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Patent Searching and Data


Title:
COLD-PRESSED SLEEVE-SHAPED WELDING ELEMENT; METHOD FOR PRODUCING SUCH A WELDING ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/141039
Kind Code:
A1
Abstract:
A welding element is formed from a sleeve (10), which is cold-pressed from a thin metal sheet and the open end of which forms the welding face, which is optionally provided with a flange (11). A thread (13) may be rolled in on the outer face of the sleeve (10). In spite of the small amount of material used, this welding element is stable as a result of the forming process. On the other hand, because of the thinness of the wall of the welding element, the MARC welding method, which operates with a low energy input, is particularly suitable for welding-on operations.

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Inventors:
SCHWIETE, Bernd (Himmelohstrasse 141, Witten, 58454, DE)
Application Number:
EP2010/002952
Publication Date:
November 17, 2011
Filing Date:
May 12, 2010
Export Citation:
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Assignee:
HBS BOLZENSCHWEISS-SYSTEME GMBH & CO. KG (Felix-Wankel-Strasse 18, Dachau, 85221, DE)
SCHWIETE, Bernd (Himmelohstrasse 141, Witten, 58454, DE)
International Classes:
B23K9/20; B21D22/20; B21D53/52; B21K1/70; B23K35/02; F16B37/06
Foreign References:
FR2789033A1
JPH07195176A
KR20060130273A
US20050031435A1
DE10153699A12003-05-15
Attorney, Agent or Firm:
STREHL, SCHÜBEL-HOPF & PARTNER (Maximilianstrasse 54, München, 80538, DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Hülsenförmiges Schweißelement mit ringförmiger Anschweißfläche (19; 49), dadurch gekennzeichnet, dass es durch einen senkrecht zu der Anschweiß- fläche (19; 49) ausgeführten Kaltpressvorgang herstellt ist. 2. Schweißelement nach Anspruch 1 mit einem in das Hülsenmaterial einge- rollten Außengewinde (13; 23). 3. Schweißelement nach Anspruch 1 mit in das Hülsenmaterial eingeformten Rillen. 4. Schweißelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das von der Anschweißfläche (19; 49) abgewandte Ende der Hülse (10) als verrundete Kuppe (12) ausgebildet ist. 5. Schweißelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschweißfläche (19; 49) der Hülse mit einem nach außen weisenden Flansch (11 , 31) versehen ist. 6. Schweißelement nach Anspruch 5 mit einem in Abstand von der An- schweißfläche (49) angeordneten Flansch (41), der einen nach außen gerichteten Teil (45) und einen daran anschließenden, nach innen zurückgefalteten Teil (46) umfasst. 7. Schweißelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Wandstärke von weniger als 1 mm. 8. Verfahren zum Herstellen eines Schweißansatzes, dadurch gekennzeich- net, dass ein hülsenförmiges Schweißelement aus Blech kaltgepresst wird und das dabei entstehende offene Hülsenende mittels MARC-Schweißens ange- schweißt wird. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in den Hülsenkörper eine Außenge- winde (13) eingerollt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in den Hülsenkörper mehrere Rillen ein- geformt werden. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das von der An- schweißfläche abgewandte Ende der Hülse (10) als verrundete Kappe (12) aus- gebildet wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die Anschweißfläche der Hülse mit einem nach außen weisenden Flansch (11 , 31) versehen wird. 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei in die Hülse in Abstand von der Anschweißfläche (49) ein Flansch (41) eingeformt wird, der einen nach außen gerichteten Teil (45) und einen daran anschließenden, nach innen zurückgefal- teten Teil (46) umfasst. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei von einem Blech mit einer Dicke von weniger als 1 mm ausgegangen wird.

