DE19622958C1 - Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung - Google Patents
Bolzen für Bolzenschweißen mit SpitzenzündungInfo
- Publication number
- DE19622958C1 DE19622958C1 DE1996122958 DE19622958A DE19622958C1 DE 19622958 C1 DE19622958 C1 DE 19622958C1 DE 1996122958 DE1996122958 DE 1996122958 DE 19622958 A DE19622958 A DE 19622958A DE 19622958 C1 DE19622958 C1 DE 19622958C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- face
- stud
- welding
- ignition tip
- ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0288—Welding studs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzün
dung, bestehend aus einem Bolzenschaft, dessen vordere Stirnfläche die
für die Schweißverbindung vorgesehene Schweißfläche bildet, welcher
Stirnfläche eine axial abragende Zündspitze zugeordnet ist, wobei die
Stirnfläche durch eine konzentrisch und mit Abstand zur Zündspitze an
geordnete Ringstruktur zur Minimierung einer beim Schweißvorgang auf
tretenden Blaswirkung strukturiert ist.
Bolzen für Bolzenschweißen, sogenannte Schweißbolzen, sind
beispielsweise aus der DIN 32 501 Teil 1 in der Ausgabe 04.75 vom Juli
1991 bekannt. Die bekannten Schweißbolzen weisen einen Bolzenschaft
auf, in den ein Außengewinde eingebracht ist. Das Außengewinde dient
zum Befestigen von Gegenständen, nachdem der Schweißbolzen stirnseitig
mit einem Werkstück verschweißt worden ist. Die Schweißbolzen werden
mit Hilfe von Bolzenschweißvorrichtungen, die entweder als Pistole oder als
Standgerät ausgebildet sind, mit dem Werkstück mittels Kondensator-
Entladungsschweißen verschweißt. Die von der Stirnfläche des
Schweißbolzens abragende Spitze dient dabei zum Zünden eines
Lichtbogens zwischen dem Schweißbolzen und dem Werkstück, wobei
sowohl die Stirnfläche des Schweißbolzens als auch das angrenzende
Material des Werkstückes verflüssigt wird. In dieses Schweißbad wird dann
der Schweißbolzen eingetaucht. Nach dem Erhärten des flüssigen Metalls
ist der Schweißvorgang beendet.
Damit der zwischen der Zündspitze und dem Werkstück entstehende
Lichtbogen gleichmäßig die gesamte Stirnfläche des Schweißbolzens zum
Anschmelzen bringt, ist diese ausgehend von der Zündspitze zur
zylindrischen Umfangsfläche des Schweißbolzens hin geneigt ausgebildet.
Durch die kegelförmige Ausbildung der Stirnfläche soll eine gewisse
Zentrierung des entstehenden Lichtbogens um den Bereich der Zündspitze
herum erreicht werden.
Da bei Schweißvorgängen mittels Kondensator-Entladungsschweißen
Gleichstrom verwendet wird, unterliegt der entstehende Lichtbogen vielfach
einer unerwünschten Blaswirkung. Die Blaswirkung hat zur Folge, daß sich
der entstehende Lichtbogen nicht im kürzesten Abstand zwischen der
Stirnseite des Schweißbolzens und der Oberfläche des Werkstückes und
somit fluchtend mit der Längsachse des Schweißbolzens, sondern winklig
zur Längsachse des Schweißbolzens ausbildet. Dies führt dazu, daß nur
Teilbereiche des Werkstückes bzw. des Schweißbolzens angeschmolzen
werden, so daß nur ein einseitiges Schweißbild und somit eine
unzureichende Schweißverbindung erstellt worden ist. Derart unzureichend
befestigte Schweißbolzen weisen dann nicht ihre bestimmungsgemäße
Verbindungsfestigkeit auf.
