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64 stoffschlüssige Verbindung einer stahlwelle mit einer aluminiumbuchse Volkswagen ag Technische Aufgabe: Die technische Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine stoffschlüssige und damit temperaturfeste Verbindung zwischen Aluminium und Stahl zu realisieren. Lösung: Riemenräder von Hilfskraftlenkungen sollen aus akustischen Gründen aus Aluminium gefertigt und auf die Stahlwellen des Antriebs gepresst werden. Aufgrund der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien führen hohe Temperaturen zum Lösen solch einer Verbindung. Das Ziel der Erfindung ist es, das temperaturbedingte Lösen der Verbindung zu vermeiden bzw. die Drehmomentübertragung sicher zu stellen. Es gibt bereits ein Verfahren zum Verbinden von Stahl mit Aluminium, welches bisher nur in der Verbindung dünner Bleche eingesetzt wird. Zur „EuroBlech 2004“ stellte ein Unternehmen den neuen und revolutionären „kalten“ Schweißprozess CMT (Cold Metal Transfer) vor. Im ersten Anwendungsjahr ist es gelungen, den Prozess zum Fügen von Aluminium mit Stahl weiter zu entwickeln. Mit dieser Technik sollen nun auch Welle-Nabe-Verbindungen von Stahl mit Aluminium realisiert werden. Das bedeutet eine stoffschlüssige Verbindung von Welle und Nabe, um das Lösen bei hohen Temperaturdifferenzen zu verhindern und die Übertragung des Drehmoments sicherzustellen. Die Stahlbuchse muss dabei aus technischen Gründen verzinkt sein und soll mit dem Aluminiumrad verpresst werden. Die beiden Bauteile werden durch eine Kehlnaht miteinander verbunden. CMT unterscheidet sich dank einer reversiven Drahtförderung in wesentlichen Kenngrößen von anderen thermischen Verfahren: höhere Lichtbogenstabilität, geringere Wärme und höhere Nahtqualität. Aus diesen Vorteilen resultiert auch eine sehr gleichmäßige Naht. Dies ist eine der Voraussetzungen für die Aluminium-Stahl-Verbindung. Eine andere Voraussetzung ist die Notwendigkeit, dass das Stahlblech verzinkt sein muss. Lichtbogenfügen lautet die Bezeichnung dieses Prozesses, weil die aluminiumseitige Verbindung geschweißt und die stahlseitige gelötet ist. Stahl-Aluminium-Platinen werden zuerst mit einer stumpfen Schweißlötnaht verbunden und anschließend umgeformt. Die daraus resultierende Naht erfüllt Anforderungen an Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Vorteile: < Gewichtsreduktion < Temperaturfestigkeit Mögliche Anwendung: < Bei allen elektromechanischen Lenkgetrieben, sowie bei allen möglichen Welle- Nabe- Verbindungen 2012/0940
abb. 24a abb. 24b abb. 24c 2012/0940 IDEEN DER ZUKUNFT | NR. 1 | FEBRUAR 2013 65 Eine innige Verbindung von Aluminium mit Stahl erzeugt der CMT-Prozess per Lichtbogenfügen. Thermisches Lichtbogenfügen von Aluminium und Stahl: Die aluminiumseitige Verbindung (links) ist geschweißt während die stahlseitige Verbindung (rechts) gelötet ist. Eine Bedingung für das Lichtbogenfügen von Stahl und Aluminium ist die Verzinkung auf dem Stahlblech, da die Zinkschicht als Flussmittel wirkt. Welle-Nabe-Verbindung
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