DE2647845B2 - BolzenschweiBpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenschweißpistoie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn bisher mit Bolzenschweißpistolen beispielsweise Stahlbolzen, -stifte, -nägel u.a. auf Stahl aufgeschweißt werden sollte, mußte vor dem Aufschweißen '.i jeweils ein Tonring von vorne auf das vorstehende, freie Ende des Bolzenhalters mit Preßsitz so aufgeschoben werden, daß beim Aufsetzen der Masse-Füße der Pistole auf dem Grundmetall, auf das ein Bolzen u. ä. aufgeschweißt werden soll, der Tonring ebenfalls an mi dem Grundmetall anliegt. Damit aus dem Raum, dor beim Aufsetzen der Pistole auf das Grundmetall durch dieses, den Tonring und den Bolzenhalter begrenzt wird, beim Aufschweißen zumindest ein Teil der eingeschlossenen Luft entweichen kann, weist der auf dem μ Grundmetall aufliegende Rand des Tonrings eine Anzahl radial verlaufender Einkerbungen oder Rillen

Da im Augenblick des Aufschweißens der Bolzenhalter in Richtung auf das Grundmetall vorschießt, wird der an dem Grundmetall anliegende Tonring nach hinten, d. h. zur Pistole hin verschoben. Dadurch steht dann der eingekerbte oder gerillte Rand des Tonrings nicht mehr über das vordere, freie Ende des Bolzenhalters vor und kann daher auch nicht mehr an dem Grundmetall anliegen, wenn nach Einsetzen des nächsten Bolzens oder Stiftes die Massefüße der Pistole wieder auf das Grundmetall aufgesetzt werden. Da der Tonring mit Preßsitz auf den Bolzenhalter aufgeschoben bzw. aufgedrückt werden soll, kann er von Hand auch nicht mehr zu dessen freien Ende hin verschoben werden. Nach jedem Aufschweißen muß daher der verwendete Tonring zerschlagen werden. Für den nächsten .Schweißvorgang muß daher wieder ein neuer Tonring vorgesehen werden, der ebenfalls wieder mit Preßsitz auf dem Bolzenhalter aufgeschoben oder aufgedrückt werden muß.

Die Verwendung solcher Tonringe ist daher sehr umständlich und erfordert einen großen Zeitaufwand. Obendrein wird durch das Zerschlagen des Tonrings nach dem Aufschweißen jeder Schweißvorgang unnötig verteuert, da ein Tonring etwa ein Drittel bis die Hälfte des aufgeschweißten Bolzens kostet.

Bei einer andereo·, bekannten Bolzenschweißpistoie ist ein Ring, vorzugsweise ein Keramik- oder Tonring vorgesehen, der mittels eines Halters am vorderen, freien Ende der Bolzenschweißpistoie angebracht ist. Unmittelbar vor dem Aufschweißen eines Bolzens wird bei dieser bekannten Bolzenschweißpistoie Schutzgas in den Ringhalter oder in den Raum zwischen dem Ring und einem Ventilteil geleitet, um dadurch sowohl den Ring als auch das zu verschweißende Ende des Bolzens mit dem Schutzgas zu benetzen. Durch das Zuführen des Schutzgases sowie durch den am freien Ende der Bolzenschweißpistoie gehalterten Ring soll sichergestellt werden, daß die Stelle, an welcher der Bolzen aufgeschweißt werden soll, mit dem Schutzgas benetzt ist und durch das Schutzgas gleichseitig das geschmolzene Schweißgut des Grundmetalls zusammengehalten wird, damit ausreichend Material für eine gute Verschweißung zwischen dem Bolzen und dem Grundmetall zur Verfügung steht (US-PS 27 90 066).

Bei einer anderen bekannten Bolzenschweißpistoie ist ein Ring, der vorzugsweise aus Porzellan oder Kunststoff hergestellt ist, vorgesehen, um ein Spritzen des geschmolzenem Metalls gegen eine Hülse und ein Haften an den Wandungen der Hülse zu verhindern. Bei dieser bekannten Bolzenschweißpistoie wird das Gas in das Innere des Rings geleitet, um Wasser aus dem Ring heraus und damit von der Schweißstelle weg zu drücken, damit auch unter Wasser geschweißt werden kann (US- PS 23 15 502).

