DE1862459U - Durch widerstandsstumpfschweissen hergestelltes kettenglied. - Google Patents

Description

Meyer, Roth & Pastor, Köln-Raderberg, Eaderberger Str.

Durch Widerstandsstumpfschweissen hergestelltes Kettenglied.

mit

Die Heuerung betrifft ein Kettenglied einer V/iderstandsstumpf schweissverbindung zwischen den Stirnflächen eines stabförmigen Werkstückes mit Vollquerschnitt, insbesondere ein sogenanntes C-Glied, das durch Biegen eines einzigen Stababschnittes zur C-Form und Schliessen der Stirnfläche durch das Widerstumpf-Schweissverfahren gebildet wird; die Neuerung bezieht sich gleicherweise jedoch auf Kettenglieder anderer Art und richtet sich ausschliesslich auf die Schweissverbindungsstellen, so.dass sie sinngemäss auch auf Schweissverbindungen zwischen den Stirnflächen von Stäben mit Vollquerschnitt angewandt werden kann.

Bekanntlich werden diese Kettenglieder von geradlinigen Stäben abgeschnitten und C-förmig vorgebogen, so dass sich hieraus infolge Stauchung am Innen- und Streckung am Aussenumfang des Kettengliedes der Nachteil ergibt, dass die einander gegenüberstehenden Stirnflächen, welche beim Abschneiden des Drahtes senkrecht zur Drahtachse hergestellt wurden, nunmehr nach aussen zu leicht

V-förmig auseinanderstehen, sich mithin also ein keilförmiger Spalt ergibt. Die Keilstellung der Leiden Stirnflächen verstärkt sich um so mehr, je kurzer die Kettengliedteilung ist, wie sie insbesondere für hohe Belastungen gewählt werden.

Werden diese "bekannten G-förmigen Kettenglieder nach dem bekannten Stumpfschweissverfahren miteinander verbunden, so werden sie zunächst - nach Aufsetzen der Elektroden - so gestaucht, dass die Stirnflächen einander berühren, was demgemäss am Innendurchmesser erfolgt, so dass also die Schweissung von der Innenseite nach der Aussenseite (d.h. also von unten nach oben im hochkantstehendeii Kettenglied) verläuft.

Ss ergibt sich hieraus einerseits ein Abtropfen des Materials, zum anderen wird es wegen dieses Abtropfens erforderlich, die Stauchung zu erhöhen und mehr Material einzustauchen, wodurch drittens die Kettenform ungleichmässig wird und viertens innere Spannungen entstehen, während schliesslich auch das G-efüge der Schweißstelle über deren gesamte: Fläche hin nicht symmetrisch und gleichartig ist.

Man hat nun bereits versucht, diese und andere Übelstände dadurch zu beseitigen, dass man vorgeschlagen hat, unter elastischem Druck von z?rei Seiten aus Keil-

stücke in den Spalt einzupressen. Man glaubte, auf diese Weise eine symmetrische, X-förmige Schweissnaht zu erhalten, was indessen im Hinblick auf den V-förmigen Spalt pralltisch nicht möglich war, sondern höchstens zur Bildung einer unsymmetrischen X-Naht führte.

Die Schweissverbindung nach der Heuerung ist durch ein zwischen die Stirnflächen der Stabenden eingefügtes, im wesentliches lisenförmiges !Füllstück gekennzeichnet.

Die Verwendung derartiger Püllstücke zwischen zwei durch Widerstandsschweissung miteinander zu verbindenden Blechen ist bereits bekannt. Hier dienen die ÜTüllstücke jedoch zum Herbeiführen einer Punktschweissung, d.h. also zur Konzentration des elektrischen Stromes. Auf wenige Stellen zwischen den an ihren Oberflächen einander gegenüberliegenden Blechen. Der hierbei gebildete G-rat., d.h. die überspröden, rissigen, verzunderten und zur !Korrosion führenden Aussenbereiche der Schweißstellen, wird hierbei nicht abgegratet, sondern verbleibt in der Verbindungsstelle. Bei der Verwendung dieser bekannten IPüllstücke als Schweissverbindung zwischen Stabenden jedoch konzentriert sich nicht nur der elektrische Storm auf die Berührungsstellen zwischen dem Füllstück und dem benachbarten Stirnflächen, sondern wird dieses wegen mangelnder Wärmeableitung vorzeitig erweichende Füllstück vom Mittelpiinkt der Schweißstelle fortlaufende nach aussen gequetscht und bildet einen G-rat, der aus dem Aussenumfang vorsteht, lediglich aus dem Werkstoff des Püllstückes

aufgetaut ist und durch Abgraten an derartige Schweissverbindungen üblicherweise entfernt werden kann. Es entsteht also eine gesunde Schweissfläche, die völlig symmetrisch von der Mitte nach aussen zu aufgetaut ist, keinerlei Einflüsse aufweist und diese Eigenschaften auch dann aufzeigt, wenn die Stirnflächen der einander gegenüberliegenden Drahtenden keineswegs parallel zueinander verlaufen, und auch dann, wenn diese Stirnflächen in sich uneben sind.

