DE3242383C1 - Stud holder for welding studs - Google Patents
Stud holder for welding studsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Bolzenhalter für Schweißbolzen, die zum Aufschweißen auf ein Werkstück zwischen wenigstens zwei auseinander spreizbaren Haltebacken des Bolzenhalters gehalten sind. The invention relates to a stud holder for welding studs which are to be welded onto a workpiece are held between at least two spreadable holding jaws of the bolt holder.
Derartige Bolzenhalter sind grundsätzlich bekannt. Da der Schweißstrom über einen solchen Bolzenhalter fließt, sollte er eine gute elektrische Leitfähigkeit haben. Es ist daher üblich, einen solchen Bolzenhalter aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit wie einer Kupfer-Legierung herzustellen. Da außerdem eine gute mechanische Abriebfestigkeit wünschenswert ist, ist es auch bekannt/einen solchen Bolzenhalter aus einer härtbaren Beryllium-Bronze herzustellen.Such stud chucks are known in principle. Because the welding current goes through such a stud chuck flows, it should have good electrical conductivity. It is therefore common to use such a stud chuck a material with good electrical conductivity such as a copper alloy. Since there is also a good mechanical abrasion resistance is desirable, it is also known / such a stud chuck from a Manufacture hardenable beryllium bronze.
Die bekannten Bolzenhalter werden jedoch noch nicht unter allen Einsatzbedingungen den gestellten Anforderungen in idealer Weise gerecht.However, the known stud chucks are not yet provided under all operating conditions Ideally meet requirements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bolzenhalter der eingangs näher genannten Art zu schaffen, welcher bei besonders zuverlässiger und praktisch wartungsfreier Arbeitsweise außerordentlich hohe Standzeiten gewährleistet.The invention is based on the object of providing a stud chuck of the type specified in the introduction create, which is extraordinary with a particularly reliable and practically maintenance-free operation long service life guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß diejenigen Halteflächen der Haltebacken des Bolzenhalters, welche mit einem zur Schweißung positionierten Schweißbolzen in Berührung stehen, aus einem Material gebildet sind, welches erhebliche Anteile von Wolfram aufweist.To solve this problem, the invention provides that those holding surfaces of the holding jaws of the Stud holder, which are in contact with a welding stud positioned for welding a material are formed which has significant proportions of tungsten.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß überraschend hohe Anzahlen von Schweißvorgängen durchgeführt werden können, ohne daß der erfindungsgemäße Bolzenhalter Verschleißspuren erkennen läßt. Es sind mit dem erfindungsgemäßen Bolzenhalter Standzeiten erreichbar, die um die bisher bekannten Standzeiten mindestens um eine Größenordnung hinausgehen.According to the invention, the main advantage can be achieved that surprisingly high numbers of Welding operations can be carried out without the stud holder according to the invention showing signs of wear reveals. With the stud chuck according to the invention, tool life can be achieved that is around the previous known service lives go beyond at least an order of magnitude.
Das gemäß der Erfindung im Kopf des Bolzenhalters verwendete Material verfügt nicht nur über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, sondern weist zugleich auch eine derart große Härte auf, daß neben einer einwandfreien Funktion auch dann außerordentlich hohe Standzeiten erreicht werden können, wenn Schweißbolzen verarbeitet werden, an deren Schaft ein Profil vorhanden ist, welches scharfkantige Randbereiche aufweist, wie es sehr häufig der Fall ist.The material used in the head of the stud holder according to the invention does not only have one excellent electrical conductivity, but also has such a great hardness that besides a flawless function, extraordinarily long service lives can be achieved if Welding studs are processed, on the shaft of which there is a profile, which has sharp-edged edge areas as it is very often the case.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung der überraschende Vorteil erreicht, daß die bei bekannten Bolzenhaltern gefürchteten Verunreinigungen nicht auftreten, welche davon herrühren, daß sich am Kopf eines Bolzenhalters beim Schweißvorgang wegspritzendes Material ansetzt. Derartige Ansätze von Material am Kopf eines Bolzenhalters erfordern entweder einen kaum tragbaren Reinigungs- oder Wartungsaufwand und/oder führen dazu, daß die Bolzenhalter häufig ausgewechselt werden müssen.Furthermore, according to the invention, the surprising The advantage achieved is that the impurities feared in known bolt holders are not occur which result from the fact that the head of a stud chuck splashes away during the welding process Material starts. Such approaches of material on the head of a stud chuck require either one hardly portable cleaning or maintenance costs and / or lead to the fact that the stud chuck frequently need to be replaced.
