EP1750890A1

EP1750890A1 - Verfahren, vorrichtung und anlage zum verschweissen von elementen nach der reibrührschweissmethode

Info

Publication number: EP1750890A1
Application number: EP05741846A
Authority: EP
Inventors: Klaus Ritter; Josef Grabuschnig; Robert Tremmel
Original assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Current assignee: EVG Entwicklungs und Verwertungs GmbH
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-02-14
Also published as: AT501238A1; WO2005113188A1; AT501238B1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von zwei, einander unter einem vorbestimmten Winkel kreuzenden, länglichen Elementen (L, Q) nach der Reibrührschweißmethode, bei welchen die Elemente in einem vorbestimmten Abstand zueinander festgelegt werden und in den von den Elementen gebildeten Öffnungsspalt (A) in einem vorbestimmten Zuführwinkel (Z) zu den Elementen ein Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') eingeführt (P1, P10) wird, das eine Relativbewegung zu den Elementen (L, Q) mit hoher Frequenz ausführt, und wobei zumindest eines der Elemente (L, Q) mit vorbestimmtem Druck an das Reibschweißwerkzeug angepreßt (P4, P4') und durch Reibung zumindest die dem Reibschweißwerkzeug benachbarten Bereiche der Elemente auf eine zum Verschweißen notwendige Schmelztemperatur erwärmt werden, wobei nach Erreichen dieser Schmelztemperatur das Reibschweißwerkzeug rasch aus dem Bereich der Elemente herausgezogen (P1, P10) wird, wobei der Anpreßdruck kurzzeitig gesteuert reduziert und unmittelbar nach dem Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges in kürzest möglicher Zeit auf einen Maximalwert (M2, S) erhöht wird, und wobei abschließend zum Verschweißen der Elemente diese im Bereich der Kreuzungsstelle (K) mit vorbestimmtem Druck (M2) und mit vorbestimmter Dauer aneinandergepreßt werden.

Description

Verfahren, Vorrichtung und Anlage zum Verschweißen von Elementen nach der Reibrührschweißmethode

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von zwei, einander unter einem vorbestimmten Winkel kreuzenden, länglichen Elementen nach der Reibrührschweißmethode, ein Verfahren zum Herstellen von Gitterprodukten aus einander senkrecht kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweißten Scharen von Längs- und Querelementen nach der Reib- rührschweißmethode, und eine Reibruhrschweißvorrichtung sowie eine Reibrührschweißanlage zum Herstellen von derartigen Gitterprodukten. Aus der AT-B-302 789 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von geschweißten Gittern nach der Reib- schweißmethode bekannt. Hierbei werden die Längsdrähte im Bereich einer quer zu ihnen verlaufenden Schweißlinie in gegenseitigem Abstand gehalten und der anzuschweißende Querdraht längs dieser Schweißlinie ausgespannt und in Richtung der Schweißlinie in eine hin- und hergehende Bewegung mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude versetzt, wobei an den Kreuzungspunkten des Querdrahtes mit den Längsdrähten Andrückkräfte zur Wirkung gebracht werden, so daß die Längsdrähte und der Querdraht an ihren Berührungspunkten durch Reibungswärme erhitzt werden. Nach Erreichen der Schweißtemperatur wird die Querbewegung des Querdrahtes gestoppt und die Anpreßkräfte zwischen dem Querdraht und den Längsdrähten werden erhöht, wodurch der Querdraht mit den Längsdrähten verschweißt wird. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung haben den Nachteil, daß der Querdraht großen mechanischen Belastungen ausgesetzt wird, so daß das Verfahren insbesondere bei dünnen Drahtquerschnitten nicht einsetzbar ist. Außerdem können mit diesem Verfahren und mit dieser Vorrichtung keine Gitterprodukte mit unterschiedlichen Längsdrahtdurchmessern hergestellt werden. Aus der DE-AI 198 07 457 sind ein Verfahren und eine Vor- richtung zum Reibschweißen von Eisenbahnschienen bekannt. Hierbei werden die zu verbindenden Schienenenden durch zwei Klemmeinrichtungen in einen gegenseitigen Abstand gebracht, in den ein Zwischenstück eingeführt wird. Zum Verschweißen der beiden Schienenenden wird das Zwischenstück linear oder orbi- tal oszillierend zwischen den zu verbindenden Schienenenden bewegt, wobei die beiden Schienenenden zueinander gepreßt werden, um die zum Schweißen notwendige Wärme durch Reibenergie auf den beiden Kontaktflächen zwischen je einem der Schienenenden und je einer Schnittfläche des Zwischenstückes aufzu- bringen. Da das Zwischenstück mit den Schienenenden verschweißt wird, besteht es aus dem gleichen Material wie die Schienen und weist auch die gleiche Querschnittsform auf. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung haben den Nachteil, daß das Zwischenstück in seiner Form genau den zu verbindenden Elementen angepaßt sein muß und für jede Verbindung erneuert werden muß. Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Art zu schaffen, die es ermöglicht, längliche Elemente durch Reibrührschweißen kraftschlüssig zu verbinden, sowie durch Reibrührschweißen ein Gitterprodukt aus einander kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweißten Scharen von Längs- und Querelementen herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Merkmale, daß die Elemente in einem vorbestimmten Abstand zueinander festgelegt werden und in den von den Elementen gebildeten Öffnungsspalt ein Reibschweißwerkzeug in einem vorbestimmten Zuführwinkel zu den Elementen eingeführt wird, daß das Reibschweißwerkzeug ei- ne Relativbewegung zu den Elementen mit hoher Frequenz und vorzugsweise mit kleiner Amplitude ausführt und zumindest eines der Elemente mit vorbestimmtem Druck an das Reibschweißwerkzeug angepreßt wird, wobei durch Reibung des Reibschweißwerkzeuges an den Elementen mit vorbestimmtem Anpreßdruck und vorbestimmter Dauer zumindest die dem Reibschweißwerkzeug be- nachbarten Bereiche der Elemente auf eine zum Verschweißen der Elemente notwendige Schmelztemperatur erwärmt werden, daß nach Erreichen dieser Schmelztemperatur das Reibschweißwerkzeug rasch aus dem Bereich der Elemente herausgezogen wird, wobei der Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug und den zu verbindenden Elementen kurzzeitig gesteuert reduziert und unmittelbar nach dem Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges in kürzest möglicher Zeit auf einen Maximalwert erhöht wird, und daß abschließend zum Verschweißen der Elemente die Elemente im Bereich der Kreuzungsstelle mit vorbestimmtem Druck und mit vorbestimmter Dauer aneinandergepreßt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen von Gitterprodukten aus einander senkrecht kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweißten Scharen von Längs- und Querelementen, wobei sich dieses Verfahren dadurch auszeichnet, daß in jeden von den Längs- und Querelementen gebildeten Öffnungsspalt je ein Reibschweißwerkzeug gleichzeitig eingeführt und aus dem jeweiligen Öffnungsspalt herausgezogen wird, daß zum Verschweißen der Längs- und Querelemente die Längselemente und/oder die Querelemente relativ gegeneinander bewegt werden, und daß nach Erstarrung der Kreuzungsstellen die Längselemente und die mit ihnen verschweißten Querelemente um eine wählbare Länge weitertransportiert werden. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Reibruhrschweißvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Reibschweißeinrichtung, die ein Reibschweißwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bilden eines Öffnungsspaltes zwischen den Elementen und zumindest eine Fi- xiereinrichtung zum Festlegen der zu verschweißenden Elemente vorgesehen ist, daß das Reibschweißwerkzeug eine längliche, vorzugsweise rotationssymmetrische Form hat und in der Reibschweißeinrichtung auswechselbar angeordnet ist, daß zumindest eine Vorschubeinrichtung zum Einführen und Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges in und aus dem Öffnungsspalt vorgesehen ist, daß die beim Reiben des Reibschweißwerkzeuges an den Elementen wirksame Wirkungsfläche an die Abmessungen der zu verschweißenden Elemente anpaßbar ist, daß zumindest eine ansteuerbare Antriebseinrichtung für die Relativbewegung des Reib- schweißwerkzeuges zu den Elementen vorgesehen ist, daß zum Anpressen zumindest eines Elementes