DE202005014248U1

DE202005014248U1 - Bolt welding arrangement for joining ring-shaped component onto support with hole or opening comprises guide which inserts into welding component and projects beyond end face to act as guide during welding

Info

Publication number: DE202005014248U1
Application number: DE200520014248
Authority: DE
Original assignee: HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISSTECHNIK GmbH; HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISTECHN
Current assignee: HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISSTECHNIK GmbH; HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISTECHN
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2015-09-10

Abstract

The component(5) to be welded has a separate guide(10) to ensure accurate location around an opening in the support. The guide projects beyond the end face(8) of the welding member and engages in the support opening of the support to ensure guidance during the actual welding stage. The guide(10) is heat resistant, electrically insulating and can be clamped onto the component(5) to be welded by inserting an engaging area(11) into an opening in the welding component. Grip between the two components is enhanced by serrations or grooves on the guide outer surface(12) which has a similar shape to that of the opening in the welding component. The guide has a chamfer on the end facing away from the welding component and an opening into which part of the welding apparatus inserts during welding to produce a magnetic field. Projection of the guide beyond the end face(8) of the welding component is 1-5mm. An independent claim is included for a welding combination comprising a ring or cylindrical welding component and a guide member(10) connected to the component, the guide projecting beyond the end face of the welding component and engaging in a hole or opening in a support to align the component to be welded onto the support during the welding stage.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche zum Aufschweißen eines ring- oder hohlzylinderartigen Schweißelements auf einen Träger vorgesehen ist, wobei der Träger eine Öffnung bzw. ein Loch aufweist, auf welche das aufzuschweißende Schweißelement auszurichten ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zum Bolzenschweißen, wobei der zum Verschweißen des ringartigen Schweißelements mit dem Träger erforderliche Lichtbogen während des Schweißvorgangs mit Hilfe eines Magnetfelds in Rotation versetzt wird.The The present invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1, which for welding a ring or hollow cylinder-like welding element on a carrier is provided, wherein the carrier an opening or has a hole on which the welding element to be welded to align. In particular, the present invention relates an arrangement for stud welding, where for welding the ring-like welding element with the carrier required arc during the welding process is set in rotation by means of a magnetic field.

Verfahren zum Bolzenschweißen mit Hilfe eines rotierenden Lichtbogens werden heutzutage vielfach eingesetzt, da mit diesen Verfahren besonders gute Schweißresultate erzielt werden können. Dieses Verfahren wird beispielsweise eingesetzt, um Teile mit in Draufsicht ringförmiger Kontaktstirnseite auf einen Träger aufzuschweißen. Derartige Schweißelemente können beispielsweise Hohlbolzen, Hülsen, Rohrstücke oder Muttern sein. Um den Lichtbogen während des Bolzenschweißvorganges in Rotation zu versetzen, derart, dass er kontinuierlich über die ringförmige Stirnfläche des Schweißelements kreist, wird ein extern erzeugtes Magnetfeld angelegt, das eine radiale Feldkomponente aufweist, die in Zusammenwirkung mit dem Schweißstrom eine Kraftkomponente hervorruft, welche den Lichtbogen seitlich ablenkt und hierdurch letztendlich kreisförmig rotieren lässt. Dieses Verfahren wird beispielsweise überwiegend in der automatisierten Fertigung eingesetzt.method for stud welding with the help of a rotating arc become many times today used, since with these methods particularly good welding results can be achieved. This method is used, for example, to parts in Top view annular Contact face on a support to weld. Such welding elements can For example, hollow pins, sleeves, pipe pieces or Be nuts. To the arc during the stud welding process in rotation, such that it continuously over the annular end face of the welding element an externally generated magnetic field is applied, which is a radial field component, which in cooperation with the welding current causes a force component which deflects the arc laterally and thereby ultimately rotate circularly. This For example, the process becomes predominant used in automated manufacturing.

Ein besonderes Problem besteht dann, wenn das aufzuschweißende Schweißelement exakt auf eine bestimmte Stelle des Trägers auszurichten ist, welche beispielsweise durch eine Durchgangsöffnung oder ein Loch vorgegeben ist. Da in solchen Fällen oftmals ein weiteres Bauteil sowohl durch die Öffnung des Trägers als auch durch die Durchgangsöffnung des aufgeschweißten Schweißelements geführt werden soll, sind Abweichungen in der Positionierung des Schweißelements nur in sehr geringen Maßen tolerierbar. Eine zu große Abweichung würde nämlich dazu führen, dass das spätere Bauteil nicht mehr in gewünschter Weise durch das Schweißelement und den Träger gemeinsam hindurchgeführt werden kann.One special problem is when the welding element to be welded exactly to a specific point of the wearer is to align, which for example, predetermined by a through hole or a hole is. Because in such cases often another component both through the opening of the carrier as also through the passage opening of the welded on welding element guided should be, are deviations in the positioning of the welding element only in very small dimensions tolerable. Too big Deviation would namely to lead, that the later component no longer in desired Way through the welding element and the carrier be passed together can.

Zur Lösung dieses Problems wurden bisher beim manuellen Schweißen Schablonen eingesetzt, welche eine exakte Positionierung des Schweißgerätes während der Durchführung der Bolzenschweißung sicherstellten. Diese Vorgehensweise ist allerdings aufwendig und nicht immer realisierbar, da die Zugänglichkeit des Trägers durchaus begrenzt sein kann. Es wäre dementsprechend von Vorteil, ein einfach zu handhabendes System zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere ein manuelles Aufschweißen der Schweißelemente ermöglicht, gleichzeitig allerdings auch eine exakte Positionierung sicherstellt.to solution This problem has been encountered in manual welding stencils used, which an exact positioning of the welding machine during the execution stud welding ensured. This procedure is however complicated and not always feasible, since the accessibility of the carrier is quite may be limited. It would be Accordingly, an advantage, an easy-to-use system to disposal to provide, which in particular a manual welding of the welding elements allows At the same time, however, ensures an exact positioning.