Bei dem erfindungsgemäßen Bolzenhalter treten derartige Verunreinigungen durch Ansätze von Material, welches beim Schweißvorgang von der Schweißstelle weggeschleudert wird, praktisch nicht auf. Dieser überraschende Vorteil ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß das gemäß der Erfindung verwendete Material einen außerordentlich hohen SchmelzpunktIn the case of the stud chuck according to the invention, such impurities occur through deposits of material, which is thrown away from the welding point during the welding process, practically does not appear. This The surprising advantage is presumably due to the fact that that used according to the invention Material has an extraordinarily high melting point
aufweist.having.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgenstandes sieht vor, daß das gemäß der Erfindung verwendete Material auch an denjenigen Stellen am Kopf des Bolzenhalters vorhanden ist, an welchen beim Schweißvorgang weggeschleuderte Materialpartikeln auftreffen können.An advantageous embodiment of the subject matter of the invention provides that the material used according to the invention also at those points on Head of the stud holder is present, on which material particles thrown away during the welding process can hit.
In den meisten Anwendungsfällen ist es jedoch ausreichend, wenn die Anordnung derart getroffen ist, die Halteflächen aus einem an den Haltebacken jeweils angebrachten Belag gebildet sind.In most applications, however, it is sufficient if the arrangement is made in such a way that the holding surfaces are formed from a covering attached to each of the holding jaws.
Dabei sieht die Erfindung vorzugsweise vor, daß der Belag an den Haltebacken angelötet ist.The invention preferably provides that the covering is soldered to the holding jaws.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß '5 der Belag aus einer Buchse gebildet ist, die in den Zwischenräumen zwischen einzelnen Haltebacken geschlitzt ist.'A particularly advantageous embodiment of the subject invention is characterized in that 'the lining is formed by a bush 5, which is slotted in the spaces between the individual holding jaws.'
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgenstandes ist vorgesehen, daß bei vier auf dem Umfang eines Kreises äquidistant angeordneten Haltebacken eine kreiszylindrische Buchse entlang der Innenumfangsfläche der die Haltebacken bildenden Zylinderfläche hart angelötet angeordnet ist und daß die Haltebackenanordnung mit auseinander spreizbaren Haltebacken durch Kreuzschlitze gebildet ist.According to an advantageous development of the subject matter of the invention it is provided that with four on the Circumference of a circle equidistantly arranged holding jaws a circular cylindrical socket along the Inner circumferential surface of the cylinder surface forming the holding jaws is arranged hard soldered and that the Holding jaw assembly is formed with spreadable holding jaws by cross slots.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß das erhebliche Anteile von Wolfram aufweisende Material eine Wolfram-Legierung ist, bei welcher der Hauptlegierungsbestandteil aus Wolfram besteht und jeweils einige Prozent Kupfer und Nickel vorhanden sind. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß das Material ein Sintermaterial ist. Eine besonders günstige gerätetechnische Ausbildung des Erfindungsgenstandes sieht vor, daß die Halteflächen auf einer Innenumfangsfläche eines Zylinders angeordnet sind, der einen Durchmesser hat, welcher mindestens gleich dem Durchmesser ist, welcher einen sich zu den Halteflächen hin verjüngende Bolzen-Zuführuhgsfläche in ihrem an die Halteflächen angrenzenden Bereich aufweist. Dabei läßt sich vorzugsweise die Anordnung derart treffen, daß die Halteflächen auf einem geringfügig größeren Durchmesser angeordnet sind als der an die Halteflächen angrenzende Bereich der Bolzen-Zuführungsfläche. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß auch nach längerem Gebrauch, nachdem die Bolzen-Zuführungsfläche einem Verschleiß unterliegt, die Schweißbolzen ohne Überwindung einer Schwelle in ihre Schweißposition laufen können.Another advantageous embodiment of the subject matter of the invention is characterized by the fact that the material containing considerable amounts of tungsten is a tungsten alloy in which the main alloy component consists of tungsten and some at a time Percent copper and nickel are present. It can preferably be provided that the material is a Sintered material is. A particularly favorable device-related design of the subject matter of the invention provides that the holding surfaces are arranged on an inner peripheral surface of a cylinder having a diameter which is at least equal to the diameter which tapers towards the holding surfaces Has bolt-Zuführuhgsfläche in their adjoining the holding surfaces area. It can be preferably make the arrangement such that the holding surfaces on a slightly larger diameter are arranged as the area of the bolt feed surface adjoining the holding surfaces. on this way it can be ensured that even after prolonged use after the bolt feed surface is subject to wear and tear, the welding studs into their welding position without overcoming a threshold be able to walk.