CH310286A - Method for attaching an insert part to a metal part made of pressure-weldable material. - Google Patents

Method for attaching an insert part to a metal part made of pressure-weldable material.

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CH310286A
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CH
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metal
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Limited The General El Company
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Gen Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)

Description

  

  Verfahren zum Anbringen eines Einsatzteils an einem aus     druckschweissbarem    Material  bestehenden Metallteil.      Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zum Anbringen eines Einsatzteils  an einem aus     druckschweissbarem    Material be  stehenden Metallteil, z. B.. für die Befestigung  von Griffen an Kochgeräten.  



  Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,  dass auf den Metallteil an der Stelle, wo der  Einsatzteil zu befestigen ist, ein ebenfalls aus       druckschweissbarem    Material bestehender Teil  mit einer Öffnung aufgelegt wird, und dass  dieser Teil durch Druck auf seinen Umfang  mit dem Metallteil verschweisst wird, bei wel  chem Schweissvorgang das um den Einsatz  teil herum befindliche Metall des Metallteils  und das Metall des aufgelegten Teils zum Flie  ssen gebracht wird.  



  Verschiedene Ausführungsformen des Ver  fahrens gemäss der vorliegenden Erfindung  werden nun als Beispiele beschrieben unter  Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnun  gen, in denen die     Fig.    1 bis 6 die Befestigung  einer stählernen Stiftschraube an einem Koch  gerät zum Anbringen eines Handgriffes zei  gen.

       Fig.    1 ist eine Ansieht von unten des  obern eines Paares von zusammenwirkenden  Werkzeugen, dessen unteres Werkzeug ein  flacher Amboss ist,     Fig.    2 ein Schnitt längs der  Geraden     II-II    in     Fig.1.        Fig.    3 ein Schnitt, der  die Stiftschraube     und    die zusammenzuschwei  ssenden Stücke vor dem Schweissen zeigt,       Fig.    4 eine Ansicht von oben nach beendeter       Schweissung,        Fig.    5 ein Schnitt,

   der eine ab-    geänderte Scheibe zeigt und     Fig.    6 ein Schnitt  der mit Hilfe der abgeänderten Scheibe er  zeugten     Schweissung.    Die     Fig.    7 bis 9 zeigen  die Befestigung eines stählernen Einsatzes mit  Gewinde in eine Platte, wobei     Fig.    7 ein  Schnitt ist, der die Teile vor dem Schweissen  zeigt,     Fig.    8 ein Schnitt nach beendeter       Schweissung    und     Fig.    9 eine Ansicht der  Schweissteile von oben.  



  Die     Fig.    1 bis 6 zeigen, wie eine stählerne  Stiftschraube 1 mit Gewinde, die aus weichem  Stahl oder aus Stahl hoher Zugfestigkeit be  stehen kann, in der     Wand    eines Kochgerätes,  das aus     Aluminiiun    handelsüblicher Rein  heit bestehen kann, befestigt wird, wobei dann  der eigentliche Handgriff (nicht     gezeichnet)     des Gerätes auf der Stiftschraube 1 fest  geschraubt wird und dabei. die Nabe 2 mit  Rippen und Vertiefungen auf der Aussenseite  des Gerätes     fasst,    was eine Rotation des Hand  griffes gegenüber der Stiftschraube 1 verhin  dert.

   In den Zeichnungen ist die Gefässwan  dung eben gezeichnet, aber dadurch, dass allen  Teilen die nötige Krümmung gegeben wird,  kann die gleiche Methode auch auf gekrümmte  Wände angewendet werden. Die Festigkeit der       Schweissimg    ist mindestens gleich gross wie  die Festigkeit der Stiftschraube selbst. Wie  aus     Fig.    3 hervorgeht, durchdringt der Schaft  von Schraube 1 von der     Gerätinnenseite    her  eine Öffnung in der     Gerätwandung    3, wobei  eine quadratische Manschette     4-auf    der Stift-      schraube 1 gegen die Innenseite der Gerät  wandung 3 zu liegen kommt.

