Verfahren zum Befestigen von elektrisch nicht leitendem Material an leitende Körper. Diese Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren, um elektrisch nicht leitendes Material, wie z. B. Gummi, Gewebe, plastische Stoffe, an einem Metallgegenstand zu befestigen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist besonders gut anwendbar für die Befestigung von Dichtungen und geräuschdämpfenden Materialien an Automobilteilen; es ist aber keineswegs auf dieses Anwendungsgebiet be schränkt. Typische, derart angewendete Ma terialien sind z. B. der geräuschhindernde, ge webeartige Streifen zwischen der Motorhaube und der Karosserie und der Gummi-Dich tungsstreifen der Türeinfassung. Bisher sind diese Materialien in den meisten Fällen durch Nieten oder Kitten befestigt worden. Bei beiden Befestigungsarten treten verschiedene Nachteile auf, doch werden sie trotzdem all gemein angewendet. Es ist deshalb das nach stehend beschriebene Verfahren entwickelt worden, um die Nachteile der bekannten Be festigungsarten zu vermeiden.
An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Fig. 1 zeigt, teilweise geschnitten, einen Dichtungsstreifen und einen Befestigungsstift in Verbindung mit einer Schweisseinrichtung unmittelbar vor der Einschaltung des Stromes.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen an einem Blech befestigten Dichtungsstreifen. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Stift. Fig. 4 zeigt eine Ansicht von unten dieses Stiftes.
Fig. 5 zeigt die Seitenansicht. eines andern Stiftes.
Fig. 6 zeigt eine Ansicht von unten des in Fig. 5 dargestellten Stiftes.
Gemäss Fig. 1 ist ein Stift 1? durch einen Dichtungsstreifen 10 bis zur Berührung mit dem Körper 11 gedrückt worden, welcher vorher bemalt worden oder aber unbemalt ist. Durch die Schweisspistole 13 wird der Stift 12 gegen den Körper 11 gedrückt, worauf die Schweisspistole 13 durch den Transformator 14 über den Sekundärleiter 15 unter Strom gesetzt wird. Der zum Transformator 14 fliessende Strom wird durch den Zeitregler 16 und den Schalter 17 gesteuert. Einer der bei den Sekundärleiter 23 des Transformators 1.4 ist fest mit dem Körper 11 vermittels Erd- klemmen ?? verbunden. Der Körper 11 wird vorzugsweise an wenigstens zwei Stellen ge erdet.
Wenn nur eine einzige Erdung des Kör pers vorhanden ist, sollte weiter als 35 ein von der Erdverbindung entfernt, keine Schweissung versucht werden. Wenn jedoch zwei Erdanschlüsse vorhanden sind, können diese Anschlüsse bis 2,5 m auseinanderliegen und dennoch werden befriedigende Sch-wei- ssungen an irgendeiner dazwischenliegenden Stelle erzielt.
Um die eigentliche Schweissung durchzu führen, wird durch die Pistole 13 auf den Stift 12 ein Druck von ungefähr 20 bis 45 kg ausgeübt, worauf der Schalter 17 betätigt wird. Dadurch verbindet der Zeitregler 16 den Transformator 14 mit der Stromquelle während einer genau vorbestimmten Zeit periode. Ausgezeichnete Resultate werden er zielt, wenn eine Schweissperiode angewendet wird, die einer Periode der Stromquelle oder Sekunde entspricht. Die gemessene Se- kumdärspannting am Schweisstransformator bei offenem Kreis beträgt etwa 15 Volt. Dieser Transformator ist für 75 kW bemessen.
Die Anwendung eines solchen Stromstosses erzeugt an der kontaktgebenden Spitze oder Schneide zwischen dem Körper 11 und dem Stift 12 eine intensive Hitze. Diese Hitze er zeugt die Schweissung und die Stauchung des Endes des Stiftes 12, wie in Fig. 2 ersicht lich. Durch diese Stauchung wird der Kopf des Stiftes 12 in den Dichtungsstreifen ver senkt.
Die Form der bei diesem Verfahren ver wendeten Stifte ist sehr wichtig. Auch das Material muss sorgfältig ausgewählt werden. Die Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen zwei Formen -von Stiften, welche den Anforderungen genü gen, wenn sie aus üblichem Flusseisen be stehen. Der in Fig. 3 und 4 dargestellte Stift besteht aus einem Kopf 18, einem Teil 19 und einer Schneide 20. Der Kopf 18 ist flach Lind von wesentlicher Grösse, um den Strom von der Pistole aufzunehmen lind das be festigte Material zu halten. Der Teil 19 Lind der Kopf 18 bestehen ans einem Stück.
