专利名称：可变容量的斜盘式压缩机用活塞的摩擦搅动焊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摩擦搅动焊的装置，其用于为容量可变的斜盘式压缩机制造活塞。更具体来讲，本发明涉及这样一种为可变容量的斜盘式压缩机制造活塞的摩擦搅动焊装置其可通过摩擦搅动焊将两活塞构件的圆形截面整体地焊接，且无需在活塞构件的被焊接部分上形成一个孔洞，由此可提高焊接部分的耐久性，且不论活塞构件的外径为何尺寸，都能容易地焊接活塞构件。
背景技术：
通常，车用制冷设备中的可变容量的斜盘式压缩机包括前、后壳体，在两壳体中形成了一些密闭的空间，这些空间例如为曲轴室、吸入室、排出室等；一气缸体，其被安装在前、后壳体之间，并在其圆周方向上设置有多个气缸孔；一驱动轴，其可转动地安装在气缸体的中央部位处；一凸耳板和一斜盘，它们分别被安装在驱动轴上；多个活塞，它们通过滑靴沿斜盘的圆周进行连接；一阀单元，其被布置在气缸体与后壳体之间；一控制阀，其用于控制活塞的运动；以及一弹簧，其被弹性地安装在斜盘上，用于在凸耳板不转动时将斜盘支撑在最小的斜角状态。
在这样的可变容量的斜盘式压缩机中，在对制冷剂进行压缩的过程中，活塞的自重起到惯性质量的作用，会阻止活塞产生往复运动，由此会使压缩效率降低。为了解决上述问题，近些年来用轻质材料来制造活塞，并将活塞中的一部分制成中空的，从而能进一步减轻重量。
通常的作法是，为了制造中空的活塞，相互独立地模制一第一活塞构件和一第二活塞构件，其中，第一活塞构件具有一桥接件，其具有一滑靴容座，用于在其中设置将活塞与斜盘连接起来的滑靴，且第二活塞构件具有一中空部件。之后，在经过机加工之后，对第一、第二活塞构件临时地接合起来，而后，将第一、第二活塞构件上的被接合表面执行焊接，并利用真空条件下的电子束焊接使它们相互粘合起来。
但是，常规的中空活塞制造方法存在几个问题必须要对被接合表面进行精确的加工处理；将第一、第二活塞构件组装到一起将花费很多工时；且对第一、第二活塞构件的加工也是复杂而困难的，因而，这将会降低生产率，并使废品率变得很高。另外，常规的中空活塞制造方法还存在的另一个问题是由于在执行电子束焊接的步骤中，在活塞内部会形成一些细微的孔洞，所以会降低活塞的耐久性。常规的中空活塞制造方法还存在的一个问题是由于制冷剂和润滑油会经细微孔洞渗漏到中空部分内，所以，制冷剂和润滑油会出现短缺。尤其是，普通的中空活塞制造方法存在这样的问题由于在执行电子束焊接时，活塞上的焊接区域必须要被保持在高真空度的条件下，所以维修成本和制造成本都会增加。
为了解决上述问题，第0959227号欧洲专利公开文件包括了一种摩擦焊方法，在该方法中，在第一活塞构件和第二活塞构件被模制成之后，在第一、第二活塞构件的前表面上分别制出平行的对接表面，然后，在大气环境中，在两对接表面相互对置的状态下，利用由第一、第二活塞构件相互摩擦所产生的摩擦热而制出一中空活塞部分。
但是，在上述常规方法的条件下，由于对接表面是平面，而两对接表面的平面度之间存在微小的差异，所以焊接温度在对接表面上的分布并不均匀。另外，由于在第一、第二活塞构件的对接表面上各点之间存在角速度差，所以，温度和焊接强度在朝向活塞外圆周的方向上是逐渐增大的。但是，在焊接之后，随着机加工过程将活塞的外周层去除掉，剩余部分的焊接强度就变得较低了。
另外，第5460317号美国专利公开了一种摩擦搅动抵接焊的方法，该方法不同于上述的摩擦焊接方法。在第5460317号美国专利中，在一连续或基本连续的材料表面上设置一个探头，该探头材质的硬度大于上述材料的硬度。在使上述材料与探头相互接触之后，探头会插入到该材料中，与此同时，在探头与材料之间产生相对的周期运动。利用周期运动所产生的热量，使探头周围的材料形成一个塑化区。然后，通过使材料凝固而将其粘合起来。
