DE2516656C3

DE2516656C3 - Verfahren zum dichten Verbinden zweier Bauteile miteinander durch Widerstandspreßschweißen, insbesondere zur Herstellung eines Rohrgehäuses eines Teleskopschwingungsdämpfers, vornehmlich für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2516656C3
Application number: DE19752516656
Authority: DE
Inventors: Helmut 5207 Ruppichteroth Reintges
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2516656B2; DE2516656A1

Description

einem Befestigungsstift 3 an einem Boden 2, einem Zylinderdeckel 4, einer Kolbenstange 5 mit einer Befestigungsöse 6 und einem Arbeitskolben 7. Der Befestigungsstift 3 kann vor oder nach der Herstellung des Rohrgehäuses ί mit dem Boden 2 verbunden sein. Im ersten Falle kann ein mit dem Boden 2 genau fluchtender Befestigungsstift 3 bei der Herstellung des Rohrgehäuses 1 als Zentrierung des Bodens 2 benutzt werden.

In den F i g. 2 bis 4 ist angenommen, daß ein Boden ohne Befestigungsteile mit einem Rohr zu verbinden ist

Ein Rohrgehäuse bekannter Art nach F i g. 2 besteht aus einem dünnwandigen Rohr 10 und einem napfförmigen Boden 11, der einen Napfboden 12 und einen Napfmantel 13 aufweist Das Rohr 10 und der Napfmantel 13 sind durch Rollnahtschweißen verbunden, wobei am Außenmantel des Rohrendes 15 eine konische Verformung der Rohrwand eintritt Eine Rollenelektrode 14 ist strichpunktiert angedeutet.

Ein als Ausführungsbeispiel der Erfindung gewähltes Rohrgehäuse nach F i g. 3 besteht aus einem dünnwandigen Rohr 20 und einem gewölbten Boden 21. Beide Teile sind durch ein Widerstandspreßschweißen, das anhand der F i g. 4 erläutert wird, miteinander verbunden, wobei der Außenmantel des Rohrendes 22 nicht verformt wird.

In Fig.4 sind ein Rohr 30 und ein Übermaß gegenüber dem Rohr 30 aufweisender Boden 31 in einer Arbeitsstellung unmittelbar vor Beginn eines Schweißvorganges gezeigt Der Boden 31 ist von einer oberen Vorrichtung 32 gehalten, die mittels Pratzen 33 an einem Oberteil einer nicht gezeigten Schweißmaschine befestigt ist. Der Boden 31 liegt an einer ihrer Außenkontur angepaßten und zur Übertragung des Stromes dienenden Elektrode 35 an, die Bestandteil der Vorrichtung 32 ist. Die Elektrode 35 weist zum Boden 31 hin offene Hohlräume 36 auf, die über einen Anschluß 37 in nicht gezeigter Weise an eine Unterdruck erzeugende Einrichtung angeschlossen sind, um den Boden 31 gegen Herausfallen aus der Vorrichtung 32 zu sichern. Weitere Teile der Vorrichtung 32 sind ein Zentrierring 38, der eine äußere Mantelfläche 39 der Bodenplatte 31 nahezu auf ihrer ganzen Länge umfaßt und auf der Elektrode 35 verschiebbar geführt ist, und Schraubenfedern 40, die den Zentrierring 38 in der gezeigten Lage halten.

Von einer an einem Unterteil der Schweißmaschine befestigten Vorrichtung ist lediglich ein strichpunktierter Bereich 41 angedeutet, in dem ein Zentrierdorn 42 und quer zu diesem verschiebbare und Strom und Kraft übertragende Spannbacken 43 angeordnet sind. In den Spannbacken 43 sind isolierte Stifte 44 vorgesehen, die gegenüber den Spannbacken 43 nach oben vorstehen und eine untere Stirnfläche 38a des Zentrierringes 38 fast berühren. Der Zentrierdorn 42 und die Spannbakken 43 halten das Rohr 30 in der gezeichneten Lage, wobei zweckmäßig das Rohr 30 gegenüber dem Zentrierdorn 42 um einen der Schweißlänge entsprechenden Betrag vorsteht und die Spannbacken 43 etwa bündig mit dem Rohrende abschließen.

