DE934643C

DE934643C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallstaeben, die im Innern einen Fuellstoff enthalten, wie z. B. von Schweissstaeben, Loetstaeben oder Elektroden

Info

Publication number: DE934643C
Application number: DEV3513A
Authority: DE
Inventors: Walter Haase; Hermann Dr-Ing Holler; Alfred Schuessler
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1951-06-29
Filing date: 1951-06-29
Publication date: 1955-11-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallstäben, die im Innern einen Füllstoff enthalten, wie z. B. von Schweißstäben, Lötstäben oder Elektroden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Durchführung desselben, bei deren Anwendung es gelingt, auf einfache Weise Metallstäbe, insbesondere Schweißstäbe, Lötstäbe oder Elektroden, 'herzustellen, .die in ihrem Innern einen Füllstoff, wie z. B. Schweißpulver, Flußmittel od. dgl. das Löten oder Schweißen fördernde Stoffe enthalten.
Es sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen ein Metallband benutzt wird, das rohrartig oder S-förmig verformt und mit einem Pulver gefüllt wird. Darüber hinaus ist es auch nicht mehr neu, Stäbe herzustellen, die eine Rille zur Aufnahme eines Füllstoffes aufweisen. Die Rille wird nach dem Ausfüllen zugedrückt. Weiterhin sind auch schon gezogene oder gepreßte Röhrchen in Fachkreisen benutzt oder im einschlägigen Schrifttum dargestellt worden, die mit Schweißpulver gefüllt und nachträglich verformt werden, so daß der Füllstoff zusammengepreßt wird. Diese bekannten Schweißstäbe bzw. Schweißelektroden haben sich jedoch nicht einführen können, weil ihre Herstellung zu hohe Kosten verschlingt.
Bekannt sind ferner auch schon Schweißstäbe zum selbsttätigen Flammenbogenschweißen, die aus einem mit Aussparungen versehenen Band, das aus Schweißmetall besteht, hergestellt sind. Das Band ist schraubenförmig aufgewickelt, so daß es eine Röhre bildet, bei welcher die Kanten des Bandes aneinanderstoßen. Um schlackenbildende Stoffe in das Innere dieser Röhre einzubringen, werden sie durch die Aussparungen des aufgewickelten Bandes hineingepreßt. Die Einbringung der vorerwähnten Stoffe oder auch allgemein Füllstoffe, die zur Durchführung des Schweißverfahrens vorteilhaft oder notwendig sind, erfordert einen unerwünschten Zeitaufwand und ist überdies recht umständlich. Außerdem gelingt es nicht, die Füllstoffe fest genug im Innern der Röhre anzuordnen, um jederzeit genügend Mengen an Schweißpulver od. dgl. Stoffen während des Schweißvorganges zur Verfügung zu haben.
Die Erfindung zeigt einen einfacheren Weg zur Herstellung von Metallstäben, wie sie vorzugsweise als Schweißstäbe, Lötstäbe oder Elektroden gebraucht werden, und schlägt vor, ein Band, einen Draht oder ein anderes biegsames Halbzeug, vorzugsweise aus Metall, mit pulver- oder pastenförmigen Füllstoffen gleichzeitig während der Herstellung durch spiralförmiges Aufwickeln des jeweils gewählten Halbzeuges in den dabei entstehenden Hohlraum einzubringen. Vorteilhaft ist es, wenn hierbei gleichzeitig ein Zusammenpressen der Füllstoffe erfolgt. Zu den Füllstoffen zählen vorteilhaft auch oxydlösende Flußmittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, daß beispielsweise metallische Bänder über einen kurzen Dorn gewickelt werden, so daß ein Spalt zwischen dem auflaufenden Band und dem Wickeldorn verbleibt, indem die Füllstoffe gleichzeitig mit einlaufen.
