DE102011082610A1 - Protective gas bell, useful for arc welding, comprises a gas release aperture arranged in an interior of bell over putting-on-edge and an element weldable with a counterpart, where projection is arranged at an innerwall of the bell - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzgasglocke zum Schweißen, insbesondere zum Lichtbogenschweißen mit einem Schweißkopf oder mit einer Schweißpistole, welche Schutzgasglocke in ihrem Inneren oberhalb einer Aufsetzkante zumindest eine Gasaustrittsöffnung aufweist, wobei ein Anschweißelement mit einem Gegenstück, beispielsweise mit einem Fahrzeugblech verschweißbar ist. The present invention relates to a protective gas bell for welding, in particular for arc welding with a welding head or with a welding gun, which protective gas bell has in its interior above a contact edge at least one gas outlet opening, wherein a welding element with a counterpart, for example with a vehicle panel is weldable.
Anschweißelemente können zum Beispiel im so genannten Lichtbogen-Schweißverfahren auf Gegenstücke, beispielsweise Fahrzeugbleche stumpfartig aufgeschweißt werden, so dass die Anschweißelemente mit ihrem Funktionsbereich von den Gegenstücken abstehen und so diverse Bauteile bzw. Komponenten halten können. Beispielsweise im Kraftfahrzeugbau können die Anschweißelemente mit ihrem Anschweißende stumpf auf ein Karosserieblech oder dergleichen aufgesetzt werden, mit diesem verscheißt werden und an ihrem Funktionsbereich so ausgeführt sein, dass vielfältige Möglichkeiten gegeben sind, unterschiedliche Bauteile oder Komponenten zu halten. Der Funktionsabschnitt eines jeden Anschweißelementes ist dabei variabel, also korrespondierend zu der jeweils zu haltenden Komponente angepasst konstruiert. Beispielsweise können an dem Funktionsbereich Kabelbäume, einzelne Kabel, Leitungen, Schläuche oder dergleichen gehalten werden, wobei der Funktionsbereich auch zum Halten von Verkleidungen genutzt werden kann. Insofern ist der Funktionsbereich vielfältig ausführbar. Grundsätzlich ist ein solches Anschweißen unter dem Begriff der Bolzenschweißtechnik bekannt.Welding elements can, for example, in the so-called arc welding process to counterparts, such as vehicle panels are welded butt-like, so that the welding elements protrude with their functional range of the counterparts and so can hold various components or components. For example, in motor vehicle construction, the weld-on elements can be placed with their welding end blunt on a body panel or the like, be verschscheißt with this and executed in its functional area so that many opportunities are given to hold different components or components. The functional section of each weld-on element is variable in this case, that is designed to be corresponding to the respective component to be held. For example, cable harnesses, individual cables, lines, hoses or the like can be held on the functional area, wherein the functional area can also be used to hold cladding. In this respect, the functional area is versatile executable. In principle, such welding is known by the term of stud welding technology.
Als Lichtbogenschweißverfahren kann also ein so genanntes Hubzundüngsschweißverfahren, wie dies z.B. in der
Bekannt ist auch das WELDFAST® Schweißverfahren, bei welchem Anschweißelemente, also beispielsweise so genannte WELDFAST® Halter mit einem Blech mittels Lichtbogenschweißverfahren verschweißt werden. Die WELDFAST® Halter weisen das Anschweißende und den Funktionsbereich auf. Als nachteilig bei den WELDFAST® Haltern ist aber anzusehen, dass diese an ihren Anschweißenden länglich ausgeführt sind, so dass quasi eine sich lang erstreckende Anschweißkante gebildet ist. Um diese Anschweißelemente mit einem Blech verschweißen zu können bedarf es demnach eines speziellen Schweißgerätes, welches so ausgeführt ist, dass die längliche Anschweißkante sicher verschweißbar ist. Möglich ist allerdings, dass das angeschweißte Anschweißelement mit Schweißfehlern behaftet verschweißt wird, so dass die erforderlichen Festigkeitsparameter nicht erreicht werden können, wobei die Anschweißelemente gegebenenfalls schon bei erforderlichen Prüfverfahren den Prüfbedingungen nicht stand halten. Leicht vorstellbar ist auch, dass die notwendigen Schweißparameter aufgrund der länglichen Schweißkante erheblich variieren, wodurch eine kostengünstige Herstellung erschwert wird, da die Schweißparameter