DD288338A5

DD288338A5 - DEVICE FOR CONTROLLING THE READING TIME OF FRICTION WELDING MACHINES

Info

Publication number: DD288338A5
Application number: DD33339089A
Authority: DD
Inventors: Manfred Trepte
Original assignee: Ingenieurhochschule Koethen,De
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-03-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Reibzeit von Reibschweiszmaschinen. Aus dem Ziel der Erfindung, Reibschweiszmaschinen, insbesondere fuer Kleinteile, wesentlich zu vereinfachen, wurde die Aufgabe abgeleitet, die Steuerung der Reibzeit ohne aufwendige mechanische und/oder elektromagnetische Bremsen zu realisieren. Die Aufgabe wurde dadurch geloest, dasz durch die Antriebsspindel ueber einen Stellzylinder und einen Stellring die Reibzeit gesteuert und der Drehmomentflusz unterbrochen wird. Infolge der Eigenbremsung kommt das rotierende Schweiszteil sofort zum Stillstand.{Reibschweiszmaschine; Reibdruck; Reibzeit; Drehmomentflusz; Eigenbremsung; Schweiszteil}The invention relates to a device for controlling the friction time of Reibschweiszmaschinen. From the aim of the invention, Reibschweiszmaschinen, especially for small parts to simplify significantly, the task was derived to realize the control of the friction time without complex mechanical and / or electromagnetic brakes. The task was solved by controlling the friction time by means of the drive spindle via an actuating cylinder and an adjusting ring and interrupting the torque flow. As a result of the self-braking, the rotating Schweiszteil comes immediately to a standstill {Reibschweiszmaschine; friction pressure; friction time; Drehmomentflusz; Self-braking; Schweiszteil}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs. Die Steuervorrichtung ist vorwiegend vorgesehen für tragbare oder semistationäre Reibschweißmaschinen.The invention relates to a device according to the preamble of the first claim. The control device is primarily intended for portable or semi-stationary friction welding machines.

Characteristic of the known state of the art

Beim Reibschweißen werden zwei Teile mit rotationssymmetrischem Voll- oder Hohlquerschnitt stirnflächig gegeneinander gepreßt. Durch die Rotation mindestens eines Teiles wird kinetische Energie in Reibungsarbeit und die wiederum in Formänderungsarbeit und Wärme umgewandelt. Die dadurch bewirkte Aktivierung der Stoßflächen ermöglicht das Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung. Voraussetzung ist, daß das rotierende Teil nach einer vorgegebenen Reibzeit in 0,5 s abgebremst wird (Viii, V.J.: Reihschweißen von Metallen, Verlag Mashgiz, Moskau, 1959). Bei den derzeitigen Reibschweißmaschinen geschieht das über einen Zeitbaustein, der nach Ablauf der vorgegebenen Reibzeit das mechanische und/oder elektromagnetische Abbremsen des rotierenden Teils auslöst. (Autorenkollektiv: Handbuch Reibschweißen Richtlinien für Technologie, Konstruktion und Anwendung, TU Karl-Marx-Stadt und VEB WTZ Getriebe und Kupplungen, Dresden, 1976). Diese Art des Einstellans der Reibzeit machen die Reibschweißmaschinen komplizierter, größer und teuerer. Außerdem erhöhen die rotierenden Teile der Bremsen die beim Abbremsen zu vernichtende kinetische Energie. Zur Zeit sind keine Reibschweißmaschinen bekannt, bei denen die Relativbewegung zwischen den beiden Schweißteilen bei Aufrechterhaltung der vorgegebenen Flächepressung nach einer vorgegebenen Reibzeit ohne mechanische und/oder elektromagnetische Bremsen unterbrochen werden.In friction welding two parts are pressed against each other with a rotationally symmetrical full or hollow cross-section end face. The rotation of at least one part of kinetic energy is converted into friction work and in turn in strain work and heat. The activation of the abutment surfaces effected thereby makes it possible to produce a material connection. The prerequisite is that the rotating part is braked after a given friction time in 0.5 s (Viii, V.J .: Tewelding of metals, Verlag Mashgiz, Moscow, 1959). In the case of the present friction welding machines, this is done via a time module, which triggers the mechanical and / or electromagnetic braking of the rotating part after the predetermined friction time has elapsed. (Author collective: Manual friction welding guidelines for technology, construction and application, TU Karl Marx city and VEB transmission and couplings, Dresden, 1976). This type of adjustment of the friction time makes the friction welding machines more complicated, larger and more expensive. In addition, the rotating parts of the brakes increase the kinetic energy to be destroyed during deceleration. At present, no friction welding machines are known in which the relative movement between the two welded parts are interrupted while maintaining the predetermined surface pressure after a predetermined friction time without mechanical and / or electromagnetic brakes.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, mit einer Vorrichtung des vorstehenden Typs Reibschweißmaschinen, insbesondere für Kleinteile, wesentlich zu vereinfachen.It is the object of the invention to significantly simplify friction welding machines, in particular for small parts, with a device of the above type.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugr'nde, die Reibzeit auf einfache Weise sehr genau einzustellen sowie das rotierende Teil bei Aufrechterhaltung der vorgegebenen Bremsen sofort zum Stillstand zu bringen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durchThe invention has the object zugr'nde to adjust the friction time in a simple manner very accurately and to bring the rotating part while maintaining the predetermined brakes immediately to a standstill. According to the invention the problem is solved by

