DE2227384B2 - Durch lichtbogenschweissung mit einem bauteil verbindbares befestigungselement - Google Patents

Description

Bei der Verbindung eines Befestigungselementes, wie beispielsweise eines Schraubbolzens oder einer Mutter, mit einem Konstruktions- oder Bauteil, wie beispielsweise einer Blechplatte, wird im allgemeinen mit dem Lichtbogenschweißverfahren gearbeitet. Dabei wird die aus Niessing oder Kupfer bestehende Schraube oder Mutter zunächst gegen das Bauteil gepreßt und dann wieder etwas abgehoben, um einen schmalen Spalt zwischen beiden Teilen herzustellen, wobei ein starker elektrischer Strom eingeschaltet wird. Dabei wird das Befestigungselement an der dem Bauteil zugewandten Fläche infolge der durch den Lichtbogen erzeugten Hitze angeschmolzen und das flüssige Metall füllt den Zwischenraum zwischen dem Befestigungselement und dem Bauteil, woraufhin beide kräftig gegeneinander gepreßt werden und der Strom abgeschaltet wird, so daß nach erfolgter Abkühlung beide Teile fest miteinander verbunden, d. h. verschweißt sind.

Bei den üblicherweise hierzu verwendeten Schrauben sind jedoch die Kopfflächen im wesentlichen eben und besitzen höchstens eine kurze Erhöhung im Mittelpunkt dieser ebenen Fläche, so daß der Lichtbogen sich nicht gleichmäßig in allen Richtungen über diese Kopffläche verteilt, da im Augenblick der elektrischen Entladung die magnetische Funkenlöschung auftritt. Dies ergibt eine ungleichmäßige Schmelzung und damit eine ebenfalls ungleichmäßige Verschweißung, so daß mit zusätzlichen Stoffen nachgeholfen werden muß, beispielsweise mit einem Schmelzstab oder mit Flußmittel, um zu verhindern, daß eine derartige Schraube nur schlecht mit dem Grundmetall verschweißt wird. Zwangläuüg müssen derartige Arbeiten durch Fachleute ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement, wie einen Schraubbolzen oder eine Mutter, welches durch Lichtbogenschweißung

ίο mit einem Bauteil verbunden werden soll, in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile einwandfrei behober, werden und derartige Befestiiiunüselemente an jeder uewünschten Stelle innerhalb kürzester Frist ohne Zuhilfenahme irgendwelcner Werkstoffe wie Schweißstäbe oder Flußmittel auch von Hilfsarbeitern testgeschweißt werden können.

Gekennzeichnet ist ein derartiges erfindunsisgemäßes Befestigungselement im wesentlichen dadurch, daß es an seiner mit dem Bauteil zu verbindendcn Fläche eine Anzahl von symmetrisch um den Mittelpunkt dieser Fläche angeordneten und sternförmig von ihm ausgehenden Erhöhungen aus im elektrischen Lichtbogen schmelzbarem Material aufweist.

Dabei ist es gleichgültig, ob es sich bei diesem Befestigungselement um eine Kopfschraube, einen Zapfen oder eine Mutter handelt. Zweckmäßigerweise sind die Erhöhungen im dem Mittelpunkt dei Verbindungsfläche naheliegenden Teil stärker als am

außenliegenden Ende, und bei einem Schraubbolzen oder sonstigen Befestigungsstift ist in der Verbindungsfläche eine zentrale Erhöhung vorgesehen, von welcher die anderen Erhöhungen sternförmig ausstrahlen. Bei einer Mutter können etwa halbkugelige Erhöhungen an der Verbindungsfläche ausgebildet werden, die zweckmäßigerweise J¹Hi Gewindeloch hin größer sind als am Rande, während außerdem die Erhöhungen als vom Gewindeloch ausstrahlende Rippen ausgebildet sein können.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsschraube;

Fig. 2 die Befestigungsschraube aus Fig. 1 vom Kopf her gesehen;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch Fiel längs der Linie IMI;

Fig. 4 bis 7 verschiedene Abwandlungen der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Befestigungsschraube: Fig. 8 eine Befesligungsmutter von der Seite gesehen:

F ig. 9 die Mutter aus Fi g. 8 von unten gesehen:

Fig. 10 bis 12 der Fig. 9 entsprechende Ansichten verschiedener Abwandlungen; und

Fig. 13 und 14 eine mit einem Metallblech verschweißte Mutter im Axialschnitt.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, einer Befestigungsschraube 1, ist in der !Mitte des SchraubenkGpfes eine Erhöhung 2 sowie eine Anzahl von dieser radial ausstrahlender Rippen 3, 3', 3", usw. vorgesehen. Diese zentrale Erhöhung und die Rippen können aus dem gleichen Material wie die Befestigungsschraube selbst oder aus anderem Werkstoff bestehen.

