DE2065835C3 - Friction welding machine - Google Patents
Friction welding machineInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
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Description
Die Erfindung betrifft eine Reibungsschweißmaschine mit einem ersten Werkstückhalter, der mittels einer Druckvorrichtung gegen einen zweiten Werkstückhalter verschiebbar ist, wobei die Druckvorrichtung einerseits und der zweite Werkstückhalter andererseits an die Reaktionskräfte aufnehmenden Stützelementen abgestützt sind, die durch Verbindungsglieder miteinander verbunden sind.The invention relates to a friction welding machine with a first workpiece holder, which by means of a Printing device is displaceable against a second workpiece holder, wherein the printing device on the one hand and the second workpiece holder on the other hand to the reaction forces absorbing support elements are supported, which are connected to one another by connecting links.
Bei einer derartigen, nach dem Stande der Technik (US-PS 33 88 849) bekannten Reibungsschweißmaschine sind die die Stützelemente verbindenden Verbindungsglieder als Zugstangen ausgebildet, die etwa in einer Höhe mit und beiderseits der Achse angeordnet sind, entlang der die Werkstücke gegeneinander gepreßt werden. Bei dieser Anordnung der Verbindungsglieder werden auch sehr große Anpreßkräfte zwischen den Werkstücken einwandfrei kompensiert, so daß keine Fluchtungsfehler durch Verbiegung derIn such a prior art (US-PS 33 88 849) known friction welding machine the connecting links connecting the support elements are designed as tie rods, which are approximately in a height with and on both sides of the axis are arranged along which the workpieces against each other be pressed. With this arrangement of the connecting links, there are also very large pressing forces perfectly compensated between the workpieces, so that no misalignment due to bending of the
Stützkonstruktion zu befürchten sind.Support structure are to be feared.
Die bekannte Ausbildung der Stützkonstruktion hat jedoch den Nachteil, daß der freie Zugang zu den Werkstückhaltern behindert wird. Zur Zuführung von miteinander zu verschweißenden Werkstücken zu den Werkzeugträgern und zur Herausnahme der fertig verschweißten Werkstücke aus den Werkzeugträgern sind deshalb unter Umständen komplizierte Manipulationen bzw. hierzu geeignete Einrichtungen erforderlich. Außerdem können diese Verbindungsglieder unter Umständen die Werkstücke bei deren Drehbewegung behindern, wenn die Werkstücke Teile aufweisen, die sich in größerem Abstand von der Drehachse befinden.However, the known design of the support structure has the disadvantage that free access to the Workpiece holders is hindered. For feeding workpieces to be welded together to the Tool carriers and for removing the finished welded workpieces from the tool carriers Therefore, under certain circumstances, complicated manipulations or suitable facilities are required. In addition, these connecting links can, under certain circumstances, the workpieces as they rotate hinder when the workpieces have parts that are located at a greater distance from the axis of rotation.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Reibungsschweißmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Werkstückhalter von oben und von den Seiten her völlig zugänglich liegen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Stützkonstruktion bei Belastung derart verformt wird, daß Fluchtungsfehler auftreten.It is therefore the object of the invention to provide the friction welding machine of the type mentioned at the outset to develop that the workpiece holder are completely accessible from above and from the sides without that there is a risk that the support structure is deformed under load so that misalignment appear.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Reibungsschweißmaschine der eingangs genannten Art vor, daß die Mützelemente als Stützbalken ausgebildet sind, an deren in einer Richtung weisenden Enden die Druckvorrichtung und der zweite Werkstückhalter andererseits abgestützt sind, wobei diese Stützbalken im Bereich zwischen ihren Enden durch ein Zrgglied und an ihren in der entgegengesetzten Richtung weisenden Enden durch ein Druckglied verbunden sind.To solve this problem, the invention proposes based on a friction welding machine of The type mentioned at the outset that the cap elements are designed as support beams, on which in one direction facing ends, the printing device and the second workpiece holder are supported on the other hand, wherein these support beams in the area between their ends by a locking member and at their in the opposite one Directional ends are connected by a pressure member.
