ЭНЕРГОРАЗЪЕМ Российский патент 1998 года по МПК B23K37/00 

Изобретение относится к сварке, в частности к энергоразъемам, осуществляющим периодическую, подачу энергии (пневматической, электрической) к исполнительным устройствам спутников в линиях сборки-сварки кузовных узлов и кузовов автомобилей с несинхронным транспортом.

Известен узел подключения энергоносителей (см. черт N AC 8559.61.000 СБ от 30.08.93 г.) с входящими в него, в частности, пневмополумуфтами (см. черт. NN АС 8559.62.000 СБ и АС 8559.63. 000 СБ от 20.06.93 г.), разработанный ОГК станкостроения ОАО "ГАЗ" на базе энергоразъема фирмы "СИАКИ", Фракция (см. черт. N Т175В00265 от 02.87 г.). Данный узел входит в состав автоматизированной линии сборки-сварки кабин автомобиля ГАЗ 3302 ("Газель").

Известный энергоразъем включает в себя жестко закрепленную на спутнике плиту, с установленными на ней элементами базирования, выполненными в виде центрирующего и срезанного пальцев, электрическими и пневматический полумуфтами с электро- и пневморазъемами, соединенными с исполнительными устройствами, расположенными на спутнике и представляющими собой электромагниты золотников и пневмоцилиндры зажима с конечными выключателями. С другой стороны энергоразъем включает в себя "плавающую" плиту, смонтированную посредством дистанционных втулок на жесткой плите, которая в свою очередь связана с приводом возвратно-поступательного перемещения, выполненного в виде пневмоцилиндра, и с которой жестко соединены две скалки, перемещающиеся в направляющих корпуса энергоразъема. На "плавающей" плите установлены ответные центрирующему и срезанному пальцам втулки, а также ответные электрические и пневматическая полумуфты, электро- и пневморазъем которых сообщены с источниками питания, представляющими собой электрический источник питания, входящий в командоконтроллер, и сеть сжатого воздуха.

Известному энергоразъему присущи как конструктивные, так и компановочные недостатки. Во-первых, входящие в конструкцию энергоразъема пневматические полумуфты выполнены саморазъемными, что предусматривает размещение их пневморазъемов непосредственно внутри полумуфт. Это в свою очередь ведет к значительному усложнению конструкции самих пневморазъемов, требующих к тому же высокого качества их изготовления, что отражается на себестоимости полумуфт. При этом поскольку полумуфты саморазъемные, в процессе их периодической расстыковки, часть сжатого воздуха с распыленным в нем маслом под давлением выбрасывается в атмосферу, главным образом на расположенные в непосредственной близости контакты электроразъемов, что приводит к частым слоям в работе всей линии. Во-вторых, существенно возрастают габариты соединяемых плит, поскольку все стыковочные узлы ( в частности центрирующий палец с ответной ему втулкой и ответные пневмополумуфты) выполнены в виде отдельных элементов, расположенных в один ряд и на разных радиусах относительно центрирующего пальца. При этом цилиндрическая поверхность охватываемого корпуса пневмополумуфты, являясь вынужденной поверхностью базирования, в отличие от цилиндрической поверхности центрирующего пальца, являющейся основной базовой поверхностью, создает вместе с последней неопределенность базирования, т.е. этими двумя направлениями отнимается 8 степеней свободы по 4 на центрирующий палец и корпус полумуфты. Все это в конечном счете приводит к ухудшению условий стыковки, повышенному износу, закусыванию. Причем неопределенность базирования усугубляется еще наличием двух скалок, являющихся направляющими для перемещения "плавающей" плиты посредством пневмоцилиндра. При этом точка приложения силы непосредственно на "плавающую" плиту не совпадает с тем местом на ней, где проходит ось ответной втулки основного базирующего элемента, т. е. центрирующего пальца, в результате чего во время стыковки возникают изгибающие моменты, действующие как на саму "плавающую" плиту, смонтированную на дистанционных втулках на жесткой плите, так и на связанные с последней скалки и их опоры. Кроме того, поскольку центрирующий палец с ответной ему втулкой и пневмомуфта выполнены, как указывалось выше, в виде отдельных стыковочных узлов и, естественно, смещены относительно друг друга, то при включении пневмомуфты возникает сила отжима вдоль ее оси, вызывающая изгибающий момент на центрирующем пальце, осуществляющим основное базирование соединяемых плит (он отнимает 5 степеней свободы в конце хода плит). Все это также ведет к ухудшению условий стыковки, преждевременному выходу из строя энергоразъема. Вместе с тем, взаимодействие пневмополумуфт происходит уже после того, как произошло основное базирование центрирующего и срезанного пальцев в ответных им втулках, и у соединяемых плит отнято 5 степеней свободы, в результате чего, кроме неопределенности базирования, на которое указывалось выше, возрастает минимально необходимая длина хода стыковки. Следует также сказать, что размещение в один ряд и на разных радиусах относительно центрирующего пальца и ответной ему втулки электроразъемов, заведомо снижает точность стыковки последних, особенно тех из них, кто более удален от центрирующего пальца, поскольку, чем меньше отношение расстояния от центрирующего пальца до срезанного пальца к расстоянию от центрирующего пальца до какого-либо электроразъема, тем меньше точность стыковки. Таким образом, электроразъемы, находящиеся на большем от центрирующего пальца радиусе, работают в худших условиях стыковки, испытывают повышенный износ и, как уже упоминалось выше, повышают габариты энергоразъема.

