DE3003575A1

DE3003575A1 - Verfahren zum reibungsschweissen, insbesondere von hohlkoerpern wie rollen o.dgl.

Info

Publication number: DE3003575A1
Application number: DE19803003575
Authority: DE
Inventors: Ivano Ferrari; Walter Grilli; Emidio Manicardi
Original assignee: Italtractor ITM SpA
Current assignee: Italtractor ITM SpA
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1980-09-04
Also published as: IT7940022A0; DE3003575C2; US4323185A; IT1195892B

Description

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · München DIPL.-ING. G. DANNENBERC · dr. D. GUDEL- dipl.-ing. S. SCHUBERT· Frankfurt

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GROSSE ESCHENHEIMER STR. 39 6OOO FRANKFURTAM MAIN 1

TELEFON : (0611) 2ΘΙΙ34 -)- 287014 TELEX: 413 IIO

30. Jan. 1980
SS/Ar

ITALTRACTOR I.T.M. S.p.A.
Castelvetro (Modena)
Via Modena, Loc. Settecani
Italien

Verfahren zum Reibungsschweissen, insbesondere von Hohlkörpern wie Rollen oder dergleichen.

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Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Reibungsschweissen, insbesondere von Hohlkörpern wie Rollen od^r dergleichen.

Als typisches, jedoch nicht ausschliessliches Beispiel findet dieses Verfahren eine nützliche Anwendung beim Schweissen von Rollen für Raupen.

Diese Rollen werden normalerweise durch die Verbindung von zwei gleichen zylindrischen Hohlkörpern erhalten, die koaxial und symmetrisch aneinandergefügt werden.

In jeder Rolle befindet sich eine durchgehende koaxiale Bohrung, welche den Sitz zur Verbindung der Rollen durch einen Bolzen mit einem Träger bildet. Dichtungen sorg?n für die Isolierung des Hohlraumes nach aussen, um das Heraussickern des Schmiermittels auf ein Minimum zu reduzieren.

Beim bekannten Reibungsschweissen werden zahlreiche metallene Partikel und Fragmente erzeugt, die sich in der rauhen, durch diese Schweissart erzeugten Auflage verfangen können. Das Entfernen dieser Fragmente ist schwierig und unvollkommen. Dies ist der Grund für nicht unerhebliche Nachteile, da sich die metallenen Fragmente und Partikel, die von inneren ösenförmigen Enden festgehalten werden, nachträglich befreien und zwischen die aneinandergefügten Oberflächen der drehbaren Rolle und des Bolzens schieben können und diese beschädigen und zu einem schnellen Verschleiss führen können.

Im Falle, dass das Stück einer anschliessenden spanabhebenden Bearbeitung unterzogen werden muss, passiert es ausserdem, dass sich auch die von den inneren ösenförmigen Enden fest-

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gehaltenen Späne nachträglich lösen und zwischen die aneinanderliegenden Oberflächen von beweglichen Rollen und Bolzen dringen, diese beschädigen und zu einem schnellen Verschleiss führen.

Diese Nachteile ergeben sich ausser in dem beschriebenen Falle von Rollen für Raupen bei jeder gleichartigen Verwendung von Teilen, bei denen sich im Inneren des geschweissten Teiles bewegliche und aneinanderliegende Oberflächen befinden. Aufgrund dieser Nachteile kann diese Schweissart, obwohl sie erhebliche und bekannte Vorteile gegenüber anderen Schweissarten bietet, wie Schnelligkeit in der Ausführung und ausserordentliche Haltbarkeit der Schweissung, in vielen Fällen nicht insgesamt vorteilhaft angewendet werden, wie zum Beispiel im Falle der oben beschriebenen Rollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachtelle zu vermeiden und ein verschleissarmes Schweissteil zu schaffen, so dass das Reibungsschweissverfahren möglichst vielseitig eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor, aus der auch weitere Vorteile ersichtlich sind. In der Beschreibung ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung mit drei Figuren beschrieben, von denen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Ausführungsform miteinander verschweisster Hohlkörper;

Fig. 2 in Vergrösserung ein Detail aus Fig. 1, das sich

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auf die beiden nach dem neuen Verfahren verschweissten Kanten bezieht; und

Fig. 3 in der Ausführung wie in Fig. 2 eine der Kanten eines der beiden Hohlkörper vor dem Schweissen und durch die gestrichelte Linie die Form, welche die Kante nach dem Schweissen annimmt.

