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Verfahren zum Widerstandsverschweißen von mindestens einer Metallplatte
mit mindestens einem Metallteil sowie ein hierfür verwendetes Metallteil Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Widerstandsverschweißen von mindestens einer Metallplatte
mit mindestens einem Metallteil sowie ein Metallteil zur Verwendung bei diesem Verfahren.
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Es ist bekannt, auf eine Metallplatte ein senkrechtes Blechstück nach
dem \iderstandsschweißverfahren anzuschweißen, wobei das anzuschweißende Blechstück
durch Ausschneiden hergestellte Schweißvorsprünge aufweist. Nachteilig hierbei ist,
daß eine erhebliche Materialzugabe für das Ausschneiden der Schweißvorsprünge vorgesehen
sein muß, und ferner sind teure und relativ komplizierte Formschneidwerkzeuge für
die Herstellung der Schweißvorsprunge erforderlich.
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Es ist ferner bekannt, zwei zueinander parallele Bleche dadurch auf
Abstand miteinander nach dem Widerstandsverfahren zu verschweißen, daß zwischen
die Bleche abstandhaltende tablettenartige Einlegekörper, kleine-Blechstückchen
oder dgl. gelegt werden, daß der gesamte Aufbau zwischen
die Flächenelektroden
einer Widerstandsschweißmaschine gebracht wird und durch Anwendung von Druck und
elektrischem Strom die Bleche mit den zwischen ihnen befindlichen Körpern verschweißt
werden. Nachteilig hierbei ist, daß, wenn ein genauer Abstand zwischen den Blechen
nach dem Schweißvorgang vorhanden sein soll, eine mechanische Begrenzung des Druckhubes
einer der Plächenelektroden der Schweißmaschine oder eine andere die Einhaltung
des Abstandes bewirkende Einrichtung vorgesehen sein muß, da die zwischengelegten
Körper sonst zu weit abschmelzen. Abgesehen davon ist es umständlich und zeitraubend,
bei größeren Blechabmessungen die zahlreichen Einlegekörper zu placieren.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens,
mit dem es auf einfache und billige Weise möglich ist, mindestens eine Metallplatte
mit mindestens einem Metallteil nach dem Widerstandsschweißverfahren zu verbinden.
Weiterhin besteht die Aufgabe auch in der Schaffung eines besonders vorteilhaften
Metallteiles für dieses Verfahren.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß bei dem einleitend angeführten
Verfahren die Schweißvorsprünge durch Anprägen und/oder loses Anbringen von gesondert
aus Blech- oder Drahtmaterial anzufertigenden Schweißkörpern an dem oder jedem Metallteil
hergestellt werden. Nach dieser Lösung können insbesondere senkrecht auf einer Metallplatte
nach dem Widerstandsschweißverfahren aufzuschweißende Metallbechteile
in
einfacher und billiger Weise mit Schweißvorsprüngen versehen werden. Es ist keine
Materialzugabe erforderlich, da die Schweißvorsprünge an dem fertig zugeschnittenen,
aufzuschweißenden Metallteil dadurch angeprägt werden, daß durch schlagartige Druckanwendung
auf die Seite der Schweißkante des Metallteiles ein sich. gegenüber der Schweißkante
vordrängender Vorsprung entsteht, der die zur haltbaren Schweißverbindung erforderliche
Abschmelzmenge ergibt. Werden nicht angeprägte, sondern lose auf die Schweißkante
des Metallteiles aufgesetzte Schweißvorsprünge verwendet, so können diese mit einfachen
Werkzeugen unter Umständen aus Abfaliblechmaterial hergestellt werden. Auf jeden
Fall können die auf die Metallplatte aufzuschweißenden Metallteile schon ihr Fertigmaß
aufweisen; es ist also bezüglich der Sphweißvorsprünge kein Materialverschnitt gegeben.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß so vorbereitete und aufgeschweißte Metallteile
keine Eindellung der den aufgeschweißten Metallteilen abgewandten Seite einer Metallplatte
aus Feinblech hervorrufen.
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Ein vorteilhaftes Metallteil zur Ausführung dieses Verfahrens ist
dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem eine Abstandseinlage zwischen parallel
miteinander zu verschweißenden Metallplatten bildenden Metallstrangbesteht, dessen
den Metallplatten gegenüber çu,stellende Bereiche in Abständen die Schweißverbindung
mit den Metallplatten eingehende, angeprägte und/oder lose angebrachte Schweißvorsprünge
und dazwischenliegende, den Plattenabstand bewirkende
Abschnitte
aufweist.
