DE6940506U

DE6940506U - Vorrichtung zum friktionsschweissen

Info

Publication number: DE6940506U
Application number: DE19696940506
Authority: DE
Original assignee: Steelweld Ltd
Current assignee: Steelweld Ltd
Priority date: 1968-10-18
Filing date: 1969-10-17
Publication date: 1970-01-15
Also published as: GB1223576A; DE1952479A1; FR2021045A1

Description

dipping. H. LEINWEBER dipping, Η. ZIMMERMANN

PotitOMdcXonte: Banf-ICofttes TeUfon TeJ.-Adr.

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_den 17. Oktober 1969 Z/Va/Ri/Io

STEELWElD LIMITED¹, Grantham, Lincolnshire/England Vorrichtung zum Friktionsschweißen

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Friktionsschweißen.

Beim Friktionsschweißen werden die miteinander zu verbindenden Werkstücke unter Druck zusammengebracht und relativ zueinander gedreht, bis sie durch die Reibung an ihren Kontaktflächen örtlich auf Schweißtemperatur erhitzt sind, woraufhin die Relativdrehung gestoppt und der Druck erhöht wird, um die erhitzten Werkstückeaneinanderzuschmieden und eine Schweißung herzustellen. Ein solches Schweißverfahren wird beispielsweise dazu verwendet, um stangen- oder rohrförmige Werkstücke miteinander zu verbinden. In jedem Fall wird an der Schweißstelle Metall herausgepreßt, so daß bei Werkstücken mit kreisförmigem Querschnitt der Durchmesser örtlich vergrößert wird. Bei rohrförmigen Werkstücken wird das Metall auch örtlich nach innen gepreßt, wodurch der Bohrungsdurchmesser verringert wird.

Durch die Neuerung wird eine Vorrichtung geschaffen, durch die das ausgetretene Metall entfernt wird.

Gemäß der Neuerung ist an einer Friktionsschweißmaschine ein Scherwerkzeug koaxial zu den Werkstücken befestigt, durch das das außen oder innen ausgetretene heiße netall entfernt wird. Die Vorrichtung ist ferner mit eines Mechanismus vsrsehss, der unsittslbar nach Bändigung der Schveißung betätigbar ist, um das Werkzeug axial zu den Werkstücken unter starkem Anschlag in Kontakt mit dem ausgetretenen Metall zu bringen, um dieses zu entfernen.

Das Werkzeug zum Entfernen von außen ausgetretenem Metall ist zweckmäßigerweise ringförmig ausgebildet und umgibt eines der Werkstücke. Das Werkzeug zum Entfernen von innen ausgetretenem Metall ist vorzugsweise massiv und weist an einem Ende eine ringförmige Schneidkante auf.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Neuerung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Entfernen von nach außen ausgetretenem Metall,

Fig. 2 eine Vorrichtung zxm Entfernen von nach innen ausgetretenem Metall und

Fig. 3A und 3B sowie 4A und 4B Draufsichten bzw. Schnittansichten verschiedener Formen des Scherwerkzeugs zur Verwendung mit der Vorrichtung nach Fig. 1.

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Fig. 1 zeigt miteinander zu verbindende Werkstücke IQ, 11, dia in einem; üiicht drehbaren Spannfutter 12 bzw. einem drehbaren Spannfutter 13 gehalten werden. Eines dieser Spannfutter ist verschiebbar, um die Werkstücke unter axialem Druck zusammenzubringen.

Die Vorrichtung zum Entfernen des von den Werkstücken ausgetretenen Metalls besteht aus einem ringförmigen Scherwerkzeug 14, das so angeordnet ist, daß es das Werkstück 10 in dem nicht drehbaren Spannfutter 12 im Bereich des Endes umgibt, an des es mit den Werkstück 11 verschweißt werden soll. Ferner weist die Vorrichtung einen Mechanismus auf, der unmittelbar nach Beendigung des Schweißens betätigbar ist, um das Scherwerkzeug 14 unter starkem Anschlag mit dem ausgetretenen Metall in Berührung zu bringen.

Bei der dargestellten Konstruktion ist das Scherwerkzeug 14 in einer ringförmigen Trägerplatte 15 befestigt, die von Stangen 16 in dem das drehbare Spannfutter 13 tragenden Maschinenrahmen 18 gleitbar gehalten wird und die durch Schraubenfedern 17, die auf die Stangen 16 aufgebracht sind, vom Maschinenrahmen 18 weg auf das nicht drehbare Spannfutter 12 zu gedrückt wird.

