-
Verfahren zur Herstellung von Stegkreuzen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung der Kreuzungen von Stegblechen durch elektrische Widerstandsschweißung.
Solche Stegkreuzungen werden insbesondere im Schalen.- und Netzbau gebraucht, bei
dem ein Gitter von, sich kreuzenden Stegen durch Gurtbleche überdeckt ist.
-
Es ist bekannt, Stegkreuzungen so herzustellen, daß das eine Stegblech
von seiner Oberkante und das andere von seiner Unterkante bis zur Stegmitte eingeschlitzt
wird und die beiden Stege dann ineinandergesteckt werden. Dabei muß jedoch noch
eine Verbindung zwischen den beiden Stegen und die Sicherung ihrer Winkellage geschaffen
werden. Dies ist z. B. so vorgenommen worden, daß -die Schlitze .durch Auspressen
von Lappen erzeugt wurden, die seitlich aus der Stegfläche vorstehen und an dem
kreuzenden Steg anliegen, an dem sie z. B. angelötet werden. Die Verbindung kann
jedoch auch durch Winkel hergestellt werden.
-
Die Herstellung dieser bekannten Stegkreuzungen ist recht umständlich
und bietet insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn die Stege verhältnismäßig niedrig
sind und der gegenseitige Abstand der zu einem Gitter zu vereinigenden Stege gering
sein muß; denn dann reicht der Platz für das Arbeiten mit Werkzeugen kaum aus. Hinzu
kommt, daß die Kanten der sich kreuzenden Stege mit Rücksicht darauf, daß sie durch
Gurtbleche überdeckt werden sollen, auf genau gleicher Höhe stehen. müssen, was
meist eine Nacharbeit erforderlieh macht.
-
Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten und ermöglicht eine
sehr einfache, rasche und sichere Herstellung der Stegkreuzungen durch
elektrische
Widerstandsschweißung. Dies geschieht im wesentlichen dadurch, daß die Stegbleche
zunächst hochkant unter dem Winkel, unter dem sie sich kreuzen sollen, aufeinandergestellt
und durch den Druck -der beiden einander entgegenwirkenden Elektroden unter Schweißstrom
ineinandergepreßt «-erden. Das neue Verfahren bedient sich der Erkenntnis, daß das
Metall an der Berührungsstelle der beiden Stege, auf Schweißhitze gebracht, unter
dem Elektrodendruck ohne weiteres verdrängt werden kann, wenn die entsprechenden
Schweißbedingungen gewählt werden. Es findet also eine Art von Schneidevorgang statt,
bei dem sich die beiden Stege gegenseitig unter Einwirkung von Druck und Söhweißstrom
schlitzen. Beim Verfahren gemäß der Erfindung brauchen also die Stegbleche nicht
durch Einschlitzen vorgearbeitet zu werden, wie auch der gewünschte Winkel, unter
dem sie sich schneiden sollen, keine Rolle spielt. Der richtige Verlauf der Kanten
beider Stegbleche in einer Ebene ist gewissermaßen selbsttätig dadurch gesichert,
daß die Sch-,veißw irkung der Elektrode, die z. B. auf der Oberkante des einen Stegbleches
aufsitzt, in dem Augenblick aufhört, in welchem sie die Oberkante des anderen Stegbleches
berührt, weil dann die Stromfäden gleichzeitig durch beide Stege gehen, also keine
Verengung bilden können.
-
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung hervor, in der an Hand .der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele erläutert
sind. In der Zeichnung zeigt Abb. i zwei der zu kreuzenden Stegbleche; Abb. 2 eine
gemäß der Erfindung erzeugte Stegkreuzung, Abb. 3 bis 6 verschiedene Schnitte durch
Stegkreuzungen während der Schweißung, Abb. 7 und 8 besondere Ausführungsbeispiele,
Abb. 9 die schematische Darstellung einer Vorrichtung für das Verfahren gemäß der
Erfindung, Abb. io zwei vorbereitete Stegbleche, Abb. i i eine besondere Elektrode.
-
In der Abb. i ist ein Längssteg i und ein Quersteg 2 perspektivisch
gezeigt, wie sie zu Beginn des Verfahrens aufeinandergestellt werden. Die Pfeile
deuten die Druckrichtung der Elektroden an, von denen die eine auf die Oberkante
des Bleches @i und die andere auf die Unterkante des Bleches 2 aufgesetzt wird.
Abb. 2 zeigt die fertige Verbindung, wobei zur Verbesserung der Deutlichkeit der
von der Oberkante des Bleches 2 bis zu seiner Mitte eingeschnittene Schlitz vergrößert
dargestellt ist. Ein entsprechender Schlitz geht von der Unterkante des Bleches
i in dessen Mitte. Am Boden der Schlitze sind die beiden Bleche bei 4 miteinander
verschweißt. In den Abb. 3 bis 6 ist der Schweiß-und Schneidevorgang in seiner letzten
Phase verdeutlicht, während. der die Stege nur noch um das Maß e ineinandiergepreßt
werden. 3 sind: die Elektroden, die eine große ebene Grundfläche aufweisen. Mit
5 sind die Stromfäden angedeutet, die bei der Stellung,der Stege nach den Abb. 3
und 4 sich im Schlitzboden verengen, so daß dort die Stelle der größten Erhitzung
entsteht, die das Metall der beiden Stege mindestens so plastisch macht, daß unter
dem Schweißdruck eine Verdrängung, d. h. ein Schneiden, stattfindet. In dem Augenblick,
in welclicm eine oder beide Elektroden auf den Kanten beider Stege aufsitzen, haben,
wie Abb. 6 zeigt, die Stromfäden die Möglichkeit, sich auszuweiten, wodurch der
Schweiß- und Schneidevorgang beendet ist. Am Boden der in die beiden Stege eingeschnittenen
Schlitze verbleibt bei 4 eine Schweißverbindung, die in Abb. 5 im waagerechten Schnitt
gezeigt Ist.