Dadurch, daß bei der Reibungsschweißmaschine gemäß der Erfindung das Zugglied und das Druckglied mit verhältnismäßig großem Abstand von der Werkstückdrehachse angeordnet sind, und zwar beide auf ein und derselben Seite dieser Drehachse, ist der Arbeitsbereich zum Einlegen und zum Herausnehmen der Werkstücke von oben und von beiden Seiten her völlig frei. Dennoch ist die Stützkonstruktion bei der Reibungsschweißmaschine gemäß der Erfindung dazu in der Lage, auch große, entlang der Werkstückachse wirkende Kräfte zu kompensieren, ohne zu verbiegen. Während des Anpressens der Werkstücke gegeneinander wird Jas zwischen den Stützbalken befindliche Zugglied fast ausschließlich auf Zug beansprucht. Die an den oberen Enden der Stützbalken angreifenden Stützkräfte üben verhältnismäßig starke Momente auf die Stützbalken aus. Diese Momente wirken um die Verbindungsstellen zwischen den Stützbalken und dem Zugglied. Sie werden durch das an den entgegengegengesetzten Enden angreifende Druckglied völlig kompensiert. Durch die Anordnung und das Zusammenwirken des Zuggliedes, des Druckgliedes und der Stützbalken wird also ein völlig frei zugänglicher Arbeitsbereich der Maschine ermöglicht und trotzdem eine einwandfreie und von Fluchtungsfehlern freie Abstützung der Werstückhalter erzielt.Characterized in that in the friction welding machine according to the invention, the tension member and the pressure member are arranged at a relatively large distance from the workpiece axis of rotation, both on one and on the same side of this axis of rotation, is the work area for inserting and removing the Workpieces completely free from above and from both sides. Nevertheless, the support structure is in the Friction welding machine according to the invention is able to do this, even large ones, along the workpiece axis to compensate for acting forces without bending. While the workpieces are pressed against each other the tension member located between the support beams is almost exclusively subjected to tension. The on the supporting forces acting on the upper ends of the support beams exert relatively strong moments the support beams. These moments act around the joints between the support beams and the Tension member. They are completely compensated for by the pressure member acting on the opposite ends. By the arrangement and the interaction of the tension member, the pressure member and the Support beam is therefore a completely freely accessible work area of the machine is made possible and nonetheless a flawless support of the workpiece holder that is free of misalignments is achieved.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung sind die Stützbalken direkt mit dem Zugglied verbunden. Diese Ausführung ist ohne weiteres möglich, weil das Zugglied bei vollständiger Kompensation der Stützkräfte mittels des Druckgliedes keine Beweglichkeit gegen die Stützbalken benötigt.According to a first embodiment of the subject matter of the invention, the support beams are directly with connected to the tension member. This design is easily possible because the tension member at full Compensation of the supporting forces by means of the pressure member does not require any mobility against the support beams.
Das Druckglied kann zweckmäßig mit dem ersten Stützbalken durch eine Druckvorrichtung, insbesondere einen Druckmittelzylinder verbunden sein. Diese Ausbildung des Druckgliedes erlaubt es, das Druckglied mit der die Werkstücke gegeneinander pressenden Druckvorrichtung zu betätigen, so daß stets eineThe pressure member can expediently with the first support beam by a pressure device, in particular be connected to a pressure cylinder. This design of the pressure member allows the pressure member to operate with the pressure device pressing the workpieces against each other, so that always one
vollständige Kompensation der Abstützkräfte gewährleistet bleibt.full compensation of the support forces remains guaranteed.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß die Stützbalken mit dem Zugglied unter Zwischenschaltung von Gelenken verbunden sind. Diese Gelei.ke ermögüchen es den Stützbalken, sich geringfügig gegen das Zugglied zu verschwenken, sofern dies beispielsweise durch die jeweils eingestellte Länge des Druckgliedes erforderlich ist.An alternative embodiment provides that the support beam is interposed with the tension member are connected by joints. This gelei.ke make possible it is the support beam to pivot slightly against the tension member, if this is for example is required by the set length of the pressure member.
