DE3035437C2

DE3035437C2 - Verfahren zum Befestigen eines aus schwer widerstandsschweißbarem Werkstoff bestehenden Ausgleichsgewichts an einem ebenfalls aus schwer schweißbarem Werkstoff bestehenden Rotor und Schweißvorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE3035437C2
Application number: DE3035437A
Authority: DE
Inventors: Günther Ing.(grad.) 6100 Darmstadt Himmler; Horst 6110 Dieburg Kögler; Georg Dipl.-Ing. 6144 Zwingenberg Lipponer
Original assignee: Hofmann Werkstatt Technik GmbH
Current assignee: Gebr Hofmann GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1980-09-19
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3035437A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Ein derartiges Verfahren ist in der prioritätsälteren, als DE-OS 30 11 824 veröffentlichten deutschen Patentanmeldung vorgeschlagen worden. Dabei besitzen die Ausgleichsgewichte, die durch Ausstanzungen hergestellte Ausbrüche aufweisen, Fortsätze, die einerseits als Mittel zum Blankreiben der Oberfläche des auszuwuchtenden Rotors aus Leichtmetall, insbesondere zum Wegreiben der auf dem Rotor befindlichen Oxidschicht, und andererseits als übliche Schweißwarzen dienen. Der Schweißvorgang selbst wird nach Art einer Widerstandsschweißung durchgeführt. Die bei einem Widerstandsschweißen auftretenden Temperaturen reichen nicht aus, um das Material der beiden zu verbindenden Werkstücke zu schmelzen. Das Material der beiden zu verbindenden Werkstücke wird durch die Erhitzung mittels des Schweißstroms in einen teigigen Zustand übergeführt und durch das Zusammenpressen vereinigt. Diese Vereinigung erfolgt bevorzugt an den Stellen der Schweißwarzen bzw. Fortsätzen. Deshalb wird beim Widerstandsschweißen noch zusätzlich ein Druck ausgeübt auf die zu verbindenden beiden Werkstücke.

Ferner 1st eine derartige Schweißvorrichtung aus »Werkstatt und Betrieb«, 88. Jahrgang, Heft 6, Juni 1955, ίο Seiten 281 bis 285, beim Loch-Schmelzpunktschweißen bekannt

Obgleich es bei diesem Schmelzschweißvorgang erforderlich ist, daß die Wärme definiert und gleichmäßig an den gesamten Umfang der Schmelzschweißstelle herangeführt wird, sind bei der bekannten Vorrichtung keine Mittel für eine exakte Führung des aus Elektrode und Ringdüse bestehenden Schweißwerkzeugs vorhanden.
Ausgleichsgewichte zum Auswuchten von umlaufenden Rotoren, insbesondere für Kardanwellen von Kraftfahrzeugen, sind aus dem DE-GM 74 Ί7 316 bekannt. Diese Ausgleichsgewichte weisen zwei Warzen zur Durchführung des bekannten Buckelschweißens und auf der Rückseite des Ausgleichsgewichtes mindestens eine zusätzliche Ausbuchtung zur genauen Fixierung beim Einlegen in die Schweißelektrode aaf.

Zum Aufschweißen von insbesondere Ausgleichsgewichten aus Aluminium oder anderen schwer widerstands-, insbesondere punktschweißbaren Materialien auf Rotoren, insbesondere auf Kardanwellen aus Aluminium, sind aber weder das bekannte Buckelschweißverfahren noch die entsprechenden Ausgleichsgewichte geeignet.
Auch das Aufschweißen von herkömmlichen Ausgleichsgewichten mittels Widerstandsschweißen ist insbesondere nicht bei Aluminium-Kardanwellen geeignet Zum einen wird ein sehr hoher Strom benötigt, um die Oxidschicht des Aluminiums bzw. anderer Buntmetalle zu durchschlagen, und zum arideren .muß die Ampreßkraft so groß sein, daß eine Verformung der Kardanwelle auftreten kann. Des weiteren kann durch den hohen Strom ein rohrförmiger Rotor vollständig durchbrennen, was aus Qualitätsgründen nicht zulässig ist Des weiteren können durch die Verformungen des Rohres bzw. der Kardanwelle neue Unwuchten entstehen.

