DD221105A1

DD221105A1 - DEVICE FOR FRICTION WELDING MACHINES FOR PHASE ANGLE ADJUSTMENT OF WELDING PARTS

Info

Publication number: DD221105A1
Application number: DD25780583A
Authority: DD
Inventors: Udo Franz; Manfred Trepte; Klaus Hundt
Original assignee: Koethen Ing Hochschule
Priority date: 1983-12-12
Filing date: 1983-12-12
Publication date: 1985-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung fuer Reibschweissmaschinen zur Einstellung eines vorbestimmten Phasenwinkels der Schweissteile. Mittels der Erfindung, die auch zur Nachruestung von vorhandenen Reibschweissmaschinen geeignet ist, kann insbesondere beim Schweissen von Zweiflanschrohren, Rohrboegen und Hosenstuecken die vorgeschriebene Lochstellung der Flansche garantiert werden. Im Vergleich zu bekannten Reibschweissmaschinen kann durch die erfindungsgemaesse Einrichtung auf einen Hilfsantrieb zur Erzeugung einer Schleichdrehzahl verzichtet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass insbesondere eine Aufnahmevorrichtung fuer das rotierende Schweissteil vorgesehen ist, die aus einem konzentrisch zur Spindel der Reibschweissmaschine angeordneten Formkoerper mit einem ersten und einem zweiten Formteil besteht, wobei diese Formteile zueinander drehbar verbunden sowie zur Uebertragung von Axialkraeften, insbesondere beim Stauchen, geeignet sind.The invention relates to a device for friction welding machines for setting a predetermined phase angle of the welded parts. By means of the invention, which is also suitable for retrofitting existing friction welding machines, the prescribed hole position of the flanges can be guaranteed in particular when welding Zweiflanschrohren, Rohrboegen and Hosenstuecken. Compared to known friction welding machines can be dispensed with by the inventive device to an auxiliary drive for generating a slow speed. This is achieved in that in particular a receiving device for the rotating welding part is provided, which consists of a concentrically arranged to the spindle of Reibschweissmaschine molding with a first and a second mold part, said mold parts rotatably connected to each other and for the transmission of Axialkraeften, especially during upsetting , are suitable.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Reibschweißmaschinen zur Einstellung eines vorbestimmten Phasenwinkels der Schweißteile. Zu den bekannten gattungsmäßigen Merkmalen der Erfindung gehören eine Aufnahmevorrichtung für das rotierende Schweißteil, eine auf die Spindel der Reibschweißmaschine wirkende Bremsvorrichtung sowie Meßeinrichtungen für die Spindeldrehzahl und die Winkelstellung des rotierenden Schweißteils. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird gewährleistet, daß das rotierende Schweißteil bei Beendigung seiner Drehbewegung in einer vorbestimmten Winkelstellung anhält. Dadurch soll insbesondere beim Schweißen von Zweiflanschrohren, Rohrbögen und Hosenstücken die vorgeschriebene Lochstellung der Flansche garantiert werden. Darüber hinaus kann die Erfindung z. B. immer dann angewendet werden, wenn ein auf einer drehbaren Spindel angeordnetes Werkzeug in einer vorbestimmten Winkelstellung angehalten werden muß, wie dies z. B. in bestimmten Fällen bei Werkzeugmaschinen notwendig ist.The invention relates to a device for friction welding machines for setting a predetermined phase angle of the welded parts. Among the known generic features of the invention include a receiving device for the rotating welding part, acting on the spindle of the friction welding machine braking device and measuring devices for the spindle speed and the angular position of the rotating welding part. With the device according to the invention it is ensured that the rotating welding part stops at the end of its rotational movement in a predetermined angular position. This should be guaranteed in particular when welding Zweiflanschrohren, pipe bends and trouser pieces the prescribed hole position of the flanges. In addition, the invention may, for. B. are always applied when a tool arranged on a rotatable spindle tool must be stopped in a predetermined angular position, as z. B. is necessary in certain cases in machine tools.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß beim Reibschweißen nach der Vorreibzeit und der Reibzeit die rotierenden Massen, wie z. B. Schweißteil und Spannvorrichtung, innerhalb sehr kurzer Zeit abgebremst werden müssen, um das nachfolgende Stauchen der Schweißteile durchzuführen. Ein besonderes Problem entsteht beim Reibschweißen solcher Teile, bei denen das Einstellen eines definiertenIt is known that during friction welding after Vorreibzeit and the friction time, the rotating masses such. B. welding part and clamping device, must be braked within a very short time to perform the subsequent compression of the weldments. A particular problem arises when friction welding such parts, in which the setting of a defined