Das Druckglied kann einteilig und starr ausgebildet sein oder auch aus zwei Teilen bestehen, die in Längsrichtung des Druckgliedes durch einen Schraubmechanismus gegeneinander verstellbar sind.The pressure member can be made in one piece and rigid or consist of two parts, which are shown in The longitudinal direction of the pressure member can be adjusted relative to one another by a screw mechanism.
Zweckmäßig liegt die Mittellinie des Zuggliedes etwa in der Mitte zwischen dem Druckglied und der Bewegungsbahn der Werkstücke. Hierdurch wird erreicht, daß das durch die Stützkräfte verursachte Moment etwa über den gleichen Hebelarm wirkt, wie das durch das Druckglied erzeugte Gegenmornent.Appropriately, the center line of the tension member lies approximately in the middle between the pressure member and the Movement path of the workpieces. This ensures that this is caused by the supporting forces Moment acts on approximately the same lever arm as the counter torque generated by the pressure member.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Two embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing, in which
Fig. 1 eine Reibungsschweißmaschine gemäß der Erfindung schematisch in Seitenansicht in einer ersten Ausführungsform undFig. 1 shows a friction welding machine according to the invention schematically in side view in a first Embodiment and
Fig. 2 eine Reibungsschweißmaschine gemäß der ^ Erfindung schematisch in Seitenansicht in einer zweiten Ausführungsform ze^ui.Fig. 2 is a friction welding machine according to the ^ invention schematically in side view in a second Embodiment ze ^ ui.
Die in Fig. 1 dargestellte Reibungsschweißm. schine weist einen Antriebskopf 10 auf, der einen Antneusmotor enthält, der unter Abstützung gegen das Gehäuse des Antriebskopfes 10 einen beispielsweise als Spannfutter ausgebildeten Werkstückhalter U antreibt, welcher wiederum ein Werkstück 12 um eine Achse 13 in Rotation versetzt. Die Reibungsschweißmaschine weist weiterhin einen Schiebekopf 14 auf, der einen Werkstückhalter 15 enthält, welcher starr mit dem Gehäuse des Schiebekopfes 14 verbunden ist und in den ein weiteres Werkstück 16 koaxial zum Werkstück 12 eingespannt werden kann.The friction welding shown in Fig. 1. machine has a drive head 10, which is an Antneusmotor contains, which is supported against the housing of the drive head 10, for example as a chuck trained workpiece holder U, which in turn drives a workpiece 12 about an axis 13 set in rotation. The friction welding machine also has a push head 14, the one Contains workpiece holder 15, which is rigidly connected to the housing of the slide head 14 and in the a further workpiece 16 can be clamped coaxially to the workpiece 12.
Der Antriebskopf 10 ist mit dem Rahmen der Maschine starr verbunden. Der Rahmen der Maschine weist ferner eine sich in Längsrichtung erstreckende Gleitführung auf, in welcher der entsprechend ausgebildete Schiebekopf 14 verschiebbar geführt ist. Durch Verschiebung des Schiebekopfes 14 können die benachbarten Stirnflächen der Werkstücke 12 und 16 miteinander in Berührung gebracht werden. Diese Stirnflächen werden im folgenden als »Kontaktflächen« bezeichnet.The drive head 10 is with the frame of Machine rigidly connected. The frame of the machine also has a longitudinally extending one Slideway, in which the correspondingly designed sliding head 14 is slidably guided. By The adjacent end faces of the workpieces 12 and 16 can displace the sliding head 14 be brought into contact with each other. These end faces are hereinafter referred to as "contact surfaces" designated.
Der Werkstückhalter 11 kann durch den Aniriebsmotor in Rotation versetzt werden, so daß die Kontaktflächen der beiden Werkstücke 12 und 16 eine drehende Relativbewegung zueinander ausführen, während sie miteinander in Berührung sind. Es sind aber auch andere Relativbewegungen denkbar, z. B. Drehschwingungen, Bewegungen quer zur Achse 13 oder eine Bewegung des Werkstückes 12 entlang einer Lissajous-Figur, vorausgesetzt, daß die Kontaktflächen eben sind.The workpiece holder 11 can be driven by the drive motor are set in rotation, so that the contact surfaces of the two workpieces 12 and 16 are rotating Perform relative movement to one another while they are in contact with one another. But there are others too Relative movements conceivable, for. B. torsional vibrations, movements transverse to the axis 13 or a movement of the workpiece 12 along a Lissajous figure, provided that the contact surfaces are flat.