gegen das Reibschweißwerkzeug zumindest eine Anpreßeinrichtung vorgesehen ist, wobei jede Anpreßeinrichtung je ein in zwei Richtungen bewegbares Druckelement aufweist, das zugleich als Schweißstempel dient, und daß zum Ansteuern der Einrichtungen eine Steuereinrichtung vorgesehen ist . Schließlich ist Gegenstand der Erfindung eine nach der Reibrührschweißmethode arbeitende Schweißanlage zum Herstellen von Gitterprodukten aus einander senkrecht kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweißten Scharen von Längs- und Querelementen, mit Einrichtungen zum Vorschieben der Längselemente entlang einer Zuführebene und zum Zuführen der Querelemente in den Bereich der Zuführebene, und mit Einrichtungen zum Bewegen der Längs- und/oder Querelemente rela- tiv zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schweißlinie der Reibrührschweißanlage eine Einrichtung zum Bilden der Öffnungsspalte zwischen den Längselementen und dem zu verschweißenden Querelement sowie zum Festlegen des Querelementes und eine Fixiereinrichtung zum Festlegen der Längselemente vorgesehen sind, daß je Kreuzungspunkt eine Reibschweißeinrichtung vorgesehen ist, wobei alle Reibschweißeinrichtungen auf einer Konsole angeordnet sind und je ein längliches, vorzugsweise rotationssymmetrisches Reibschweißwerkzeug aufweisen, dessen Abmessungen der Wirkungsfläche an die Abmessungen der zu verschweißenden Längs- und Querelemente anpaßbar ist, daß zum gemeinsamen Einführen und Herausziehen der Reibschweißwerkzeuge aller Reibschweißeinrichtungen in die und aus den Öffnungsspalten entsprechend vorbestimmten Richtungen eine zentrale Vorschubeinrichtung und/oder einzeln ansteuerbare Vorschubeinrichtungen für die Reibschweißeinrichtungen vorge- sehen sind, daß zum Erzeugen der Relativbewegung für jedes Reibschweißwerkzeug zumindest eine zentrale, ansteuerbare Antriebseinrichtung und/oder für jedes Reibschweißwerkzeug einzeln ansteuerbare Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, daß zum Anpressen der Elemente an die Reibschweißwerkzeuge je Kreuzungspunkt zumindest eine auf das entsprechende Element wirkende Anpreßeinrichtung mit Druckelementen vorgesehen ist, daß zum Weitertransport des Gitterproduktes in Richtung eine Auszugseinrichtung vorgesehen ist und daß zum Ansteuern aller Einrichtungen eine Steuereinrichtung vorgesehen ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. la^* eine schematische Seitensicht eines Reibrührschweißkopfes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verschweißen zweier länglicher Elemente in der Ausgangsstellung; Fig. lb eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Reibrührschweißkopfes in Arbeitsstellung; Fig. 2 einen schematischen Grundriß des Reibrührschweißkopfes nach Fig. la; die Fig. 3a, 3b, 3c Ausführungsbeispiele für Reibschweißwerkzeuge; Fig. 4 ein Arbeitsdiagramm, das schematisch den anfänglichen Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug der Reibschweißeinrichtung und den zu verbindenden Elementen sowie den anschließenden Schweißdruck zwischen den beiden zu verschweißen- den Elementen jeweils in Abhängigkeit von der Zeit darstellt; und Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer Gitter-Reibrühr- schweißanlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Verwendung der Reibrührschweißköpfe gemäß den Fig. la, lb, 2, 3a, 3b, und 3c. Der in den Fig. la, 2, 3a, 3b und 3c schematisch dargestellte Reibrührschweißkopf 1 dient zum Verschweißen von zwei länglichen Elementen L und Q, die unter einem wählbaren Winkel angeordnet und in einem Kreuzungspunkt K miteinander verschweißt werden. Die Elemente L, Q können im Rahmen der Erfin- düng beliebige Querschnitte aufweisen. Die Elemente L, Q kön- nen beispielsweise runde Querschnitte mit glatter oder gerippter Oberfläche aufweisen, wobei die Durchmesser unterschiedlich sein können. Im Rahmen der Erfindung können die Elemente L, Q auch unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, bei- spielsweise kann das Element L ein flaches Band sein, während das Element Q eine runde oder mehreckige Querschnittsform besitzt. Die