WO2002070911A1 - Welle mit mittels schweissung mit ihr verbundenem teil - Google Patents

Welle mit mittels schweissung mit ihr verbundenem teil Download PDF

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WO2002070911A1
WO2002070911A1 PCT/AT2002/000073 AT0200073W WO02070911A1 WO 2002070911 A1 WO2002070911 A1 WO 2002070911A1 AT 0200073 W AT0200073 W AT 0200073W WO 02070911 A1 WO02070911 A1 WO 02070911A1
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WO
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shaft
welding
shaft according
throat
welding bead
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PCT/AT2002/000073
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Inventor
Oskar Kehrer
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Steyr Powertrain Ag & Co Kg
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    • B23K9/0282—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections
    • B23K9/0286—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections with an electrode moving around the fixed tube during the welding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K10/02—Plasma welding
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    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
    • F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
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    • Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
    • Y10T74/2183—Counterbalanced

Definitions

  • the invention relates to a shaft with a co-rotating element mounted and fastened thereon, the shaft being cylindrical at least in the region in which the element is mounted, and the element having a cylindrical seat surface and at least one surface lying transversely to the seat surface, and wherein the welding takes place in the throat formed between the seat surface of the shaft and the surface of the element lying transversely to the seat surface.
  • Region means the fastening point of the element and its surroundings in at least one longitudinal direction.
  • the shaft can be a drive shaft, gear shaft, crankshaft, camshaft or balance shaft of a piston machine, the co-rotating element thus any flange, a wheel or gear, part of a clutch, a cam or a balance weight.
  • shafts that run at high speed and which therefore place high demands on accuracy and concentricity.
  • Such shafts are usually made of tempered steel or case-hardened steel, the elements are often made of case-hardening steel or case-hardened steel and / or are forged investment castings or sintered parts.
  • Materials which are advantageous and preferred for the rotating part are steels with a carbon content of less than 0.45% or cast iron or spheroidal cast iron, the matrix of the basic structure consisting of at least 40% ferrite, remainder pearlite, martensite or intermediate stage structure (bainite).
  • a welding bead starts at a starting point of the surface lying transversely to the seat surface, is led to the throat and is then guided again to an end point on the surface lying transversely to the seat surface.
  • the start and end point of the weld bead are therefore away from the more sensitive part, usually the shaft.
  • On the transverse surface of at least in the zone of this surface the beginning and / or end crater of the welding bead does not disturb less stressed element.
  • the connecting part then lies in the throat.
  • the welding bead can, but does not have to, follow the entire circumference of the shaft; it can remain limited to one part or to several parts of the circumference.
  • the favorable load case of a weld seam made in such a throat allows a very slim and short weld bead. Due to this and the special shape of the welding bead, the heat input remains low and the shaft does not warp.
  • the welding bead is guided in a curve to the throat, this follows over an arch part and is then again rounded to the end point (claim 2). This ensures that the welding bead is pulled at a constant speed. If you made a corner, the arc would stay longer there and the workpiece would be warmed up more locally.
  • the welding bead is guided in a straight line from the starting point to the end point and affects the throat in between (claim 3). This is particularly easy to manufacture, saves delivery time and ensures a constant welding speed. Because of the width of the welding bead, despite the guidance on the straight line, it captures an arc of finite length.
  • the welding bead is rounded from the starting point to the throat and back to the end point (claim 4). In one variant it is Welded bead guided from the start point to the end point in an arc tangent to the throat (claim 5).
  • the height of the weld bead with only a fifteenth (1/15) to a twenty-fifth (1/25) to measure the diameter of the shaft (claim 7).
  • the height of the weld bead is defined for a fillet weld with the radius of the quarter circle that bounds it.
  • TIG or plasma welding is used when, with an undivided housing, the rotating machine element in the housing is to be connected to the already installed shaft, because no welding spatter occurs in these processes. It is particularly advantageous a pulsed welding current to achieve the lowest possible heat input with good penetration.
