with an electric current through the welding apparatus 50. The second cable 62 serves for an electrical connection of the substrate 30 to a welding apparatus 50, when the connection cap 63 is attached to the substrate 30. When the welding pin 20 comes into contact with the substrate 30, a circuit is closed, so that the welding pin 20 is activated with welding current by the welding apparatus 50, which is configured, for example, as direct current or alternating current. The welding gun 40 comprises, for this purpose, a welding current contact element not shown in Figure 1. The welding apparatus 50 comprises a device not shown in Figure 1 for converting electric current from the supply cable 64 into current welding equipment, which comprises, for example, an electric capacitor, a thyristor, an insulated gate electrode bipolar transistor or other power electronic components, as well as a respective control apparatus with a microprocessor, for providing the welding current with desired voltage and intensity.

[0026] A linha de abastecimento de gás 71 e a mangueira de gás 72 servem para abastecimento de uma região de contato entre o pino de soldagem 20 e o substrato 30 com um gás de proteção procedente do reservatório de gás 70, para proteger a região de contato de um processo de soldagem contra oxidação através de oxigênio de um ambiente. Para controle de um fluxo de gás para a região de contato o reservatório de gás 70 compreende a linha de abastecimento de gás 71, o aparelho de soldagem 50, a mangueira de gás 72 ou a pistola de soldagem 40 uma válvula não mostrada, especialmente regulável.[0026] The gas supply line 71 and the gas hose 72 serve to supply a region of contact between the welding pin 20 and the substrate 30 with a shielding gas from the gas reservoir 70, to protect the region of a welding process against oxidation through oxygen from an environment. For controlling a gas flow to the contact region the gas reservoir 70 comprises the gas supply line 71, the welding apparatus 50, the gas hose 72 or the welding gun 40 a valve not shown, especially adjustable .

[0027] O aparelho de soldagem 50 apresenta um dispositivo de entrada 51 com elementos de atuação 52 bem como um dispositivo de saída 53 com um elemento de indicação visual 54 e uma unidade de transmissão sem fio. O dispositivo de 51 serve para entrada de parâmetros de um processo de soldagem a ser realizado com o dispositivo de soldagem 10, como por exemplo, tensão elétrica, intensidade de corrente, potência e duração da corrente de soldagem, posição e velocidade do pino e assim por diante, por de um usuário do dispositivo de soldagem 10. O dispositivo de saída 53 serve para fornecimento, ao usuário, de informações, como por exemplo, sobre parâmetros do processo de soldagem, informações sobre emissões detectadas do processo de soldagem ou outras grandezas, informações sobre uma qualidade do processo de soldagem, informações sobre medidas para melhoria do processo de soldagem, informações sobre propriedades detectadas do pino de soldagem ou informações derivadas das grandezas mencionadas, e/ou recomendações ou instruções para limpeza e/ou manutenção do dispositivo de soldagem 10, especialmente da pistola de soldagem 40.[0027] The welding apparatus 50 has an input device 51 with actuation elements 52 as well as an output device 53 with a visual indication element 54 and a wireless transmission unit. The device 51 serves to input parameters of a welding process to be carried out with the welding device 10, such as, for example, electrical voltage, current intensity, power and duration of the welding current, position and speed of the pin and so on. onwards, by a user of the welding device 10. The output device 53 serves to provide the user with information, such as for example on parameters of the welding process, information on emissions detected from the welding process or other quantities , information on a quality of the welding process, information on measures for improving the welding process, information on detected properties of the welding pin or information derived from the mentioned quantities, and/or recommendations or instructions for cleaning and/or maintenance of the welding device. welding 10, especially from the welding gun 40.

[0028] A linha de comunicação 65 serve para uma comunicação entre a pistola de soldagem 40, especialmente de um dispositivo de controle da pistola de soldagem 40 não mostrado na Figura 1, e o aparelho de soldagem 50, especialmente entre o aparelho de controle e/o dispositivo de engrada 51 e/ou o dispositivo de saída 53. Através dessa comunicação, por exemplo, é estabelecida uma troca de informações sobre os parâmetros de um processo de soldagem, para, por exemplo, alcançar ou facilitar uma sincronização da corrente de soldagem com um movimento do pino de soldagem 20. Em exemplos de realização não mostrados a comunicação entre a pistola de soldagem e o aparelho de soldagem acontece sem fio, por rádio ou por meio do primeiro cabo elétrico, o qual conduz a corrente de soldagem.[0028] The communication line 65 serves for communication between the welding gun 40, especially a welding gun control device 40 not shown in Figure 1, and the welding apparatus 50, especially between the control apparatus and /the crate device 51 and/or the output device 53. Through this communication, for example, an exchange of information on the parameters of a welding process is established, in order, for example, to achieve or facilitate a synchronization of the current of welding with a movement of the welding pin 20. In embodiments not shown, the communication between the welding gun and the welding apparatus takes place wirelessly, by radio or by means of the first electrical cable, which carries the welding current.