Description:
KALTGEPRESSTES HÜLSENFÖRMIGES SCHWEISSELEMENT ; VERFAHREN UM HERSTELLEN EINES

SOLCHEN SCHWEISSELEMENTS

Beschreibung

Stand der Technik

Aus EP 1 060 823 A1 sind aus Vollmaterial hergestellte Schweißelemente in Form von massiven Gewindebolzen oder auch Buchsen, Schweißmuttern oder 5 Gewindehülsen mit koaxialer Durchgangsbohrung bekannt, wobei die Stirnfläche auf eine zum Anschweißen mittels rotierendem Lichtbogen (MARC-Schweißen) geeignete Dicke verjüngt ist. Derartige Schweißelemente sind zwar robust aber im Materialeinsatz und in der Herstellung verhältnismäßig aufwändig.

In vielen Fällen, so insbesondere zum Fixieren von Kabelbindern an Fahr-0 zeugkarosserien, werden keine besonders widerstandsfähigen Schweißelemente benötigt. Vielmehr stehen dort Gesichtspunkte der Material- und Gewichtseinsparung im Vordergrund.

Abriss der Erfindung

Dazu sieht die Erfindung das in Anspruch 1 angegebene, hülsenförmige5 Schweißelement vor, das durch Kaltpressen aus Blech hergestellt ist. Diese Pressverformung ist umso einfacher durchführbar, je dünner das Blechmaterial ist. Dennoch ergibt sich durch den Verformungsvorgang ein stabiles Schweißelement, dessen Rohrform auch dynamischen Belastungen, wie sie in Fahrzeugen auftreten, standzuhalten vermag. Die erwünschte Gewichtseinsparung wird dabei auto- 0 matisch erreicht.

Wegen seiner hohlen Form vermag das erfindungsgemäße Schweißelement sogar höheren dynamischen Kräften zu widerstehen als herkömmliche Vollbolzen, weil solche Kräfte in erheblichem Maß durch Verformungen der Rohrform aufgenommen werden und nicht so leicht zu einem Abreißen führen.

5 Der Pressvorgang ergibt eine am einen Ende durch eine vorzugsweise runde Kuppe geschlossene Hülse, wobei das andere, offene Ende eine ringförmige Anschweißfläche bildet. Diese ist wegen ihrer geschlossenen Ringform und wegen der geringen Dicke des Blechmaterials für das MARC-Schweißen bestens geeignet.

0 Umgekehrt ist das MARC-Schweißen wegen seines geringen Energieeintrags gerade für dünnwandige Schweißelemente besonders gut geeignet.

In die Außenfläche der Hülse lässt sich ein Gewinde einrollen, so dass ein Gewinde-Schweißbolzen entsteht. Statt eines Gewindes können auch ringförmige Rillen zur Fixierung von aufzusteckenden Kunststoffhalterungen eingerollt werden. Dabei bildet die beim Pressvorgang entstehende verrundete Kuppe eine praktische Einführhilfe.

Zur Erhöhung der Festigkeit kann an das offene Ende der Hülse ein nach außen weisender Flansch angeformt sein.

In einer weiteren Ausgestaltung kann im Zuge des Pressvorgangs in einigem Abstand von der Anschweißfläche ein Flansch angeformt werden, der einen nach außen weisenden Teil und einen auf diesen nach innen zurückgefalteten Teil aufweist. Ein derart gestaltetes Schweißelement eignet sich insbesondere als Massebolzen, wobei der Doppelflansch eine genau definierte Anschlag- und Kontaktfläche für einen Kabelschuh ohne Beeinträchtigung durch die unterhalb des Flansches liegende Schweißung bildet.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Schweißelemente sind in der Zeichnung dargestellt; darin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine kaltgepresste Hülse,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Hülse nach Fig. 1 , die mit eingerolltem Außengewinde einen Gewinde-Schweißbolzen darstellt,

Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt durch ein aus einer kaltge- pressten Hülse gebildetes Schweißelement mit metrischem Gewinde und flachem geschlossenen Ende,

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Darstellung eines Schweißbolzens, in dessen Außenseite ein Grobgewinde oder eine Anzahl ringförmiger Rillen eingeformt sind, und

