DE20117441U1

DE20117441U1 - Tellerstift zum Bolzenschweißen

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Publication number: DE20117441U1
Application number: DE20117441U
Authority: DE
Original assignee: HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISTECHN
Current assignee: HEINZ SOYER BOLZENSCHWEISTECHN
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2011-10-26

Description

Heinz Soyer GmbH

&ldquor;Tellerstift"

P25808DE

Tellerstift zum Bolzenschweißen

Die Erfindung betrifft einen metallischen Tellerstift zum Bolzenschweißen, wobei der Tellerstift einen Schaft und einen im wesentlichen scheibenförmigen Kopf aufweist, dessen Unterseite isoliert ist.

Tellerstifte werden zum Befestigen von Isoliermatten oder Dämmmatten.an metallischen Unterlagen hergenommen. Die Matten bestehen in der Regel aus einem im wesentlichen elektrisch nichtleitenden Material, wie Glas- oder Steinwolle, das auf einer Seite zur Erhöhung seiner Festigkeit und zusätzlichen Isolierung mit einer dünnen Metallfolie oder metallischem

' . Netz überzogen ist. Eine derartige Matte wird so angebracht, · dass ihre Metallfläche die metallische Unterlage nicht berührt.

Der Tellerstift wird durch die Matte gestochen bis sein Schaft die metallische Unterlage berührt. Durch Anlegen einer Hochspannung mit einer Schweißpistole wird zwischen der Schaftspitze des Tellerstifts und der metallischen Unterlage ein Lichtbogen gezündet, der die Spitze des Tellerstifts zum Schmelzen bringt. Gleichzeitig wird der Tellerstift gegen die Unterlage gedrückt, so dass es zu einer Verschweißung der Spitze auf der metallischen Unterlage kommt.

Besteht während dem Schweißvorgang ein Kontakt zwischen dem Tellerstift und der Metailfläche der Matte, so findet der Stromübergang nicht mehr nur zwischen der Tellerstiftspitze und der Unterlage, sondern auch zwischen den Berührungspunkten der Metallfläche der Matte mit dem

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Tellerstift statt. Als Folge davon kommt es zu unterschiedlichen Schweißergebnissen bis hin zu einer nicht ordnungsgemäßen Verschweißung und unter Umständen zu einer Beschädigung der Metallfläche der Matte.
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Zur Vermeidung dieses Problems wird in der EP 0 620 074 Al das Zusammendrücken der Matte mittels eines zylindrisch um den Tellerstift angeordneten Niederhalters während des Schweißvorgangs, so dass die Matte die Kopfunterseite des Tellerstifts nicht berührt, und zusätzlich eine Isolierung des Schafts des Tellerstiftes vorgeschlagen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass durch die Verwendung des Niederhalters sich die Kosten erhöhen und gleichzeitig der Blick auf die Schweißstelle durch den Niederhalter versperrt wird.

Eine andere Lösung wird in der Firmenschrift &ldquor;AGM Stud Welder Instruction Manual Model 600SS" der Firma AGM Industries Inc., Canton, MA 02021, USA vom Mai 1991 beschrieben. Dabei wird eine Isolierung des Schafts und das Verwenden einer flachen Isolierscheibe (insulated disc) in der Art einer Beilagscheibe zum Isolieren der Unterseite des Kopfes beschrieben. Das Problem hierbei besteht darin, dass die Isolierscheiben von dem Tellerstift abrutschen können.

Des weiteren ist aus EP 0 862 964 Al ein Schweißbolzen bekannt dessen Tellerkopf zur Unterseite hin konvex-konische Ausformungen hat. Die Unterseite ist isoliert und der Schaft nicht. Durch die Form der Kopfunterseite wird ein Berühren des Schafts durch die Aluminiumfolie verhindert. Der Nachteil

30. dieses Schweißbolzens besteht in seinen vergleichbar hohen Herstellungskosten, da keine vergleichsweise günstigen Massenartikel verwendet werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tellerstift zum Bolzenschweißen anzugeben, der kostengünstig in der Herstellung und gleichzeitig leicht in der Handhabung

ist, und bei dem während dem Schweißvorgang ein Kontakt zwischen der Metallfläche der Matte und dem Tellerstift vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.

Ein einfacher und billiger, für die Massenfertigung.