[0029] A pistola de soldagem 40 apresenta um alojamento 42 com uma embocadura 46, do qual sai uma pega 43 com o disjuntor 41. A pistola de soldagem 40 apresenta ainda um retentor de pino 44, no qual o pino de soldagem 20 está retido durante um processo de soldagem. Para isto o retentor de pino compreende, por exemplo, dois, três, quatro ou mais braços elásticos não mostrados individualmente, entre os quais o pino de soldagem 20 é inserido e retido por meio de uma sede de aperto. A pistola de soldagem 40 apresenta ainda um elemento de contato de corrente de soldagem para solicitação do pino de soldagem 20 com uma corrente de soldagem, o qual está integrado ao retentor de pino, por exemplo, em forma de um ou vários braços elásticos.[0029] The welding gun 40 has a housing 42 with a mouthpiece 46, from which a handle 43 comes out with the circuit breaker 41. The welding gun 40 also has a pin retainer 44, in which the welding pin 20 is retained during a welding process. For this the pin retainer comprises, for example, two, three, four or more elastic arms not individually shown, between which the welding pin 20 is inserted and retained by means of a clamping seat. The welding gun 40 further has a welding current contact element for applying the welding pin 20 with a welding current, which is integrated into the pin retainer, for example in the form of one or more elastic arms.

[0030] A pistola de soldagem 40 apresenta ainda um dispositivo de controle 99 para controle dos diversos componentes e dispositivos da pistola de soldagem e do aparelho de soldagem 50. O dispositivo de soldagem 99 está previsto para o controle de um ou vários parâmetros do processo de soldagem. O dispositivo de controle 99 compreende, para isto, diversos componentes eletrônicos, como por exemplo, um ou vários microprocessadores, uma ou várias memórias de dados temporárias ou permanentes e semelhantes.[0030] The welding gun 40 also has a control device 99 for controlling the various components and devices of the welding gun and the welding apparatus 50. The welding device 99 is provided for controlling one or more process parameters of welding. The control device 99 comprises, for this purpose, various electronic components, such as, for example, one or several microprocessors, one or several temporary or permanent data memories, and the like.

[0031] A pistola de soldagem 40 apresenta ainda um dispositivo de elevação de pino, configurado como primeiro eletroímã de elevação, o qual solicita o retentor de pino 44 com uma força da abertura 46 para trás (na Figura 1 para cima), quando o dispositivo de elevação de pino está ativado. Através de uma linha de sinais não mostrada o dispositivo de controle 99 comunica com o dispositivo de elevação de pino, para controlar o dispositivo de elevação de pino, especialmente para ativar ou desativar.[0031] The welding gun 40 also has a pin lifting device, configured as the first lifting electromagnet, which requests the pin retainer 44 with an opening force 46 backwards (upwards in Figure 1), when the pin lifting device is activated. Through a signal line not shown the control device 99 communicates with the pin lifting device, to control the pin lifting device, especially to activate or deactivate.

[0032] A pistola de soldagem 40 apresenta ainda um elemento de mola ou um dispositivo de imersão de pino configurado como segundo eletroímã de elevação, o qual solicita o retentor de pino 44 com uma força para a abertura 46 para frente (na Figura 1 para baixo), quando o dispositivo de imersão de pino está ativado. Através de uma linha de sinais não mostrada o dispositivo de controle 99 comunica com o dispositivo de imersão de pino, para controlar o dispositivo de imersão de pino, especialmente ativar e desativar. Quando o dispositivo de imersão de pino está configurado como elemento de mola, esse elemento de mola é preferivelmente tensionado quando o retentor de pino é movimentado para trás pelo dispositivo de elevação de pino, de modo que o elemento de mola movimenta o retentor de pino para frente, assim que o dispositivo de elevação de pino é desativado.[0032] The welding gun 40 also has a spring element or a pin immersion device configured as a second lifting electromagnet, which requests the pin retainer 44 with a force for opening 46 forward (in Figure 1 for down), when the pin dip device is activated. Through a signal line not shown the control device 99 communicates with the pin dip device to control the pin dip device, especially on and off. When the pin plunger is configured as a spring element, that spring element is preferably tensioned when the pin retainer is moved backwards by the pin lifter, so that the spring element moves the pin retainer forward. front as soon as the pin lifting device is deactivated.