Fig. 5 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 3 durch ein Schweißelement, das mit einem Großflansch versehen und insbesondere als Massebolzen bestimmt ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die Hülse 10 nach Fig. 1 ist in dem gezeigten Beispiel aus Stahlblech mit einer Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise 0,8 mm, durch Kaltpressen so verformt worden, dass sie einen Außendurchmesser von 5 mm und eine axiale Länge von 14 mm aufweist. Am offenen Ende hat sie einen nach außen gerichteten Flansch 11 mit einem Außendurchmesser von 7 mm, am geschlossenen Ende eine etwa kugelkalottenförmige Kuppe 12. In die so gebildete Hülse ist gemäß Fig. 2 eine metrisches Außengewinde 13 (in dem gezeigten Beispiel eine M5- Gewinde) eingerollt. Beim Rollen wird der Durchmesser der Hülse mit Ausnahme der Gewindestege nach innen gedrängt. Anstelle des Gewindes 13 können auch mehrere ringförmige Rillen eingerollt werden.

. Das so gestaltete Bauelement lässt sich als Schweißelement mit seinem Flansch 11, dessen Unterseite die Anschweißfläche 19 bildet, nach dem MARC- Verfahren, d.h. mit magnetisch bewegtem, längs des Flansches 11 umlaufendem Lichtbogen, auf ein (nicht dargestelltes) Trägerblech aufschweißen.

Die oben angegebene Materialstärke von unter 1 mm ist für die Erfindung nicht wesentlich. Je nach Anwendungsfall kommen auch größere Dicken in Betracht.

Das Schweißelement 20 nach Fig. 3 ist ähnlich gestaltet und hergestellt wie das nach Fig. 2 und ebenfalls mit einem metrischen Gewinde 13 versehen, wobei jedoch das geschlossene Ende 22 nicht kuppenartig verrundet, sondern abgeplattet ist.

Das Schweißelement nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 dadurch, dass es nicht mit einem metrischen sondern einem Grobgewinde 23 oder mit einer Reihe von ringförmigen Rillen (oder Rippen) versehen ist. Ferner weist der Flansch 31 eine sich nach unten verjüngende Ringkante 34 auf, die die Anschweißfläche definiert und die je nach den übrigen Abmessungen für den MARC-Schweißvorgang günstig sein kann.

Der in Fig. 5 gezeigte Schweißbolzen 40 hat wie der Schweißbolzen 30 nach Fig. 3 ein metrisches Außengewinde 13 und ist in Abstand von seiner Anschweißfläche 49 mit einem Großflansch 41 versehen, der einen nach außen gerichteten unteren Teil 35 und einen auf diesen zurückgefalteten unteren Teil 46 umfasst.

Dieser Bolzen 40 ist insbesondere als Massebolzen geeignet, wobei der obere Teil 45 des Flansches 41 eine definierte ebene Anschlag- und Kontaktfläche für einen aufzuschraubenden Kabelschuh bildet. Da die Anschweißfläche 49 unterhalb des unteren Teils 46 des Flansches 41 liegt, wird diese Kontaktfläche durch den Schweißvorgang nicht beeinträchtigt.

Ferner läßt sich der Kabelschuh beim Aufschrauben auf das Gewinde 13 an dem Flansch 41 festziehen, ohne dass auf das Grundblech, an dem der Massebolzen 40 angeschweißt ist, nennenswerte Kräfte angreifen.

Gemäß einem weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel kann bei einem Schweißelement, das vom geschlossenen Ende ausgehend ein Außenge- winde trägt, nahe dem offenen Ende einen Mehrkantbereich, insbesondere einen Sechskantbereich, vorgesehen sein, an dem ein solcher Gewindebolzen beim Anschrauben eines weiteren Bauteils festgehalten werden kann, um die Einleitung von Kräften in das Grundblech zu vermeiden.

In den oben beschriebenen Schweißelementen ist angenommen, dass das von der Anschweißfläche abgewandte Ende der kaltgepressten Hülse in seiner geschlossenen kuppenartigen oder auch abgeplatteten Form erhalten wird. Unter die Erfindung fallen aber auch Ausführungsformen, bei denen dieses Ende geöffnet ist, so dass sich Schweißelemente mit einer durchgehenden Bohrung ergeben, die gegebenenfalls mit einem Innengewinde versehen sein kann.