Zum Festschweißen einer derartigen Schraube auf einem Bauteil, wie beispielsweise einer Blechnlatte.

wird gewöhnlich mit einer Schweißmaschine gearbeitet, in deren Halter 4 (Fig. I) die Schraube 1 derart eingesetzt wird, daß sie mit ihrem Kopf zum Bauteil, beispielsweise einer Blechplatte 5 (Fig. 1), hinweist. Nach dem Einschalten des Schweißstromes wird die Schraube 1 mit ihrem Kopf gegen die Blechplatte S gepreßt, wodurch die zentrale Erhöhung 2 infolge der Joul'schen Wärme schnell schmilzt, und ein schmaler Spalt zwischen dem Schraubenkopf und der Blechplatte 5 entsteht. Infolge des Unterschiedes zwischen der Bewegung der Schweißmaschine und der Erhitzung entsteht ein Lichtbogen in diesem Spalt, welcher sich in allen Richtungen längs der radial verlaufenden Rippen 3, 3', 3", . . . übei die Kopffläche des Schraubenkopfes verteilt, so daß die Befestigungsschraube an der Kopffläche nach und nach schmilzt und das geschmolzene Material den Spalt zwischen der Schraube 1 und der Blechplatte 5 völlig anfüllt lind beide miteinander verschweißt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der von der zentralen Erhöhung radial nach außen strahlenden Rippen am Schraubenkopf wird ein völlig gleichmäßiges Schmelzen des Schraubenkopfes an dieser Iläche erreicht, so daß das bei den bisher üblichen Befestigungsschrauben oft beobachtete ungleichmäßige Schmelzen und dadurch schräge Aufschweißen einwandfrei verhindert wird. Außerdem braucht bei den erfindungsgemäßen Befestigungsschrauben kein zusätzliches Material wie Schweißpulver oder Schweißstab verwendet zu werden und die Schweißmaschine braucht auch nicht vorgeschoben und wieder zurückgezogen zu werden, so daß die SehweU,-arbeit innerhalb kürzester Zeit wesentlich wirkungsvoller durchgeführt werden kann ais dies bMu möglieh war.

Bei dem in den Fig. S bis 14 dargestellten zvvene-Ausführuntisbcispiel der Erfindung handelt es sie., um eine Befestigungsmutter, die mit einem \lct;_;.;-blech 4 verschweißt werden soll.

Beim Festschweißen einer Multer auf einem kui:- struktionsteil, wie einer Blechwand oder dergL durel: Lichtbooenschweißunc mußten gewohnlich Flui..m,itel oder"sonstiec Füllstoffe zwischen der Mutier im ; dem Konstruktionsteil eingesetzt werden, da ui ■ Schweißung sonst den im Betrieb auftretenden Belastungen nicht widerstand.

Um dies abzustellen,besitzt eine erfindungsgemäße Befestigungsmutter 6 an dei mit dem Konstruktion- teil zu verschweißenden Fläche rund um das C-, uindeloch 7 herum π· '-al verlaufende Erhöhungen N aus einem im Lichtbogen schmelzbaren We_rkM<·:;. wobei diese Erhöhungen als Rippen gemäß Fig. 9 und 12 oder als etwa halbkugelige Erhöhung.:· nemälJ F i u. 10 und 11 ausgebildet sein können Wenn diese Erhöhungen 8 in dem im Gewindeteil '. näherlieeenden Bereich stärker sind als am äußei^ Rande, "wird durch dieses schwächere Außenende, welches später schmilzt als das Innenslück. ein lic aussickern des bereits geschmolzenen Materials η;κ;, außen verhindert und ein unbedingt ebener fester Sit/ der Mutter 6 auf dem Konstruktionsteil 4 nach Ab kühlung der Schweißung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Durch Lichtbogenschweißung mit einem Bauteil verbindbares Befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, daß es an seiner mit dem Bauteil (5 bzw. 4) zu verbindenden Flüche eine Anzahl von symmetrisch um den Mittelpunkt (2) dieser Fläche angeordneten und sternförmig von ihm ausgehenden Erhönungen (3, 3', 3": 8) aus im elektrischen Lichtbogen schmelzbarem Material aufweist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Befestigungsbolzen, insbesondere ein Schraubbolzen (1) ist.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (3. 3'. 3": 8) in d -n Mittelpunkt (2) der Verbindungsiläche naheliegenden Teil starker sind als am au Ben liegen den linde.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daü eine zentrale Erhöhung (2) vorgesehen ist ind von dieser die anderen Erhöhungen (3, 3', 3") sternförmig ausstrahlen.

5. Befestigungselement nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es eine Mutter (6) mit durchgehendem Gewindeloch (7) ist.

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß '.ie Erhöhungen (8) etwa halbkugelige Γ urin haben.

7. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (8) als vom Gewindeloch (7) ausstrahlende Rippen ausgebildet sind.