Der Teil 19 hat die Form eines abgestumpften Konus mit genügendem Querschnitt, -um den Schweissstrom und, den Druck aufzunehmen, ohne dass eine übermässige Stauchung und ohne dass genügende Hitze entsteht, um das zu befestigende Material zu verbrennen. Der zwischen ,den Seiten des konischen Teils 19 eingeschlossene Winkel beträgt weniger als dreissig Grad, vorzugsweise etwa fünfzehn Grad. Stifte mit einem Winkel von zehn Graden sind auch erfolgreich angewendet worden. Bei diesen kleinen Winkeln müssen jedoch andere Schweissbedingungen streng eingehalten werden, um gleichmässige Resul- tate zu erzielen. Gute Schweissungen sind auch mit Stiften erreicht worden, bei welchen der Winkel sechzig Grad beträgt.
Bei diesen grossen Winkeln liegt jedoch die Schwierig keit darin, die erforderlichen hohen Drucke zu erzeugen, um den im Dichtungsmaterial. hervorgerufenen Gegendruck zu überwinden. Der konische Teil 19 endigt in einer Schneide 20, .deren Seitenflächen vorzugsweise einen Winkel von fünfundvierzig Grad mit einer die Achse des Stiftes enthaltenden Ebene ein schliessen. Dies entspricht einem eingeschlos senen Winkel von nennzig Grad. Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Form ist ähnlich derjenigen nach den Fig. 3 und 4, mit Aus nahme davon, dass der Teil 19 mit einem Kegel 21 statt einer Schneide endigt.
Der bei der Spitze des Kegels eingeschlossene Winkel liegt vorzugsweise zwischen sechzig und neun zig Grad.
Wie schon oben erwähnt, bestehen diese Stifte aus gewöhnlichem Flusseisen. Unter ge wissen Umständen mag es notwendig sein, Stifte aus Nickel, einer Nickellegierung, rost freiem Stahl oder aus anderem nicht korro dierendem Material zu verwenden, tim extreme Bedingungen erfüllen zu können. Die Ver wendung von rostfreiem Stahl verlangt eine ziemlich genaue Einhaltung von bestimmten Bedingungen, um gute Schweissungen zu er zielen. Jedoch bestehen solche Forderungen bei Nickel oder Nickellegierungen nicht. Ver gleichbarer Korrosionswiderstand kann da durch erreicht werden, indem der Flusseisen- stift mit einem üblichen metallenen Korro- sionsschutzüberzug versehen wird.
Um das Eindringen des Stiftes in das am Körper zu befestigende Material zu erleichtern, können Schmiermittel, wie Seife, Nasser, Öl oder Fett, verwendet werden. Um das Eindringen des Stiftes in die auf dem Körper befindliche Farbe zu erleichtern, kann der Stift leicht. gedreht und nachdem der Druck wirkt, einem leichten Schlag ausgesetzt werden. Der nötige Druck kann durch eine übliche Handschweiss pistole ausgeübt werden, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei der Druck nun von einer Seite wirkt, oder, wenn es die Arbeitsbedingungen erlau- ben, kann eine Pistole mit C-förmiger Klam mer angewendet werden. In diesem Falle wird der Druck von beiden Seiten mechanisch auf das Blech ausgeübt, an welches der Stift angeschweisst wird.
Die Schweissresultate bei einem bemalten, streifenförmigen Körper von 1,67 m Länge,
EMI0003.0000
Stift- <SEP> Spitzen- <SEP> Typ <SEP> der <SEP> Ort <SEP> der <SEP> Anzahl <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Bemer legierung <SEP> form <SEP> Pistole <SEP> Schweissung <SEP> Schwel- <SEP> hoch <SEP> tief <SEP> mittel <SEP> kungen
<tb> Zone <SEP> ssungen
<tb> Flusseisen <SEP> Kegel <SEP> Druck <SEP> _ <SEP> 11 <SEP> 48 <SEP> 35 <SEP> 424 <SEP> 6 <SEP> *\ <SEP> 1
<tb> Flusseisen <SEP> Schneide <SEP> Druck <SEP> 4 <SEP> 13 <SEP> 46 <SEP> 16 <SEP> 357 <SEP> 12\
<tb> Nickellegierung <SEP> Kegel <SEP> Druck <SEP> B <SEP> 13 <SEP> 42 <SEP> 18 <SEP> 334 <SEP> 11 <SEP> *\
<tb> Monel <SEP> Schneide <SEP> Druck <SEP> C <SEP> 27 <SEP> 43 <SEP> 15 <SEP> 325 <SEP> 20 <SEP> ' <SEP> 1 <SEP> *\*
<tb> Nickel <SEP> Schneide <SEP> C-förmig <SEP> B <SEP> 10 <SEP> 43 <SEP> 13 <SEP> 354
<SEP> 9 <SEP> *\ <SEP> 1 <SEP> '
<tb> Nickel <SEP> Schneide <SEP> Druck <SEP> A <SEP> und <SEP> B <SEP> 20 <SEP> 46 <SEP> 31 <SEP> 368 <SEP> 16 <SEP> * <SEP> 1 <SEP> ' <SEP> '
<tb> Nickel <SEP> Schneide <SEP> Druck <SEP> C <SEP> 11 <SEP> 44 <SEP> 20 <SEP> 336 <SEP> 10 <SEP> *\
<tb> Nickel <SEP> Kegel <SEP> Druck <SEP> C <SEP> 10 <SEP> 45 <SEP> 16 <SEP> 373 <SEP> 9
<tb> Flusseisen <SEP> Schneide <SEP> C-förmig <SEP> A <SEP> 7 <SEP> 49 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 444 <SEP> 7 <SEP> '
<tb> Nickellegierung <SEP> Schneide <SEP> C-förmig <SEP> A <SEP> 8 <SEP> 49 <SEP> 15 <SEP> 413 <SEP> 8
<tb> Bezeichnet <SEP> die <SEP> Anzahl <SEP> Schweissungen, <SEP> wo <SEP> der <SEP> Stift <SEP> vom <SEP> Körper <SEP> losgerissen <SEP> wurde.
