Zariadenie na spojenie prinajmenšom dvoch platní trecím zváraním prostredníctvom spojovacieho prvku so zariadením na meranie aplikovanej sily a dĺžky posunu počas spájania

Číslo patentu: E 15015

Dátum: 16.08.2010

Autori: Christ Eberhard, Werkmeister Marco, Thiem Jörg

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 vynález sa týka zariadenia na spájanie prinajmenšom dvoch platní, z ktorých nosná platňa vykazuje vyššiu pevnosť ako na nej ležiaca nesená platňa, prostredníctvom spojovacieho prvku uvádzaného do rotácie rotačnou posuvnou jednotkou. ktorý nákružkom pritláča nesenú platňu k nosnej platni a svojim driekom vytvorí spojenie trecim zváraním k nosnej platni ( pozrite nárok 1).0002 Na zhotovenie spojenia trecím zváraním medzi čapom a piatňou sa už použilo zariadenie podľa DE 10 2004 034 498 A 1, prostredníctvom ktorého sa čap uvedený do rotácie prostredníctvom rotačnej posuvnej jednotky pritláča na platňu takým počtom otáčok a takým tlakom,že pri vznikajúcom zohriatí v dôsledku trenia medzi čapom a piatňou dochádza v dotykovej oblasti s piatňou k nataveniu čapu a aj na tomto mieste dochádza k nataveniu povrchu platne, čím sa iniciuje proces trecieho zvárania, ktorý je signalizovaný náhlym znížením trenia medzi čapom a piatňou a stým spojeným poklesom rotačného momentu, takže za zachovania tlaku čapu na platňu a ochladenia miesta trenia sa uskutočňuje proces trecieho zvárania. Zariadenie je na tento účel vybavené snímačom posuvu, snímačom rotačného momentu a snímačom prltlačnej sily, aby bolo možné tieto dáta sprostredkovať do ovládania, ktoré potom na základe stanovenia týchto nameraných dát príslušne reguluje rotačné posuvné zariadenie a uvedie ho do stavu pokoja, aby sa umožnilo stuhnutie vytvorenej taveniny a týmto sa deñnitívne trecím zváraním vytvorilo spojenie.0003 Takéto osobitné spojenie trecím zváraním je opísané a zobrazené v DE 196 20 814 A 1. Pri spojení trecím zváraním publikovanom v tomto spise ide o kompozit z troch telies,pozostávajúci z plošného kovového dielu a kovovej podložky, ktoré sú spojené prostredníctvom spojovacieho telesa tým, že spojovacie teleso sa za rotácie pritlači na plošný kovový diel, tento sa v oblasti spojovacieho telesa privedie k taveniu a prenikne ku kovovej podložke, s ktorou sa potom spojovacie teleso trecím zváraním spojí. Cez golier prípadne nákružok spojovacieho telesa tento tlačí na plošný kovový diel, pričom jeho driek, ktorý prenikol cez plošný kovový diel, sa trecím zváraním spojí s kovovou podložkou, čím je kompozit viacerých telies vzájomne pevne spojený prostredníctvom spojovacieho telesa.0004 Na zhotovenie takéhoto kompozitu viacerých telies a na umožnenie použitia praktického spôsobu pri tomto je nevyhnutné v závislosti od materiálov spájaných platní priložit spojovacie teleso s určitým tlakom na plošný kovový diel, aby sa jeho materiál začal taviť a potom mohol preniknút aj do kovovej podložky, kde trecim zváraním vznikne spojenie. Pri tomto sa zakaždým potrebné počty otáčok a tlaky v nonnálnom prípade zisťujú pokusmi, takto zistené hodnoty priebehu počtu otáčok a priebehu tlaku sa potom ako optimálne môžu dodržať v prevádzke počas procesu spájania, aby sa trecím zváraním mohlo vytvoriť dostatočne pevné spojenie.0005 Úlohou vynálezu je navrhnúť zariadenia na spojenie prinajmenšom dvoch platní prostredníctvom spojovacieho prvku, kde sa môžu voliteľné nastavit