Verfahren zum Kaltschweissen von Körpern unter Druckanwendung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltschweissen zweier Körper aus Metall oder einer Metallegierung in einer Stumpfverbindung unter Anwendung von Druck, d. h. das Verschweissen zweier Körper in einer Stumpfverbindung durch An wendung genügenden Druckes, um ein Fliessen des Metalls oder der Metallegierung zu bewirken, so dass eine Verschweissung entsteht, ohne dass von aussen eine wesentliche Wärmemenge zugeführt werden müsste.
Es ist bereits bekannt, zwei Körper aus Metall oder einer Metallegierung in einer Stumpfverbindung durch Anwendung von Druck kalt zu schweissen, indem man jeden dieser Körper in der Nähe des zu verschweissenden Endes fasst, so dass eine Biegung des Körpers vermieden wird, aber gleichzeitig ein gewisses seitliches Fliessen des Materials des Körpers an der Verbindungsstelle möglich ist, und indem man die beiden Körper zusammenbringt, so dass der Druck an der Verbindungsstelle durch die beiden Körper selbst übertragen wird, wobei das Material beider Körper seitlich ausfliesst, so dass die beiden Körper miteinander verschweisst werden.
In der Pra xis ist es schwierig, durch das vorgenannte Verfahren eine wirklich zuverlässige Stumpfverbindung zu er halten, da es schwierig ist, dafür zu .sorgen, dass die Enden der stumpf zu verschweissenden Körper genau rechtwinklig geschnitten sind und dass diese Enden frei von Oxyden sind. Die beiden vorgenann ten Ursachen können die Stumpfschweissung beein trächtigen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum kalten Stumpfschweissen unter Druckanwendung anzugeben, mit welchem zu verlässigere Stumpfschweissungen als mit bekannten Verfahren erzielt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren, welches zur kalten Stumpfschweissung von Stab- oder drahtför- migen Körpern unter Druckanwendung dient, wobei die genannten Körper aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen, die sich durch Druckver wendung kaltschweissen lässt, ist dadurch gekenn zeichnet, dass man die benachbarten Enden der beiden Körper unter Druck in eine erste Lage bringt, in welcher die beiden Körper sich stumpf berühren,
so dass das Material beider Körper seitlich ausfliesst, dass man weiter die beiden Körper trennt und sie wiederum unter Druck in eine zweite Lage bringt, in welcher sie aneinander anliegen, so dass weiteres Material beider Körper seitlich ausfliesst und die beiden Körper miteinander verschweisst werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug nahme auf die Zeichnung beispielsweise näher er läutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss einer möglichen Form einer Kaltschweisseinrichtung mit Druckanwendung, welche sich zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens, beispielsweise zum Verschweissen von Dräh ten, eignet, Fig.2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Fig.1, und Fig.3 bis 10 schematische Seitenansichten des Drahtes in der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 in verschiedenen Stufen des Schweissvorganges.
Die Einrichtung nach Fig. 1 und 2 weist eine U-förmige Grundplatte 1 mit einem festen Block 2 und einem gleitenden Block 3 auf. Der Aufbau des festen Blockes 2 und des gleitenden Blockes 3 sind identisch, so dass die Beschreibung des festen Blockes 2 für beide Blöcke Gültigkeit hat. Der feste Block 2 ist mit der Grundplatte 1 durch Schrauben 4 ver- bunden und weist sich verjüngende Rinnen 5 mit Seitenwänden 7 in seiner oberen Oberfläche auf. Die Rinne 5 weist Schlitze 6 auf, welche parallel zu den Seitenwänden 7 verlaufen.
Eine Backen-Halteplatte 8 ist in der Rinne 5 gleitbar angeordnet und weist einen nach oben ge bogenen Teil 9 auf. An diesem Teil 9 der Platte 8 ist ein Stift 10 befestigt, welcher von einer Druck feder 11 umgeben ist. Der Stift 10 erstreckt sich in eine Bohrung 12 im festen Block 2 und kann in dieser Bohrung gleiten. Die Platte 8 weist parallele Seiten 13 mit Ansätzen 14 auf, welche Schlitze 15 enthalten.
Weiter sind zwei Backenhälten 17 und 18 vor gesehen, welche so ausgebildet sind, dass beim Zu sammenbringen der beiden Hälften die Seiten 16 der Backenhälften eine Form aufweisen, welche der sich verjüngenden Rinne 5 im festen Block 2 entspricht. Die beiden Backenhälften bilden zusammen einen Schlitz 19 und eine Bohrung 20. An den Backen hälften 17 und 18 sind Stifte 21 befestigt, welche in die Schlitze 15 der Platte 8 und in den Schlitz 6 des festen Blockes 2 eindringen. Ein an der Backenhälfte 17 befestigter Stift 22 ist in der Bohrung 23 der Backenhälfte 18 gleitbar. Die Deckplatten 24 halten die Backenhälften 17 und 18 und die Platte 18 in der Rinne 5 der Platte 2.