这种摩擦搅动抵接焊的优点在于其缺陷率很低-其中的缺陷例如是由热扭曲造成的变形；且不受材料的限制。但是，摩擦搅动抵接焊方法也存在一个缺点在执行摩擦焊之后，探头会在材料之间的摩擦部分中形成一个孔洞。
如图8所示，在制造一活塞1的过程中，该摩擦搅动抵接焊方法的一个缺点在于由于在带有桥接件2的第一活塞构件3与第二活塞构件4之间的摩擦部分-即焊接部分中形成了一个孔洞5，在摩擦焊之后的涂敷过程中，无法形成厚度均匀的涂敷层，所以会使焊接部分的耐久性变差。
也就是说，由于在活塞1的往复运动过程中，用于可变容量的斜盘式压缩机的活塞1的第二活塞构件4会与气缸孔的内表面发生刮擦，为了改善抗磨损性和提高第二活塞构件4外圆周的密封性，要在包含焊接部分的第二活塞构件4的外周面上形成一层均匀的涂膜，这样，磨损过程就变为了一个后处理(post-process)。因而，如上所述，如果在两活塞构件的焊接部分中形成了一个孔洞，则涂敷的液体就会渗流到该孔洞中。当在此条件下执行塑性加工时，在孔洞5的位置处就会形成一个升高的部分，从而使涂膜成为不均匀的。因而，磨损过程的进行将是异常的，从而导致耐久性的降低。
上述的摩擦搅动抵接焊方法还存在另一个缺点当探头被插入到两部件之间的焊接部分中时，由于压力的作用，可能会造成两部件发生弯曲变形，因而很难制造要求具有精确外径的活塞。
为防止该弯曲变形，日本专利公开文件平11-156560公开了一种能防止活塞构件发生弯曲变形的摩擦搅动焊设备，在该设备中，探头的相对两侧-即在两活塞构件的下方安装了一个或多个支撑滚轮，其与活塞构件的外周面相接触。支撑滚轮支承着当探头插入时所产生的压力，从而可防止活塞构件发生弯曲。
但是，由于支撑滚轮是在这样的状态下进行安装的在此状态中，它们被固定成支撑着两构件的下部，以便于使两构件在固定着的支撑滚轮上转动，两构件必须具有精确的外径，这样才能将两构件精确地布置在转动装置的中轴线上。
因而，现有技术中的摩擦搅动焊设备只能制造具有相同外径的同一种活塞。为了制造具有不同外径的活塞，就必须要根据外径更换焊接设备或独立地制造焊接设备，这样，就会使制造成本提高。
发明内容
因而，本发明是鉴于上述的问题而提出的，本发明的一个目的是提供一种摩擦搅动焊装置，用于制造可变容量的斜盘式压缩机中的活塞，该方法可避免在两活塞构件之间的焊接部分中形成孔洞，两活塞构件利用摩擦搅动焊连接到一起，从而，可防止在摩擦搅动焊之后的涂敷过程、以及磨损过程中焊接部分的耐久性被降低。
本发明的另一个目的是提供一种用于可变容量的斜盘式压缩机的活塞的摩擦搅动焊装置，该装置可容易地将活塞构件彼此焊接在一起，而不论活塞构件的外径为何尺寸。
为了实现上述目的，根据本发明提供一种摩擦搅动焊装置，其包括固定在工作台上表面的转动支撑装置，其可转动地支撑第一、第二活塞构件，第一活塞构件具有一桥接件以及从桥接件伸出的第一连接部件，第二活塞构件具有一第二连接部件，该部件与第一活塞构件的第一连接部件相连接，并具有一中空部件，其是通过与第一活塞构件连接起来而形成的；焊接装置可转动地插入到支撑在转动支撑装置的第一活塞构件和第二活塞构件的焊接部分中，沿第一、第二活塞构件的转动方向来执行摩擦搅动焊；当第一、第二活塞构件被支撑在转动支撑装置上时，弹性地安装在第一、第二活塞构件的下侧的支撑滚轮，使第一、第二活塞构件的中轴线布置在转动支撑装置的中轴线上，在支撑第一、第二活塞构件的同时，支撑滚轮在预定高度(H)范围内垂直地移动；以及在通过焊接装置对焊接部分进行摩擦搅动焊之后，将焊接装置从焊接部分移动到预定位置的位移装置。
