DE2320485C3 - Schweißeinrichtung zum Verbinden von Metallteilen durch Perkussionsschweißen - Google Patents
Schweißeinrichtung zum Verbinden von Metallteilen durch PerkussionsschweißenInfo
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- B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
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- B23K11/362—Contact means for supplying welding current to the electrodes
- B23K11/364—Clamping contacts
Description
Die Erfindung betrifft eine Schweißeinrichtung zum Verbinden von Metallteilen durch Perkussionsschweißen,
wobei die Schweißeinrichtung ein stromloses Druckstück aufweist, über welches das anzuschweißende
Bauteil gegen das Werkstück gedrückt und der Schweißstrom über das Bauteil zugeführt ist.
Eine derartige Schweißeinrichtung ist im »Welding Journal« vom September 1960 auf Seite 904 dargestellt.
Hierbei sind die zu verschweißenden Metallteile zu Beginn des Schweißvorganges über einen Stift in einem
vorbestimmten gegenseitigen Abstand gehalten. Der an einem der Metallteile fest angeordnete Stift dient neben
der Schließung des Schweißstromkreises auch einer Lichtbogenausbildung zwischen den Teilen, wobei der
Lichtbogen die miteinander zu verbindenden Flächen für die Verschweißung vorzubereiten hat. Die Energie
für die Verschweißung liefert ein Transformator. Beide Metallteile werden im für die Verschweißung richtigen
Zeitpunkt mittels des Druckstückes zusammengepreßt.
Mit der vorbeschriebenen Schweißeinrichtung, bei der die für den Schweißvorgang erforderliche Schweißenergie
aus einem Transformator bezogen wird, lassen sich keine sehr kurzen Schweißzeiten erzielen. Dies
gelingt mit Schweißeinrichtungen, bei denen die Schweißenergie aus einer Kondensator-Entladung gewonnen
wird. Derartige Schweißeinrichtungen finden bevorzugt Verwendung zum Verschweißen von Bautet
len an dünnen Blechen, beispielsweise Von Kabelschel·
leti an Blechen des Karosserieaufbaues bzw, der Karosserie. Eine Kabelschelle als anzuschweißendes
Bauteil ist durch einen für das Kondensatorentladungs^ Schweißen typischen »Zündstift« in einem vorbestimmten
Abstand zum Karosserieblech gehalten. Beim Schweißvorgang wird der Zündstift beim Durchgang
des extrem hohen Schweißstromes zum Zweck der ■i Vorbereitung der Schweißflächen der miteinander zu
verschweißenden Bauteile zerstört und das anzuschweißende Bauteil — die Kabelschelle — mittels der
stromführenden Elektrode im richtigen Moment an das Werkstück — das Karosserieblech — herangeführt
in Es hat sich nun gezeigt, daß es bei einem
anzuschweißenden Bauteil aus Blech geringer Stärke, wie der Kabelschelle, mit aus dem Blech herausgeprägtem
Zündstift beim Schweißvorgang an der Rückseite des zu verschweißenden Bereiches des Bauteiles zu
ü einer Spritzerbildung kommt Der Grund für die Spritzerbildung liegt darin, daß beim Herausformen des
Zündstiftes aus dem Bauteil sich ein materialarmer Übergang zwischen Bauteil und Zündstift ergibt Der
materialarme Obergang weist einen geringen Querschnitt auf, welcher für den vom Bauteil in den Zündstift
übertretenden Schweißstrom einen hohen Widerstand darstellt Dies hat eine intensive lokale Erwärmung mit
rasch schwindender Festigkeit am materialarmen Übergang zur Folge, so daß der über die Elektrode
2ϊ unter Vorlast stehende Zündstift in das Bauteil
zurückgedrückt wird. Ein Teil des inzwischen schmelzflüssig gewordenen Zündstiftes zersputzt in Richtung
der Elektrode.