príslušné prevádzkové parametre, predovšetkým počet otáčok, posuv a posuvný tlak, pričom treba tiež zohľadniť aj rôzne materiály, pretože procesom trecieho zvárania sa môžu pevne spojit tak kovové dosky, ako aj plastové dosky. V tu diskutovanom prípade spojenia dvoch platní musí nosná platňa vykazovať-2 vyššiu pevnosť ako na nej Iežiaca nesená platňa.0006 Problém bol vyriešený prostrednictvom zariadenia typu uvedeného v úvode, ktorý sa vyznačuje tým, že rotačná posuvnájednotka je vybavená meracím zariadením, ktoré meria tak axiálnu silu aplikovanú rotačnou posuvnou jednotkou, ako aj príslušnú dĺžku posunu, a pri dosadnutí drieku spojovacieho prvku na nesenú platñu sa signalizuje nárast tlaku, vznikajúci pri tomto, ktorý týmto prepne rotačnú posuvnújednotku, ktorej posuv je možné nastavit na prinajmenšom tri po sebe nasledujúce stupne spájania, pričom prvý stupeň je nastavený na prienik cez nesenú platňu. druhý stupeň je nastavený na trecie zvarenie drieku s nosnou platňou a tretí stupeň ukončí proces trecieho zvárania zvýšením axiálnej sily spojovacieho prvku na nosnú platňu.0007 Rotáciou sa tlačí na plošný kovový diel, tento sa začne v oblasti spojovacieho telesa tavit a preniká do kovového podkladu, s ktorým sa potom spojovacie teleso trecím zváraním spojí. Cez golier prípadne nákružok spojovacieho telesa tento tlačí na plošný kovový diel, pričom jeho driek, ktorý prenikol cez plošný kovový diel, sa trecím zváraním spojí s kovovou podložkou, čím je kompozit viacerých telies vzájomne pevne spojený prostredníctvom spojovacieho telesa.0008 V publikácii Fachbeiträge Untersuchung zur Anwendbarkeit des Reibbolzenschweílłens (DVS Verlag Düsseldorf, DE, zväzok 46, č. 7,1. júl 1994 (1994-07-01),strany 319 - 324, XP 000457270, ISSN 0036 - 7184, sa opisuje spôsob čapového trecieho zvárania asíce vo velmi všeobecnej forme bez toho, aby sa bližšie uviedli predovšetkým podrobnosti stvárnenia trecieho zvárania za pohybu trecieho zvárania, ktoré sú ale v tejto súvislosti rozhodujúce a vysvetlia sa nižšie (základ predvýznakovej časti nároku 1).0009 Ďalej existuje US 3,477,115, ktorý taktiež veľmi všeobecným spôsobom zobrazuje spojenie dvojice platní trecím zváraním bez toho, aby tu boli bližšie opísané znaky jednotlivých krokov prieniku cez hornú platñu vedením čapu trecieho zvárania k ďalšej platni, čo je ale v tejto0010 Prostredníctvom vyššie uvedeného daného zariadenia sa môže nastavit rotačný posuv nevyhnutný pre proces trecieho zvárania individuálne vzhľadom na dĺžku posunu a za zohľadnenia materiálu spájaných platní, to znamená, že v závislosti od hrúbky spájaných platni sa rotačným posuvom účinne pôsobí počas dĺžky kroku, ktorá je prispôsobená na hrúbku spájaných platní, ako aj na ich materiál. Týmto spôsobom sa vychádzajúc zo známej hrúbky spájaných platní za zohľadnenia ich materiálu stanoví dĺžka dráhy, ktorú po stupňoch absolvuje rotačný posuv a uskutočňuje sa zariadením, a automaticky sa prostredníctvom spojovacieho prvku vytvorí požadované spojenie medzi platňami. Proces spájania je podľa vynálezu rozdelený do troch stupňov, ktoré prebiehajú z východiskovej polohy rotačného posuvu, pri ktorom sa cez spojovací prvok uskutoční zakaždým odlišné spracovanie materiálu platni. Pri východiskovej polohe ide o to,aby sa rotačný posuv najskôr dostal z počiatočnej polohy tým, že pri dosadnutí spojovacieho prvku na nesenú platñu vznikne na rotaćnom