用于控制中轴线准确位置的引导构件可拆卸地安装在转动支撑装置的上部，引导构件将第二活塞构件的中轴线精确地控制在转动支撑装置的中轴线上，同时，对第二活塞构件的上表面加压，第二活塞构件临时地与第一活塞构件连接，以使弹性地安装在支撑滚轮上的第一活塞构件的中轴线与转动支撑装置的中轴线重合。
位移装置具有一个用于将工作台移动到活塞轴向上的预定距离处的伺服马达。
两个支撑滚轮可转动地、彼此相邻地安装在两个支撑部件上，支撑部件可移动地安装在固定在工作台的上表面上的固定台架的上部。
固定台架包括一个垂直的通孔，以及与穿过垂直通孔的支撑部件的下表面相连的升降构件，升降构件被弹簧弹性地支撑。
升降构件具有凸伸到比垂直通孔更窄的路径的外侧的底部，以及升降构件的凸伸端倾斜一预定的倾斜角度。
固定装置安装在升降构件的下方，在活塞构件的中轴线与转动支撑装置的中轴线重合后，在第一、第二活塞构件被支撑在转动支撑装置上时，通过停止升降构件的上升运动而固定支撑滚轮的固定部件。
固定装置包括楔形固定构件，其具有象升降构件端部一样的倾斜的前端，形成在其内的水平的通孔，可动杆件弹性地由在水平通孔内侧的弹簧支撑，以及连接到凸伸到楔形固定构件的水平通孔的外侧的可动杆件的端部的连接构件。
气缸连接到连接构件的端部，并前后移动连接构件，以使楔形固定构件前进或通过连接构件从升降构件的端部返回。
在下文的描述中，介绍了本发明其它的优点、目的、以及特征，且对于已了解了下文内容、或已实践过本发明的本领域普通技术人员来讲，本发明其它的优点、目的以及特征将是显而易见的。利用在文字描述部分、权利要求以及附图中所具体指明的结构，可实现并达到本发明这些目的、以及其它的优点。
可以理解上文中对本发明的概述、以及下文中的详细描述仅是示例性和解释性的，其只是用于对权利要求书限定的发明作进一步的解释。
从下文结合附图对本发明优选实施例所作的详细描述，可对本发明上述的以及其它的目的、特征和优点有更清楚的认识，在附图中图1是一可变容量的斜盘式压缩机的简要剖视图，在该可变容量的斜盘式压缩机上应用了根据本发明的活塞；图2是图1中活塞的轴测图；图3是一摩擦搅动焊设备的正视图，该设备用于制造根据本发明的活塞；图4是对图3所示支撑滚轮的柔性结构所作的侧剖面图；图5是一引导构件的轴测图，该引导构件被安装在图3中第二支撑装置的上部；图6a到图6e均为剖视图，表示了根据本发明对活塞执行摩擦搅动焊的过程；图7表示了活塞已按照本发明的方法被焊接完之后的状态；以及图8表示了用现有技术对活塞执行焊接后的状态。
具体实施例方式
下面将对本发明的优选实施方式作详细的描述，在附图中表示出了本发明的几种实例。
图1简单地表示了一可变容量的斜盘式压缩机的结构，根据本发明的活塞被安装到该压缩机中。
如图1所示，可变容量的斜盘式压缩机包括前壳体11和后壳体12，在两壳体内形成了一些密闭的空间，这些空间例如为曲轴室11a、吸入室12a以及排出室12b；一气缸体13，其被安装在前、后壳体11和12之间，并在其圆周方向上设置有多个气缸孔13a；一驱动轴14，其可转动地安装在气缸体13的中央部位处，并带有一凸耳板15；一斜盘16，其与凸耳板15的侧面铰接着，并具有一可随制冷负载变化的倾斜角；以及多个活塞20，它们与滑靴17相连接，这些活塞沿斜盘16的圆周进行设置，并能随着斜盘16的转动在气缸体13上各自的气缸孔内往复移动。
用在该可变容量的斜盘式压缩机中的活塞中制有一中空部件，用于减小由于往复运动而产生的惯性。
图2表示了活塞的详细结构。活塞20包括第一活塞构件23，其带有一桥接件21，第一活塞构件23具有一滑靴容座，用于在其中安置将活塞与斜盘连接起来的滑靴，并具有第一连接部件22，其沿纵向从桥接件21延伸出；以及第二活塞构件26，其一侧具有在纵向上延伸的第二连接部件24，以便于与第一活塞构件23上的第一连接部件22相连接，并具有一中空部件25，通过将第一活塞构件23与第二活塞构件26连接起来就可将该中空部件25封闭起来。
