DE202009015995U1 - Surface contours for resistance pressure welding of molded and small parts - Google Patents
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Abstract
Oberflächenkonturen von Form- und Kleinteilen (10) zweier oder mehrerer aneinander liegender Bauteile werden durch den Stromfluss an den Kontaktstellen mittels eines vorher aufgeladenen Kondensators und/oder Kondensatorbatterien verschweißt und gleichzeitig aneinander gedrückt, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil A (6) zu dem zu verbindenden Teil B (7) geführt wird, wobei das Teil B (7) ein vertikal geformtes (9) oder ein horizontal geformtes (11) sowie aus einem oder mehreren formabhängig ausgebildeten materialgesplittenden Teil B (8), eine linienberührende Kontaktfläche (14) bilden, so sich gleichzeitig das Teil A (6) zum Teil B (7) zentrieren (15) und der Hub (16) der Elektrode vom Teil A (6) per voreinstellbaren Anschlag (12) so begrenzt, dass die linienberührenden Kontaktflächen (14) in der Summe vom Teil A (6) und Teil B (7) oder dem materialgesplittenden Teil B (8) mit dem Hub (16) der Elektrode (2) des Teiles A (6) ein Schweißvolumen (17) bildet, sowie bei entsprechender Modifizierung der Vorrichtung...Surface contours of molded and small parts (10) of two or more contiguous components are welded by the current flow at the contact points by means of a previously charged capacitor and / or capacitor batteries and simultaneously pressed together, characterized in that the part A (6) to the connecting part B (7) is guided, wherein the part B (7) form a vertically shaped (9) or a horizontally shaped (11) and of one or more shape-dependent material-splitting part B (8), a line-contacting contact surface (14) , at the same time the part A (6) to the part B (7) center (15) and the stroke (16) of the electrode from the part A (6) per presettable stop (12) so limited that the line-contacting contact surfaces (14) in the sum of the part A (6) and part B (7) or the material-splitting part B (8) with the hub (16) of the electrode (2) of the part A (6) forms a welding volume (17), and in accordance with final modification of the device ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Oberflächenkonturen für Widerstandspressschweißen von Form- und Kleinteilen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The present invention relates to surface contours for Resistance pressure welding of molded and small parts accordingly the preamble of claim 1.
Definierte linienförmige Oberflächenkonturen werden benötigt, um Form- und Kleinteile miteinander durch Widerstandspressschweißen, aber insbesondere durch das Kondensatorentladungsschweißen, zu verbinden.defined linear surface contours are needed to form and small parts together by resistance pressure welding, but especially by capacitor discharge welding, connect to.
Um das unlösbare Fügen von Form- und Kleinteilen ohne Deformationen der Teile durch zu hohen Energieeintrag in Verbindung mit dem notwendigen Anpressdruck in effektiver Art und Weise zu gestalten, ist eine Gestaltung der linienberührenden Oberflächenkonturen je nach den konstruktiven und technischen Erfordernissen (notwendige erforderliche Festigkeitskennwerte, konstruktiv bedingte Verbindungsbereiche) unbedingt notwendig.Around the indissoluble joining of molded and small parts without deformation of the parts due to excessive energy input in connection with the necessary contact pressure in an effective manner too shape, is a design of the line-touching surface contours depending on the constructive and technical requirements (necessary required strength characteristics, design-related connection areas) indispensable.
Derartiges unlösbares Fügen von Form- und Kleinteilen ist mit dem Kondensatorentladungsschweißen besonders gut durchführbar, da es bei diesem Verfahren durch den vor dem Schweißvorgang der aufgeladenen Kondensator zu einem sehr schnellen Stromanstieg und einer sehr kurzen Schweißzeit kommt. Dadurch kommt es zu einem sehr plötzlichen Aufschmelzen der linienförmigen Kontaktflächen und damit zu einer Verringerung des Übergangswiderstandes, wodurch trotz der abnehmenden Ladung des Kondensators für eine ausreichend lange Zeit ein entsprechend hoher Stromfluss aufrecht erhalten werden kann. Durch die schnelle Wärmeeinleitung in den Fügebereich wird die Schweißtemperatur an der Verbindungsstelle erreicht, bevor es zu einer nennenswerten Erwärmung des umgebenen Materials kommt. Außerdem wird zwischen der Elektrode und den zu fügenden Werkstücken ein Anpressdruck aufgebaut, der voreingestellt und mittels eines Anschlages den konstruktiven und technischen Erfordernissen entspricht.such a insoluble joining of molded and small parts is particularly well feasible with capacitor discharge welding, since it is in this process by the before the welding process the charged capacitor at a very fast current rise and a very short welding time comes. This comes it leads to a very sudden melting of the linear contact surfaces and thus to a reduction of the contact resistance, which, despite the decreasing charge of the capacitor for a sufficiently long time a correspondingly high current flow upright can be obtained. Due to the rapid heat input in the joining area, the welding temperature reached at the junction before it becomes a significant Warming of the surrounding material comes. Furthermore is between the electrode and the workpieces to be joined built up a contact pressure, the default and by means of a Stop the design and technical requirements.