Von Nachteil ist, daß die auftretenden Spritzer beim
so Erkalten zu einem Verkleben des Bauteiles mit der Elektrode führen. Die Spritzerbildung ist zudem umso
heftiger, je größer die an der Elektrode wirkende Vorlast ist durch die das nach der Zerstörung des
Zündstiftes sozusagen »in der Luft hängende« Bauteil
Γι rasch an das Werkstück herangeführt wird. Insbesondere
bei als Schweißpistolen ausgebildeten Schweißeinrichtungen kann die von Hand aufzubringende Vorlast
die Knickgrenze des Zündstiftes erreichen, wodurch der Zündstift zu einem erheblichen Teil in der oben
4« beschriebenen Weise in das Bauicil zurückgedrückt
wird und eine heftige Spritzerbildung zur Folge hat. Bei starker »Verklebung« des Bauteiles mit der Elektrode
muß diese vom Bauteil weggerissen oder weggehebelt werden, wodurch das Bauteil unansehnlich wird. Es kann
ή dabei aber auch die Schweißverbindung zwischen
Bauteil und Werkstück zerstört werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißeinrichtung der eingangs beschriebenen Art
derart weiterzuertwickeln, daß ein einwandfreies
V) Verschweißen von Bauteil und Werkstück erzielt ist.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Druckstück eine im wesentlichen im Zentrum
der Druckfläche beginnende und seitlich aus dem Druckstück austretende Ausnehmung aufweist, und der
*>ί Schweißeinrichtung ein Kondensator als für sich
bekannte Schweißenergiequelle zugeordnet ist.
Mit der Erfindung ist erreicht, daß die explosionsartig in einem relativ kleinen Streubereich von der Rückseite
des Zündstiftansatzes des anzuschweißenden Bauteiles
W) wegfliegenden Spritzer durch die Ausnehmung abgeführt
werden und so in vorteilhafter Weise ein Verkleben des Bauteiles mit einem metallenen Druckstock vermieden ist Durch die erfindUngsgerriäße
Kombination eines stromlosen Druckstückes mit der
'ή Schweißstromzuführung über das anzuschweißende
Bauteil und einen Kondensator als Schweißenergiequelle ergibt sich als Weiterer wesentlicher Vorteil, daß
beliebig gestaltete, Von der Elektrode nicht spannend
erfaßbare Bauteile (Kabelschellen) mit Werkstücken nach dem Kondensatorendladungs-Schweißverfahren
miteinander einwandfrei zu verschweißen sind. Dies deshalb, weil zwischen dem nach einem weiteren
Merkmal von einer stromleitenden Haltevorrichtung an der Elektrode gehaltenen Bauteil und dem an der
Elektrode angebrachten stromlosen Druckstück sich kein Lichtbogen ausbilden kann. Bekanntlich bildet sich
zwischen dem anzuschweißenden Bauteil und einer stromführenden, am Bauteil anliegenden Elektrode
einer Schweißeinrichtung mit einem Kondensator als Schweißenergiequelle infolge des extrem hohen
Schweißstromes ein Lichtbogen aus, wenn das Bauteil nach der explosionsartigen Zerstörung des Zündstiftes
für kurze Zeit zwischen Werkstück und der Elektrode »in der Luft hängt«. Da die Lichtbogenausbildung
vorteilhaft vermieden ist, steht die gesamte aus der
Kondensatorentladung gewonnene Schweißenergie zum Verschweißen von Bauteil und Werkstück zur
Verfugung.
Es darf als weiterer Vorteil der Erfindung herausgestellt
werden, daß die Erfindung auch an schon bestehenden, die Schweißenergie aus Kondensatorentladungen
beziehenden Schweißeinrichtungin angewandt werden kann. Hierfür steht das Druckstück
gemäß einem weiteren Merkmal über ein Isolierstück mit einer Elektrode bzw. mit einem mit dieser Elektrode
verbindbaren Kupplungsstück in Verbindung. Da schließlich eine beispielsweise auf Klemmwirkung
beruhende Haltevorrichtung für das anzuschweißende Bauteil mit geringem Aufwand erstellt und auf
einfachste Weise mittels Klemmschrauben am stromführenden Schaft der Elektrode zu befestigen ist, kann
die I «Wüstung mit geringsten Kosten erzielt werden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß es mit einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Schweißeinrichtung
möglich ist, Kleinteile aus Blech, beispielsweise Kabelschellen, mit einem ebenfalls aus Blech bestehenden
Werkstück durch das Kondensatorentladungs-Schweißverfahren auf wirtschaftliche Weise zu verschweißen.