<tb> '*\ <SEP> Bezeichnet <SEP> die <SEP> Köpfe, <SEP> die <SEP> vom <SEP> Stift <SEP> losgerissen. <SEP> wurden.
Method of attaching electrically non-conductive material to conductive bodies. This invention relates to a Ver drive to electrically non-conductive material such. B. rubber, fabric, plastic materials to attach to a metal object.
The method according to the invention is particularly well applicable for the attachment of seals and noise-dampening materials to automobile parts; but it is by no means restricted to this area of application. Typical materials used in this way are z. B. the noise-preventing, ge web-like strips between the hood and the body and the rubber up device strips of the door surround. Up to now, these materials have been attached by rivets or putties in most cases. There are various disadvantages with both types of attachment, but they are still used in common. The method described below has therefore been developed in order to avoid the disadvantages of the known types of fastening.
The invention is explained by way of example with the aid of the accompanying drawing. Fig. 1 shows, partially in section, a sealing strip and a fastening pin in connection with a welding device immediately before the current is switched on.
Fig. 2 shows a longitudinal section of a sealing strip attached to a sheet metal. Fig. 3 shows a cross section through a pin. Fig. 4 shows a view from below of this pin.
Fig. 5 shows the side view. another pen.
FIG. 6 shows a view from below of the pin shown in FIG.
According to Fig. 1 is a pin 1? has been pressed by a sealing strip 10 until it comes into contact with the body 11, which has previously been painted or else unpainted. The pin 12 is pressed against the body 11 by the welding gun 13, whereupon the welding gun 13 is energized by the transformer 14 via the secondary conductor 15. The current flowing to the transformer 14 is controlled by the timer 16 and the switch 17. One of the secondary conductors 23 of the transformer 1.4 is fixed to the body 11 by means of earth terminals ?? connected. The body 11 is preferably grounded in at least two locations.
If there is only one earthing of the body, no welding should be attempted further than 35 one from the earth connection. If, however, there are two earth connections, these connections can be up to 2.5 m apart and still satisfactory welds are achieved at any point in between.
In order to carry out the actual welding, the gun 13 exerts a pressure of approximately 20 to 45 kg on the pin 12, whereupon the switch 17 is actuated. As a result, the time controller 16 connects the transformer 14 to the power source for a precisely predetermined time period. Excellent results are achieved when a welding period is used which corresponds to a period of the power source or second. The secondary voltage measured on the welding transformer with an open circuit is around 15 volts. This transformer is rated for 75 kW.
The application of such a current surge generates intense heat at the contact-making tip or cutting edge between the body 11 and the pin 12. This heat he testifies the welding and the upsetting of the end of the pin 12, as shown in Fig. 2 ersicht Lich. This upsetting of the head of the pin 12 is lowered ver in the sealing strip.
The shape of the pens used in this procedure is very important. The material must also be carefully selected. 3, 4, 5 and 6 show two forms of pins which meet the requirements if they are made of ordinary mild iron. The pin shown in Fig. 3 and 4 consists of a head 18, a part 19 and a cutting edge 20. The head 18 is flat and of substantial size to receive the current from the gun and hold the solidified material. The part 19 and the head 18 consist of one piece.