Unter Bezugnahme auf die erwähnten Figuren sind mit 1 und zwei koaxiale zylindrische Hohlkörper bezeichnet, die an ihren entsprechenden Rändern 3 und 4 symmetrisch durch das hier besprochene Verfahren verschwelest sind. Die Gesamtheit der beiden Körper 1 und 2 bildet eine Rolle für Raupen, in deren Innerem koaxial und mittels Lagern ein Bolzen 5 gelagert ist. Dichtungen, die zwischen dem genannten Bolzen und den in den beiden Körpern 1 und 2 erhaltenen Sitzen wirken, in denen der Bolzen gelagert ist, dichten den Innenraum 6, der sich zwischen den genannten Körpern befindet, nach aussen ab, so dass ein Schmiermittel darin gehalten wird.

Die Kanten 3 und 4 sind vor dem Reibungsschweissen sorgfältig vorbereitet.

In einer Schnittebene, die durch die Achse der Körper 1 und 2 geht, weist die Form jedes der Ränder 3 und 4 vor der Ausführung der Schweissung einen vorderen Teil 7 von einer bestimmten Stärke auf, der gegenüber einem hinteren Teil 8 von grösserer Stärke hervorragt.

Die Stirnfläche 7a, auf der bei Beginn der Schweissung der Kontakt zwischen den Körpern 1 und 2 erfolgt, ist in Form eines Rundkranzes ausgebildet und sorgfältig bearbeitet, so dass eLne glatte Oberfläche frei von Vertiefungen und Abschrägungen erhalten wird, die nur einen niedrigen Rauheitswert aufweist. Dadurch wird während des Schweissverfahrens

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die Bildung von Partikeln und Teilen vermieden, die andernfalls während des Schweissens entstehen würden. Der vordere Teil 7 steht mit dem hinteren Teil 8 auf beiden Seiten, innen und aussen, über zwei konkave Oberflächenabsohnitte 9 und 10 in Verbindung. Die Oberflächenabschnitte 9 und 10 treffen in einem bestimmten Winkel mit den angrenzenden Flächen 11 und 12 der Kanten 13 und 14 zusammen.

In der Nähe dieser Kanten haben die Oberflächenabschnitte und 10 eine Schräge von ca. 15° im Verhältnis zu einer zur Achse der beiden Körper 1 und 2 normal verlaufenden Ebene.

Das Reibungsschweissen erfolgt, indem die Körper 1 und 2 gegeneinander um die gemeinsame Achse gedreht und an den entsprechenden Frontflächen 7a, die aneinander reiben, gegeneinander gedruckt gehalten werden.

Das Verhältnis der Form und Abmessungen des vorderen Teils und der Oberflächenabschnitte 9 und 10 gegenüber dem hinteren Teil 8 wird durch die inneren und äusseren gezeigten"Ösen" bestimmt, die durch das Reibungsschweissen gebildet werden, so dass sich die ösen um sich selbst biegen und sich tangential in Kontakt mit den Oberflächenabschnitten 9 und 10 in der Nähe der Kanten 13 und 14 anordnen. Die Ausdehnung der ösen ist bestimmt durch das Verhältnis zwischen den Querschnittsabmessungen des Materials 17, dessen axiale Tiefe dem gesamten Längenverlust entspricht, die jeder Körper nach der Durchführung des Schweissens erfährt. Die ösen 15 und 16, die sich tangential in Kontakt mit den verbindenden Oberflächenabschnitten 9 und 10 erstrecken, bilden zwischen ihren eigenen Innenflächen und den verbindenden Abschnitten zwei ringförmig geschlossene Kammern 19 und 20.