  • the welding is arranged on the side of the shaft facing away from the center of gravity (claim 10). On this side, the mating surface of the element is pressed onto the shaft by centrifugal force, which results in a favorable stress condition.
  • a functionally and technically particularly favorable construction consists in that the counterweight is an eccentric ring with two end faces and a cutout with two inner end faces on the side of the shaft facing away from the center of gravity, so that it consists of two ring parts with mutually facing inner faces on both sides of the cutout and consists of a segment part on the side of the eccentric heavy point (claim 11).
  • the counterweight is an eccentric ring with two end faces and a cutout with two inner end faces on the side of the shaft facing away from the center of gravity, so that it consists of two ring parts with mutually facing inner faces on both sides of the cutout and consists of a segment part on the side of the eccentric heavy point (claim 11).
  • this type of balance weight a maximum of eccentricity of the center of gravity is achieved with a minimum of total mass. In extreme cases, this also provides four flat surfaces for the weld connection, which are located transversely to the axis of the shaft and two parallel to the axis, two of the transversely located surfaces only over part of the circum
  • FIG. 1 A longitudinal section through the subject matter of the invention
  • Fig. 2 A cross section according to BB in Fig. 1
  • Fig. 3 A cross section according to BB in Fig. 1 in a variant
  • Fig. 4 A cross section through a first other embodiment the invention analogous to FIG. 2
  • FIG. 5 a cross section through a second different embodiment of the invention analogous to FIG. 2
  • FIG. 6 a plan view of the object of FIG. 1 in another embodiment
  • Fig. 7 A variant of Fig. 6.
  • Fig. 1 and Fig. 2 is a shaft with 1, the axis of rotation with 3 and a fixed on the shaft 1 rotating element with 2.
  • the shaft here is a balance shaft
  • the rotating element is a balance weight, which is attached to the cylindrical seat 4 of the shaft 1.
  • the shaft 1 is cylindrical over its entire length, but could also be offset on one side of the element and enlarged in diameter so that it has a larger cylindrical seat 4 'there.
  • the element 2, here a counterweight has two outer surfaces 6 and a cutout 7 which extends only over part of its circumference and which forms two inner end surfaces 8. These end faces are generally transverse to axis 3, in the special case normal to it.
  • a right-angled throat is formed which is suitable for welding.
  • the surfaces 6, 8 do not have to be axially normal; it is sufficient that the generatrix encloses an angle with the seat surface 4 of the shaft which is of the order of a right angle. In most cases, the surfaces are planes.
  • the balance weight 2 consists of two ring parts 9 and a segment part 10 with an eccentric center of gravity 11.
  • the two ring parts with the cutout 7 in between thus form a “brace” which holds the segment part 10 in operation against the centrifugal force.
  • the balance weight 2 has a cylindrical Seat 12, which fits for example with a sliding seat on the cylindrical seat 4 of the shaft.
  • the shaft consists of a tempered steel, for example hardened or tempered 42 CrMo4, which is not easy to weld under normal circumstances.
  • the welding of parts with a hardened structure usually requires special measures, for example special welding consumables.
  • the balance weight 2 consists of forged case-hardened steel, e.g. C15, but could also consist of cast steel or nodular cast iron (e.g. GGG40).
  • a welding bead 20 is placed on each of the two inner surfaces 8. This runs from an initial point 21, the initial crater, via a curve 22 in an arcuate part 23, which represents the actual weld seam, again via a curve 22 to an end point 21 ', the final crater.
  • the height 24 of the welding bead 20, here measured in the angular symmetry of the welded surfaces, can be small. For example, with a shaft diameter of 25 millimeters, it is 1.3 millimeters. Due to this thin welding bead, only little heat is supplied to the workpiece.
  • FIG. 3 is a variant of FIG. 2, which differs from it only in that the welding bead 30 runs in a straight line between the start and end craters 31, 31 '.
  • the weld seam itself is then only the zone 33 in which the weld bead 30 touches the shaft 1.
  • FIG. 4 shows another application example.
  • a hub 42 is seated on the shaft 1.
