DE2647845C3 - Bolzenschweißpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenschweißpistole 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 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 dem Grundmetall anliegt Damit aus dem Raum, der 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 Grundmetall aufliegende Rand des Tonrings eine Anzahl radial verlaufender Einkerbungen oder Rillen auf.

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 das 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

ίο 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

V -nach dem Aufschweißen jeder Schweißvorgang unnötig verteuert, da ein Tonring etwa ein Drittel bis die Hälfte des aufgeschweißten Bolzens kostet.

Bei einer anderen, bekannten Bolzenschweißpistole ist ein Ring, vorzugsweise ein Keramik- oder Tonring vorgesehen, der mittels eines Halters am vorderen, frei-'en Ende der Bolzenschweißpistole angebracht ist. Unmittelbar vordem Aufschweißen eines Bolzens wird bei dieser bekannten Bolzenschweißpistole Schutzgas in Jäen Ringhalter oder in den Raum zwischen dem Ring 'und einem Ventilteil geleitet, um dadurch sowohl den Ring als aui'h das zu verschweißende Ende des Bolzens mit dem Schutzgas zu benetzen. Durch das Zuführen des Schutzgases sowie durch den am freien Ende der Bolzenschweißpistole gehalterten Ring soll sichergestellt werden, daß die Stelle, an welcher der Bolzen auffgeschweißt werden soll, mit dem Schutzgas benetzt ist und durch das Schutzgas gleichzeitig 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 Bolzenschweißpistole ist ein Ring, der vorzugsweise aus Porzellan oder Kunststoff hergestellt ist, vorgesehen, um ein Spritzen des geschmolzenen Metalls gegen eine Hülse und ein Haften an den Wandungen der Hülse zu verhindern. Bei dieser bekannten Bolzenschweißpistole wird das Gas in das Innere des Rings geleitet, um Wasser aus dem Ring heraus und damit von der Schweißstelle weg zu drükken, damit auch unter Wasser geschweißt werden kann (US-PS 23 15 502).

Bei einer weiteren bekannten Bolzenschweißpistole ist ein ähnlicher Porzellan- oder Keramikring vorgesehen, mittels welchem ebenfalls ein Schutzgas in dem Bereich gehalten werden soll, der die Stelle umgibt, auf weiche ein Bolzen aufgeschweißt werden sol!. Auch bei dieser bekannten Ausführungsform soll mittels des Schutzgases die Luft aus dem Bereich zwischen dem Bolzen und einer Grundplatte entfernt werden (US-PS 2491479).

In den ZIS-Mitteilungen, Halle, vom Februar 1960, Seiten 152 bis 159 und vom Juli 1962, Seiten 682 und 683 ist ein Bolzenschweißverfahren unter Schutzgas, insbesondere Argon, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das Schutzgas seitlich und/oder von oben in eine zylindrische Düse eingeleitet, in deren Mitte der aufzu-

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schweißende Bolzen gehaltert ist. Das Schutzgas strömt schweißpistole aus so gesteuert werden kann, daß nur entlang des zu verschweißenden Bolzens nach unten, unmittelbar vor einem beabsichtigten Schweißvorgang trifft in Form eines konzentrischen Rings auf das Schutzgas zugeführt wird, ist dei Verbrauch an Schutz-Grundmetall auf, und strömt dann über am unteren · gas äußerst gering. Durch die Verwendung des Schutz-Rand der Düse vorgesehene öffnungen nach außen. 5 gases und durch das konzentrische Ausrichten des Das mit einem gewissen Druck zugeführte Schutzgas Schuizgasstromes zu der Aufschweißslelle hin, lassen strömt somit entlang des Bolzens, und die Fläche unter sich somit im Vergleich mit den bisher üblichen Methodem Bolzen, d.h. die eigentliche Bolzen-Aufschweiß- den, wesentlich bessere Schweißergebnisse erzielen; stelle wird von dem Schutzgasstrom nicht direkt gefof- insbesondere ist die Verbindung von Schweißbolzen fen sondern benetzt diese Stelle allenfalls oberflächlich, io oder Stiften und dem Grundmetall in Form ,on V2A-da durch den parallel zum Bolzen verlaufenden Schutz- Stahl (eingetragenes Warenzeichen) wesentlich fester gasstrom unter dem Bolzen oft ein wenn auch kleines und haltbarer als bei den herkömmlichen Methoden. Luftpolster eingeschlossen wird, wodurch die Schweiß- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorergebnisse mehr oder weniger ungünstig beeinträchtigt zugten Ausführungsformen in Verbindung mit den werden und oft sehr stark voneinander abweichen, je 15 Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt nachdem wieviel Schutzgas unter den Bolzen auf die F i g. la eine Vorderansicht eines an eine schematisch spätere Aufschweißstelle gelangt ist oder nicht angedeutete Bolzenschweißpistole angebrachten, glok-' Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bolzen- kenartigen Teils mit Massefüßen gemäß der Erfindung, schweißpistole der im Oberbegriff angegebenen Art zu F i g. Ib eine Draufsicht auf das vordere freie Ende schaffen, mit welcher Bolzen, Stifte, Nägel u.a. Vorzugs- 20 der Ausführungsform der Fig. la,

i- weise aus Stahl, insbesondere V2A-Stahi, unter immer , F i g. 2 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines einzel-

