DE4222664A1

DE4222664A1 - Verbindungselement zur Verwendung beim Bolzenschweißen

Info

Publication number: DE4222664A1
Application number: DE19924222664
Authority: DE
Inventors: Heinz Soyer
Original assignee: BOLZENSCHWEISTECHNIK HEINZ SOY
Current assignee: BOLZENSCHWEISTECHNIK HEINZ SOY
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2012-07-11
Also published as: DE4222664C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verwendung beim Bolzenschweißen mittels Kurzzeit-Hubzündung, wie T-Bol zen, Gewindebolzen, rohrförmige Hohlkörper, wie Innengewin debuchsen, Schweißmuttern u. ä.

Beim Bolzenschweißen mittels Kurzzeit-Hubzündung beträgt das Verhältnis von Mindestblechdicke zum Bolzendurchmesser maxi mal 1 : 8. Das bedeutet, selbst beim Bolzenschweißen mittels Kurzzeit-Hubzündung können beispielsweise im Kraftfahrzeug bau und den dort verwendeten Blechen mit einer Dicke von 0,6 mm und weniger, im Prinzip nicht einmal Bolzen mit einem Durchmesser von 5 mm verschweißt werden. Jedoch ist in Fäl len, in welchen beispielsweise Bolzen zur Herstellung einer Masseverbindung für elektrische Bauteile, Module, u.ä. ein gesetzt und verwendet werden, eine sichere und haltbare wirklich gute Masseverbindung nur erreichbar, wenn die zur Verfügung stehende Fläche möglichst großflächig genutzt wer den kann.

Ferner ist es beim Verschweißen von Hohlkörpern mit durchge hendem Gewinde, wie beispielsweise Schweißmuttern, kaum zu vermeiden und auf keinen Fall auszuschließen, daß sich Schweißspritzer in den unteren Gewindegängen festsetzen, wo durch solche Schweißmuttern praktisch unbrauchbar werden, oder, falls es überhaupt möglich ist, sie sehr zeitaufwendig und mühsam beseitigt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbin dungselement zur Verwendung beim Bolzenschweißen mittels Kurzzeit-Hubzündung zu schaffen, das sicher und zuverlässig haltend großflächig aufschweißbar ist, und bei welchem, wenn es sich um Hohlkörper-Verbindungselemente, beispielsweise mit durchgehenden Innengewinde handelt, verhindert ist, daß durch Schweißspritzer oder ähnliche Verunreinigungen das Gewinde im untersten Bereich unbrauchbar wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im äußersten Randbereich eines Verbindungselements ein ringför miger Ansatz vorgesehen ist, durch welchen das Verbindungs element großflächig aufschweißbar ist; die eigentliche Schweißverbindung ist jedoch nur im Bereich der verhältnis mäßig schmalen Ringfläche erfolgt. Somit wird die eingangs angeführte Beziehung zwischen Blechdicke und Verbindungsele ment-Durchmesser von maximal 1 : 8 weder überschritten noch auch nur annähernd erreicht. Jedoch ist durch die große, von dem aufgeschweißten ringförmigen Ansatz überdeckte Fläche eine durch Kurzzeit-Hubzündung bewirkte, sichere Verbindung entlang des Außenumfangs eines Verbindungselements geschaf fen, und dadurch beispielsweise für einen Masseanschluß die Kontaktfläche zwischen Verbindungselement und einem Grund material, wie beispielsweise dünnem Blech, erheblich vergrö ßert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist insbeson dere zum Verschweißen von Verbindungselementen in Form von Hohlkörpern mit durchgehendem Gewinde, beispielsweise zum Verschweißen von Schweißmuttern innerhalb des ringförmigen Ansatzes eine konzentrisch zu diesem verlaufende Nut ausge bildet. Wie umfangreiche Versuche der Anmelderin gezeigt ha ben, ist damit sicher verhindert, daß in die untersten Ge windegänge von Schweißmuttern Schweißspritzer oder die be stimmungsgemäße Verwendung beispielsweise von Schweißmuttern gefährdendes, unerwünschtes Schweißgut in die Gewindegänge gelangen und sich dort festsetzen können. Somit ist im äuße ren Endflächenbereich der sogenannten Schweißstirnfläche in besonders einfacher und vorteilhafter Weise ein unterschnei dungsfreies und weitgehend schweißwulstloses Verschweißen insbesondere von flachen Schweißmuttern mittels Kurzzeit- Hubzündung ermöglicht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung können die ringförmigen Ansätze im Querschnitt fast je de vorstellbare Form aufweisen, vorzugsweise sind sie qua dratisch oder rechteckig, können aber genauso gut trapezför mig, dreieckig oder auch beispielsweise spitz zulaufend aus gebildet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a schematisch eine unmaßstäbliche, zum Teil aufge schnittene Darstellung einer Ausführungsform eines Verbindungselements in Form einer Schweißmutter mit ringförmigem Ansatz;