posuve nárast tlaku, ktorý vytvára počiatočný signál pre nasledujúce tri stupne posuvu spojovacieho prvku. Vďaka schopnosti zariadenia zistiť meracím zariadením prislúchajúcim k rotačnej posuvnej jednotke príslušnú polohu spojovacieho prvku, sapotom meraním absolvovaného posuvu v troch po sebe nasledujúcich stupňoch môže príslušne ovládať spojovací prvok, ktorý potom nevyhnutne uskutoční ním realizované stupne a tým na záver iniciuje proces trecieho zvárania na spojenie s nosnou platňou. Dĺžka prvého stupňa je tu nastavená tak, aby zodpovedala dĺžke prieniku cez nesenú platňu, následne potom sa v nasledujúcom druhom stupni uskutoční trecie zváranie drieku s nosnou platňou. následne potom sa v treťom stupni za tlaku rotačnej posuvnej jednotky ukončí proces trecieho zvárania tým, že sa spojovací prvok stlačí na nosnú platňu.0011 Týmto sa potom proces spájania obidvoch platní prostredníctvom trecieho zvárania kontrolovanou realizáciou ukončí.0012 Aby sa pri vyššie opísanom procese pôsobenia spojovacieho prvku na platne odstránilo znečistenie alebo povlak, ktoré sú eventuálne prítomné na nosnej platni, je výhodné v medzistupni medzi prvým a druhým stupňom regulovať rotačnú posuvnú jednotku tak, aby táto otáćala spojovacim prvkom s pozmeneným počtom otáčok a pozmenenou axiálnou silou vporovnaní sprvým stupňom, takže vtomto medzistupni sa povrch nosnej platne vistej miere očistí, čim sa príslušne pripraví trecie zváranie v druhom stupni. Zmeny závisia od pevnosti povlaku nosnej platne.0013 Zariadenie je vhodné predovšetkým na spájanie nosnej platne pozostávajúcej z ocele s platňou nesenou na nej z ľahkého kovu trecím zváraním. Pri tomto v prvom stupni cez nesenú platňu pozostávajúcu z ľahkého kovu prenikne spojovací prvok, ktorý nataví nesenú platňu vjej oblasti na to, aby mohol byť následne natavený povrch nosnej platne, a tým sa inicioval proces trecieho zvárania medzi spojovacim prvkom a nosnou platňou.0014 Vhodne je navrhnutý v tomto prípade spojovací prvok, ktorý je tiež vyrobený z ocele. Avšak možné je aj to. že platne, ako aj spojovací prvok sú vyrobené z plastu. Spojovací prvok je rotačnou posuvnou jednotkou v prvom stupni ovládaný tak, aby sa v prvom stupni uskutočnil posuv spojovacieho prvku cez hrúbku nesenej platne, pričom je nastavený taký počet otáčok, pri ktorom v dôsledku vznikajúceho ohrevu trením tečie materiál nesenej platne v oblasti spojovacieho prvku.0015 Rotačné posuvné zariadenie potom v druhom stupni otáča spojovacim prvkom zníženým počtom otáčok a so zvýšenou axiálnou silou v porovnaní s prvým stupňom, takže sa0016 Aby sa potom vtretom stupni mohlo dokončiť spojenie trecím zváraním medzi spojovacim prvkom a nosnou platňou. vhodné je v treťom stupni nastaviť rotáciu rotačného posuvu na nulu, pričom rotačná posuvná jednotka pôsobí tlakom na spojovací prvok za jeho pritlačenia na nosnú platňu, čím sa spojovací prvok a natavený povrch nosnej platne za pösobiaceho axiálneho tlaku vzájomne pevne spoja.0017 Na obrázkoch je zobrazený jeden príklad uskutočnenia vynálezu. Zobrazuje tuobrázok 1 celkové zariadenie s rotačnou posuvnou jednotkou a meracím zariadením, 4 obrázok 2 zariadenie sdvomi vzájomne spájanými platňami ajedným spojovacím prvkomnasadeným na nosnej platni, obrázok 3 rovnaké stvárnenie ako je zobrazené na obrázku 2, ale so spojovacim prvkom, ktorýprenikol do nosnej platne (stupeň 1), obrázok 4 stvárnenie