   Die einander ge  genüberliegenden Oberflächen der Scheibe 5  und der Gerätewandung 3 werden vor dem  Einsetzen auf mechanischem Wege gründlich       gereinigt.    Die Scheibe 5 hat eine zentrale  Öffnung 6, in die der     kegelstumpfförmige     Kopf 7 der Stiftschraube 1 passt. Die Scheibe  5 ist ebenfalls aus Aluminium handelsüblicher  Reinheit und von gleicher Dicke wie die Ge  fässwand 3; ihr Rand ist mit einer     Abschrä-          gung    unter 45  versehen. Der äussere Durch  messer der Scheibe 5 ist dem Durchmesser  D   in     Fig.    2 gleich. Die untere Seite der Scheibe  5 und der Kopfteil 6 der Stiftschraube 1 wer  den auf den untern     zvlindrischen,    glatten  Amboss aufgelegt.

   Das obere Werkzeug 17  enthält eine zentrale Bohrung 8 für die Stift  schraube 1, eine unterbrochene Schweissfläche  9, die in der allgemeinen Fliessrichtung des       Metalles    beim Schweissen im wesentlichen  glatt ist, und eine Vertiefung 10, die die Nabe  2 bildet. Die Vertiefungen 11 in der Schweiss  fläche 9 bilden die hervorstehenden Halte  rippen 12 auf der Nabe 2.  



  Die radiale Breite der am Werkzeug 17  vorstehenden Fläche 9 ist etwas kleiner als  die Dicke der Wand 3 oder der Scheibe 5  (wenn die Dicke von Wand und Scheibe  2,38 mm ist, kann die radiale Breite 1,59 mm  sein). Wenn auf die Werkzeuge Druck an  gewendet wird, , fliesst Metall sowohl von  Wand 3 als auch Scheibe 5 radial nach innen  und in weniger starkem Masse nach aussen  unter der Oberfläche 9 hervor, und eine       Schweissung    findet     statt        zwischen    den gegen  überliegenden Flächen von Scheibe 5     lind     Wand 3 längs einer unterbrochenen Ring  fläche rund um die zentrale Achse der Stift  schraube,

   wobei die radiale Breite der     Schwei-          sstrog    etwa gleich der radialen Breite der  Fläche 9 ist. Die Scheibe 5 verschwindet in  der Wand 3, und der Boden von Kopf 7       kommt    in die gleiche Ebene     mit    dem Boden  von Scheibe 5 und Wand 3 zu liegen, wobei die  endgültige Dicke des     Metalles    unter der Fläche  9 etwa 50% der Dicke von Wand 3 ist. Metall  von Scheibe 5 fliesst so, dass der- Kopfteil 7 der    Stiftschraube 1 verkeilt wird, während Metall  der Wand 3 in die Vertiefung 10 von Werk  zeug 17 rings um den Bolzen der Stiftschraube  gedrängt wird, um so die Nabe 2 zu bilden.

    Die Rippen 12 verstärken die Verbindung zwi  schen dem Hauptteil der Wand 3 und der  Nabe 2, und, obwohl unter diesen Rippen keine  eigentliche     Schweissung    stattfindet, ist eine ge  nügende  Klebewirkung  vorhanden. Die       45 -Abschrägung    längs der Peripherie der  Scheibe 5 ermöglicht eine genügend flache  Oberfläche an der Innenseite der     Schweissung;     dies ist natürlich sehr wichtig bei Kochgeräten.  



  Eine Scheibe 5 von der in     Fig.    3 gezeigten  Form lässt die Rückenfläche des Kopfteils 7  der Stiftschraube 1 nach dem Schweissen frei;  wenn aber eine Scheibe 5 nach     Fig.    5 ver  wendet wird, ist der Kopfteil 7 der Stift  schraube 1 nach beendeter     Schweissung    voll  ständig zugedeckt, wie dies in     Fig.    6 gezeigt.  ist. Die Tiefe der Vertiefung 13 in der Scheibe  5 von     Fig.    5 bestimmt die Höhe der Nabe 2  über dem Kopfteil 4, und zwar ist diese Höhe  um so grösser, je tiefer die Vertiefung ist.

    Die Dicke des     Metalles    am Boden der Ver  tiefung 13 kann zwischen     1/3    bis     1/s    der     Dieke     der Scheibe variieren, wobei     1/3    der Scheiben  dicke hervorragende Resultate ergibt.  