Zur Verbesserung eines solchen Schweißbolzens ist in der DE 25 32 311 A1
ein Schweißbolzen beschrieben, der eine kegelförmige mit stumpfen
Kegelwinkel ausgebildete, ebenfalls zur Mantelfläche des Bolzenschaftes
hin ansteigende Schweißfläche aufweist, der konzentrisch und mit Ab
stand zur Zündspitze ein von der eigentlichen Schweißfläche abragender
Ringwulst zugeordnet ist. Der Ringwulst soll der im Zentrum der Schweiß
fläche im Bereich der Zündspitze zunächst gebildeten Schmelze als
mechanisches Hindernis einer Ausblasung dieser Schmelzanteile ent
gegenwirken. Zudem soll der Ringwulst beim sukzessiven Heranführen
der Schweißfläche des Schweißbolzens an den Befestigungsgrund dem
Lichtbogen eine gleichmäßige um die Zentrumzone liegende Ansatzfläche
zur Verfügung stellen. Es ist daher gemäß diesem vorbekannten
Schweißbolzen vorgesehen, den Ringwulst auch quasi als Zündring zu
verwenden, um auch in dem Bereich des Ringwulstes eine ausreichende
Materialaufschmelzung zu erzielen.
Insbesondere in den äußeren Bereichen der Schweißbolzenstirnfläche ist
es notwendig, daß die Verschweißung besonders gut ausgebildet ist, da
für die Qualität einer solchen Schweißung hinsichtlich ihrer Beanspruch
barkeit in diesen Bereichen naturgemäß größere Kräfte auftreten als im
zentralen Bereich.
Die Verwendung eines von der Stirnfläche abragenden Ringwulstes mag
zwar zu besseren Schweißergebnissen verglichen mit einem herkömm
lichen Schweißbolzen mit kegelförmig geneigter Stirnfläche gemäß der
DIN 32 501 Teil 1 führen, jedoch vermag ein solcher Ringwulst vor allem
bei Werkstücken, bei denen aufgrund ihrer Geometrie eine größere Blas
wirkung zu erwarten ist, nicht zufriedenstellende Ergebnisse bringen. Dies
mag unter anderem daran liegen, daß aufgrund des wohl auch als Zünd
ring dienenden Ringwulstes die Gefahr besteht, daß der sich ausbildende
Lichtbogen auf die äußeren randlichen Schweißflächenabschnitte über
springt und in diesen Bereichen zuviel Material aufschmilzt, welches dann
ungehindert "verblasen" werden kann.
Ferner ist aus der DE-AS 22 27 384 ein weiterer Schweißbolzen bekannt,
der jedoch im Gegensatz zum Gegenstand der DE 25 32 311 A1 radial
angeordnete Strukturen auf der Schweißfläche des Schweißbolzens trägt.
Einer Blaswirkung ist durch diese Strukturen jedoch nicht entgegenge
wirkt.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, einen Schweißbolzen dahingehend zu ver
bessern, daß einer Blaswirkung nicht nur im Zentrum der Schweißfläche
sondern auch in dessen äußeren Bereichen entgegengewirkt ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zündspitze
konzentrisch umgebende Stirnfläche durch zwei mit einem geringen
Winkel gegensinnig gegeneinander geneigt ausgebildete, konzentrisch
zur Zündspitze angeordnete Stirnflächenabschnitte gebildet ist, wobei der
innere Stirnflächenabschnitt zur Zündspitze und der äußere Stirnflächen
abschnitt zur Mantelfläche des Bolzenschaftes hin ansteigend ausgebildet
sind und die Breite des inneren Stirnflächenabschnittes größer als die
Breite des äußeren Stirnflächenabschnittes ist, so daß die zusammen
laufenden Stirnflächenabschnitte eine Schulter bilden, welche zusammen
mit der Zündspitze eine Ringkammer mit asymmetrischer Tiefenlinie be
grenzt, deren Tiefstes im Bereich des Fußes der Zündspitze angeordnet
ist.