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Mit einer solchen strangförmigen Abstandseinlage können zwei cder
mehrere Metallplatten einfach und schnell so miteinander nach dem Widerstandsverfahren
verschweißt werden, daß nach dem Schweißvorgang zwischen den Blechen ein genauer
Abstand gegeben ist ohne daß zur Erzielung des genauen Abstandes besondere Einrichtungen
erforderlich sind. Dies wird durch den Metalistrang als Abstandsetnlage bewrkt,
Yei dem das Längenmaßder Schweißvorsprünge klein ist im Verhältnis zur Länge der
nicht am Schwevcrgang beteiligten, zwischen den Schweißvorsprüngen befindlichen,
den genauen Abstand irkenden Strangabschnitte, die der niedergehenden Elektrode
der Schweißmaschine nach dem Niederschmelzen der Schweißvor-Sprünge augenblicklich
einen unüberwindbarer widerstand entgegensetzen.
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Ferner ist es nach der Erfindung möglich, aur: einfache Weise zwischen
zwei Platten einen oder mehrere Durchflußkanäle auszubilden, indem zwei Metallstränge
oder zwei Strecken eines Metallstranges parallel zueinander angecranet zwischen
den Metallplatten verschweißt werden. Auf diese Weise kann z.B. ein Plattenaufbau
zugleich einen Ölführungskanal beherbergen oder es können mit den so hergestellten
Platten Wärmetauscher aufgebaut werden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in den anliegenden Zeichnungen
dargestellter Ausführungsformen beispielsweise
näher-erläutert.
Es zeigen: Figur ia bis g mehrere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
als Abstands einlagen ausgebildete Metallteile, Figur 2a bis c Beispiele für eine
abstandshaltige Verschweißung zweier Metallplatten mittels der vorgenannten Abstandseinlagen,
Figur 3 eine Ausführungsform zur Herstellung von Strömungswegen zwischen den Metallplatten,
Figur 4 ein Beispiel zur Verschweißung dreier Metallplatten parallel zueinander,
Figur 5a bis d weitere Beispiele zur Verschweißung von Metallplatten, bei denen
der Verlauf der Abstands einlagen besonders deutlich zu erkennen ist, Figur 6a und
b eine weitere Ausführungsform einer Abstandseinlage, Figur 7a und b weitere Ausführungsformen
von Metallteilen, die mit einer Metallplatte widerstandsverschweißt werden sollen.
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Bevor das Widerstandsverschweißen mindestens einer Metallplatte mit
mindestens einem Metallteil beschrieben wird, wird zunächst
die
Herstellung einiger vorteilhafter Metallteile erläutert, die sich zum abstandshaltigen
Widerstandsverschweißen zweier Metallplatten miteinander eignen.
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Nach den Figuren la, b, d, e und f wird ein als Abstandseinlage verwendbares
Metallteil aus einem Metallstrang 1 hergestellt, der z.B. aus Rund- oder Vierkantmaterial
besteht, Zu den Figuren ia, b, d, e und f stellen die links auf der Zeichnung dargestellten
Abbildungen Seitenansichten dar, während rechts Schnittdarstellungen gezeigt sind,
deren Schnittverlauf nur einmal in Figur ia angedeutet ist. Die Figuren ic und g
zeigen nur Längsschnitte.
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Figur ia zeigt einen Runddraht, der in Abständen voneinander ein-
oder beidseitig eingeprägt wird, so daß sich unverformte Abschnitte 2 mit verformten,
kürzeren Strecken 3 abwechseln, wobei die vorspringenden Kantenbereiche 3a der Strecken
3 sich im Profilquerschnitt diametral gegenüberliegende Schweißvorsprünge bilden.
Der Durchmesser der unverformten Abschnitte 2 ist das benötigte Abstandsmaß für
die Metallplatten, wie nòch erläutert wird. Der Metallstrang 1 nach Figur 1b weicht
insofern von dem nach Figur ia ab, als daß er aus Quedratmaterial besteht.