此外，可在第一活塞构件23的第一连接部件22以及第二活塞构件26的第二连接部件24上分别制有台阶形的支撑部分22a和24a。
活塞20总体上利用下文中的摩擦搅动焊方法制成的。第一、第二活塞构件23、26是相互独立地模制出的，然后，在经过机加工之后，将它们临时接合到一起。之后，在使一焊接装置与第一、第二活塞构件23、26上的焊接部分接触之后，在使第一、第二活塞构件23、26转动的过程中，利用所产生的摩擦热而将两焊接部分彼此焊接到一起。
图3表示了一台摩擦搅动焊设备，其用于制造根据本发明的、用在可变容量的斜盘式压缩机中的活塞。
如图3所示，用于制造活塞的摩擦搅动焊设备包括一转动支撑装置31，其固定在一工作台36的上表面上，用于可转动地支撑着第一、第二活塞构件23和26，两活塞构件在同一轴线上面对面地临时连接着；以及一焊接装置40，其与被转动支撑装置31支撑着的第一、第二活塞构件23、26的焊接部分相接触，以利用摩擦热将两焊接部分焊接到一起。
转动支撑装置31包括一第一支撑部件31a，其用于可转动地支撑着第一活塞构件23的一侧；一第二支撑部件31b，其用于可转动地支撑着第二活塞构件26的一侧；以及一驱动部件(图中未表出)，用于驱动第一、第二支承部件31a和31b中之一。当然，驱动部件可自由地控制第一、第二支撑部件31a、31b每分钟的转速(RPM)。另外，第一、第二支撑部件31a、31b中之一一例如第二支撑部件31b上设置有一液压缸32，其被设置在支撑部件的一端上，用于使活塞在轴向上前后移动。
焊接装置40包括一伺服传动装置(图中未示出)，用于在垂直方向上移动到被临时接合到一起的第一、第二活塞构件23、26的焊接部分，且被转动支撑装置支撑；以及一销杆型的探头41，其被设置在焊接装置40的前端上，当该探头被一主轴电机(图中未示出)转动、从而产生焊接所需摩擦热时，其插入到焊接部分中。
具体来讲，在第一支撑部件31a和第二支撑部件31b之间安装了支撑滚轮33。支撑滚轮33与第一、第二活塞构件23、26的下部相接触，用于牢固地保持着第一、第二活塞构件23和26的临时连接状态，其中的第一、第二活塞构件则被第一、第二支撑部件31a、31b支撑着。如图3和图4所示，两支撑滚轮33相互靠近，以便于能稳定地支撑着圆筒形的活塞20，滚轮被可转动地安装在两支撑构件34上，支撑构件34被安装在一固定台架35的上部，台架被固定在工作台36的上表面上。
如果其外径例如为30mm的活塞20-即被临时连接起来的第一、第二活塞构件23和26被装到支撑滚轮33上时，活塞20的中轴线与转动支撑装置31的中轴线就相互重合。在此条件下，当转动支撑装置31的第二支撑部件31b在液压缸32的作用下移向第一支撑部件31a时，制在第一、第二支撑部件31a、31b两端中央部位上的一个突起(图中未示出)就会精确地插入到一中心孔27中，该中心孔27被制在第一、第二活塞构件23、26的两端上，由此，活塞20就被支撑在了第一、第二支撑部件31a、31b上。如上所述，在第一、第二活塞构件23、26被支撑在转动支撑装置31上的上述条件下，探头41所施加的压力与支撑滚轮33所产生的支撑力相抵消，从而可防止第一、第二活塞构件23和26发生弯曲，其中，探头的压力是通过将探头41插入到第一、第二活塞部件23、26的焊接部分中而施加的。
但是，如果外径大于上述数值的活塞20被装到支撑滚轮33上，则活塞20的中轴线就不能与转动支撑装置31的中轴线对齐，因此，活塞20就不能被支撑到转动支撑装置31上。