Задача заявляемого изобретения состоит в устранении указанных недостатком, а именно в упрощении конструкции энергоразъема, повышении надежности его работы и получения технического результата, заключающегося в повышении точности стыковки за счет сокращения поверхностей базирования и оптимальной компановки стыковочных узлов, исключении выброса сжатого воздуха с распыленным в нем маслом на электроконтакты за счет применения стандартной аппаратуры в конструкции пневморазъема, снижении габаритов энергоразъема, уменьшении хода его стыковки.

Для решения вышеперечисленных задач и получения указанного технического результата в известном энергоразъеме, включающем в себя жестко закрепленную на спутнике плиту, с установленными на ней элементами базирования, выполненными в виде центрирующего и срезанного пальцев, электрическими и пневматическим разъемами, соединенными с исполнительными устройствами, расположенными на спутнике, а также связанную с приводом возвратно-поступательного перемещения и соединенную со скалкой, смонтированной в направляющих, "плавающую" плиту, с установленными на ней ответными центрирующему и срезанному пальцам втулками и электрическими и пневматическим разъемами, которые сообщены с источниками питания, в центрирующем пальце выполнен продольный сквозной канал, а пневморазъем представляет собой с одной стороны обратный клапан, соединяющий продольный сквозной канал центрирующего пальца с исполнительными устройствами спутника, а с другой стороны трехходовой двухпозиционный распределитель, через который ответная центрирующему пальцу втулка сообщена напорной магистралью с источником сжатого воздуха, при этом продольная ось центрирующего пальца совпадает с продольной осью скалки. Привод возвратно-поступательного перемещения энергоразъема выполнен в виде зубчато-реечной передачи, колесо которой входит в зацепление с зубьями, выполненными на скалке, а рейка связана со штоком пневмоцилиндра, при этом зубчатое колесо расположено между направляющими скалки. Сама скалка выполнена полой, с размещенным внутри ее участком напорной магистрали, связывающей ответную центрирующему пальцу втулку с источником сжатого воздуха. Кроме того, установленные на "плавающей" плите, и плите, жестко закрепленной на спутнике, ответные друг другу электроразъемы расположены от центрирующего пальца и ответной ему втулки на минимально возможном радиусе.