Hierzu ist aus dem Stand der Technik beispielsweise bekannt, das aufzuschweißende Schweißelement in besonderer An und Weise auszugestalten, so dass dieses besser auf die Öffnung des Trägers ausgerichtet werden kann. In der DE 196 37 935 C1 ist beispielsweise ein hohler Schweißbolzen beschrieben, welcher an seiner unteren Stirnfläche einen leicht hervorstehenden ringförmigen Ansatz aufweist. Dieser erleichtert beim Aufsetzen des Schweißbolzens auf den Träger die Positionierung, da der Ansatz in die Öffnung des Trägers eingeführt werden kann.For this purpose, it is known from the prior art, for example, to design the welding element to be welded on in a special way and so that it can be better aligned with the opening of the carrier. In the DE 196 37 935 C1 For example, a hollow welding stud is described, which has a slightly protruding annular projection on its lower end face. This facilitates positioning the welding stud on the carrier, since the approach can be introduced into the opening of the carrier.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausgestaltung ist allerdings, dass eine Führung für den Schweißbolzen nur zu Beginn des Schweißvorgangs erzielt wird. Nach dem beim Bolzenschweißen erforderlichen Abheben des Schweißelements allerdings geht die Führung verloren, so dass nach wie vor während des Schweißvorganges ein Verrutschen des Bolzens möglich ist. Darüber hinaus stellt dieser Ansatz aus schweißtechnischer Sicht noch ein weiteres Problem dar, da der Lichtbogen zwar an der Kante zündet und dort seine Rotation beginnt, allerdings an dieser Kante auch das bereits abgeschmolzene Material zu einem Tropfen zusammenläuft, was wiederum die Gefahr der Kurzschlussbildung mit sich bringt. Ein ordentliches Schweißergebnis ist allerdings nur bei einem kurzschlussfreien Schweißprozess zu erzielen. Schließlich besteht ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung auch darin, dass als zu verschweißendes Element ein teures Sonderbauteil einzusetzen ist, welches lagerichtig in den Bolzenhalter des Schweißgerätes eingeführt werden muss. Dies führt zu einer nicht unbeachtlichen Erhöhung der Kosten.adversely in this known embodiment, however, that is a guide for the welding bolt achieved only at the beginning of the welding process becomes. After the lift required by stud welding of the welding element however, the leadership goes lost, so while still the welding process a slipping of the bolt possible is. About that In addition, this approach still sets from a welding point of view Another problem is because the arc ignites at the edge and there his rotation begins, but at this edge also the already molten material converges to a drop, which again brings with it the danger of short-circuiting. One proper welding result However, this is only possible with a short-circuit-free welding process to achieve. After all Another disadvantage of this known solution is that as to be welded Element is an expensive special component to use, which is correct position be inserted into the stud holder of the welder got to. this leads to to a not inconsiderable increase in costs.

Eine weitere Möglichkeit der Ausrichtung eines aufzuschweißenden Schweißelements auf einen gelochten Träger ist in der DE 198 02 393 A1 beschrieben. Hier weist das aufzuschweißende Schweißelement einen mittig hervorstehenden Zapfen auf, der in die Öffnung des Trägers eingreifen kann. Allerdings ist bei dieser Lösung das Schweißelement nicht ringartig ausgebildet und kann dementsprechend nicht dazu genutzt werden, nach dem Verschweißen ein weiteres Bauteil hindurchzuführen. Ferner ist das in der DE 198 02 393 A1 beschriebene Schweißelement nicht zum Lichtbogenschweißen geeignet, sondern ausschließlich zum Reibschweißen.Another possibility of aligning a welding element to be welded on a perforated carrier is in the DE 198 02 393 A1 described. Here, the welding element to be welded on a centrally projecting pin, which can engage in the opening of the carrier. However, in this solution, the welding element is not ring-like and accordingly can not be used to pass another component after welding. Furthermore, that is in the DE 198 02 393 A1 described welding element not suitable for arc welding, but only for friction welding.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit anzugeben, die Ausrichtung eines aufzuschweißenden ringartigen Schweißelements auf einen gelochten Träger zu verbessern, wobei gute Schweißergebnisse hinsichtlich der Qualität der Schweißnaht und der Positionierung des Schweißelements erzielt werden sollten.The present invention is accordingly based on the object of specifying a possibility, the orientation of a aufzuschweißenden annular welding element on a hole To improve the carrier and good welding results should be achieved in terms of the quality of the weld and the positioning of the welding element.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The The object is defined by the features defined in the independent claims Invention solved. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Idee, ein separates Führungselement einzusetzen, welches mit dem aufzuschweißenden Schweißelement derart verbunden ist, dass es über die Stirnfläche des Schweißelements hervorsteht und während des Schweißvorganges eine Führung bewirkt, indem es in die Öffnung des gelochten Trägers eingreift. Das erfindungsgemäße Führungselement ist dabei hitzebeständig und isolierend ausgebildet, um den Schweißvorgang nicht negativ zu beeinflussen. Nach Beendigung des Schweißvorganges kann das Führungselement dann auf einfache Weise entfernt und je nach Ausgestaltung wiederverwendet oder weggeworfen werden.The solution according to the invention is based on the idea, a separate guide element to use, which with the welding element to be welded connected in such a way that it over the face of the welding element protrudes and during the welding process a guide causes it into the opening of the perforated carrier intervenes. The guide element according to the invention is heat resistant and insulating designed so as not to adversely affect the welding process. To Termination of the welding process can the guide element then easily removed and reused depending on the design or thrown away.

