耐磨元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐磨元件，尤其是粒結(jié)銷釘，具有由硬質(zhì)材料制成的頂部部分(10)和連接部分(20)。為了優(yōu)化材料地設計耐磨元件而規(guī)定，所述頂部部分(10)能夠?qū)щ姷卦O計為電極或者具有電極。
【專利說明】耐磨元件
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨元件,尤其是粒結(jié)銷釘(Noppenbolzen),其具有由硬質(zhì)材料制成的頂部部分和連接部分。
[0002]這種粒結(jié)銷釘由DE 86 12 330 Ul已知。在此使用由可良好焊接的鋼材制成的連接部分。所述連接部分具有容納腔，硬質(zhì)金屬元件可以裝在容納腔之上或之內(nèi)。連接部分具有電極，焊接裝置的觸點可以固定在所述電極上。為了進行焊接過程，將粒結(jié)銷釘放置在需要用粒結(jié)銷釘鎧裝的表面上。如果現(xiàn)在通過連接部分的電極導入焊接電流，則在待鎧裝的表面與接觸元件之間產(chǎn)生使連接部分熔化的電弧。在熔化物硬化之后，由硬質(zhì)金屬制成的頂部部分通過連接部分固定地與待鎧裝的表面連接。
[0003]相對大量的連接部分造成了較大的部件耗費。在運行期間，連接部分磨損地相對較快。這樣就不能再確保頂部部分的連接足夠穩(wěn)定。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種本文開頭所述類型的耐磨元件，其在材料方面優(yōu)化地設計并且在運行中具有改善的耐用強度。
[0005]該技術問題按本發(fā)明由此解決，即頂部部分能夠?qū)щ姷卦O計為電極或者具有這種電極。與普遍的構造方式相反，焊接電流并不通過連接部分導入，而是通過頂部部分導入。由此可以省去連接部分上用于焊接裝置的接觸元件的接觸表面。連接部分可以材料優(yōu)化地設計，從而明顯降低部件耗費。此外，連接部分可以在其真正的連接功能方面優(yōu)化地設計。在此可以設計為，使得連接元件在焊接狀態(tài)下只在待鎧裝的表面與頂部部分之間形成較窄的連接過渡。這種連接部位受到了防剝蝕保護。
[0006]按照本發(fā)明的一種可能的變型方案可以規(guī)定，所述電極設計為相對于所述耐磨元件的中心縱軸線旋轉(zhuǎn)對稱。以此方式能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的電流，以便能夠統(tǒng)一而均勻地形成焊接連接。
[0007]特別優(yōu)選地可以規(guī)定，所述電極以柱體的形式直接或間接地成型在所述頂部部分的基礎部分上。這種電極構造能夠與焊接裝置的常用接觸元件接觸。
[0008]為了能夠以簡單的方式確定地并且能重復進行地連接焊接裝置，可以規(guī)定，所述基礎部分構成用于焊接裝置的接觸元件的止擋。
[0009]另一種磨損優(yōu)化的設計例如可通過以下方式實現(xiàn)，S卩，所述基礎部分具有過渡區(qū)段，所述過渡區(qū)段直接或間接地連接在所述電極上并且所述過渡區(qū)段在其外周上配設有凹處。所述凹處對在運行中流過的工作介質(zhì)形成阻力。由此改善在待鎧裝的表面上的各個耐磨元件之間間隙的擁塞情況。由此在各耐磨元件之間的間隙內(nèi)形成了更好的“天然耐磨保護”。
[0010]按照本發(fā)明的一種可考慮的變型方案可以規(guī)定，所述基礎部分具有對中區(qū)段，所述對中區(qū)段具有沿中心縱軸線的方向逐漸縮窄的幾何形狀。通過所述對中區(qū)段可以位置正確地將頂部部分配置給連接部分。在此尤其可以規(guī)定，所述連接部分具有盆狀的容納腔，所述容納腔具有朝向所述頂部部分擴寬并且與所述對中區(qū)段適配的幾何形狀。
[0011]按照本發(fā)明的耐磨元件的特征可以是，所述連接部分的構件橫截面小于所述頂部部分的構件橫截面。為了進行焊接過程，將絕緣環(huán)、尤其是陶瓷環(huán)套在頂部部分和連接部分上。由于頂部部分和連接部分的直徑不同，防止了頂部部分相對于連接部分在絕緣環(huán)上的歪斜錯位。以此方式確保了總是可靠地在頂部部分與連接部分之間形成連接。
[0012]業(yè)已證明，如果規(guī)定頂部部分沿中心縱軸線方向的構件高度大于或等于所述連接部分的構件高度，則能夠?qū)敳坎糠峙c待鎧裝的表面之間的連接形成理想的防剝蝕保護。