Durch Vorsehen einer nur schwach ausgeprägten Struktur, die durch die
beiden gegensinnig gegeneinander ausgebildeten Stirnflächenabschnitte
gebildet ist und somit nicht unvermittelt abstehend ausgebildet ist, ist ge
währleistet, daß diese Struktur nicht als Zündring fungiert. Ein frühzeitiges
Überschlagen des Lichtbogens in die äußeren Schweißflächenabschnitte
ist daher vermieden. Der Lichtbogen eines erfindungsgemäßen Schweiß
bolzens bildet sich zunächst ausgehend von der Zündspitze im Innenbe
reich der Schweißfläche des Schweißbolzens aus. Die asymmetrische
Tiefenlinie der durch die Zündspitze und die Schulter gebildeten Kammer
mit ihrem Tiefsten im Bereich der Zündspitze bewirkt, daß der Lichtbogen
eine gewisse Zeit konzentrisch um die Zündspitze sich bewegend ver
bleibt und Material in diesem Bereich aufschmilzt. Durch sukzessives
Heranführen bzw. Eintauchen des Schweißbolzens in dieses bereits ge
bildete Schweißbad wandert der Lichtbogen relativ langsam in die radia
len Außenbereiche der Schweißfläche, so daß Aufschmelzungen im Be
reich der Schulter erst zu einem relativ späten Zeitpunkt stattfinden. Durch
die Schulter ist somit zunächst eine wirksame Sperre gegen ein
"Verblasen" bereits erstellter Metallschmelze gebildet. Gleichsam verhin
dert die Schulter ein frühzeitiges Überschlagen des Lichtbogens auf die
peripheren Randbereiche, so daß damit aufgeschmolzenes Material nicht
verblasen werden kann. Es ist somit gewährleistet, daß die radialen äuße
ren Schweißflächenbereiche in das frische Schweißbad beim Heranführen
des Schweißbolzens eintauchen, so daß sichergestellt ist, daß in diesen
Bereichen eine den Anforderungen entsprechende Schweißung durch
führbar ist.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Bestandteil der
Unteransprüche sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schweißbolzens mit Spitzen
zündung,
Fig. 2 einen Ausschnitt des unteren Bereiches des Schweißbolzens
der Fig. 1 in einem Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt einen Schweißbolzen 1, der im wesentlichen aus einem
Bolzenschaft 2, einem die Bolzenstirnseite 3 bildenden Flansch 4 und einer
Zündspitze 5 besteht. Der Bolzenschaft 2 weist außenseitig ein
Außengewinde 6 auf. Mit Hilfe des Außengewindes 6 können dann
Bauelemente oder Vorrichtungen an dem Werkstück befestigt werden, mit
dem der Schweißbolzen 1 verschweißt wird.
In dem in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung gezeigten Schnitt durch den
Bereich des Flansches 4, den angrenzenden Bolzenschaft 2 und die
Zündspitze 5 ist die Konfigurierung der Bolzenstirnseite 3 erkennbar. Die
Bolzenstirnseite 3 weist eine die Zündspitze 5 konzentrisch und ringförmig
umgebende Vertiefung 7 auf. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2
strichpunktiert die Horizontale 8 eingezeichnet. Maßgeblich ist an der
Vertiefung 7, daß sich die Tiefenlinie der Vertiefung in Querschnittsrichtung
ausgehend vom Bereich der Zündspitze 5 nach außen hin verringert. Der
Neigungswinkel a des die Vertiefung bildenden inneren
Stirnflächenabschnittes 9 beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
3 Grad. Der Anschluß der Vertiefung 7 an die zylindrische Zündspitze 5 ist
als gerundete Hohlkehle ausgebildet. Jedoch ist im Rahmen dieser
Erfindung eine solche Ausbildung nicht zwingend vorgeschrieben.
An den inneren Stirnflächenabschnitt 9 grenzt nach außen hin ein äußerer
Stirnflächenabschnitt 10. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß die beiden
Stirnflächenabschnitte 9, 10 die Zündspitze 5 jeweils konzentrisch
umgeben. Der äußere Stirnflächenabschnitt 10 ist mit einem
Neigungswinkel b gegensinnig zum Neigungswinkel a des inneren
Stirnflächenabschnittes 9 angeordnet. Die Neigung b des äußeren
Stirnflächenabschnittes 10 entspricht dem Betrage nach dem
Neigungswinkel a und beträgt somit ebenfalls 3 Grad.
Durch die gegensinnig geneigt angeordneten Stirnflächenabschnitte 9, 10
ist eine ringförmig die Zündspitze 5 umgebende Schulter 11 geschaffen. Die
Schulter 11 bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die äußere
Begrenzung der Vertiefung 7. Zusammen mit einem nicht dargestellten,
unterhalb der Stirnfläche 3 befindlichen Werkstück bildet die Vertiefung 7,
begrenzt durch die Schulter 11, eine Kammer.