Gegenüber bisherigen Lösungsansätzen eröffnet die Verwendung des erfindungsgemäßen Führungselements die Möglichkeit, eine Führung für das aufzuschweißende Schweißelement während des vollständigen Schweiß- und Fügevorganges zu erzielen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Überstand des Führungselements gegenüber der Stirnfläche des Schweißelements so groß bemessen ist, dass auch nach Abheben des Schweißelements von dem Träger zum Zünden des Lichtbogens noch eine Führung erzielt wird. Die Qualität der Positionierung wird dementsprechend gegenüber bekannten Lösungen deutlich verbessert.Compared to previous ones The solution opens up the Use of the guide element according to the invention the possibility, a guide for the welding element to be welded on while of the complete welding and joining process to achieve. This is achieved by the supernatant of the guide element across from the face of the welding element so big is that even after lifting the welding element from the carrier to Ignite the arc still a guide is achieved. The quality the positioning is accordingly clear over known solutions improved.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Verwendung des Führungselements es gestattet, auf den Einsatz teurer Spezialanfertigungen für die aufzuschweißenden Schweißelemente zu verzichten. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung den Einsatz handelsüblicher Muttern, was deutliche Vorteile hinsichtlich der Kosten mit sich bringt. Weitere Vorteile bestehen darin, dass die Güte der Schweißverbindung verbessert wird, da der Schweißvorgang nicht durch spezielle Vorsprünge an dem Schweißelement, welche zu Kurzschlüssen oder einem ungleichmäßigen Abschmelzen der Stirnfläche führen könnten, negativ beeinflußt wird.One Another advantage of the solution according to the invention is that the Use of the guide element it allows for the use of expensive custom-made welding elements to renounce. In particular, allows the solution of the invention the Use of commercial nuts, which brings significant benefits in terms of cost. Other advantages are that the quality of the welded joint is improved, since the welding process not by special tabs at the welding element, which to short circuits or uneven melting the face to lead could negatively influenced becomes.

Erfindungsgemäß wird also eine Anordnung zum Aufschweißen eines ring- oder hohlzylinderartigen Schweißelements auf einen Träger mit einem Loch bzw. einer Öffnung vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung ein Schweißgerät zur Durchführung eines Bolzenschweißverfahrens aufweist und das aufzuschweißende Schweißelement erfindungsgemäß mit einem separaten Führungselement versehen ist, welches derart über die Stirnfläche des aufzuschweißenden Schweißelements hervorsteht, dass es während des Schweißvorgangs in die Öffnung des Trägers eingreift und hierdurch eine Führung bewirkt.Thus, according to the invention an arrangement for welding a ring or hollow cylinder-like welding element on a support with a hole or an opening proposed, wherein the device is a welding apparatus for performing a Stud welding process has and the aufzuschweißende welding element according to the invention with a separate guide element is provided, which is so over the face of the to be welded welding element it stands out that during the welding process in the opening of the carrier intervenes and thereby a guide causes.

Ferner wird erfindungsgemäß die Nutzung einer Kombination bestehend aus einem ring- oder zylinderartigen aufzuschweißenden Schweißelement vorgeschlagen, welches mit einem über die Stirnfläche des Schweißelements hervorstehenden Führungselement versehen ist, wobei das Führungselement zum Eingriff in ein Loch bzw. eine Öffnung eines Trägers vorgesehen ist, um eine Führung des Schweißelements während des Schweißvorgangs sicherzustellen.Further According to the invention, the use of a Proposed combination consisting of a ring-shaped or cylindrical welding element to be welded on, which with an over the face of the welding element protruding guide element is provided, wherein the guide element provided for engagement in a hole or an opening of a carrier is to take a lead of the welding element while the welding process sure.

Schließlich wird ein Bolzenschweißverfahren vorgeschlagen, bei dem ein Schweißelement mit einer in Draufsicht im wesentlichen ringartigen Stirnfläche mittels eines Lichtbogens auf einen Träger mit einer Öffnung aufgeschweißt wird, wobei das Schweißelement mit einem separaten Führungselement versehen ist, welches derart über die Stirnfläche des aufzuschweißenden Schweißelements hervorsteht, dass es während des Schweißvorgangs in die Öffnung des Trägers eingreift und hierdurch eine Führung bewirkt.Finally will proposed a stud welding method in which a welding element with an essentially ring-like in plan view end face means an arc on a carrier with an opening welded is, where the welding element with a separate guide element is provided, which is so over the face of the to be welded welding element it stands out that during the welding process in the opening of the carrier intervenes and thereby a guide causes.

Das Führungselement wird vor der Bestückung der Schweißpistole vorzugsweise in das Schweißelement eingepresst oder eingegossen, wobei die Außenfläche des Führungselements in besonders bevorzugter Weise derart ausgestaltet ist, dass eine Verzahnung mit dem Schweißelement und damit eine sichere Halterung darin erzielt wird. Auf diese Weise ist die Handhabung der Kombination bestehend aus aufzuschweißendem Schweißelement und Führungselement als Massenschüttgut möglich. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, das aufzuschweißende Schweißelement lagerichtig automatisch zu vereinzeln und zuzuführen.The guide element will be before the assembly the welding gun preferably in the welding element pressed or cast, wherein the outer surface of the guide element in particular Preferably, such is designed that a toothing with the welding element and thus a secure support is achieved therein. In this way is the handling of the combination consisting of aufzuschweißendem welding element and guide element as bulk material possible. simultaneously it is possible, the to be welded welding element in the correct position automatically to separate and supply.

