DE2657294B2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2657294B2
DE2657294B2 DE2657294A DE2657294A DE2657294B2 DE 2657294 B2 DE2657294 B2 DE 2657294B2 DE 2657294 A DE2657294 A DE 2657294A DE 2657294 A DE2657294 A DE 2657294A DE 2657294 B2 DE2657294 B2 DE 2657294B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hole
rod
diameter
parts
transverse dimension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2657294A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2657294A1 (de
Inventor
Yutaka Aioi Hyogo Yagi (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Sangyo Kk Aioi Hyogo (japan)
Original Assignee
Harima Sangyo Kk Aioi Hyogo (japan)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP15240775A external-priority patent/JPS5945471B2/ja
Priority claimed from JP3949476A external-priority patent/JPS52122247A/ja
Application filed by Harima Sangyo Kk Aioi Hyogo (japan) filed Critical Harima Sangyo Kk Aioi Hyogo (japan)
Publication of DE2657294A1 publication Critical patent/DE2657294A1/de
Publication of DE2657294B2 publication Critical patent/DE2657294B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Teils mit im Verhältnis zu dessen Längenabmessung größerer Querabmessung mit einem zweiten Teil, dessen Querabmessung kleiner ist als seine Längsabmessung, bei welchem einer der beiden Teile mit Bezug auf den anderen um die Längsachse des zweiten Teils gedreht wird, einer der beiden Teile während der Drehung mit einem begrenzten Druck gegen den anderen gepreßt wird zur Erzeugung einer Reibungswärme zwischen diesen, die Drehung beendet und die Stärke des Drucks erhöht wird, wobei im ersten Teil zuvor ein kreisförmiges Durchgangsloch koaxial mit dem zweiten Teil ausgebildet wird, dessen maximale Querabmessung geringer ist als die maximale Querabmessung des zweiten Teils und in welches der zweite Teil eingepreßt wird.
Ein derartiges Reibungs-Schweißverfahren ist bekannt (Schweißtechnik 24 [1974], Heft 11, Seiten 509—512 [I]). Nach diesem Verfahren wird das Verbindungsende des zweiten Teils kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die äußere Endfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts einen kleineren Durchmesser als das Durchgangsloch aufweist. Bei einem Verbindungsvorgang wird der zweite Teil wie ein Keil in das Durchgangsloch hineingepreßt. Dadurch ergibt sich ein unausgeglichener Temperaturanstieg zwischen den Teilen, der einer gleichmäßigen plastischen Verformung beider Teile entgegenwirkt, weshalb für einen Verbindevorgang ein sehr großes Drehmoment und ein sehr großer Druck aufzubringen sind. Die über die Länge der Verbindung ungleichmäßige plastische Verformung zwischen den beiden Teilen entspricht letztendlich einer ungleichmäßig festen Verbindung, was in vielen Anwendungsfällen nicht hingenommen werden kann. Darüber hinaus ist nach dem bekannten Verfahren nachteilig, daß ein kegelstumpfförmiger
ίο Teilabschnitt ausgebildet werden muß, was mit zusätzlichem Fertigungsaufwand verbunden ist
Aufbauend auf den vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und wirksames Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine gute und gleichmäßige Verbindung der beiden Teile bei minimalem aufzubringendem Drehmoment und Druck sowie bei minimalem Bearbeitungsaufwand der Teile ermöglicht
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß der Einlaßdurchmesser des Durchgangslochs merklich kleiner als die Querabmessung der Endfläche des zweiten Teils gemacht wird, derart, daß beim Einpressen des zweiten Teils in das gesamte Durchgangsloch eine plastische Verformung am Reibungsende des zweiten Teils und des Durchgangslochs stattfindet. Dadurch wird eine sehr feste Verbindung der beiden Teile ermöglicht, die sowohl in Umfangsriditung als auch in axialer Richtung sehr gleichmäßig ist. Es ist ein im Verhältnis zum bekannten Verfahren geringeres Drehmoment und ein geringerer Druck ausreichend, um beide Teile miteinander zu verbinden, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Einlaßdurchmesser des Durchgangslochs merklich kleiner als die Querabmessung der Endfläche des zweiten Teils gemacht wird und eine gleichmäßige plastische Verformung beider Teile über die gesamte Länge erreicht wird. Die zu verbindenden Teile erfordern nur einen vergleichsweise geringen Bearbeitungsaufwand, so daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren letztlich verbesserte Erzeugnisse auf sehr wirtschaftliche Weise ermöglicht werden.
In vorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, daß der zweite Teil ein runder Stab ist und der Durchmesser des Durchgangslochs innerhalb des Bereiches von 20 bis 99% des Durchmessers des runden Stabs gewählt wird.
Die Beendigung des Drehens und das Erhöhen des Drucks erfolgt zweckmäßigerweise zu einem Zeitpunkt, nachdem der aufgebrachte Druck abzusinken beginnt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung zur Veranschaulichung eines typischen Reibungs-Schweißverfahrens gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung zur Veranschaulichung einer typischen Ausführungsform des Reibungs-Schweißverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig.3 eine teilweise geschnittene Darstellung einer durch das Verfahren gemäß Fig. 2 erhaltenen Verbindung,
Fig.4 eine teilweise geschnittene Darstellung eies Testzustandes bei Prüfung der Verbindung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 7 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung der Änderung der Belastung und der Verschiebung in Abängigkeit von der Zeit während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig.8a bis 8g verschiedene teilweise geschnittene r> Darstellungen zur schematischen Viranschaulichung der einzelnen Verfahrensschritte zur Bildung der Verbindung während des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig.9 ein Diagramm zur Darstellung vcn aktuellen Veränderungen der Belastung und der Verschiebung in Abhängigkeit von der Zeit während einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 10a bis 10b verschiedene teilweise geschnittene Darstellungen zur Veranschaulichung einzelner Stufen der Bildung der Verbindung bei der Ausführungsform gemäß F i g. 9,
Fig. 11a bis He verschiedene den Fig. 10a bis 1Oe entsprechende teilweise geschnittene Darstellungen zur Veranschaulichung einzelner Schritte der Bildung der Verbindung bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 12a und 12b, 13a und 13b, 14a bis 14c, 15a und 15b, 16 und 17a bis 17c schematische Darstellungen zur Veranschaulichung verschiedener Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In sämtlichen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern verseh-n
In Fig. 1 ist ein typisches Reibungs-Schweißverfahren gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht, wobei ein Flansch 1 an einem Ende eines runden Stabi 2 befestigt wird. Der Flansch 1 wird fixiert und der Stab 2 wird um seine Achse mit etwa 1500 Umdrehungen pro Minute mit Bezug auf den Flansch 1 gedreht. Danach wird der Stab 2 gegen den Flansch 1 mit einem Druck ρ von 300 bis 400 kg/cm2 angepreßt, um eine Reibungswärme zu erzeugen. Wenn die Kontaktbereiche der beiden Teile 1 und 2 auf Rotglut erhitzt sind, wird die Drehung beendet und der Druck ρ wird auf etwa 600 kg/cm2 erhöht, um eine geschweißte Verbindung zu erhalten. Es ist natürlich möglich, dasselbe Resultat zu erhalten, wenn man stattdessen den Stab 2 fixiert und den Flansch 1 dreht und bewegt.
Demgegenüber wird gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in F i g. 2 gezeigt, ein kreisförmiges Loch 3 in dem Flansch 1 koaxial mit dem runden Stab 2 ausgebildet, wobei in diesem Fall der Durchmesser c/des Lochs 3 kleiner ρemacht wird als der Durchmessser D des Stabs 2. Die Differenz zwischen den beiden Durchmessern d und D ist wesentlich größer als dei Durchmesserunterschied bei einer Schrumpfpassung. Insbesondere beträgt der Durchmesserunterschied bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr als 1% des Stabdurchmessers D, während der Durchmesserunterschied im Falle der Schrumpfpassung weniger als 0,1% « beträgt. Wie bei dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird der Stab 2 gedreht und gegen den Flansch 1 mit einem Druck ρ gepreßt, um eine Reibungswärme zu erzeugen. Im Falle der vorliegenden Erfindung werden jedoch das Reibungsende des Stabs 2 und das «> Loch 3 durch die Hitze plastisch verformt und der Stab 2 tritt in das Loch 3 ein und ragt danach an der anderen Seite des Flansches 1 heraus, um eine Verbindung zu erzeugen, wie sie im Schnitt in F i g. 3 gezeigt ist.
