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.