Das in das aufzuschweißende Schweißelement eingesetzte Führungselement entspricht in seinem vorderen Führungsbereich vorzugsweise in etwa dem Außendurchmesser bzw. der Kontur des in dem Träger vorhandenen Lochs. Es steht je nach Größe des aufzuschweißenden Schweißelements vorzugsweise etwa 1 – 5 mm über die Stirnfläche des Schweißelements hervor und kann insbesondere an seinem stirnseitigen Ende eine Fase aufweisen, durch welche eine schnelle und einfache Positionierung innerhalb der Öffnung bzw. dem Loch des Trägers ermöglicht wird. Da zwischen dem Loch im Träger und dem Durchmesser des Führungselements eine gewisse Toleranz besteht, wird also der Positionierungsfehler für das aufzuschweißende Schweißelement auf diese Bauteiltoleranz begrenzt.The in the to be welded welding element used guide element corresponds in its front guide area preferably approximately the outside diameter or the contour of the in the carrier existing hole. It is preferably depending on the size of the welding element to be welded about 1 - 5 mm above the face of the welding element and can in particular at its front end a chamfer have, through which a quick and easy positioning inside the opening or the hole of the wearer allows becomes. Because between the hole in the carrier and the diameter of the guide element a certain tolerance, so is the positioning error for the welding element to be welded limited to this component tolerance.

Vorzugsweise weist das Führungselement ein zentrales Loch auf, in welches ein magnetisch leitfähiger Stift der Schweißpistole zur Feldformung positioniert werden kann, um die Generierung eines optimalen Quermagnetfelds zu ermöglichen. Auf diese Weise wird die angestrebte Rotation des Lichtbogens über die Stirnfläche des Schweißelements gefördert. Gleichzeitig vereinfacht diese Ausgestaltung die Positionierung des Schweißelements im Bolzenhalter des Schweißgerätes, da der Dorn bzw. magnetisch leitfähige Stift der Feldformeranordnung in diese Öffnung des Führungselements hineinragt. Auf diese Weise kann ungestört der Schweißvorgang durchgeführt werden, wobei gleichzeitig eine optimale Positionierung des Schweißelements sichergestellt ist.Preferably includes the guide element central hole in which a magnetically conductive pin the welding gun can be positioned for field shaping to generate an optimal To enable transverse magnetic field. In this way, the desired rotation of the arc over the face of the welding element promoted. At the same time, this embodiment simplifies the positioning of the welding element in the stud holder of the welding machine, since the mandrel or magnetically conductive Pin the Feldformeranordnung in this opening of the guide element protrudes. In this way, the welding process can be carried out undisturbed, at the same time optimal positioning of the welding element is ensured.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel verdeutlicht, welches anhand der beiliegenden Zeichnung nunmehr erläutert werden soll. Hierbei zeigen:Further advantageous developments of the invention are related with an embodiment clarified, which now with reference to the accompanying drawings explained shall be. Hereby show:

1a – 1c verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Führungselements; 1a - 1c different views of a guide element according to the invention;

2a – 2c weitere Ansichten des Führungselements von 1; 2a - 2c further views of the guide element of 1 ;

3a die Aufsicht auf eine Kombination bestehend aus Mutter und Führungselement; 3a the supervision of a combination consisting of nut and guide element;

3b eine Schnittdarstellung des in einer Mutter angeordneten Führungselements; 3b a sectional view of the arranged in a nut guide member;

3c die Stirnansicht der Kombination bestehend aus Mutter und Führungselement und 3c the front view of the combination consisting of nut and guide element and

4a – 4e die einzelnen Schritte bei der Durchführung eines Bolzenschweißverfahrens mit bewegtem Lichtbogen unter Nutzung des erfindungsgemäßen Führungselements. 4a - 4e the individual steps in the implementation of a moving arc stud welding process using the guide element according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Beispiels des Aufschweißens einer handelsüblichen Mutter gemäß der ISO Norm 4032 auf ein gelochtes Trägerelement beschrieben. Es ist allerdings anzumerken, dass die Erfindung keinesfalls auf das Aufschweißen derartiger Muttern beschränkt ist. Generell kann der Einsatz des erfindungsgemäßen Führungselements immer dann vorgesehen sein, wenn ein ring- oder hohlzylinderartiges Schweißelement auf ein gelochtes Trägerelement aufgeschweißt werden und gleichzeitig eine exakte Positionierung des Schweißelements im Hinblick auf das Loch bzw. die Öffnung des Trägers sichergestellt sein soll. Hierbei ist es insbesondere nicht erforderlich, die Stirnfläche des Schweißelements besonders auszugestalten, so dass auf den Einsatz teuerer Spezialanfertigungen verzichtet werden kann.The Invention will be described below with reference to the example of welding a commercial mother according to the ISO Standard 4032 on a perforated carrier element described. It should be noted, however, that the invention in no way on the welding limited such nuts is. In general, the use of the guide element according to the invention can always be provided be if a ring or hollow cylinder-like welding element on a perforated carrier element welded and at the same time an exact positioning of the welding element secured with respect to the hole or the opening of the carrier should be. In this case, it is not necessary in particular, the end face of the welding element to design so that dispenses with the use of expensive custom-made can be.

