Advertisement

Welding in the World

, Volume 62, Issue 4, pp 869–875 | Cite as

Press fit/pressure-soldered joint—improve your press fit

  • K. Andrusch
  • U. Füssel
  • S. Karsch
  • M. Pejko
  • V. D. Nguyen
Research Paper
  • 10 Downloads

Abstract

The shortage of resources takes their toll in product development. This means for the drive engineering that the power density has to increase and the manufacturing costs have to decrease. So, the parts and assemblies have to become smaller, while the performance should rise. Following this trend, the joining technologies cannot stand still. At the drive engineering, the elementary press fit (PF) for shaft-hub joints (SHJ) is well known. Its manufacturing is easy and cheap. As a disadvantage, the joint strength is limited due to the coefficient of friction and the maximum possible allowance for interference. Through the combination of an elementary PF with local firmly bonded pressure-soldered joints (PSJ), it is possible to increase the joint strength up to three times of elementary PF by keeping his advantages. For the so-called press fit/pressure-soldered joint (PF/PSJ), it is essential to coat one or both joint areas with a low-melting metal (solder). The main connection is the press fit based on a joint pressure at the joint area. This pressure can be used to generate PSJs (secondary connection). On one hand, the joining area is activated by cracking the oxide layers and on the other hand the inner and outer parts being approached at the distance of influence of atomic forces. The attributes of PF/PSJ are explained with the development of local PSJ at the micro contacts. If the connection will be overloaded (mechanical training), the relative movement causes deformations at the roughness peaks and effects frictional heat. This enhances the size and number of PSJs and increases the joint strength significantly. Another way to increase the transmittable torque is thermal training. With increasing temperature and time, while heating up the shaft-hub joint, the total area of PSJs grows up and a higher torque can be transmitted. The value of contact pressure is just as crucial for the development of PSJs as the temperature, the joining procedure, and the training process.