[0033] Em um processo de soldagem com o dispositivo de soldagem 10 inicialmente o substrato 30 e o pino 20 são disponibilizados. Em outra etapa, uma informação é inserida pelo usuário através do dispositivo de entrada, por exemplo, sobre parâmetros desejados do processo de soldagem seguinte. Em outra etapa o pino de soldagem 20 é solicitado pelo aparelho de soldagem 50 por meio de um primeiro cabo 61 e do segundo cabo 62 com uma corrente de soldagem entre o pino de soldagem 20 e o substrato 30. Em outra etapa o pino de soldagem 20 é elevado por meio do dispositivo de elevação de pino do substrato com manutenção da corrente de soldagem que flui entre o pino de soldagem 20 e o substrato 30, sendo que, entre o pino de soldagem 20 e o substrato 30, forma-se um arco voltaico. Especialmente em virtude do calor gerado pelo arco voltaico um material do pino de soldagem 20 e/ou do substrato 30 é parcialmente liquefeito. Em outra etapa o pino de soldagem 20 é imerso, por meio do dispositivo de imersão de pino, no material liquefeito do pino de soldagem 20 ou do substrato 30. Depois o material liquefeito do pino de soldagem 20 ou do substrato 30 solidifica- se, de modo que o pino de soldagem 20 fica ligado ao substrato 30 por fecho devido ao material.[0033] In a welding process with the welding device 10, initially the substrate 30 and the pin 20 are available. In another step, information is entered by the user through the input device, for example about desired parameters of the next welding process. In another step, the welding pin 20 is requested by the welding apparatus 50 by means of a first cable 61 and a second cable 62 with a welding current between the welding pin 20 and the substrate 30. In another step, the welding pin 20 is lifted by means of the substrate pin lifting device with maintenance of the welding current flowing between the welding pin 20 and the substrate 30, whereby, between the welding pin 20 and the substrate 30, a electric arc. Especially because of the heat generated by the electric arc, a material from the welding pin 20 and/or the substrate 30 is partially liquefied. In another step, the welding pin 20 is immersed, by means of the pin-dipping device, in the liquefied material of the welding pin 20 or of the substrate 30. Afterwards, the liquefied material of the welding pin 20 or of the substrate 30 solidifies, so that the solder pin 20 is connected to the substrate 30 by closure due to the material.

[0034] Na Figura 2 está representada uma disposição de fixação com um pino de soldagem 120 e um substrato130 durante um processo de soldagem. O substrato 130 apresenta uma camada superficial 140, a qual compreende, por exemplo, uma camada de proteção especialmente contra corrosão, uma camada de óxido, especialmente camada de óxido metálico, ou uma camada protetora. Em um lado frontal 121 do pino de soldagem 120 o pino de soldagem apresenta um diâmetro de pino 122 de, por exemplo, 8 mm, sendo que o lado frontal 121 é convexo e apresenta a forma de uma superfície de cone chata e/ou uma superfície de área transversal circular. Em uma região de superfície 131 circular definida com um diâmetro de superfície 132 o substrato 130 apresenta um recesso133 em forma de um furo cego com uma profundidade de furo cego 134. O diâmetro de superfície 132 é de, por exemplo, 20 mm e é maior do que o diâmetro de pino 122.[0034] In Figure 2, a fastening arrangement is shown with a welding pin 120 and a substrate 130 during a welding process. The substrate 130 has a surface layer 140, which comprises, for example, a protective layer in particular against corrosion, an oxide layer, in particular a metal oxide layer, or a protective layer. On a front side 121 of the welding pin 120 the welding pin has a pin diameter 122 of, for example, 8 mm, the front side 121 being convex and in the form of a flat cone surface and/or a circular cross-sectional area surface. In a circular surface region 131 defined with a surface diameter 132 the substrate 130 has a recess 133 in the form of a blind hole with a blind hole depth 134. The surface diameter 132 is, for example, 20 mm and is greater than pin diameter 122.

