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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reibschweißen von durch ein Futter gehaltenen Befestigungselementen, die jeweils ein Befestigungselement mit axialem Druck in Drehung versetzt und dieses durch einen Reibschweißvorgang mit einem darunterliegenden Werkstück verbindet.
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Eine derartige Vorrichtung ist in der
DE 10 2008 014 599 A1 beschrieben und dargestellt. Das in dieser bekannten Vorrichtung verwendete Futter besitzt mehrere Klemmklinken, die durch einen besonderen Bewegungsmechanismus mit Ihren Enden zusammengedrückt werden und dabei ein zwischen den Enden gehaltenes Befestigungselement einklemmen, so dass dieses in sicherer Lage für den Reibschweißvorgang gehalten und gedreht werden kann, wobei von dem die Klemmwirkung ausübenden Futter gleichzeitig in axialer Richtung ein Druck auf das von dem Futter gehaltene Befestigungselement ausgeübt wird, der dann für die Durchführung des Reibschweißvorganges verantwortlich ist. Um dabei das jeweils zu verarbeitende Befestigungselement sicher zu halten, müssen die Klinken das betreffende Befestigungselement fest einklemmen, so dass von dem Futter die notwendige Drehbewegung und der axiale Druck ausgeübt werden kann. Für die Klinken ist dabei ein Bewegungsmechanismus erforderlich, der ein sicheres Festhalten des jeweiligen Befestigungselementes gewährleistet und dabei auch in der Lage ist, den notwendigen axialen Druck von dem Futter auf das Befestigungselement zu übertragen, so dass sich daraufhin der Reibschweißvorgang ausbilden kann. Diese dabei erforderlichen Verfahrensschritte müssen von dem Futter auf das betreffende Befestigungselement übertragen werden.
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Diese vielfach für das Reibschweißverfahren mit Befestigungselementen verwendete Gestaltung erfordert wegen des dabei notwendigen Bewegungsablaufs entsprechend aufwendige Konstruktionen, die es dem Futter ermöglichen, sich für die Aufnahme eines neuen Befestigungselementes zu öffnen, dieses dann einzuschließen und unter Druck festzuhalten, um dann auf das Futter unter Berücksichtigung der dabei entstehenden und gewünschten Reibung mit dem darunter liegenden Werkstück den Reibschweißvorgang zu bewerkstelligen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Verarbeitung von mit einer Ringschulter versehenen Befestigungselementen das Futter wesentlich zu vereinfachen. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass eine für die mit einer Ringschulter ausgestatteten Befestigungselemente vorgesehene Aufnahme, die auf dem Werkstück angeordnet ist, mit Luftdüsen versehen ist, die Luftströme in Richtung auf das der Aufnahme zugeführte Befestigungselement richten und dieses an das Futter andrücken.
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Aufgrund dieser Gestaltung kommt man für die Erstellung der Vorrichtung lediglich mit einer Aufnahme aus, die ohne die sonst üblichen Klinken und den hierfür erforderlichen Bewegungsmechanismus auskommt und die lediglich jeweils ein Befestigungselement aufnimmt, das in der Aufnahme durch die Luftströme relativ lose gehalten wird, also keinerlei Einklemmung erfordert, um dann nur über ein Mitnahmeprofil in Drehung versetzt zu werden, wobei über das Mitnahmeprofil des Befestigungselementes auch der erforderliche Druck von dem Befestigungselement auf das darunter liegende Werkstück ausgeübt werden kann, womit ein Reibschweißvorgang ohne die Notwendigkeit besonders gestalteter Futtereinrichtungen durchgeführt werden kann.
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Die Luftdüsen können in kreisförmiger Anordnung symmetrisch oder unsymmetrisch zueinander angeordnet sein.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch die in Seitensicht dargestellte Vorrichtung mit zunächst mechanisch abgestütztem Befestigungselement;
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2 die gleiche Vorrichtung mit mechanisch freigegebenem Befestigungselement und Stützung durch auf das Befestigungselement zugerichtete Luftströme;
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3 das auf das Werkstück aufgesetzte Befestigungselement;
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4 eine Draufsicht auf die Aufnahme für die Befestigungselemente mit symmetrisch zueinander angeordneten Düsen;
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5 die gleiche Aufnahme wie in 4 dargestellt, jedoch mit unsymmetrisch angeordneten Luftdüsen.