为解决上述问题，本发明中设置了一种可弹性地升降运动的支撑滚轮33。随着支撑滚轮33的弹性升降运动，不论活塞20的外径为何值，都可以使活塞20的中轴线与转动支撑装置31的中轴线精确地重合。
也就是说，如图4a和图4b所示，被设置在支撑构件34下部上的、用于支撑支撑滚轮33的固定台架35具有一垂直通孔51。在该垂直通孔51中插入了一升降构件53。升降构件53从支撑构件34的底面垂直地突伸出，并被弹簧52弹性地支撑着。升降构件53包括与支撑构件34的底面相连接的第二活塞件53a；以及一支撑杆53b，其被连接到第二活塞件53a的底面上，且其外径小于第二活塞件53a的外径，并具有一个斜面端。支撑杆53b的下部经一条通道突伸到外界，该通道比垂直通孔51狭窄。
另外，第二活塞件53a上设置有一个凹槽54，其被制在活塞件下部的外周面上，且弹簧52被装在支撑杆53b的外周面上。此条件下，弹簧52的前端支撑在第二活塞件53a的底端上，且弹簧52的后端被支撑在一锁爪55上，锁爪55被制在垂直通孔51与通道的边界处。
如果外径较大的活塞20被装到支撑滚轮33上，则活塞20的负载力就会施加到支撑滚轮33上，支撑构件34利用安装在其下方的升降构件53而被弹性地移动。因而，可对中轴线的位置进行控制，使得活塞20的中轴线与转动支撑装置31的中轴线相互重合。
此条件下，如图5表示，为了能可靠地对中轴线的位置进行控制，在两支撑部件31a和31b之一的上部一例如第二支撑部件31b的上部上安装了一个引导构件60，其对活塞20的上表面进行加压，并将其保持着，其中的活塞20在支撑滚轮33上弹性地移动。引导构件60包括一连接段60a，其具有连接孔60a1和60a2，两连接孔用于将连接段60a可拆卸地连接到第二支撑部件31b的上部上；一延伸部分60b，其在从连接段60a处弯折后沿纵向延伸；一倾斜部分60c，其与延伸部分60b成预定的倾斜角；以及一保持部分60d，其从倾斜部分60c垂直地弯折，并具有一弧形端，用于保持第二活塞构件26前端的外表面。
如上所述，在利用引导构件60使活塞20的中轴线与转动支撑装置31的中轴线精确地对正之后，就可利用转动支撑装置31支撑活塞20。在活塞20被支撑到转动支撑装置31上之后，就必须要将升降构件53固定，以防止支撑构件34再发生移动。为此目的，在升降构件53中支撑杆53b的下方安装有一固定装置70，以阻止升降构件53的移动。
固定装置70包括一楔形的固定构件74，其中具有一水平通孔71，与支撑杆53b的端部类似，该构件74也具有一斜面；一可动的杆件73，其被安装在水平通孔71的内部，并被一弹簧72弹性地支撑着；以及一连接构件76，其通过一连接工具75与可动杆件73的一个端部相连，可动杆件73的这一端部从楔形固定构件74的水平通孔71突伸到外面，而连接工具75例如为螺栓。另外，在连接构件76的一端上连接了一个气压缸77，从而通过前后移动连接构件76，就可以使楔形固定构件74移动。未作解释的数字标号78指代螺栓等的连接工具。
在固定装置70中，当气压缸77动作时，在气压作用下，连接构件76在箭头所示的方向上前后移动，与此同时，与连接构件76相联的楔形固定构件74也前后移动。此时，安装在楔形固定构件74的水平通孔71中的可动杆件73受弹簧72的弹力作用而移动，随后，楔形的固定构件74也逐渐地移动。
图4a表示了当楔形固定构件74返回到升降构件53的支撑杆53b端部时的状态。在此情况中，由于在支撑杆53b的端部与楔形固定构件74的前端之间存在一个间隙，所以利用升降构件53可使支撑滚轮33弹性地升高或降低一定量“H”。