Die Materialeinsatzpalette ist wesentlich breiter aufgestellt, da Stähle eingesetzt werden, die einen C-Gehalt (Kohlenstoff-Gehalt) auch über 0,2% bis 1% beinhalten. Außerdem ist es möglich, Werkstoffe mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit und auch verschiedene Werkstoffe zu verschweißen.The Material use pallet is much wider, since steels can be used, which also has a C content (carbon content) 0.2% to 1%. It is also possible Materials with different electrical conductivity and also to weld different materials.
So kommen in der Baubranche gesinterte Trennkörper mit Schleifpartikeln zum Einsatz, die mit einem sogenannten Stammkörper mittels Kondensatorentladungsschweißen eine stoffschlüssige Verbindung eingehen.So come in the construction industry sintered separator with abrasive particles used with a so-called parent body by means of Capacitor discharge welding a cohesive Make contact.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Auch
in der
Sowie
in der
Die bekannten Oberflächenformen, in Verbindung mit dem Widerstandspressschweißen, insbesondere dem Kondensatorentladungsschweißen, können die entscheidenden Zusammenhänge für die Form- und Kleinteile zwischen der Energie des Kondensators, der Größe der zu verschweißenden Fläche und der Presskraft der zuführenden Elektrode definitiv nicht wahr genommen werden, weil es zu unterschiedlichen Wegen der kraftbeaufschlagten Elektrode kommt, obwohl die voreingestellte Kraft der Elektrode gleich ist, aber das Stammmaterial der Form- und Kleinteile, über die Fläche gesehen, unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, die zwangsläufig zu ungenaue Anordnungen, zu Fehlstellen im Schweißfügebereich und zu Deformationen der Form- und Kleinteile kommen kann.The known surface forms, in connection with the resistance pressure welding, in particular the capacitor discharge welding, can the crucial relationships for the shape and hardware between the power of the capacitor, the size the area to be welded and the pressing force definitely not taken the lead electrode because of different ways of being vigorous Electrode comes, although the preset force of the electrode is the same, but the trunk material of the molded and small parts, about seen the surface, have different properties which inevitably leads to inaccurate arrangements, Defects in the welding area and deformations the molded and small parts can come.
Desweiteren werden, speziell in der Baubranche, Trennwerkzeuge, zum Beispiel Bohrkronen, nachgesetzt, wenn die gesinterten Schleifsegmente bestückt mit Schleifpartikeln abgearbeitet sind. Durch die in der Praxis unterschiedlichsten Beanspruchungen, zum Beispiel der Bohrkronen, verändert sich im Stammmaterial nicht einheitlich das Materialgefüge. Deshalb muss im Vorfeld von den Kondensatorentladungsschweißen der neuen gesinterten Schleifsegmente auf das nachgesetzte Stammmaterial sehr aufwendige Untersuchungen bzw. Schweißversuche durchgeführt werden, damit jeweils die schweißtechnischen Parameter ermittelt werden. Jede Schweißung mit nachgesetztem Stammmaterial, das im materialbeanspruchten Einsatz war, bedarf einer sehr aufwendig Betrachtung, wobei der Aufwand zum Nutzen in keinem relevanten Verhältnis steht.Furthermore especially in the construction industry, separation tools, for example Core bits resupplied when the sintered abrasive segments populated are processed with abrasive particles. By in practice various stresses, for example the drill bits, The material structure does not change uniformly in the parent material. Therefore must be in advance of the capacitor discharge welding the new sintered abrasive segments on the reared stem material very expensive investigations or welding tests carried out the welding parameters be determined. Every weld with a resiled trunk material, the material-stressed insert required a very complex Consideration, whereby the effort to the benefit in no relevant relation stands.
Aber weitere Anwendungsfälle speziell in der Baubranche sind scheibenförmige Bauteile, zum Beispiel sogenannte Schleiftöpfe oder Kreissägeblätter, die in einer Sandwichbauweise zu fertigen sind, d. h. beispielsweise, es werden wegen der Lärmminderung unterschiedliche Materialien zu einen Verbund, beispielsweise Stahl-Kupfer-Stahl, ausgebildet und miteinander, beispielsweise durch Laserschweißen oder Löten, verbunden. Dabei werden Wärmeeinträge großflächig eingebracht, die die Materialien mit unterschiedlichsten Wärmeausdehnungskoeffizienten in ihrer angedachten Art negativ beeinflussen.But other applications, especially in the construction industry are disk-shaped components, for example so-called cup wheels or circular saw blades, which are to be manufactured in a sandwich construction, ie For example, because of the noise reduction, different materials are formed into a composite, for example steel-copper-steel, and connected to one another, for example by laser welding or soldering. This heat inputs are introduced over a large area, which adversely affect the materials with different thermal expansion coefficients in their intended way.