[0035] O recesso 133 tem, em uma região de borda radialmente externa, uma profundidade constante, a qual é igual a uma espessura da camada de superfície 140. Em uma região central radialmente interna o recesso 133 está configurado côncavo e apresente um contorno de centragem 135 igualmente côncavo. A ponta do lado frontal 121 em forma de cone do pino de soldagem 120 forma um contracontorno convexo 125, de modo que o contorno de centragem 135 e o contracontorno 125 engatam um no outro, quando o pino de soldagem 120 é colocado no recesso na posição desejada. Em um exemplo de realização não mostrado o contorno de centragem é convexo e o contracontorno é côncavo. A configuração côncava do recesso 133 facilita uma localização do ponto de soldagem através de aproximação do pino de soldagem ao recesso 133.[0035] The recess 133 has, in a radially outer edge region, a constant depth, which is equal to a thickness of the surface layer 140. In a radially inner central region, the recess 133 is configured concave and has a contour of centering 135 equally concave. The cone-shaped front side tip 121 of the welding pin 120 forms a convex counter contour 125 such that the centering contour 135 and the counter contour 125 engage each other when the welding pin 120 is placed in the recess in the position desired. In an embodiment not shown, the centering contour is convex and the counter contour is concave. The concave configuration of recess 133 facilitates location of the weld spot by bringing the weld pin closer to recess 133.

[0036] Para geração do recesso 133 a camada de superfície 140 foi removida na região de superfície definida, sendo desgastada através de perfuração por meio de uma ferramenta de furar. No caso da ferramenta de furar trata-se preferivelmente de uma furadeira escalonada, a qual apresenta um escalão circunferencial, cujo distanciamento axial em relação à ponta de furadeira da furadeira escalonada é igual à profundidade de furo cego 134 desejada.[0036] To generate the recess 133, the surface layer 140 was removed in the defined surface region, being worn through drilling using a drilling tool. In the case of the drilling tool, it is preferably a step drill, which has a circumferential step, the axial spacing of which in relation to the drill bit of the step drill is equal to the desired depth of the blind hole 134.

[0037] O pino de soldagem 120 apresenta um meio de apoio 150 configurado como cavidade circunferencial, o qual apoia um elemento de cobertura não mostrado contra o substrato 130, quando o elemento de cobertura é fixado no pino de soldagem 120 após a fixação do pino de soldagem 120 no substrato 130. O elemento de cobertura está configurado, por exemplo, como um dos elementos de cobertura representados nas Figuras 4 a 6 e apresenta um diâmetro externo de, por exemplo, 30 mm, o qual é maior do que o diâmetro de superfície 132, para que o ponto de junção entre o pino de soldagem 120 e o substrato 130 bem como o recesso 133 em torno do pino de soldagem 120 estejam completamente encobertos com o elemento de cobertura. O elemento de cobertura é atarraxado sobre o pino de soldagem 120.[0037] The welding pin 120 has a support means 150 configured as a circumferential cavity, which supports a cover element not shown against the substrate 130, when the cover element is fixed on the welding pin 120 after fixing the pin 120 on the substrate 130. The cover element is configured, for example, as one of the cover elements shown in Figures 4 to 6 and has an external diameter of, for example, 30 mm, which is greater than the diameter of surface 132, so that the junction point between the solder pin 120 and the substrate 130 as well as the recess 133 around the solder pin 120 are completely covered with the covering element. The cover element is screwed onto the welding pin 120.