Das in dieser Kammer befindliche aufgeschmolzene Metall ist durch die
Schulter 11 vor einem Ausblasen besser geschützt. Daher sind auch bei
ungünstigen Blaswirkungen mit dem Schweißbolzen 1 gleichmäßige
Schweißbilder erzielbar.
Der Schulter 11 kommt jedoch als weitere Funktion noch die Funktion einer
magnetischen Abschirmung zu. Die Schulter 11 beeinflußt die Ausbildung
des durch Lichtbogen entstehenden Magnetfeldes dahingehend, daß
außenliegende, auf das Magnetfeld Einfluß nehmende Elemente
gewissermaßen abgeschirmt werden. Der Lichtbogen zwischen der
Stirnseite 3 des Schweißbolzens 1 und dem Werkstück bildet sich daher im
wesentlichen mit der Längsachse des Schweißbolzens 1 fluchtend aus.
Bezugszeichenliste
1 Schweißbolzen
2 Bolzenschaft
3 Stirnfläche
4 Flansch
5 Zündspitze
6 Außengewinde
7 Vertiefung
8 Horizontale
9 innerer Stirnflächenabschnitt
10 äußerer Stirnflächenabschnitt
11 Schulter
a) Neigungswinkel des inneren Stirnflächenabschnittes
b) Neigungswinkel des äußeren Stirnflächenabschnittes
2 Bolzenschaft
3 Stirnfläche
4 Flansch
5 Zündspitze
6 Außengewinde
7 Vertiefung
8 Horizontale
9 innerer Stirnflächenabschnitt
10 äußerer Stirnflächenabschnitt
11 Schulter
a) Neigungswinkel des inneren Stirnflächenabschnittes
b) Neigungswinkel des äußeren Stirnflächenabschnittes
Claims (6)
1. Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung, bestehend aus
einem Bolzenschaft (2), dessen vordere Stirnfläche (3) die für die
Schweißverbindung vorgesehene Schweißfläche bildet, welcher
Stirnfläche (3) eine axial abragende Zündspitze (5) zugeordnet ist,
wobei die Stirnfläche (3) durch eine konzentrisch und mit Abstand
zur Zündspitze (5) angeordnete Ringstruktur (11) zur Minimierung
einer beim Schweißvorgang auftretenden Blaswirkung strukturiert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Zündspitze (5) konzentrisch
umgebende Stirnfläche (3) durch zwei mit einem geringen Winkel
gegensinnig gegeneinander geneigt ausgebildete, konzentrisch zur
Zündspitze (5) angeordnete Stirnflächenabschnitte (9, 10) gebildet
ist, wobei der innere Stirnflächenabschnitt (9) zur Zündspitze (5) und
der äußere Stirnflächenabschnitt (10) zur Mantelfläche des
Bolzenschaftes (2) hin ansteigend ausgebildet sind und die Breite
des inneren Stirnflächenabschnittes (9) größer als die Breite des
äußeren Stirnflächenabschnittes (10) ist, so daß die
zusammenlaufenden Stirnflächenabschnitte (9, 10) eine Schulter
(11) bilden, welche zusammen mit der Zündspitze (5) eine
Ringkammer (7) mit asymmetrischer Tiefenlinie begrenzt, deren
Tiefstes im Bereich des Fußes der Zündspitze (5) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ringkammer einen dreieckigen Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Tiefenlinie der Ringkammer (7) linear nach außen hin
verringert und mit einem Neigungswinkel (a) zwischen 1 und 10 Grad
gemessen gegen die Horizontale (8) geneigt ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ringkammer (7) eine konkav ausgebildete Tiefenlinie aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der äußere Stirnflächenabschnitt (10) mit
einem Neigungswinkel (b) zwischen 1 und 10 Grad gemessen gegen
die Horizontale (8) geneigt ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (a) der Vertiefung (7) des
inneren Stirnflächenabschnittes (9) und derjenige (b) des äußeren
Stirnflächenabschnittes (10) den gleichen Betrag aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996122958 DE19622958C1 (de) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996122958 DE19622958C1 (de) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19622958C1 true DE19622958C1 (de) | 1997-11-27 |
