DE2065835B2 - Reibungsschweissmaschine - Google Patents

Description

Haß die Gefahr besteht, daß die Stützkonstruktion bei Belastung derart verformt wird, daß Fluchtungsfehler

Stützkonstruktion zu befürchten sind.

nie bekannte Ausbildung der Stützkonstruktion hat jedoch den Nachteil, daß der freie Zugang zu den Werkstückhaltern behindert w»rd. Zur Zufuhrung von miteinander zu verschweißenden Werkstücken zu den Werkzeugträgern und zur Herausnahme der fertig verschweißten Werkstücke aus den Werkzeugträgern lind deshalb unter Umständen komplizierte Man.pula-Önen bzw. hierzu geeignete Einrichtungen erforderich 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. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, d.e Re.bungs-

_ras™_c„™._u.^. r\-A " c schweißmaschine der eingangs genannten Art dah.nge-

seits und der zweite Werkstückhalter (11) f^der^" '5 «·■"* _iterzubi|_den, daß die Werkstückhalter von oben

seits abgestützt sind, wobei diese Stützbalken (30 hena we , _„._ „,„,„„,;_nh ,;„„„,, „,,„„

31 ■ 40, 41) im Bereich zwischen ihren Enden durch

ein Zugglied (17) und an ihren in entgegengesetzter

Richtung weisenden Enden durch ein Druckglied (32; 44) verbunden sind.

2 Reibungsschweißmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbalken (30, 31; 40, 41) direkt mit dem Zugglied (17) verbunden

3 Reibungsschweißmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (32) mit dem ersten Stützbalken (30) durch eine Druckvorrichtung, insbesondere durch einen Druckmittelzylinder (33) verbunden ist.

4 Reibungsschweißmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbalken (40, 41) mit dem Zugglied (17) unter Zwischenschaltung von Gelenken (42,43) verbunden sind.

5 Reibungsschweißmaschine räch den Ansprüchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (44) aus zwei Teilen (45,46) besteht, die

in Längsrichtung des Druckgiiedes (44) durch einen Schraubmechanismus (47, 48, 49) gegeneinander verstellbar sind.

6 Reibungsschweißmaschine nach den Anspruchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (44) einteilig starr ausgebildet ist.

7 Reibungsschweißmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie des Zuggliedes etwa in der Mitte zwischen dem Druckglied (32,44) und der Bewegungsbahn der Werkstücke liegt.

Die Erfindung betrifft eine Reibiingsschweißmaschine 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.

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 Her die Werkstücke gegeneinander gepreßt werden. Bei dieser Anordnung der Verbin- ^ό5

dungsglieder werden auch sehr große Anpreßkräfte Ausbildung aes uruengncuca ei lauuiv^, — _e.—

zwischen den Werkstücken einwandfrei kompensiert, so mit der die Werkstücke gegeneinander pressenden daß keine Fluchtungsfehler durch Verbiegung der Druckvorrichtung zu betätigen, so daß stets eine

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Reibungsschweißmaschine der Sangs genannten Art vor, daß die Stützelemente als Stützbalken ausgebildet sind, an deren in einer Rötung weisenden Enden die Druckvorrichtung und der zweite Werkstückhalter andererseits abgestützt sind, wobei diese Stützbalken im Bereich zwischen ihren Enden durch ein Zugglied und an ihren in der entgegengesetzten Richtung weisenden Enden durch ein Druckglied verbunden sind.

Dadurch daß bei der Reibungsschweißmaschme 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 La^e, auch große, entlang der Werkstuckachse wirkende "Kräfte zu kompensieren, ohne zu verbiegen. Während des Anpressens der Werkstücke gegeneinander wird das 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 entgegengegen-. gesetzten 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.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung sind die Stützbalken direkt mit dom Zugglied verbunden. Diese Ausführung ist ohne weiteres möglich, weil das Zugglied bei vollständiger Kompensation der Stützkräfte mittels des Dmckgliedes keine Beweglichkeit gegen die Stützbalken benotigt.

