DE2227384C3

DE2227384C3 - Durch Lichtbogenschweißung mit einem Bauteil verbindbares Befestigungs element

Info

Publication number: DE2227384C3
Application number: DE2227384A
Authority: DE
Inventors: Isao Kitakyushu Fukuoka Suematsu (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-05
Filing date: 1972-06-06
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE2227384B2; FR2149765A5; DE2227384A1; JPS4827155A; GB1395632A

Description

Bei der Verbindung eines Befestigungselementes, 4" 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 Messing oder Kupfer bestehende Schraube oder Mutter zunächst gegen das Bauteil ge_r preßt 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 Verschwcißunu. ^o daß mit zusätzlichen Stoffen nachgeholfen werden muß, beispielsweise mit einem Schmelzslah oder mit Flußmitlei, um zu verhindern, dall eine derartige Schraube nur schlecht mit dem Grundmetall verschweißt wird. Zwangläufig müssen derartige Arbeiten durch Fachleute ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, cm Befestigungselement, wie einen Schrautbolzen oder eine Mutter, welches durch Lichtbogenschweißung mit einem Bauteil verbunden werden soll, in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile einwandfrei behoben weiden und derartige Befestigungselemente an jeder gewünschten Stelle innerhalb kürzester Frist ohne Zuhilfenahme irgendwelcher Werkstoffe wie Schweißstäbe oder Flußmittel auch von Hilfsarbeitern festgeschweißt werden können.

Gekennzeichnet ist ein derartiges erfindungsgemäßes Befestigungselement im wesentlichen dadurch, daß es an seiner mit dem Bauteil zu verbindenden 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 Ci gleichgültig, ob es sich bei diesem Befestigungselement um eine Kopfschraube, einen Zapfen oder eine Mutter handelt. Zweckmäßigerweise sind die Erhöhungen im dem Mittelpunkt der Verbindungsflächc 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 zum 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. I eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsschraube;

F i g. 2 die Befestigungsschraube aus F i g. 1 vom Kopf her gesehen;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch Fig. 1 längs der Linie H-II;

Fig. 4 bis 7 verschiedene Abwandlungen der in den Fig. I bis 3 dargestellten Befestigungsschraube:

F i g. 8 eine Befestigungsmutter von der Seite gesehen;

F i g. 9 die Mutter aus F i 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 Schraubenkopfes 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 Blechplatte,

wird gewöhnlich mil einer Schweißmaschine gearbeitet, in deren Halter 4 (Fig. I) die Schraube 1 derart eingesetzt wird, daß sie mit ihrem Kopf /um Bauteil, beispielsweise einer Blechplatte 5 (Fig.' I), hinweist. Nach dem Einschalten des SehweiUstromes wird die Schraube 1 mit ihrem Kopf gegen die Blechplatte 5 gepreßt, wodurch die zentrale Erhöhung 2 infolge der Joul'scheu 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", ... über die Kopffläche des Schraubenkopfes verteilt, so daß die Befestigungsschraube an der Kopfflächc. nach und nach schmilzt und das geschmolzene Material den Spalt zwischen der Schraube I und der Blechplatte S völlig anfüllt und 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 Fläche 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 Schwejßarbeit innerhalb kürzester Zeit wesentlich wirkungsvoller durchgeführt werden kann als dies bisher

möglich ^Wiir·

Bei dem in den Fi g. H his 14 dargestellten zweiten Auslührungsheispiel der Erfindung handelt es sich um eine Befesügungsmiitter. die mit einem MeU'll-' blech 4 verschweißt werden soll.

Beim Fesischweißen einer Mutter auf einem Konstruktionsteil, wie einer Blechwand oder dergl., durch Lichtbogenschweißung mußten gewöhnlich Flußmitlei oder sonstige Füllstoffe zwischen der Mutter und dem Konstruklionsteil eingesetzt werden, da die Schweißung sonst den im Betrieb auftretenden Be lastungen nicht widerstand.

Um dies abzustellen, besitzt eine erfindungsgemäße Befestigungsmutter 6 an der mit dem Konstruktionsteil zu verschweißenden Fläche rund um das Gcwindeloch 7 herum radial verlaufende Erhöhungen 8 aus einem im Lichtbogen schmelzbaren Werkstoff, wobei diese Erhöhungen als Rippen gemäß Fig. 8. 4 und 12 oder als etwa halbkugelige Erhöhungen gemäß Fig. 10 und 11 ausgebildet sein können. Wenn diese Erhöhungen 8 in dem im Gewindeloch 7 as näherliegenden Bereich stärker sind als am äußeren Rande, wird durch dieses schwächere Außenendc·. welches später schmilzt als das Innenstück, ein Heraussickern des bereits geschmolzenen Materials nach außen verhindert und ein unbedingt ebener fester Sit/ der Mutter 6 auf dem Konstruktionsteil 4 nach Abkühlung der Schweißung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durch Lichtbogenschweißung mit einem Bauteil vcrhindhares Befestigungselement, dadurch g e k e η η ζ e i c h π e t, daß es an seiner mit den Bauteil (5 bzw. 4) zu verbindenden Flache eine Anzahl von symmetrisch um den Mittelpunkt (2) dieser Flache angeordneten und sternförmig von ihm ausgehenden Erhöhungen (3, 3', 3"; 8) aus im elektrischen Lichtbogen schmelzbarem Material aufweist.

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

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (3, 3', 3"; 8) in dem Mittelpunkt (2) der Verbindungsfläehe näherliegendcn Teil stärker sind als am außenliegenden Ende.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Erhöhung (2) vorgesehen ist und von dieser die anderen Erhöhungen (3, 3', 3") sternförmig ausstrahlen. a₅

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

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, uaß die Erhöhungen (8) etwa halbkugelige Form h iben.

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