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die sich verjüngende Bolzen-Zuführungsfläche in Richtung der Bolzenbewegung eine fortschreitend stärkere Verjüngung aufweist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Verjüngung in Richtung der Bolzenbewegung von einem Konuswinkel von etwa 2 Grad im vorderen Bereich bis zu einem Konuswinkel von etwa 4 Grad im rückwärtigen Bereich, der an die Halteflächen angrenzt, ansteigend ausgebildet ist. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich der wesentliche technische Fortschritt erreichen, daß die Schweißbolzen auf ihrem Weg in die zur Verarbeitung vorgesehene Position entlang der Bolzen-Zuführungsfläche im wesentlichen eine gleichförmige Reibungskraft zu überwinden haben. Je weiter ein Schweißbolzen von der Einspannstelle der Haltebacken entfernt wird, um so größer wird der Hebelarm, mit welchem die Haltebacken auseinander gespreizt werden. Außerdem ändert sich die Geometrie des Bolzenhalters, wenn beim Durchlaufen der Bolzen-Zuführungsfläche die Haltebacken fortschreitend auseinander gespreizt werden. Unter Berücksichtigung der veränderten Geometrie und der ständig zunehmenden Hebelarme kann daher bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Bolzen-Zuführungsfläche ein Schweißbolzen die Bolzen-Zuführungsfläche unter Überwindung von im wesentlichen gleichen Reibungskräften durchlaufen.A particularly advantageous embodiment of the subject matter of the invention provides that the tapered Bolt feed surface in the direction of the bolt movement a progressively stronger taper having. It is preferably provided that the taper in the direction of the bolt movement of a cone angle of about 2 degrees in the front area to a cone angle of about 4 degrees in the rear area, which adjoins the holding surfaces, is designed to rise. With such a Arrangement can achieve the essential technical progress that the welding studs on their Moved to the position intended for processing along the stud feed surface substantially have to overcome a uniform frictional force. The further a welding stud from the clamping point of the Holding jaws is removed, the larger the lever arm with which the holding jaws apart be spread. In addition, the geometry of the stud holder changes when passing through the stud feed surface the holding jaws are progressively spread apart. Under consideration of changed geometry and the constantly increasing lever arms can therefore with the invention Formation of the stud feed surface a welding stud overcoming the stud feed surface traversed by essentially equal frictional forces.
Gemäß der Erfindung wird die Technik vor allem dadurch bereichert, daß an den Halteflächen des Bolzenhalters kaum ein mechanischer Verschleiß auftritt, außerdem auch nur eine außerordentlich geringe Verschmorung und/oder Verzunderung zu beobachten ist, so daß sich insgesamt bei zuverlässiger Arbeitsweise auch nach längerem Gebrauch noch sehr gute Schweiß-Ergebnisse erzielen lassen.According to the invention, the technology is particularly enriched in that on the holding surfaces of the Bolt holder hardly any mechanical wear occurs, moreover only one extraordinary low charring and / or scaling is observed, so that overall with more reliable Working method allows very good welding results to be achieved even after prolonged use.
Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, daß praktisch kein Ansatz von Materialpartikeln, die beim Schweißvorgang weggeschleudert werden, an dem gemäß der Erfindung vorgesehenen Material auftritt.Another significant advantage is that there is practically no build-up of material particles that occur when Welding process are thrown away, occurs on the material provided according to the invention.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtAn embodiment of the invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Bolzenhalter undF i g. 1 shows a longitudinal section through a stud chuck and
Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in derFIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG
Gemäß der Darstellung in den F i g. 1 und 2 weist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Bolzenhalter vier sektorartig angeordnete Haltebacken 11,12,13 und 14 auf. Durch kreuzweise angeordnete Schlitze 21 und 22, die in zueinander senkrechten Ebenen entlang der Längsmittelachse des Bolzenhalters 10 angeordnet sind, werden vier fingerartig ausgestreckte Haltebacken 11, 12, 13 und 14 gebildet, die auseinander spreizbar sind. Bei der Darstellung in der F i g. 1 ist erkennbar, daß die Haltebacken 11, 12, 13 und 14 im Bereich eines Flansches, der zur Anbringung des Bolzenhalters 10 in einer Schweißvorrichtung dient, jeweils wie eingespannte Balken befestigt sind.As shown in FIGS. 1 and 2 have a stud chuck designated in its entirety by 10 four holding jaws 11, 12, 13 and arranged like a sector 14 on. By crosswise arranged slots 21 and 22, which in mutually perpendicular planes along the Are arranged longitudinal center axis of the stud holder 10, four finger-like extended holding jaws 11, 12, 13 and 14 formed which can be spread apart. In the illustration in FIG. 1 it can be seen that the Holding jaws 11, 12, 13 and 14 in the area of a flange which is used for attaching the stud holder 10 in a welding device is used, in each case how clamped beams are attached.