[0038] Na Figura 3 está representada uma disposição de fixação com um pino de soldagem 220 e um substrato 230 em outro exemplo de realização durante um processo de soldagem. O substrato 230 apresenta uma camada de superfície 240, a qual compreende, por exemplo, uma camada de proteção, especialmente contra corrosão, uma camada de óxido, especialmente camada de óxido metálico, ou uma camada protetora. Em um lado frontal 221 do pino de soldagem 220 o pino de soldagem apresenta um diâmetro de pino 222 de, por exemplo, 6 mm, sendo que o lado frontal 221 é plano e apresenta uma superfície de área transversal circular. Em uma região de superfície 231 circular definida com um diâmetro de superfície 232 o substrato 230 apresenta um recesso 233 em forma de um furo cego com uma profundidade de furo cego 234. O diâmetro de superfície 232 é de, por exemplo, 18 mm e é maior do que o diâmetro de pino 222.[0038] In Figure 3, a fastening arrangement with a welding pin 220 and a substrate 230 is shown in another embodiment during a welding process. The substrate 230 has a surface layer 240, which comprises, for example, a protective layer, in particular against corrosion, an oxide layer, in particular a metal oxide layer, or a protective layer. On a front side 221 of the welding pin 220 the welding pin has a pin diameter 222 of, for example, 6 mm, the front side 221 being flat and having a surface of circular cross-sectional area. In a circular surface region 231 defined with a surface diameter 232 the substrate 230 has a recess 233 in the form of a blind hole with a blind hole depth 234. The surface diameter 232 is, for example, 18 mm and is larger than pin diameter 222.

[0039] O recesso 233 tem, em uma região de borda radialmente externa, uma profundidade constante, a qual é igual a uma espessura da camada de superfície 240. Em uma região central radialmente interna o recesso 233 está configurado côncavo e apresenta um contorno de centragem 235 igualmente côncavo, cujo diâmetro é substancialmente tão grande quanto o diâmetro de pino 222, de modo que o contorno de centragem 235 e o lado frontal 221 engatam um no outro, quando o pino de soldagem 220 é colocado no recesso 233 na posição desejada. Isto facilita a localização do ponto de soldagem desejado através de aproximação do pino de soldagem ao recesso 233.[0039] The recess 233 has, in a radially outer edge region, a constant depth, which is equal to a thickness of the surface layer 240. In a radially inner central region, the recess 233 is configured concave and has a contour of equally concave centering 235, whose diameter is substantially as large as the pin diameter 222, so that the centering contour 235 and the front side 221 engage each other when the welding pin 220 is placed in the recess 233 in the desired position . This facilitates locating the desired solder point by bringing the solder pin closer to the recess 233.

[0040] O pino de soldagem apresenta um meio de apoio 250 configurado como cavidade circunferencial, o qual apoia um elemento de cobertura não mostrado contra o substrato 230, quando o elemento de cobertura, após a fixação do pino de soldagem 220 no substrato 230, é fixado no pino de soldagem 220. O elemento de cobertura apresenta um diâmetro de, por exemplo,25 mm, o qual é maior do que o diâmetro de superfície 232, para que o ponto de junção entre o pino de soldagem 220 e o substrato 230 bem como o recesso 233 em torno do pino de soldagem 220 estejam completamente encobertos pelo elemento de cobertura. O elemento de cobertura é encaixado sobre o pino de soldagem 220.[0040] The welding pin has a support means 250 configured as a circumferential cavity, which supports a covering element not shown against the substrate 230, when the covering element, after fixing the welding pin 220 to the substrate 230, is attached to the soldering pin 220. The cover element has a diameter of, for example, 25 mm, which is greater than the surface diameter 232, so that the junction point between the soldering pin 220 and the substrate 230 as well as the recess 233 around the welding pin 220 are completely covered by the covering member. The cover element is fitted over the welding pin 220.

[0041] Na Figura 4 está representado um pino de soldagem 320 com um elemento de cobertura 300 em um corte longitudinal. O pino de soldagem 320 apresenta um lado frontal 321 côncavo em forma de uma superfície de cone chata e com uma superfície de seção transversal circular. Além disso, o pino de soldadura apresenta um meio de conexão 390 configurado como rosca externa com um diâmetro de rosca para conexão de um elemento construtivo ao pino de soldagem 320. O pino de soldagem 320 apresenta ainda um meio de apoio 350 configurado como cavidade circunferencial, o qual apoia o elemento de cobertura 300 contra um substrato não mostrado, quando o pino de soldagem 320 está fixado no substrato.[0041] Figure 4 shows a welding pin 320 with a covering element 300 in a longitudinal section. The welding pin 320 has a concave front side 321 shaped like a flat cone surface and with a surface of circular cross-section. In addition, the welding pin has a connection means 390 configured as an external thread with a thread diameter for connecting a construction element to the welding pin 320. The welding pin 320 also has a support means 350 configured as a circumferential cavity , which supports cover member 300 against a substrate not shown, when solder pin 320 is attached to the substrate.