Der gleitende Block 3 weist zwei Ansätze 25 und einen Zapfen 26 auf, welcher zur Halterung eines Verbindungsgliedes 27 zwischen den Ansätzen 25 dient. Die U-förmige Grundplatte 1 weist Stege 28 und 29 auf, welche an den Stellen 30 und 31 eine Vertiefung aufweisen, in welchen die Scheiben 32 und 33 untergebracht sind. Die Scheiben 32 und 33 sind in den Vertiefungen 30 und 31 drehbar, und zwar um die Zapfen 34 und 35, an denen sie befestigt sind. Der Zapfen 34 durchsetzt den Steg 29 und ist mit einem Hebel 36 verkeilt, welcher einen Hand griff 37 aufweist. In den Scheiben 32 und 33 ist parallel zur Rotationsachse der Scheiben aber ex zentrisch bezüglich dieser der Stift 38 befestigt, welcher eine Bohrung 39 im Verbindungsglied 27 durchsetzt.
Auf der Achse 41 ist ein Backensperrhebel 40 montiert, und zwar so, dass er um die genannte Achse rotieren kann und längs dieser verschiebbar ist. Die Achse 41 ist an ihren Enden in den Ansätzen 44 ge lagert, welche an der Grundplatte 1 befestigt sind. Der Hebel 40 weist einen Ansatz 45 mit einer Rille 46 auf und erstreckt sich nach unten zwischen die Paare von Backenhälften 17 und 18.
Wenn im Betrieb die beiden Backenhälftenplatten 8 entgegen der Kraft der Druckfeder 11 gegenein ander verschoben werden, üben die Ansätze 14 auf die Stifte 21, welche in den Backenhälften 17 und 18 befestigt sind, eine Kraft. aus. Die Backenhälften 17 und 18 stehen normalerweise in Berührung mit den sich verjüngenden Seiten 7 der Rinne 5, welche die Backenhälften 17 und 18 zusammenhält. Wenn die Stifte 21 durch die Ansätze 24 auf den Platten 8 nach innen gedrückt werden, verschieben sie sich auch längs der Schlitze 6 im festen Block 2 oder im gleitenden Block 3. Die Schlitze 6 bewirken, dass die Stifte 21 sich weiter auseinanderbewegen, wodurch auch die Backenhälften 17 und 18 sich auseinander bewegen.
Während die Backenhälften in der vorgenannten Art und Weise voneinander auf Abstand gehalten werden, wird der Backensperrhebel 40 aus seiner Lage zwischen den Paaren von Backenhälften 17 und 18 heraus bewegt, und es werden zwei Kupfer drähte 42 und 43 (Fig. 3), deren Enden praktisch rechtwinklig zur Längsachse der Drähte abgeschnitten sind, in die Bohrungen 20 der Backenhälften 17 und 18 eingeführt. Die Drähte 42 und 43, welche einen etwas grösseren Durchmesser aufweisen als die Boh rungen 20, ragen ein wenig aus den Backenhälften 17 und 18 gegeneinander hervor. Wenn die Drähte 42 und 43 in dieser Weise eingebracht worden sind, werden die Platten 8 freigegeben, so dass sie sich unter der Wirkung der Druckfeder 11 auseinander bewegen.
Die Backenhälften werden ebenfalls durch die Stifte 21 verschoben, bis die Seiten 16 mit den Seitenwänden 7 der Rinne 5 in Berührung stehen. Da der Durchmesser der Kupferdrähte etwas grösser ist als derjenige der Bohrungen 20, werden die Backenhälften zwangläufig etwas auseinandergehal ten. Der Backensperrhebel 40 wird dann in die Lage zwischen die Paare von Backenhälften 17 und 18 gebracht.
Wenn die Kupferdrähte 42 und 43 zwischen die Backenhälften 17 und 18 eingebracht sind und der Hebel 40 sich in der vorgenannten Lage zwischen den Paaren von Backenhälften befindet, wird der Hebel 36 durch den Handgriff 37 im Gegenuhrzeiger sinn um die Zapfen 34 und 35 gedreht. Das Ver bindungsglied 27 wird durch den Stift 38 und die Scheiben 32 nach links verschoben. Die Bewegung des Verbindungsgliedes 27 bewirkt, dass der Block 3 sich gegen den festen Block 2 bewegt, und dabei wer den die beiden Paare von Backenhälften gegenein ander verschoben, bis die Enden der Drähte 42 und 43 in die Rille 46 des Backensperrhebels 40 gelangen und die Paare von Backenhälften 17 und 18 mit dem Ansatz 45 in Berührung kommen.