Fig. 1b schematisch eine unmaßstäbliche, zum Teil aufge schnittene Darstellung einer Ausführungsform eines Verbindungselements in Form einer Schweißmutter mit ringförmigem Ansatz und parallel dazu verlau fender Nut;

Fig. 2a ebenfalls schematisch eine unmaßstäbliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungselements in Form eines Hohlkör pers mit durchgehendem Innengewinde mit Flansch, und

Fig. 2b ebenfalls schematisch eine unmaßstäbliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Verbindungselements in Form eines Vollmate rial-Gewindebolzens mit Flansch.

In Fig. 1a ist teilweise aufgeschnitten schematisch eine un maßstäbliche Darstellung eines Verbindungselements in Form einer Schweißmutter 1 mit einem Innengewinde 2 wiedergege ben. Im äußersten Bereich einer Endfläche 3 der Schweißmut ter 1 ist ein ringförmiger Ansatz 4 ausgebildet, welcher in der dargestellten Ausführungsform im Querschnitt quadratisch bzw. rechteckig ist.

Wie in Fig. 1a rechts strichpunktiert angedeutet ist, kann der Ansatz beispielsweise im Querschnitt auch trapezförmig ausgebildet sein. Ferner kann der ringförmige Ansatz 4 in Abhängigkeit von dem Material der Schweißmutter bzw. dem Ma terial, auf welchem sie aufgeschweißt werden soll, durchaus auch neben den vorstehend angeführten Querschnittsformen im Querschnitt dreieckig, spitz zulaufend oder beispielsweise auch an dem von der Endfläche 3 abgewandten Ende abgerundet ausgebildet sein.

Aus der nachstehend wiedergegebenen Tabelle sind die Abmes sungen bezüglich des Durchmessers D1 des Innengewindes, des Außendurchmessers D2 der Schweißmutter bzw. deren Höhe H zu entnehmen; die Größen D1, D2 und H sind in Fig. 1a eingetra gen. Hierbei beträgt der ringförmige Ansatz bezüglich aller in der Tabelle aufgeführten Schweißmuttern sowohl in der Hö he h als auch in der Breite b jeweils vorzugsweise 1 mm.

Tabelle

Wie ein Vergleich der Ausführungsformen der Schweißmuttern in Fig. 1a und 1b zeigt, unterscheiden sich diese lediglich dadurch, daß in Fig. 1b anschließend an den ringförmigen An satz 4′ in der Endfläche 3′ eine ins Innere des Schweißmut terkörpers 1′ vorstehende Nut 5′ ausgebildet ist, deren Ab messungen beispielsweise in der Größenordnung der Abmessun gen des ringförmigen Ansatzes 4′ liegen.

In Fig. 2a ist im Schnitt ein Schweißbolzen 10 in Form eines Hohlkörpers mit durchgehendem Innengewinde 20 dargestellt, an dessen in Fig. 2a unteren Ende ein Flansch 50 ausgebildet ist, in dessen äußeren Randbereich ein ringförmiger Ansatz 40 vorgesehen ist. Dieser ringförmige Ansatz kann abweichend von dem in Fig. 2a dargestellten, quadratischen bzw. recht eckigen Querschnitt selbstverständlich auch wieder die in Verbindung mit dem Ansatz 4 in Fig. 1a angeführten Quer schnittsformen aufweisen kann.