Das Schweißen selbst erfolgt insbesondere mit Hilfe eines rotierenden Lichtbogens gemäß dem bekannten Hubzündungs-Bolzenschweißen. Dieses so genannte MBL Schweißverfahren ist bereits hinlänglich bekannt und muss dementsprechend im Folgenden nicht näher erläutert werden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die DE 101 43 220 C1 der Anmelderin verwiesen, in welcher die Grundprinzipien dieses so genannten Rotationslichtbogenschweißens ausführlich erläutert werden. Zusammengefasst besteht dieses Verfahren darin, dass durch das Anheben des aufzuschweißenden Schweißelements gegenüber dem Trägerelement ein Lichtbogen gezündet wird, der mit Hilfe eines Magnetfeldes derart in Rotation versetzt wird, dass dieser die Stirnfläche des Schweißelements rotierend überstreicht, so dass diese gleichmäßig abgeschmolzen wird, um eine Schweißverbindung zu erzielen.The welding itself is done in particular by means of a rotating arc according to the known Hubzündungs stud welding. This so-called MBL welding process is already well known and accordingly does not need to be explained in detail below. In this context, for example, on the DE 101 43 220 C1 the applicant, in which the basic principles of this so-called rotary arc welding are explained in detail. In summary, this method consists in that by raising the welding element to be welded to the support element, an arc is ignited, which is rotated by means of a magnetic field in such a way that it rotates over the end face of the welding element so that it is uniformly melted to a To achieve welded joint.

Die vorliegende Erfindung befasst sich dabei – wie bereits erwähnt – insbesondere mit dem Problem, dass es sich um ein ringartig oder hohlzylinderartig ausgestaltetes Schweißelement handelt, welches im Hinblick auf eine Öffnung oder ein Loch in dem Träger genau positioniert werden soll. Hierfür ist erfindungsgemäß die Nutzung eines besonderen Führungselements vorgesehen, dessen Ausgestaltung zunächst anhand der 1a bis 1c sowie 2a – 2c näher erläutert werden soll. Diese Darstellungen zeigen unterschiedliche Ansichten bzw. Schnittdarstellungen eines besonders vorteilhaft ausgestalteten Ausführungsbeispiels.The present invention is concerned - as already mentioned - in particular with the problem that it is a ring-like or hollow cylinder-like ausgestaltetes welding element, which should be accurately positioned with respect to an opening or a hole in the carrier. For this purpose, the use of a special guide element is provided according to the invention, the embodiment of which initially based on the 1a to 1c such as 2a - 2c will be explained in more detail. These illustrations show different views or sectional views of a particularly advantageous designed embodiment.

Das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehene Führungselement ist ebenso wie das aufzuschweißende Schweißelement ringartig ausgestaltet und weist in Axialrichtung gesehen einen oberen Eingriffsbereich 11 sowie einen unteren Führungsbereich 12 auf. Der Eingriffsbereich 11 ist dazu vorgesehen, in das zu verschweißende Schweißelement eingeschoben und in diesem verklemmt zu werden. Dementsprechend ist dessen äußere Kontur in etwa an die Innenkontur der Durchgangsöffnung des Schweißelements angepasst. Im vorliegenden Fall ist der Eingriffsbereich 11 an seiner Außenfläche zylinderförmig gestaltet, weist allerdings zusätzlich über den Umfang verteilte Rippen 15 auf, welche ein Verrasten bzw. Verklemmen des Führungselements 10 mit dem Schweißelement ermöglichen. Die axiale Länge des Eingriffsbereichs 11 ist dabei derart bemessen, dass eine sichere Halterung innerhalb des Schweißelements im zusammengesetzten Zustand sichergestellt ist.The generally with the reference numeral 10 provided guide element is designed as well as the welding element to be welded like a ring and has seen in the axial direction an upper engagement region 11 and a lower guide area 12 on. The intervention area 11 is intended to be inserted into the welding element to be welded and clamped in this. Accordingly, its outer contour is adapted approximately to the inner contour of the passage opening of the welding element. In the present case, the intervention area 11 Cylindrically shaped on its outer surface, however, additionally has ribs distributed over the circumference 15 on which a locking or jamming of the guide element 10 allow with the welding element. The axial length of the engagement area 11 is dimensioned such that a secure mounting is ensured within the welding element in the assembled state.

An diesem Eingriffsbereich 11 schließt sich nunmehr der erweiterte Führungsbereich 12 an, der hinsichtlich seiner Umfangsgestaltung derart ausgestaltet ist, dass er im Wesentlichen der Öffnung des Trägers, auf den das aufzuschweißende Schweißelement ausgerichtet werden soll, angepasst ist. Auch die Mantelfläche dieses Führungsbereichs 12 kann über den Umfang verteilte Rippen 16 aufweisen, wie den 2a – 2c entnommen werden kann. Diese dienen dazu, im eingesetzten Zustand des Führungselements 10 innerhalb der Öffnung des Trägers die Bildung von kleinen Kanälen zu fördern, durch welche während des Schweißvorgangs zugeführte Schweiß- oder Schutzgase strömen können.At this intervention area 11 now closes the extended management 12 in terms of its circumferential configuration is designed so that it is substantially adapted to the opening of the support on which the welding element to be welded is to be aligned. Also the lateral surface of this guide area 12 can be ribs distributed over the circumference 16 have, like the 2a - 2c can be removed. These serve, in the inserted state of the guide element 10 to promote, within the opening of the carrier, the formation of small channels through which welding or shielding gases supplied during the welding process can flow.