Bei einer weiteren bekannten Bolzenschweißpistoie ist ein ähnlicher Porzellan- oder Keramikring vorgesehen, mittels welchem ebenfalls ein Schutzgas in dem Bereich gehalten werden soll, der die Stelle umgibt, auf welche ein Bolzen aufgeschweißt werden soll. Auch bei dieser bekannten Ausführungsform soll mittels des Schutzgases die Luft aus dem Bereich zwischen dem Bolzen und einer Grundplatte entfernt werden (US-PS 24 91 479).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bolzenschweißpistole der im Oberbegriff angegebenen Art zu schaffen, mit welcher in einfacher Weise ohne Verwendung eines zusätzlichen Ringes, insbesondere eines Keramik- oder Tonringes, Bolzen, Stifte, Nägel

u. ä. vorzugsweise aus Stahl, insbesondere V2A-Stahl in einer Schutzgasatmosphäre aufgeschweißt werden können. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Im Unterschied zu den eingangs erwähnten, bekannten Bolzenschweißpistolen ist bei der Erfindung an dem freien Ende der Bolzenschweißpistole ein glockenartiges Teil angebracht, in dessen Mittenteil Kanäle zu seiner Mittelachse hin so ausgerichtet sind, daß der Schutzgasstrom an der Stelle auf das Grundmetall auftrifft, wo ein Bolzen aufzuschweißen ist Durch die Ausrichtung der Kanäle ist hierbei erreicht, daß einerseits die Stelle, an welcher der Bolzen aufzuschweißen ist, von Schutzgas benetzt ist und gegenüber einem Zuströmen von Sauerstoff geschützt ist, und andererseits das durch die Kondensatorentladung geschmolzene Material des Grundmetalls als Schweißgut in Form eines Wulstes zusammengehalten wird, so daß ausreichend Material zur Verfügung steht, um ein einwandfreies Verschweißen des Bolzens auf dem Gnindmefall zu gewährleisten. Durch die gezielte Ausrichtung des Schutzgasstromes ist somit dasselbe erreicht, was bisher mit Hiife des zusätzlich vorgesehenen Tonrings erreicht worden ist, der obendrein in vielen Fällen nach jedem Schweißvorgang ersetzt werden mußte. Durch an dem glockenartigen Teil angebrachte Massefüße ist ein vorbestimmter, freier Zwischenraum zwischen dem freien zylindrischen Ende des glockenartigen Teils und dem Grundmetall eingehalten, so daß beim Einleiten von Schutzgas die unter dem glockenartigen Teil eingeschlossene Luft entweicnen kann, und durch den konzentrisch ausgerichteten Schutzgasstrom die vorgesehene Aufschweißstelle gegenüber der Außenatmosphäre abgeschirmt ist und dadurch irgendwelche Reaktionen mit Luft unterbunden und verhindert sind.

Da die Zufuhr des Schutzgases von der Bolzenschweißpistole aus so gesteuert werden kann, daß nur unmittelbar vor einem beabsichtigten Schweißvorgang Schutzgas zugeführt wird, ist der Verbrauch an Schutzgas äußerst gering. Durch die Verwendung des Schutzgases und durch das konzentrische Ausrichten des Schutzgasstromes zu der Aufschweißstelle hin, lassen sich somit im Vergleich mit den bisher üblichen Methoden, bei welchen ein Tonring; verwendet wurde, wesentlich bessere Schweißergebnisse erzielen; insbesondere ist die Verbindung von Schweißbolzen oder Stiften und dem Grundmetall in Form von V2A-Stahl (eingetragenes Warenzeichen) wesentlich fester und haltbarer als bei den herkömmlichen Methoden.

Obendrein läßt sich mit der erfindungsgemäßen Bolzenschweißpistole ein Bolzen sehr viel einfacher und schneller aufschweißen, da die erforderliche Schutzgasmenge automatisch zugeführt wird und somit keine zusätzlichen, zeitaufwendigen Handgriffe, wie beim Aufbringen der Tonringe, erforderlich sind. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung kann daher mit Schutzgas genauso schnell und wirksam geschweißt werden wie in den Fällen, wo im Hinblick auf die verwendeten Bolzen oder Stifte und das vorgesehene Grundmetall kein Schutzgas oder wie bisher kein Tonring verwendet werden muß.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. la eine Vorderansicht eines an eine schematisch angedeutete Bolzenschweißpistole angebrachten, glokkenarti^en Teils mit Massefüßen gemäß der Erfindung;