In Fig. 2b ist im Unterschied zu Fig. 2a ein Gewindebolzen 10′ aus Vollmaterial mit Außengewinde 20′ dargestellt, an dessen in Fig. 2b unteren Ende ein Flansch 50′ ausgebildet ist. Im äußeren Bereich der Flanschendfläche 30′ ist in Fig. 2b wie der ein im Querschnitt beispielsweise quadratischer bzw. rechteckiger, ringförmiger Ansatz 40′ angedeutet. Durch eine entsprechend große Bemessung des Durchmessers der Flansche 50 bzw. 50′, an deren äußeren Rand die ringförmigen Ansätze 40 bzw. 40′ ausgebildet sind, bezüglich der Durchmesser der jeweiligen Verbindungselemente 10 oder 10′, d. h. durch einen entsprechend großen Abstand zwischen einem ringförmigen An satz und dem jeweiligen Innen- oder Außendurchmesser eines Verbindungselements, kann zuverlässig sichergestellt werden, daß keine Schweißspritzer oder sonstiges Schweißgut die Funktionsfähigkeit der Gewinde in irgendeiner Weise beein trächtigen.

Durch den ringförmigen Ansatz 4 und 4′ in Fig. 1a bzw. 1b bzw. 40 und 40′ in Fig. 2a bzw. 2b an den dort wiedergegebe nen Verbindungselementen in Form von Schweißmuttern bzw. Ge windebolzen ist ein sicheres Aufschweißen der ringförmigen Ansatz-Auflagefläche der entsprechenden Verbindungselemente unterschneidungsfrei und weitgehend schweißwulstlos auch und gerade auf verhältnismäßig dünnen Unterlagen in Form von Blechen erreichbar, wobei das bisher zulässige maximale Ver hältnis von Mindestblechdicke zu Bolzendurchmesser von maxi mal 1 : 8 nicht nur ohne Schwierigkeit realisierbar, sondern sogar ohne weiteres unterschreitbar ist.

Um ein Festsetzen von Schweißspritzern beispielsweise an einem durchgehenden Innengewinde von Schweißmuttern oder an Außengewinden von Gewindebolzen zu verhindern, ist in vor teilhafter Weise innerhalb und angrenzend an den ringförmi gen Ansatz 4′ eine ins Schweißkörperinnere vorstehende Nut 5 bei der Schweißmutter 1′ in Fig. 1b bzw. bei Gewindebolzen 20 und 20′ in Fig. 2a bzw. 2b ein ringförmiger Ansatz 40 bzw. 40′ am äußeren Rand eines am Gewindebolzen 20 oder 20′ in Fig. 2a bzw. 2b ausgebildeten Flansches 50 bzw. 50′ vorgese hen.

Claims

1. Verbindungselement zur Verwendung beim Bolzenschweißen mittels Kurzzeit-Hubzündung, wie T-Bolzen, Gewindebolzen, rohrförmige Hohlkörper, wie Innengewindebuchsen, Schweißmut tern u.ä., dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Randbereich einer Endfläche (3, 3′) des Verbindungs elements (1, 1′) ein ringförmiger Ansatz (4, 4′) vorgesehen ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im äußeren Randbereich der End fläche (3′) von Hohlkörper-Verbindungselementen, wie Schweißmuttern (1′), Innengewindebuchsen u.ä., innerhalb des ringförmigen Ansatzes (4′) eine konzentrisch zu diesem ver laufende, in das Verbindungselement (1′) hineinreichende Nut (5) ausgebildet ist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß an einem Ende eines Verbin dungselements (10) in Form eines Hohlkörpers mit durchgehen dem Innengewinde ein Flansch (50) ausgebildet ist, an dessen äußeren Endflächenrand (30) ein ringförmiger Ansatz (40′) vorgesehen ist.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß an einem Ende von Gewindebolzen (10′) aus Vollmaterial ein Flansch (50′) ausgebildet ist, an dessen äußeren Endflächenrand (30′) ein ringförmiger Ansatz (40′) ausgebildet ist.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der ringförmige An satz (4; 40; 40′) im Querschnitt quadratisch oder rechteckig ist.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der ringförmige An satz im Querschnitt trapezförmig ist.

7. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der ringförmige An satz dreieckig oder spitz zulaufend ausgebildet ist.