. geeigneter Tellerstift zum Bolzenschweißen lässt sich nach der Erfindung dadurch erzielen, dass die Isolierung der Kopfunterseite mittels einer Beschichtung erfolgt oder, gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, dass die Isolierung der Kopfunterseite durch eine Isolierscheibe erfolgt, wobei die Isolierscheibe einen Flanschansatz aufweist, mittels dem die Isolierscheibe auf dem Schaft gehaltert ist. In beiden Fällen kann ein als Massenartikel erhältlicher Tellerstift verwendet und gleichzeitig der korrekte Sitz der Isolierung sichergestellt werden.

Ein Tellerstift zum Bolzenschweißen besteht aus einem Schaft und einem im wesentlichen scheibenförmigen Kopf. Der Schaft ist an dem Kopf mittels eines Niets befestigt. Die Unterseite des Kopfes ist durch eine Beschichtung isoliert und zusätzlich ist wenigstens in dem an die Unterseite angrenzenden Bereich auch der Schaft isoliert.

Zweckmäßig erfolgt die Beschichtung der Unterseite des Tellerkopfes mittels einer Haftfolie, da das Aufbringen der Haftfolie auf, eine plane Fläche kostengünstig ist. Beim nachfolgenden Herausstanzen der Tellerköpfe aus der Planen Fläche werden die Ränder der Köpfe nach oben gebogen. Dadurch verhindert man beim Anbringen ein Einschneiden in die Matte und zusätzlich wird die Handhabung der Tellerstifte mit der Schweißpistole erleichtert.

Die Isolierung des Schafts kann durch ein aufgestecktes Schlauchstück erfolgen. Vorteilhafter weise ist der Schlauch so beschaffen, dass er auch den Schließkopf des Niets umschließt.

Zweckmäßig ist auch das Einarbeiten von Rillen in den kopfseitigen Bereich des Schafts. Dadurch wird die Reibung zwischen Schaft und Schlauch erhöht und ein Abrutschen des Schläuche vermieden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Schafts des Tellerstifts ist nageiförmig. Dadurch ist zum Durchstoßen der Matte ein Minimum an Kraft notwendig.

Gemäß einem weitern Aspekt der Erfindung ist der Tellerstift zum Bolzenschweißen mit einem Schaft und einem im wesentlichen scheibenförmigen Kopf, dessen Unterseite mittels einer abnehmbaren Isolierscheibe aus Kunststoffmaterial isoliert, die einen Flanschansatz aufweist, mittels dem die Isolierscheibe auf dem Schaft _&phgr; .k-l.emmend durch Reibschluss gehaltert ist. Dies hat den Vorteil, dass die Isolierscheibe fest auf dem Tellerstift sitzt und nicht abrutschen kann. Eine abnehmbare Isolierscheibe aus Kunststoffmaterial hat zusätzlich den Vorteil, dass ihre Herstellungskosten niedrige sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in die Mitte der Isolierscheibe ein schmaler, länglicher Spalt eingearbeitet ist, der in dem kopfseitigen Bereich des Flanschansatzes fortgesetzt ist. Dadurch entstehen im Flanschansatz zwei Spalte welche um 180° gegeneinander versetzt sind und senkrecht zur Scheibenfläche verlaufen.

Diese Spaltanordnung bewirkt eine Klemmwirkung des Flanschansatzes am Stift, wodurch ein Abrutschen der Isolierscheibe verhindert wird.

Eine zweckmäßige Weitergestaltung der obigen Ausführungsform besteht darin, dass die Isolierscheibe im unbelasteten Zustand konkav gegen den Tellerkopf gebogen ist. Dadurch erreicht man im belasteten Zustand eine Verstärkung der Klemmwirkung des Flanschansatzes.

Vorteilhafterweise hat der Flanschansatz eine konische, sich von der Isolierscheibe weg verjüngende Form. Beim Eindrücken des Tellerstifts in die Matte wird das vom Schaft des Tellerstifts gebildet Loch im Bereich des Flanschansatzes erheblich erweitert. Dadurch erreicht man, dass die Aluminiumfolie vom nichtisolierten Schaft des Tellerstifts weggedrängt wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, dass der äußere Rand der Isolierscheibe dünner als der Innenbereich und der Dickenunterschied nicht fließend ist.

Ergänzend sei noch hinzugefügt, dass zur Produktion der Tellerstifte nur ein Typ von Maschinen notwendig ist, unabhängig davon ob und in welcher Weise die Tellerstifte isoliert werden, was dazu beiträgt, die Produktionskosten zu minimieren.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, so dass für den Fachmann weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung deutlich werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tellerstift mit Haftfolie und
Schlauchstück im Querschnitt gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 die Draufsicht auf einen Tellerstift von
Fig.l,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine Isolierscheibe
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung,

Fig. 4 den Querschnitt durch eine Isolierscheibe,

Fig. 5 einen Tellerstift mit Isolierscheibe in
einer Matte, und

Fig. 6 eine Abänderung des Ausführungsbeispiels
von Figur 4.