Wesentlich ist, dass das Führungselement 10 hitzebeständig ist und isolierend wirkt, um den Schweißvorgang nicht negativ zu beeinträchtigen. Vorzugsweise ist dementsprechend das Führungselement 10 selbst aus einem isolierenden Material, wie z. B. Kunststoff, Silikon, Teflon oder Keramik, gebildet. Alternativ hierzu bestünde allerdings auch die Möglichkeit, ein hitzebeständiges leitfähiges Material einzusetzen, welches dann allerdings mit einer Isolierschicht überdeckt ist. Das Material für das Führungselement 10 kann dabei so gewählt werden, dass dieses durch den Schweißvorgang nicht bzw. nur sehr wenig beeinflusst wird. In diesem Fall wäre eine mehrmalige Nutzung des Führungselements 10 denkbar. Alternativ hierzu könnte allerdings auch ein kostengünstiges Material eingesetzt werden, welches zwar durch die auftretende Hitze während des Schweißvorgangs zumindest teilweise beschädigt wird, wobei dann das Führungselement 10 als Wegwerfprodukt genutzt wird.It is essential that the guide element 10 is heat-resistant and insulating, so as not to adversely affect the welding process. Preferably, accordingly, the guide element 10 itself from an insulating material, such. As plastic, silicone, Teflon or ceramic. Alternatively, however, it would also be possible to use a heat-resistant conductive material, which is then covered with an insulating layer. The material for the guide element 10 can be chosen so that this is not or only slightly influenced by the welding process. In this case would be a repeated use of the guide element 10 conceivable. Alternatively, however, a cost-effective material could be used, which is indeed at least partially damaged by the heat occurring during the welding process, in which case the guide element 10 used as a disposable product.

Eine weitere hervorzuhebende Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist, dass das Schweißelement bereits mit dem erfindungsgemäßen Führungselement bestückt und die Kombination bestehend aus Schweißelement und Führungselement dann als Massenbauteil zur Verfügung gestellt werden kann, so dass das aufwendige Einsetzen des Führungselements in das Schweißelement am Einsatzort entfallen kann. Die Kombination bestehend aus einer das Schweißelement bildenden Mutter 5 und dem erfindungsgemäßen Führungselements 10 ist nunmehr in den 3a bis 3c dargestellt.Another feature to be emphasized of the present invention is that the welding element already equipped with the guide element according to the invention and the combination consisting of welding element and guide element can then be provided as a mass component available, so that the complex insertion of the guide element can be omitted in the welding element at the site. The combination consisting of a mother forming the welding element 5 and the guide element according to the invention 10 is now in the 3a to 3c shown.

Wie den Darstellungen entnommen werden kann, greift das Führungselement 10 teilweise in die Durchgangsöffnung 6 der Mutter 5 ein, wobei durch die Rippen 15 oder Riffel am Außenumfang des Eingriffsbereichs 11 eine Verzahnung mit dem Gewinde der Mutter 5 erzielt wird. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Halterung bzw. Verklemmung zwischen der Mutter 5 und dem Führungselement 10 erzielt.As the illustrations can be seen, the guide element engages 10 partly in the passage opening 6 mother 5 one, passing through the ribs 15 or ripples on the outer periphery of the engagement area 11 a toothing with the thread of the nut 5 is achieved. In this way, a reliable holding or clamping between the mother 5 and the guide element 10 achieved.

Der Schnittdarstellung in 3b kann ferner entnommen werden, dass das Führungselement 10 mit seinem Führungsbereich 12 über die Stirnfläche 8 der Mutter hervorsteht. Die axiale Länge dieses Führungsbereichs 12 ist dabei derart bemessen, dass während des gesamten Schweißvorgangs eine Führung erzielt wird. Das Führungselement 10 soll also auch im angehobenen Zustand der Mutter 5 von dem Träger zur Zündung des Lichtbogens noch in die Öffnung des Trägers eingreifen. Hierzu weist der über die Stirnfläche 8 der Mutter 5 hervorstehende Führungsbereich 12 je nach Größe der Mutter vorzugsweise eine Länge von 1 bis 5 mm auf.The sectional view in 3b can also be seen that the guide element 10 with his leadership 12 over the face 8th the mother protrudes. The axial length of this guide area 12 is dimensioned such that a guide is achieved during the entire welding process. The guide element 10 should therefore also in the raised state of the mother 5 from the carrier to ignite the arc still engage in the opening of the carrier. For this purpose, the over the front surface 8th mother 5 prominent leadership area 12 depending on the size of the nut preferably has a length of 1 to 5 mm.

Die Nutzung des erfindungsgemäßen Führungselements wird nachfolgend anhand der 4a – 4e verdeutlicht, welche die einzelnen Schritte beim Durchführen eines Schweißvorgangs zeigen. Mit dem Bezugszeichen 1 ist dabei ein Träger bezeichnet, der eine Öffnung 2 aufweist, auf welche die aufzuschweißende Mutter 5 ausgerichtet werden soll. Ferner ist in den 4a – 4e der Bolzenhalter 20 eines Schweißgeräts dargestellt, welcher die Halterung der Mutter 5 während des Schweißvorgangs bewirkt.The use of the guide element according to the invention is described below with reference to 4a - 4e clarifies which show the individual steps in performing a welding process. With the reference number 1 is a carrier called, the one opening 2 has, on which the mother aufzuschweißende 5 to be aligned. Furthermore, in the 4a - 4e the bolt holder 20 a welding device shown, which is the holder of the mother 5 effected during the welding process.

