DE29505613U1

DE29505613U1 - Device for welding welding elements

Info

Publication number: DE29505613U1
Application number: DE29505613U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2005-04-01

Description

Vorrichtung zum Anschweißen von SchweißelementenDevice for welding welding elements

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen von Schweißelementen mit einer Schweißelementehalteeinrichtung zur Aufnahme eines zu verschweißenden Elements.The invention relates to a device for welding welding elements with a welding element holding device for receiving an element to be welded.

Eine derartige Bolzenschweißvorrichtung kann z.B. eine Bolzenschweißpistole sein und dient zur nicht lösbaren Befestigung metallischer Bolzen auf metallischen Flächen. Bolzen und Fläche sind elektrisch leitend und werden mittels eines Lichtbogens miteinander verschweißt.Such a stud welding device can be, for example, a stud welding gun and is used for the permanent fastening of metal studs to metal surfaces. The studs and surface are electrically conductive and are welded together using an arc.

Bei bekannten Vorrichtungen müssen die zu verschweißenden Bolzen zumindest eine durchgehende Stirnfläche aufweisen, die mit einer Haltefläche kontaktiert und dann angeschweißt werden. Dadurch können nur massive Bolzen sicher verschweißt werden. Rohrförmige Elemente weisen eine ringförmige Kontaktfläche auf und können mit einer derartigen Vorrichtung aufgrund des Fehlens einer ebenen Fläche nicht sicher verschweißt werden.In known devices, the bolts to be welded must have at least one continuous end face, which is contacted with a holding surface and then welded on. As a result, only solid bolts can be welded securely. Tubular elements have an annular contact surface and cannot be welded securely with such a device due to the lack of a flat surface.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bolzenschweißvorrichtung anzugeben, die es erlaubt, Elemente mit einem Hohlquerschnitt sicher anzuschweißen.The object of the present invention is to provide a stud welding device that allows elements with a hollow cross-section to be welded securely.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Halteeinrichtung von einer Spule ringförmig umgeben ist, der über jeweilige Anschlüsse ein Strom zugeführt wird, Übertragungsmittel vorgesehen sind, die das von der Spule erzeugte magnetische Feld an das zu verschweißende Schweißelement übertragen, wobei die Übertragungsmittel die Spule ringförmig umgeben und im Bereich zwischen der Spule und dem Schweißelement halbkugelschalenförmig ausgebildet sind, wobei die halbkugelschalenförmige Ausbildung der Übertragungsmittel eine zentrale kreisförmige Aussparung aufweist, durch die das Schweißelement in die Schweißelementehalteeinrichtung eingeführt werden kann und das magnetische Feld über die durch die Aussparung gebildete ringförmige Fläche an das Schweißelement übertragen wird.This object is achieved in that the holding device is surrounded by a coil in a ring shape, to which a current is supplied via respective connections, transmission means are provided which transmit the magnetic field generated by the coil to the welding element to be welded, the transmission means surrounding the coil in a ring shape and being designed in the shape of a hemispherical shell in the area between the coil and the welding element, the hemispherical shell-shaped design of the transmission means having a central circular recess through which the welding element can be inserted into the welding element holding device and the magnetic field is transmitted to the welding element via the ring-shaped surface formed by the recess.

Vorteil der Vorrichtung ist es, daß die Vorrichtung einen ringförmiges Magnetfeld auf das Schweißelement überträgt, wodurch die ringförmige Querschnittsfläche sicher verschweißt werden kann.The advantage of the device is that it transmits a ring-shaped magnetic field to the welding element, whereby the ring-shaped cross-sectional area can be safely welded.

Die Übertragungsmittel sind durch ihren halbkugelschalen förmigen ausgebildeten Teil besonders geeignet, das durch die Spule erzeugte magnetische Feld mit besonders hohem Wirkungsgrad an das Schweißelement zu übertragen. Verluste werden durch die besondere Ausgestaltung der Übertragungsmittel weitgehend vermieden.The transmission means are particularly suitable for transmitting the magnetic field generated by the coil to the welding element with a particularly high degree of efficiency due to their hemispherical shell-shaped part. Losses are largely avoided thanks to the special design of the transmission means.

Die Übertragungsmittel können kostengünstig aufgebaut werden, indem sie zweigeteilt sind. Der erste die Spule umgebende Teil kann dann z.B. aus kostengünstigem einfachem Stahl gefertigt sein und lediglich der halbkugelschalen förmige Teil ist dann aus ferromagnetische!!! Material gefertigt. The transmission means can be constructed inexpensively by dividing them into two parts. The first part surrounding the coil can then be made from inexpensive, simple steel, for example, and only the hemispherical shell-shaped part is made from ferromagnetic material.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Schweißelementehalterung rohrförmig ausgebildet sein und eine Einlaßöffnung zur Zuführung von Schutzgas in bekannter Weise aufweisen. In a further embodiment, the welding element holder can be tubular and have an inlet opening for supplying protective gas in a known manner.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einer ein Ausführungsbeispiel zeigender Figur näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a figure showing an embodiment.