Der für das erfindungsgemäße Verfahren erforderli- f>5 ehe Druck /; ist wesentlich geringer als der bei dem bekannten Verfahren und betrug beispielsweise etwa 120 kg/cm2 wenn die Dicke des Flansches 1 20 mm, der Durchmesser D=48 mm und der Durchmesser c/=46 mm sowie die Drehgeschwindigkeit 1500 Umdrehungen pro Minute betrugen. Obwohl der Druck ρ mit Erhöhung der Differenz zwischen den Durchmessern D und d wächst, ist das erfindungsgemäße Verfahren über einen weiten Bereich dieser Differenz anwendbar. Versuche zeigten, daß die Vorteile der Erfindung aufrecht erhalten wurden, wenn der Durchmesser c/20 bis 99% des Durchmessers D betrug.
Wie in Fig.3 gezeigt, hat die erfindungsgemäß erhaltene Verbindung einen ringförmigen Grat 4 am Eingang des Lochs 3 entsprechend wie im Falle des bekannten Verfahrens und darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Verbindung einen ringförmigen Grat 5, welchem eine ringförmige Nut 6 am Ausgang des Lodis 3 zugeordnet ist. Eine mikroskopische Betrachtung ergab, daß das Gefüge des Flansches 1 und des Stabs 2 an der Grenze der beiden Teile harmonisch durchmischt waren, und ein Lochversuch gemäß F i g. 4, bei welchem ein Dorn 7 und ein Gesenk 8 verwendet wurden, zeigte, daß die Scherfestigkeit der Verbindung im wesentlichen der des Materials der beiden Teile entsprach. Diese Bedingungen entsprechen denen, wie sie bei einer feuergeschweißten Verbindung erhalten werden.
Obgleich die Grate 4 und 5 und die Nut 6 falls erforderlich durch Bearbeitung entfernt werden können, kann die Nut 6 durch Anwendung eines abgewandelten Verfahrens beseitigt werden, wie es in Fig.5 gezeigt ist. Bei diesem Verfahren ist der Durchmesser ddes Lochs 3 auf den Durchmesser d\ im Ausgangsbereich 9 vermindert. Die Differenz zwischen den Durchmessern d und d\ kann vorzugsweise 0,5 bis 5 mm betragen und es wurde beispielsweise ein gutes Ergebnis erzielt, wenn die Durchmesser D—48 mm, c/=46 mm und d\ =44 mm betrugen.
Die Nut 6 kann auch durch Verwendung eines Hilfswerkzeugs beseitigt werden, wie in Fi g. 6 geneigt. Das Werkzeug ist ein Druckstab 10, welcher mit seiner Stirn gegen den Ausgang des Lochs 3 des Flansches 1 angeordnet ist. In diesem Fall tritt das Ende des Stabes 2, welches sich in rotglühendem Zustand befindet, durch das Loch 3 hindurch und stößt gegen den Druckstab 10 an, wodurch der Stab 2 nach außen ausgedehnt wird, wie durch gestrichelte Linien 11 angedeutet, um die Nut 6 zu beseitigen. Diese Ausdehnung nach außen dient auch als Verriegelung, um die Festigkeit der Verbindung gegen Auszugskräfte zu erhöhen.
Wenn der Druck ρ bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kontinuierlich aufgebracht wird, wird der erhitzte und erweichte Stab 2 endlos in das Loch 3 gedrückt. Somit ist es wesentlich, den optimalen Punkt zu bestimmen, in welchem der Druck ρ wieder wegzunehmen ist. Diese Frage kann gemäß dem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welches nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren 7 und 8 beschrieben wird.
Wenn der Stab 2 durch einen Kolben einer nicht dargestellten hydraulischen Presse mit gleichförmiger Geschwindigkeit gedrückt wird, wie durch eine gestrichelte Linie 12 in F i g. 7 dargestellt, ändert sich der hydraulische Druck, welcher mit anderen Worten gesagt eine auf den Stab 2 aufgebrachte Belastung darstellt, in etwa längs einer Kurve 13 vom Punkt A bis zum Punkt F. Die F i g. 8a, 8b... 8g zeigen die Zuordnung zueinander und Verformung des Flansches 1 und des Stabes 2 in den Punkten A, B... G gemäß Fig. 7.