Die Oberfläche des vorderen Teils 7 der Kanten wird einer Bearbeitung unterzogen, um eine glatte und ebene Fläche zu

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erhalten, die frei von Vertiefungen und Abschrägungen an den Rändern ist sowie einen niedrigen Rauheitswert aufweist, und um eine exakte FormgebiH'·'- des vorderen Teils 7 und der Oberflächen 9 und 10 mit den oben beschriebenen Eigenschaften zu erhalten.

Diese Bearbeitung dient ausserdem dazu, dass die beiden Oberflächen 7a während des Schweissens koaxial perfekt aneinanderliegend angeordnet werden können.

Dank der oben genannten Bearbeitung der Frontfläche 7a wird während des Schweissens die Bildung von Partikeln und Fragmenten vermieden, die andernfalls innerhalb der "Ösen" 15 und 16 und der entsprechenden Flächen 9 und 10 verbleiben könnten. Diese Partikel können, wenn sie anschliessend freigesetzt werden, die aneinanderliegenden beweglichen Flächen schwer beschädigen.

Dank der Form, welche das Profil der verschweissten Kanten annimmt, wird ausserdem die Bildung von ausgeprägten Vertiefungen vermieden (wie in Fig. 2 sichtbar) und damit der Gefahr aus dem Wege gegangen, dass von einer anschliessenden Bearbeitung des geschweissten Teiles herrührende Späne oder Partikel an den Stellen der Kanten 13 und 14 von den "ösen" festgehalten werden können.

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Claims

Patentansprüche :

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Λ J Verfahren zum Reibungsschweissen, insbesondere von Hohlkörpern wie Rollen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorbereitung der Schweisskanten (3 und 4) der beiden kopfseitig zu verbindenden Körper (1 und 2) vorgesehen ist, die folgende Schritte umfasst $

a) Genaue Formgebung der Ränder (3 und 4) nach einer axialen Schnittebene, in der ein vorderer Teil (7) liegt, der mit vorbestimmter Stärke und Länge im Verhältnis zu einem hinteren Teil (8) von grösserer Stärke hervorragt, wobei der genannte vordere Teil (7) mit dem hinteren Teil (8) auf wenigstens einer Seite (innen oder aussen) durch einen konkaven Oberflächenabschnitt (9 bzw. 10) verbunden ist, welcher in einem bestimmten Winkel mit der angrenzenden Oberfläche (11 oder 12) zusammentrifft, die seitlich den genannten hinteren Teil (8) begrenzt, wobei Form und Abmessungen des genannten vorderen Teils (7) und der verbindenden Oberflächenabschnitte (9 und 10) so ausgelegt sind, dass die aufgeworfenen ösenförmigen Enden (15 und 16), die durch das Reibungsschweissen gebildet werden, sich in sich biegen und sich tangential an die verbindenden Oberflächenabschnitte (9» 10) in der Nähe von deren Einfallkanten (13, 14) mit den genannten angrenzenden Oberflächen (11, 12) anlegen;

b) Oberflächenbearbeitung der Reibungsfläche (7a) des genannten vorderen Teils (7) an jeder Schweisskante, so dass eine glatte und ebene Fläche erhalten wird, die frei von Vertiefungen und Abschrägungen ist sowie niedrige Rauhigkeit aufweist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kanlen (3 und U) im Verhältnis zu einer zur gemeinsamen Achse normal ver-

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laufenden Ebene genau koaxial und symmetrisch ausgerichtet werden.
3. Verfahren nach den vorstehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten verbindenden Oberflächenabschnitte (9 und 10) in der Nähe der Einfallkante (13 und 14) mit den genannten angrenzenden Oberflächen (11 und 12) auf eine Schräge von ca. 15° im Verhältnis zu einer zu der genannten Achse normalen Ebene geformt werden.
4. Verfahren nach den vorstehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Form, welche das Profil der verschweissten Kanten annimmt, so ausgebildet wird, dass sie keine ausgeprägten Vertiefungen aufweist.

Patentanwalt

S.Schubert

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