Der Mechanismus zum Bewegen des Scherwerkzeugs 14 besteht aus einer ringförmigen Platte 19, die an den Enden von Stangen 20 befestigt ist, die in einem das nicht drehbare Spann-j futter 12 tragenden Rahmen 21 gleitbar angeordnet sind, ferner | aus einer Amboßplatte 22 an den entgegengesetzten Enden der ! Stangen und aus einem Hammermechanismus 23, der einen Kopf 24 j aufweist, der sich normalerweise in einem Abstand von der

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Äaboßplatte 22 befindet. Wenn der Hammermechanismus 23 betätigt wird, schlägt der Kopf 24 gegen die Amboßpiatte 22, wodurch sie und damit das Scherwerkzeug 14 im Sinne der Zeichnung nach rechts bewegt werden und das ausgetretene Metall entfernt vird.

Bas Scherwerkzeug 14 kann die in Fig. 5 gezeigte Form aufweisen, bei der es an seiner Stirnfläche mit einem sich über ΑΛΛ TWvM^VVVWk Α-£*ΆΆΥ« ΑΊΛΑ T ^A/VA U* AW J3 A«V Ct^/<kl i eck» Od w/wwmaIvaw ΐ —- X

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Werk^eugform zerteilt zuerst das ausgetretene Metall an diametral entgegengesetzten Punkten und entfernt es dann in zwei feilen. Auf diese Weise bleibt kein loser Metallring auf den Merkstücken zurück. Der Winkel des Spaltzahns 25 ist je nach dem verwendeten Metall verschieden.

Das Scherwerkzeug kann auch eine andere Form, wie in Fig. 4 dargestellt, aufweisen, bei der die Stirnfläche stumpfkegelig ausgebildet ist. Diese Werkzeugform wird insbesondere verwendet, wenn die Werkstücke aus hochqualifiziertem Metall, wie Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt, bestehen, und wenn sie dazu bestimmt ist, die ringförmige Ausscheidung zu zerbrechen· ,

Fig. 2 zeigt rohrförmige Werkstücke 30, 31, die in Spannfuttern 32, 33 gehalten werden. In einem dieser Spannfutter ist ein Kolben 34 befestigt, dessen Kopf 35 dadurch als Scherwerkzeug ausgebildet ist, daß er ein konkaves Ende mit einer Umfangsschneidkante 36 aufweist. Das entgegengesetzte Ende des Kolbens 34 trägt einen Amboß 37 und ist von einer Rückstellfeder 38 umgeben,, die normalerweise den Kopf 55 außerhalb des Schweißbereichs hält.

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Durch die Vorriehtimg gemäß der leuerung wird sichergestellt, daß das ausgetretene Metall entfernt wird, solange
sich das Metall fast noch in einem formbaren Zustand "befindet, ohne daß der Arbeitszyklus der Schweißmaschine wesentlich Terj längert wird. Die Ausscheidung kann "bis auf enge Toleranzen
entfernt werden, so daß die Verbindung nur noch ein abschliessendes Schleifen erfordert.

Claims

Sehutzansprueihe :

1. Friktioiis schwemmvorrichtung mit relativ zueinander drehbaren und axial zueinander bewegbaren Spannfuttern für Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daS ein Scherwerkzeug (14; 35) an der Vorrichtung koaxial sit den Spannfuttern (12, 13; 32, 33) befestigt ist, das zum Entfernen von außen oder innen ausgetretenem heißem Metall geeignet ist, und daß die Vorrichtung sät einem Mechanismus Yersehen ist, der unmittelbar nach Beendigung des SchweiBens zum Bewegen des Scherwerkzeugs (14; 35) axial zu den Spannfuttern (12, 13; 32, 33) in eine Berührung mit dem ausgetretenen Metall u^ter starken Anschlag und damit zum Entfernen des ausgetretenen Metalls beiätigbar ist.

2» Friktionssehweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Scherwerkzeug (14; 35) durch einen Hammermechanismus (23, 24) zum Bewirken des Schervorgangs axial bewegbar ist.

3. Friktionsschweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein imboß (22; 37), der an einem Bauteil

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(19, 20; 34) befestigt ist, mit dem das Scherwerkzeug (14; 35) axial bewegbar ist, durch den Hammermechanismus (23, 24) beaufschlagbar ist.

4. Friktionsschweißvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen des außen ausgetretenen Metalls das Scherwerkzeug (14) ringförmig ausgebildet ist und von einer ringförmigen Platte (15) getragen wird, die zum Halten des Scherwerkzeugs (14) bim zur Betätigung des Hammermechanismus (23, 24) außerhalb des Schweißbereichs mit Federn (17) belastet ist (Fig. 1).

5. Friktionsschwelßvorrichtung nach inspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen des innen ausgetretenen Metalls das Scherwerkzeug auf einem in einem Spannfutter (32)

ist
gleitharen Kolben (34) befestigt/ der an einem Ende mit einem Schneidkopf (35) und am anderen Ende mit dem Amboß (37) versehen ist und der zum Halten des Schneidkopfes (35) in Hormalsteilung außerhalb des Schweißbereichs mit einer Feder (38) belastet ist (Fig. 2).