  • Two welding beads 40 which lie opposite one another and whose course is identical to that shown in FIG. 2, are provided for connecting them.
  • the advantage of the symmetrical arrangement of the welding beads with regard to possible heat distortion is obvious.
  • FIG. 5 finally shows, as an application example, the attachment of a gear wheel 52 on a shaft 1.
  • three rectilinear welding beads 50 are provided, the starting crater 51 and end crater 51 'of which are again only on the gear wheel 52, away from the shaft 1.
  • a weld connection according to the invention can be used all end faces, in this case also on the side of gear 52 that is invisible in the illustration. If it is case-hardened, it should be free of carburization in the area of the weld seam.
  • the welding itself is preferably carried out in a TIG or MIG process under protective gas, with an austhenitic additional wire being fed in the example of material pairing. In order to minimize the heat input, the additional wire should be supplied cold, i.e. not preheated.
  • Fig. 6 shows another embodiment of the welded connection using the example of the balancer shaft of Fig. 1, which is not cut here, but is shown in view. This other embodiment can be used as an alternative or in addition to that of FIG. 1.
  • the rectangular cutout 7 in the development is delimited by the two inner surfaces 8 in axially normal planes and two further inner surfaces 60 in axially parallel planes. These two surfaces 60 also form grooves with the seating surface of the shaft, each of which in this embodiment receives a welding bead 61.
  • This runs from an initial crater 62 in a fillet 63 to the straight part that creates the welded connection and again in a fillet to the end crater 62 '.
  • the two craters 62, 62 'again lie only on the inner surfaces 60 of the counterweight 10.
  • the welding bead 71 runs from the initial crater 72 in an arc, preferably an arc, to the end crater 72'.
  • the arc-shaped welding bead 71 creates the connection between the shaft and the counterweight over a length 74.

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Abstract

Eine Welle (1) mit auf ihr befestigtem mitrotierenden Element (2), das eine quer zur Achse (3) der Welle gelegene Fläche aufweist, und wobei die Schweissung in der zwischen der Sitzfläche (4) der Welle (1) und achnormalen Fläche (6, 8) des Elementes gebildeten Kehle erfolgt. Um eine dauerfeste Verbindung ohne Beeinträchtigung des Rundlaufes zu erreichen, ist eine Schweissraupe (20) an einem Anfangspunkt (21) auf der quer zur Achse (3) der Welle (1) gelegenen Fläche (6; 8) beginnt, zur Kehle geführt und dann wieder zu einem Endpunkt (21') auf der quer zur Achse der Welle gelegenen Fläche (6; 8) geführt ist.

Description

WELLE MIT MITTELS SCHWEISSUNG MIT IHR VERBUNDENEM TEIL
Die Erfindung betrifft eine Welle mit auf ihr angebrachtem und befestigtem mitrotierenden Element, wobei die Welle zumindest in der Region, in der das Element angebracht wird, zylindrisch ist, und das Element eine zylindrische Sitzfläche und zumindest eine quer zur Sitzfläche gelegene Fläche aufweist, und wobei die Schweissung in der zwischen der Sitzfläche der Welle und der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche des Elementes gebildeten Kehle erfolgt. Mit Region ist die Befestigungsstelle des Elementes und deren Umgebung in zumindest einer Längsrichtung gemeint.
Die Welle kann eine Antriebswelle, Getriebewelle, Kurbelwelle, Nockenwelle oder Ausgleichs welle einer Kolbenmaschine sein, das mitrotierende Element somit ein beliebiger Flansch, ein Rad oder Zahnrad, ein Teil einer Kupplung, eine Nocke oder ein Ausgleichsgewicht. Insbesondere ist an Wellen gedacht, die mit hoher Drehzahl laufen und an die daher hohe Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und Rundlauf gestellt werden. Solche Wellen bestehen in der Regel aus einem Vergütungsstahl oder einem einsatzgehärteten Stahl, die Elemente oft aus einem Einsatzstahl bzw. einem einsatzgehärteten Stahl und/oder sind Schmiede- Feingussoder Sinterteile. Für den mitrotierenden Teil vorteilhafte und bevorzugte Werkstoffe sind Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,45 % oder Gusseisen bzw. Sphäroguss, wobei die Matrix des Grundgefüges mindestens aus 40 % Ferrit, Rest Perlit, Martensit oder Zwischenstufengefiige (Bainit) besteht.