[0013]業(yè)已證明，如果頂部部分具有含鐵的復合材料，則尤其形成良好的導電性能并且進而形成良好的可焊接性。在此，如果規(guī)定所述復合材料所包含的鐵在60至95的重量百分比的范圍內(nèi)，則能夠非常好地形成焊縫。
[0014]如果規(guī)定所述復合材料所包含的鎳在5至40的重量百分比的范圍內(nèi)，也有利于焊接過程。
[0015]以下根據(jù)在附圖中示出的實施例進一步闡述本發(fā)明。在附圖中:
[0016]圖1示出耐磨元件、即粒結(jié)銷釘沿在圖2中以1-1標注的剖切線的視圖；
[0017]圖2以俯視圖示出按照圖1的粒結(jié)銷釘；
[0018]圖3以從上方觀察的立體圖示出按照圖1和圖2的粒結(jié)銷釘；
[0019]圖4以從下方觀察的立體圖示出按照圖3的粒結(jié)銷釘；
[0020]圖5示出按照圖1的視圖具有絕緣環(huán)時的情形；
[0021]圖6以從上方觀察的立體圖示出按照圖5的視圖；并且
[0022]圖7以從下方觀察的立體圖示出按照圖5的組件。
[0023]圖1示出由頂部部分10和連接部分20組成的粒結(jié)銷釘。所述頂部部分10具有圓柱形電極12，所述電極在頂蓋側(cè)具有平坦的并且垂直于粒結(jié)銷釘?shù)闹行目v軸線M定向的封閉面11。在電極12上直接連接有基礎部分13。所述基礎部分13具有圓柱形的過渡區(qū)段13.1。在此，過渡區(qū)段13.1的構件直徑d2大于電極12的構件直徑dl。以此方式在電極12與基礎部分13之間的過渡區(qū)域內(nèi)形成了支承凸肩形式的止擋?；A部分13在背向電極12 —側(cè)縮窄變細為對中區(qū)段13.3。在此，對中區(qū)段13.3設計為截錐狀的凸肩。在過渡區(qū)段13.1的周向側(cè)開設有凹處13.2，所述凹處以均勻的間距相互間隔地布置在周向上。頂部部分10可以裝入連接部分20的盆狀容納腔24中。在此，頂部部分10以對中區(qū)段13.3的底側(cè)接觸面13.4面狀地支承在連接部分20的對應接觸面上。在此，在接觸面13.4與對應接觸面之間保持有焊料。如在圖1中示出，容納腔24的橫截面沿中心縱軸線M擴寬，從而形成錐形容納腔。所述容納腔與對中區(qū)段13.3的外部橫截面適配，其中，在容納腔24的內(nèi)壁與對中區(qū)段13.3的表面之間形成相對較寬的縫隙。在此這樣設置所述縫隙的尺寸，使得不會產(chǎn)生將液化的焊料吸入該縫隙區(qū)域中的毛細力。以此方式能夠只在接觸面13.4與連接部分20的對應接觸面之間形成焊接連接。因為對中區(qū)段13.3的外周與容納腔24的錐形擴寬的內(nèi)周之間的縫隙區(qū)域沒有焊接，所以避免了有害的構件應力。
[0024]連接部分20具有圓柱形表面21，所述圓柱形表面具有外徑Dl。在此，所述外徑Dl小于基礎部分13的構件直徑d2。連接部分20在兩側(cè)通過錐形的端部區(qū)段22封閉。在端部區(qū)段22的中央?yún)^(qū)域中鉆有容納部，電接觸元件23壓入所述容納部中。
[0025]頂部部分10和連接部分20均設計為旋轉(zhuǎn)對稱的構件。構成電極11的圓柱體的構件高度h選擇為小于整個頂部部分10的構件高度h2。此外，從圖1可以看出，頂部部分10的構件高度h2大于由頂部部分10和連接部分20組成的整個構件的高度h3的一半。
[0026]由圖2和圖3可知，遮蓋面11配設有凹處，所述凹處尤其可以具有標志14的形狀。所述凹處的優(yōu)點在于，由此可以在不顯著影響耐磨功能的情況下節(jié)省硬質(zhì)金屬材料。
[0027]在圖5至圖7中示出了粒結(jié)銷釘與焊接過程所需的絕緣環(huán)30的組合。所述絕緣環(huán)30具有圓柱體31，所述圓柱體31具有空心圓柱形的內(nèi)表面32。在圓柱體31上連接有支承部分34，所述支承部分同樣設計為圓柱形并且構成空心圓柱形的內(nèi)部容納腔37。支承部分34在其自由端通過具有留空35的環(huán)形輪廓封閉，從而沿周向形成齒狀結(jié)構。絕緣環(huán)30可以放置在粒結(jié)銷釘上。在此，頂部部分10可以基本上處于圓柱體31所在的區(qū)域內(nèi)，并且連接部分20處于支承部分34所在的區(qū)域內(nèi)。由內(nèi)表面32構成的內(nèi)徑的尺寸設計為，使得內(nèi)表面32與頂部部分10的過渡區(qū)段13.1之間的空隙小于連接部分20與圓柱形容納腔37之間的空隙。以此方式確保在絕緣環(huán)30相對于粒結(jié)銷釘沿徑向錯移時，內(nèi)表面32總是只貼靠在頂部部分10上。由此避免了頂部部分10相對于連接部分20歪斜錯位。此外確保了焊接裝置的接觸元件總是能夠嚙合到電極11與內(nèi)表面32之間的區(qū)域內(nèi)。