Auch das sogenannte Punktschweißkleben ist nicht zum Befestigen der Ausgleichsgewichte auf dem Rotor geeignet, da aufgrund der Kapillarwirkung der Klebstoff in das Gefüge eindringt und das Verfahren unwirtschaftlich werden läßt. Insbesondere bei späterer Erwärmung, z. B. durch die Wärmeabstrahlung des Auspuffs bei Kraftfahrzeugen, wird auch die Qualität der Klebung erheblich gemindert.
Bei seitlich angeschweißten Ausgleichsgewichten kann durch die beim Schweißen auftretenden Spannungen das Gewicht einseitig abgehoben werden, was keine ausreichende Verbindung gewährleistet. Das Ausgleichsgewicht kann somit relativ leicht durch die bei der Rotation auftretenden Fliehkräfte wieder abgerissen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen eine sichere Fixierung und eine gute Verbindung zwischen dem Ausgleichsgewicht und dem Rohr mit einfachen Mitteln gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten

Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und bei der

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eingangs genannten Schweißvorrichtung durch die Ausbrüche vorhanden sein, die um den Schwerpunkt kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. des Ausgleichsgewichtes, bevorzugt in symmetrischer

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbil- Lage, angeordnet sind,
düngen der Erfindung angegeben. Nach dem Aufsetzen des Ausgleichsgewichtes 2 auf

Bei der Erfindung ist es möglich, ein Schmelzschweiß- 5 die auszuwuchtende Kardanwelle 1 wird eine Elektrode verfahren, insbesondere das sogenannte WJG-, das 6 der Schweißeinrichtung 9 in die Bohrung 5 eingeführt. MIG-Verfahren oder das Plasmaschweißverfahren ein- Beim WIG-Schweißverfahren besteht hierzu die nicht zusetzen und eine eindeutige und dauerhafte Verbin- abbrennbare Elektrode 6 aus Wolfram, die nur zur dung zwischen dem Ausgleichsgewicht und dem auszu- Stromführung und als Ansatzpunkt für den Lichtbogen wuchtenden Rotor herzustellen, wobei das Verfahren io dient

vorzugsweise bei Ausgleichsgewichten und Rotoren, Beim MIG-Schweißverfahren ist der Schweißdraht

insbesondere Kardanv/ellen, die aus Aluminium oder selbst als Elektrode 6 ausgebildet und wird entspreanderen, schwer Widerstands-, insbesondere punkt- chend dem Drahtdurchmesser und der Stromstärke schweißbaren Materialien, z. B. allen Buntmetallen bzw. dem Lichtbogen zugeführt. Um die Elektrode 6 ist eine Nichteisenmetallen, hergestellt sind, zum Einsatz korn- 15 Ringdüse 7 für die Schutzgaszufuhr vorgesehen,
men kann. Beim nachfolgenden Schweißvorgang wird eine

Die Schweißvorrichtung läßt sich so ausbilden, daß Schmelze 8 erzeugt, die für eine eindeutige und dauerdie Abmessungen der Ringdüse, welche für das Schutz- hafte Verbindung zwischen dem Ausgleichsgewicht 2 gaslichtbogenschweißen zum Heranführen des Schutz- und dem auszuwuchtenden Rotor 1 sorgt
gases an die Schweißstelle zum Einsatz kommt, und der 20 Um einen eindeutigen Bezug .r'Wschen dem AusAusbruch bzw. die Ausbrüche des Asügleichsgewichtes, gleichsgewicht 2 und der Elektrode 6 und Ringdöse 7 in welchem bzw. in welchen die Schmelz't±weißung der Schweißeinrichtung zu erhalten, ist eine Führungserfolgt, aufeinander abgestimmt sind, so daß eine siehe- einrichtung vorgesehen, die einen Träger 11 für die re Schutzgaszuführung zur Schweißstelle gewährleistet Ringdüse 7 und die Elektrode 6 aufweist, der nut Hilfe wird. 25 von Führungsstäben 9 und 10 in Richtung auf die

Die Schweißvorrichtung besitzt ferner Führungsein- Schweißstelle bzw. auf den gewünschten Ausbruch 5 im richtungen für die Ringdüse und die Elektrode sowie für Ausgleichsgewicht 2 hingeführt werden kann. Die Fühdas jeweilige Ausgleichsgewicht, die eine bestimmte rungsstäbe 9 und 10 werden dabei in die Bohrungen 3 Anordnung zueinander aufweisen. Diese Anordnung ist und 4 im Ausgleichsgewicht 2 eingesetzt, so daß der so vorgesehen, daß bei am auszuwuchtenden Rotor an- 30 Bezug zwischen dem Ausbruch 5 bzw. den Ausbrüchen gelegtem Ausgleichsgewicht die Ringdüse und die Elek- im Ausgleichsgewicht 2, in dessen Bereich die Schmelztrode in Richtung auf den Schwerpunkt des Ausgleichs- schweißung durchgeführt werden soll, und dem gewichtes geführt werden. Falls um den Schwerpunkt Schweißwerkzeug hergestellt ist Diese definierte Fühdes Ausgleichsgewichtes an den entsprechenden Aus- rung wird erzielt wie die F i g. 2 zeigt, dadurch, daß die brüchen des Ausgleichsgewichtes mehrere Schweißstel- 35 Führungsstäbe 9, 10 in die als Orientierungseinrichtunlen vorgesehen sind, ist die Führung der Elektrode und gen ausgebildeten Bohrungen 3, 4 eingesetzt werden, der Ringdüse so beschaffen, daß sie auf die Ausbrüche wodurch eine definierte Führung des Schweißwerkdes Ausgleichsgewichtes zugeführt werden können. zeugs bzw. der Elektrode 6 und der Ringdnse 7 mit Hilfe

Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren des Querträgers 11, an welchem dieselben angeordnet gezeigten /uisführungsbeispiels näher erläutert 40 sind, ermöglicht wird. Die Zuführungsstäbe 9,10 können

F i g. 1 zeigt schematisch eine Kardanwelle mit einem natürlich auch zur Zuführung der Ausgleichsgewichte 2 aufgeschweißten Ausgleichsgewicht und dienen und außerdem zur Fixierung der Ausgleichsge-

F i g. 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie A -A wichte am Rotor 1.
der F ig. 1.

Ein Rotor, insbesondere eine Kardanwelle 1 eines 45 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Kraftfahr£eugs ist in nicht näher tiargetellten Lagern

einer bekannten Auwuchtmaschine eingelagert. Nach
dem Meßlauf, in dem die Größe und Winkellage der
statischen und/oder dynamischen Umwucht ermittelt
werden, kann die Kardunwelle automatisch oder von 50
Hand m die erforderliche Ausgleichswinkellage eingedreht werden.

Anschließend kann ein Ausgleichsgewicht 2, das in
Gewichtsstufen vorliegt oder von einem Band, entsprechend der ermittelten Unwuchtgröße, abgelenkt wird, in 55
die Halteeinrichtung einer Schweißeinrichtung 9 eingelegt werden. Die Fixierung und Niederhaltung des Ausgleichsgewichtes 2 kann mittels als Bohrungen 3 und 4
ausgebildeten Orientierungseinrichtungen erfolgen, in
die z. B. federgelagerte Spannbolzen eingreifen. Es kön- eo
nen aber auch entsprechende Auskerbungen an den Seitenflächen des Ausgleichsgewichtes 2 vorgesehen sein,
an die eine Spannzange angreift. Es sind aber auch andere bekannte Orientierungseinrichtungen verwendbar.

Im Schwerpunkt des Ausgleichsgewichtes 2 kann ein 65
Ausbruch, insbesondere in Form einer Bohrung 5, vorgesehen sein. Je nach Größe der zu erwartenden Fliehkraft können auch entsprechend zwei oder mehrere

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Befestigen eines aus schwer widerstandsschweißbarem Werkstoff bestehenden Ausgleichsgewichtes an einer Unwuchtausgleichsstelle eines aus ebenfalls schwer schweißbarem Werkstoff bestehenden Rotors durch Schweißen im Bereich eines oder mehrerer Ausbrüche, der bzw. die am Ausgleichsgewichtskörper um den Schwerpunkt angeordnet ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe des Ausgleichsgewichtes und des Rotors im Bereich des gesamten Randumfangs des Ausbruchs in bekannter Weise durch Schmelzschweißen miteinander verbunden werden und daß während des Schweißvorgangs das Schweißwerkzeug mittels einer an vorbestimmten Orientierungsstellen des Ausgleichsgewichtskörpers orientierten Führungseinrichtung auf den Ausbruch des Ausgleichsgewichtes zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzgaslichtbogenschweißen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das WlG-Verfahren (Wolfram-Inert-Gas-Verfahren) verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das MIG-Verfahren (Metall-Inert-Gas-Verfahren) verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß da« Plasmaschweißen verwendet wird.

6. Schweißvorrichtung nut ein?,»· Elektrode, die in einer Ringdüse angeordnet ist, weiche an die Schmelzschwsißsteüe, die im Bereich des gesamten Randumfangs eines in einem der beiden zu verbindenden Werkstücke vorhandenen Ausbruchs liegt, Schutzgas und Schmelzwärme heranführt, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Schweißwerkzeugs (Elektrode 6, Ring düse 7) auf den Ausbruch (5) im Ausgleichsgewicht (1) die Elektrode (6) und die Ringdüse (7) an einem Träger (11) befestigt sind, der an Führungsstäben (9, 10) geführt ist, die in Bohrungen (3, 4) des Ausgleichsgewichtes (1) eingesetzt sind.