stets erneut festgelegt und überprüft werden sollten. Kosten steigernd wirkt sich auch der Einsatz von Schutzgas aus, welches den Schweißbereich, insbesondere das Schweißbad umgebend vor Oxidation schützen soll. Hierzu weist eine an das WELDFAST® Verfahren angepasste Schweißvorrichtung eine Schutzgasglocke auf.Also known is the WELDFAST ® welding process, in which welding elements, so for example so-called WELDFAST ® holder are welded to a metal sheet by arc welding. The WELDFAST ® holders have the welding end and the functional area. A disadvantage of the WELDFAST ® holders but is to be considered that they are designed to be elongated at their welding ends, so that virtually a long-extending welding edge is formed. In order to be able to weld these welding elements to a metal sheet, it is therefore necessary to use a special welding device which is designed in such a way that the elongated welding edge can be reliably welded. However, it is possible that the welded-on weld-on element is welded with welding defects, so that the required strength parameters can not be achieved, with the weld-on elements possibly not withstanding the test conditions even with required test methods. It is also easy to imagine that the necessary welding parameters vary considerably due to the elongated welding edge, which makes cost-effective production difficult, since the welding parameters should always be set and checked again. The use of inert gas also has a cost-increasing effect, which is intended to protect the welding area, in particular the weld pool, from oxidation. For this purpose, an adapted to the method WELDFAST ® welding device to a gas shroud.
Bei Schutzgasglocken kann Schutzgas, bevorzugt ein inertes Schutzgas wie z.B. Argon über ein in der glockenartigen Abdeckung, also in der Schutzgasglocke angeordnetes, ringförmiges Element mit Bohrungen am Umfang, also mit den Gasaustrittsöffnungen in die Schutzgasglocke eingeleitet werden. Das über diese Bohrungen, bzw. über die zumindest eine Gasaustrittsöffnung eingeleitete Schutzgas kann dann durch Öffnungen zwischen der Schutzgasglocke und dem betreffenden Gegenstückstück austreten und somit die in der Schutzgasglocke vorher enthaltene Luft austreiben; vergleiche z. B.
Bekannt sind aber auch Vorkehrungen, welche verdrängte Luft über Vorrichtungen aus dem Inneren der Schutzgasglocke entfernen, wie dies z.B. in den
Als nachteilig bei Schutzgasglocken ist anzusehen, dass ungehindert Schweißspritzer und weitere durch das Schweißen hervorgerufene Verunreinigungen in das Innere der Schutzgasglocke gelangen können und sich dort vor der zumindest einen Gasaustrittsöffnung ablagern können. Heiße Schweißspritzer und weitere durch das Schweißen hervorgerufene Verunreinigungen können die Schutzgaszufuhr beeinträchtigen, wobei insbesondere das ringförmige Element, welches vornehmlich aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist, beschädigt werden kann. Wird die Schutzgaszufuhr beeinträchtigt, hat dies unmittelbare, negative Einflüsse auf das Schweißergebnis.A disadvantage of protective gas is to be considered that unhindered spatter and other contaminants caused by welding can get into the interior of the protective gas bell and can deposit there before the at least one gas outlet opening. Hot spatter and other impurities caused by welding can affect the protective gas supply, in particular the annular element, which is made primarily of metal or plastic, can be damaged. If the protective gas supply is impaired, this has immediate, negative effects on the welding result.
Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Schutzgasglocke bereitzustellen, mit welcher stets eine sichere Verschweißung des Anschweißelementes an dem Gegenstück bzw. an dem Fahrzeugblech möglich ist.Against this background, the present invention has the object to provide a protective gas bell, with which always a secure welding of the welding element on the counterpart or on the vehicle panel is possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Schutzgasglocke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by a protective gas bell with the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the dependent claims.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich. It should be noted that the features listed individually in the claims can be combined with each other in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention.
