DE102004060055A1 - Verfahren zum Verbinden von Bauteilen und nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verbinden von Bauteilen durch Schweißen, wobei mindestens eines der zu verbindenden Bauteile eine Nut parallel oder senkrecht zur Schweißnaht aufweist, befindet sich eine Schweißnahtwurzel (3) auf derselben Seite des Bauteils wie die Nut und liegt im Bereich zwischen einer Verbindungslinie (4) Werkstückkante (6)/Nutgrund (5) oder Nutgrund (5)/Nutgrund (5) und der Bauteilseite mit Nut.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
• Das Verbinden von Bauteilen aus unterschiedlichen und zum Teil fertig bearbeiteten und bereits gehärteten Teilen durch Schweißen stellt hohe Anforderungen an die Verfahren zum Verbinden dieser Bauteile, da es sich häufig um Bauteile verschiedener Werkstoffe handelt, die sehr verschiedene mechanische Eigenschaften aufweisen können. In Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen kommt es oft vor, dass ein fein bearbeitetes und gehärtetes Zahnrad mit einem hohlen Gehäuseteil komplizierter Form, welches aus Guss besteht, verbunden werden muss. Die Zahnräder sind dabei meist einsatzgehärtet, weisen bei hoher Festigkeit aber nur geringe Zähigkeit und Bruchdehnung auf.
• Solche aus verschiedenen Materialien bestehenden Bauteile werden häufig mittels hochfester Schrauben verbunden, die jedoch ausreichend dimensionierte Flansche benötigen und sich dadurch negativ auf Platzbedarf und Gewicht der Bauteile auswirken.
• Aus der WO 99/58287 ist ein Verfahren zum Verbinden eines Gussteiles mit einem Teil aus einsatzgehärtetem Stahl bekannt sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil. Das Verfahren zum Verbinden eines Gussteils mit einem Teil aus einsatzgehärtetem Stahl durch Schweißen besteht darin, dass an den fertig bearbeiteten Teilen die zu verbindenden Flächen zur Schweißvorbereitung zumindest teilweise abgetragen werden, sodass eine schmale Nut entsteht, und dass die Teile aneinandergefügt und unter Zufuhr eines austenitischen Schweißdrahtes mittels eines Hochenergiestrahles verschweißt werden.
• Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden die zu verbindenden Teile von außen geschweißt, wodurch sich die Schweißnahtwurzel am inneren Ende der Schweißnaht befindet. Diese Schweißnahtwurzel stellt jedoch eine scharfe Kerbe dar, von der bei mechanischer oder thermischer Belastung Risse ausgehen können. Diese Kerbe ist vermeidbar, wenn die Schweißnahtwurzel nach dem Schweißen durch Drehen abgetragen wird, wodurch allerdings hohe Fertigungskosten entstehen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen, sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil darzustellen, bei dem eine Schweißung von Bauteilen von außen erfolgen kann, ohne dass dabei die Eigenschaften des verschweißten Bauteiles negativ beeinflusst werden beziehungsweise keine mechanische Nachbearbeitung notwendig ist.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Verfahren zum Verbinden von Bauteilen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Bauteile gelöst.
• Durch Einbringen einer Nut in mindestens eines der zu verbindenden Bauteile in solcher Weise, dass sich die Wurzel der Schweißnaht auf der selben Seite des Bauteiles befindet wie die Nut und im Bereich zwischen einer Verbindungslinie Werkstückkante/Nutgrund oder Nutgrund/Nutgrund und der Bauteilseite mit Nut liegt, wird gewährleistet, dass die Schweißnahtwurzel nur noch in der Randzone des Kraftflusses liegt. Dadurch sinken die Spannungen in der Kerbe, wodurch die Schweißnaht entlastet wird, und selbst Bauteile unterschiedlicher Dicken oder Werkstoffeigenschaften verschweißt werden können.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
• Die einzige Figur zeigt ein Hohlrad 1 eines Getriebes, das mit einem Planetenträger 2 verschweißt ist. Die Schweißnahtwurzel 3 liegt innerhalb einer Verbindungslinie 4 zwischen Nutgrund 5 und innerer Werkstückkante 6. Der Kraftfluss innerhalb des durch Schweißen entstandenen Bauteiles liegt außerhalb der Verbindungslinie 4, die die Kraftflussgrenze darstellt.

1

Hohlrad

2

Planetenträger

3

Schweißnahtwurzel

4

Verbindungslinie

5

Nutgrund

6

Werkstückkante

Claims (4)

1. Verfahren zum Verbinden von Bauteilen durch Schweißen, wobei mindestens eines der zu verbindenden Bauteile eine Nut parallel oder senkrecht zur Schweißnaht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Schweißnahtwurzel (3) auf der selben Seite des Bauteils befindet wie die Nut und im Bereich zwischen einer Verbindungslinie (4) Werkstückkante (6)/Nutgrund (5) oder Nutgrund (5)/Nutgrund (5) und der Bauteilseite mit Nut befindet.
2. Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1 für Bauteile aus der Antriebs- und Fahrwerktechnik.
3. Bauteil, bestehend aus einem ringförmigen und einem scheibenförmigen Bauteil, das nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
4. Bauteil, bestehend aus Hohlrad (1) und Planetenträger (2), das nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.