- einen zur Antriebswelle koaxialen und in Richtung seiner Längsachse symmetrische geteilten sowie mit Innengewinde vorgegebener Steigung versehenen Stellzylinder, dessen boide Hälften drehfest und radial verschiebbar in mit dem Gehäusemantel verbundenen antriebsseitigen und kupplungsseitigen Führungen angeordnet sind,- A coaxial to the drive shaft and symmetrical in the direction of its longitudinal axis divided and provided with internal thread predetermined pitch actuating cylinder, the boide halves rotatably and radially slidably disposed in connected to the housing shell drive-side and clutch side guides are arranged

- je eine mit je einer Hälfte des Stellzylinders verbundene, in Radialrichtung gegen eine 1. Druckfeder wirkende Zugstange,- One each connected to one half of the actuating cylinder, acting in the radial direction against a 1st compression spring tie rod,

- einen in das Innengewinde des Stellzylinders geschraubten Stellring, der mindestens zwei konzentrisch zur Antriebswelle angeordnete Bohrungen enthält und mit einer 2. Druckfeder in Wirkverbindung steht, die den Stellring mit einer in Kupplungsrichtung weisenden Axialkraft beaufschlagt,a adjusting ring screwed into the internal thread of the adjusting cylinder and containing at least two bores arranged concentrically with the drive shaft and being in operative connection with a second compression spring which acts on the adjusting ring with an axial force pointing in the coupling direction,

- zur Antriebswelle parallele Gewindobolzen, die durch die Bohrungen des Stellrings hindurchgeführt und einseitig mit der im Keilprofil der Antriebswelle gegen die Wirkung einer 3. Druckfeder axial verschiebbaren antriebsseiten Kupplungshälfte verbunden sind sowie je eine Stellmutter aufweisen, denn Außendurchmesser den Innendurchmesser der genannton Bohrungen übertrifft.- Parallel to the drive shaft threaded bolt, which passed through the holes of the adjusting ring and on one side with the wedge profile of the drive shaft against the action of a third compression spring axially movable drive side coupling half are connected and each have an adjusting nut, because outer diameter exceeds the inner diameter of genannton holes.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Reibzeit bei vorgegebener Drehzahl über die Steigung des Gewindes im Stellzylinder und im Stellring, die beide koaxial zur Antriebswelle angeordnet sind, sowie über die Länge der Gewindebolzen ohne aufwendige mechanische und/oder nlektromechanische Bremsen bei Aufrechterhaltung der vorgegebenen Flächenpressung einstellbar ist. Die dargestellte Lösung vereinfacht die konstruktive Gestalt der Reibschweißmaschine und bringt eine beträchtliche Material- und damit Gewichtseinsparung. Die Funktionsweise der Vorrichtung ergibt sich am eindeutigsten aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel.The particular advantage of the device according to the invention is that the friction time at a predetermined speed over the pitch of the thread in the actuating cylinder and the adjusting ring, which are both arranged coaxially to the drive shaft, and over the length of the threaded bolt without consuming mechanical and / or nlektromechanische brakes while maintaining the specified surface pressure is adjustable. The solution shown simplifies the structural design of the friction welding machine and brings a considerable material and thus weight savings. The operation of the device results most clearly from the following embodiment.

embodiment The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show Fig. 1: longitudinal section of the device Fig. 2: cross section of the device {section A-B in Fig. 1).

Mit dem Maschinenständer 1 fest verbunden ist das Gehäuse 2/bestehend aus einem Mantel 2.1, den beiden Führungen 2.2 und 2.3 sowie den Außenflansch 2.4. Der koaxial zur Antriebswelle angeordnete Stellzylinder 3 hat ein Innengewinde vorgegebener Steigung, Ist in Richtung der Längsachse symmetrisch geteilt und kann in radialer Richtung mittels der Zugstangen 4 gegen die von der Druckfeder 5 ausgeübte Kraft auseinandergezogen werden. Die radiale Bewegung der Stellzylinderhälften erfolgt in den beiden Führungen 2.2 und 2.3.Firmly connected to the machine frame 1 is the housing 2 / consisting of a casing 2.1, the two guides 2.2 and 2.3 and the outer flange 2.4. The coaxial with the drive shaft arranged actuating cylinder 3 has an internal thread of predetermined pitch, symmetrically divided in the direction of the longitudinal axis and can be pulled apart in the radial direction by means of the tie rods 4 against the force exerted by the compression spring 5 force. The radial movement of the actuating cylinder halves takes place in the two guides 2.2 and 2.3.