Da an stabförmigen Querschnitten im allgemeinen eine Schweißstelle nach der anderen, höchstens aber zwei Schweißstellen zu gleicher Zeit hergestellt werden, nicht jedoch eine grosse Anzahl von Schweißstellen mit Füllstücken zu beschicken sind, wie dies beim Verschweißen von Blechen der lall war, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Püllstücke in Röhrchen oder ähnlichen Behältern vor Ausseneinflüssen und Staubeinfall sowie Rostbildung geschützt aufbewahrt und der Schweißstelle zugeführt werden können; dieser Vorteil bildet jedoch nicht Gegenstand der !Teuerung.

Die Abmasse des linsenförmigen lüllstückes sind dem jeweiligen Zweck, dem Drahtdurchmesser, der V-Stellung (also der Kettenteilung) und der Eigenfederung anzupassen, da die Eigenfederung des Drahtes den mittleren Abstand der Stirnfläche bestimmt.

Der Aussendurchm.esser der Füllstücke kann kleiner, gleich oder grosser als derjenige des Kettengliedes sein, wobei ein kleinerer Aussendurchmesser den Vorteil erbringt, dass weniger G-rat entsteht und diese Eetten in Sonderfällen unentgratet "benutzt werden können, während der gleichgrosse Durchmesser den Vorteil hat, dass die Einsehiebevorrichtung für die Püllstüeke auf Anschlag am Draht arbeiten kann, wogegen der grössere Dtirchmesser unter Umständen vorteilhaft bezüglich der Herstellung gesunder Randzonen und des erhöhten Einpressdruckes für das Füllstück ist.

Zweckmäßig sind nach der Neuerung die Spaltflächen der zu verschweissenden Teile senkrecht zur Druckrichtung vorgesehen»

Durch das neuerungsgemässe Verfahren unter Verwendung von Füllstücken ergibt sich ohnehin eine sehr zuverlässige Schweissung, so dass man eine Verlängerung der Schweissnaht, wie sie durch Schrägstehen der Spaltflächen schon angestrebt Yrorden ist, entbehren kann. Andererseits ergibt sich durch Spaltflächen senkrecht zur Druckrichtung insbesondere auch unter Berücksichtigung des Singringens des Füllstückes eine besonders einfache Durchführung des neuerungsgemässen Schweissverfahrens.

Jedoch erfasst die Neuerung auch schräg zur Druckrichtung stehende und/oder angespitzte Spaltflächen, sofern die

β -

Schweissung mit Füllstücken nach der Erfindung erfolgt.

Nach der Neuerung kann das Füllstück aus einem Material "bestehen, das vorzugsweise gleiche oder höhere Festigkeit als die zu versehweissenden Teile aufweist.

Insbesondere ist ein Füllstück höherer Festigkeit vorteilhaft. Durch Zerreissversuche wurde festgestellt, dass zwei unter Verwendtmg eines Füllstückes höherer Festigkeit verschweisste Stäbe die dem Zerreissen voraufgehende Einschnürung nicht an der Schweißstelle, sondern davor oder dahinter aufwiesen. Hieraus ergibt sich noch ein. ganz besonderer Vorteil des neuerungsgemässen Schweissverfahrens gegenüber einem "Verfahren ohne Füllstück, bei dem die Ränder bzw. Kanten der Spaltflächen der zu verschweigsenden Teile abgeschrägt oder gebrochen sind. Auch bei derartig vorbereiteten Seilen ist an und für sich ein Schweissen von innen heraus möglich.

Nicht möglich ist dagegen, in diesem Falle der Schweißstelle eine höhere Festigkeit zu geben, wie sie nach der

erreicht

Heuerung ohne weiteres ""werden kann, wenn man ein Füllstück höherer Festigkeit verwendet.

Um eine höhere Festigkeit des Füllstückes zu erzielen, kann das Füllstück nach der Neuerung, verglichen mit dem zu verschweissenden Teilen, insbesondere einen höheren Gehalt an Kohlenstoff (G), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Silizium (Si), Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Vanadium (Va),

*~ 7 —

- 7 Nickel (ITi) und/oder ICoTdalt (Co) aufweisen.

Andererseits kann insbesondere "bei zu verschweissenden !Teilen aus schwer schweissToarem Material (nichtrostender Stahl oder sonstige hochlegierte Stähle) ein Füllstück aus leicht schweissbarem Material (niedrig legierter Stahl mit hoher Festigkeit, z.B. Manganstahl) -verwendet werden, um die Sehweissung zu erleichtern bzw. überhaupt erst zu ermöglichen.