Aufgabenstellungtask
Ziel der Erfindung ist es, diese oben genannten Nachteile zu vermeiden.aim The invention is to avoid these disadvantages mentioned above.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Oberflächenkonturen für die Form- und Kleinteile auszubilden, die sich als linienberührende Kontaktflächen so darstellen, dass die unlösbar zu verbindenden Teile konstruktiv so gestaltet werden, dass die festigkeitsspezifischen Erfordernisse an das gefügte Bauteil erreicht werden.In front In this background, the invention is based on the object surface contours for the molded and small parts, which are as represent line-touching contact surfaces, that the inseparable parts constructively so be designed that the strength-specific requirements be reached to the joined component.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1.These The object is achieved by the features of independent claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale und Vorteile der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.Further advantageous features and advantages of the invention are in the dependent claims and the description refer to.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung dafür vorgesehen und speziell vorgeformte Oberflächenkonturen der Form- und Kleinteile, die miteinander durch das Kondensatorentladungsschweißen unlösbar verbunden werden. Die Oberflächenkonturen für die jeweiligen Form- und Kleinteile müssen nach den konstruktiven und technischen Erfordernissen des zu fertigenden Form- oder Kleinteiles entsprechen, d. h. je nach den Belastungen, des zu fertigenden Bauteiles, durch den Kräfteeintrag auf das gefügte Teil müssen die linienberührenden Kontaktflächen konkave-konische oder konvexe-konische linienartig oder/und netzwerkartig linear oder/und gekrümmt geschaffen sein, so dass das Teil A sich zu dem Teil B vor dem Widerstandspressschweißen, aber insbesondere durch das Kondensatorentladungsschweißen, zentrieren. Um aber eine definierbare Schweißverbindung eingehen zu können, muss das erforderliche Schweißgutvolumen durch die Länge der linienberührenden Kontaktflächen und der durch den voreingestellten Anschlag bestimmten Hub der druckbeaufschlagten Elektrode erzeugt werden, damit im vorgesehenen Schweißbereich ein homogenes Materialgefüge entsteht.According to the invention a device provided and specially preformed Surface contours of the molded and small parts passing through each other the capacitor discharge welding permanently connected become. The surface contours for the respective Molded and small parts must be made according to the constructive and technical requirements of the molded or small part to be produced corresponding. H. depending on the loads of the component to be manufactured, by the force entry on the joined part must the line-contacting contact surfaces concave-conical or convex-conical linear or / and network linear and / or be created curved, so that part A itself to the part B before the resistance pressure welding, but in particular by the capacitor discharge welding, center. Around but to be able to enter a definable welded joint, must the required volume of weld metal by the length the line-contacting contact surfaces and by the preset stop certain stroke of the pressurized Electrode are generated, so that in the intended welding area a homogeneous material structure is created.
Die Elektroden und der oder die voreinstellbaren Anschläge sind so ausgebildet, dass je nach den unlösbar zu fügenden Teilen der Schweißprozess und der Prozessdruck in einem optimalen Verhältnis stehen. Je nach dem Einsatzfall sind diese Teile den Gegebenheiten anzupassen.The Electrodes and the one or more adjustable stops are designed so that, depending on the unsolvable to be joined Share the welding process and the process pressure in one optimal relationship. Depending on the application to adapt these parts to the circumstances.
Im Folgenden soll die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels genauer erläutert werden und so zeigen:in the The invention is based on a preferred embodiment. and application example will be explained in more detail and so on demonstrate:
In
der
In
den
Die
Die
In
der
In
den
Die
- 11
- Schweißvorrichtungwelder
- 22
- Kraftbeaufschlagte (F) zustellbare Elektrodeforce is applied (F) deliverable electrode
- 44
- fest angeordnete Elektrodefirmly arranged electrode
- 66
- Teil Apart A
- 77
- Teil Bpart B
- 88th
- materialgesplittetes Teil Bmaterialgesplittetes part B
- 99
- vertikal geformtes Teil Bvertical shaped part B
- 1010
- Form- und KleinteileShape- and small parts
- 1111
- horizontal geformtes Teil Bhorizontal shaped part B
- 1212
- einstellbarer (H) Anschlag oder Anschlägeadjustable (H) stop or stops
- 1414
- linienberührende Kontaktflächenline touching contact surfaces
- 1515
- Zentrierungcentering
- 1616
- Hubstroke
- 1717
- Schweißvolumenweld volume
- 1818
- schweißgefügte Flächensweat joined surfaces
- 1919
- Sandwichbauweisesandwich construction
- 2020
- konkave-konische linienartige Strukturenconcave-conical linear structures
- 2121
- konkave-konische netzwerkartige Strukturenconcave-conical network-like structures
- 2222
- gerader Formstraight shape
- 2323
- gekrümmter Formcurved shape
- 2424
- konvexe-konische linienartige Strukturenconvex-conical linear structures
- 2525
- konvexe-konische netzwerkartige Strukturenconvex-conical network-like structures
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 4333283 A1 [0007] - DE 4333283 A1 [0007]
- - DE 102007057880 A1 [0008] - DE 102007057880 A1 [0008]
- - DE 202009007266 U1 [0009] - DE 202009007266 U1 [0009]
Claims (5)
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DE200920015995 DE202009015995U1 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Surface contours for resistance pressure welding of molded and small parts |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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