[0042] O elemento de cobertura 300 compreende um anel de vedação 360 circular com um diâmetro interno de anel de vedação 361 e um diâmetro externo de anel de vedação bem como um disco de cobertura 370 igualmente circular. O diâmetro interno de anel de vedação 361 é maior do que o diâmetro de rosca do meio de conexão 390, para que o anel de vedação 360 seja movimentável para além do meio de conexão. O elemento de cobertura 300, especialmente o disco de cobertura 370, apresenta um meio de apoio contrário 380, o qual está engatado com o meio de apoio 350 do pino de soldagem 320 para apoio do elemento de cobertura 300 contra o substrato. O meio de apoio contrário 380 compreende um ou vários ressaltos projetando-se radialmente para dentro a partir do disco de cobertura 370, dispostos ao longo de uma circunferência.[0042] The cover element 300 comprises a circular sealing ring 360 with a sealing ring inner diameter 361 and a sealing ring outer diameter as well as an equally circular covering disc 370. The inside diameter of the sealing ring 361 is greater than the thread diameter of the connection means 390, so that the sealing ring 360 is movable beyond the connection means. The cover element 300, especially the cover disk 370, has a counter support means 380 which is engaged with the support means 350 of the welding pin 320 for supporting the cover element 300 against the substrate. The counter support means 380 comprises one or more shoulders projecting radially inwardly from the cover disk 370, arranged along a circumference.

[0043] O elemento de cobertura 300 já está pré-montado no pino de soldagem 320 antes de uma fixação do pino de soldagem no substrato de tal modo, que o anel de vedação 360 encosta no pino de soldagem 320 com o diâmetro interno de anel de vedação 361. Em um exemplo de realização não mostrado o elemento de cobertura está pré-montado antes da fixação no pino de soldagem, mas só é posto em sua posição definitiva a após a fixação, por exemplo, através de deslocamento na direção de fixação. Após uma fixação do pino de soldagem 320 no substrato o anel de vedação 360 veda radialmente em relação ao pino de soldagem 320 e axialmente em relação ao substrato, de modo que o ponto de junção entre o pino de soldagem 320 e o substrato fica completamente vedado em relação a um ambiente.[0043] The cover element 300 is already pre-assembled on the welding pin 320 before fixing the welding pin to the substrate in such a way that the sealing ring 360 touches the welding pin 320 with the inner diameter of the ring seal 361. In an embodiment not shown, the cover element is pre-assembled before fixing it to the welding pin, but it is only brought into its final position after fixing it, for example by moving it in the direction of fixing . After fixing the welding pin 320 to the substrate, the sealing ring 360 seals radially with respect to the welding pin 320 and axially with respect to the substrate, so that the junction point between the welding pin 320 and the substrate is completely sealed. in relation to an environment.

[0044] Para uma melhor vedação axial em relação ao substrato o anel de vedação 360 apresenta dois ressaltos 362 axiais circunferenciais, os quais estão deformados quando o pino está fixado no substrato. Adicional ou alternativamente o material do anel de vedação 360, durante a liquefação e/ou a solidificação do material do pino de soldagem 320 ou do substrato, é igualmente liquefeito, parcial ou completamente, e entre em ligação por fecho devido ao material com o pino de soldagem 320 e/ou com o disco de cobertura 370 quando da solidificação.[0044] For better axial sealing in relation to the substrate, the sealing ring 360 has two circumferential axial projections 362, which are deformed when the pin is fixed to the substrate. Additionally or alternatively the sealing ring material 360, during liquefaction and/or solidification of the welding pin material 320 or the substrate, is also partially or completely liquefied and comes into lock connection due to the material with the pin of welding 320 and/or with the covering disc 370 when solidifying.

[0045] Na Figura 5 está representado um pino de soldadura 420 com um elemento de cobertura 400 em um corte longitudinal. O pino de soldagem 420 apresenta um lado frontal 421 côncavo em forma de uma superfície de cone chata e com uma superfície de seção transversal circular. Além disso, o pino de soldagem apresenta um meio de conexão 590 configurado como rosca externa com um diâmetro de rosca para conexão de um elemento construtivo no pino de soldagem 420. O pino de soldagem 420 apresenta ainda um meio de apoio 450 configurado como cavidade circunferencial, o qual apoia o elemento de cobertura 400 contra um substrato não mostrado quando o pino de soldadura 420 está fixado no substrato.[0045] Figure 5 shows a welding pin 420 with a cover element 400 in a longitudinal section. The welding pin 420 has a concave front side 421 shaped like a flat cone surface and with a surface of circular cross-section. In addition, the welding pin has a connection means 590 configured as an external thread with a thread diameter for connecting a constructive element to the welding pin 420. The welding pin 420 also has a support means 450 configured as a circumferential cavity , which rests the cover member 400 against a substrate not shown when the solder pin 420 is attached to the substrate.