Fig. Ib eine Draufsicht auf das vordere freie Ende der Ausführungsform der F i g. I a;

Fig.2 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines einzelnen Massefußes;

ί Fig.3a eine Draufsicht auf das pistolenseitige Ende einer ersten Ausführungsform des glockenartigen Teils gemäß der Erfindung;

F i g. 3b eine Schnittansicht entlang der Linie 111-111 in Fig. 3a;

n, Fig.4a eine Draufsicht auf das pistolenseitige Ende einer zweiten Ausführungsform des glockenartigen Teils gemäß der Erfindung;

Fig.4b eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der Fig.4a;

ι -, F i g. 5 eine Draufsicht auf das untere freie Ende der in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen; und

Fig.6 einen Teil einer Schnittansicht entlang der Linie Vl-Vl in Fig.5.
Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaul;,· iikeit ausdrücklich auf die Zeichnung bezug genommen.

In Fig. ta ist schematisch das untere Ende einer Bolzenschweißpistole 1 angedeutet, an welchem ein ringförmiger Abschnitt 21 eines glockenartigen Teils 2

y, auf nii ht näher dargestellte Weise angebracht ist. Beispielsweise kann das glockenartige Teil 2 mitteis in Bohrungen 24 (siehe Fig.3a und 4a) vorgesehenen Schrauben an dem vorderen Ende der Pistole 1 befestigt sein. An dem ringförmigen Abschnitt 2* des giockenarti-

JD gen Teils 2 sind Massefüße 3 angebracht Wie aus F i g. 2, 3a und 4a zu ersehen ist, sind die Massefüße 3 mittels eines Gewindeteils 32 in entsprechende, mit Gewinde versehene Bohrungen 23 in dem ringförmigen Abschnitt 21 eingeschraubt. Die in Fig. la und 2 untere, dem

ι--, Grundmetall 4 zugewandte Hälfte weist vorzugsweise einen sich konisch verjüngenden Teil 31 auf, der unten in einen zylindrischen Teil mit kreisförmigem Querschnitt mündet. Die Länge der Massefüße 3 ist, wit aus Pig. Ia ersichtlich, so bemessen, daß beim Aufsetzen der

.in Bolzenschweißpistole 1 auf das Grundmetall, auf weiches ein Bolzen aufgeschweißt werden soll, der untere Rand des freien zylindrischen Abschnitts 22 des glockenartigen Teils 2 einen Abstand von 1 bis 3 mm, vorzugsweise von etwa 2 mm aufweist.

ti In Fig. Ib ist eine Draufsicht auf das freie, untere Ende des glockenartigen Teils 2 mit den eingeschraubten Massefüßen 3 dargestellt. In einen im Querschnitt halbkreisförmigen Ausschnitt 25 (siehe F i g. 5 und 6) ist ein Stutzen 5 eingesetzt, an den eine nicht näher

in dargestellte Leitung zur Zuführung von Schutzgas anschließbar ist. in den Fig.3a bis 5 sind zwei Ausführungsformen des glockenartigen Teils 2 im e-nze'ri.in dargestellt.

Hierbei unterscheiden sich die Fig.3a und 4a sowie

-,-, die F i g. 3b und 4b im wesentlichen nur durch die in dem glockenartigen Teil 2 ausgebildeten Kanäle 6 bzw. 6'. In der ersten, in den F i g. 3a und 3b dargestellten AusfUhrungsform sind in einer im Inneren des glockenförmigen Teils 2 vorgesehenen, horizontal

w verlaufenden Ringfläche 27 in gleichem Winkelabstand voneinander eine Anzahl Bohrungen ausgebildet, welche die Kanäle 6 zur Zuführung von Schutzgas bilden und deren Achsen jeweils parallel zu der Mittelachse des glockenartigen Teils 2 verlaufen.

t,-, Hierbei sind die der Ringfläche 27 abgewandten Enden der Kanäle so ausgebildet, daß dadurch ein Schutzgasstrom zu einer zu der Mittenachse konzentrischen Stelle hin ausgerichtet ist, welche außerhalb des glockenarti-

gen Teils 2 liegt und an welcher ein Bolzen. Stift, Nagel u.a. auf das Grundmetall 4 aufzuschweißen ist. Durch diese konzentrische Ausrichtung des Schutzgasstromes ist. wie vorstehend bereits ausgeführt, erreicht, daß die AufschweißsteNe gegenüber der Umgebungsluft abgeschirmt ist und es zu keinen Reaktionen mit Luft kommen kann. Obendrein wird durch den konzentrisch ausgerichteten Luftgasstrom das Schweißgut an der Aufschweißstelle im Augenblick des Aufschweißens zusammengehalten und gleichzeitig der Lichtbogen auf die Aufschweißstelle konzentriert.