Im Bereich zwischen den Punkten A und B wird die Belastung durch eine Sicherheitseinrichtung der hydraulischen Presse unterdrückt und wächst ziemlich langsam an, obwohl der Flansch 1 und der Stab 2 voneinander getrennt sind. Nachdem beide Teile 1 und 2 im Punkt B '-miteinander in Kontakt gekommen sind, wird die Belastung im wesentlichen bis zum Punkt C konstant gehalten, in welchem die Kontaktbereiche der beiden Teile 1 und 2 sich ihren Schmelzpunkten annähern und der Stab 2 sich etwa in den Flansch 1 hineinschneidet, iu um eine Grenzfläche 14 zu bilden. Im Anschluß an Punkt C steigt die Belastung allmählich bis zum Punkt D an und während dieses Intervalls wächst die Grenzfläche 14 bis zu einem Kegel. Dsnach wird die Belastung wicucr icStgenalien mit geringen oCnwsnKungen vorn '^ Punkt D bis zum Punkt E und in diesem Intervall schreitet der Stab 2 entsprechend dem Anwachsen der konischen Grenzfläche 14 in das Loch 3 hinein voran. Im Punkt E erreicht das Vorderende des Stabes 2 eine Stellung etwas hinter dem Ausgang des Loches 3, jedoch ist der Umfangsbereich 15 des Ausgangs noch nicht verformt. Allerdings erreicht im Anschluß an den Punkt E der Umfangsbereich 15 seine Feuerschweißtemperatur und wird leicht deformiert, um den Widerstand gegen das Voranschreiten des Stabes 2 zu 2> reduzieren. Folglich nimmt die Belastung nach dem Punkt £ab.
Diese Lastabnahme nach dem Punkt E ist ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfah rens und wurde bei dem bekannten Verfahren niemals in beobachtet. Wie oben erwähnt, zeigt dieser Effekt, daß die beiden Teile 1 und 2 in genügendem Maße wenigstens an der gesamten Grenzfläche ihre Feuerschweißtemperatur erreichen, und dies ist der optimale Punkt zur Vollendung des Bindungsprozesses.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher gerade nach Beobachtung der Lastverringerung beispielsweise im Punkt F die Drehung beendet und gleichzeitig wird der Stab 2 um eine vorgegebene Strecke weiter vorgerückt, indem man den hydraulisehen Druck bis zum Punkt G erhöht. Dieser Vorgang wird nachstehend mit »Anstauchen« bezeichnet. Um den optimalen Anstauchpunkt F zu ermitteln, ist es erorderlich, den eindeutigen Knickpunkt E zu erhalten. Wenn die Dicke des Flansches 1, der Durchmesser des tr> Stabes 2 und die Materialien der beiden Teile 1 und 2 bestimmt wurden, erhält man diesen durch geeignete Auswahl des Durchmessers des Lochs 3, des hydraulischen Drucks und der Vorschreitgeschwindigkeit der hydraulischen Presse. w
In der Praxis sind die Knickpunkte D und E gewöhnlich unklar, während die Knickpunkte B und C relativ eindeutig sind. Darüber hinaus ist auch die konische Grenzfläche 14 unbestimmt und gegenüber einem idealen Konus wesentlich deformiert F i g. 9 zeigt Belastungs- und Verschiebungskurven, welche man in einer Ausführungsform erhielt
In der Ausführungsfornr gemäß Fig.9 wurde ein Flansch 1 mit einer Dicke von 20 mm und ein Loch 3 von 20 mm Durchmesser sowie ein runder Stab 2 von 4 mm ίο Durchmesser verwendet, wie in F i g. 1 Oa gezeigt, wobei die beiden Teile 1 und 2 aus Stahl hergestellt waren. Wie in F i g. 9 gezeigt, sind die Knickpunkte B und C relativ eindeutig, jedoch sind die Knickpunkte D und E nicht klar. Die Fig. 10a, 10b... 1Oe zeigen jeweils die *>ϊ Zustände im Längsschnitt der Verbindung in den Punkten A', B'... E' in F i g. 9. Obgleich in F i g. 10 die Grenze zwischen dem Flansch 1 und dem Stab 2 durch eine klare Linie gekennzeichnet ist, ist darauf hinzuweisen, daß dies nur zum Zwecke der Erläuterung so ist und die Grenze in der Praxis nicht so klar erhalten werden kann. In den Zeichnungen deuten die gestrichelten Linien die wahrscheinlichen Stellungen der oberen Kante der Stange 2 an, wenn diese nicht verformt wäre, wie in den Zeichnungen gezeigt, werden während des Verfahrens verschiedene Grate ausgebildet. Der Grat 16 wird aus einem geschmolzenen Bereich des Flansches 1 gebildet, welcher bei Einfügung des Stabs 2 deformiert wird, und die Grate 19 und 20 werden aus einem geschmolzenen Bereich des Stabs 2 gebildet, welcher aus dem vorderen bzw. rückwärtigen Ende an der Verbindungswelle herausgedrückt wird.