[0046] O elemento de cobertura 400 compreende um anel de vedação circular 460 com um diâmetro interno de anel de vedação 461 e um diâmetro externo de anel de vedação bem como um disso de cobertura 470. O elemento de cobertura 400, especialmente o disco de cobertura 470, apresenta um meio de apoio contrário 480 configurado como ressalto projetante radialmente para dentro a partir do elemento de cobertura 400, circunferencial, o qual está engatado com o meio de apoio 450 do pino de soldagem 420 para apoio do elemento de cobertura 400 contra o subsolo.[0046] The cover element 400 comprises a circular sealing ring 460 with a sealing ring inner diameter 461 and a sealing ring outer diameter as well as a covering element 470. The covering element 400, especially the sealing disc cover 470, has a counter support means 480 configured as a shoulder projecting radially inwardly from the circumferential cover element 400, which is engaged with the support means 450 of the welding pin 420 for supporting the cover element 400 against the basement.

[0047] O elemento de cobertura 400 já está pré-montado no pino de soldagem 420 antes de uma fixação do pino de soldagem 420 no substrato de tal modo, que o anel de vedação 460 encosta no pino de soldagem 420 com um diâmetro interno de anel de vedação 461. Após uma fixação do pino de soldagem 420 no substrato o anel de vedação 460 veda radialmente em relação ao pino de soldagem 420 e axialmente em relação ao substrato, de modo que o ponto de junção entre o pino de soldagem 420 e o substrato fica completamente vedado em relação a um ambiente.[0047] The covering element 400 is already pre-assembled on the welding pin 420 before fixing the welding pin 420 to the substrate in such a way that the sealing ring 460 abuts the welding pin 420 with an internal diameter of sealing ring 461. After fixing the welding pin 420 to the substrate, the sealing ring 460 seals radially with respect to the welding pin 420 and axially with respect to the substrate, so that the junction point between the welding pin 420 and the substrate is completely sealed from an environment.

[0048] Para uma melhor vedação axial em relação ao substrato o anel de vedação 460 apresenta dois ressaltos 462 axiais circunferenciais, os quais estão deformados quando opino está fixado no substrato. Adicional ou alternativamente o material do anel de vedação 460, durante a liquefação e/ou solidificação do material do pino de soldadura 420 ou do substrato se liquefaz, parcial ou completamente, e entra em ligação por fecho devido ao material com o pino de soldagem 420 e/ou com o disco de cobertura 470 e/ou o substrato.[0048] For better axial sealing in relation to the substrate, the sealing ring 460 has two circumferential axial projections 462, which are deformed when the pin is fixed to the substrate. Additionally or alternatively the material of the sealing ring 460, during the liquefaction and/or solidification of the material of the welding pin 420 or the substrate liquefies, partially or completely, and comes into sealing connection due to the material with the welding pin 420 and/or with the cover disc 470 and/or the substrate.

[0049] Na Figura 6 está representado um pino de soldagem 520 com um elemento de cobertura 500 em um corte longitudinal. O pino de soldagem 520 apresenta um lado frontal 521 plano com uma superfície de seção transversal circular. Além disso o pino de soldagem apresenta um meio de conexão 590 para conexão de um elemento de cobertura ao pino de soldagem 520. Além disso o pino de soldagem 520 apresenta um meio de apoio 550 configurado como cavidade circunferencial, o qual apoia o elemento de cobertura 500 contra um substrato não mostrado, quando o pino de soldagem 520 está fixado no substrato. O elemento de cobertura 500 compreende um anel de vedação circular 560 e um disco de cobertura 570 igualmente circular.[0049] Figure 6 shows a welding pin 520 with a cover element 500 in a longitudinal section. The welding pin 520 has a flat front side 521 with a circular cross-sectional surface. In addition, the welding pin has a connection means 590 for connecting a covering element to the welding pin 520. In addition, the welding pin 520 has a support means 550 configured as a circumferential cavity, which supports the covering element 500 against a substrate not shown, when solder pin 520 is attached to the substrate. The covering element 500 comprises a circular sealing ring 560 and an equally circular covering disc 570.