  Bei der     Ausführung    gemäss den     Fig.    7 bis 9  ist ein Einsatz 14 aus blankem weichem Stahl.       mit    drei ringförmigen     Erweiterungen    oder  Flanschen 15 versehen, wobei der Boden jedes  dieser Flanschen eine     kegelstumpfförmige     Oberfläche hat, und der oberste Flansch zur  Hauptsache eine teilweise kugelförmige Ober  fläche besitzt. Mittels der Scheibe 5 wird der  Einsatz in genau gleicher Weise wie oben be  schrieben mit .der Wandung 3 verschweisst.  



  Nach dem Schweissen deckt, wie in     Fig.    8  gezeigt, Metall der Nabe 2 das obere Ende des  Einsatzes 14 vollständig zu. Bei den Werk  zeugen. für diese     Schweissung    fehlt die zentrale  Bohrung 8 im obern Werkzeug 17, wie es  in den     Fig.    1 und 2 gezeigt ist.



  Method for attaching an insert part to a metal part made of pressure-weldable material. The present invention relates to a method for attaching an insert part to a be made of pressure-weldable material metal part, for. B .. for attaching handles to cooking appliances.



  The method is characterized in that a part with an opening, which is also made of pressure-weldable material, is placed on the metal part at the point where the insert part is to be fastened, and that this part is welded to the metal part by pressure on its periphery Which welding process the metal of the metal part located around the insert part and the metal of the part placed on it are brought to flow.



  Various embodiments of the method according to the present invention will now be described as examples with reference to the accompanying drawings, in which FIGS. 1 to 6 show the attachment of a steel stud on a cooking device for attaching a handle.

       Figure 1 is a bottom view of the top of a pair of cooperating tools, the lower tool of which is a flat anvil, Figure 2 is a section along the line II-II in Figure 1. 3 is a section showing the stud screw and the pieces to be welded together before welding, FIG. 4 is a view from above after the welding has ended, FIG. 5 is a section,

   which shows a modified disk and FIG. 6 shows a section of the weld produced with the aid of the modified disk. 7 to 9 show the fastening of a threaded steel insert in a plate, FIG. 7 being a section showing the parts before welding, FIG. 8 a section after the welding is complete and FIG. 9 is a view of the welding parts from above.



  1 to 6 show how a steel stud screw 1 with thread, which can be made of soft steel or steel of high tensile strength, in the wall of a cooking device, which can consist of aluminum commercial purity, is attached, then the actual handle (not shown) of the device is screwed tightly onto the stud 1 and thereby. the hub 2 with ribs and depressions on the outside of the device summarizes, which prevents rotation of the handle relative to the stud 1 changed.

   In the drawings, the wall of the vessel is drawn flat, but by giving all parts the necessary curvature, the same method can also be used on curved walls. The strength of the welding is at least as great as the strength of the stud screw itself. As can be seen from FIG. 3, the shaft of screw 1 penetrates an opening in the device wall 3 from the inside of the device, with a square collar 4 on the stud screw 1 against the inside of the device wall 3 comes to rest.

   The ge opposite surfaces of the disc 5 and the device wall 3 are cleaned thoroughly by mechanical means before insertion. The washer 5 has a central opening 6 into which the frustoconical head 7 of the stud screw 1 fits. The disc 5 is also made of aluminum of commercial purity and of the same thickness as the Ge barrel wall 3; its edge is provided with a bevel at 45 °. The outer diameter of the disc 5 is the same as the diameter D in FIG. The lower side of the disc 5 and the head part 6 of the stud 1 who is placed on the lower cylindrical, smooth anvil.

   The upper tool 17 contains a central bore 8 for the stud screw 1, an interrupted welding surface 9 which is essentially smooth in the general direction of flow of the metal during welding, and a recess 10 which the hub 2 forms. The depressions 11 in the welding surface 9 form the protruding retaining ribs 12 on the hub 2.