Phasenwinkels zwischen den zu verschweißenden Teilen erforderlich ist. Phase angle between the parts to be welded is required.

Dies gilt z. B. für das Schweißen von Zweiflanschrohren, Rohrbögen und Hosenstücken, bei denen eine exakte Lochstellung der Flansche zu garantieren ist.This applies z. As for the welding of Zweiflanschrohren, pipe bends and trouser pieces in which an exact hole position of the flanges is to guarantee.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Bei einem bekannten Verfahren erfolgt die exakte Einstellung des Phasenwinkels durch eine langsame Drehbewegung unmittelbar nach Beendigung des Schweißvorganges. Diese Maßnahme führt jedoch dazu, daß die Qualität der Schweißverbindung beeinträchtigt wird und/oder in einem weiten Bereich schwanken kann.To solve this problem, various devices and methods are known. In a known method, the exact adjustment of the phase angle by a slow rotational movement takes place immediately after completion of the welding process. However, this measure results in that the quality of the welded joint is impaired and / or may vary within a wide range.

Dieser Nachteil wird bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-OS 1955523) weitgehend vermieden. Diese besteht im wesentlichen aus einer Spindel, an der die Haltevorrichtung für das rotierende Schweißteil angeordnet ist sowie der Haltevorrichtung für das feststehende Schweißteil. Die Spinde! ist mittels Kupplungen lösbar mit einer Hauptantriebsvorrichtung sowie einer Hilfsantriebsvorrichtung für niedrige Drehzahlen (Schleichdrehzahl) verbunden und an eine Drehzahlmeßeinrichtung angeschlossen. Die drehbare Haltevorrichtung weist ferner eine Phasenwinkel-MeßeinrichtungThis disadvantage is largely avoided in another known device (DE-OS 1955523). This consists essentially of a spindle on which the holding device for the rotating welding part is arranged and the holding device for the fixed welding part. The lockers! is releasably connected by means of couplings with a main drive device and an auxiliary drive device for low speeds (slow speed) and connected to a Drehzahlmeßeinrichtung. The rotatable holding device further comprises a phase angle measuring device

Die Vorrichtung nach DE-OS 1955523 wird in folgender Weise betrieben:The device according to DE-OS 1955523 is operated in the following way:

Wann in der Abbremsphase, in der der Hauptantrieb angekuppelt ist, eine vorbestimmte, relativ niedrige Spindeldrehzahl unterschritten ist, löst die Drehzahlmeßeinrichtung das Einkuppeln des die Spindel mit einer Schleichdrehzahl antreibendenWhen in the deceleration phase, in which the main drive is coupled, a predetermined, relatively low spindle speed is exceeded, the speed measuring device triggers the engagement of the spindle driving at a slow speed

. . . . -2- 257 8©5 7, , , , -2- 257 8 © 5 7

Hiifsantriebes aus und startet nachfolgend die Phasenwinkelmessung. Kurz vor Erreichen des vorgegebenen Phasenwinkels löst die Phasenwinkel-Meßeinrichtung das Auskuppeln des Hiifsantriebes, das Betätigen eines Spindel-Arretierbolzens sowie gegebenenfalls die Erhöhung des Stauchdruckes aus. Demzufolge greift der Arretierbolzen in einen Spindelanschlag ein und hält die langsam drehende Spindel in der vorbestimmten Phasenwinkelsteilung an.Hiifsantriebes and starts the phase angle measurement below. Shortly before reaching the predetermined phase angle, the phase angle measuring device triggers the disengagement of the Hiifsantriebes, the actuation of a spindle-locking bolt and optionally the increase of the compression pressure. As a result, the locking pin engages in a spindle stop and stops the slowly rotating spindle in the predetermined phase angle division.