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Selbstverständlich kann auch so vorgegangen werden, da3 die Abschnitte
2 der Metallstränge 1 auf ihrer gesamten Länge beidseitig auf ein gleichbleibendes,
das spätere Abstandsmaß bewirkendes Dickenmaß geprägt werden, so daß sich verformte
Abschnitte 2
mit unverformten Strecken 3 abwechseln, wobei die vorspringenden
Kantenbereiche der Strecken 3 die Schweißvorsprünge bilden.
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Das Metallteil 1 nach Figur 1c besteht aus einem Blech oder Blechstreifen
12, der zur Ausbildung der Schweißvorsprünge 3 in Abständen einem nach beiden Blechseiten
wirkenden Tiefprägearbeitsgang unterworfen wird. Auf diese Weise entsteht eine hutförmige
Ausbildüngi3, derart daß dia Ausbildung einer seits kraterförmig und andererseits
abgeplattet buckelförmig gegenüber dem Abschnitt 2 vorsteht. Da die andungsdicke
der hutförmigen Ausbildung durch das Prägen natürlich etwas dünner als die Dicke
der das spätere Abstandsmaß bewirkenden Abschnitte 2 geworden ist, entsteht beim
Abschme5sen der Ausbildungen 13 kein Schmelzeüberschuß. Die ringförmige Kraterfläche
und die Buckelabplattung sind im Flächeninhalt gleicht Man kann zur Bildung eines
Schweißvo1sprünge 3 aufweisenden Metallstranges 1 auch so vorgehen, daß auf gingen
Runddraht gemäß Figur 1d und e Hülsen 6 bzw , geschlossene oder gesehlitzte Ringe
7 oder dgl. in Abständen lose, Jedoch mit geringem Reibsitz aufgeschoben bzw. angebracht
werden. So bilden die Hülsen bzw.- Ringe die Schweißvorsprünge 3, während die dazwischenliegenden
Abschnitte 2 mit ihren diametralen Mantellinien das gewünschte Abstandsmaß ergeben.
Eine weitere Ausführungsform zeigt Figur 1f. Ein Metallstrang 1 aus beispielsweise
Rundmaterial ist in Abständen voneinander abgesetzt, und diese Absetzungen 8 werden
mit eng anliegenden Blechen 9, Ringen oder dergleichen ummantelt, deren äußere Oberfläche
gegenüber der Mantelfläche der Abschnitte 2 um ein für die spätere Verschweißung
benötigtes
Maß vorsteht, so daß durch das Überstandsmaß die Schweißvorsprünge 3 gebildet werden.
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Figur t c zeigt ein aus mehreren Metallsträngen 1 bestehendes Metallteil,
wobei die metallstränge zu einem im wesentlichen ebenen grobmaschigen Netzwerk 11
verflochten sind, welches ls Abstandseinlage verwendet werden kann e einzelnen Stränge
1 werden in Abständen regelmäßignach zwei sich diametral gegenüberliegenden Seiten
mit halbkreisförmigen oder V-förmigen Einbiegungen 10 versehen und dann so miteinander
verflochten, daß die Einbiegungen die Netzknotenpunkte bilden und sich an diesen
Stellen begenförmig auswsichend kreuzen.
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Die so entstandenen Netzkhotenpunkte bilden durch die vorstehenden
Einbiegungen die Schwei@vorsprünge 3,während die dazwischen befindlichen Abschnitte
2 für das spätere Ab-Abstandsmaß sorgen.
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in den Figuren 2 bis 5 ist die Anordnung der vorstehend erläuterten
strangförmigen Metallteile teim Zusammenschweißen mit Metallplatten beschrieben.
Figur 2a zeigt links im Prinzip die Anwendung einer Abstandseinlage nach der Erfindung
aus zwei Metallsträngen 1 für die Verschweißung zweier Metallplatten 14 und 15,
die hier unterschiedliche Dicke aufweisen, was aber nicht notwendig ist. Die Verschweißung
wird mit einer nach dem Widerstandsschweißverfahren arbeitenden Maschine (nicht
dargestellt) durchgeführt, deren Elektroden bei eingeschaltetem Strom die Metallplatten
14 und 15 entsprechend gegen die Metallstränge
1 drücken. Aufgrund
der Hitzeerzeugung an den Berührungsstellen zwischen den Schweißvorsprüngen 3 der
Metallstränge 1 und den Metallplatten 14 und 15 infolge des Stromdurchflusses durch
diesen Bereich schmelzen die Schweißvorsprünge 3 ab und gehen mit der örtlichen
Schmelze der Metallplatten die Schweißverbindung ein. Bei diesem Vorgang kommen
die Metallplatten gegen die nicht am Schweißvorgang beteiligten Abschnitte 2 des
oder der Metallstränge 1 zur Anlage, wodurch das genaue Abstandsmaß zwischen den
Platten festgelegt ist. Die Metallplatten sind nun mit genauem Abstand voneinander
verschweißt, der durch das Dickenmaß der Abschnitte 2 der Metallstränge 1 gegeben
ist. Die Figur 2a zeigt rechts die eben beschriebene Schweißverbindung im Längsschnitt,
der durch einen Metallstrang 1 verläuft, wobei mit 16 die Schweißstellen gekennzeichnet
sind. Man erkennt, daß die Metallplatten auf ihrer freien Außenseite unverformt
erhalten geblieben sind, also keine Eindellungen aufweisen, was einwichtiger Vorteil
des Verfahrens nach der Erfindung ist.