4a zeigt zunächst die Anordnung des vorderen Endes des Schweißgerätes vor dem Aufsetzen der aufzuschweißenden Mutter 5 auf den Träger 1. Die Mutter 5 wird hierbei durch den Bolzenhalter 20 des Schweißgerätes gehalten, wobei entsprechend der Darstellung ferner ein Dorn 21 in die Mutter 5 bzw. das Führungselement 10 eingreift. Dieser Dorn 21 besteht aus einem magnetisierbaren Material und dient zur Formung des rotationssymmetrischen Quermagnetfelds, welches erforderlich ist, um die später gewünschte Rotationsbewegung des Lichtbogens hervorzurufen. Der Dorn 21 greift dabei in die Öffnung 13 des Führungselements 10 ein, ohne dieses selbst zu berühren, wodurch auch die Positionierung der Mutter 5 im Bolzenhalter 20 erleichtert wird. 4a first shows the arrangement of the front end of the welding machine before placing the mother aufzuschweißenden 5 on the carrier 1 , The mother 5 This is done by the stud holder 20 held the welder, wherein according to the illustration also a mandrel 21 in the mother 5 or the guide element 10 intervenes. This thorn 21 consists of a magnetizable material and serves to form the rotationally symmetric transverse magnetic field, which is required to cause the later desired rotational movement of the arc. The thorn 21 grab it in the opening 13 of the guide element 10 without even touching it, which also causes the positioning of the nut 5 in the stud holder 20 is relieved.

Die Schweißpistole wird nunmehr in dem nächsten, in 4b dargestellten Schritt in Position gebracht, wobei die Mutter 5 über den Außendurchmesser des Führungsbereichs 12 des Führungselements 10, der in die Bohrung 2 im Träger 1 eingeführt wird, manuell positioniert wird. Eine an der Stirnseite des Führungselements 10 vorgesehene Fase 17 erleichtert hierbei die Ausrichtung des Führungselements 10 im Hinblick auf die Öffnung 2 des Trägers 1. Durch ein verbleibendes Spiel zwischen Öffnung 2 und Führungselement 10 ist eine nahezu reibungsfreie Bewegung der Mutter 5 beim späteren Schweißvorgang sichergestellt.The welding gun will now be in the next, in 4b shown step in position, the mother 5 over the outside diameter of the guide area 12 of the guide element 10 into the hole 2 in the carrier 1 is inserted manually. One on the front side of the guide element 10 provided bevel 17 facilitates the alignment of the guide element 10 with regard to the opening 2 of the carrier 1 , Through a remaining game between opening 2 and guide element 10 is an almost frictionless movement of the nut 5 ensured during the subsequent welding process.

In dem darauffolgenden Schritt (4c) wird nunmehr die Mutter 5 gemeinsam mit dem Führungselement 10 entsprechend dem üblichen Hubzündungs-Bolzenschweißen angehoben, so dass der Lichtbogen 25 gezündet wird. Wesentlich hierbei ist, dass auch im angehobenen Zustand der Mutter 5 der Führungsbereich 12 des Führungselements 10 nach wie vor in die Öffnung 2 des Trägers 1 eingreift, so dass nach wie vor eine zuverlässige Ausrichtung der Mutter 5 im Hinblick auf die Öffnung 2 gewährleistet ist. Durch das hervorgerufene Quermagnetfeld wird nunmehr die erforderliche Ablenkung des Lichtbogens 25 erzielt, so dass dieser eine Kreisbewegung durchführt und hierbei gleichmäßig die Stirnfläche 8 der Mutter 5 anschmelzt. Aufgrund der sehr kurzen Schweißzeit ist sichergestellt, dass die Wärmeeinwirkung des Lichtbogens 25 auf das Führungselement 10 begrenzt ist und dieses dementsprechend lediglich geringfügig beschädigt wird.In the following step ( 4c ) is now the mother 5 together with the guide element 10 raised in accordance with the usual stud ignition stud welding, so that the arc 25 is ignited. Essential here is that even in the raised state of the mother 5 the management area 12 of the guide element 10 still in the opening 2 of the carrier 1 engages, so that remains a reliable orientation of the mother 5 with regard to the opening 2 is guaranteed. By the caused transverse magnetic field is now the required deflection of the arc 25 achieved so that it performs a circular movement and this evenly the end face 8th mother 5 anschmelzt. Due to the very short welding time it is ensured that the heat effect of the arc 25 on the guide element 10 is limited and this is therefore only slightly damaged.

Nach Beendigung des Schweißvorganges wird durch den Bolzenhalter 20 die Mutter 5 mit dem mit ihr verbundenen Führungselement 10 wieder abgesenkt, bis der Fügevorgang beendet und dementsprechend die Schweißverbindung zwischen Mutter 5 und Träger 1 hergestellt ist. Auch bei diesem in 4d dargestellten Schritt dient das Führungselement 10 als unterstützende Positionierhilfe. In dem abschließenden, in 4e dargestellten Schritt schließlich wird dann das Führungselement 10 mit Hilfe eines Dorns manuell ausgestoßen und – je nach Ausgestaltung – zur Wiederverwendung vorbereitet oder weggeworfen.After completion of the welding process is by the stud holder 20 the mother 5 with the guide element connected to it 10 lowered again until the joining process ended and, accordingly, the weld between mother 5 and carriers 1 is made. Also at this in 4d The step shown serves as the guide element 10 as a supportive positioning aid. In the final, in 4e Finally, the step shown becomes the guiding element 10 Manually ejected using a spike and - depending on the design - prepared for reuse or thrown away.