Die weitere Bewegung der Paare von Backenhälften 17 und 18 bewirkt, dass die Seiten 16 gegen die Seitenwände 7 gedrückt werden. Somit werden die Backenhälften 17 und 18 in die sich verjüngende Rinne 5 hinein gepresst, so dass sie die Drähte 42 und 43 leicht verformen und erfassen. Die Paare von Backenhälf ten 17 und 18 werden dann durch Drehung des Griffes 37 getrennt, und der Hebel 40 bewegt sich aus seiner Lage zwischen den Backenhälftenpaaren, so dass die Enden der Backenhälftenpaare unbehin dert einander gegenüber stehen, wie dies aus der Fig.3 hervorgeht.
Der Griff 37 wird dann in der Weise gedreht, dass die Paare von Backenhälften 17 und 18 gegeneinander bewegt werden und die Enden der Drähte 42 und 43 einander berühren (Fig. 4) und gegeneinander gepresst werden, so dass das Ma terial der Drahtenden nach der Seite ausfliesst, wie dies aus der Fig. 5 hervorgeht, wobei sich eine Art Nietköpfe 47 und 48 bilden. Da die Drähte 42 und 43 nur wenig aus den Backenhälften 17 und 18 herausragen, ist das seitliche Ausfliessen der Draht enden nicht genügend, damit eine Kaltschweissung stattfindet.
Die Drähte 17 und 18 mit den Nietköpfen 47 und 48 werden nun wieder voneinander getrennt, indem der Hebel 36 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bis die Paare von Backenhälften 17 und 18 die in der Fig. 6 dargestellte Lage einnehmen.
Die Drähte 42 und 43 werden dann freigegeben und in die in der Fig.7 dargestellte Lage vorge schoben, indem man die Backenhälftenplatten 8 ge geneinander verschiebt. Hierauf werden die Drähte wie derum gefasst, indem man den Backensperrhebel 40 in die Lage zwischen die Paare von Backenhälften 17 und 18 bringt und dann die Backenhälftenpaare gegen den Ansatz 45 drückt. Die Drähte 42 und 43 ragen ungefähr um die Länge ihres Durchmessers aus den Backenhälften 17 und 18 hervor. Der Hebel 36 wird nun wiederum gedreht, um die Drähte 42 und 43 gegeneinander zu verschieben, bis die Köpfe 47 und 48 einander berühren, wie dies aus der Fig. 8 hervorgeht.
Durch Weiterführung dieser Bewegung des Hebels 36 werden die vorstehenden Enden der Drähte 42 und 43 weiter verformt, wie dies aus der Fig. 9 hervorgeht, wobei sich nun eine einwandfreie Kaltschweissung der Drahtenden ergibt.
Nachdem die Drähte in dieser Weise durch An wendung von Druck im Kaltzustand miteinander stumpf verschweisst worden sind, werden sie aus den Backenhälften 17 und 18 (Fig. 10) herausgenom men, und das verformte Kupfermaterial 49 wird dann beispielsweise mit einer Zange abgeschnitten, so dass an der Verbindungsstelle eine grobe Ober fläche verbleibt, welche ungefähr den gleichen Durch messer hat, wie die Drähte 42 und 43. Die derart miteinander verbundenen Drähte können dann schliesslich ohne weitere Bearbeitung auf den ge wünschten Durchmesser hinunter gezogen werden.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise her gestellten Stumpfverbindungen weisen eine bessere Homogenität als die durch bekannte Verfahren im Kalt zustand mit Druckanwendung hergestellten Stumpf verbindungen auf. Weiter hat es sich gezeigt, dass bei den durch das hier beschriebene Verfahren her gestellten Stumpfverbindungen kein Metalloxyd auf trat, welches bei den bekannten Verfahren zur Her stellung von Stumpfverbindungen im Kaltzustand mit Druckanwendung unbefriedigende Ergebnisse gezei tigt hat.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann auch zum Stumpfschweissen von Stäben oder Drähten unterschiedlichen Durchmessers verwendet werden, aber in solchen Fällen kann es sich als zweckmässig oder notwendig erweisen, das zu verbindende Ende des Stabes oder Drahtes grösseren Durchmessers zu verjüngen.