DE4312045A1 - Schweißverbindung zwischen einem Rohrkörper und einem Boden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißverbindung gemäß dem Ober­ begriff von Patentanspruch 1.

Bei derartigen Rohrkörper-Bodenverbindungen taucht doch immer wieder das Problem der Schlauchporen auf. Seitens der Festig­ keitsreduzierung könnte man diesen Fehler hinnehmen, doch gibt es Anwendungsbeispiele, wie etwa bei Schwingungsdämpfern, die bei einer Dichtigkeitsprüfung einem Druck von 150 bar unter­ zogen werden. Dabei hat sich heraus gestellt, daß die Schlauchporen eine Undichtigkeit darstellen, die einen, wenn auch nur geringen aber trotzdem nicht tolerierbaren Ölverlust mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einem vertret­ baren Aufwand die Verbindung zwischen einem Rohrkörper und einem Boden derart zu verbessern, daß die Porenbildung beim Verschweißen unterdrückt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Die im Spalt befindliche sich aufgrund der Erwärmung durch das Schweißnahtbad ausdehnende Luft wird über die Entlüftung ab­ geführt. Dadurch bleibt die Schweißnaht schlauchporenfrei. Bei einer Außenzentrierung gelangt die Spaltluft in das Innere des Rohrkörpers, während es bei einer Innenzentrierung des Bodens in die freie Atmosphäre entweicht.

Aus dem Stand der Technik war es bisher bekannt, die Stirn­ fläche des Rohrkörpers und die Auflagefläche des Bodens möglichst eben auszuführen. Bei der Montage wurden die Bear­ beitungsriefen der genannten Flächen gegenseitig aufgrund von Vorspannkräften ausgeglichen, so daß die Spaltluft nicht ent­ weichen konnte. Durch das gezielte Einsetzen der Entlüftungs­ verbindungen wird die Qualität der Zentrierung keinesfalls vermindert, aber die Schweißverbindung deutlich, wie umfang­ reich Versuchsreihen ergeben haben, erhöht.

Vorteilhafterweise ist die Entlüftungsverbindung wahlweise in die Stirnfläche des Rohrkörpers und/oder in die Auflagefläche des Bodens eingearbeitet. Die Entscheidung welche der Flächen präpariert werden soll, ist unter anderem abhängig vom ver­ fügbaren Maschinenpark oder der Gesamtgeometrie des Bodens oder des Rohrkörpers.

Bei einer Ausführungsform wird die Entlüftungsverbindung aus einer Anzahl von Aussparungen gebildet. Diese können vorteil­ hafterweise spanlos durch eine Prägeoperation ausgeführt sein, so daß sich anschließendes Entgraten erübrigt. Bei größeren Querschnitten können die Aussparungen auch durch Ausklinkungen bzw. Taschen im Rohrkörper bzw. in der Auflagefläche des Bo­ dens gebildet werden.

Ähnliche Vorteile ergeben sich wenn die Entlüftungsverbindung durch eine wellenförmige Ausbildung der Stirnfläche und/oder der Auflagefläche entsteht. Mit diesen Varianten kann der Werkzeugverschleiß insbesondere bei einer spanlosen Fertigung deutlich reduziert werden.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, daß die Entlüftungsverbindung durch einen Frei­ stich im Übergangsbereich zwischen dem Spalt und der Auflagefläche in Wirkverbindung mit einem Einstich ausgeführt wird. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß der Rohrkörper keine zusätzliche Bearbeitungsoperation benötigt. Im Übergang zwischen der Zentrierung zur Auflagefläche wird in der Regel sowieso ein Freistich eingearbeitet, der nur ver­ größert und mit einem Einstich ausgeführt wird. Andererseits kann der Freistich aber auch durch eine Fase am Rohrkörperende realisiert werden.

Bei einem Boden, der aus funktionalen Gründen spanend bear­ beitet werden muß, kann die Entlüftungsverbindung durch eine Spiralnut gebildet werden, deren Einlauf im Spalt und deren Auslauf in der jenseits der Kontaktfläche befindlichen Atmo­ sphäre liegt oder die Auflagefläche weist eine polygonartige Innenkontur auf, so daß die Entlüftungsverbindung von dem die Auflagefläche durch schneidenden Teil der Innenkontur gebildet wird. Diese Ausführungen sind immer dann interessant, wenn der Boden oder der Rohrkörper ein Zusatzteil besitzt, das den Rohrkörper am Boden innen und außen umfaßt, so daß eine ge­ zielte Luftabfuhr gefordert ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 und 2 Entlüftungsverbindungen durch Aussparungen,

Fig. 3 und 4 Entlüftungsverbindungen durch wellige Plan­ flächen,

Fig. 5 Entlüftung durch Freistichanwendung,

Fig. 6 Entlüftung durch Spiralnut,

Fig. 7a, 7b Entlüftung durch eine polygonartige Auflagefläche.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Rohrkörper 1, der mit einem Boden 3 verbunden ist. Der Boden 3 weist einen Zen­ trieransatz 5 auf, der mit dem Ende 7 des Rohrkörpers 1 eine Passung bildet. Je nach Toleranzfeldauswahl liegt ein Spalt 9 zwischen dem Ende 7 und dem Zentrieransatz 5 vor. In axialer Richtung stützt sich der Rohrkörper 1 mit einer Stirnfläche 11 auf eine Auflagefläche 13 des Bodens 3 ab. Die Stirnfläche 11 und die Auflagefläche 13 bilden eine Kontaktfläche 15.