在此条件下，如图4b所示，当楔形固定部件74向前运动时，其倾斜的前端与支撑杆53b的斜端相接触，由此，升降构件53将不再能产生移动。
与此同时，如图3所示，安装在转动支撑装置31下部上的工作台36与一位移装置38相连接，从而可通过一伺服马达37在一预定的行程范围内沿活塞轴向平动。由此，如果在探头41已插入到转动支撑装置31上所支撑的活塞20焊接部分中的条件下，使伺服马达37工作，则工作台36就能在预定的距离内移动。位移装置的伺服马达37可被安装到焊接装置40或工作台36的侧面上。
下面，将参照图6对制造活塞20的方法进行描述。
首先，制造第一活塞构件23，其具有桥接件21以及从桥接件21延伸出的第一连接部件22。然后，制造第二活塞构件26，其具有与第一连接部件22相连接的第二连接部件24，并具有中空部件，其是通过将第一活塞部件23与第二活塞部件26连接到一起而形成的。
如上所述，可利用前述的工艺过程而形成第一、第二活塞构件23和26。另外，还可包括一个形成台阶部分的步骤，以便于保持着被连接的状态，从而能使第一连接部件22与圆筒形的第二连接部件24精确地进行连接。
如果已完成了第一、第二活塞构件的制造过程，则如图6a所示，将第一、第二连接部件22、24临时性地连接到一起。
之后，将临时连接着的第一、第二活塞构件23、26装到支撑滚轮33上，支撑滚轮位于转动支撑装置31的第一、第二支撑部件31a和31b之间，这样，第一、第二活塞构件23和26就被支撑到了第一、第二支撑部件31a和31b上。当第二支撑部件31b在气压缸的作用下向装在支撑滚轮33上的第二活塞构件26运动时，设在第二支撑部件31b端部中央部位上的突起就会插入到第二活塞构件26中央处形成的中心孔27中。在此条件下，第二支撑部件31b向第一支撑部件31a连续地运动，且与第二活塞构件26临时连接着的第一活塞构件23的中心孔27与制在第一支撑部件31a端部上的突起相接触，从而第一、第二活塞构件23和26被紧固地支撑到第一、第二支撑部件31a和31b上。
此时，如果被装在可上下移动的支撑滚轮33上的第一、第二活塞构件23和26的外径约为30mm，则第一、第二活塞构件23和26的中轴线就会与支撑部件31a、31b的中轴线相重合，因而，第一、第二活塞构件23和26几乎不会受到安装在第二支撑部件31b上部上的引导构件60的影响。但是，如果第一、第二活塞构件23和26的外径大于上述数值，则两中轴线就不会相互重合，从而必须要对中轴线的位置进行控制。在位置控制步骤中，在与第一活塞构件23临时连接着的第二活塞构件26的上部受引导构件60压力的条件下，当支撑滚轮33向下移动时，第二活塞构件26的中轴线就与第二支撑部件31b的中轴线相重合。此时，可根据活塞20的外径更换一个新的引导构件60，以便于保持第二活塞构件26的上部。
当对中轴线的位置控制步骤完成之后，在气压缸77的作用下，安装在支撑滚轮33下方的固定装置70的楔形固定构件74就会产生进给运动，从而将升降构件53固定，由此可防止支撑构件34产生进一步的移动。
之后，如图6b所示，焊接装置40向下前进，同时被主轴电机驱动而转动，然后，如图6c所示，焊接装置40的探头41被插入到第一、第二连接部件22、24中，这两个部件是第一、第二活塞构件23和26的焊接部分。在此条件下，在探头41沿第一、第二活塞构件23、26的第一、第二连接部件22、24上的轨迹移动的同时，通过转动一次第一支撑部件31a，焊接装置40的探头就可利用摩擦接触所产生的摩擦热将第一、第二连接部件22、24焊接到一起。