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Figur 2b zeigt eine Schweißverbindung mit der Ausnahme, daß die Metallstränge
1 aus Quadratmaterial bestehen und am Plattenrand angeordnet sind. So entsteht ein
bündiger Abschluß, der nach der Verschweißung in der Regel nicht mehr nachgearbeitet
zu werden braucht. Die Einbuchtungen 17 ergeben sich dadurch, daß die abschmelzenden
Schweißvorsprünge nach außen ausweichen.
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Figur 2b zeigt rechts eine Seitenansicht dieser Schweißverbindung.
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Figur 2c, links im Schnitt und rechts in Seitenansicht, zeigt die
Anwendung von Metallsträngen 1 nach den Figuren 1d und e.
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Figur 3 zeigt, wie zwischen zwei verschweißten Metallplatten mit Abstandseinlagen
nach der Erfindung Durchflußkanäle 18 für strömungsfähige Medien hergestellt werden
können. Es werden hierzu zwei Metallstränge 1 parallel nebeneinander mit entsprechendem
Abstand voneinander placiert. Figur 4 zeigt, wie mehrere Platten 14, 15, 16 mit
genauem Abstand voneinander parallel zueinander verlaufend miteinander widerstandsverschweißt
werden können, was rechts im Längsschnitt dargestellt ist.
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Abgesehen von den als Strömungswege ausgebildeten Kanälen 18 können
alle Zwischenräume zwischen den Metallplatten 14, 15 bzw. 14, 15, 16 mit leichtem
Hartschaum ausgeschäumt werden, um einen KorrOsionsschutz in den Zwischenräumen
zu erhalten.
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Weiterhin kann zur Erzielung von dichten Durchflußkanälen so vorgegangen
werden, daß die am Schweißvorgang unbeteiligten Abschnitte 2 der Metallstränge 1
mit einer klebenden elastischen oder frittenden Abdichtungsbeschichtung (nicht gezeigt)
ummantelt werden, so daß undichte Stellen in den Kanälen vermieden sind. - 11 -
In
Figur 5a bis d ist die weitere Ausbildung und Anwendung der Metallstränge 1 dargestellt.
Figur 5a zeigt daß ein Metallstrang 1 zu einer geschlossenen ebenen Form gebogen
und auf die Metallplatte 20 gelegt wird. Die dann auf den Metallstrang 1 zu legende
zweite etallp latte ist in allen Darstellungen der besseren Übersicht wegen weggelassen
Figur 5b zeigt die Ausbildung eines Durchflußkanales 18, z.B. eines Ölführungskanales.
Hierzu wird ein Metallstrang etwa hälftig so gebogen, daß die zwei °ä1ften zueinander
parallel verlaufen, und weiter so gebogene daß ein am Umfang der Platte 20 verlaufender
Ülführungsweg 18 entsteht, dem durch ein Loch 22 in einer der platten 20 ül zugeführt
wird welches durch die durch die beiden Enden des Metallstranges gegebene Öffnung
23 wieder ausströmen ann. Werner ist ein weiterer, am restlichen Plattenumfang angeordneter
Metallstrang 1 vorgsehen. Die in den Figuren 5a und b an den Yetallsträngen 1 angedeuteten
Strichelungen Bedeuten de Schweißvorsprünge 3 der Metallstränge und sind so angeordnet,
daßbei größeren Werkstücken mit einer Schweißmaschine i- Schrittverfahren gearbeitet
werden kann.