Der in Fig.l und Fig. 2 dargestellte Tellerstift 1 zum Bolzenschweißen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Kopf 2 und einem Schaft 3. Bei der Herstellung wird der Kopf 2. aus einem Blech gestanzt und daraufhin mittels eines Niets 4 am Schaft 3 befestigt. Die Unterseite des Kopfes 2 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel mittels einer Haftfolie 5 isoliert. Das Aufbringen der Haftfolie 5 auf eine plane Fläche (Blech) ist kostengünstig.

Anstelle der Haftfolie 5 kann jede andere geeignete Isolierbeschichtung verwendet werden.

Beim Herausstanzen des Tellerkopfes 2 aus dem Blech wird der Rand des Kopfes 2 nach oben gebogen. Dadurch verhindert man beim Anbringen ein Einschneiden in die Matte. Zusätzlich wird die Handhabung des Tellerstifts 1 mit der Schweißpistole erleichtert.

• &ogr;

Die Isolierung des Schafts 3 erfolgt durch ein aufgestecktes Schlauchstück 6. Das Schlauchstück 6 ist so beschaffen, dass es auch den Schließkopf 7 des Niets 4 umschließt. Das Schlauchstück 6 besteht aus einem Textiliengewebe, das von einer Plastikfolie umhüllt ist. Beim Aufschieben auf den Schließkopf 7 franst es am kopfseitigen Ende leicht aus, wodurch sich der Durchmesser erhöht und der Schließkopf 7 umhüllt wird.

Der Schaft 3 des Tellerstifts 1 ist nageiförmig. Dadurch ist zum Durchstoßen der Matte ein Minimum an Kraft notwendig.

Des weiteren sind im kopfseitigen Bereich des Schafts 3 Rillen 8 eingearbeitet, wodurch die Reibung zwischen Schaft 3 und Schlauchstück 6 erhöht und somit ein ungewolltes Abrutschen des Schlauchstücks 6 vermieden wird.

Bezugnehmend auf Figuren 3 bis 6 soll nunmehr ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden. Es sei angemerkt, dass sich die beiden Ausführungsbeispiele zwanglos kombinieren lassen, so dass als ein Tellerstift mittels der Beschichtung auf der Kopf-Unterseite, des Schlauchstücks auf dem Schaft und/oder der Isolierscheibe in beliebiger Kombination bzw. Unterkombination isolieren lässt.

Die Isolierung der Unterseite des Kopfes 2 des Tellerstifts 1 kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung auch mittels einer abnehmbaren Isolierscheibe 9 aus Kunststoffmaterial erfolgen, die einen Flanschansatz 10 aufweist, mittels dem die Isolierscheibe 9 auf dem Schaft 3 gehaltert ist. Dies hat den Vorteil, dass die Isolierscheibe 9 mittels Klemmung an dem Flanschansatz 10 fest auf dem Schaft 3 des Tellerstifts 1 sitzt und nicht abrutschen kann. Eine abnehmbare Isolierscheibe 9 aus Kunststoffmaterial hat zusätzlich den Vorteil niedriger Herstellungskosten.

Die Isolierscheibe 9 weist ein mittiges Loch 11 auf, durch das der Schaft 3 des Tellerstifts 1 geführt wird. Der Durchmesser des Lochs 11 ist geringfügig größer (ca. 0,05 mm) als der Durchmesser des Schafts 3, um ein leichtes Einführen des Stifts zu ermöglichen.

Zusätzlich ist in der Mitte der Isolierscheibe 9 ein

schmaler, länglicher Spalt eingearbeitet. Der Spalt in der

Isolierscheibe 13 ist bspw. etwa viermal so lang wie der Durchmesser des Lochs 11.

In dem kopfseitigen Bereich des Flanschansatzes 10 ist der Spalt aus der Mitte 12 fortgesetzt. Dadurch entstehen zwei schmale Spalte, die um 180° gegeneinander versetzt sind. Sie verlaufen senkrecht zur Scheibenfläche und erstrecken sich über bspw. etwa 2/3 der Länge des Flanschansatzes 10. Diese Spaltanordnung bewirkt eine Klemmwirkung des Flanschansatzes 10 am Schaft 3, wodurch ein Abrutschen der Isolierscheibe 9 verhindert wird.