Als Druckvorrichtung zum Bewegen des Schiebekopfes und zur Erzeugung der Anpreßkraft zwischen den beiden Werkstücken 12 und 16 dient ein Druckmittelzylinder 19.As a pressure device for moving the slide head and for generating the contact pressure between the A pressure medium cylinder 19 is used for both workpieces 12 and 16.
Der Rahmen der Maschine weist zwei Stützbalken 30 und 31 auf, die durch ein Zugglied 17 miteinander in Verbindung stehen, dessen Oberseite zugleich als Führung für den Schiebekopf 14 dient. Das Zugglied 17 ist etwa in der Mitte zwischen den oberen und den unteren Enden der Stützbalken 30 bzw. 31 angeordnet.The frame of the machine has two support beams 30 and 31 which are connected to one another by a tension member 17 Are connected, the top of which also serves as a guide for the sliding head 14. The tension member 17 is arranged approximately midway between the upper and lower ends of the support beams 30 and 31, respectively.
Zwischen den oberen Enden der Stützbalken 30 und 31 befinden sich die Druckvorrichtung 19 einerseits und der Antriebskopf 10 mit dem feststehenden Werkstückhalter 11 andererseits. Die unteren Enden der Stützbalken 30 und 31 sind durch ein Druckglied 32 miteinander verbunden, das sich unterhalb des Zuggliedes 17 befindet. Dieses Druckglied 32 ist mit dem unteren Ende des Stützbalkens 31 starr verbunden und über einen Druckmittelzylinder 33 mit dem unteren Ende des Stützbalkens 30 verbunden. Der Druckmittelzylinder 33 gleicht die üiegebelastung aus, die durch den Druckmittelzylinder 19 auf das Zugglied 17 ausgeübt werden könnte.Between the upper ends of the support beams 30 and 31 are the pressure device 19 on the one hand and the drive head 10 with the stationary workpiece holder 11 on the other hand. The lower ends of the Support beams 30 and 31 are connected to one another by a pressure member 32 which is located below the tension member 17 is located. This pressure member 32 is rigidly connected to the lower end of the support beam 31 and connected to the lower end of the support beam 30 via a pressure cylinder 33. The hydraulic cylinder 33 compensates for the load that is exerted on the tension member 17 by the pressure cylinder 19 could be.
Der Druckmittelzylinder 33 wird aus einer Druckmittelquelle beaufschlagt, die von der Druckversorgung des Druckmittelzylinders 19 derart abhängig ist, daß der Druck im Druckmittelzylinder 19 proportional ist. In der Achse 13 und der durch den Druckmittelzylinder 33 verlaufenden Achse 34 werden dann voneinander abhängige, nach außen gerichtete Kräfte wirksam. Diese Kräfte können durch entsprechende Wahi der Kolbendurchmesser bzw. der Flüssigkeitsdrücke gleich groß gemacht werden. In gewissen Fällen ist aber keine Gleichheit der Kräfte, sondern lediglich ein bestimmtes Kräfteverhältnis erwünscht.The pressure medium cylinder 33 is acted upon by a pressure medium source which is dependent on the pressure supply of the pressure medium cylinder 19 in such a way that the pressure in the pressure medium cylinder 19 is proportional. In the axis 13 and the axis 34 running through the pressure medium cylinder 33, mutually dependent, outwardly directed forces are then effective. These forces can be made the same by selecting the piston diameter or the fluid pressures accordingly. In certain cases, however, equality of forces is not desired, only a certain balance of forces is desired.