-
Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist man nun nicht daran gebunden,
daß die Stege gleiche Höhe haben, wenngleich es zweckmäßig ist, wenn ihre Dicke
gleich ist, Abb. 7 zeigt den Fall eines hohen Längssteges 8 und eines niedrigen
Quersteges 9. Dieser Fall ist von besonderer Bedeutung, wenn es sich darum handelt,
den Obergurt, der mit dem Untergurt durch den Steg 8 verbunden ist, durch eine Reihe
von Hilfsstegen g zu versteifen. Es ist jedoch auch möglich, Stege gemäß dem Verfahrender
Erfindung miteinander zum Kreuzen zu bringen und zu verbinden, deren Kanten nicht
in einer Ebene verlaufen. Einen solchen Fall zeigt die Abb. 8, bei der der Hauptsteg
io die Form eines Ringes aufweist, während der Hilfssteg i i eine gerade Leiste
darstellt.
-
Im Betrieb ist das Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft so durchzuführen,
daß jeweils ein Quersteg 2 in eine Reihe von Längsstegen i eingedrückt wird. Abb.
9 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die diesem Verfahren dient. Die Längsstege
i sind. zunächst in dem gewünschten Abstand voneinander .awfgestellt, und ruhen
an. den. Stellen, an denen sie sich mit dem Quersteg :2 kreuzen sollen, auf den
unteren Elektroden 3. Die Oberkante des Quersteges 2 wird von einer entsprechenden
Anzahl Elektroden berührt. Wenn nun das gleichzeitige Schneiden und Schweißen erfolgen
soll, dann ist es notwendig, daß in allen Kreuzungspunkten gleiche Strom- und Druckverhältnisse
herrschen. Es ist daher zweckmäßig; jedem Elektrodenpaar einen besonderen Druckantrieb
zu geben und die Stromversorgung aller Elektroden über gemeinsame Stromschienen
12 durchzuführen. Handelt es sich um die Erzeugung von breiten Gittern, -bei denen
also der Abstand des äußersten linken Längssteges i vom äußersten rechten Längssteg
i groß ist, dann ist es zweckmäßig, für die Belieferung der Stromschienen, zwei
Transformatoren 13 anzuwenden.
-
Handelt es sich jedoch darum, ständig Steggitter gleicher Art und
Größe herzustellen, dann kann man statt einer größeren Zahl von Elektrodenpaaren
einfach zweileistenförmige Elektroden verwenden. Auf diese Weise sind schön 14 Stegkreuzungen
in einem-einzigen Arbeitsgang hergestellt worden.
-
In manchen Fällen kann. es zweckmäßig sein, das Steggitter vor der
Schweißung, die die endgültige Verbindung schaffen soll, schon weitgehend vorzubereiten.
Dies wird erreicht durch die Anbringung von Schlitzen, wie dies in Abb. io dargestellt
ist.
Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß das in den Abb. 3 und
q. gezeigte Maß e noch vorhanden bleibt, damit unter dem Schweißdruck eine Stauchung
und damit ein Verschweißen stattfinden kann. Wenn die Tiefe der Schlitze mit
a bzw. b bezeichnet ist, dann muß also die Summe a -I- b geringer
sein als die Höhe h der Stege, oder, in anderer Ausdrucksweise, die Summe a -I-
b -I- c muß gleich h sein.
-
Zur Erleichterung der Aufstellung der Stege können Elektroden angewendet
werden, die bereits mit Schlitzen versehen sind, wie dies in Abb. i i gezeigt ist.
Der Querschlite 18 dient zur Aufnahme des Steges, den diese Elektrode in den Gegensteg
eindrücken soll. Während des Eindrückens gelangt dann der Gegensteg in den Schlitz
i9, dessen Seitenwände jedoch mit isolierenden Backen 2o versehen sein müssen, damit
die in den Abb. 3 bis 6 gezeigten Wirkungen eintreten können. Der Boden des Schlitzes
i9 muß natürlich metallisch leitend sein.
-
Die Größe der Auflagefläche der Elektrode beeinflußt natürlich die
Schweißverhältnisse. Es hat sich herausgestellt, daß die Länge dieser Fläche zweckmäßig
ein Vielfaches der Stegstärke, vorzugsweisedas zwanzig- bis dreißigfache dieses
Wertes betragen soll.
-
Die für die Herstellung einer Stegkreuzung gemäß der Erfindung zu
benutzenden Einstellgrößen, insbesondere Schweißstrom, -zeit und -druck sind natürlich
von der Dicke der Bleche und der Art, des Werkstoffes abhängig, können jedoch durch
einige Vorversuche rasch festgestellt werden. Dabei sind .die einzelnen Größen in
verhältnismäßig weiten Grenzen veränderbar, aber auch voneinander abhängig. Zum
Beispiel muß bei geringer Stromstärke eine längere Schweißzeit angewendet werden
und umgekehrt.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem Stegbleche aus unlegiertem
weichem Flußstahl mit 0,I'/0 C, o,q."/o Mn und o,i°/o Si von einer Steghöhe von
15 mm und einer Dicke von 1,25 mm verwendet wurden, hat sich eine Stromstärke von
26oo Amp. bei einer Spannung von i V und ein Druck von ioo kg als besonders zweckmäßig
erwiesen. Die Schweißzeit betrug o,2 Sekunden;.