Die spiralförmig gewundenen Bänder können bei entsprechender Bemessung und Abstimmung des Wickeldorndurchmessers sowie der Bandbreite und der Steigung der Spirale nebeneinander-, einfach oder auch mehrfach aufeinandergewickelt werden und liefern geschlossene Stäbe. Es ist ferner durchaus nicht erforderlich, ein Band zu benutzen. Die Durchführung des -gleichen Verfährenis gelingt auch unter Anwendung von Drähten beliebigen Querschnittes. Es können also im Querschnitt runde, quadratische oder rechteckig gestaltete sowie besonders profilierte Drähte Verwendung finden. Besonders geeignet erscheinen die letzteren: Eine recht brauchbare Ausführung ergibt sich dann, wenn die Profile so ausgebildet sind, daß sie Vorsprünge bzw. Ausnehmungen aufweisen, die während des Wickelvorganges -ineinandergreifen. Auf diese Weise gelingt es, dem Stab eine bestimmte Biegefähigkeit zu verleihen, so daß er selbst in stark gebogenem Zustand eine so innige metallische Berührung der ineinandergreifenden Teile gewährleistet, daß der Füllstoff gegen das Eindringen von Feuchtigkeit vollkommen geschützt ist. Beim Wikkeln solcher Spiralen aus Profildrähten empfiehlt es sich, außerdem einen Dichtungswerkstoff mit einzuwickeln, der beim Verschweißen des Stabes verbrennt, ohne die Schweiße zu beeinflussen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist neben einfachster Herstellungsmöglichkeit auch den Vorteil auf, dem Füllraum jede gewünschte Größe zu geben und damit die jeweils erforderliche Füllstoffmenge entsprechend den an den Stab gestellten Bedingungen abzustimmen. Auch bei sehr starken Werkstücken, die miteinander verschweißt werden sollen, können derartige Schweißstäbe die notwendige Zusatzmetallmenge an das. Schweißbad heranführen.
Die nach Art der Erfindung hergestellten Stäbe können nach dem Wickeln und Füllen außerdem in bekannter Weise mit einer Ummantelung versehen werden. Mitunter erscheint es ferner auch vorteilhaft, zwecks Sicherung gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen den Füllstoff angreifenden Agenzien einen Schutzüberzug vorzusehen. Die Stäbe können ferner aus Drähten verschiedener Metalle gewickelt sein, so daß im Schmelzbad eine vorher bestimmte Legierung entsteht. Schließlich erweist es sich auch mitunter als recht ratsam, gegenläufig zu wickeln, nämlich dann, wenn es sich darum handelt, große Zusatzmaterialmengen an die Schweißstelle heranzubringen. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die gewickelten und gefüllten Stäbe nachträglich verformt werden oder auch gleich beim Wickeln und Füllen einem Verformungsvorgang unterliegen, so daß der Füllstoff noch fester zusammengepreßt wird.
Die Abbildungen lassen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens erkennen.
Die Abb. z zeigt einen. fertigen, aus einem flachen Metallband a gewickelten Stab, in welchen während des Wickelns beispielsweise Schweißpulver eingeschlossen wird. Das Metallband a soll dabei unter einem Steigungswinkel mit einem Innendurchmesser b gewickelt werden. Die Steigung c, die Bandbreite und der Steigungswinkel sind im Verhältnis zum Innendurchmesser b im vorliegenden Fall so aufeinander abgestimmt, daß sich die Kanten des spiralförmig aufgewickelten Bandes berühren. Die Abb.2 lä.ßt eine Überlappung des Bandes a erkennen.
Die Abb. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Stab, der aus einem Runddraht d gewickelt ist. Die Abb. q veranschaulicht einen Stab, zu dessen Aufbau ein profilierter Draht bzw. ein profiliertes Band benutzt wird. Die Form des Profils ist so gewählt, daß immer die folgende Windung die vorhergehende übergreift, so daß auch bei starker- Biegung des Stabes immer noch eine metallische Berührung der spiralförmigen Windungen untereinander gewährleistet bleibt. Zwischen den Nasen e und den Kehlen f der Profilbänder kann Dichtungswerkstoff g mit eingewickelt werden. Hierdurch wird die Dichtheit noch stark erhöht.
Die Abb. 5 zeigt, wie ein mit einer Rille h versehenes Band i, das in der Rille ein Flußmittel enthält und in der Abb. 5 a besonders dargestellt ist, um einen Stab h aus Zusatzmaterial herumgewickelt ist. Eine ähnliche Ausführungsform läßt die Abb. 6 erkennen, bei der das Band durch einen. U-förmigen Profildraht l ersetzt ist, der bereits eine Füllung m enthält und auf einen Kernstab k aufgebracht ist.
Die Abb.7 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Band a läuft hierbei von einer Vorratsrolle n über einen Wickeldorn o, dessen Abmessungen die Größe des Hohlraumes vorschreibt. An der Stelle p erfolgen die Zuführung und der Einschluß des Füllstoffes. Der durch spiralige Bandaufwicklung zustande gekommene Stab q läuft innerhalb eines Führungsrohres r. Die Bildung der Bandspirale wird dadurch erreicht, daß die Vorratstrommel tt um den feststehenden Dorn o rotiert. Während dieses Vorganges läuft der Füllstoff ein. Der fertige Stab bewegt sich durch das Führungsrohr r nach unten und verläßt das letztere.
Der spiralförmige Wickelvorgang des Bandes d kann jedoch auch dadurch zustande kommen, daß bei feststehender Vorratstrommel n das Band zu Beginn des Vorganges, beispielsweise von Hand, gewickelt und auf eine Trommel s geleitet wird, die ihrerseits angetrieben ist und außerdem mittels einer Drehscheibe t um die Achse des sich bildenden Stabes umläuft. Durch die Führung in dem Rohr r und infolge des bereits gefüllten Innenraumes des fertigen Stabes läuft das Band a auf der abgebremsten Trommel it ab und zieht sich um den stillstehenden Wickeldorn o in immer gleichen Spiralen in das Führungsrohr r. Der Durchmesser der Trommel s muß so groß gewählt werden, daß keine Beschädigungen der Stäbe zu befürchten sind. Das Schutzrohr r kann auch durch die gestrichelt angedeuteten Führungsrollen u ersetzt werden, die ein Ausweichen des gebildeten Stabes verhindern, ihn aber entsprechend der Wickelrichtung durchlaufen lassen. Die Rollen können beispielsweise dann benutzt werden, wenn es sich darum handelt, eine Verformung des fertigen Stabes, beispielsweise eine Änderung des runden Querschnittes in einen ovalen Querschnitt zu erzielen, um beispielsweise ein erhöhtes Zusammenpressen der Füllung herbeizuführen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Metallstäben, die im Innern einen Füllstoff enthalten, wie z. B. von Schweißstäben, Lötstäben oder Elektroden, gemäß dem Halbzeug, wie beispielsweise ein Band, zu einem rohrförmigen Körper aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während dieses Aufwickelvorganges gleichzeitig in den entstehenden Hohlraum Füllstoff eingebracht wird, der durch den Aufwickelvorgang eine Zusammenpressung erfährt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Wickelvorgang die Stäbe zusätzlich verformt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in Pulver- oder Pastenform zugeführt wird. q.. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Stab, z. B. die gefüllte Elektrode, mit einer Ummantelung versehen wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die fertigen Stäbe einen Schutzüberzug erhalten. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Füllstoff enthaltende Einzeldrähte zu einem Wickeldraht miteinander verdrillt werden und beim Wickeln in den dabei entstehenden Hohlraum gegebenenfalls weiterer Füllstoff eingebracht wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstab aus Drähten verschiedener Metalle oder Legierungen gewickelt oder Drähte verschiedener Metalle oder Legierungen um einen Kernstab herumgewickelt werden. B. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (i) oder der gegebenenfalls profilierte Draht (L) vor dem Wickeln in seinen Ausnehmungen (h) mit einem Füllstoff (m) versehen ist und gegebenenfalls um einen Kerndraht (k) gewickelt wird. g. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen des Bandes oder Drahtes nut-und federartig (e, f) ausgebildet werden und diese Profilteile beim Aufwickeln ineinandergreifen. io. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wickelns noch eine Dichtung (g) mit eingewickelt wird. ii. Verfahren nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lagen von Einzeldrähten verwendet werden, die Bleich-oder gegenläufig gewickelt sind. i2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis ii, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Vorratstrommel (n) für einen Draht (d) bzw. ein Band (a), ferner durch einen Wickeldorn (o), über den das Band oder der Draht geführt wird, und ein Führungsrohr (r) für den gewickelten Stab und ferner eine Zuführung des Füllmittels am oberen Ende des Führungsrohres (r) und schließlich eine Aufspulvorrichtung für den fertigen Draht. 13- Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen des fertig gewickelten und gefüllten Stabes eine Rolle (s) vorgesehen ist, durch welche der Draht oder das Band gleichzeitig von der Vorratstrommel (n) abgezogen wird. i4.. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (s) ihrerseits drehbar angeordnet, beispielsweise auf einer Drehscheibe (t) befestigt ist. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse, um welche die Drehscheibe sich bewegt, mit der Achse des fertig gewickelten Stabes zusammenfällt. 16. Vorrichtung nach den Ansprüchen i2 bis 15, gekennzeichnet durch die Aufstellung der Vorratstrommel (n) zusammen mit einer Fülleinrichtung, derart, daß beide um den feststehenden Wickeldorn (o) rotieren können und der gebildete Stab durch das Führungsrohr (r) nach unten abziehbar ist. 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (r) durch Führungsrollen (u) ersetzt ist, die in ihrer Drehrichtung den fertigen Stab in axialer Richtung nach unten bewegen, ihn aber an einem radialen Ausweichen hindern. 18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrallen (u) gleichzeitig den Stab verformen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 376 511, 457 724, 572 9o9, 667 893, 668 112; schweizerische Patentschrift Nr. 2i9 98o; USA.-Patentschrift Nr. 2 432 o48.