In Fig. 2 sind die Teile, die auch in F i g. 1 vorkommen, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet. Die obige Beschreibung gilt für diese Teile einsprechend.In FIG. 2, the parts that are also shown in FIG. 1 occur with the same reference numerals as there designated. The above description applies to these parts accordingly.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist das Zugglied 17 gelenkig mit den hier mit 40 und 4i bezeichneten Stützbalken verbunden. Die gelenkige Verbindung wird durch Bolzen 42 und 43 hergestellt. Die Längsachsen der Bolzen 42 und 43 verlaufen waagerecht und schneiden die Mittellinie des Zuggliedes 17 im rechten Winkel. Mit dem Stützbalken 40 ist der Antriebskopf 10 starr verbunden. Der Druekmiiielzylinder 19 ist einerseits am Schiebekopf 14 und andererseits am über das Zugglied 17 hinausragenden Teil des Stützbalkens 41 gelenkig befestigt.In the embodiment according to FIG. 2, the tension member 17 is articulated with the here with 40 and 4i designated support beam connected. The articulated connection is made by bolts 42 and 43. The longitudinal axes of the bolts 42 and 43 are horizontal and intersect the center line of the tension member 17 at right angles. The drive head 10 is rigidly connected to the support beam 40. The pressure cylinder 19 is on the one hand on the sliding head 14 and on the other hand on the pulling member 17 protruding Part of the support beam 41 is hingedly attached.
Zwischen den beiden Stützbaiken 40 und 41 befindet sich unterhalb der Bolzen 42 und 43 ein Druckglied 44. Dieses Druckglied 44 kann eine festgelegte Länge haben oder aber, wie in F i g. 2 dargestellt ist, längenverstellbar ausgebildet sein. Hierzu besteht dps Druckglied 44 aus zwei Teiler. 45 und 46, die an ihren zueinander weisenden Enden mit gegenläufigen Gewinden 47 und 48 versehen und durch eine Spannmutter 49 verbunden sind.A pressure member 44 is located between the two support beams 40 and 41 below the bolts 42 and 43. This pressure member 44 can have a fixed length or, as in FIG. 2 is shown, Be designed to be adjustable in length. For this purpose, the pressure element 44 consists of two dividers. 45 and 46 attached to their The ends facing each other are provided with threads 47 and 48 running in opposite directions and by a clamping nut 49 are connected.
Durch das Druckglied 44 werden um die Bolzen 42 und 43 als Drehachsen Gegenmomente erzeugt, die die vom Druckmittelzylinder 19 erzeugten Momente um die gleichen Drehachsen aufheben. Die Länge der Stützbalken 40 und 41 wird so gewählt bzw. eingestellt, daß sie etwa parallel zueinander verlaufen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird auf das Zugglied 17 kein Biegemoment ausgeübt, da dieses nur auf Zug beansprucht ist. Das Druckglied 44 stellt ein d^uckbelastetes Bauteil dar, das weit außerhalb des Maschinenrahmens liegt und dessen Biegebeanspruchung vermeidet. By the pressure member 44 counter-torques are generated around the bolts 42 and 43 as axes of rotation, which the cancel the torques generated by the pressure cylinder 19 about the same axes of rotation. The length of the support beams 40 and 41 is selected or adjusted so that they run approximately parallel to one another. As from Fig. 2 As can be seen, no bending moment is exerted on the tension member 17, since this only applies to tension is claimed. The pressure member 44 represents a pressure-loaded component that is far outside the machine frame and avoids its bending stress.
Es ist zu beachten, daß die Länge des Druckgliedes 44 nur für jeweils einen bestimmten Schweißdruck optimal ist. r*iese Länge kann der maximal möglichen Druckkraft des Druckmittelzylinders 19 angepaßt werden oder aber dem bei den zu bearbeitenden Werkstücken am häufigsten vorkommenden Schweißdruck. It should be noted that the length of the pressure member 44 is only optimal for a particular welding pressure is. This length can be adapted to the maximum possible pressure force of the pressure medium cylinder 19 or the welding pressure that occurs most frequently in the workpieces to be processed.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (4)
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| DE2065835A DE2065835C3 (en) | 1970-05-08 | 1970-05-08 | Friction welding machine |
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Publications (3)
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1970
- 1970-05-08 DE DE2065835A patent/DE2065835C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2022405B2 (en) | 1977-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EGA | New person/name/address of the applicant | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: NORTHERN ENGINEERING INDUSTRIES PLC, NEWCASTLE UPO |
|
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2645722 Format of ref document f/p: P |