podobné obrázku 3, ale scbrúseným kužeľom na prednej strane spojovacieho pNku (medzistupeñ), obrázok 5 rovnaké stvárnenie ako je zobrazené na obrázku 4, ale so spojením trecím zváraním medzi spojovacim prvkom a nosnou platňou (stupeň 2), obrázok 6 rovnaké stvárnenie ako je zobrazené na predchádzajúcich obrázkoch ako hotový0018 Na obrázku 1 je v principiálncm zobrazení zobrazené zariadenie podľa vynálezu,ktoré zodpovedá stvárneniu zariadenia na trecie zváranie konštrukčných dielov podľa DE 10 2004 034 498 A 1. Zariadenie podľa vynálezu vykazuje ovládanie 13, ktorým sú ovládané mechanické časti zariadenia, teda predovšetkým rotačná posuvná jednotka 11, ktorá je usporiadané posuvne v relácii k stacionárnemu rámu 12 vjej pozdĺžnom smere. Rotačná posuvná jednotka 11 vykazuje zdvihadlo 7 na spodnej strane ktorého je zakaždým uchytený a za axiálneho tlaku do rotácie uvádzaný spojovací prvok 5. Pridržiavač 4 zaisťuje, aby vzájomne spájané platne, sice nosná platňa 1 a nesená platňa 2, pevne priliehali, zatial čo spojovací prvok 5 je za rotácie atlaku priložený k nesenej platni 2. Prísiušnú polohu zdvíhadla 7 a tým spojovacieho prvku 5 udáva0019 Na obrázku 2 sú zobrazené nosná platňa 1 a na nej ležiaca nesená platňa 2, ktoré majú byt vzájomne spojené. Platňa 1 pozostáva napríklad z ocele, platňa 2 zľahkého kovu,napríklad hliníka. Medzi platňami 1 a 2 je naznačená vrstva 3, ktorá zobrazuje ochrannú vrstvu nanesenú na nosnú platňu 1, prípadne vrstvu znečistenia alalebo lepidla. Na nesenej platni 2 je nasadené zariadenie na spájanie obidvoch platní 1 a 2, a síce pridržiavač 4, ktorý tlačí na nesenú platňu 2, a tým ju pritláča k nosnej platni 1, ktorá - ako nie je zobrazené -leží určitým spôsobom na podložke. V pridržiavači 4 je vedený spojovací prvok 5, ktorý na svojom konci odvrátenom od platne 2 vykazuje nákružok 6, ktorého význam sa nižšie podrobnejšie vysvetlí. Na nákružok 6 tlačí len schematicky zobrazené zdvihadlo 7 zariadenia na spájanie dvoch platní prostredníctvom trecieho zvárania (pozrite napríklad obrázok 1), pričom cez vybranie 8 tvaru torx a príslušným záberom vychádzajúcim zo zdvíhadla 7 prenáša rotujúce zdvihadlo 7 na spojovací prvok 5 rotačný moment.0020 Až doteraz ide o známe usporiadanie.0021 Spojovací prvok 5 je zobrazený na obrázku 2 v polohe, keď jeho hrot 9 práve dosadá na nesenú platňu 2. Toto dosadnutie sa rozpozná prostredníctvom meracieho zariadenia 14 zobrazeného na obrázku 1, ktoré podľa vynálezu spolupracuje so zariadením, a síce náhlym zachytenim spojovacieho prvku 5 pri jeho posúvaní k nesenej platni 2, čo sa využíva ako signál,aby v zariadení automaticky začala byt poháñaná rotačná posuvnájednotka 11, ktorá uvedie do

MPK / Značky

MPK: B29C 65/06, F16B 37/06, B23K 20/12

Značky: zariadenie, dvoch, posunu, prinajmenšom, dĺžky, zariadením, počas, spojenie, zváraním, platní, třecím, meranie, prostredníctvom, spojovacieho, prvků, aplikovanej, spájania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e15015-zariadenie-na-spojenie-prinajmensom-dvoch-platni-trecim-zvaranim-prostrednictvom-spojovacieho-prvku-so-zariadenim-na-meranie-aplikovanej-sily-a-dlzky-posunu-pocas-spajania.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na spojenie prinajmenšom dvoch platní trecím zváraním prostredníctvom spojovacieho prvku so zariadením na meranie aplikovanej sily a dĺžky posunu počas spájania</a>

Podobne patenty