DE29910229U1

DE29910229U1 - Schweißbolzen mit elliptischem Schweißflansch

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Publication number: DE29910229U1
Application number: DE29910229U
Authority: DE
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2009-06-12
Also published as: WO2000076710A1

Description

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Emhart Inc. 10. Juni 1999

E41473 KA/HL13

Schweißbolzen mit elliptischem Schweißflansch

Die Erfindung betrifft einen Schweißbolzen mit einem freien Ende und einem Kopf, die jeweils eine Stirnfläche des Schweißbolzens ausbilden, wobei der Kopf einen Schweißflansch aufweist.

Solche Schweißbolzen werden in vielen Bereichen, insbesondere in der Automobilindustrie als Befestigungselemente eingesetzt. Sie werden an ihrer Kopfseite mit einer Struktur verschweißt, so daß an dem freien Ende andere Bauteile befestigt werden können. Meist weist das freie Ende eine Außenstruktur auf, die dem Bolzen insbesondere eine Ähnlichkeit mit einem Tannenbaum gibt, weshalb diese auch den Namen Tannenbaumbolzen erhielten. Befestigt werden solche Schweißbolzen vorzugsweise nach dem Hubzündungsverfahren, bei dem durch kurze Berührung des Bolzens mit der Struktur ein Lichtbogen gezündet wird, der dann beim Abheben des Bolzens von der Struktur weiterbrennt und Struktur und Anschweißflansch des Bolzens aufschmilzt. In diese Schmelze wird der Bolzen dann wieder abgesenkt, so daß bei der Erstarrung der Schmelze eine sehr haltbare Schweißverbindung entsteht.

Je nach Größe der Kräfte und Drehmomente, die diese Schweißverbindung übertragen muß, wird nach dem Stand der Technik am Kopf des Bolzens der Schweißflansch mit einem entsprechend großen Durchmesser ausgebildet.
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Allerdings treten hierbei mitunter Probleme dergestalt auf, daß bei großen Durchmessern auch große Ströme zum Schweißen benötigt werden, was, insbesondere bei Verschweißungen auf Dünnblech, d.h. bei Blechen mit einer Dicke kleiner 1

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mm, insbesondere mit einer Dicke kleiner/gleich 0,75 mm, zu einer unerwünschten Anzahl und/oder Größe von Poren in der Fügezone fuhren kann.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß der Strom nicht gleichmäßig durch die Randbereiche des Flansches fließt, so daß diese nicht zuverlässig verschweißt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schweißbolzen zur Verfugung zu stellen, der deutlich sicherer und porenärmer, vorzugsweise auf Dünnblech, verschweißt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Schweißbolzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Schweißbolzen mit einem freien Ende und einem Kopf, die jeweils eine Stirnfläche des Schweißbolzens ausbilden, weist einen am Kopf ausgebildeten Schweißflansch auf, welcher eine im wesentlichen elliptische Geometrie mit einer Hauptachse und einer Nebenachse hat.

Durch die Änderung der Schweißflanschgeometrie gegenüber dem Stand der Technik zu einer im wesentlichen elliptischen Geometrie ergibt sich beim Schweißvorgang eine günstigere nicht rotationssymmetrische Stromverteilung und eine nicht rotationssymmetrische Schmelze, wodurch der Schweißbolzen in vorteilhafter Weise deutlich porenärmer, insbesondere auf Dünnblech, verschweißbar ist. Durch die höhere Qualität der Schweißverbindung ergeben sich durch die elliptische Form keine Nachteile in Bezug auf die übertragbaren Drehmomente, da diese im wesentlichen von Länge der Hauptachse abhängen.

Erfindungsgemäß bevorzugt beträgt das Verhältnis von Hauptachse zur Nebenachse 10 zu 6 bis 9.

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Besonders gute Schweißergebnisse ließen sich bei einem bevorzugten Verhältnis von Hauptachse zur Nebenachse von etwa 10 zu 8 erzielen.