Die Haltebacken 11, 12, 13 und 14 umschließen in ihrer Gesamtheit einen Hohlraum, der im wesentlichen konusartig ausgebildet ist und zur Zuführung von Schweißbolzen dient. Diese Schweißbolzen werden von derjenigen Seite des Bolzenhalters 10, welche den Flansch 20 aufweist, in den Bolzenhalter 10 eingeführt und durchlaufen den Innenraum zwischen den Haltebakken 11, 12, 13 und 14, wobei jeweils der Kopf eines Schweißbolzens an einer durch die Innenseiten der Haltebacken gebildeten Bolzen-Zuführungsfläche 19 entlang gleitet.The holding jaws 11, 12, 13 and 14 enclose in their entirety a cavity which essentially Is designed like a cone and is used to feed welding studs. These welding studs are from that side of the stud holder 10 which has the flange 20 is inserted into the stud holder 10 and pass through the interior space between the holding jaws 11, 12, 13 and 14, each head of one Welding stud on a stud feed surface 19 formed by the inner sides of the holding jaws slides along.
Wenn ein Schweißbolzen gemäß der obigen Beschreibung durch den Innenraum zwischen den Haltebacken 11, 12, 13 und 14 hindurch geführt wird, werden durch den Kopf des Schweißbolzens dieser Haltebacken auseinander gespreizt und behalten die auseinander gespreizte Stellung kurzzeitig bei, bis der Kopf des Schweißbolzens am vorderen Ende des Bolzenhalters austritt, d. h., bis der Schweißbolzen seine Schweißstellung erreicht hat. Der Schaft des Schweißbolzens wird dann im vorderen Teil des Bolzenhalters 10 durch Halteflächen 15,16,17 und 18 umfaßt, und zwar derart, daß der Schweißbolzen zwischen den noch leicht elastisch auseinander gespreizten Halteflächen 15, 16, 17 und 18 eingeklemmt ist.When a welding stud as described above through the interior space between the holding jaws 11, 12, 13 and 14 is passed through, these holding jaws are through the head of the welding stud spread apart and hold the spread position briefly until the head of the Weld stud emerges at the front end of the stud holder, d. i.e., until the welding stud is in its welding position has reached. The shaft of the welding stud is then in the front part of the stud holder 10 through Holding surfaces 15,16,17 and 18 includes, in such a way, that the welding stud between the holding surfaces 15, 16, which are still slightly elastically spread apart, 17 and 18 is pinched.
In dieser Schweißstellung, in welcher der Schaft einesIn this welding position, in which the shaft of a
Schweißbolzens zwischen den Halteflächen 15, 16, 17 und 18 eingeklemmt ist und der Kopf des Schweißbolzens über den vorderen Rand des Bolzenhalters 10 hinausragt, wird der Schweißstrom eingeschaltet, der über den Bolzenhalter 10 und den Schweißbolzen zu dem Werkstück fließt, an welchem der Schweißbolzen anzuschweißen ist.Welding stud is clamped between the holding surfaces 15, 16, 17 and 18 and the head of the welding stud protrudes beyond the front edge of the stud holder 10, the welding current is switched on, the flows via the stud holder 10 and the welding stud to the workpiece on which the welding stud is to be welded.
Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, daß diejenigen Halteflächen 15,16,17 und 18, mit denen der Schaft des Schweißbolzens beim Schweißvorgang in Berührung ist, erheblichen mechanischen und elektrischen Belastungen ausgesetzt ist. Die mechanischen Belastungen ergeben sich vor allem dadurch, daß der Schaft eines Schweißbolzens sehr häufig ein Profil aufweist, welches in seinem Umfangsbereich scharfkantige Ränder hat.From the above explanations it can be seen that those holding surfaces 15,16,17 and 18 with which the The shaft of the welding stud is in contact during the welding process, considerable mechanical and electrical Is exposed to loads. The mechanical loads result mainly from the fact that the The shaft of a welding stud very often has a profile which is sharp-edged in its peripheral area Has margins.