[0050] O elemento de cobertura 500 já está pré-montado no pino de soldagem 520 antes de uma fixação do pino de soldagem 520 no substrato na posição representada à esquerda na Figura 6. Após a fixação o elemento de cobertura 500 é posto em sua posição definitiva representada à direita na Figura 7, por exemplo, através de um dobramento na direção de fixação ou de outra deformação. A deformação é provocada, por exemplo, por um usuário, especialmente com o auxílio de uma ferramenta, ou já durante o processo de fixação especialmente em virtude de deformação térmica ou por meio de um dispositivo previsto para isso na pistola de soldagem.[0050] The cover element 500 is already pre-assembled on the welding pin 520 before fixing the welding pin 520 to the substrate in the position shown on the left in Figure 6. After fixing the cover element 500, it is placed in its definitive position represented on the right in Figure 7, for example, through bending in the direction of fastening or other deformation. The deformation is caused, for example, by a user, especially with the aid of a tool, or already during the fastening process, especially due to thermal deformation or by means of a device provided for this in the welding gun.

[0051] O anel de vedação, em um ou vários exemplos de realização, está fabricado a partir de um elastômero, o disco de cobertura a partir de metal ou cerâmica.[0051] The sealing ring, in one or several embodiments, is made from an elastomer, the covering disc from metal or ceramic.

[0052] A invenção foi descrita com o auxílio de exemplos de um dispositivo para fixação de um primeiro objeto em um segundo objeto bem como de um processo de produção para tal dispositivo. As características das formas de realização descritas são combináveis também entre si de qualquer maneira dentro de um único dispositivo de fixação ou de um único processo de produção. Chama-se atenção para o fato de que o dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção são adequados também para outras finalidades.[0052] The invention was described with the aid of examples of a device for attaching a first object to a second object as well as a production process for such a device. The characteristics of the described embodiments are also combinable with each other in any way within a single fastening device or a single production process. Attention is drawn to the fact that the device according to the invention and the method according to the invention are suitable for other purposes as well.

Claims

1. Process for fixing a pin to a substrate that has a surface layer, characterized in that it involves the steps of: a) providing a pin that has, on a front side, a pin diameter, b) providing a annular covering element having an inner diameter and an outer diameter, c) generating a recess in the substrate by removing, especially eroding the surface layer in a defined surface region with a surface diameter, where the surface diameter is greater than that the pin diameter is smaller than the outside diameter, d) liquifying the front side and/or the substrate in the recess, e) solidifying the front side or the substrate in the recess, f) contacting the front side with the substrate in the recess during solidification and g) covering the circumferential recess to the pin by means of the covering element.

2. Process according to claim 1, characterized in that the front side and/or the cover element and/or the defined surface region is circular.

3. Process, according to any one of the preceding claims, characterized in that the recess is a blind hole.

4. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the recess is drilled by means of a punching tool.

5. Process, according to any one of the preceding claims, characterized in that the recess has a centering contour and the front side has a counter contour, whereby the centering contour and the counter contour engage each other when the pin is placed in the recess in the desired position.

6. Process, according to claim 5, characterized by the fact that the centering contour is convex and the counter contour is concave.

7. Process, according to claim 5, characterized by the fact that the centering contour is concave and the counter contour is convex.

8. Process, according to claim 6, characterized by the fact that the countercontour comprises the entire front side.

9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the covering element comprises a sealing ring with an internal diameter of sealing ring and an external diameter of sealing ring, the internal diameter of O-ring less than or equal to the pin diameter and O-ring of O-ring greater than surface diameter.

10. Method, according to any one of the preceding claims, characterized in that the cover element is fixed on the pin, after steps d), e) and f) have been carried out.

11. Process according to claim 10, characterized in that the cover element is screwed or fitted over the pin.

12. Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the cover element is pre-assembled on the pin before steps d), e) and f) are carried out.

13. Process, according to claim 12, characterized in that the covering element, during step d), e) and/or f), is partially or completely liquefied and comes into connection by closing due to the material with the post and/or the substrate.

14. Process according to claim 12, characterized in that the cover element is deformed after steps d), e) and f) are carried out.

15. Process according to claim 12, characterized in that the cover element is changed in its position on the pin after steps d), e) and f) are performed.