Durch die vorbeschriebene Schilderung des Schweißvorganges wird deutlich, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Führungselements eine optimale Ausrichtung des aufzuschweißenden Schweißelements auf die Öffnung gewährleistet ist, da sowohl während des Schweiß- als auch während des Fügevorgangs eine Führung erfolgt. Gleichzeitig ist das Führungselement derart ausgestaltet, dass der Schweißvorgang nicht beeinträchtigt wird, so dass nach wie vor eine Schweißverbindung mit höher Güte erzielt werden kann.By the above description of the welding process is clear that with the aid of the guide element according to the invention an optimal alignment of the welding element to be welded on the opening guaranteed is because both during of the welding as well as during of the joining process a guide he follows. At the same time is the guide element designed such that the welding process is not affected, so that still achieves a weld with higher quality can be.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, dass bei dem beschriebenen Beispiel eine handelsüblich Mutter verwendet werden konnte, was deutliche Vorteile hinsichtlich der Kosten mit sich bringt. Die Nutzung des Führungselements ist allerdings nicht nur auf Muttern beschränkt, sondern kann – ggf. nach einer entsprechenden Anpassung des Eingriffsbereichs – bei sämtlichen aufzuschweißenden Schweißelementen zum Einsatz kommen, welche ring- oder hohlzylinderartig ausgestaltet sind, also eine Öffnung aufweisen, und während des Schweißvorganges in möglichst exakter Weise auf eine Öffnung in dem Träger ausgerichtet werden sollen.Important is in this context also that in the example described a commercially available Mother could be used, which is significant advantages the cost. However, the use of the guide element is not limited to nuts only, but can - if necessary after a corresponding adjustment of the engagement area - in all weld-on welding elements are used, which ring-shaped or hollow cylinder-like design are, so an opening have, and while the welding process in as possible exactly on an opening in the carrier to be aligned.

Claims

Arrangement for welding a ring-shaped or hollow cylinder-like welding element ( 5 ) on a support ( 1 ) with a hole or an opening ( 2 ), the arrangement being a welding device ( 20 . 21 ) for carrying out a stud welding method, characterized in that the welding element to be welded ( 5 ) with a separate guide element ( 10 ), which in such a way over the end face ( 8th ) of the welding element to be welded ( 5 ) protrudes during the welding process in the opening ( 2 ) of the carrier ( 1 ) engages and thereby causes a leadership.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the guide element ( 10 ) is heat resistant.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the guide element ( 10 ) is electrically insulating.

Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the guide element ( 10 ) made of plastic, silicone, Teflon or ceramic.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 10 ) with the welding element to be welded ( 5 ) is clamped.

Arrangement according to claim 5, characterized in that the guide element ( 10 ) an intervention area ( 11 ) for engaging in the opening ( 6 ) of the welding element ( 5 ) having.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the outer surface of the engagement region ( 11 ) Clamping or locking elements, in particular corrugations ( 15 ) having.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 10 ) at its welding element to be welded ( 5 ) facing away from a face bevel ( 17 ) having.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 10 ) an opening ( 13 ), in which engages during the welding operation, an element of the welding device for forming a magnetic field.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 10 ) about 1 to 5mm above the face ( 8th ) of the welding element to be welded ( 5 protruding).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the guide element ( 10 ) one for engaging in the opening ( 2 ) of the carrier ( 1 ) ( 12 ), whose outer contour is adapted approximately to the shape of the opening.

Arrangement according to claim 11, characterized in that the outer contour of the guide region ( 12 ) executed serrated or rippled is.

Combination consisting of a ring-shaped or cylindrical welding element to be welded on ( 5 ) and one with the welding element ( 5 ) and over the end face ( 8th ) projecting guide element ( 10 ), wherein the guide element ( 10 ) for engaging in a hole or an opening ( 2 ) of a carrier ( 1 ) is provided to guide the welding element ( 5 ) during the welding process.

Combination according to claim 13, characterized in that the guide element ( 10 ) is heat resistant.

Combination according to claim 13 or 14, characterized in that the guide element ( 10 ) is electrically insulating.

Combination according to claim 14 or 15, characterized in that the guide element ( 10 ) made of plastic, silicone, Teflon or ceramic.

Combination according to one of claims 13 to 16, characterized in that the guide element ( 10 ) with the welding element to be welded ( 5 ) is clamped.

Combination according to claim 17, characterized in that the guide element ( 10 ) an intervention area ( 11 ) for engaging in the opening ( 6 ) of the welding element ( 5 ) having.

Combination according to claim 18, characterized in that the outer surface of the engagement region ( 11 ) Clamping or locking elements, in particular corrugations ( 15 ) having.

Combination according to one of claims 13 to 19, characterized in that the guide element ( 10 ) at its welding element to be welded ( 5 ) facing away from a face bevel ( 17 ) having.

Combination according to one of claims 13 to 20, characterized in that the guide element ( 10 ) an opening ( 13 ), in which engages during the welding operation, an element of a welding device for forming a magnetic field.

Combination according to one of claims 13 to 21, characterized in that the guide element ( 10 ) about 1 to 5mm above the face ( 8th ) of the welding element to be welded ( 5 protruding).

Combination according to one of claims 13 to 22, characterized in that the guide element ( 10 ) one for engaging in the opening ( 2 ) of the carrier ( 1 ) ( 12 ), whose outer contour is adapted approximately to the shape of the opening.

Combination according to claim 23, characterized in that the outer contour of the guide area ( 12 ) is designed jagged or ribbed.