Anhand eines Ausfühningsbeispieles werden weitere
Einzelheilen der Erfindung erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine am freien Ende einer nicht
dargestellten Elektrode einer von Hand geführten Schweißpistole anzubringende Zusatzeinrichtung, mittels
welcher es möglich ist, eine stufenförmig gestaltete Kabelschelle 1 mit einem Karosserieblech 2 nach dem
Kondensatorentladungs-Schweißverfahren zu verschweißen. Die Zusatzeinrichtung besteht aus einem die
Elektrode der Schweißpistole verlängernden Teil 3 und einer Haltevorrichtung 4 für die Kabelschelle 1. Die
Elektrodenverlängerung 3 setzt sich aus einem an der Elektrode über ein Innengewinde 5 zu befestigenden
Kupplungsstück f\ einem Isolierstück 7 und einem Druckstück 8 zusammen. Das stromlose Druckstück 8
steht mit dem Isolierstück 7 über einen Gewindebolzen in Verbindung, ebenso ist auch das Isolierstück 7 mit
dem stromführenden Kupplungsstück6«erbunden. Eine
andere Gestaltung der Elektrodenverlängerung 3 ist auch dadurch muglich, daß Kupplungsstück und
Druckstück miteinander über eine in das Kupplungsstück einpreßbare Flanschbüchse oder -buchse in
Verbindung stehen, wobei die Flanschbüchse oder -buchse den auf Preßsitz gearbeiteten Paßdorn des
Druckstückes aufnimmt.
Das Kupplürigsstück 6 weist einen zylindrisch gestalteten Abschnitt Ö auf. Ein Träger 10 der
Haltevorrichtung 4 steht über eine am Umfang geschlossene Bohrung 11 mit dem Abschnitt 9 in
Verbindung. Mittels einer Madenschraube 12 ist der gegen eine Schulter 13 am Kupplungsstück 6 anliegende
ί Träger 10 in seiner Lage gesichert. Am Träger 10 ist in einem auf die Form der Kabelschelle 1 abgestellten
Abstand ein Block 14 befestigt, welcher in seiner Breite gegenüber der Breite der Kabelschelle 1 maßlich kleiner
ausgebildet ist Eine im Block 14 von Breitseite zu
in Breitseite verlaufende Bohrung nimmt einen Bolzen 15
auf, (Fig.2). Zu beiden Breitseiten von Block 14 ist auf
dem Bolzen 15 je eine Lasche 16, 17 angeordnet Jede Lascie 16, 17 hat eine im Durchmesser über dem
Durchmesser des Bolzens lii liegende Bohrung. Eine am
ΐϊ freien Ende des Bolzens lii vorgespannt angeordnete
Druckfeder 18 sorgt dafür, daß die zwischen die als Spannbacken wirkenden Luschen 16, 17 eingebrachte
Kabelschelle 1 durch Reibschluß gehalten ist Durch den Reibüchluß mit der Kabelschelle 1 unterliegen die
Spannbacken 16, 17 an ihren Soannflächen einer mechanischen Abnützung. Die HaIu vorrichtung 4 ist so
ausgebildet daß durch Wenden der Spannbacken 16, 17 um ihre Längsachse auch deren Rückseiten zum
Klemmen der Kabelschelle 1 verwendet werden können
Ji und somit die Einsatzzeit der Spannbacken 16, 17
vortei.':,afterweise erheblich verlängert ist.