Bei der zweiten, in den F i g. 4a und 4b dargestellten Ausführungsform weisen die Kanäle 6' die FOm von Ringsegmenten auf, wobei aus Gründen der Festigkeit mindestens zwei Stege, d. h. zwei ringsegmentförmige Kanäle 6' vorgesehen sein sollten, während in Fig. 4a und 4b drei Kanäle 6' ausgebildet sind. An dem der

Jlinaflärhp 01 ahapwanrllpn FnHp sind dip Kanält* 6'

entsprechend den Kanälen 6 in den F i g. 3a und 3b ausgebildet, um einen ähnlich konzentrisch ausgerichteten Schutzgasstrom zu erhalten, wie bei der ersten Ausführungsform. Bei beiden Ausführungsformen sind die Kanäle 6 bzw. 6' in dem mittleren zylindrischen, verhältnismäßig dickwandigen Bereich des glockenartigen Teils 2 ausgebildet. In den Fig.3a bis 4b ist ferner der pistolenseitige, ringförmige Abschnitt 21 mit den Bohrungen 24 für die Befestigungsschrauben zu erkennen.

In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das freie, dem Grundmetall zugewandte Ende des glockenartigen Teils wiedergegeben, während in Fig.6 ein Teil einer Schnittansicht entlang der Linie Vl-Vl in Fig. 5 dargestellt ist. In dieser Schnittansicht ist der halbkreisförmige F.inschnitt 25 sowie ein Finlali 26 in dem ringförmigen Abschnitt 21 des glockcnartigen Teils 2 dargestellt. Ferner ist ein Teil der Kanäle 6 b/w. 6' zu erkennen.

Zum Aufschweißen von Stahlstiftcn, bolzen, -nägeln u. ä. auf Stahl, insbesondere auf V2A-Stahl eignen sich aW .Srhiit/gasr dir hoisniolswrisc auch beim Lichtbogenschweißen verwendeten Schutzgase, wie Helium. Argon oder CO.. oder aber auch Mischgase aus den vorgenannten Gasen, wie beispielsweise das sogenannte Korgongas.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Bolzenschweißpistole mit einem Schweißkolben mit Spannmutter zum Einspannen eines Bolzenhalters und mit einem vorne an der Bolzenschweißpislole angebrachten, deren Spannmutter umgebenden Teil mit einem Einlaß zum Einleiten von Schutzgas und mit zum freien Ende des Teils hin offenen Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (6; 6') in dem Mittenteil eines glockenartigen Teils (2) zu dessen freien Ende und ;tu dessen Mittelachse hin so ausgerichtet sind, daß der Schutzgasstrom an der Stelle auf ein Grundmetall (4) auftrifft, wo ein Bolzen oder Stift aufzuschweißen i«t.

2. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zur Mittelachse hin ausgerichtete Kanäle (6') in dem Mittenteil des glockenartigen Teils (2) ausgebildet sind, die km Querschnitt die Form von Ringsegmenten aufweisen.

3. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl zur Mittelachse hin ausgerichtete Kanäle (6) in Form von zylindrischen Bohrungen in gleichem Winkelabstand voneinander vorgesehen sind.

4. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem pistolenseitigen, ringförmigen Abschnitt (21) des glockenartigen Teils (2) in gleichem Wiiikelabstand voneinander mindestens drei MassefüRe (3) angebracht sind, mittels welchen ein vorbestimmter Abstand zwischen dem freien, zylindrischen Ende (22; des gikickenartigen Teils (2) und dem Grundmetall (4j eingehalten ist.

5. Bolzenschweißpistole nach / nspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens drei Massefüik (3) in den ringförmigen Abschnitt (21) des glockenartigen Teils (2) eingeschraubt sind.

6. Bolzenschweißpistole nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das glockenartige Teil (2) so an der Bolzenschweißpistole (1) angebracht ist, daß deren beiden Längsachsen fluchten.

7. Bolzenschweißpistole nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenartige Teil (2) aus einem harten, widerstandsfähigen Kunststoff, aus eloxiertem Aluminium oder aus Kupfer besteht.