DE102011056696A1 - Vorrichtung zum Reibschweißen von durch ein Futter gehaltenen Befestigungselementen - Google Patents
Vorrichtung zum Reibschweißen von durch ein Futter gehaltenen Befestigungselementen Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft 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. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, 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.
Description
- 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.
- 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. - 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.
- 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.
- 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.
- Die Luftdüsen können in kreisförmiger Anordnung symmetrisch oder unsymmetrisch zueinander angeordnet sein.
- In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch die in Seitensicht dargestellte Vorrichtung mit zunächst mechanisch abgestütztem Befestigungselement; -
2 die gleiche Vorrichtung mit mechanisch freigegebenem Befestigungselement und Stützung durch auf das Befestigungselement zugerichtete Luftströme; -
3 das auf das Werkstück aufgesetzte Befestigungselement; -
4 eine Draufsicht auf die Aufnahme für die Befestigungselemente mit symmetrisch zueinander angeordneten Düsen; -
5 die gleiche Aufnahme wie in4 dargestellt, jedoch mit unsymmetrisch angeordneten Luftdüsen. -
1 zeigt die vorstehend definierte Vorrichtung zum Reibschweißen, die das Futter1 aufweist, das hier in einer Anfangsposition des weiterhin beschriebenen Befestigungsvorganges oberhalb des Befestigungselementes2 zunächst in Wartestellung gehalten ist und das dazu dient, späterhin das Befestigungselement2 unter Drehung und Druck gegen das Werkstück3 anzudrücken und dabei den weiter unten näher erläuterten Reibschweißvorgang durchführt. Gemäß1 ist das Befestigungselement2 zunächst in einer Wartestellung durchgehalten, und zwar mittels der Winkelstücke4 und11 , auf deren Funktion weiter unten näher eingegangen wird. Auf dem Werkstück3 liegt die Aufnahme5 auf, die, wie weiter unten näher beschrieben wird, dazu dient, bei einem späteren Absenken des Befestigungselements2 dieses im offenen Innenraum der Aufnahme5 aufzunehmen und in die spätere Reibschweißposition (siehe3 ) zu leiten. Die Aufnahme5 , deren Gestaltung außerdem aus den4 und5 hervorgeht, dient dazu, das Befestigungselement2 an das Futter1 heranzuführen und an dieses anzudrücken, womit für das Befestigungselement2 für den weiteren Befestigungsvorgang eine sicher geführte Position an dem Futter gegeben ist. Die Aufnahme5 ist Bestandteil eines Druckluftzuführungsorgans6 , auf dessen Funktion in Zusammenhang mit der Beschreibung der4 und5 näher eingegangen wird. - Die Aufnahme
5 weist den Ring7 auf, der eine so große Öffnung besitzt, dass das Befestigungselement2 in diesen hinein geführt werden kann. Der Ring7 ist mit Luftdüsen8 versehen, die mit Druckluft aus dem Zuführungsorgan6 gespeist werden und schräg aufwärts in Richtung auf das Befestigungselement2 gerichtete Pressluftstrahlen abgeben. Diese Pressluftstrahlen sind in der2 durch die aus den Luftdüsen8 austretenden Pfeile angedeutet, sie sind gegen das Befestigungselement2 mit der Ringschulter9 gerichtet, die den Luftstrahlen einen Widerstand derart entgegengesetzt, dass das Befestigungselement2 aus der in der1 dargestellten Position in die Position gemäß2 angehoben und dabei gegen das Futter1 gedrückt wird, so dass nunmehr das Befestigungselement2 unter Führung durch das Futter1 für den weiteren Befestigungsvorgang entsprechend geführt ist. - Damit nun das Befestigungselement