Anstelle der Arretiervorrichtung soll auch eine Bremsvorrichtung benutzt werden können, um die langsam laufende Spindel in einer definierten Winkelstellung anzuhalten. In der DE-OS 1955523 sind jedoch über den Aufbau einer derartigen Bremsvorrichtung keine Angaben enthalten. Andererseits ergaben Untersuchungen, daß mittels der üblicherweise für Reibschweißmaschinen eingesetzte Bremsvorrichtungen auch bei relativ niedrigen Schleichdrehzahlen keine reproduzierbaren Ergebnisse zu erzielen sind.Instead of the locking device and a braking device should be used to stop the slow-running spindle in a defined angular position. In DE-OS 1955523, however, no information about the structure of such a braking device are included. On the other hand, studies have shown that by means of the braking devices usually used for friction welding machines, even at relatively low creeping speeds, no reproducible results can be achieved.

Die Nachteile der Vorrichtung gemäß DE-OS 1955523 bestehen im hohen technischen Aufwand für den Hilfsantrieb zur Erzeugung der Schleichdrehzahl sowie im starken Verschleiß der Arretiereinrichtung und der Schweißteilhalterung. Letzteres ist vor allem dadurch bedingt, daß die Arretiereinrichtung wegen des großen Trägheitsmomentes der mit dem rotierenden Schweißteil verbundenen Massen eine relativ hohe Stoßenergie aufnehmen muß, obwohl diese Stoßenergie gerade durch die mittels des Hiifsantriebes erzeugte Schleichdrehzahl bereits wesentlich reduziert wurde.The disadvantages of the device according to DE-OS 1955523 consist in the high technical complexity of the auxiliary drive for generating the slow speed and in heavy wear of the locking device and the welding part holder. The latter is primarily due to the fact that the locking device has to absorb a relatively high impact energy because of the large moment of inertia associated with the rotating welding part masses, although this impact energy was already significantly reduced by the slow speed generated by the Hiifsantriebes.

Auf den Hilfsantrieb kann jedoch offenbar auch deshalb nicht verzichtet werden, weil ein relativ hohes Drehmoment erforderlich ist, um bei einer niedrigen Spindeldrehzahl eine Spindeldrehung bis zu 360° mit Sicherheit zu gewährleisten, was zur Phasenwinkeleinstellung im ungünstigsten Fall erforderlich ist.However, the auxiliary drive can obviously not be omitted because a relatively high torque is required to ensure a spindle rotation up to 360 ° with a low spindle speed with certainty, which is required for the phase angle adjustment in the worst case.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-AS 2436128) ist ebenfalls ein Hauptantrieb und ein zusätzlicher Hilfsantrieb für die Gewährleistung einer Schleichdrehzahl der Spindel vorgesehen. Im Unterschied zu der In der DE-OS 1955523 beschriebenen Vorrichtung ist hier jedoch der Hilfsantrieb über einen Freilauf mit der Spindel lösbar verbunden; eine wesentliche Reduzierung der bereits beschriebenen Nachteile wird dadurch jedoch nicht erreicht.In another known device (DE-AS 2436128), a main drive and an additional auxiliary drive for ensuring a slow speed of the spindle is also provided. In contrast to the device described in DE-OS 1955523 here, however, the auxiliary drive via a freewheel with the spindle is detachably connected; However, a substantial reduction of the disadvantages already described is not achieved.