Ein erfindungsgemäßes Hcrsteliverfahren zur Verbindung des Rohres 30 mit dem Boden 31 wird im folgenden beschrieben, wobei angenommen ist daß das Unterteil der Schweißmaschine in unveränderter Höhe bleibt, während das Oberteil der Schweißmaschine genau in der Richtung der Achse des Rohres 30 nach oben und unten verschiebbar geführt ist

Zunächst sind keine Bauteile, Rohr 30 bzw. Boden 31,

ίο in die stromlose Schweißmaschine eingelegt Die Vorrichtung 32 und die Spannbacken 43 befinden sich in einer nach oben bzw. nach der Seite ausgefahrenen Stellung. Ein Rohr 30 wird auf den Zentrierdorn 42 gesteckt wobei dieser zweckmäßig nach vorne schwenkbar ausgeführt ist um das Aufstecken eines langen Rohres 30 zu erleichtern. Ein Boden 31 wird in die Vorrichtung 32 eingelegt und durch Unterdruck in den Hohlräumen 36 sowie durch den Zentrierring 38 in seiner Lage fixiert Die Spannbacken 43 werden zusammengefahren, bis sie das Rohr 30 an seinem oberen Ende fest umschließen, und die Vorrichtung 32 wird nach unten gefahren, bis das Rohr 30 und der Boden 31 in der gezeichneten Arbeitsstellung nach Fig.4 sind. Nunmehr wird die Vorrichtung 32 unter Einschaltung des Stromes weiter nach unten gefahren, wobei Strom und Kraft von den Spannbacken 43 auf das Rohr 30 übertragen werden. Sobald die innere Mantelfläche des Rohres 30 und die äußere Mantelfläche des Bodens 31 einander berühren, werden beide Mantelflächen unter Entstehung von Schweißhitze ineinandergepreßt Zugleich berühren die Stifte 44 die Stirnfläche 3&a und verschieben den Zentrierring 38 nach oben, wobei mit zunehmender Einpreßtiefe die äußere Mantelfläche 39 des Bodens 31 nach und nach freigegeben wird, aber die Zentrierung des Bodens 31 in der Vorrichtung 32 nahezu bis zum Ende des Einpressens und Schweißens erhalten bleibt. Das Schweißende bzw. die Schweißlänge werden durch den entsprechend eingestellten Hub der Schweißmaschine bestimmt. Bei Schweißende kann eine der Kontur des Bodens 31 angepaßte Stirnfläche 45 des Zentrierdorns 42 unter Abschaltung des Stroms mit dem Boden 31 in Berührung gebracht werden, um so den genauen Sitz des Bodens 31 festzustellen oder nachzurichten.

Nach Beendigung des in der beschriebenen Weise durchgeführten Widerstandspreßschweißens werden die Vorrichtung 32 und die Spannbacken 43 wieder nach oben bzw. nach der Seite ausgefahren und ein fertig geschweißtes Rohrgehäuse kann von dem Zentrierdorn 42 genommen werden.

Wenn ein Boden Befestigungsteile, wie z. B. einen Befestigungsstift 3 oder eine Befestigungsöse 6 nach F i g. 1 aufweist, können diese Teile zur Halterung gegen Herausfallen aus der Vorrichtung dienen, wobei eine beschriebene Halterung gegen Herausfallen durch Saugkräfte nach F i g. 4 entfallen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum dichten Verbinden zweier Bauteile miteinander durch Widerstandspreßschweißen, insbesondere zur Herstellung eines Rohrgehäuses eines Tekskopschwingungsdämpfers, vornehmlich für Kraftfahrzeuge, wobei die innere Mantelfläche des einen Bauteils und die ein Obermaß gegenüber der inneren Mantelfläche dieses Bauteils aufweisende äußere Mantefläche des anderen Bauteils auf einer <o elektrischen Widerstandsschweißmaschine gleichzeitig ineinandergepreßt und geschweißt werden, wobei Strom und Kraft auf das eine Bauteil übertragen sind und wobei das andere Bauteil während des Ineinanderpressens und Schweißens in '5 einer geeigneten Vorrichtung bis oder nahezu bis zur Beendigung des Schweißens zentrisch gehalten und gegen seitliches Ausweichen gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (39) des anderen Bauteils (Boden 21, 31) zumindest auf einer Teillänge von einem Zentrierring (38) umfaßt wird, welcher während des Preß- und Schweißvorgangs verschiebbar ist derart, daß er mit fortschreitender Einpreßtiefe des anderen Bauteils (Boden 21, 31) in den einen Bauteil (Rohr 20, 30) die äußere Mantelfläche (39) des anderen Bauteils (Boden 21,31) nach und nach freigibt.

30

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dichten Verbinden zweier Bauteile miteinander durch Widerstandspreßschweißen, wobei die innere Mantelfläche des einen Bauteils und die ein Übermaß gegenüber der inneren Mantelfläche dieses Bauteils aufweisende äußere Mantelfläche des anderen Bauteils auf einer elektrischen Widerstandsschweißmaschine gleichzeitig ineinandergepreßt und geschweißt werden, wobei Strom und Kraft auf das eine Bauteil übertragen ίο sind und wobei das andere Bauteil während des Ineinanderpressens und Schweißens in einer geeigneten Vorrichtung bis oder nahezu bis zur Beendigung des Schweißens zentrisch gehalten und gegen seitliches Ausweichen gesichert ist. Ein derartiges Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Rohrgehäuses eines Teleskopschwingungsdämpfers, vornehmlich für Kraftfahrzeuge, geeignet, bei welchem das Rohr und der Boden miteinander zu verbinden sind.