[0028]為了焊接粒結(jié)銷釘，將焊接裝置的接觸元件圍繞圓柱體11放置并且在此形成導電連接。頂部部分10由硬質(zhì)金屬制成并且在其材料組成方面這樣設計，使得其具有為傳輸焊接電流所需的足夠?qū)щ娦阅?。為此例如可以?guī)定，硬質(zhì)金屬具有含鐵的復合物。如果向粒結(jié)銷釘通電流，則該電流通過電極11流入基礎部分13。電流從基礎部分經(jīng)由接觸面13.4、焊料和對應接觸面進入連接部分20。電流在接觸元件23與放置有粒結(jié)銷釘?shù)谋砻嬷g的區(qū)域內(nèi)點燃電弧。借助所述電弧使由鐵質(zhì)材料構成的連接部分熔化并且與待保護的表面焊接。在經(jīng)過足夠長的冷卻時間之后，熔化的連接部分20以及焊料硬化并且可以取下絕緣環(huán)30。
【權利要求】
1.一種耐磨元件，尤其是粒結(jié)銷釘，具有由硬質(zhì)材料制成的頂部部分(10)和連接部分(20)，其特征在于，所述頂部部分(10)能夠?qū)щ姷卦O計為電極或者具有電極。
2.按權利要求1所述的耐磨元件，其特征在于，所述電極(12)設計為相對于所述耐磨元件的中心縱軸線(11)旋轉(zhuǎn)對稱。
3.按權利要求1或2所述的耐磨元件，其特征在于，所述電極(12)以圓柱體的形式直接或間接地成型在所述頂部部分(10)的基礎部分(13)上。
4.按權利要求1至3之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述基礎部分(13)構成用于焊接裝置的接觸元件的止擋(15)。
5.按權利要求1至4之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述基礎部分(13)具有過渡區(qū)段(13.1)，所述過渡區(qū)段直接或間接地連接在所述電極(11)上并且所述過渡區(qū)段在其外周上配設有凹處(13.2)。
6.按權利要求1至5之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述基礎部分(13)具有對中區(qū)段(13.3)，所述對中區(qū)段具有沿中心縱軸線(M)的方向逐漸縮窄的幾何形狀。
7.按權利要求6所述的耐磨元件，其特征在于，所述連接部分(20)具有盆狀的容納腔(24)，所述容納腔具有朝向所述頂部部分(10)擴寬并且與所述對中區(qū)段(13.3)適配的幾何形狀。
8.按權利要求1至7之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述連接部分(20)的構件橫截面小于所述頂部部分(10)的構件橫截面。
9.按權利要求1至8之一所述的耐磨元件，其特征在于，頂部部分(20)沿中心縱軸線(M)方向的構件高度(h2)大于或等于所述連接部分(20)的構件高度。
10.按權利要求1至9之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述耐磨元件的構件高度(h3)減去所述頂部部分(10)的構件高度(h2)所得的差彡10mm。
11.按權利要求1至10之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述耐磨元件的構件高度(h3)減去所述頂部部分(10)的構件高度(h2)所得的差至少為4mm。
12.按權利要求1至11之一所述的耐磨元件，其特征在于，所述頂部部分(10)由硬質(zhì)金屬構成，所述硬質(zhì)金屬具有焊接過程所需的足夠的導電能力。
13.按權利要求12所述的耐磨元件，其特征在于，所述頂部部分(10)具有含鐵質(zhì)材料的復合材料。
14.按權利要求13所述的耐磨元件，其特征在于，所述復合材料所包含的鐵在60至95的重量百分比的范圍內(nèi)。
15.按權利要求14所述的耐磨元件，其特征在于，所述復合材料所包含的鎳在5至40的重量百分比的范圍內(nèi)。
【文檔編號】B23K9/20GK104349862SQ201380027207
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權日:2012年5月30日
【發(fā)明者】P.德坦普爾, C.哈伯斯特羅 申請人:貝泰克兩合公司