Mit 1 ist ein oberes Element der Schweißelementehalterung bezeichnet. An dieses schließt sich ein unteres Element 2 an, welches an seinem dem Element 1 gegenüberliegenden Ende in bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß es ein Schweißelement 10 aufnehmen und während des Schweißvorgangs halten kann. Dazu kann das Ende des Elements 2 z.B. eine Klemmvorrichtung aufweisen.An upper element of the welding element holder is designated with 1. This is followed by a lower element 2, which is designed in a known manner at its end opposite element 1 in such a way that it can accommodate a welding element 10 and hold it during the welding process. For this purpose, the end of element 2 can have a clamping device, for example.

Um das obere Drittel des Elements 2 der Schweißelementehalterung ist radial eine Spule 5 angeordnet. Die Spule 5 weist Spulenanschlüsse 11 auf, die aus der Vorrichtung durch entsprechende Aussparungen herausragen und mit entsprechenden Anschlüssen einer nicht näher dargestellten Ver- sorgungseinheit, z.B. von einer Schweißpistole, verbunden sind. Die Spule 5 ist von Übertragungsmitteln umgeben, die aus einer ersten wannen- bzw. topfförmigen Einheit 4 und ei- ner halbkugelschalenförmigen zweiten Einheit 3 Fedformen gebildet werden. Die Einheit 4 umschließt die Spule 5 derart, daß ihre wannenförmige Öffnung in Richtung einer metallischen Fläche 13 zeigt, auf der das Schweißelement verschweißt werden soll. An den nach unten zeigenden Rand des wannenförmigen Elements 4 schließt sich das zweite halbkugelschalenförmige Element 3 an, welches eine zentral angeordnete Öffnung 14 aufweist, durch die das Schweißelement 10 auf die Schweißelementehalterung 1, 2 aufgesetzt werden kann. Zwischen Spule 5 und wannenförmiger Öffnung des Elements 4 ist eine Abdeckscheibe 6 angeordnet,die auch eine mechanische Haltefunktion ausüben kann. Die gesamteA coil 5 is arranged radially around the upper third of the element 2 of the welding element holder. The coil 5 has coil connections 11 which protrude from the device through corresponding recesses and are connected to corresponding connections of a supply unit (not shown in detail), e.g. of a welding gun. The coil 5 is surrounded by transmission means which are formed from a first trough- or pot-shaped unit 4 and a hemispherical shell-shaped second unit 3. The unit 4 encloses the coil 5 in such a way that its trough-shaped opening points in the direction of a metallic surface 13 onto which the welding element is to be welded. The second hemispherical shell-shaped element 3 is connected to the downward-facing edge of the trough-shaped element 4 and has a centrally arranged opening 14 through which the welding element 10 can be placed onto the welding element holder 1, 2. A cover plate 6 is arranged between the coil 5 and the trough-shaped opening of the element 4, which can also perform a mechanical holding function. The entire

derart gebildete Anordnung ist von einem nicht magnetischen Gehäuse 8, welches gleichzeitig als Systemträger dient umgeben. Zwischen diesem Gehäuse 8 und der metallischen Fläche 13 kann noch ein Stützring 7 angeordnet sein.The arrangement formed in this way is surrounded by a non-magnetic housing 8, which simultaneously serves as a system carrier. A support ring 7 can also be arranged between this housing 8 and the metallic surface 13.

Unter halbkugelförmig wird ein Querschnitt verstanden, der im wesentlichen einer Halbschale einer Hohlkugel entspricht. Aus fertigungstechnischen Gründen ist ein kreisrunder Querschnitt besonders vorteilhaft. Es kann aber auch zweckmäßig sein, daß die Halbschalen eine Parabel oder Hyperbelform aufweisen. Wesentlich erscheint, daß keine Kanten oder Ecken im Querschnitt vorhanden sind.Hemispherical is understood to mean a cross-section that essentially corresponds to the half shell of a hollow sphere. For manufacturing reasons, a circular cross-section is particularly advantageous. However, it can also be practical for the half shells to have a parabolic or hyperbolic shape. It seems essential that there are no edges or corners in the cross-section.

Der Querschnitt kann konstant oder wie im dargestellten Beispiel sich auf die Öffnung zu allmählich verjüngend ausgebildet sein.The cross-section can be constant or, as in the example shown, gradually tapering towards the opening.

Das obere Element 1 weist des weiteren einen Anschluß 9 auf, der mit dem hohlen Inneren der rohrförmigen Schweißelementehalterung 1, 2 in Verbindung steht. Diesem Anschluß kann Schutzgas zugeführt werden.The upper element 1 further comprises a connection 9 which is connected to the hollow interior of the tubular welding element holder 1, 2. Shielding gas can be supplied to this connection.