Eine weitere Vervollkommnung der Neuerung ist gekennzeichnet durch eine Schicht eines sauerstoffabhaltenden Flussmittels, z.B. Quarz auf der Oberfläche des Füllstückes.

Auch hier wieder zeigt sich in ganz besonderem Masse der Vorteil des iieuerungsgemässen Verfahrens, da die Füllstücke nach der !Teuerung verhältnismässig einfach Lind billig mit einer solchen Schicht umkleidet werden können. Wollte man etwa die Spaltflächen der zu verschweissenden Teile jeweils vor dem Schweissen mit einer derartigen Schicht versehen, so wäre dies ein sehr viel umständlicherer Vorgang, durch den das ganze Schweissverfahren unwirtschaftlich würde.

Insbesondere kann das neuerungsgemässe Schweissverfahren mit Vorteil zum Schweissen von Kettengliedern verwendet werden.

In der Zeichnung ist die !Teuerung an einigen Ausführungs-

Beispielen näher erläutert.

Pig. 1 zeigt ein zu verschweissendes Kettenglied 1 vor der Schweissung mit eingesetztem I¹UlIstuck 2 nach der Heuerung. Das Füllstück 2 hat Linsenform, und seine zur Berührung mit den Spaltflächen 28 und 28' Torgesehenen Flächenteile 29 und 29' sind kleiner als die Spaltflächen 28 und 28'. Anf diese Weise erfolgt der SchweissVorgang beim Ztisammen druck en der Spaltflächen 28 und 28' von innen heraus.

Fig. 2 zeigt die Einschnürung z?/eier verschweisster Teile 3 und 4 "bei einem Zerreissversuch. Bs handelt sich dabei um eine Schweissung ohne Verwendung eines Füllstückes. Es ergibt sich das typische Bild, dass die Schweißstelle der schwächste Teil ist, und dass daher die Einschnürung an der Schweißstelle erfolgt.

Demgegenüber zeigt Fig. 3 einen Zerreissversuch an zwei verschweissten Teilen 3' und 4-', die unter Verwendung eines Füllstückes 5 gemäss der !Teuerung verschweisst worden sind. Die Schweißstelle ist hier nicht nur nicht schwächer als der übrige Teil der zu verschweissenden Teile, sondern kann bei geeigneter Materialauswahl für das Füllstück 5 eine grossere Festigkeit aufweisen als die zu verschweigsenden Teile 3' und 4*> so dass die Einschnürung nicht an

der Schweißstelle erfolgen kann, sondern daneben liegt.

Die Pig, 4 his 2o und 22 zeigen verschiedene Formen von Füllstücken nach der Neuerung. Die !ig.. 21 zeigt, wie ein Füllstück gemäss Pig. 2ο vor der Schweissung zwischen den Spaltflächen der zu verschweissenden Teile angeordnet ist.

In diesen Figuren ist 6 ein Füllstück in Form einer flachen kreisrunden Platte. Um eine Schweissung von innen heraus zu erzielen, muss der Durchmesser dieser Platte kleiner sein als der Durchmesser der zu versehweissenden Teile. Io ist ebenfalls ein Füllstück in Form einer flachen Platte, die jedoch einen sechseckigen Umfang aufweisen möge. Für die G-rössenabmessungen der Platte Io gilt das in Bezug auf die Platte 6 Gesagte.

Das Füllstück 7 ist in Form eines Doppelkegels ausgebildet, das Füllstück 8 in Form eines abgeflachten Doppelkegels. Das Füllstück 9 hat die Fora einer Kugel.. Das Füllstück 2 hat linsenform. Das Füllstück 11 hat die Form einer doppelseitigen Pyramide mit einem flachen Teil dazwischen. Das Füllstück 12 ist einseitig flach und auf der anderen Seite als Pyramide gestaltet. Das Füllstück 13 hat die Form eines Doppelkegels mit dazwischen befindlichem zylindrischen Teil» Demgegenüber weist das Füllstück gemäss Fig. 17 einen grösseren zylindrischen Teil auf, der ah

2o

den Enden so ballig ausgebildet ist.

- - Io -

- Io -

Insbesondere die Füllstücke 7,8,9,2,11,12,13 und gemäss Fig. 17 können einen senkrecht zur Druckrichtung gemessenen Gesamtquerschnitt aufweisen, der grosser ist, als der Querschnitt der zu verschweissenden Teile, waobei dennoch die zur Berührung mit den Spaltflächen vorgesehenen Flächenteile kleiner sind als die Spaltflächen.