Keywords

Press fit Pressure-soldered joints Filler material PV-PLV 

References

  1. 1.
    DIN 7190 (2013) Berechnungsgrundlagen und Gestaltungsregeln für zylindrische Pressverbände. Deutsches Institut für Normung e.V, BerlinGoogle Scholar
  2. 2.
    Leidich E (1983) Beanspruchung von Pressverbindungen im elastischen Bereich und Auslegung gegen Dauerbruch. TU Darmstadt : s.n., DissertationGoogle Scholar
  3. 3.
    Füssel U (1984) Anwendung des Presslötens zur Herstellung von kombinierten Fügeverbindungen. TH Karl-Marx-Stadt : s.n., DissertationGoogle Scholar
  4. 4.
    Lipóth I (2003) Übertragungsfähigkeit der Press-Presslöt-Verbindungen unter Torsionsbeanspruchung. TU Dresden: s.n., DissertationGoogle Scholar
  5. 5.
    Andrusch K, et al (2014) Elektrisches Trainieren von Press-Presslöt-Verbindungen. 6. VDI-Fachtagung Welle-Nabe-Verbindungen, VDI-Berichte 2238: s.n.. ISBN 978–3–18-092238-6Google Scholar
  6. 6.
    Füssel U, Tersch H and Lipóth I (1999) Press-Presslöt-Verbindungen. Verbindungs- und Schädigungsmechanismus als Voraussetzung für die Vorhersage des Festigkeitsverhaltens von Press-Presslöt-Verbindungen und Erarbeitung eines Berechnungsmodells. FKM-Forschungshefte Heft 244, 1999, und LBF-Bericht Nr. 8326, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit, Darmstadt : s.nGoogle Scholar
  7. 7.
    Kämmerer C (2006) Einsatz der Press-Presslöt-Verbindungen in der Motorentechnik. TU Dresden: s.n, DiplomGoogle Scholar
  8. 8.
    Beetz R (2001) Multifunktionale Fügeverbindungen. TU Dresden : s.n., DissertationGoogle Scholar
  9. 9.
    Pejko M (2010) Fügbarkeitsbetrachtungen von Press-Presslöt-Verbindungen. TU Dresden : s.n., DissertationGoogle Scholar
  10. 10.
    Benthele L (2011) Press-Presslöt-Verbindung und Laserschweißen als alternative Welle-Nabe-Verbindung in einem Leichtbau-Hinterachsdifferential. Diplomarbeit, TU Kassel : s.nGoogle Scholar
  11. 11.
    Bosshammer J (2010) Beitrag zur Gewichtsoptimierung eines Hinterachsgetriebes durch Substitution einer Schraubenverbindung und optimierte Bauteildimensionierung. Diplomarbeit, FH Giessen : s.nGoogle Scholar
  12. 12.
    Grünendick T (2004) Die Berechnung innenhochdruckgefügter Pressverbindungen. Dissertation, TU Clausthal : s.n.Google Scholar
  13. 13.
    Enright BF et al (2008) Crankshaft assembly with coated crank pin. US Patent 7,418,939Google Scholar
  14. 14.
    Bellmann J, Lueg-Althoff J (2016) Influence of selected coatings on the welding result during magnetic pulse welding. International Symposium >>Tailored Joining<<, Dresden : s.nGoogle Scholar
  15. 15.
    Leuders D (2014) Auslegung und Erprobung des kombinierten Fügeverfahrens Pressen mit metallischer Zwischenschicht. Masterarbeit, TU Kassel : s.nGoogle Scholar
  16. 16.
    Nguyem VD et al (2013) Reibauftragslöten - Anlagentechnik und die Anwendung für Wälzlagersitze. 10. VDI-Fachtagung mit Fachausstellung, Gleit- und Wälzlagerungen, Schweinfurt : s.nGoogle Scholar
  17. 17.
    Braun A, Füssel U, Hommel B (2014) Anwendung Reibauftragslöten bei Press-Presslöt-Verbindungen im Getriebebau. 6. VDI-Fachtagung Welle-Nabe-Verbindungen, VDI-Berichte 2238, S. 93-100 : s.n. ISBN 978-3-18-092238-6Google Scholar
  18. 18.
    Bär C, et al (1997) Antrieb mit einer drehfesten Verbindung einer Welle mit einer Nabe. DE 197 03 533 C2 Deutschland. PatentschriftGoogle Scholar
  19. 19.
    Füssel U et al (2012) Reibauftragslöten und alternative Beschichtungsverfahren zur Herstellung von kombinierten Welle-Nabe-Verbindungen. VDI-Fachtagung Welle-Nabe-Verbindungen, Nürtingen bei Stuttgart : s.n. ISBN 978-3-18-092176-1Google Scholar
  20. 20.
    Nguyen VD (2014) Beschichtungsverfahren für die Press-Presslöt-Verbindungen - Reibauftragslöten. Dissertation, TU Dresden: s.n. ISBN 978-3-944331-70-6Google Scholar
  21. 21.
    Nguyen VD et al (2013) Friction surfacing by soldering and the application to produce the press fit/pressure-soldered-joint. Aachen : s.n.Google Scholar
  22. 22.
    Andrusch K et al (2012) Joint strength enhancement of press fit by pressure-soldered joints. International Symposium >>Tailored Joining<<, Dresden : s.nGoogle Scholar
  23. 23.
    Bräuer F (2012) Entwicklung einer Versuchsvorrichtung zum Trainieren von Press-Presslöt-Verbindungen mittels Widerstandserwärmung. TU Dresden : s.n., DiplomGoogle Scholar

Copyright information

© International Institute of Welding 2018

Authors and Affiliations

  • K. Andrusch
    • 1
  • U. Füssel
    • 1
  • S. Karsch
  • M. Pejko
    • 1
  • V. D. Nguyen
    • 2
  1. 1.Faculty of Mechanical Science and Engineering, Institute of Manufacturing TechnologyTechnische Universität DresdenDresdenGermany
  2. 2.SITEC Industrietechnologie GmbHChemnitzGermany

Personalised recommendations