Anstelle der beiden um 180° versetzten Spalte kann auch ein einziger, drei um 120° versetzte oder bspw. auch vier um 90° versetzte Spalte vorgesehen sein.

Die Isolierscheibe 9 ist im unbelasteten Zustand konkav gegen den Tellerkopf 2 gebogen. Dadurch erreicht man im belasteten Zustand eine Verstärkung der Klemmwirkung des Flanschansatzes 10.

Der Flanschansatz 10 hat eine konische, sich von der Isolierscheibe 9 weg verjüngende Form, bspw. mit einem Konuswinkel von etwa 10°. Diese Konusform kann die Mantelfläche und/oder die Innenfläche des Flanschansatzes betreffen. Der kopfseitige Außendurchmesser ist ca. doppelt so groß wie der Lochdurchmesser.

Beim Eindrücken des Tellerstifts 1 in die Matte 13 wird das vom Schaft 3 des Tellerstifts 1 gebildet Loch im Bereich des Flanschansatzes 10 erweitert. Dadurch erreicht man, dass sich die Metallbeschichtung 14 vom nichtisolierten Schaft 3 des Tellerstifts 1 weggedrängt wird.

Der äußere Rand ' der Isolierscheibe 9 ist dünner als der Innenbereich und der Dickenunterschied ist nicht fließend, sondern bspw. sprunghaft.

In dem abgeänderen zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 läuft die Aussenkontur des Flanschansatzes spitz zu, was ein einfacheres Einstechen des Tellerstifts in die Matte zur Folge hat. Weiterhin ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Schlitz 12' von unten, d.h. von der von der Scheibe abgewandten Seite des Flanschansatzes 10 her gefertigt.

In Figur 5 ist nochmals die Ansenkung 16 des Lochs 11 in der Scheibe ersichtlich, die eine Versenkung des Teilestifts selbst in diesem Bereich ermöglicht.

Ergänzend sei noch hinzugefügt, dass zur Produktion der Tellerstifte 1 nur ein Typ von Maschinen notwendig ist, unabhängig davon ob und in welcher Weise die Stifte isoliert werden, was dazu beiträgt die Produktionskosten zu minimieren.

Claims

1. Tellerstift zum Bolzenschweißen, mit einem Schaft (3) und einem im wesentlichen scheibenförmigen Kopf (2), wobei die Unterseite des scheibenförmigen Kopfs (2) und der Schaft (3) zumindest in dem an die Unterseite des scheibenförmigen Kopfs (2)angrenzenden Bereich isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung der Unterseite des scheibenförmigen Kopfs (2) mittels einer Beschichtung (5) ausgeführt ist.

2. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Kopf-Unterseite mittels einer Haftfolie (5) erfolgt.

3. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung des Schafts (3) durch ein aufgestecktes Schlauchstück (6) erfolgt.

4. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im kopfseitigen Bereich des Schafts (3) Rillen (8) eingearbeitet sind.

5. Tellerstift zum Bolzenschweißen mit einem Schaft (3) und einem im wesentlichen scheibenförmigen Kopf (2), dessen Unterseite mittels einer abnehmbaren Isolierscheibe (9) aus Kunststoffmaterial isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierscheibe (9) einen Flanschansatz (10) aufweist, mittels dem die Isolierscheibe (9) auf dem Schaft (3) gehaltert ist.

6. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mitte der Isolierscheibe (9) wenigstens ein schmaler Spalt (13) eingearbeitet ist.

7. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (13) aus der Mitte der Isolierscheibe (9) im Flanschansatz (10) fortgesetzt ist.

8. Tellerstift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spalt (12') von der von der Scheibe abgewandten. Seite des Flanschansatzes (10) aus in diesem erstreckt.

9. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spalte (12) um 180° gegeneinander versetzt vorgesehen sind.

10. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierscheibe (9) im unbelasteten Zustand konkav gegen den Tellerkopf (2) gebogen ist.

11. Tellerstift zum Bolzenschweißen nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussenkontur des Flanschansatzes (10) von der Scheibe weg verjüngt.

12. Tellerstift (1) zum Bolzenschweißen nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rand der Isolierscheibe (9) dünner als der Innenbereich und der Dickenunterschied sprunghaft ist.

13. Tellerstift nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopf-Unterseite des Tellerstifts mit einer Beschichtung isoliert ist.

14. Tellerstift nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaft des Tellerstifts angrenzend an den Flanschansdatz der Isolierscheibe ein Isolierschlauchstück vorgedsehen ist.

15. Tellerstift nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Lochs in der Scheibe angesenkt ist.