Andere Ausbildungsarten des Füllstückes nach der Feuerung sind der Ring 14, die einseitige Kegelfeder 15, die zweiseitige Kegelfeder 21, die Hülse 16 aus Vierkant- oder Profilband, die sich kreuzenden Drähte 22, 22' bzw. 25> 26, 27· Wie die;,sich kreuzenden Drähte 22, 22' zwischen die zu verschweissenden Teile 23» 24 eingelegt werden, zeigt Üg. 21. Das Füllstück 16 kann, wenn es aus -Profilband besteht, insbesondere aus einem solchen Profilband bestehen, dass die Flächen 3o, 31 scharfkantig ausgebildet sind. Es ist dann vorgesehen, dass das Füllstück 16 mit den Flächen 3o, 31 an den Spaltflächen 28, 28' anliegt beim SchweissVorgang. Bine andere Möglichkeit besteht aber darin, dass Füllstück 16 beim Schweissen um 9o° gedreht einzusetzen, so dass die zylindrischen Flächen des Füllstückes 16 an den Spaltflächen 28 und 28' anliegen.

Fig. 16 zeigt ein Füllstück, dessen G-esamtform als ballig zu bezeichnen ist, das aber hohl ausgeführt ist und aus den Schalen 17 und 18 besteht, die beispielsweise gezogen sein können. Ein als Hohlkörper ausgebildetes Füllstück

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hat unter Umständen den Vorteil, dass infolge der geringeren. Materialmenge der SchweissVorgang "beschleunigt wird. Auch das Füllstück gemäss Fig. 16 kann einen senkrecht zur Druckrichtung gemessenen Gesamtquerschnitt aufweisen, der grosser ist als der Querschnitt der Spaltflächen 28, 28', da infolge der Balligkeit dieses Füllstückes die zur Berührung mit den Spaltflächen vorgesehenen Flächenteile kleiner sind als die Spaltflächen. Entsprechendes gilt auch für die Füllstücke 15_; und 21, sowie die Füllstücke 22, 22' und 25, 26, 27, soweit man bei diesen Füllstücken überhaupt noch von einem Querschnitt senkrecht zur Druckrichtung sprechen kann. Das vorstehende gilt auch für das Füllstück 16, sofern es. um 9o gedreht eingesetzt wird, so dass die Zylinderflächen zur Berührung mit den Spaltflächen. 28, 28' kommen. Wird das.· Füllstück 16 dagegen so zwischen die Spaltflächen eingesetzt, dass die Flächen. 3o, 31 mit den Spaltflächen 28, 28' zur Berührung kommen, so dürfte es sich empfehlen, den Aussendurehmesser des Füllstückes 16, kleiner zu machen als den Durchmesser der Spaltflächen 28, 28'.

Die Neuerung ist anwendbar im Rahmen aller einzeln oder in beliebiger Verbindung miteinander verwandten Merkmale aus den Schutzansprüehen sowie der Beschreibung und der Zeichnung, die dem Fachmann ersichtlich neu und fortschrittlich sind.

Schutzansprüehe:

Claims (11)

·.;. 661.62M7.iaE2 Schutzansprüehe :

1. Schweissverbindung zwischen den Stirnflächen stab-

- förmiger Werkstücke mit Vollquersehnitt im wesentlichen gleicher Abmessungen, insbesondere zwischen den Enden von C-förmig gebogenen Kettengliedern, gekennzeichnet durch die bekannte Anwendung linsenförmiger und massiver Füllstücke zwischen den Stirnflächen.

2. !Füllstück nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an sich bekannte Abflachungen im Mittenbereich der beiden Füllstückflächen.

3. Füllstück nach Anspruch l,gekennz eichnet durch je eine in der Mitte jeder J¹UlIs tückf Iac he angeordnete, gegebenenfalls abgeflachte Spitze.

4. Füllstück nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Herstellung als G-esenkstück in einer Form.

5. Füllstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4j gekennzeichnet durch eine ein- oder doppelseitige Pyramide bzw. einen ein- oder doppelseitigen Kegel.

6. Füllstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendtmg

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zweier oder mehrerer sich kreuzender Drähte.

7. E¹UlIstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenabmessungen des Füllstückes gleich oder grosser sind als die der Stabenden.

8. Füllstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennz eichnet, dass die Aussenabmessungen des Füllstückes kleiner sind als die Stabenden.

9. füllstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück aus einem Material besteht, das eine höhere Festigkeit als die zu verschweissende Stabenden aufweist.

10. Füllstück nach Anspruch 9* gekennzeichnet durch einen gegenüber demjenigen der zu verschweissenden Stabenden höheren Gehalt an C,Mo,Cr,Si,Cu, lh,Ya, Hi und/oder Go aufweist.

11. Füllstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis lo, gekennzeichnet durch ein sauerstoffabhaltendes Flussmittel , z.B. Quarz, auf der Oberfläche des Füllstückes.

H/S c.