F i g. 1 zeigt eine vor der Druckfläche 19 des Druckstückes 8 von den Spannbacken 16, 17 gehaltene
Kabelschelle 1. Diese eine scheibenförmige Ausprägung
in 20 zur Erzielung eines definierten Schweißbereiches
aufweisende Kabelschelle 1 steht über einen aus der Ausprägung 20 herausgedrückten, als Zündstift 21
dienenden Vorsprung mit dem Karosserieblech 2 vor dem Schweißvorgang im Verbindung. Sobald die
r· nichtaufgezeigte Elektrode über das Druckstück 8 mit
der vorbestimmten Krar't die Kabelschelle 1 über den Zündstift 21 gegen das Karosserieblech 2 drückt, kann
mittels eines Schalters an der von Hand geführten Schweißpistole der Schweißstromkreis geschlossen
in werden. Der Schweißstrom fließt über die nicht
aufgezeigte Elektrode in das Kupplungsstück 6, von hier über den Träger 10 in den Block 14 und von da über die
Spannbacken 16, 17 in die Kabelschelle 1. Um einen Verlust an Schweißenergie durch hohen, insbesondere
η durch Punktberührung hervorgerufenen Übergangswiderstand
in der Stromzuführung zu vermeiden, wird der Schweißstrom ausschließlich über die fest gegen die
Kabelschelle 1 anliegenden, breit ausgeführten Spannbacken 16, 17 in die Kabelschelle 1 eingeleitet. Zur
>n Vermeidung eines punktartigen, drucklosen Kontaktes
zwischen Kabelschelle 1 und Block 14 ist an diesem ein Anschlag 22 aus elektrisch nichtleitendem Mater-al
angeordnet.
B. ι anzuschweißenden Bauteilen aus Blech geringer
Vi Stärke, wie beispielsweise der Kabelschelle 1 mit
ausgeprägtem Zündstift 21 kommt es beim Schweißvorgang an der Rückseite des zuverschweißenden Bereiches
des Blecliteiles zu einer Spritzerbildung. Zur Abführung der Spritzer ist eine im Zentrum der
mi Druckfläche 19 des Druckstückes 8 beginnende und
seitlich aus dem Druckstück. 8 austretende Bohrung 23 vorgesehen.
Abschließend sei nochmals festgehalten, daß der für die Sizhweißung erforderliche Druck wie bisher über die
i.i Elektrode der Schweißstelle zugeführt ist, die Elektrode
aber gemäß der Erfindung über einen stromlosen Abschnitt — im Ausführungsbeispiel das gegenüber
dem !Stromführenden Kupplungsstück 6 isolierte Druck-
stück 8 — am anzuschweißenden Bauteil — Kabelschelle I — anliegt. Die Zuführung des Schweißslromes an
die Schweißstelle erfolgt erfindungsgemäß über das anzuschweißende Bauteil. Vorteilhafterweise erfolgt die
Stromzuführung über eine am stromführenden Ab* schnitt — Kupplungsslück 6 — der Elektrode
angeordnete Haltevorrichtung — 4 —, mittels welcher das anzuschweißende Bauteil vor der Druckfläche des
stromlosen Abschnittes — Druckstock 8 — der Elektrode gehalten ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schweißeinrichtung zum Verbinden von Metallteilen durch Perkussionsschweißen, wobei die
Schweißeinrichtung ein stromloses Druckstock aufweist, über welches das anzuschweißende Bauteil
gegen das Werkstück gedrückt und der Schweißstrom über das Bauteil zugeführt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckstück (8) eine im wesentlichen im Zentrum der Druckfläche (19)
beginnende und seitlich aus dem Druckstück austretende Ausnehmung (Bohrung 23) aufweist und
der Schweißeinrichtung ein Kondensator als für sich bekannte Schweißenergiequelle zugeordnet ist
2. Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (8) in an sich
bekannter Weise am freien Ende einer stromführenden Elektrode (3) angeordnet ist und das anzuschweißende
Bauteil (1) mit der Elektrode in elektrisch leitender Verbindung steht
3. Schw-eißeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Elektrode (3) in an sich
bekannter Weise eine stromleitende Haltevorrichtung (4) für das Bauteil (1) angeordnet ist.
4. Schweißeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (8)
über ein Isolierstück (7) mit ei; ,er Elektrode bzw. mit einem mit dieser Elektrode verbindbaren Kupplungsstück
(6) in Verbindung steht
5. Schweißeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode über
eine Kappe aus elektrisch nichtleitendem Material gegen das Bauteil anliegt.
Priority Applications (4)
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DE19732320485 DE2320485C3 (de) | 1973-04-21 | 1973-04-21 | Schweißeinrichtung zum Verbinden von Metallteilen durch Perkussionsschweißen |
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- 1974-04-19 FR FR7413749A patent/FR2226242B1/fr not_active Expired
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