Die in den F i g. 1 und 2 deutlich sichtbaren Halteflächen 15,16,17 und 18 sind aus einer Buchse aus einer gesinterten Wolfram-Legierung gebildet, indem die Buchse zunächst in eine entsprechende Ausnehmung im Bolzenhalter 10 hart eingelötet und anschließend durch die Schlitze 21 und 22 aufgeschlitzt wurde. Es verbleiben dann die insbesondere aus der Fig.2 deutlich erkennbaren Halteflächen 15,16,17 und 18 die mit den Haltebacken 11,12,13 bzw. 14 jeweils verlötet sind.The in the F i g. 1 and 2 clearly visible retaining surfaces 15, 16, 17 and 18 are made from a socket A sintered tungsten alloy is formed by first inserting the socket into a corresponding recess brazed in the stud holder 10 and then slit through the slots 21 and 22. It The holding surfaces 15, 16, 17 and 18, which can be clearly seen in particular from FIG. 2, then remain soldered to the holding jaws 11, 12, 13 and 14 respectively are.
Es könnten die Halteflächen, die aus dem vorgesehenen Material bestehen, mit den Haltebacken auch verklebt oder durch eine formschlüssige Anordnung verbunden sein. .The holding surfaces, which consist of the intended material, could also be used with the holding jaws glued or connected by a form-fitting arrangement. .
Es kommt entscheidend darauf an, daß diejenigen Flächenbereiche, welche im Kopf des Bolzenhalters 10 mit dem Schaft eines Schweißb'olzens beim Schweißvorgang in Berührung stehen, aus dem angegebenen Material bestehen, welches vorzugsweise eine gesinterte Wolfram-Legierung ist.It is crucial that those surface areas which are in the head of the bolt holder 10 with the shank of a welding stud during the welding process are in contact, consist of the specified material, which is preferably a sintered Tungsten alloy is.
Es kann auch der gesamte stirnseitige Bereich des Bolzenhalters aus dem Wolfram-Material bestehen, so daß derjenige Flächenbereich aus dem Wolfram-Material gebildet ist, welcher der Gefahr ausgesetzt ist, daß beim Schweißvorgang weggeschleuderte Partikeln dort auftreffen.The entire end-face area of the stud holder can also consist of the tungsten material, see above that that surface area is formed from the tungsten material which is exposed to the risk that Particles thrown away during the welding process strike there.
Aus der Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß der im wesentlichen sich vom Flansch 20 zu den Halteflächen 15, 16, 17 und 18 hin verjüngende Innenraum, welcher von der Bolzen-Zuführungsfläche 19 umschlossen wird, zunächst nur schwach konisch und schließlich stärker konisch ausgebildet ist. In der Nähe des Flansches 20 verjüngt sich der Innenraum mit einem Konus-Winkel von etwa zwei Grad, und in demjenigen Bereich des Innenraumes, welcher an die Halteflächen 15,16,17 und 18 angrenzt, beträgt der Konuswinkel etwa vier Grad. Es kann die Verjüngung entweder kontinuierlich anwachsen oder auch abgestuft vergrößert sein. Da beim Durchlaufen eines Schweißbolzens, während also der Kopf dieses Schweißbolzens die Haltebacken 11,12, 13 und 14 auseinander spreizt, der Hebelarm des Kraftangriffspunktes ständig anwächst, ergeben sich für die Reibungskräfte und somit für die Bewegungsdynamik des Schweißbolzens bei der in der F i g. 1 dargestellten Anordnung besonders günstige Verhältnisse. From Fig. 1 it can also be seen that the im substantially tapering interior space from the flange 20 to the holding surfaces 15, 16, 17 and 18, which is enclosed by the bolt feed surface 19, initially only slightly conical and finally stronger is conical. In the vicinity of the flange 20, the interior tapers with a cone angle of about two degrees, and in that area of the interior which is attached to the holding surfaces 15,16,17 and 18, the cone angle is about four degrees. It can be tapering either continuously grow or be enlarged in stages. As when going through a welding stud, while so the head of this welding stud the retaining jaws 11, 12, 13 and 14 spreads apart, the lever arm of the force application point constantly grows, result for the frictional forces and thus for the dynamics of movement of the weld stud in the case of the FIG. 1 arrangement shown particularly favorable conditions.
Natürlich können auch abweichend von der Darstellung in der Zeichnung eine kleinere oder größere Anzahl von Haltebacken verwendet werden.Of course, a smaller or larger one can also deviate from the representation in the drawing Number of holding jaws are used.
Es kann auch die geometrische Form der Halteflächen ebenso wie die Anbringung des vorgesehenen Materials den Gegebenheiten des Einzelfalls durch entsprechende Abwandlungen angepaßt werden.It can also be the geometric shape of the holding surfaces as well as the attachment of the intended Material can be adapted to the circumstances of the individual case by appropriate modifications.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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