Выполнение в центрирующем пальце продольного сквозного канала, который напорный магистралью через стандартный обратный клапан, являющийся одним из элементов пневморазъема, соединен с исполнительными устройствами спутника, в то время как через другой элемент пневморазъема, являющийся также стандартным трехходовым двухпозиционным распределителем, ответная центрирующему пальцу втулка сообщена напорной магистралью с источником сжатого воздуха, позволяет исключить один из стыковочных узлов, а именно пневмомуфту, как таковую, с размещенным внутри ее специальным и сложным пневморазъемом. В результате этого сокращается количество посадочных поверхностей, в связи с чем устраняется неопределенность базирования, а также исключается выброс сжатого воздуха с распыленным в нем маслом на контакты электроразъемов, поскольку в качестве пневморазъема использована стандартная пневмоаппаратура, смонтированная вне непосредственно соединяемых элементов предусматривающая предварительный сброс и отвод воздуха перед расстыковкой. Вместе с тем появляется возможность оптимальной компановки стыковочных узлов за счет освободившегося из-под пневмомуфты места на соединяемых плитах. Все это ведет к упрощению конструкции энергоразъема, повышению надежности его работы и точности стыковки, при этом сокращаются габариты энергоразъема, уменьшается ход стыковки. Кроме того, выполнение подвижного в направляющих органа, на котором монтируется "плавающая" плита, в виде одной, а не двух скалок, продольная ось которой совпадает с продольной осью центрирующего пальца, а сама скалка снабжена зубьями, входящими в зацепление с колесом зубчато-реечной передачи, чья рейка в свою очередь связана со штоком пневмоцилиндра, а зубчатое колесо расположено между двумя направляющими скалки, позволяет также избежать неопределенности базирования и в то же время исключить возникновение изгибающих моментов, действующих во время стыковки и после подачи сжатого воздуха как на сами элементы базирования, так и на скалку с ее направляющими (опорами). Все это также повышает надежность и долговечность работы энергоразъема. Кроме того, выполнение скалки полой и размещение внутри ее участка напорной магистрали, представляющей собой шланг высокого давления, связывающий ответную центрирующему пальцу втулку с источником сжатого воздуха, упрощает подвод данного шланга к "плавающей" плите, а также его монтаж, не требующий применения поддерживающих роликов и цепей. Следует также сказать, что расположение ответных друг другу электроразъемов, смонтированных на "плавающей" и жестко закрепленной на спутнике плите на минимально возможном от центрирующего пальца и ответной ему втулки радиусе, позволяет значительно повысить точность стыковки, за счет уменьшения и выбора для всех электроразъемов одного минимального возможного радиуса, при этом срезанный палец и ответную ему втулку, не увеличивая общих габаритов энергоразъема, располагают на максимально возможном радиусе относительно центрирующего пальца и ответной ему втулки, чем также обеспечивается точность стыковки.

На фиг.1 показан общий вид энергоразъема с пневмосхемой его подключения; на фиг.2 фрагмент A на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.2.

Энергоразъем включает в себя жестко закрепленную на спутнике 1 плиту 2. с установленными на ней элементами базирования, выполненными в виде центрирующего пальца 3 и срезанного пальца 4. Также на плите 2 смонтированы электроразъемы 5. В центрирующем пальце 3 выполнен продольный сквозной канал 6, который через обратный клапан 7, являющийся одним из элементов пневморазъема, соединен напорной магистралью 8 с исполнительными устройствами, расположенными на спутнике 1 и представляющими собой пневмоцилиндры зажима 9 с управляющими золотниками 10. Выходы золотников сообщены с глушителями 11, а их электромагниты и конечные включатели пневмоцилиндров 9 (на чертеже не показаны) связаны с электроразъемами 5. С другой стороны энергоразъем включает в себя "плавающую" плиту 12, на которой смонтированы ответные центрирующему и срезанному пальцам втулками 13 и 14, а также электроразъем 15, связанные с электрическими источниками питания (на чертеже не показаны), причем ответные друг другу электроразъемы 5 и 15 расположены соответственно от центрирующего пальца 3 и ответной ему втулки 13 на минимально возможном радиусе. "Плавающая" плита 12 смонтирована на жесткой плите 16 и помощью двух дистанционных распорок, одна из которых распорка 17, а функцию другой выполняет ответная срезанному пальцу 4 втулка 14, причем "плавающая" плита 12 выставлена в номинальном положении, как показано на чертежах. Плита 16 жестко закреплена на скалке 18, смонтированной в направляющих 19. при этом продольная ось скалки совпадает с продольной осью центрирующего пальца 3. К тому же скалка 18 выполнена полой с проходящим внутри ее участком напорной магистрали 20, которая через трехходовой двухпозиционный пневмораспределитель 21, являющийся вторым элементом пневморазъема, связывает ответную центрирующему пальцу втулку 13 с источником сжатого воздуха 22. Привод возвратно-поступательного перемещения подвижной части энергоразъема выполнен в виде зубчато-реечной передачи, колесо которой 23 входит в зацепление с зубьями, выполненными на скалке 18, а рейка 24 связана со штоком пневмоцилиндра 25.

Энергоразъем работает следующим образом.