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1 zeigt die vorstehend definierte Vorrichtung zum Reibschweißen, die das Futter 1 aufweist, das hier in einer Anfangsposition des weiterhin beschriebenen Befestigungsvorganges oberhalb des Befestigungselementes 2 zunächst in Wartestellung gehalten ist und das dazu dient, späterhin das Befestigungselement 2 unter Drehung und Druck gegen das Werkstück 3 anzudrücken und dabei den weiter unten näher erläuterten Reibschweißvorgang durchführt. Gemäß 1 ist das Befestigungselement 2 zunächst in einer Wartestellung durchgehalten, und zwar mittels der Winkelstücke 4 und 11, auf deren Funktion weiter unten näher eingegangen wird. Auf dem Werkstück 3 liegt die Aufnahme 5 auf, die, wie weiter unten näher beschrieben wird, dazu dient, bei einem späteren Absenken des Befestigungselements 2 dieses im offenen Innenraum der Aufnahme 5 aufzunehmen und in die spätere Reibschweißposition (siehe 3) zu leiten. Die Aufnahme 5, deren Gestaltung außerdem aus den 4 und 5 hervorgeht, dient dazu, das Befestigungselement 2 an das Futter 1 heranzuführen und an dieses anzudrücken, womit für das Befestigungselement 2 für den weiteren Befestigungsvorgang eine sicher geführte Position an dem Futter gegeben ist. Die Aufnahme 5 ist Bestandteil eines Druckluftzuführungsorgans 6, auf dessen Funktion in Zusammenhang mit der Beschreibung der 4 und 5 näher eingegangen wird.
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Die Aufnahme 5 weist den Ring 7 auf, der eine so große Öffnung besitzt, dass das Befestigungselement 2 in diesen hinein geführt werden kann. Der Ring 7 ist mit Luftdüsen 8 versehen, die mit Druckluft aus dem Zuführungsorgan 6 gespeist werden und schräg aufwärts in Richtung auf das Befestigungselement 2 gerichtete Pressluftstrahlen abgeben. Diese Pressluftstrahlen sind in der 2 durch die aus den Luftdüsen 8 austretenden Pfeile angedeutet, sie sind gegen das Befestigungselement 2 mit der Ringschulter 9 gerichtet, die den Luftstrahlen einen Widerstand derart entgegengesetzt, dass das Befestigungselement 2 aus der in der 1 dargestellten Position in die Position gemäß 2 angehoben und dabei gegen das Futter 1 gedrückt wird, so dass nunmehr das Befestigungselement 2 unter Führung durch das Futter 1 für den weiteren Befestigungsvorgang entsprechend geführt ist.
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Damit nun das Befestigungselement 2 aus der in der 2 dargestellten Lage in Richtung auf das Werkstück 3 bewegt werden kann, wird das Futter 1 abgesenkt, das dabei das Befestigungselement 2 an seinen Backen 10 durch die Luftstrahlen hält, so dass es nunmehr unter Druck und Drehung gegen das Werkstück 3 gepresst werden kann. Um diese Bewegung zu ermöglichen, sind die Winkelstücke 4 und 11 seitlich weggeschwenkt, wie dies in 2 deutlich zu sehen ist, so dass das Befestigungselement 2 ungehindert auf das Werkstück 3 abgesenkt werden kann. Auf den die Bewegung der beiden Winkelstücke 4 und 11 durchführenden Bewegungsmechanismus wird in diesem Zusammenhang nicht näher eingegangen, es handelt sich dabei um einen beliebigen Antrieb, auf dessen Gestaltung es in diesem Zusammenhang nicht ankommt.
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Das gegen das Futter 1 angedrückte Befestigungselement 2 wird jetzt, wie 3 zeigt, gegen das Werkstück 3 unter Drehung gedrückt, wozu für den Antrieb des Futters 1 ein beliebiger bekannter Antriebsmechanismus verwendet werden kann. Aufgrund des mit seinem vorderen Ende gegen das Werkstück 3 gedrückten Befestigungselementes 2 ergibt sich in bekannter Weise im Berührungsbereich von Befestigungselement 2 und Werkstück 3 eine durch die dabei auftretende Reibung unter Druck ein Abschmelzen des vorderen Endes des Befestigungselements 2, das heißt, es ergibt sich nunmehr in bekannter Weise ein Reibschweißvorgang an dieser Stelle, durch den schließlich die gewünschte feste Verbindung zwischen dem Befestigungselement 2 und dem Werkstück 3 hergestellt wird.
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Die Gestaltung der Aufnahme 5 ist aus den 4 und 5 ersichtlich, die eine axiale Draufsicht zeigen. Gemäß 4 weist die Aufnahme 5 den mit einem Luftkanal versehenen Ring 7 auf, der acht symmetrisch zueinander angeordneten Luftdüsen 8 führt, aus denen die in der 2 dargestellten Luftströme austreten. In den freien Innenraum des Rings 7 wird, wie die 3 zeigt, beim Reibschweißen das betreffende Befestigungselement 2 eingeführt.
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Bei der Darstellung gemäß 5 handelt es sich lediglich um eine Abwandlung hinsichtlich der Anordnung der Luftdüsen 8 im Vergleich zur Darstellung gemäß in 4. Der in 5 dargestellte Ring 7 enthält lediglich fünf Luftdüsen 12, die in ungleichen Abständen unsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist mit Rücksicht auf eine besondere entsprechende Gestaltung des zu verarbeitenden Befestigungselements vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Futter
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Werkstück
- 4
- Winkelstück
- 5
- Aufnahme
- 6
- Zuführungsorgan
- 7
- Ring
- 8
- Luftdüsen
- 9
- Ringschulter
- 10
- Backen
- 11
- Winkelstück
- 12
- Luftdüsen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008014599 A1 [0002]