Erfindungsgemäß wird eine Schutzgasglocke bereitgestellt, welche eine in ihrem Inneren, also eine an ihrer Innenwand angeordnete Erhebung aufweist, welche zwischen der Aufsetzkante und der zumindest einen Gasaustrittsöffnung angeordnet ist, und welche sich in Richtung zu einer Mittelachse erstreckt.According to the invention, a protective gas bell is provided which has an elevation arranged in its interior, that is to say on its inner wall, which elevation is arranged between the contact edge and the at least one gas outlet opening and which extends in the direction of a central axis.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird zwar nicht verhindert, dass Schweißspritzer und andere Schweißprozess immanente Verunreinigungen entstehen. Allerdings wird mit der erfindungsgemäßen Ausführung erreicht, dass solche gegebenenfalls das Schweißergebnis negative Auswirkungen, also ein Eindringen und Ablagern von Schweißspritzer und weitere durch das Schweißen hervorgerufene Verunreinigungen vor bzw. an der zumindest einen Gasaustrittsöffnung und/oder an dem ringförmigen Element zumindest reduziert bzw. verhindert werden, indem die Erhebung an der Innenseite der glockenartige Abdeckungen, bzw. der Schutzgasglocke und oberhalb der Aufsetzkante angeordnet ist, welche Erhebung so quasi eine Schutzfunktion hat.Although the embodiment according to the invention does not prevent intrinsic spatters and other welding processes from being generated. However, it is achieved with the embodiment according to the invention that those possibly the result of welding negative effects, ie penetration and deposition of weld spatter and other caused by the welding impurities before or at the at least one gas outlet opening and / or on the annular element at least reduced or prevented be arranged by the survey on the inside of the bell-shaped covers, or the protective gas bell and above the Aufsetzkante, which survey has virtually a protective function.
Günstig ist, dass die Erhebung in Innenumfangsrichtung gesehen durchgehend an der Innenwand angeordnet ist. Die Erhebung kann also auch als ringförmige Wulst bezeichnet werden.It is favorable that the elevation seen in the inner circumferential direction is arranged continuously on the inner wall. The survey can therefore also be referred to as an annular bead.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Erhebung im Längsschnitt gesehen kegelstumpfartig ausgeführt, wobei die abgestumpfte Kegelspitze, also die Kegelstumpfoberfläche in Richtung zur Mittelachse orientiert ist, wobei die Oberfläche der abgestumpften Kegelspitze bevorzugt parallel zur Mittelachse verläuft. Selbstverständlich kann die Erhebung im Querschnitt gesehen jede andere Ausgestaltung aufweisen. Zielführend ist dabei, wenn die Erhebung eine solche radiale Erstreckung in Richtung zur Mittelachse aufweist, welche zumindest der lichten Öffnung der Gasaustrittsöffnung entspricht, wobei die Gasaustrittsöffnung von der Erhebung bevorzugt quasi übergriffen wird. Günstig ist eine Erstreckung der Erhebung, welche sich soweit in Richtung zur Mittelachse erstreckt, dass die zumindest eine Gasaustrittsöffnung von der Erhebung quasi abgedeckt ist, also quasi nicht erkennbar ist, wenn die Erhebung von der Aufsetzkante her betrachtet wird.In a preferred embodiment, the elevation seen in longitudinal section is designed frustoconical, wherein the truncated cone tip, so the truncated cone surface is oriented toward the central axis, wherein the surface of the truncated cone tip preferably parallel to the central axis. Of course, the survey seen in cross-section may have any other configuration. It is expedient if the survey has such a radial extent in the direction of the central axis, which corresponds at least to the clear opening of the gas outlet opening, wherein the gas outlet opening of the survey is preferably overlapped quasi. Conveniently, an extension of the survey, which extends so far in the direction of the central axis, that the at least one gas outlet opening is quasi covered by the survey, so it is virtually not recognizable when the survey is considered from the Aufsetzkante ago.