Eine Schweißnaht 17 verbindet gasdicht den Boden 3 mit dem Rohrkörper 1. Beim Verschweißen des Bodens 3 mit dem Rohrkör­ per 1 kann die im Spalt 9 bzw. im Übergangsbereich des Rohrkörpers 1 zwischen seiner Außenmantelfläche 19 und der Stirnfläche 11 mit der Auflagefläche 13 eingeschlossenen Luft bei Erwärmung über Entlüftungsverbindungen 21 in das Innere des Rohrkörpers 1 entweichen. In dieser Ausführungsform werden die Entlüftungsverbindungen 21 entweder spanlos durch Einprä­ gungen in die Stirnflächen 11 bzw. die Auflagefläche 13 er­ zeugt oder durch spanende Ausklinkungen bzw. Ausfräsungen. Mit dieser einfachen Maßnahme wird die Schlauchporenbildung wirk­ sam verhindert.

Alternativ können, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, bei einer sonst identischen Ausgestaltung des Rohrkörpers 1 und des Bo­ dens 3 jeweils die Auflagefläche 13 bzw. die Stirnfläche 11 wellenförmig ausgebildet sein. Die Fig. 5 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele bei denen die Entlüftungsverbindungen vorzugsweise im Boden 3 realisiert sind. Sie wird in der Fig. 5 am Übergang zwischen dem Spalt 9 und der Auflagefläche 13 ein Freistich 23 eingebracht, der über einen Einstich 25 die Auflagefläche 13 durchsetzt, so daß eine Ent­ lüftungsverbindung über den Freistich in Verbindung mit dem Einstich 25 erfolgt. Selbstverständlich kann der Freistich auch durch eine Fase am Rohrkörper ausgeführt sein.

Bei der Fig. 6 ist in die Auflagefläche 13 eine spiralförmige Nut 27 eingearbeitet. Sie besitzt einen Einlauf 29 in den Spalt 9 und einen Auslauf 31 in das Rohrinnere, so daß die Kontaktfläche von der Spaltluft überwunden werden kann.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Auflagefläche 13, die eine polygonartige Innenkontur aufweist, so daß die Entlüftungs­ verbindung 21 von dem die Auflagefläche 13 durchschneidenden Teil 35 der Innenkontur 33 gebildet wird.

Unabhängig von der Ausführungsform kann die im Spalt einge­ schlossene Luft über die Entlüftungsverbindungen bei Erwärmung durch die Schweißnaht in eine jenseits der Kontaktfläche be­ findliche Atmosphäre entweichen. In den Ausführungsbeispielen ist unter Atmosphäre stets das Innere des Rohrkörpers zu verstehen. Bei einer Innenzentrierung des Bodens 3 gegenüber dem Rohrkörper 1 entweicht die Spaltluft in die freie Atmo­ sphäre.

Diese Erfindung ist nicht nur bei Schwingungsdämpfern anwend­ bar, sondern grundsätzlich bei allen Rohrkörperbodenverbin­ dungen, die eine druckdichte Schweißverbindung benötigen.

Claims (7)

1. Schweißverbindung zwischen einem Rohrkörper und einem Bo­ den, umfassend den Rohrkörper mit einer Stirnfläche, wobei der Boden einen Zentrieransatz für den Rohrkörper aufweist und dieser Zentriereinsatz mit dem Rohrkörper überlappt, so daß in Abhängigkeit der Durchmessertoleranzen ein Spalt zwischen dem Rohrkörper und dem Zentrieransatz vorliegt, des weiteren eine Kontaktfläche, die von der Stirnfläche des Rohrkörpers und einer Auflagefläche des Bodens gebil­ det wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflä­ che (15) mindestens eine Entlüftungsverbin­ dung (21; 23; 25; 27; 29; 31) für den Spalt (9) aufweist, so daß eine Verbindung zwischen dem Spalt (9) und einer jen­ seits der Kontaktfläche (15) befindlichen Atmosphäre vor­ liegt.

2. Schweißverbindung nach Anspruch 1, daß die Entlüftungs­ verbindung (21; 23; 25; 27; 29; 31) wahlweise in die Stirnflä­ che (11) des Rohrkörpers (1) und/oder in die Auflagefläche (13) des Bodens (3) eingearbeitet ist.

3. Schweißverbindung nach Anspruch 2, daß die Entlüftungs­ verbindung aus einer Anzahl von Einprägungen (21) gebildet wird.

4. Schweißverbindung nach Anspruch 2, daß die Entlüftungs­ verbindung (21) durch eine wellenförmige Ausbildung der Stirnfläche (11) und/oder der Auflagefläche (13) entsteht.

5. Schweißverbindung nach Anspruch 1, daß die Entlüftungs­ verbindung durch einen Freistich (23) im Übergangsbereich zwischen dem Spalt (9) und der Auflagefläche (13) in Wirkverbindung mit einem Einstich (25) ausgeführt wird.

6. Schweißverbindung nach Anspruch 1, daß die Entlüftungs­ verbindung durch eine Spiralnut (27) gebildet wird, deren Einlauf (29) im Spalt (9) und deren Auslauf (31) in der jenseits der Kontaktfläche (15) befindlichen Atmosphäre liegt.

7. Schweißverbindung nach Anspruch 1, daß die Auflagefläche (13) eine polygonartige Innenkontur (33) aufweist, so daß die Entlüftungsverbindung von dem die Auflagefläche (13) durchschneidenden Teil (35) der Innen­ kontur (33) gebildet wird.