DE102010032438A1

DE102010032438A1 - Verfahren zum Befestigen eines Thermoelementes an einem metallischen Bauteil

Info

Publication number: DE102010032438A1
Application number: DE102010032438A
Authority: DE
Inventors: Christian Burs; Frank Barkhausen
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Thermoelementes (1) aus Thermoelementdrähten (1a, 1b) mit unisolierten Enden an einem metallischen Bauteil (2), erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: – Erzeugen einer Durchgangsöffnung (3) in dem Bauteil, – Einführen der unisolierten Enden der Thermoelementdrähte (1a, 1b) in die Durchgangsöffnung (3) bis diese aus der Durchgangsöffnung (3) herausragen, und – Verschweißen der aus der Durchgangsöffnung (3) herausragenden Enden (1c) der Thermoelementdrähten (1a, 1b) mit dem Material des Bauteils (2) mittels eines zwischen dem Bauelement (2) und einer Elektrode (4) eines Schweißgerätes erzeugten elektrischen Lichtbogens (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Thermoelementes an einem metallischen Bauteil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Thermoelement besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Materialien, die ein Thermopaar bilden und an einem Ende miteinander verschweißt werden.
Solche Thermoelemente dienen zur Temperaturmessung von Bauteilen und weisen den Vorteil auf, dass mit ihnen die absolute Temperatur der Bauteile gemessen werden kann, unter der Voraussetzung, dass die Thermoelementdrähte solcher Thermoelemente eine möglichst gute wärmeleitende Verbindung mit dem zu messenden Bauteil bilden.
Es ist bekannt, solche Thermoelemente mittels Befestigungsklammern an dem zu messenden Bauteil zu befestigen. Jedoch besteht die Gefahr, dass es dabei aufgrund von Wärmeübergangsverlusten an den Kontaktstellen zu Fehlmessungen kommt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Befestigen eines Thermoelementes an einem metallischen Bauteil anzugeben, das insbesondere auch für Bauteile aus Aluminium geeignet ist und mit dem eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung zwischen den Thermoelementdrähten eines Thermoelements und dem Material des Bauteils erreicht werden kann, so dass Wärmeübergangsverlusten an den Kontaktstellen des Thermoelements mit dem Bauteil möglichst gering sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

– Erzeugen einer Durchgangsöffnung in dem Bauteil,
– Einführen der unisolierten Enden der Thermoelementdrähte in die Durchgangsöffnung bis diese aus der Durchgangsöffnung herausragen, und
– Verschweißen der aus der Durchgangsöffnung herausragenden Enden der Thermoelementdrähten mit dem Material des Bauteils mittels eines zwischen dem Bauelement und einer Elektrode eines Schweißgerätes erzeugten elektrischen Lichtbogens.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine sichere und feste, d. h. stoffschlüssige Verbindung zwischen den Materialien des Thermoelementes und dem Bauteil erzielt, ohne dass die Gefahr eines Verglühens der Thermoelementdrähte besteht, da diese durch das Einführen in die Durchgangsöffnung von dem diese umgebenden Material des Bauteils geschützt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise mittels eines Impulslichtbogens im Rahmen eines Wolfram-Inertgas(WIG)-Schutzgasschweißverfahrens unter Verwendung eines üblichen Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißgerätes durchgeführt werden.
Ferner eignet sich dieses erfindungsgemäße Verfahren besonders zum Befestigen von Thermoelementen an Bauteilen aus Aluminium.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 bis 4 schematische Darstellungen der Verfahrensschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Verfahrensschritt gemäß 1 wird in einem flächigen Bauteil 2 aus Aluminium eine Durchgangsöffnung 3 eingebracht, in die gemäß 2 in einem weiteren Verfahrensschritt die unisolierten Enden der Thermoelementdrähte 1a und 1b eines Thermoelementes 1 so eingeführt werden, dass die Enden 1c dieser Thermoelementdrähte 1a und 1b etwas aus der Durchgangsöffnung 3 mit einem Überstand von ca. 3 mm herausragen.
Bei dem sich daran anschließenden Verfahrensschritt gemäß 3 erfolgt mittels eines kurzen Lichtbogenimpulses 5, der zwischen dem Bauteil 2 und einer Elektrode 4 eines üblichen WIG-Schweißgerätes erzeugt wird, eine Verschweißung der Enden 1c der Thermoelementdrähte 1a und 1b mit dem Aluminium-Werkstoff des Bauteiles 2, wobei diese Enden 1c aufgeschmolzen werden.
Mit der dadurch entstehenden Schweißlinse 6 gemäß 4 entsteht eine feste und haltbare Verbindung der Thermoelementdrähte 1a und 1b mit dem Bauteil 2.
Bezugszeichenliste

1: Thermoelement
1a: Thermoelementdraht
1b: Thermoelementdraht
1c: Enden der Thermoelementdrähte 1a, 1b
2: Bauteil
3: Durchgangsöffnung
4: Elektrode eines Schweißgerätes
5: Lichtbogen
6: Schweißlinse

Claims

Verfahren zum Befestigen eines Thermoelementes (1) aus Thermoelementdrähten (1a, 1b) mit unisolierten Enden an einem metallischen Bauteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: – Erzeugen einer Durchgangsöffnung (3) in dem Bauteil, – Einführen der unisolierten Enden der Thermoelementdrähte (1a, 1b) in die Durchgangsöffnung (3) bis diese aus der Durchgangsöffnung (3) herausragen, und – Verschweißen der aus der Durchgangsöffnung (3) herausragenden Enden (1c) der Thermoelementdrähten (1a, 1b) mit dem Material des Bauteils (2) mittels eines zwischen dem Bauelement (2) und einer Elektrode (4) eines Schweißgerätes erzeugten elektrischen Lichtbogens (5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen mittels eines Impulslichtbogens (5) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen mittels eines Wolfram-Inertgas(WIG)-Schutzgasschweißverfahrens durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißgerät als Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißgerät ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das Bauteil (2) aus Aluminium besteht.