Ein weiter verbessertes Schweißergebnis konnte bei einem Schweißbolzen mit einem etwa parallel zu seiner Nebenachse seitlich kupierten Schweißflansch erzielt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Schweißbolzen in der Vorderansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht der Geometrie eines unkupierten Schweißflansches; und
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Fig. 3 eine Draufsicht der Geometrie eines kupierten Schweißflansches.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schweißbolzen 1 in der Vorderansicht. Der Schweizbolzen 1 mit einem freien Ende 2, welches insbesondere eine Gewinde, vorzugsweise eine tannenbaumähnliche Außenstruktur 11 aufweisen kann, und einem Kopf 3, die jeweils eine Stirnfläche 4 bzw. 5 des Schweißbolzen 1 ausbilden, hat einen zylindrischen Körper 6. Am Kopf 3 ist ein Schweißflansch 6 ausgebildet, welcher eine im wesentlichen elliptische Geometrie aufweist. Benachbart des Schweißflansches 6 in Richtung des freien Endes 2 ist zusätzlich ein Absatz 9 ausgebildet, welcher im allgemeinen wie der übrige Schweißbolzen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und als Anlage für ein an dem Schweißbolzen anzubringendes Bauteil, beispielsweise einen (nicht dargestellten) Kabelschuh oder einen Befestigungsclip, dient.
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In Fig. 2 ist in einer Draufsicht die etwa elliptische Geometrie eines unkupierten Schweißflansches 6 dargestellt. Die im wesentlichen elliptische Geometrie des Schweißflansches 6 wird im wesentlichen durch zwei senkrecht zueinander stehende Achsen 7 und 8 definiert. Die Hauptachse 7 beträgt vorzugsweise etwa 10 mm, die Nebenachse 8 etwa 8 mm.

Fig. 3 zeigt gleichfalls in der Draufsicht und unter Beibehaltung der erfindungsgemäß bevorzugten Verhältnisse von Hauptachse 7 zu Nebenachse 8 eine im wesentlichen elliptische Geometrie eines seitlich kupierten Schweißflansches 6. Die Kupierung des Seitenbereichs 10 des Schweißflansches 6 erfolgt vorzugsweise etwa parallel zu der Nebenachse 8.

Der erfindungsgemäße Schweißbolzen 1 eignet sich in vorteilhafter Weise zur qualitativ hochwertigen, reproduzierbaren und porenarmen Verschweißung von Schweißbolzen, insbesondere auf Dünnblech.

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Emhart Inc. 10. Juni 1999

E41473 KA/HL13

Bezugszeichenliste

1	Schweißbolzen
2	freies Ende
3	Kopf
4	Stirnfläche des freien Endes 2
5	Stirnfläche des Kopfes 3
6	Schweißflansch
7	Hauptachse
8	Nebenachse
9	Absatz
10	kupierter Seitenbereich
11	Außenstruktur

Claims

1. Schweißbolzen (1) mit einem freien Ende (2) und einem Kopf (3), die jeweils eine Stirnfläche (4, 5) des Schweißbolzens (1) ausbilden, wobei der Kopf (3) einen Schweißflansch (6) aufweist, welcher eine im wesentlichen elliptische Geometrie mit einer Hauptachse (7) und einer Nebenachse (8) hat.

2. Schweißbolzen (1) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis von Hauptachse (7) zur Nebenachse (8) etwa 10 zu 6 bis 9 beträgt.

3. Schweißbolzen (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Hauptachse (7) zur Nebenachse (8) etwa 10 zu 8 beträgt.

4. Schweißbolzen (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schweißflansch (6) etwa parallel zu seiner Nebenachse (8) seitlich kupiert (10) ist.

5. Schweißbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (2) eine Außenstruktur (11) aufweist, insbesondere ein Gewinde, vorzugsweise nach Art eines Tannenbaumes.

6. Schweißbolzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbolzen (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.