Die Erhebung weist im Querschnitt gesehen zumindest zwei Oberflächen und zwar eine zur zumindest einen Gasaustrittsöffnung orientierte Leitseite und eine dazu gegenüberliegende, also zur Aufsetzkante orientierte Unterseite auf. Günstig ist, wenn die Leitseite bezogen auf die Gastrittsöffnung schräg nach unten, also in Richtung zur Aufsetzkante geneigt ist. So hat die Erhebung eine Doppelfunktion. Zum einen wird die Schutzfunktion ausgeübt, indem verhindert wird, dass Schweißspritzer oder andere negative Beeinträchtigungen zur zumindest einen Gasaustrittsöffnung gelangen können. Zum anderen hat die Erhebung eine gewisse Leitfunktion, nämlich das austretende Schutzgas entsprechend der Neigung der Leitseite schräg zum Schweißbereich umzuleiten, so dass das Schweißbad mit dem bevorzugt inerten Schutzgas umströmt wird. Selbstverständlich kann die Unterseite auch geneigt sein, so dass die Erhebung die im Querschnitt gesehen bevorzugt kegelstumpfartige Ausgestaltung aufweist. Natürlich kann die Erhebung auch als Kegel mit einer Kegelspitze ausgeführt sein. Denkbar ist aber auch, die Unterseite senkrecht auf die Mittelachse zu orientieren, so dass die Erhebung im Längsschnitt gesehen eine dreieckige Ausgestaltung mit der wie zuvor geneigten Leitseite und einer dann senkrecht zur Mittelachse orientierten Unterseite aufweisen kann. The elevation, seen in cross-section, has at least two surfaces, namely a guide side oriented toward the at least one gas outlet opening, and an underside oriented toward it, that is, oriented towards the landing edge. It is favorable if the guide side is inclined obliquely downwards, ie in the direction of the contact edge, relative to the gas inlet opening. So the survey has a double function. On the one hand, the protective function is exercised by preventing spatters or other negative impairments from reaching the at least one gas outlet opening. On the other hand, the survey has a certain guiding function, namely to redirect the emerging inert gas according to the inclination of the guide side obliquely to the welding area, so that the weld pool is flowed around with the inert gas preferably inert. Of course, the bottom may also be inclined, so that the survey has the preferred frusto-conical configuration seen in cross-section. Of course, the survey can also be designed as a cone with a cone point. It is also conceivable, however, to orient the underside perpendicular to the central axis, so that the elevation seen in longitudinal section can have a triangular configuration with the guide side inclined as previously and then an underside orientated perpendicular to the central axis.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Erhebung einstückig mit der Schutzgasglocke hergestellt. Die Erhebung kann aber als separate Komponente in geeigneter Weise mit der Innenwand der Schutzgasglocke verbunden werden. Denkbar ist eine Schweißverbindung oder andere geeignete Verbindungsarten.In a preferred embodiment, the survey is made in one piece with the protective gas bell. However, the survey can be connected as a separate component in a suitable manner with the inner wall of the protective gas bell. Conceivable is a welded joint or other suitable types of connection.
Wie bereits erwähnt kann die zumindest eine Gasaustrittsöffnung in einem ringförmigen Element angeordnet sein, welches einen Außenumfang und einen Innenumfang hat. Das ringförmige Element ist in dem Inneren der Schutzgasglocke angeordnet, wobei dessen Außenumfang mit dem Innenumfang bzw. mit der Innenwand der Schutzgasglocke in Verbindung steht, bzw. zu diesem orientiert ist. Der Durchmesser des ringförmigen Elementes ist an seinem Innenumfang bezogen auf die Mittelachse kleiner als der Durchmesser des Außenumfangs. Mit dem Innenumfang ist das ringförmige Element zur Mittelachse beabstandet. Zweckmäßiger Weise ist die zumindest eine Gasaustrittsöffnung nahe des Außenumfangs in das ringförmige Element eingebracht, wobei die Gasaustrittsöffnung als Durchgangsbohrung in Umfangsrichtung bevorzugt durchgehend in das ringförmige Element eingebracht ist. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, in Umfangsrichtung gesehen mehrere von einander getrennte Gasaustrittsöffnungen vorzusehen, so dass mehrere Durchgangsbohrungen in dem ringförmigen Element eingebracht sind.As already mentioned, the at least one gas outlet opening can be arranged in an annular element which has an outer circumference and an inner circumference. The annular element is arranged in the interior of the protective gas bell, wherein the outer periphery of which is in connection with, or oriented towards, the inner circumference or with the inner wall of the protective gas bell. The diameter of the annular element is smaller at its inner circumference relative to the central axis than the diameter of the outer circumference. With the inner circumference, the annular member is spaced from the central axis. Conveniently, the at least one gas outlet opening is introduced into the annular element near the outer circumference, the gas outlet opening being preferably introduced continuously as a through-hole in the circumferential direction into the annular element. Of course, it may also be provided to provide a plurality of gas outlet openings which are separate from one another in the circumferential direction, so that a plurality of through bores are introduced into the annular element.
Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das ringförmige Element quasi stufenartig ausgeführt ist, und zwei Abschnitte mit im Längsschnitt gesehen und in Höhenrichtung betrachtet unterschiedlichen Wandstärken aufweist. Ein erster Abschnitt ist im Bereich des Außenumfangs des ringförmigen Elementes angeordnet und erstreckt sich in Richtung zur Mittelachse bis zu einem Übergangsabschnitt, welcher in den zweiten Abschnitt übergeht. Die Wandstärke des ersten Abschnittes weist einen größeren Betrag auf als die Wandstärke des zweiten Abschnittes. Zielführend ist, dass der Übergangsabschnitt von dem ersten Abschnitt zum zweiten Abschnitt geneigt ist, so dass hier quasi eine schräge Ebene gebildet ist. Sollten trotz der erfindungsgemäßen Erhebung dennoch Schweißspritzer oder andere Verunreinigungen zum ringförmigen Element gelangen, wird bedingt durch das schräge aufprallen ein Anlagern an der schrägen Ebene erschwert.Favorable in the context of the invention is when the annular element is designed quasi step-like, and two sections seen in longitudinal section and considered different in height direction Has wall thicknesses. A first section is disposed in the region of the outer circumference of the annular element and extends in the direction of the central axis up to a transition section, which merges into the second section. The wall thickness of the first section has a larger amount than the wall thickness of the second section. The goal is that the transition section is inclined from the first section to the second section, so that an oblique plane is quasi formed here. If, despite the survey according to the invention nevertheless spatter or other contaminants reach the annular element is due to the oblique bounce an attachment to the oblique plane difficult.
Eine weitere Maßnahme zum Verhindern von Anlagerungen möglicher Schweißspritzer oder anderer Verunreinigungen an dem ringförmigen Element ist vorteilhaft darin zu sehen, dieses aus einem keramischen Werkstoff zu bilden. Der keramische Werkstoff wird günstiger Weise so gewählt, dass dieser erheblichen thermischen Einflüssen, wie diese beim Schweißen von Metallen entstehen widerstehen kann. Eine Keramik kann grundsätzlich höheren Temperaturen Widerstehen als Metall, und erschwert ein Anhaften z.B. von Schweißspritzern. Another measure for preventing build-up of possible weld spatter or other contaminants on the annular element is to be seen advantageous to form this of a ceramic material. The ceramic material is favorably chosen so that it can withstand significant thermal influences, such as those arising during welding of metals. A ceramic is fundamentally resistant to higher temperatures than metal, and makes it difficult to adhere e.g. of spatter.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen, sowie im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further advantageous details of the invention are explained in more detail in the subclaims, as well as in the following with reference to an embodiment shown in the figures. Show it:
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, so that these are usually described only once.
Um das Schweißbad vor Oxidation zu schützen ist eine Schutzgasglocke
In der Schutzgasglocke
Bei dem in
Der eigentliche Schweißprozess nach dem Hubzündungsverfahren ist bekannt, weswegen hier nicht näher darauf eingegangen wird. Selbstverständlich kann auch das Spitzenzündungsschweißverfahren durchgeführt werden. The actual welding process after the Hubzündungsverfahren is known, which is why not discussed here in detail. Of course, the top ignition welding process can be carried out.
Bei den Lichtbogenschweißverfahren können sich jedoch prozessimmanente Schweißspritzer oder andere Verunreinigungen vor der zumindest einen Gasaustrittsöffnung
Hier setzt die Erfindung an, indem vorteilhaft vorgesehen ist, dass die Schutzgasglocke
Die Erhebung
Die Erhebung
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Schutzgasglocke
In
Wie in
Die Gasaustrittsöffnung
Um weiter ein Anhaften von Schweißspritzern oder dergleichen Verunreinigungen zu erschweren kann vorgesehen sein, das ringförmige Element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130502 |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: WETTLAUFER, FRANK, DIPL.-ING., DE |
|
| R016 | Response to examination communication |