In Fig. Ua bis He sind Schni'.tdarsteüur.gen enthalten, welche den Fig. 10a bis 1Oe ähnlich sind und entsprechen, nur mit dem Unterschied, daß der Durchmesser des Lochs 3 40 mm beträgt. In diesem Fall ändert sich die Belastung fast ähnlich der Kurve 13 gemäß F i g. 9. Gestrichelte Linien deuten hier ebenfalls die wahrscheinlichen Stellungen der oberen Kante des Stabes 2 an.
Auf der Grundlage des oben beschriebenen Prinzips der vorliegenden Erfindung können verschiedene Abwandlungen durchgeführt werden, ohne daß man den Grundgedanken der Erfindung verläßt. Während des Prozesses gebildete unerwünschte Grate können durch geeignete Formgebung des Endes des Stabes 2 oder des Lochs 3 auf ein Minimum reduziert werden. Beispielsweise ist das Loch 3 in Fig. 12 konisch ausgebildet und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 ist das Ende des Stabes 2 konisch geformt. In beiden Fällen erhält man konische Grenzflächen 14.
In F i g. 14 sind die Durchmesser des Stabes 2 und des Lochs 3 derart gewählt, daß der Stab 2 lose in das Loch 3 eingeführt werden kann, und ein vergrößerter Bereich 21 ist am anderen Ende des Stabes 2 ausgebildet, wie in Fig. 14a gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird der Stab 2 zunächst in das Loch 3 eingeführt, wie in F i g. 14b gezeigt, und danach wird das erfindungsgemäße Verfahren am vergrößerten Bereich 21 durchgeführt. Die sich ergebende Verbindung, welche eine konische Grenzfläche 14 hat, ist besonders fest gegen einen Zug in eine Richtung 22, wie in F i g. 14c gezeigt.
Gemäß Fig. 15a ist ein vergrößerter Bereich 21 in der Mitte des Stabs 2 ausgebildet. Wenn dasselbe Verfahren wie in Fig. 14 am vergrößerten Bereich 21 angewandt wird, wird der Flansch 1 in der Mitte des Stabes 2 fixiert, wie in Fi g. 15b gezeigt. Ein ähnliches Produkt erhält man gemäß Fig. 16 durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Flansch 1 und dem runden Stab 2 und gleichzeitigem Hineinziehen des Grats 19 in ein Rohr 23 durch Verwendung eines Gesenks 24.
Wenn auch in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein kreisförmiger Flansch 1 am Ende oder in der Mitte eines runden Stabes 2 fixiert wurde ist es klar, daß der Flansch 1 nicht nur durch ein anderes kreisförmiges Teil ersetzt werden kann, wie beispielsweise ein Zahnrad oder ein Rad, sondern auch durch ein nicht kreisförmiges Teil. Fig. 17 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbel (Fig. 17c) durch zwangsweises Einführen von Kurbelbolzen 2 in zwei Löcher 3 eines Kurbelarms 1 in Obereinstimmung mit dem erfindungspemäßen Verfahren (Fig. 17b). In diesem Fall wird der Arm 1 an beiden Enden 25 auseinandergezogen und in die Gestalt gemäß F i g. 17c gebracht, wenn die Breite Wdes Arms 1 relativ klein ist
(Fig. 17a) und der Durchmesser der Bolzen 2 relativ groß ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile, wie nahstehend aufgeführt:
1. Zusätzlich zum hohen Nutzeffekt gemäß dem bekannten Reibungs-Schweißverfahren ist beim erfindungsgemäßen Verfahren der Kontaktdruck wesentlich niedriger als bei dem bekannten, beispielsweise maximal ein Drittel. |0
2. Die Verbindungsfestigkeit ist viel höher as die bei dem bekannten Reibungs-Schweißverfahren und anderen Schweißtechniken erreichbare, da die Bindung zwischen den inneren Oberflächen des Lochs und der äußeren Oberfläche des Stabes gebildet wird und eine viel größere Fläche als Grenzfläche erreichbar ist.