当利用转动支撑装置31的一次转动来完成对第一、第二连接部件22、24的焊接之后，将插入到第一、第二连接部件22、24上焊接部分中的焊接装置40与焊接部分分离。此时，当焊接装置40与焊接部分分离时，如图8所示，在与焊接装置40相接触的部分(该部分被包含在涂敷区内)中形成了孔洞5，因而，在焊接之后的涂敷过程中，涂敷流体就将渗流到孔洞5中。在此条件下，当执行塑性加工和研磨处理时，涂敷膜的厚度将不是均匀的，因而会显著地降低耐久性。
因而，为解决上述的问题，如图6d所示，在使焊接装置40与焊接部分相互分离之前，启动伺服马达37，使安装在转动支撑装置31下方的工作台36在活塞的轴向上移动，从而可将孔洞28的位置从焊接部分移动到非涂敷区，以防止在焊接部分中形成孔洞。
通过上述的移动步骤，如图6e所示，当孔洞28的位置被移动到第一活塞构件23的桥接件21部分(该部分为非涂敷区)上时，利用心轴电机将焊接装置40从第一、第二活塞构件23和26的第一、第二连接部件22和24返回到其原始位置。
图7表示了用上述方法所制得的活塞20的结构。在执行摩擦焊之后，由焊接装置40的探头41所形成的孔洞28被移到了第一活塞构件23的桥接件21部分上。
未进行解释的数字标号29指代焊接装置40的探头41的迹线，该迹线被制在第一、第二活塞构件23、26的第一、第二连接部件22、24的焊接部分上。
如上所述，在焊接装置被插入到由转动支撑装置支撑着的两活塞构件的焊接部分中之后，就开始执行摩擦搅动焊，转动支撑装置被移动到预定的距离，从而将孔洞形成在非涂敷区上，这样，在焊接之后的涂敷过程中，可在活塞的涂敷区上形成均匀的涂敷膜，因而，可提高活塞的耐用性。
另外，根据本发明，支撑滚轮可弹性地上、下移动，以保持着两活塞构件之间的临时连接状态，从而，不论活塞的外径为何值，两活塞构件的中轴线都易于与转动支撑装置的中轴线相重合，从而可根据尺寸自由地制造活塞。
尽管上文参照特定的实施例对本发明进行了描述，但本发明并不由这些实施例进行限定，而是由附带的权利要求书限定的。可以领会本领域技术人员在不超出本发明范围的前提下，可对上述实施例作出改动和变型。
权利要求
1.一种用于可变容量的斜盘式压缩机活塞的摩擦搅动焊装置，其包括固定在工作台(36)上表面的第一、第二支撑部件(31a)和(31b)，其可转动地支撑第一、第二活塞构件(23)和(26)，第一活塞构件具有一桥接件(21)以及从桥接件(21)伸出的第一连接部件(22)，第二活塞构件具有一第二连接部件(24)，该部件与第一活塞构件(23)的第一连接部件(22)相连接，并具有一中空部件(25)，其是通过与第一活塞构件(23)连接起来而形成的；焊接装置(40)可转动地插入到第一活塞构件和第二活塞构件(23)和(26)的焊接部分中，第一、第二活塞构件(23)和(26)由第一、第二支撑部件(31a)和(31b)支撑，沿第一、第二活塞构件(23)和(26)的转动方向来执行摩擦搅动焊；当第一、第二活塞构件(23)和(26)被支撑在第一、第二支撑部件(31a)和(31b)上时，弹性地安装在第一、第二活塞构件(23)和(26)的下侧的支撑滚轮(33)，使第一、第二活塞构件(23)和(26)的中轴线布置在第一、第二支撑部件(31a)和(31b)的中轴线上，在支撑第一、第二活塞构件(23)和(26)的同时，支撑滚轮(33)在预定高度(H)范围内垂直地移动；以及在通过焊接装置对焊接部分进行摩擦搅动焊之后，将焊接装置(40)从焊接部分移动到预定位置的位移装置(38)。
2.根据权利要求1所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于用于控制中轴线位置的引导构件(60)可拆卸地安装在第二支撑部件(31b)的上部，引导构件(60)将第二活塞构件(26)的中轴线精确地定位在第二支撑部件(31b)的中轴线上，同时，对第二活塞构件(26)的上表面加压，第二活塞构件(26)临时地与第一活塞构件(23)连接，以使由支撑滚轮(33)弹性地升降的第一活塞构件(23)的中轴线与第一支撑部件(31a)的中轴线重合。