Bekannt sind auch Lösungen zum Anhalten der Werkstückspindel, z. B. eines Drehautomaten, in vorgegebenen Winkelstellungen. So wurde z. B. in der DE-OS 2002563 vorgeschlagen, an der Spindel eine Nocke mit einer konkaven Nullposition fest anzuordnen. Gegen die Nockenoberfläche drückt eine Nockenabtastvorrichtung, z.B. in Form einer Rolle, die am Ende eines hydraulisch oder elektromagnetisch betätigten Kolbens sitzt. Zum Anhalten der Spindel in einer vorgegebenen Winkelstellung wird nach dem Auskuppeln des Spindelantriebes die Nockenabtastvorrichtung gegen die Nocke gedruckt und erzeugt ein Drehmoment, sofern sich die Nocke außerhalb der Nullposition befindet.Also known are solutions for stopping the workpiece spindle, z. B. a lathes, in predetermined angular positions. So z. B. in DE-OS 2002563 proposed to arrange a cam with a concave zero position fixed to the spindle. Against the cam surface, a cam scanning device, e.g. in the form of a roller, which sits at the end of a hydraulically or electromagnetically actuated piston. To stop the spindle in a predetermined angular position, the cam scanning device is printed against the cam after disengaging the spindle drive and generates a torque, provided that the cam is located outside the zero position.

Gegen die Anwendung dieser Lösung bei Reibschweißmaschinen spricht jedoch die Tatsache/daß mit einer derartigen Konstruktion ein derart großes Drehmoment, wie es zum Anhalten der Spindel einer Reibschweißmaschine in einer vorgegebenen Winkelstellung erforderlich ist, mit-vertretbarem technischem Aufwand nicht erzeugt werden kann.Against the application of this solution in friction welding but speaks the fact / that with such a construction such a large torque, as it is required to stop the spindle of a friction welding machine in a predetermined angular position, can not be generated with reasonable technical effort.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung des technischen Aufwandes zur Einstellung eines vorbestimmten Phasenwinkels reibungsgeschweißter Teile, ohne die Qualität der Schweißverbindung zu beeinträchtigen.The object of the invention is to reduce the technical complexity for setting a predetermined phase angle friction welded parts, without affecting the quality of the welded joint.

Darlegung des Wesens der Erfindung .Explanation of the essence of the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einstellung eines vorbestimmten Phasenwinkels zu erreichen, ohne daß ein Hilfsantrieb zur Erzeugung einer Schleichdrehzahl und/oder eine hohem Verschleiß ausgesetzte Arretiervorrichtung erforderlich ist. . . . . . ;The invention has for its object to achieve the setting of a predetermined phase angle without an auxiliary drive for generating a slow speed and / or a high wear exposed locking device is required. , , , , , ;

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmevorrichtung für das rotierende Schweißteil aus einem konzentrisch zur Spindel der Reibschweißmaschine angeordneten Formkörper mit einem ersten und einem zweiten Formteil besteht, wobei diese Formteile zueinander drehbar verbunden sowie zur Übertragung von Axialkräften, insbesondere beim Stauchen, geeignet sind und ihre Drehachse mit der Spindelachse zusammenfällt.This object is achieved in that the receiving device for the rotating welding part consists of a concentric to the spindle of the friction welding machine shaped body having a first and a second mold part, said mold parts rotatably connected to each other and for the transmission of axial forces, in particular during upsetting, are suitable and its axis of rotation coincides with the spindle axis.

Other essential features of the invention are that

— das erste Formteil unmittelbar oder mittelbar mit der Spindel und das zweite Formteil in einer vorbestimmten Winkelstellung zum rotierenden Schweißteil form- und/oder kraftschlüssig mit demselben verbunden ist,- The first molded part is directly or indirectly connected to the spindle and the second molded part in a predetermined angular position to the rotating welding part form and / or non-positively connected thereto,

— eine Kupplungsvorrichtung zwischen dem ersten Formteil bzw. der Spindel und dem zweiten Formteil bzw. dem rotierenden Schweißteil vorgesehen ist, um ein Drehmoment auf letzteres zu übertragen,A coupling device is provided between the first mold part or the spindle and the second mold part or the rotating welding part in order to transmit a torque to the latter,