Bei derartigen Paarungen war es bis jetzt ein Glaubensartikel, dass eine direkte Schweissverbindung - insbesondere durch Lichtbogenschweissen - vermieden werden muss, von Sonderlösungen unter Einsatz von Reib- schweissen oder Laserschweissen abgesehen. Dafür gibt es zwei Gründe: Erstens führt die Erwärmung der Welle zu deren Verzug, der den Rundlauf beeinträchtigt; Zweitens entstehen am Anfang und/oder Ende der Schweißraupe Risse, die die Dauerfestigkeit herabsetzen bzw. zum baldigen Bruch führen. Das Entstehen der Risse erklärt sich unter anderem damit, dass Aufbau und Zusammenbruch des Lichtbogens nicht mit dem Aufschmelzen der Schweisse synchronisierbar ist.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, derartige Paarungen einer direkten Schweissung, insbesondere Lichtbogenschweissung zugänglich zu machen. Welle und Element sollen so verschweisst werden, dass eine dauerfeste Verbindung ohne Beeinträchtigung von Genauigkeit, Rundlauf oder Dauerfestigkeit entsteht.
Erfindungs gemäß wird das dadurch erreicht, dass eine Schweissraupe an einem Anfangspunkt der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche beginnt, zur Kehle geführt und dann wieder zu einem Endpunkt auf der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche geführt ist. Anfangs- und Endpunkt der Schweißraupe liegen somit abseits des empfindlicheren Teiles, meistens der Welle. Auf der quer liegenden Fläche des zumindest in der Zone dieser Fläche weniger beanspruchten Elementes stört der Anfangs- und/oder Endkrater der Schweissraupe nicht. Deren verbindender Teil liegt dann in der Kehle. Die Schweissraupe kann, muss aber nicht, dem gesamten Umfang der Welle folgen; sie kann auf einen Teil oder auf mehrere Teile des Umfangs- kreises beschränkt bleiben. Der günstige Belastungsfall einer in einer solchen Kehle angebrachten Schweissnaht erlaubt eine sehr schlanke und kurze Schweissraupe. Dadurch und durch die besondere Form der Schweissraupe bleibt der Wärmeeintrag gering und die Welle verzieht sich nicht.
Je nach Lage der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche sind verschiedene Formen der Schweissraupe vorteilhaft. Ist die Fläche quer zur Sitzfläche der Welle im Wesentlichen achsnormal, ist in einer ersten Variante die Schweissraupe in einer Rundung zur Kehle geführt, folgt dieser über einen Bogenteil und ist dann wieder mit einer Rundung zum Endpunkt geführt (Anspruch 2). Dadurch ist sichergestellt, dass die Schweissraupe mit konstanter Geschwindigkeit gezogen wird. Würde sie ein Eck machen, wäre an diesem die Verweilzeit des Lichtbogens länger und die lokale Erwärmung des Werkstückes größer. In einer zweiten Variante ist die Schweissraupe geradlinig vom Anfangspunkt zum Endpunkt geführt und tangiert dazwischen die Kehle (Anspruch 3). Diese ist besonders leicht herstellbar, spart Zustellzeit und sichert konstante Schweißgeschwindigkeit. Wegen der Breite der Schweissraupe erfasst diese trotz der Führung auf der Geraden einen Bogen endlicher Länge.
Ist die Fläche quer zur Sitzfläche der Welle im Wesentlichen achsparallel, ist die Schweissraupe vom Anfangspunkt in einer Rundung zur Kehle und wieder zum Endpunkt geführt (Anspruch 4). In einer Variante ist die Schweissraupe vom Anfangspunkt zum Endpunkt in einem die Kehle tangierenden Bogen geführt (Anspruch 5).
Bei achsparallelen Flächen können diese auch mehrfach und in gleichen Winkelabständen über den Umfang verteilt sein, deren jede mit der Welle eine Schweissraupe aufnehmende Kehle bildet (Anspruch 6).
Die gute Dauerfestigkeit einer so gestalteten Verbindung gestattet es, und das Streben nach möglichst geringer und nur lokaler Erwärmung macht es erstrebenswert, in Weiterbildung der Erfindung, die Höhe der Schweissraupe mit nur einem Fünfzehntel (1/15) bis einem Fünfundzwanzigstel (1/25) des Durchmessers der Welle zu bemessen (Anspruch 7). Die Höhe der Schweissraupe ist bei einer Kehlnaht mit dem Radius des sie begrenzenden Viertelkreises definiert.
Zur thermischen und metallurgischen Verbesserung der Schweissnaht ist es, sofeme keine MIG-Schweissung ausgeführt wird, vorteilhaft, die Schweissung (WΪG-, Plasma- oder Laserschweissung) unter Schutzgas und mit Zufuhr eines kalten Zusatzdrahtes vorzunehmen (Anspruch 8) und bei gewissen Grundwerkstoffen, die Schweissung mit Zufuhr eines austeni- tischen Zusatzdrahtes (Anspruch 9). Der kalte Zusatzdraht vermindert die Wärmezufuhr. Das ist aber nur möglich, wenn der Zusatzdraht nicht, wie beim MIG- Verfahren, stromführend ist. Der austenitische Zusatzdraht wirkt gefügeverbessernd.
Das WIG- oder das Plasmaschweissen kommt zum Einsatz, wenn bei ungeteiltem Gehäuse das mitrotierende Maschinenelement im Gehäuse mit der bereits eingebauten Welle verbunden werden soll, weil bei diesen Verfahren keine Schweissspritzer entstehen. Besonders vorteilhaft ist dabei ein gepulster Schweissstrom um geringstmögliche Wärmezufuhr bei gutem Einbrand zu erreichen.
In einer besonders vorteilhaften Anwendung der Erfindung auf eine Aus- gleichswelle einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Element ein Ausgleichsgewicht mit exzentrischem Schwerpunkt ist, besteht darin, dass die Schweissung an der dem Schwerpunkt abgewandten Seite der Welle angeordnet ist (Anspruch 10). Auf dieser Seite wird die Passfläche des Elementes durch die Fliehkraft auf die Welle gedrückt, was einen günstigen Spannungszustand ergibt.
Eine funktionell und fertigungstechnisch besonders günstige Konstruktion besteht darin, dass das Ausgleichsgewicht ein exzentrischer Ring mit zwei Stirnflächen und einem Ausschnitt mit zwei inneren Stirnflächen an der dem Schwerpunkt abgewandten Seite der Welle ist, sodass es aus zwei Ringteilen mit einander zugewandten inneren Flächen beiderseits des Aussclrnittes und aus einem Segmentteil auf der Seite des exzentrischen Schwerpimktes besteht (Anspruch 11). Bei dieser Gestalt des Ausgleichsgewichtes wird mit einem Minimum an Gesamtmasse ein Maximum an Exzentrizität des Schwerpunktes erreicht. Dadurch stehen auch für die Verbindung im Extremfall vier quer zur Achse der Welle gelegene und zwei parallel zur Achse gelegene ebene Flächen für die Schweissver- bindung zur Verfügung, zwei der quer gelegenen nur über einen Teil des Umfanges.
Eine vorteilhafte Lösung besteht darin, dass die Schweissraupen nur an den inneren achsnormalen inneren Flächen angeordnet sind (Anspruch 12). Sie beanspruchen dort praktisch keinen Bauraum und befinden sich an einer Stelle der Welle, an der sie durch die Stützwirkung des sie umgebenden Ausgleichsgewichtes nicht unter Spannung stehen.
Eine besonders schöne Lösung besteht darin, dass die Schweissraupen an den inneren achsparallelen inneren Flächen angeordnet sind (Anspruch 13) und deren zwei einander diametral gegenüberliegen (Anspruch 14). Damit sind eventuelle Wärmeverzüge zentrisch-symmetrisch und heben einander auf.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 : Einen Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand, Fig. 2: Einen Querschnitt nach B-B in Fig. 1, Fig. 3: Einen Querschnitt nach B-B in Fig. 1 in einer Variante, Fig. 4: Einen Querschnitt durch eine erste andere Ausfülirungsform der Erfindung analog Fig. 2, Fig. 5 : Einen Querschnitt durch eine zweite andere Ausfülirungsform der Erfindung analog Fig. 2, Fig. 6: Eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 in einer anderen Ausfülirungsform,
Fig. 7: Eine Variante zu Fig. 6.
In Fig. 1 Lind Fig. 2 ist eine Welle mit 1, deren Drehachse mit 3 und ein auf der Welle 1 befestigtes mitdrehendes Element mit 2 bezeichnet. Die Welle ist hier eine Ausgleichswelle, das mitdrehende Element ein Ausgleichsgewicht, das auf der zylindrischen Sitzfläche 4 der Welle 1 angebracht ist. Die Welle 1 ist hier über ihre ganze Länge zylindrisch, könnte aber auch auf eine Seite des Elementes abgesetzt und im Durchmesser vergrössert sein, sodass sie dort eine größere zylindrische Sitzfläche 4' hat. Das Element 2, hier ein Ausgleichsgewicht, hat zwei äussere Flächen 6 und einen sich nur über einen Teil seines Umfanges erstreckenden Ausschnitt 7, der zwei innere Stirnflächen 8 bildet. Diese Stirnflächen liegen im allge- meinen quer zur Achse 3, im speziellen Fall normal zu Ihr. Zwischen den Flächen 6, 8 und der zylindrischen Sitzfläche 4 der Welle wird so eine rechtwinkelige Kehle gebildet, die sich der Schweissung anbietet. Die Flächen 6, 8 müssen nicht achsnormal sein; es genügt, dass deren Erzeugende mit der Sitzfläche 4 der Welle einen Winkel einschließt, der in der Grös-senordnung eines rechten Winkels ist. In den meisten Fällen sind die Flächen Ebenen.
Das Ausgleichsgewicht 2 besteht aus zwei Ringteilen 9 und einem Segmentteil 10 mit azentrischem Schwerpunkt 11. Die beiden Ringteile mit dem dazwischen liegenden Ausschnitt 7 bilden somit einen „Hosenträger", der den Segmentteil 10 im Betrieb gegen die Fliehkraft hält. Das Ausgleichsgewicht 2 hat eine zylindrische Sitzfläche 12, die beispielsweise mit Schiebesitz auf die zylindrische Sitzfläche 4 der Welle passt.
Die Welle besteht hier aus einem Vergütungsstahl, beispielsweise aus vergütetem 42 CrMo4, gehärtet oder einsatzgehärtet, der unter normalen Umständen nicht gut schweissbar ist. Das Schweissen von Teilen mit gehärtetem Gefüge erfordert in der Regel besondere Maßnahmen, beispielsweise besondere Schweisszusätze. Das Ausgleichsgewicht 2 besteht hier aus geschmiedetem Einsatzstahl, beispielsweise C15, könnte aber auch aus Stahlguss oder Sphäroguss (z.B. GGG40) bestehen.
Zur Festlegung des Ausgleichsgewichtes 2 auf der Welle 1 wird an den beiden inneren Flächen 8 je eine Schweissraupe 20 gelegt. Diese läuft von einem Anfangspunkt 21, dem Anfangskrater, über eine Rundung 22 in einem Bogenteil 23, der die eigentliche Schweißnaht darstellt, wieder über eine Rundung 22 zu einem Endpunkt 21 ', dem Endkrater. Die Höhe 24 der Schweissraupe 20, hier in der Winkelsymmetralen der verschweissten Flä- chen gemessen, kann klein sein. Sie beträgt beispielsweise bei einem Wellendurchmesser von 25 Millimeter 1,3 Millimeter. Durch diese nur dünne Schweissraupe wird dem Werkstück auch nur wenig Wärme zugeführt.
Fig. 3 ist eine Variante der Fig. 2, die sich von dieser nur dadurch unter- scheidet, dass die Schweissraupe 30 zwischen Anfangs- und Endkrater 31, 31 ' geradlinig verläuft. Die Schweißnaht selbst ist dann nur die Zone 33, in der die Schweissraupe 30 die Welle 1 tangiert.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel. Auf der Welle 1 sitzt eine Nabe 42. Zur deren Verbindung sind zwei einander gegenüberliegende Schweissraupen 40 vorgesehen, deren Verlauf der in der Fig. 2 dargestellten gleicht. Der Vorteil der symmetrischen Anordnung der Schweissraupen hinsichtlich eventuellen Wärmeverzuges liegt auf der Hand.
Fig. 5 zeigt schließlich als Anwendungsbeispiel die Befestigung eines Zahnrades 52 auf einer Welle 1. Hier sind drei geradlinige Schweissraupen 50 vorgesehen, deren Anfangskrater 51 und Endkrater 51 ' wieder nur auf dem Zahnrad 52 liegen, abseits der Welle 1. Eine erfindungsgemäße Schweissverbindung kann an allen Stirnflächen ausgeführt werden, im vor- liegenden Fall also auch auf der in der Abbildung unsichtbaren Seite des Zahnrades 52. Wenn es einsatzgehärtet ist, sollte es im Bereich der Schweissnaht aufkohlungsfrei sein. Die Schweissung selbst wird vorzugsweise im WIG oder MIG- Verfahren unter Schutzgas durchgeführt, wobei bei der beispielsweisen Werkstoffpaarung ein austhenitischer Zusatzdraht zugeführt wird. Im Sinne einer Minimierung der Wärmezufuhr sollte der Zusatzdraht kalt, also nicht vorgewärmt, zugeführt werden.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Schweissverbindung am Beispiel der Ausgleichswelle der Fig. 1 , die hier aber nicht geschnitten, sondern in Ansicht dargestellt ist. Diese andere Ausführungsform kann alternativ oder zusätzlich zu der der Fig. 1 eingesetzt werden.
Der in der Abwicklung rechteckige Ausschnitt 7 ist von den beiden inneren Flächen 8 in achsnormalen Ebenen und zwei weiteren inneren Flächen 60 in achsparallelen Ebenen begrenzt. Auch diese beiden Flächen 60 bilden mit der Sitzfläche der Welle Kehlen, die in dieser Ausführungsform je eine Schweissraupe 61 aufnehmen. Diese verläuft von einem Anfangskrater 62 in einer Ausrundung 63 zu dem geraden Teil, der die Schweißverbindung herstellt und wieder in einer Ausrundung zum Endkrater 62'. Die beiden Krater 62,62' liegen wieder nur auf den inneren Flächen 60 des Aus- gleichsgewichtes 10. In der Variante der Fig. 7 verläuft die Schweissraupe 71 vom Anfangskrater 72 in einem Bogen, vorzugsweise einem Kreisbogen, zum Endkrater 72'. Dabei stellt die bogenförmige Schweissraupe 71 über eine Länge 74 die Verbindung zwischen Welle und Ausgleichsgewicht her.
Die beschriebenen Schweisserbindungen haben in Versuchen ausser- gewöhnlich gute Dauerfestigkeitswerte bei ungeminderter Laufpräzision der Wellen erreicht.

Claims

P atentansprüche
1. Welle ( 1 ) mit auf ihr angebrachtem und befestigtem mitrotierenden Element (2), wobei die Welle zumindest in der Region, in der das Element angebracht wird, zylindrisch ist, und das Element eine zylindrische Sitzfläche (12) und zumindest eine quer zur Sitzfläche gelegene Fläche aufweist, und wobei die Schweissung in der zwischen der Sitzfläche der Welle und der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche des Elementes gebildeten Kehle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schweissraupe (20; 30; 40; 50; 61 ; 71) an einem Anfangspunkt (21 ; 31; 41; 51 ; 62; 72) auf der quer zur Sitzfläche der Welle (1) gelegenen Fläche (6; 8; 60) beginnt, zur Kehle geftihrt und dann wieder zu einem Endpunkt (21 ' ;31 ' ;41 ' ;51 '; 62'; 72') auf der quer zur Sitzfläche gelegenen Fläche (6; 8; 60) geführt ist.
2. Welle nach Anspruch 1, wobei die quer zur Sitzfläche der Welle gelegenen Fläche (6; 8) im wesentlichen achsnormal ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Schweissraupe (20; 40;) vom Anfangspunkt (21; 41) zur Kehle geführt ist, dieser über einen Bogenteil (23) folgt und dann mit einer Rundung (22) zum Endpunkt (21 '; 41 ') geführt ist.
3. Welle nach Anspruch 1, wobei die quer zur Sitzfläche der Welle gelegenen Fläche (6; 8) im wesentlichen achsnormal ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissraupe (30; 50) geradlinig vom Anfangspunkt (31 ; 51) zum Endpunkt (31 ' ; 51 ') geführt ist und dazwischen die Kehle tangiert.
4. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Sitzfläche (12) gelegenen Fläche (60) im wesentlichen achsparallel ist und dass die Schweissraupe (61) vom Anfangspunkt (62) in einer Rundung (63) zur Kehle und weiter zum Endpunkt (62') geführt ist.
5. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Sitzfläche (12) gelegenen Fläche (60) im wesentlichen achsparallel ist und dass die Schweissraupe (71) vom Anfangspunkt (72) bis zum Endpunkt (72') in einem die Kehle tangierenden Bogen (74) geführt ist.
6. Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mehrere in gleichen Winkelabständen voneinander über den Umfang verteilte im wesentlichen achsparallele Flächen aufweist, deren jede mit der Welle eine Schweissraupe aufnehmende Kehle bildet.
7. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (24) der Schweissraupe 1/15 bis 1/25 des Durchmessers der Welle (1) beträgt.
8. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissung unter Schutzgas und mit Zufuhr eines kalten Zusatzdrahtes erfolgt.
9. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissung unter Schutzgas und mit Zufuhr eines austenitischen Zusatzdrahtes erfolgt.
10. Welle nach Anspruch 1, wobei die Welle (1) eine Ausgleichs welle einer Verbrennuiigskraftmaschine und das Element (2) ein Ausgleichsgewicht mit exzentrischem Schweipunkt (11) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissung an der dem Schwerpunkt (1) abgewandten Seite der Welle (1) angeordnet ist.
11. Welle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht ein exzentrischer Ring mit zwei achsnormalen äusseren Flächen (6) und einem Ausschnitt (7) an der dem Schwerpunkt (11) abgewandten Seite der Welle (1) ist, sodass es aus zwei Ringteilen (9) mit einander zugewandten inneren Flächen (8) beiderseits des Ausschnittes (7) und aus einem Segmentteil (10) auf der Seite des exzentrischen Schwerpunktes bestellt.
12. Welle nach Anspruch 11, wobei die inneren Flächen (8) achsnormal sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissraupen (20; 30) an den achsnormalen inneren Flächen (8) angeordnet sind.
13. Welle nach Anspruch 11, wobei die inneren Flächen (60) achsparallel sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissraupen (61; 71) an den achsparallelen inneren Flächen (60) angeordnet sind.
14. Welle nach Anspruch 13, wobei die inneren Flächen (60) achsparallel sind, dadurch gekennzeichnet, dass die achsparallelen inneren Flächen (60) einander gegenüberliegen und deren jede eine Schweissraupe (61; 71) aufnimmt.
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