3. Es ist keine vorangehende Bearbeitung oder Endbearbeitung der zu verbindenden Teile erforderlich, da Splitter und Fremdkörper automatisch längs der Reibungsoberfläche entfernt werden.
4. Die Durchmesser des Stabes 2 und des Lochs 3 sind nicht kritisch und eine schwache Exzentrizität ist akzeptabel, da die Verbindung zwischen geschmolzenen Bereichen der beiden Teile gebildet wird.
5. Der für den Anstauchvorgang geeignete Zeitpunkt kann leicht aufgespürt werden und die sich daraus ergebende geringere Ausfallquote des Verfahrens erhöht die Produktausbeute.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden eines ersten Teils mit im Verhältnis zu dessen Längenabmessung größerer Querabmessung mit einem zweiten Teil, dessen Querabmessung kleiner ist als seine Längenabmessung, bei welchem eine der beiden Teile mit Bezug auf den anderen um die Längsachse des zweiten Teils gedreht wird, einer der beiden Teile während der Drehung mit einem begrenzten Druck gegen den anderen gepreßt wird zur Erzeugung einer Reibungswärme zwischen diesen, die Drehung beenet und die Stärke des Drucks erhöht wird, wobei im ersten Teil zuvor ein kreisförmiges Durchgangsloch koaxial mit dem zweiten Teil ausgebildet wird, dessen maximale Querabmessung geringer ist als die maximale Querabmessung des zweiten Teils und in welches der zweite Teil eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßdurchmesser des Durchgangslochs merklich kleiner als die Querabmessung der Endfläche des zweiten Teils gemacht wird derart, daß beim Einpressen des zweiten Teils in das gesamte Durchgangsloch eine plastische Verformung am Reibungsende des zweiten Teils und des Durchgangslochs stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil ein runder Stab ist und der Durchmcssei des Durchgangslochs innerhalb des Bereichs von 20 bis 99% des Durchmessers des runden Stabs gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beendigung des Drehens und das Erhöhen des Drucks zu einem Zeitpunkt erfolgt, nachdem der aufgebrachte Druck abzusinken beginnt.
DE19762657294 1975-12-19 1976-12-17 Reibungs-schweissverfahren Withdrawn DE2657294A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15240775A JPS5945471B2 (ja) 1975-12-19 1975-12-19 マサツアツセツカンゴウホウホウ
JP3949476A JPS52122247A (en) 1976-04-07 1976-04-07 Frictional pressure welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2657294A1 DE2657294A1 (de) 1977-06-30
DE2657294B2 true DE2657294B2 (de) 1981-02-05

Family

ID=26378902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762657294 Withdrawn DE2657294A1 (de) 1975-12-19 1976-12-17 Reibungs-schweissverfahren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4087038A (de)
DE (1) DE2657294A1 (de)
GB (1) GB1540399A (de)
IT (1) IT1065274B (de)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850802A (en) * 1983-04-21 1989-07-25 Allied-Signal Inc. Composite compressor wheel for turbochargers
US4768839A (en) * 1984-08-17 1988-09-06 Spindler Dietmar E Method of manufacturing axle assemblies
US4659005A (en) * 1984-08-17 1987-04-21 Spindler Dietmar E Method of manufacturing axle assemblies
US5205464A (en) * 1991-12-19 1993-04-27 Joseph Simon Method for forming a lightweight flanged axle shaft
WO1997029002A1 (en) * 1996-02-12 1997-08-14 Raymond Bass Improved dip tube
SE508970C2 (sv) * 1996-03-20 1998-11-23 Volvo Ab Förfarande för fastsättning av ett fästelement, samt förband och verktyg för genomförande av förfarandet
US6213379B1 (en) 1997-08-27 2001-04-10 Lockheed Martin Corporation Friction plug welding
US6079609A (en) * 1997-12-09 2000-06-27 Siemens Automotive Corporation Method of joining a member of soft magnetic material to a member of hardened material using a friction weld