После остановки и фиксации на одной из рабочих позиций спутника 1 с жестко закрепленной на нем плитой 2. к последней, с помощью пневмоцилиндра 25, зубчато-реечной передачи 23-24 и скалки 18 осуществляется подвод "плавающей плиты 12. Конфигурация центрирующего пальца 3 выбрана таким образом, чтобы по пути сначала происходило центрирование "плавающей" плиты 12 на плите 2, за счет начальной фаски и узкого центрирующего пояска на пальце 3. Провал по диаметру за центрирующим пояском дает возможность "плавающей" плите 12 поворачиваться в пределах заданных зазоров. Таким образом, вначале, при взаимодействии центрирующего пальца 3 с ответной ему втулкой 13, происходит центрирование "плавающей" плиты 12 (у последней отнимаются 2-е степени свободы). Затем, по мере продвижения втулки 13 по пальцу 3 и прохождении на последнем второй фаски, происходит базирование по длинной цилиндрической поверхности и узкому пояску центрирующего пальца 3 (отнимаются еще 2-е степени свободы, в сумме с двумя предыдущими 4-е). После этого, при дальнейшем ходе "плавающей плиты 12, в контакт вступают срезанный палец 4 и ответная ему втулка 14, в результате чего отнимается 5-я степень свободы (проворот "плавающей" плиты 12 на центрирующем пальце 3). К этому моменту вступают во взаимодействие ответные друг другу электроразъемы 5 и 15 и происходит запитка электросхемы. Дальнейший ход до упора в торец центрирующего пальца 3, либо до упора поршня в крышку пневмоцилиндра 25. У "плавающей" плиты 12 отнимается 6-я степень свободы и происходит ее окончательная стыковка с плитой 2. жестко закрепленной на спутнике 1. После этого поступает команда на переключение трехходового двухпозиционного пневмораспределителя 21 и сжатый воздух от источника 22, по напорной магистрали 20, через втулку 13 и сквозной канал 6 центрирующего пальца 3, а затем через обратный клапан 7 и по напорной магистрали 8 поступает в пневмоцилиндры 9. Последовательность срабатывания пневмоцилиндров 9 (их может находиться на спутнике более 50-ти) определяется конкретным технологическим процессом, предусмотренным на данной рабочей позиции. После завершения этого процесса, дается команда на переключение пневмораспределителя 21 в исходное положение, и часть сжатого воздуха, находящегося между обратным клапаном 7 и пневмораспределителем 21, через выход последнего отводится из непосредственной зоны стыковки. После этого дается команда на отвод подвижной части энергоразъема и происходит его расстыковка. Цикл завершен.

Изобретение относится к сварке, в частности к энергоразъемам, осуществляющим периодическую подачу энергии (пневматической, электрической) к исполнительным устройствам. Задача изобретения состоит в упрощении конструкции энергоразъема, повышении надежности его работы и получении технического результата, заключающегося в повышении точности стыковки. Для этого в центрирующем пальце, установленном на плите, жестко закрепленной на спутнике, выполнен продольный сквозной канал, который напорной магистралью через обратный клапан, являющийся одним из элементов пневморазъема, соединен с пневмоцилиндрами зажима, расположенными на спутнике. С другой стороны ответная центрирующему пальцу втулка, смонтированная на "плавающей" плите, напорной магистралью, участок которой проходит внутри полой скалки, соединена через пневмораспределитель, являющийся вторым элементом пневморазъема, с источником сжатого воздуха. При этом продольная ось центрирующего пальца совпадает с продольной осью скалки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Энергоразъем, содержащий жестко закрепленную на спутнике плиту, с установленными на ней элементами базирования, выполненными в виде центрирующего и срезанного пальцев, электрические и пневматические разъемы, соединенные с исполнительными устройствами, расположенными на спутнике, а также соединенную с приводом возвратно-поступательного перемещения и соединенную со скалкой, смонтированной в направляющих, плавающую плиту, с установленными на ней ответными центрирующему и срезанному пальцам втулками и электрическими и пневматическими разъемами, которые соединены с источниками питания, отличающийся тем, что он снабжен обратным клапаном и пневмораспределителем, а в центрирующем пальце выполнен продольный сквозной канал, который с одной стороны через обратный клапан и напорную магистраль соединен с исполнительными устройствами спутника, а с другой стороны через ответную центрирующему пальцу втулку, напорную магистраль и пневмораспределитель канал соединен с источником сжатого воздуха, при этом продольная ось центирующего пальца совпадает с продольной осью скалки. 2. Энергоразъем по п.1, отличающийся тем, что привод возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде зубчато-реечной передачи, колесо которой входит в зацепление с зубьями, выполненными на скалке, а рейка соединена со штоком пневмоцилиндра, при этом зубчатое колесо расположено между направляющими скалки. 3. Энергоразъем по п.1, отличающийся тем, что ссылка выполнена полой, с размещенным внтури нее участком напорной магистрали, соединяющей ответную центрирующему пальцу втулку с источником сжатого воздуха. 4. Энергоразъем по п.1, отличающийся тем, что ответные друг другу электроразъемы, установленные на плавающей и жестко закрепленной на спутнике плите, расположены от центрирующего пальца и ответной ему втулки на минимально возможном радиусе.