' gleichbleibenden Bedingungen mit konstant gleichgu- ;nen Massefußes,

"-ten Ergebnissen in einer Schutzgasatmosphäre aufge- " Fig.3a eine Draufsicht auf das pistolenseitige Ende

'»'schweißt werden. Gemäß der Erfindung ist diese Aufga- einer ersten Ausführungsform des glockenartigen Teils

'-bc durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des 25 !gemäß der Erfindung,

■ Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Fig. 3b eine Schnittansicht entlang der Linie IH-III in

ί Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. F ig. 3a,

Im Unterschied zu den beispielsweise aus den ZIS- Fig.4a eine Draufsicht auf das pistolenseitige Ende

Mitteilungen bekannten Bolzenschweißpistolen ist bei einer zweiten Ausführungsform des glockenartigen

, der Erfindung an dem freien Ende der Bolzenschweißpi- 30 Teils gemäß der Erfindung,

* stole ein glockenartiges Teil angebracht, in dessen Mit- F i g. 4b eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV

tenteil Kanäle zu dessen Mittelachse hin so ausgerichtet der F i g. 4a,

sind daß der Schutzgasstrom an der Stelle auf das F i g.5 eine Draufsicht auf das untere freie Ende der m

Grundmetall auftrifft, wo ein Bolzen aufzuschweißen ist. F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen, und

Durch die Ausrichtung der Kanäle ist hierbei erreicht 35 F i g. 6 einen Teil einer Schnittansicht entlang der Li-

und sichergestellt, daß einerseits die Stelle, an welcher nie VI-^VI in F i g. 5.

der Bolzen aufzuschweißen ist, immer vollständig und Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen zuverlässig von Schutzgas benetzt und bedeckt ist und deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich gegenüber einem Zuströmen von Sauerstoff geschützt auf die Zeichnung bezug genommen, ist, und andererseits durch eine kontrollierte, konzentri- 40 In F i g. 1 a ist schematisch das untere Ende einer BoI-sche Gaszuführung das durch die Kondensatorentla- zenschweißpistole 1 angedeutet, an welchem ein ringdung geschmolzene Material des Grundmetalls als förmiger Abschnitt 21 eines glockenartigen Teils 2 auf Schweißgut in Form eines Wulstes zusammengehalten nicht näher dargestellte Weise angebracht ist. Beispi eiswird, so daß ausreichend Material zur Verfügung steht, weise kann das glockenartige Teil 2 mittels in Bohrunum ein einwandfreies Schweißen des Bolzens auf dem 45: gen 24 (siehe F i g. 3a und 4a) vorgesehenen Schrauben Grundmetall zu gewährleisten. Durch die gezielte Aus- an dem vorderen Ende der Pistole 1 befestigt sein. An richtung des Schutzgasstroms ist die Bolzen-Auf- dem ringförmigen Abschnitt 21 des glockenartigen Teils schweißstelle immer vollständig mit dem Schutzgas be- 2 sind Massefüße 3 angebracht. Wie aus F i g. 2,3a und deckt und damit gleichzeitig im. «er zuverlässig gegen- 4a zu ersehen ist, sind die Massefüße 3 mittels eines über der Außenatmosphäre abgeschirmt, so daß kon- 50 Gewindeteils 32 in entsprechende, mit Gewinde versestant gleichbleibende, ausgezeichnete Schweißergebnis- hene Bohrungen 23 in dem ringförmigen Abschnitt 21 se erzielt werden. Aus den vorstehend angeführten eingeschraubt. Die in F i g. 1 a und 2 untere, dem Grund-Gründen ist dies bei einer Bolzenschweißpistole, bei metall 4 zugewandte Hälfte weist vorzugsweise einen welcher das Schutzgas nur über eine zylindrische Düse sich konisch verjüngenden Teil 31 auf, der unten in einen zugeführt wird, oder bei der der Schutzgasstrom in ei- 55 zylindrischen Teil mit kreisförmigem Querschnitt münnen Tonring eingeleitst wird, mit dieser hohen Zuverläs- det. Die Länge der Massefüße 3 ist, wie aus Fig. la sigkeit in keiner Weise immer gewährleistet. ersichtlich, so bemessen, daß beim Aufsetzen der BoI-Durch an dem glockenartigen Teil angebrachte Mas- zenschweißpistole 1 auf das Grundmetali, auf weiches sefüße ist ein vorbestimmter, freier Zwischenraum zwi- ein Bolzen angeschweißt werden soll, der untere Rand sehen dem freien zylindrischen Ende des glockenartigen 60 des freien zylindrischen Abschnitts 22 des glockenarti-Teils und dem Grundmetall eingehalten, so daß beim gen Teils 2 einen Abstand von 1 bis 3 mm, vorzugsweise Einleiten vor Schutzgas die unter dem glockenartigen von etwa 2 mm aufweist.