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Figur 5c zeigt, wie die Metallstränge 1 alternativ zu offenen ebenen
Formen gebogen und auf der Metallplatte 2 angeordnet werden können. Bei diesem Beispiel
sind Metallstränge verwendet, die in Abständen mit die Schweißvorsprünge 3 bildenden
Hülsen 7 versehen sind. Zwei U-förmige Metallstränge 1a und 1b können auch durch
die Hülsen 7 zu einer geschlossenen Formation
angeordnet werden.
In Figur 5d ist dargestellt, wie das Netzwerk ii auf die Metallplatte 20 gelegt
und mit ihr widerstandsverschweißt wird. Die Knotenpurte 24 sind hier schon intspären
verschweißten Zustand gezeichnet.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren eigenes sich zum Beisplel zur
Herstellung von Kühlplatten, die in Wärmetauschern oder dgl. verwendet werden können.
Ferner können auf diese Weise Schwerter für Handmot3rsägen hergestellt werden, deren
äußere Trägerplatten einen genauen Abstand voneinander aufweisen mussen.
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In den Figuren 6a und b ist eine weitere Ausführungsform eines strangförmigen
Metallteiles 1 gezeigt, das an seinen beiden Kanten 4 Anprägungen 4a, die wie bei
den Anprägungen nach den Figuren la, b, e und g mittels schlagartig arbeitender
Werkzeuge hergestellt werden, oder lose aufgesetzte L-förmige oder U-förmige Schweißschuhe
4b bzw. 4c aufweist, wobei die Schweißschuhe mit einfachen Werkzeugen billig aus
Abfallstreifen hergestellt werden können. Figur 6b zeigt die Anordnung dieses als
Abstandseinlage zwischen zwei parallel miteinander verschweißten Metallplatten 25
verwendeten Metallteiles 1. Gegebenenfalls können die Schweißschuhe 4b und 4c durch
Widerstandsschweißpunkte fixiert werden, wie mit 4d angedeutet ist.
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Die einfachste Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus
den Figuren 7a und b ersichtlich. Auf einer Metallplatte 26 können U-förmige Metallteile
27 wie gezeichnet nach
dem Widerstandsschweißverfahren auf einfachste
Weise ange schweißt werden, da das Metallteil 27 an den mit der Platte 26 in Berührung
kommendenganten mit Anprägungen 28 oder mit vorteilhaft fixierten Schweißvorsprüngen
in Form von Schweißschuhen 4b oder 4c oder- dgl. versehen sein können. Solche U-förmigen
Teile 27 können zusammen mit der Platte 26 Schellen oder Kabelkanäle für zu verlegende
elektrische Kabel bilden.
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Auch können Scharniergelenke mit U-förmigen Gelenkschenkeln auf diese
Weise mit Türblättern widerstandsverschweißt werden.
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Diese eben genannten Anwendungsmöglichkeiten können auch mit einem
Aufbau erreicht werden, wie er rechts in Figur 7a gezeigt ist. Es werden dabei senkrechte
Blechteile 29 einerseits mit der Metallplatte 26 und andererseits mit einer oberen
Platte 30 verschweißt.
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Figur 7b zeigt weitere Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemäße
Verfahren. Mit einer Metallplatte 31 können verschieden geformte Metallteile verbunden
werden, z.B. ringförmige und winkelförmige Teile 32 bzw. 33 sowie auch ebene Blechstücke
34. Alle diese vorteilhaft senkrecht auf die Platte 31 aufzuschweißenden Teile 32,
33 und 34 können sowohl angeprägte Schweißvorsprünge 35 als auch solche aus den
erwähnten Schweißscliuhen aufweisen. Wenn es erwünscht ist, kann mit den Teilen
32, 33 und 34 eine weitere Metallplatte 36, die gestrichelt angedeutet ist, widerstandsversceißt
werden.
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In Verbindung mit der Einlage nach Figur 6 kann auf diese Weise ein
sellenartig aufgebautes Trag-, Platten- oder Wandelement geschaffen werden, welches
einfach herstellbar und sehr
widerstandsfähig gegen Krafteinwirkungen
ist.
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Es sei abschließend noch einmal betont, daß erfindungsgemäß mit Metallteilen
widerstandsverschweißte Metallplatten auf ihrer freien Außenfläche keine Eindellungen
zeigen und ausreichend fest mit ihren Teilen verschweißt sind.