The part 19 has the shape of a truncated cone with sufficient cross-section to absorb the welding current and the pressure without excessive compression and without sufficient heat to burn the material to be fastened. The included angle between the sides of the conical part 19 is less than thirty degrees, preferably about fifteen degrees. Ten degree angle pins have also been used successfully. With these small angles, however, other welding conditions must be strictly observed in order to achieve uniform results. Good welds have also been achieved with pins where the angle is sixty degrees.
At these large angles, however, the difficulty lies in generating the necessary high pressures in order to achieve that in the sealing material. to overcome generated counter pressure. The conical part 19 ends in a cutting edge 20, whose side surfaces preferably include an angle of forty-five degrees with a plane containing the axis of the pin. This corresponds to an included angle of ninety degrees. The shape shown in FIGS. 5 and 6 is similar to that of FIGS. 3 and 4, with the exception that the part 19 ends with a cone 21 instead of a cutting edge.
The included angle at the apex of the cone is preferably between sixty and ninety degrees.
As mentioned above, these pegs are made from ordinary river iron. In certain circumstances it may be necessary to use pins made of nickel, a nickel alloy, stainless steel or other non-corrosive material in order to be able to withstand extreme conditions. The use of stainless steel requires a fairly strict adherence to certain conditions in order to achieve good welds. However, there are no such requirements for nickel or nickel alloys. Comparable corrosion resistance can be achieved by providing the mild steel pin with a customary metallic corrosion protection coating.
In order to facilitate the penetration of the pen into the material to be attached to the body, lubricants such as soap, water, oil or grease can be used. In order to facilitate the penetration of the pen into the paint on the body, the pen can easily. rotated and subjected to a light blow after the pressure has been applied. The necessary pressure can be exerted by a conventional hand welding gun, as shown in FIG. 1, the pressure now acting from one side, or, if the working conditions permit, a gun with a C-shaped clamp can be used. In this case the pressure is exerted mechanically from both sides on the sheet metal to which the pin is welded.
The welding results on a painted, strip-shaped body 1.67 m in length,
EMI0003.0000
Pin <SEP> tip <SEP> type <SEP> the <SEP> location <SEP> the <SEP> number <SEP> tensile strength <SEP> Bemer alloy <SEP> form <SEP> gun <SEP> welding <SEP > Schw- <SEP> high <SEP> low <SEP> medium <SEP> changes
<tb> Zone <SEP> ssungen
<tb> Flux iron <SEP> cone <SEP> pressure <SEP> _ <SEP> 11 <SEP> 48 <SEP> 35 <SEP> 424 <SEP> 6 <SEP> * \ <SEP> 1
<tb> flux iron <SEP> cutting edge <SEP> pressure <SEP> 4 <SEP> 13 <SEP> 46 <SEP> 16 <SEP> 357 <SEP> 12 \
<tb> Nickel alloy <SEP> cone <SEP> pressure <SEP> B <SEP> 13 <SEP> 42 <SEP> 18 <SEP> 334 <SEP> 11 <SEP> * \
<tb> Monel <SEP> Edge <SEP> Print <SEP> C <SEP> 27 <SEP> 43 <SEP> 15 <SEP> 325 <SEP> 20 <SEP> '<SEP> 1 <SEP> * \ *
<tb> Nickel <SEP> Blade <SEP> C-shaped <SEP> B <SEP> 10 <SEP> 43 <SEP> 13 <SEP> 354
<SEP> 9 <SEP> * \ <SEP> 1 <SEP> '
<tb> Nickel <SEP> Edge <SEP> Pressure <SEP> A <SEP> and <SEP> B <SEP> 20 <SEP> 46 <SEP> 31 <SEP> 368 <SEP> 16 <SEP> * <SEP > 1 <SEP> '<SEP>'
<tb> Nickel <SEP> Edge <SEP> Pressure <SEP> C <SEP> 11 <SEP> 44 <SEP> 20 <SEP> 336 <SEP> 10 <SEP> * \
<tb> Nickel <SEP> cone <SEP> pressure <SEP> C <SEP> 10 <SEP> 45 <SEP> 16 <SEP> 373 <SEP> 9
<tb> Flux iron <SEP> cutting edge <SEP> C-shaped <SEP> A <SEP> 7 <SEP> 49 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 444 <SEP> 7 <SEP> '
<tb> Nickel alloy <SEP> Edge <SEP> C-shaped <SEP> A <SEP> 8 <SEP> 49 <SEP> 15 <SEP> 413 <SEP> 8
<tb> Designates <SEP> the <SEP> number of <SEP> welds, <SEP> where <SEP> the <SEP> pin <SEP> was torn <SEP> from the <SEP> body <SEP>.
<tb> '* \ <SEP> Designates <SEP> the <SEP> heads, <SEP> the <SEP> torn from the <SEP> pin <SEP>. <SEP> were.