US6065813A (en) * 1998-08-24 2000-05-23 Dana Corporation Two-piece friction welded motor vehicle axle shaft
JP4258052B2 (ja) * 1999-01-27 2009-04-30 日産自動車株式会社 内燃機関の電磁動弁装置
DE19934855C1 (de) * 1999-07-24 2000-11-09 Daimler Chrysler Ag Reibgeschweißtes Welle-Scheibe-Verbundwerkstück und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1224052A1 (de) * 1999-09-03 2002-07-24 Lockheed Martin Corp. Reibrührschweissen als alternative zum nieten
US6253987B1 (en) 1999-09-13 2001-07-03 Lockheed Martin Corporation Friction pull plug welding: top hat plug design
US6230958B1 (en) 1999-09-30 2001-05-15 Lockheed Martin Corporation Friction pull plug welding: dual chamfered plate hole
US6460750B1 (en) 1999-10-18 2002-10-08 Edmond R. Coletta Friction pull plug welding: chamfered heat sink pull plug design
US6880743B1 (en) 1999-10-18 2005-04-19 Lockheed Martin Corporation Friction pull plug welding: chamfered heat sink pull plug design
US6334571B1 (en) * 1999-11-19 2002-01-01 A.R.D. Industries Ltd. Thin interlayer friction welding
DE10012782A1 (de) * 2000-03-16 2001-09-20 Boellhoff Gmbh Verbindungsanordnung zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Bauteil
GB0028021D0 (en) * 2000-11-17 2001-01-03 Rolls Royce Plc Method of fabricating structures
US6910616B2 (en) * 2002-03-07 2005-06-28 The Boeing Company Preforms for forming machined structural assemblies
US6655575B2 (en) * 2002-04-16 2003-12-02 The Curators Of University Of Missouri Superplastic forming of micro components
US6883700B2 (en) * 2002-09-26 2005-04-26 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine blade closure system
US6957761B2 (en) * 2003-04-08 2005-10-25 Autoliv Asp, Inc. Inertia or friction welding of conical components into elliptically-shaped holes in a pipe or tube
US7370787B2 (en) * 2003-12-15 2008-05-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Compressor rotor and method for making
JP2006233964A (ja) * 2005-01-28 2006-09-07 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd ディーゼルエンジン用コモンレール
DE102005029539A1 (de) * 2005-06-25 2006-12-28 Daimlerchrysler Ag Achsschenkel für ein Kraftfahrzeug
JP2007245198A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Hino Motors Ltd 材料の接合方法
US20090007774A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Terence Savas Aircraft actuator piston
US7866198B2 (en) * 2008-03-26 2011-01-11 American Axle & Manufacturing, Inc. Method of producing a stepped shaft
JP4591547B2 (ja) * 2008-05-26 2010-12-01 株式会社豊田中央研究所 接合体およびその製造方法
US9045001B2 (en) * 2009-03-26 2015-06-02 Arvinmeritor Technology, Llc Axle shaft assembly
US20110277866A1 (en) * 2010-05-13 2011-11-17 Advanced Drainage Systems, Inc. Apparatus and Method For Sealing A Ventilation Channel of A Pipe
KR20200049884A (ko) 2010-10-22 2020-05-08 씨릴 배쓰 컴퍼니 구조적 컴포넌트 및 제조방법
DE102011000544A1 (de) * 2011-02-07 2012-08-09 Gesenkschmiede Schneider Gmbh Verfahren zur Herstellung eines reibgeschweissten Metallteils und danach hergestelltes reibgeschweisstes Metallteil
DE102011056340A1 (de) * 2011-12-13 2013-06-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Stabilisatoranordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines Stabilisatorabschnitts
US20130323074A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Hamilton Sundstrand Corporation Friction welded turbine disk and shaft
EP2685090B1 (de) * 2012-07-10 2017-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Windturbinenstruktur und Windturbinenstruktur
US20140205369A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-24 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Joint design welding dissimilar materials
US9670951B2 (en) 2014-04-08 2017-06-06 A.A.M International S.A.R.L. Variable-wall light-weight axle shaft with an integral flange member and method for making the same