Das Druckglied kann zweckmäßig mit dem ersten Stützbalken durch eine Druckvorrichtung, insbesondere einen Druekmittelzyüinder verbunden sein. Diese Ausbildung des Druckgliedes erlaubt es, das Druckglied

vollständige Kompensation der Abstützkräfte gewährleistet bleibt.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß die Stützbalken mit dem Zugglied unter Zwischenschaltung von Gelenken verbunden sind. Diese Gelenke ermöglichen es den Stützbalken, sich geringfügig gegen das Zugglied zu verschwenken, sofern dies beispielsweise durch die jeweils eingestellte Länge des Druckgliedes erforderlich isL

Das Druckglied kann einteilig und starr ausgebildet ι ο sein oder auch aus zwei Teilen bestehen, die in Längsrichtung des Druckgliedes durch einen Schraubmechanismus gegeneinander verstellbar sind.

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 Gegenmoment.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 eine Reibungsschweißmaschine gernäß der Erfindung schematisch in Seitenansicht in einer ersten Ausführungsform und

Fig.2 eine Reibungsschweißmaschine gemäß der Erfindung schematisch in Seitenansicht in einer zweiten Ausführungsform zeigen.

Die in Fig. 1 dargestellte ReibungsschweiBmaschine weist einen Antriebskopf 10 auf, der einen Antriebsmotor enthält, der unter Abstützung gegen das Gehäuse 3U des Antriebskopfes 10 einen beispielsweise als Spannfutter ausgebildeten Werkstückhalter 11 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.

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 !4 können die benachbarten Stirnflächen der Werkstücke 12 und 16 miteinander in Berührung gebracht werden. Diese Stirnflächen werden im folgenden als »Kontaktflächen« bezeichnet.

Der Werkstückhalter 11 kann durch den Antriebsmo- so tor 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.

Als Druckvorrichtung zum Bewegen des Schiebekopfes und zur Erzeugung der Anpreßkraft zwischen den no beiden Werkstücken 12 und 16 dient ein Druckmittelzylinder 19.

Der Rahmen der Maschine weist zwei Stützbalken 30 und 31 auf, die durch ein Zugglied 17 miteinander in Verbindung stehen, dessen Oberseite zugleich als ds 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.

Zwischen den oberen Cnden 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 Druckmitielzylinder 33 gleicht die Biegebelastung aus, die durch den Druckmittelzylinder 19 auf das Zugglied 17 ausgeübt werden könnte.

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 Wahl der Kolbendurchmesser bzw. der Flüssigkeitsdrücke gleich groß gemacht werden. In gewissen Fällen ist aber keine Gleichheit der Kräfte, sondern lediglich ein bestimmtes Kräfteverhältnis erwünscht.

In F i g. 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 entsprechend.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Zugglied 17 gelenkig mit den hier mit 40 und 41 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 Druckmittelzylinder 19 ist einerseits am Schiebekopf 14 und andererseits am über das Zugglied 17 hinausragenden Teil des Stützbalkens 41 gelenkig befestigt.

Zwischen den beiden Stützbalken 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 Fig. 2 dargestellt ist, längenverstellbar ausgebildet sein. Hierzu besteht das Druckglied 44 aus zwei Teilen 45 und 46, die an ihren zueinander weisenden Enden mit gegenläufigen Gewinden 47 und 48 versehen und durch eine Spannmutter 49 verbunden sind.

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 ver'aufen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, wird auf das Zugglied 17 kein Biegemoment ausgeübt, da dieses nur auf Zug beansprucht ist. Das Druckglied 44 stellt ein druckbclasteles Bauteil dar, das weit außerhalb des Maschinenrahmens liegt und dessen Biegebeanspruchung vermeidet.

Es ist zu beachten, daß die Länge des Druckglicdes 44 nur für jeweils einen bestimmten Schweißdruck optimal ist. Diese Länge kann der maximal möglichen Druckkraft des Druckmittelzylinders 19 angepaßt werden oder aber dem bei den zu bearbeitenden Werkstücken am häufigsten vorkommenden Schweißdruck.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Reibungsschweißmaschine mit einem ersten Werkstückhalter, der mittels einer Druckvorrichtung gegen einen zweiten Werkstückhalter verschiebbar ist, wobei die Druckvorrichtung und der zweite Werkstückhalter andererseits an die Reaktionskräfte aufnehmenden Stützelementen abgestützt sind, die durch Verbindungsglieder miteinan- ι ο der verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente als Stützbalken (30,31; 40,41) ausgebildet sind, an denen in einer Richtung weisenden Enden die Druckvorrichtung (19) einer-

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