— eine Kurzzeitintervall-Bremsvorrichtung angeordnet ist, die in vorbestimmten, zwischen den zu gewährleistenden Phasenwinkelstellü'ngen der Schweißteile liegenden Winkelstellungen der Spindel in vorzugsweise kurz aufeinanderfolgenden Zeitintervallen von ca. 0,05 bis 0,3s Dauer unmittelbar oder mittelbar auf die Spindel einwirkt,A short-term interval braking device is arranged which acts directly or indirectly on the spindle in predetermined angular positions of the spindle to be ensured between the phase angle positions of the welded parts to be ensured in preferably short successive time intervals of approximately 0.05 to 0.3 s duration,

— eine zentrale Steuereinheit vorgesehen ist, die mit den Meßvorrichtungen für die Spindeldrehzahl und die Winkelstellung des rotierenden Schweißteils verbunden ist sowie mit der Kupplungsvorrichtung und der Kurzzeitintervall-Bremsvorrichtung in Wirkverbindung steht.- A central control unit is provided, which is connected to the measuring devices for the spindle speed and the angular position of the rotating welding member and is in operative connection with the coupling device and the short-term interval braking device.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß mit ihr herkömmliche Reibschweißmasdiinen nachgerüstet werden können, die ursprünglich zum Schweißen von z. B. Zweiflanschrohren ungeeignet waren.The particular advantage of the device according to the invention is that with her conventional Reibschweißmasdiinen can be retrofitted, originally for welding of z. B. Zweiflanschrohren were unsuitable.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann das erste Formteil als Bestandteil des Schnellspannfutters der Reibschweißmaschine ausgebildet sein.In a specific embodiment of the invention, the first molded part may be formed as part of the quick-action chuck of the friction welding machine.

Weiterhin sind Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen das zweite Formteil Profilierungen aufweist, die vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung mit dem rotierenden Schweißteil und dessen zwangsläufige Winkeljustierung in bezug auf das zweite Formteil gewährleisten. Die Profilierungen des zweiten Formteils können speziell aus Aufnahmestiften bestehen, deren Anordnung und Abmessungen dem Lochbild der anzuschweißenden Flansche angepaßt ist.Furthermore, embodiments of the invention are possible in which the second molded part has profiles which preferably ensure a positive connection with the rotating welding part and its positive angular adjustment with respect to the second molded part. The profilings of the second molded part may consist in particular of locating pins whose arrangement and dimensions are adapted to the hole pattern of the flanges to be welded.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Kupplungsvorrichtung aus den Backen eines das zweite Formteil oder das rotierende Schweißteil haltenden Schnellspannfutters, das an der Spindel angeordnet ist. Es ist jedoch auch sehr vorteilhaft, wenn die Kupplungsvorrichtung aus beweglichen Rastelementen besteht, welche die Spindel bzw. das erste Formteil lösbar mit dem zweiten Formteil verbinden. Die Rastelemente können z.B. aus beweglichen Bolzen bestehen, die in Ausnehmungen des zweiten Formteils eingreifen.In another embodiment of the invention, the coupling device consists of the jaws of a quick-action chuck holding the second mold part or the rotating welding part, which is arranged on the spindle. However, it is also very advantageous if the coupling device consists of movable locking elements which releasably connect the spindle or the first molded part with the second molded part. The locking elements may e.g. consist of movable pins which engage in recesses of the second molding.

Bei einer wegen ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Kurzzeitintervall-Bremsvorrichtung aus eienr unmittelbar oder mittelbar an der Spindel, vorzugsweise am Schnellspannfutter, angeordneten Kurvenscheibe. Diese Kurvenscheibe weist an ihrem Umfang eine oder mehrere Vertiefungen auf, in welcheIn a particularly advantageous because of their simplicity and reliability embodiment of the invention, the short-term interval braking device from eienr directly or indirectly on the spindle, preferably on the quick chuck, arranged cam. This cam has on its circumference one or more depressions, in which

vorzugsweise mit Lauf rädern versehene Druckbolzen eingreifen. Dabei entsprechen diese Vertiefungen bezüglich ihrer Anzahl und Winkellage den zulässigen vorbestimmten Phasenwinkeln. Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie ihre spezifischen Vorteile ergeben sich aus der nachfolgend beschriebenen Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung. Das feststehende und das rotierende Schweißteil werden in entsprechenden Aufnahmevorrichtungen gehaltert. Bei diesem Vorgang wird in vielen Fällen, insbesondere wenn das rotierende Schweißteil ein Flansch ist, mittels der Profilierungen des zweiten Formteiles eine zwangsweise Winkeljustierung des rotierenden Schweißteils in bezug auf die Aufnahmevorrichtung erreicht. Diese Winkeljustierung ist für die richtige Arbeitsweise der Winkelmeßvorrichtung notwendig; bei bekannten Reibschweißmaschinen erfordert sie jedoch zeitraubende Justierarbeiten. Nachdem das rotierende Schweißteil auf die erforderliche Drehzahl und die Berührungsflächen der Schweißteile durch Reibung auf Schweißtemperatur gebracht wurden, wird der Spindelantrieb ausgekuppelt oder auf Teillast geschaltet und die Spindel auf eine vorgegebene Drehzahl stetig abgebremst. Anschließend leitet die zentrale Steuereinheit, die an die Moßvorrichtungen für die Spindeldrehzahl und die Winkelstellung des rotierenden Schweißteils angeschlossen ist, einen zeitlich gesteuerten Bremsvorgang mittels der Kuraeitintervall-Bremsvorrichtungein.preferably with running wheels provided pressure pin engage. These recesses correspond in terms of their number and angular position to the permissible predetermined phase angles. Further details of the invention and its specific advantages will become apparent from the operation of the device according to the invention described below. The fixed and the rotating welding part are held in respective receiving devices. In this process, in many cases, in particular when the rotating welding part is a flange, a forced angular adjustment of the rotating welding part with respect to the receiving device is achieved by means of the profilings of the second shaped part. This angular adjustment is necessary for the correct operation of the angle measuring; However, in known friction welding machines, it requires time-consuming adjustments. After the rotating welding part has been brought to the required rotational speed and the contact surfaces of the welding parts by friction to the welding temperature, the spindle drive is disengaged or switched to partial load and the spindle is steadily braked to a predetermined speed. Subsequently, the central control unit, which is connected to the spindle speed measuring devices and the angular position of the rotating welding part, initiates a timed braking operation by means of the cranking interval braking device.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Reibschweißmaschinen wird durch die Kurzzeitintervall-Bremsvorrichtung gewährleistet, daß die Bremskraft in der Umgebung der Winkelstellungen des rotierenden Schweißteils, die den vorbestimmten Phasenwinkeln entsprechen, annähernd gegen Null geht. Dadurch wird ein gesteuerter, stufenförmiger Verlauf des Drehzahlabbaus erreicht. In der Umgebung der vorbestimmten Phasenwinkel wird deshalb annähernd eine Schleichdrehzahl realisiert, ohne daß ein Hilfsantrieb erforderlich ist. Durch den zeitlich gesteuerten Bremsvorgang wird insbesondere verhindert, daß die Spindel bei relativ niedrigen Drehzahlen infolge des hohen Reibmomentes anhält, bevor die erforderliche Phasenwinkelstellung erreicht werden kann. .In contrast to conventional friction welding machines, the short-term interval braking device ensures that the braking force in the vicinity of the angular positions of the rotating welding part corresponding to the predetermined phase angles approaches approximately zero. As a result, a controlled, stepped course of the speed reduction is achieved. In the vicinity of the predetermined phase angle, therefore, approximately a creep speed is realized without an auxiliary drive being required. By the time-controlled braking process is particularly prevents the spindle stops at relatively low speeds due to the high friction torque before the required phase angle position can be achieved. ,

Die Bremsvorrichtung für das stetige Abbremsen zu Beginn des Bremsvorganges, kurz Hauptbremsvorrichtung genannt, kann mit der Kurzzeitintervall-Bremsvorrichtung eine konstruktive Einheit bilden. Es ist jedoch ebenso vorteilhaft, wenn für beide ' Bremsvorrichtungen gesonderte konstruktive Lösungen gewählt werden.The braking device for the steady braking at the beginning of the braking process, briefly called the main brake device, can form a structural unit with the short-term interval braking device. However, it is also advantageous if separate design solutions are selected for both 'braking devices.

Die zentrale Steuereinheit löst schließlich die Kupplungsvorrichtung aus, wenn die Winkelstellung des rotierenden Schweißteils dem vorbestimmten Phasenwinkel entspricht und die Spindeldrehzahl soweit gesunken ist, daß sie innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt und erhöht gegebenenfalls den Stauchdruck. Auf Grund des hohen Reibmomentes bleibt das ausgekuppelte zweite Formteil zusammen mit dem rotierenden Schweißteil sofort stehen. Da die Massen der vorgenannten Teile vernachlässigbar sind, wird auf die Reibschweißmaschine beim Anhalten des Schweißteils nur eine sehr kleine Stoßenergie übertragen.Finally, the central control unit triggers the coupling device when the angular position of the rotating welding part corresponds to the predetermined phase angle and the spindle speed has fallen so far that it lies within a predetermined tolerance range and optionally increases the compression pressure. Due to the high frictional torque, the disengaged second molded part, together with the rotating welding part, stops immediately. Since the masses of the aforementioned parts are negligible, only a very small impact energy is transferred to the friction welding machine when stopping the welding part.

AusführungsbeispietAusführungsbeispiet

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt den Formkörper für die Aufnahme des rotierenden Schweißteiles, bestehend aus dem ersten Formteil 1 und dem zweiten Formteil 2. Letzteres ist mit Profilierungen in Form von Aufnahmestiften 3 versehen. Das Abbremsen der rotierenden Massen erfolgt wie bisher mit der an der Reibschweißmaschine vorhandenen Bremse, bis nach einer bestimmten Zeit eine vorbestimmte geringe Drehzahl erreicht ist. Zu diesem vorbestimmten Zeitpunkt schaltet ein Tachogenerator über die zentrale Steuereinheit, die beide in der Zeichnung nicht dargestellt sind, die am feststehenden Spannfutter 8 des Rohres 7 befestigte Lichtquelle 4 ein. Jedesmal, wenn der Lichtstrahl eine der definiert zum Lochbild der Flansche angebrachten mitrotierenden Fotozellen 3 erreicht, gibt diese über die zentrale Steuereinheit den Impuls zur Auslösung einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kurzzeitintervali-Bremsvorrichtung. Ist die Drehzahl der Spindel 9 soweit gesunken, daß sie innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, so löst die zentrale Steuereinheit das Schnellspannfutter 5 in dem Moment, wenn der Lichtstrahl der Lichtquelle 4 auf eine der Fotozellen 3 trifft. Bei gelöstem Schnellspannfutter 5 ist das die Aufnahmestifte und Fotozellen 3 tragende zweite Formteil 2, das hier die Form einer Scheibe aufweist, frei rotierbar, so daß die Spindel 9 und alle mit ihr fest verbundenen Maschinenelemente vom Flansch 6 abgekoppelt sind. Da bei dünnwandigen rotationssymmetrischen Querschnitten das Reibmoment bereits während des Abbremsens stark ansteigt, bleibt der mit dem Rohr 7 bereits fest verbundene Flansch 6 und die an ihn gekoppelte Scheibe 2 auf Grund der ihnen innewohnenden geringen kinetischen Energie sofort stehen. Die Axialkräfte beim Reiben und Stauchen werden von der Spindel 9 über das mit ihr fest verbundene Schnellspannfutter 5 auf den Flansch 6 übertragen. Beim Zurückfahren des Schnellspannfutters 5 zur Herausnahme der fertigen Reibschweißverbindung wird die Axialkraft vom mit der Spindel 9 verbundenen zweiten Formteil 2 aufgenommen.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the shaped body for receiving the rotating welding part, consisting of the first molded part 1 and the second molded part 2. The latter is provided with profilings in the form of receiving pins 3. The braking of the rotating masses is carried out as before with the brake present on the friction welding machine, until after a certain time a predetermined low speed is reached. At this predetermined time, a tachogenerator turns on the central control unit, both of which are not shown in the drawing, the light source 4 fixed to the fixed chuck 8 of the tube 7. Each time the light beam reaches one of the co-rotating photocells 3 attached to the hole pattern of the flanges, it gives the pulse via the central control unit for triggering a short-time interval braking device (not shown in the drawing). If the speed of the spindle 9 has fallen so far that it is within a predetermined tolerance range, the central control unit releases the quick-action chuck 5 at the moment when the light beam of the light source 4 strikes one of the photocells 3. When solved quick chuck 5 is the receiving pins and photocells 3 supporting second mold part 2, which here has the shape of a disc, freely rotatable, so that the spindle 9 and all firmly connected with her machine elements are disconnected from the flange 6. Since in thin-walled rotationally symmetrical cross-sections, the friction torque already increases sharply during deceleration, the flange 6 already firmly connected to the tube 6 and the disc 2 coupled to it immediately stop due to their inherent low kinetic energy. The axial forces during rubbing and compression are transmitted from the spindle 9 via the fixed with her fast chuck 5 on the flange 6. When returning the quick-action chuck 5 to take out the finished friction-welded connection, the axial force is absorbed by the second molded part 2 connected to the spindle 9.

Claims

-1-257805 7

Erfindungsanspräche:

1. A device for friction welding machines for phase angle adjustment of the welding parts, a receiving device for the rotary welding, acting on the spindle of the friction welding machine braking device and measuring devices for the spindle speed and the angular position of the rotating welding part containing, characterized in that

- The recording device consists of a concentrically arranged to the spindle of the friction welding machine moldings having a first and a second mold part, wherein the mold parts are rotatably connected to each other and suitable for the transmission of axial forces and their axis of rotation coincides with the spindle axis,

- The first molded part is directly or indirectly connected to the spindle and the second molded part in a predetermined angular position to the rotating welding part form and / or non-positively connected thereto,

A coupling device is provided between the first shaped part or the spindle and the molded part or the rotating welding part in order to transmit a torque to the latter,

A short-term interval braking device is arranged which acts directly or indirectly on the spindle in predetermined angular positions of the spindle to be ensured between the phase angle divisions of the welded parts to be ensured in preferably short successive time intervals of approx. 0.05 to 0.3 s duration,

- A central control unit is provided, which is connected to the measuring devices for the spindle speed and the angular position of the rotating welding member and is in operative connection with the coupling device and the short-term interval braking device.

2. Device according to item 1, characterized in that the first molded part is formed as part of a quick release chuck.

3. Device according to item 1 or 2, characterized in that the second molding profiling for producing a preferably positive connection with the rotating welding part and its inevitable angular positioning with respect to the second molded part.

4. Device according to item 3, characterized in that the profilings of the second molded part consist of locating pins whose arrangement and dimensions are adapted to the hole pattern of the flanges to be welded.

5. Device according to one of the items 1 to 4, characterized in that the coupling device consists of the jaws of a second mold part or the rotating welding part holding quick chuck.

6. Device according to one of the items 1 to 4, characterized in that the coupling device consists of movable locking elements which releasably connect the spindle or the first molded part with the second molded part, such. B. in recesses of the second molding engaging movable pins.

7. Device according to one of the items 1 to 6, characterized in that the short-term interval braking device consists of a directly or indirectly on the spindle, preferably on the quick chuck, arranged cam having at its periphery one or more recesses, in which preferably with Impellers provided with pressure pin engage, said wells correspond in terms of their number and angular position the allowable predetermined phase angles. ·

For this 1 page drawing