2 aus der in der2 dargestellten Lage in Richtung auf das Werkstück3 bewegt werden kann, wird das Futter1 abgesenkt, das dabei das Befestigungselement2 an seinen Backen10 durch die Luftstrahlen hält, so dass es nunmehr unter Druck und Drehung gegen das Werkstück3 gepresst werden kann. Um diese Bewegung zu ermöglichen, sind die Winkelstücke4 und11 seitlich weggeschwenkt, wie dies in2 deutlich zu sehen ist, so dass das Befestigungselement2 ungehindert auf das Werkstück3 abgesenkt werden kann. Auf den die Bewegung der beiden Winkelstücke4 und11 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. - Das gegen das Futter
1 angedrückte Befestigungselement2 wird jetzt, wie3 zeigt, gegen das Werkstück3 unter Drehung gedrückt, wozu für den Antrieb des Futters1 ein beliebiger bekannter Antriebsmechanismus verwendet werden kann. Aufgrund des mit seinem vorderen Ende gegen das Werkstück3 gedrückten Befestigungselementes2 ergibt sich in bekannter Weise im Berührungsbereich von Befestigungselement2 und Werkstück3 eine durch die dabei auftretende Reibung unter Druck ein Abschmelzen des vorderen Endes des Befestigungselements2 , das heißt, es ergibt sich nunmehr in bekannter Weise ein Reibschweißvorgang an dieser Stelle, durch den schließlich die gewünschte feste Verbindung zwischen dem Befestigungselement2 und dem Werkstück3 hergestellt wird. - Die Gestaltung der Aufnahme
5 ist aus den4 und5 ersichtlich, die eine axiale Draufsicht zeigen. Gemäß4 weist die Aufnahme5 den mit einem Luftkanal versehenen Ring7 auf, der acht symmetrisch zueinander angeordneten Luftdüsen8 führt, aus denen die in der2 dargestellten Luftströme austreten. In den freien Innenraum des Rings7 wird, wie die3 zeigt, beim Reibschweißen das betreffende Befestigungselement2 eingeführt. - Bei der Darstellung gemäß
5 handelt es sich lediglich um eine Abwandlung hinsichtlich der Anordnung der Luftdüsen8 im Vergleich zur Darstellung gemäß in4 . Der in5 dargestellte Ring7 enthält lediglich fünf Luftdüsen12 , die in ungleichen Abständen unsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist mit Rücksicht auf eine besondere entsprechende Gestaltung des zu verarbeitenden Befestigungselements vorgesehen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Futter
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Werkstück
- 4
- Winkelstück
- 5
- Aufnahme
- 6
- Zuführungsorgan
- 7
- Ring
- 8
- Luftdüsen
- 9
- Ringschulter
- 10
- Backen
- 11
- Winkelstück
- 12
- Luftdüsen
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008014599 A1 [0002]
Claims (3)
- Vorrichtung zum Reibschweißen von durch ein Futter (
1 ) gehaltenen Befestigungselementen (2 ), die jeweils ein Befestigungselement (2 ) mit axialem Druck in Drehung versetzt und dieses durch einen Reibschweißvorgang mit einem darunterliegenden Werkstück (3 ) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass eine für die mit einer Ringschulter (9 ) ausgestatteten Befestigungselemente (2 ) vorgesehene Aufnahme (5 ), die auf dem Werkstück (3 ) angeordnet ist, mit Luftdüsen (8 ) versehen ist, die Luftströme in Richtung auf das der Aufnahme (5 ) zugeführte Befestigungselement (2 ) richten und dieses an das Futter (1 ) andrücken. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdüsen (
8 ) in kreisförmiger Folge symmetrisch zueinander angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdüsen (
12 ) in kreisförmiger Folge unsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
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CN112247719A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-22 | 湖南坤鼎数控科技有限公司 | 一种可滚压整平工件的摩擦焊接机 |
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CN112247719A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-22 | 湖南坤鼎数控科技有限公司 | 一种可滚压整平工件的摩擦焊接机 |
CN112247719B (zh) * | 2020-09-14 | 2022-05-24 | 湖南坤鼎数控科技有限公司 | 一种可滚压整平工件的摩擦焊接机 |
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