Im Stellzylinder 3 rotiert der Stellring β, der ein zum Innengewinde des Stellzylinders 3 passendes Außengewinde besitzt und auf dem die Druckfeder 7 wirkt. Seine Rotation bewirkt die Antriebswelle 8 über die Gewindebolzen 9, die mit der im Keilprofil 10 der Antriebswelle 8 axial verschiebbaren Kupplungshälfte 11 fest verbunden sind. Hat der Stellring 6 die durch die Stellmuttern 12 begrenzte Steighöhe erreicht, dann hebt er die Kupplungshälfte 11 gegen die von der Druckfeder 13 ausgeübte Kraft ab. Bereits vor dem Erreichen des Endschalters 14 sind die beiden Kupplungshälften 11 und 1S voneinander getrennt. Auf die zwischen der Führung 2.3 und dem Außenflansch 2.4 auf Kugeln 16 gelagerte Kupplungshälfte 15 und dem mit ihr verbundenen Spannfutter 17 wird dann kein Drehmoment mehr ausgeübt. Infolge der Eigenbremsung bleibt das rotierende Teil bei Aufrechterhaltung der vorgegebenen Flächenpressung sofort stehen. Erreicht die Kupplungshälfte 11 den Endschalter 14, dann wird auch der Antriebsmotor abgeschaltet.In the adjusting cylinder 3, the adjusting ring rotates β, which has a matching to the internal thread of the adjusting cylinder 3 external thread and on which the compression spring 7 acts. Its rotation causes the drive shaft 8 via the threaded bolt 9, which are fixedly connected to the wedge profile 10 of the drive shaft 8 axially displaceable coupling half 11. If the adjusting ring 6 has reached the height of rise limited by the adjusting nuts 12, then it lifts the coupling half 11 against the force exerted by the compression spring 13. Even before reaching the limit switch 14, the two coupling halves 11 and 1 S are separated from each other. On the mounted between the guide 2.3 and the outer flange 2.4 balls 16 coupling half 15 and the associated chuck 17 torque is then no longer exercised. As a result of the self-braking, the rotating part stops immediately while maintaining the specified surface pressure. If the coupling half 11 reaches the limit switch 14, then the drive motor is switched off.

Vor Beginn der nächsten technologischen Operation wird der Stellzylinder 3 mittels der Zugstangen 4 in radialer Richtung auseinandergezogen, Stellring 6 durch die Druckfeder 7 wieder in die durch einen Anschlag im Stellzylinder 3 gekennzeichnete Ausgangsposition gebrecht und die beiden Kupplungshälften 11 und 15 unter der Wirkung der Druckfeder 13 wieder selbsteinrastend durch Formschluß verbunden. Soll der Drehmomentfluß nach einer anderen Zeit unterbrochen werden, dann wird die Vorrichtung vom Maschinenständer gelöst. Da die Druckfeder 7 und 13 mit dem Stützflansch 18 der Antriebswelle 8 fest verbunden sind, ist ein sicheres Einstellen einer neuen Steighöhe des Stellringes 3 möglich.Before the start of the next technological operation of the adjusting cylinder 3 is pulled apart by means of the tie rods 4 in the radial direction, adjusting ring 6 by the compression spring 7 back into the marked by a stop in the actuating cylinder 3 starting position and the two coupling halves 11 and 15 under the action of the compression spring 13th again self-locking connected by positive engagement. If the torque flow is interrupted after another time, then the device is released from the machine stand. Since the compression spring 7 and 13 are fixedly connected to the support flange 18 of the drive shaft 8, a secure setting a new rise height of the adjusting ring 3 is possible.

Claims

1. Device for controlling the Reibzöit of friction welding machines with a Kuppjung between the drive unit and workpiece holder, characterized by

- One to the drive shaft (8) coaxial and symmetrically divided in the direction of its longitudinal axis and provided with an internal thread pitch provided actuating cylinder (3), the two halves rotatably and radially displaceable in the housing shell (2,1) connected to the drive side (2.2) and coupling side ( 2.3) guides are arranged,

- One each connected to one half of the actuating cylinder, in the radial direction against a first compression spring (5) acting tie rod (4),

- One in the internal thread of the adjusting cylinder (3) screwed adjusting ring (6) containing at least two concentric with the drive shaft (8) arranged bore and with a second compression spring (7) is in operative connection with the adjusting ring with a pointing in the coupling direction axial force acted upon

- Parallel to the drive shaft (8) threaded bolt (9) hindurchgefüh through the holes of the adjusting ring and on one side with the wedge profile (10) of the drive shaft (8) against the action of a third compression spring (13) axially displaceable drive-side coupling half (11) are connected and each have an adjusting nut (12) whose outer diameter exceeds the inner diameter of said holes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by bushes in the holes in the skirt (C), whose hardness is smaller than that of the threaded bolt (9).