Family
ID=7796436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996122958 Expired - Fee Related DE19622958C1 (de) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19622958C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005051587A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-09 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stud |
DE102004056021A1 (de) * | 2004-11-16 | 2006-06-01 | Newfrey Llc, Newark | Verfahren und Vorrichtung zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2227384B2 (de) * | 1971-08-05 | 1973-05-30 | Suematsu, Isao, Kitakyushu, Fuku oka (Japan) | Durch lichtbogenschweissung mit einem bauteil verbindbares befestigungselement |
DE2532311A1 (de) * | 1975-07-18 | 1977-02-10 | Hilti Ag | Schweissbolzen |
DE3536084A1 (de) * | 1985-10-09 | 1987-04-09 | Trw Nelson Bolzenschweiss Tech | T-bolzen zur anwendung beim bolzenschweissen |
-
1996
- 1996-06-07 DE DE1996122958 patent/DE19622958C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2227384B2 (de) * | 1971-08-05 | 1973-05-30 | Suematsu, Isao, Kitakyushu, Fuku oka (Japan) | Durch lichtbogenschweissung mit einem bauteil verbindbares befestigungselement |
DE2532311A1 (de) * | 1975-07-18 | 1977-02-10 | Hilti Ag | Schweissbolzen |
DE3536084A1 (de) * | 1985-10-09 | 1987-04-09 | Trw Nelson Bolzenschweiss Tech | T-bolzen zur anwendung beim bolzenschweissen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIN 32501, Teil 1, Ausgabe 04.75 vom Juli 1991 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005051587A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-09 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stud |
US7452171B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-11-18 | Illinois Tool Works Inc. | Welding stud |
DE102004056021A1 (de) * | 2004-11-16 | 2006-06-01 | Newfrey Llc, Newark | Verfahren und Vorrichtung zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2318656B1 (de) | Meisselhalter mit schweissung als verschleissschutzelement | |
DE3335628C2 (de) | ||
DE10014078C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Schweißbolzens | |
DE2309238B2 (de) | Rohrverbindung fuer metallische rohre | |
DE3333866A1 (de) | Dichtungsring fuer rohrverbindungen | |
EP0919715A2 (de) | Zylinderlaufbuchse | |
EP0569093B1 (de) | Rohrverbindung sowie Schweisshülse für eine solche Rohrverbindung | |
DE2813494C2 (de) | ||
DE4432550C1 (de) | Hohlbolzen für Hubzündungs-Schweißverfahren | |
DE19622958C1 (de) | Bolzen für Bolzenschweißen mit Spitzenzündung | |
DE2543912A1 (de) | Ankerbolzen | |
DE19637935C1 (de) | Hohler Schweißbolzen | |
DE2411230A1 (de) | Ankerbolzenanordnung | |
EP1060823B1 (de) | Schweisselement | |
DE3920956A1 (de) | Verschleissplatte und verfahren zu deren herstellung | |
DE9111565U1 (de) | Schweißbolzen | |
DE102006050093B4 (de) | Verfahren und System zum Lichtbogenbolzenschweißen | |
DE29717476U1 (de) | Hohlprofil-Befestigung | |
EP0610827B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von verzinkten Stabelementen für Fachwerke, insbesondere Raumfachwerke | |
DE68915883T2 (de) | Behälterverschluss. | |
DE102005061595A1 (de) | Verfahren zum Verschweißen eines eine kegelartige Stirnfläche aufweisenden Bolzens mit einem Träger | |
EP0210652B1 (de) | Schutzelement zum Abdecken von Teilbereichen an zu bearbeitenden Werkstücken | |
DE1929847A1 (de) | Verfahren zum Formen von Verankerungskoepfen an Metallstangen | |
EP0461340B2 (de) | Ausgussvorrichtung für Schiebersysteme | |
DE19519761A1 (de) | Bolzenschweißmutter mit einem umlaufenden, sich konisch verjüngenden Kragen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |