„Flash Trap“ und Aufglei-tendes Reibschweißen


Rotationsreibschweißen mit „Flash Trap“ zum Auffangen des Wulstes

„Flash Trap“

In vielen Fällen ist der Wulst, der beim Reibschweißen entsteht, unerwünscht. Auf der Außenseite eines Rohres kann er leicht abgeschert oder abgedreht werden. Auf der Innenseite eines geschlossenen Behälters ist das nicht möglich. Daher wird bei geschlossenen Behältern gelegentlich eine sogenannte „Flash Trap“ eingesetzt.[1][2]

   

Reibschweißen mit „Flash Trap“ zum Auffangen des Wulstes auf der Innenseite eines geschlossenen Behälters eines Hydraulikzlinders [3]

Aufgleitendes Reibschweißen

Das „Aufgleitende Reibschweißen“ ist eine Verfahrensvariante des konventionellen Reibschweißens, bei der die Verbindung am Umfang der Bauteile erfolgt. Aufgrund der Bauteilgeometrie und des dem Verfahren eigentümlichen Prozessablaufes kommt es zu einer Vergrößerung des verschweißten Bereiches und damit zu einer Festigkeitserhöhung der Verbindung.[4]

      

 

Video zum aufgleitenden Reibschweißen, die benötigten Geometrien und einer Simulation des Zeitverlaufs der Verformung der Bauteile, erstellt von Forschern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und von IFA-Ingenieuren.

© IFA

 

Die Gestaltung der Fügestelle sorgt außerdem für einen guten Selbstzentrierungseffekt der Bauteile zueinander. Eine der ersten industriellen Anwendungsfälle war ein neuer Mercedes-Benz-Dieselmotor, bei dem die Kurbelwelle mit einem Zahnrad verbunden wird.[4]

   

Das aufgleitende Reibschweißen wurde von Rudolf Reinhardt, einem langjährigen Mitarbeiter der Daimler AG für die industrielle Anwendung im Automobilbau weiterentwickelt, der Anfang 2017 seinen wohlverdienten Ruhestand angetreten hat. Im Gegensatz zum herkömmlichen Reibschweißen, bei dem die Bauteile stirnseitig miteinander verschweißt werden, verbindet das aufgleitende Reibschweißen die Bauteile am Umfang miteinander.

   

Raiser Innovationspreis für Reibschweißen: Verleihung des Ehrenpreises an Rudolf Reinhardt (rechts) im Bild mit Klaus Raiser (links)

© Klaus Raiser GmbH & Co. KG


Gerade im Automobilbau ist dies von Vorteil, da so einfach, schnell, prozesssicher und reproduzierbar flanschförmige Bauteile an Wellen befestigt werden können, wie etwa die Verbindung zwischen Zahnrad und Kurbelwelle.

 

Rudolf Reinhardt, der zahlreiche innovative Reibschweißlösungen entwickelt hat, erhielt 2017 bei der Verleihung des „Raiser Innovationspreises für Reibschweißen“ den Ehrenpreis als Anerkennung seines Lebenswerks.

   

Quellennachweise

  1. Edward J. Sluetz: Flash trap for friction welding. US Patent No 3,618,196, 9. November 1971.
  2. Ronald B. Shantz and Robert J. Knight: Friction welding flash trap seal. US Patent Patent No 4,944,977, 31. Juli 1990.
  3. Jeferson André Sbalchiero<a>, Douglas Martinazzi<b>, Guilherme Vieira Braga Lemos<b><c><*>, Afonso Reguly<b> und Fabiano Dornelles Ramos<d>: 
    Replacement of Gas Metal Arc Welding by Friction Welding for Joining Tubes in the Hydraulic Cylinders Industry. 2018 
    <a>     Parker Hannifin Corporation, Divisão Hidráulica, Cachoeirinha, RS, Brasil, <b> Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF), Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais (PPGE3M), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil,
    <c>     Universidade Regional Integrada (URI), Erechim, RS, Brasil,
    <d>     Instituto Federal do Rio Grande do Sul (IFRS), Caxias do Sul, RS, Brasil,
    <*> E-mail: lemosguilherme10@gmail.com 
  4. Heiko Steinmetz, Rudolf Reinhardt und Frank Trommer, Daimler AG, Stuttgart: Aufgleitendes Reibschweißen eröffnet neue Anwendungsgebiete im Automobilbau. DOI: 10.13140/2.1.2705.6007. 19. Erfahrungsaustausch Reibschweißen, SLV München, 2011.