Teil eingeschlossene Luft entweichen kann, und durch In Fig. Ib ist eine Draufsicht auf das freie, untere den konzentrisch ausgerichteten Schutzgasstrom die Ende des glockenartigen Teils 2 mit den eingeschraubvorgesehene Aufschweißstelle gegenüber der Außenat- 65 ten Massefüßen 3 dargestellt. In einen im Querschnitt mosphäre abgeschirmt ist und dadurch irgendwelche halbkreisförmigen Ausschnitt 25 (siehe F i g. 5 und 6) ist Reaktionen mit Luft unterbunden und verhindert sind. ein Stutzen 5 eingesetzt, an den eine nicht näher darge-Da die Zufuhr des Schutzgases von der Bolzen- stellte Leitung zur Zuführung von Schutzgas anschließ-

bar ist. In den F i g. 3a bis 5 sind zwei Ausführungsformen des glockenartigen Teils 2 im einzelnen dargestellt.

Hierbei unterscheiden sich die F i g. 3a und 4a sowie die Fig-3b und 4b im wesentlichen nur durch die in dem glockenartigen Teil 2 ausgebildeten Kanäle 6 bw. 6'. In der ersten, in den Fig.3a und 3b dargestellten Ausführungsform sind in einer im Inneren des glockenförmigen Teils 2 vorgesehenen, horizontal verlaufenden Ringfläche 27 in gleichem Winkelabstand voneinander eine Anzahl Bohrungen ausgebildet, weiche die Kanäle 6 zur Zuführung von Schut7gas bilden und deren Achsen jeweils parallel zu der Mittelachse des glockenartigen Teils 2 verlaufen. 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 giockenartigen 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 Aufschweißstelle 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 Form von Ringsegmenten auf, v/obei 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 Ringfläche 27 abgewandten Ende sind die Kanäle 6' entsprechend den Kanälen 6 in den Fig.3a und 3b ausgebildet, um einen ähnlich konzentrisch ausgerichteten Schutzgasstrom zu erhalten, '.vie bei der ersten Ausführungsform. Bei beiden Ausführungsformen sind die

ίο sKanäle 6 bzw. 6' in dem mittleren zylindrischen, verhältnismäßig dickwandigen Bereich des glockenartigen (Teils 2 ausgebildet. In den F i g. 3a bis 4b ist ferner der !pistolensei'tige, ringförmige Abschnitt 21 mit den Bohrungen 24 für die Befestigungsschrauben zu erkennen.

J5 In Fig.5 ist eine Draufsicht auf das freie, dem prundmetall zugewandte Ende des glockenartigen Teils wiedergegeben, während in Fig.6 ein Teil einer Schnittansicht, entlang der Linie VI-VI in F i g. 5 dargestellt ist. In dieser Schnittansicht ist der halbkreisförmige Einschnitt 25 sowie ein Einlaß 26 in dem ringförmigen Abschnitt 21 des glockenartigen Teils 2 dargestellt. Ferner ist ein Teil der Kanäle 6 bzw. 6' zu erkennen.

Zum Aufschweißen von Stahlstiften, -bolzen, -nägeln u. ä. auf Stahl, insbesondere auf V2A-Stahl eignen sich als Schützgase die beispielsweise auch beim Lichtbogenschweißen verwendeten Schutzgase, wie Helium, Argon oder CO2 oder aber auch Mischgase aus den vorgenannten Gasen, wie beispielsweise das sogenannte Korgongas.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Boizenschweißpistoie mit einem Schweißkolben mit Spannmutter zum Einspannen eines Bolzenhalters und mit einem vorne an der Bolzenschweißpistole 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 freiem Ende und zu dessen Mittelachse hin so ausgerichtet sind, daß der Schutzgasstrom an der Stelle auf ein Grundmetall (4) auftriffi, wo ein Bolzen oder Stift aufzuschweißen ist.

2. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindeste;« zwei zur Mittelachse hin ausgerichtete Kanäle (6') in dem Mittenteil des glockenartigen Teils (2) ausgebildet sind, die im 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 Winkelabstand voneinander mindestens drei Massefüße (3) angebracht sind, mittels welchen ein vorbestimmter Abstand zwischen dem freien, zylindrischen Ende (22) des glockenartigen Teils (2) und dem Grundmetall (4) eingehalten ist

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

6. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenartige Teil (2) so an der Bolzenschweißpistole (1) ausbracht 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