Für den Schweißvorgang wird ein Schweißelement 10, z.B. eine Buchse, ein Rohrstück oder dergleichen durch die Öffnung 14 auf die Schweißelementehalterung 2 aufgesetzt. Die gesamte Anordnung wird dann auf die metallische Fläche 13 an der Stelle aufgesetzt, an der das Schweißelement mit der metallischen Fläche verbunden werden soll. Über entsprechende nicht dargestellte Betätigungselemente wird dann der Spule 5 über deren Anschlüsse 11 ein Strom zugeführt. Die Spule 5 erzeugt dann ein magnetisches Feld, welches über die durch die Elemente 3 und 4 gebildeten Übertragungsmittel auf das Schweißelement 10 übertragen werden. Diese Übertragung auf das Schweißelement 10 findet dann schließlich an der durch die Öffnung 14 gebildeten Randfläche 12 des kugelförmigen Elements 3 statt.For the welding process, a welding element 10, e.g. a bushing, a piece of pipe or the like, is placed through the opening 14 onto the welding element holder 2. The entire arrangement is then placed on the metal surface 13 at the point where the welding element is to be connected to the metal surface. A current is then supplied to the coil 5 via its connections 11 via corresponding actuating elements (not shown). The coil 5 then generates a magnetic field, which is transferred to the welding element 10 via the transmission means formed by the elements 3 and 4. This transfer to the welding element 10 then finally takes place at the edge surface 12 of the spherical element 3 formed by the opening 14.

Die Schweißelementehalterung 1, 2 ist derart ausgebildet, daß ihre gesamte Länge an die Länge des Schweißelements angepaßt ist, so daß eine optimale Lage der Randfläche 12 gegenüber dem Schweißelement 10 gewährleistet ist. Dies kann durch austauschbare Elemente 3 verschiedener Längen oder durch ein mechanisch in Längsrichtung verstellbares Element 2 ermöglicht werden.The welding element holder 1, 2 is designed in such a way that its entire length is adapted to the length of the welding element, so that an optimal position of the edge surface 12 relative to the welding element 10 is ensured. This can be made possible by interchangeable elements 3 of different lengths or by an element 2 that is mechanically adjustable in the longitudinal direction.

Die halbkugelschalenförmige Ausgestaltung des Elements 3 gewährleistet einen optimalen magnetischen Fluß und eine Übertragung der erzeugten magnetischen Feldlinien auf das Schweißelement 10 mit hohem Wirkungsgrad und somit geringen Verlusten. Durch eine derartige Anordnung kann eine optimale radiale geformte Schweißnaht gewährleistet werden.The hemispherical shell-shaped design of the element 3 ensures an optimal magnetic flux and a transfer of the generated magnetic field lines to the welding element 10 with high efficiency and thus low losses. Such an arrangement can ensure an optimal radially shaped weld seam.

Es kann das wannenförmige Element auch aus kostengünstigem elektrisch leitenden Material,wie z.B. Stahl, gefertigt sein, da es einen genügend großen Abstand zum Schweißelement 10 aufweist.The trough-shaped element can also be made of inexpensive electrically conductive material, such as steel, since it has a sufficiently large distance from the welding element 10.

Claims

1. Device for welding welding elements with a welding element holding device for holding an element to be welded,

characterized in that

the holding device (1, 2) is surrounded by a coil (5) in a ring shape, which is connected via respective connections

(11) a current is supplied,

Transmission means (3, 4) are provided which transmit the magnetic field generated by the coil (5) to the welding element (10) to be welded, wherein the transmission means (3, 4) surround the coil (5) in a ring-like manner and are formed in the shape of a hemispherical shell in the area between the coil (5) and the welding element (10), wherein the hemispherical shell-like design of the transmission means (3) has a central circular recess (14) through which the welding element (10) can be introduced into the welding element holding device (1, 2) and the magnetic field can be transmitted via the ring-shaped surface formed by the recess (14)

(12) is transferred to the welding element (10).

·;&igr;·;&igr;

2. Device according to claim 1, characterized in that the holding device (1, 2) is made entirely of ferromagnetic material.

3. Device according to claim 1, characterized in that the holding device (1, 2) in the region of the magnetic field lines emanating from the coil (5) is made of metal, in particular steel, and the remaining part is made of non-magnetic material.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is encased in non-magnetic material (7, 8).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the welding element holding device (1, 2) is tubular and has a connection opening (9) for supplying protective gas.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hemispherical shell shape is based on a circular hollow sphere.

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hemispherical shell shape is based on a parabolic or hyperbolic shape.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the hemispherical shell is constant.

9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cross section of the hemispherical shell tapers continuously towards the central passage opening.