  The radial width of the surface 9 protruding from the tool 17 is slightly smaller than the thickness of the wall 3 or the disc 5 (if the thickness of the wall and disc is 2.38 mm, the radial width can be 1.59 mm). When pressure is applied to the tools, metal flows radially inward from both wall 3 and disc 5 and, to a lesser extent, outward under surface 9, and a weld takes place between the opposing surfaces of disc 5 Wall 3 along an interrupted ring surface around the central axis of the pin screw,

   the radial width of the welding trough being approximately equal to the radial width of the surface 9. Disk 5 disappears into wall 3 and the bottom of head 7 comes to lie in the same plane as the bottom of disk 5 and wall 3, the final thickness of the metal under surface 9 being about 50% of the thickness of wall 3 is. Metal from disk 5 flows so that the head part 7 of the stud 1 is wedged, while metal of the wall 3 is forced into the recess 10 of the tool 17 around the bolt of the stud to form the hub 2.

    The ribs 12 reinforce the connection between the main part of the wall 3 and the hub 2, and although there is no actual welding under these ribs, a sufficient adhesive effect is present. The 45 bevel along the periphery of the disc 5 enables a sufficiently flat surface on the inside of the weld; this is of course very important for cooking appliances.



  A washer 5 of the shape shown in FIG. 3 leaves the back surface of the head part 7 of the stud screw 1 free after welding; But if a disc 5 according to FIG. 5 is used ver, the head part 7 of the stud screw 1 is fully constantly covered after the welding process, as shown in FIG. is. The depth of the recess 13 in the disk 5 of FIG. 5 determines the height of the hub 2 above the head part 4, and this height is greater, the deeper the recess is.

    The thickness of the metal at the bottom of the recess 13 can vary between 1/3 to 1 / s of the die of the disc, with 1/3 of the discs giving excellent results.



  In the embodiment according to FIGS. 7 to 9, an insert 14 is made of bare, soft steel. provided with three annular extensions or flanges 15, the bottom of each of these flanges having a frustoconical surface, and the uppermost flange mainly has a partially spherical upper surface. The insert is welded to the wall 3 by means of the disk 5 in exactly the same way as described above.



  After welding, as shown in FIG. 8, the metal of the hub 2 completely covers the upper end of the insert 14. With the tools. The central bore 8 in the upper tool 17 is missing for this weld, as shown in FIGS. 1 and 2.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Anbringen eines Einsatz teils an einem aus druckschweissbarem Ma- terial bestehenden Metallteil, dadurch ge kennzeichnet, dass auf den Metallteil an der Stelle, wo der Einsatzteil zu befestigen ist, ein ebenfalls aus druckschweissbarem Material bestehender Teil mit einer Öffnung aufgelegt wird und dass dieser Teil durch Druck auf seinen Umfang mit dem Metallteil verschweisst wird, bei welchem Schweissvorgang das um den Einsatzteil herum befindliche Metall des Metallteils und das Metall des aufgelegten Teils zum Fliessen gebracht wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Einsatzteil mit einem kegelstumpfförmigen Kopf angebracht wird. 2. Claim: A method for attaching an insert part to a metal part made of pressure-weldable material, characterized in that a part also made of pressure-weldable material with an opening is placed on the metal part at the point where the insert part is to be attached, and that this part is welded to the metal part by pressure on its periphery, during which welding process the metal of the metal part located around the insert part and the metal of the placed part are made to flow. SUB-CLAIMS: 1. Method according to claim, characterized in that an insert part with a frustoconical head is attached. 2. Verfahren nach Patentanspruch zum Anbringen einer Stiftschraube, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schaft der Stiftschraube derart durch ein Loch des Metallteils gesteckt wird, dass der Kopf der Stiftschraube gegen die Platte aufliegt und dass die Scheibe so auf den Kopf aufgelegt wird, dass sie radial über den Kopf vorsteht. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der Stiftschraube in eine Vertiefung der Scheibe angeordnet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rand am - Umfang der Scheibe abgesehrägt wird. Method according to claim for attaching a stud, characterized in that the shaft of the stud is inserted through a hole in the metal part in such a way that the head of the stud rests against the plate and that the disc is placed on the head in such a way that it radially over head protrudes. 3. The method according to claim and dependent claim 2, characterized in that the head of the stud screw is arranged in a recess in the disc. 4. The method according to claim and dependent claims 2 and 3, characterized in that the edge on the - circumference of the disc is sawed off.
CH310286D 1950-07-12 1951-07-11 Method for attaching an insert part to a metal part made of pressure-weldable material. CH310286A (en)

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