3.根据权利要求1所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于位移装置(38)具有一个用于将工作台(36)移动到活塞轴向上的预定距离处的伺服马达(37)。
4.根据权利要求1所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于至少两个支撑滚轮(33)可转动地、彼此相邻地安装在多个支撑部件(34)上，支撑部件(34)安装在固定在工作台(36)的上表面上的固定台架(35)的上部。
5.根据权利要求4所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于固定台架(35)包括一个垂直的通孔(51)，以及与在垂直通孔(51)内侧的支撑部件(34)的下表面相连的升降构件(53)，升降构件(53)被弹簧(52)弹性地支撑。
6.根据权利要求5所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于升降构件(53)具有凸伸到比垂直通孔(51)更窄的路径的外侧的底部，以及升降构件(53)的凸伸端倾斜一预定的倾斜角度。
7.根据权利要求5或6所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于固定装置(70)安装在升降构件(53)的下方，在第一、第二活塞构件(23)和(26)被支撑在第一、第二支撑部件(31a)和(31b)上时，通过停止升降构件(53)的运动而固定支撑构件(34)的固定装置(70)。
8.根据权利要求7所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于固定装置(70)包括楔形固定构件(74)，其具有象升降构件(53)端部一样的倾斜的前端，形成在其内的水平的通孔(71)，可动杆件(73)弹性地由在水平通孔(71)内侧的弹簧(72)支撑，以及连接到凸伸到楔形固定构件(74)的水平通孔(71)的外侧的可动杆件(73)的端部的连接构件(76)。
9.根据权利要求8所述的摩擦搅动焊装置，其特征在于气缸(77)连接到连接构件(76)的端部，并前后移动连接构件(76)，以使楔形固定构件(74)前进或通过连接构件(76)从升降构件(53)的端部返回。
全文摘要
本发明公开了一种用于可变容量的斜盘式压缩机活塞的摩擦搅动焊装置，其通过摩擦搅动焊、在活塞构件的焊接部分不形成任何孔，将圆形截面的两个活塞构件整体地焊接在一起，因而可提高焊接部分的耐久性，且容易焊接各种尺寸的活塞构件而不管活塞构件的外径的尺寸。该装置包括可转动地支撑同轴连接的第一、第二活塞构件的转动支撑装置，焊接装置可转动地插入到支撑在转动支撑装置上的第一活塞构件和第二活塞构件的焊接部分中，沿第一、第二活塞构件的转动方向来执行摩擦搅动焊；当活塞构件被支撑在转动支撑装置上时，弹性地安装在活塞构件的下侧的支撑滚轮，使活塞构件的中轴线布置在转动支撑装置的中轴线上，在支撑活塞构件的同时，转动支撑滚轮在预定高度(H)范围内垂直地移动；以及在通过焊接装置对焊接部分进行摩擦搅动焊之后，将焊接装置从焊接部分移动到预定位置的位移装置。
文档编号B23K20/12GK1600492SQ0315879
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者朴大奎, 金京德 申请人:汉拏空调株式会社