Verfahren zur Herstellung eines Rohrgehäuses sind bekannt, bei denen ein Rohr und ein Boden durch Rollnahtschweißen miteinander verbunden sind, das gemäß Normblatt DIN 1910 Blatt 5 des Deutschen Normausschusses eine Unterart des Widerstandspreßschweißens ist. Der Boden ist hierbei napfförmig durch einen Napfboden und einen Napfmantel gebildet und der Schweißbereich in den Bereich des Napfmantels gelegt. Er kann nicht in den Bereich des Napfbodens gelegt werden, wenn während des Schweißens die dünne Rohrwand infolge einer großen Wärmeabfuhr des Napfbodens zu stark erhitzt wird und örtlich verbrennt, so daß keine einwandfreie und dichte Verbindung des Rohres mit dem Boden erreicht wird. Ein Napfmantel ist auch erforderlich, wenn ein dünner Boden ohne Befestigungsteile beim Rollnahtschweißen außerhalb des Bereiches einer Rollenelektrode von einer entsprechenden Vorrichtung gehalten werden muß. Der Aufwand für das Roll-nahtschweißen des bekannten Rohrgehäuses ist bei der Massenfertigung von Schwingungsdämpfern in nachteiliger Weise groß infolge der Verwendung einer Schweißmaschine mit vielen bewegten Teilen und wegen des hohen Verschleißes der sich drehenden und nur einen geringen Beriihrungsbereich mit dem Werkstück aufweisenden Rollenelektrode.

Aus der GB-PS 12 88 506 ist ein Schweißverfahren der eingangs erwähnten Gattung bekannt Bei diesem bekannten Schweißverfahren erfolgt die zentrische Halterung gegen seitliches Ausweichen durch die beiden Bauteile selbst Hierzu sind die beiden Bauteile dickwandig, und innerhalb der Wandstärke vorgesehene Zentriervorsprünge, Eindrehungen oder andere Zentriermittel verhindern das seitliche Ausweichen der Werkstücke während des Schweißvorgangs.

Derartige Zentriermittel sind jedoch bei einem Rohrgehäuse eines Teleskopschwingungsdämpfers mit einem dünnwandigen Rohr und einem relativ dünnwandigen Boden nicht zur Verhinderung eines seitlichen Ausweichens anwendbar, um eine sichere und dichte Schweißverbindung herzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_; ein einfaches und wirksames Schweißverfahren zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Schweißverfahren vermeidet und insbesondere auch zur Herstellung einer sicheren und dichten Schweißverbindung bei einem Rohrgehäuse eines Teleskopschwingungsdämpfers anwendbar ist. Diese Aufgabe wird bei einem Schweißverfahren der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäße dadurch gelöst, daß die äußere Mantelfläche des anderen Bauteils (Boden) zumindest auf einer Teillänge von einem Zentrierring umfaßt wird, welcher während des Preß- und Schweißvorgangs verschiebbar ist derart, daß er mit fortschreitender Einpreßtiefe des anderen Bauteils (Boden) in den einen Bauteil (Rohr) die äußere Mantelfläche des anderen Bauteils (Boden) nach und nach freigibt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit besonders einfachen Mitteln, nämlich praktisch durch einen Zentrierring, welcher mit fortschreitender Einpreßtiefe die äußere Mantelfläche des Bodens nach und nach freigibt soweit diese entsprechend vom Rohr erfaßt wird. Es erfolgt also ein Übergang der Zentrierung des Bodens zum Rohr vom Zentrierring auf das Rohr selbst während der Herstellung. Hierdurch wird ein sicheres und dichtes Verschweißen von Rohr und Boden auch bei besonders dünnen Wandstärken dieser ermöglicht. Dabei wird die Anbringung von Zentriervorsprüngen, Eindrehungen oder anderen Zentriermitteln an den beiden Bauteilen selbst vermieden, so daß das Verfahren nach der Erfindung auch einen wesentlichen verringerten Aufwand gegenüber dem aus der genannten GB-PS bekannten Verfahren hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teleskopschwingungsdämpfer in Seitenansicht,

F i g. 2 ein Rohrgehäuse bekannter Art im Schnitt mit einem napfförmigen Boden,

F i g. 3 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Rohrgehäuse im Schnitt mit einer gewölbten Bodenplatte,

F i g. 4 ein Rohr und einen Boden in Vorrichtung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Schweißmaschine.

Ein Schwingungsdämpfer nach F i g. 1 besteht aus einem als Arbeitszylinder dienenden Rohrgehäuse 1 mit