US9400009B2 (en) 2014-04-08 2016-07-26 U.S. Manufacturing Corporation Method for forming a variable wall light weight axle shaft with friction welded flange
US9630451B2 (en) 2014-06-18 2017-04-25 American Axle & Manufacturing, Inc. Method of manufacturing hollow axle shaft for a vehicle
US9327363B2 (en) * 2014-07-25 2016-05-03 Arvinmeritor Technology, Llc Method of making a bracket assembly for a brake assembly
CN105397276B (zh) * 2015-12-15 2017-11-03 哈尔滨工业大学 一种搅拌摩擦焊增材制造棒材的方法
US10266947B2 (en) 2016-08-23 2019-04-23 Lam Research Corporation Rotary friction welded blank for PECVD heated showerhead

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE476480C (de) * 1925-02-07 1929-05-21 Walther Richter Dipl Ing Herbeifuehrung einer Haftverbindung zwischen Plaettchen aus Werkzeugstahl und deren Traegern nach Art einer Schweissung oder Loetung
US3144710A (en) * 1961-05-01 1964-08-18 American Mach & Foundry Friction sealing
US3444611A (en) * 1966-02-25 1969-05-20 Ford Motor Co Friction welding method
US3631585A (en) * 1966-10-17 1972-01-04 North American Rockwell Method of making a friction-welded drive axle shaft having an annular section of flash metal
US3726135A (en) * 1971-04-12 1973-04-10 Cons Devices Beam torque wrench

Also Published As

Publication number Publication date
US4087038A (en) 1978-05-02
IT1065274B (it) 1985-02-25
GB1540399A (en) 1979-02-14
DE2657294A1 (de) 1977-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2657294B2 (de)
DE2555343C2 (de) Kupplung zum drehfesten Verbinden einer rohrförmigen Hülse mit einer mit einer Bohrung versehenen Nabe und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69821587T2 (de) Reibschweissen von Hohlkörpern aus Aluminiumlegierung
DE3333866C2 (de) Dichtungsring für Rohrverbindungen und Verfahren zur Montage einer Rohrverbindung unter Verwendung eines solchen Dichtungsringes
DE19861391B4 (de) Verfahren zum Formen einer Nabenscheibe und Drückrolle zur Verwendung beim Formen einer Nabenscheibe
DE4009690C2 (de)
DE1804673C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Hohlachse
EP0663536A2 (de) Blindniet und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2553572A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reibschweissen
DE2914314A1 (de) Verfahren zur herstellung einer pressverbindung zwischen metallteilen unter ausnutzung einer eutektischen reaktion
DE69007309T2 (de) Hohlbolzen mit inneren Ausbuchtungen und deren Herstellung.
DE3626009C2 (de)
DE1575120A1 (de) Selbstschneidende Schraube
DE1934339A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Verbinden von umlaufenden Teilen,wie Wellenteilen od.dgl.,mittels Kerbverzahnung
DE1297965B (de) Verfahren zur Herstellung von geschweissten UEbergangsstuecken
DE2733925A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes mit einem im inneren eines zylindrischen elementes pressgeformten teil
DE4112591C1 (de)
DE2729677C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von zwei dünnwandigen Rohren gleichen Durchmessers
DE2821752A1 (de) Verfahren zur herstellung von gekuehlten ventilen fuer brennkraftmaschinen und so erzielte ventile
DE2624872B2 (de) Verfahren zum Herstellen von ungeteilten Felgen
EP0014474B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Rohres
DE19849981C5 (de) Verfahren zum Formen eines scheibenförmigen Teiles mit Nabe und Drückrolle für das Verfahren
EP0192914A1 (de) Spreizdübel
DE2726107C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines preßverbundenen Erzeugnisses aus mindestens zwei Metallteilen
DE2039279A1 (de) Verfahren zum Friktionsschweissen verschiedenartiger Metalle

Legal Events

Date Code Title Description
8263 Opposition against grant of a patent
8239 Disposal/non-payment of the annual fee