zu verbindenden Elemente L, Q können im Rahmen der Erfindung aus gleichen oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Die länglichen Elemente L, Q werden von nicht dargestellten Einrichtungen in die in Fig. la dargestellte Position zugeführt und dort in einem gegenseitigen Abstand A, dem sog. Öffnungsspalt, und unter einem wählbaren Winkel positioniert. Die Elemente Q und L werden relativ zueinander mit Hilfe einer Fixiereinrichtung 2 bzw. mit Hilfe eines Schweißambosses 3 festgelegt. Mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung 4 wird ausgehend von der in Fig. la dargestellten Ausgangsposition 1 eine Reibschweißeinrichtung 5 in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles Pl so weit vorgeschoben, bis ein Reibschweiß- Werkzeug 6 der Reibschweißeinrichtung 5 mit seiner Wirkungsfläche in den Öffnungsspalt A ragt . Das Reibschweißwerkzeug 6 ist in einer Halterung 7 auswechselbar befestigt. Hierbei ist der Zuführwinkel Z zwischen der Vorschubrichtung Pl und den Elementen L, Q wählbar. Bei gleichen Abmessungen der Elemente L, Q hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Vorschubrichtung Pl der Reibschweißeinrichtung 5 derart zu wählen, daß der Zuführwinkel Z zu den sich kreuzenden Elementen L, Q halb so groß ist wie der Winkel zwischen den Elementen L, Q, d.h. der Winkel zwischen den beiden Elementen L, Q wird durch die Vor- schubrichtung Pl halbiert. Die Reibschweißeinrichtung 5 ist auf einer Konsole 8 entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles Pl verschiebbar angeordnet . Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Reibschweißwerkzeug 6 je nach Anwendungsfall unterschiedlich auszugestal- ten. Das Reibschweißwerkzeug 6 hat vorzugsweise eine rotati- onssymmetrische Querschnittsfläche und ist, wie in Fig. 3a dargestellt, beispielsweise zylinderförmig ausgeformt, wobei die Längsachse des Reibschweißwerkzeuges 6 mit der Vorschubrichtung Pl koaxial ist. Das Reibschweißwerkzeug 6' kann, wie in Fig. 3b dargestellt, an seinem Ende möglichst lang, vorzugsweise nach innen gewölbt ausgeformt sein. Diese Ausfüh- rungsform wird dann gewählt, wenn das Reibschweißwerkzeug 6', wie später beschrieben, beim Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges 6' möglichst lang in Kontakt mit den Elementen L, Q bleiben soll. Das Reibschweißwerkzeug β ' ' kann, wie in Fig. 3c dargestellt, an seinem Ende eine abgerundete, vorzugsweise parabolische Form aufweisen. Das Reibschweißwerkzeug kann im Rahmen der Erfindung auch ein Kegelform mit abgerundeter Spitze aufweisen. Bei allen Ausführungsformen des Reibschweißwerk- zeuges 6, 6' , 6' ' ist es wesentlich, daß beim später beschriebenen Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' weder Material der zu verschweißenden Elemente L, Q mitgerissen wird, wodurch der Querschnitt der am Kreuzungspunkt K entstandenen Schweißstelle geschwächt werden würde, noch die Zeit zum Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' zu lange dauert, wodurch die Elemente L, Q zu stark abkühlen würden, so daß eine sichere Schweißverbindung nicht mehr möglich wird. Die Abmessungen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' sind an die Abmessungen der zu verschweißenden Elemente L, Q und an die Abmessungen der am Kreuzungspunkt K entstandenen Schweißstelle der verschweißten Elemente L, Q angepaßt. Hierbei sind insbesondere die senkrecht zur Zuführrichtung Pl und parallel zu der von den verschweißten Elementen L, Q gebildeten Elementebene E-E verlaufenden Abmessungen des Reibschweißwerkzeu- ges 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 an die Abmessungen der zu verschweißenden Elemente L, Q angepaßt, wobei die Abmessungen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', β ' ' vorzugsweise geringfügig größer als die maximale, senkrecht zur Zuführrichtung Pl und parallel zur Elementebene E-E verlaufenden Abmes- sung der am Kreuzungspunkt K entstandenen Schweißstelle der verschweißten Elemente L, Q sind. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, bei linearen, oszillierenden Bewegungen P2 , P3 (Fig. 2) des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6 ' ' der Reibschweißeinrichtung 5 die parallel zur Elementebene E-E verlaufenden Wirkungsflächen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' flächig auszubilden, wobei die senkrecht zur Zuführrichtung Pl verlaufenden Breiten der Wirkungsflächen an die Abmessungen der zu verbindenden Elemente L, Q anpaßbar sind, und diese Breiten des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' vorzugsweise geringfügig größer als die maximale, senkrecht zur Zuführrichtung Pl und parallel zur Elementebene E-E verlaufenden Abmessung der am Kreuzungspunkt K entstandenen Schweißstelle der verschweißten Elemente L, Q sind. Die Oberfläche 0 des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 kann im Rahmen der Er- findung beliebig ausgeformt sein. Das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' kann beispielsweise eine aufgeraute Oberfläche aufweisen. Des weiteren kann das Reibschweißwerkzeug 6, 6', β ' ' der Reibschweißeinrichtung 5 mit mehreren, am Umfang verteilten Längsrillen versehen sein. Das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 kann im Rahmen der Erfindung auch mehrere quer zu seiner Längsachse verlaufende Rillen aufweisen. Des weiteren kann das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' im Rahmen der Erfindung schraubenförmige Rillen aufweisen, wobei der Drehsinn der Rillen gegen den Drehrichtung des Reib- schweißwerkzeuges 6, 6', β ' ' gerichtet ist. Das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' kann im Rahmen der Erfindung aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. Bei der Auswahl des Werkstoffes ist jedoch darauf zu achten, daß der Abrieb beim Reiben des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an der Oberfläche der zu verbindenden Elemente L, Q so gering wie möglich gehalten wird und der Werkstoff hitzebeständig ist. Als Werkstoff können verschleißfeste, beschichtete Stahlqualitäten oder Keramikmaterial zum Einsatz kommen. Des weiteren ist es im Rahmen der Erfindung möglich, auch nur die Wirkungs- flächen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6' , 6' ' zu härten und/ oder zu beschichten oder mit verschleißfesten, auswechselbaren Einsätzen zu versehen. Nach dem Einführen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' in den Öffnungsspalt A wird eine Anpreßeinrichtung 9, die ein von einem ansteuerbaren Arbeitszylinder 10 heb- und senkbares Druckelement 11 aufweist, in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P4 an das Element Q angelegt . Das Druckelement 11 ist beispielsweise als auswechselbarer Druckstempel ausgebildet, der an seiner dem Element Q zugewandten Ende einen vorzugsweise auswechselbaren Druckeinsatz 12 aus druckfestem, schlecht wärmeleitendem Material aufweist, um beim Erwärmen des Elementes Q durch die Reibung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6' ' an dem Element Q einen zu großen Wärmeabfluß von dem Element Q zu vermeiden. Der Druckeinsatz 12 weist eine ent- sprechend geformte Führungsnut auf, die ein seitliches Ausweichen des Elementes Q verhindert. Der Schweißamboß 3 weist ein Druckelement 11' auf, das an seiner dem Element Q zugewandten Ende einen vorzugsweise auswechselbaren Druckeinsatz 12' aus druckfestem, schlecht wärmeleitendem Material aufweist, um beim Erwärmen des Elementes L durch die Reibung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an dem Element L einen zu großen Wärmeabfluß von dem Element L zu vermeiden. Der Druckeinsatz 12' weist eine entsprechend geformte Führungsnut auf, die ein seitliches Ausweichen des Elementes L verhindert. Durch eine weitere Bewegung des Druckelementes 11 der Anpreßeinrichtung 9 in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P4 wird das Element Q an das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' angepreßt, wobei infolge das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' sich an das Element L anpreßt. Diese Arbeitsstellung 1' der Reibschweißeinrichtung 5 ist in Fig. lb dargestellt.

Während dieser Bewegung des Druckelementes 11 wird die Fixiereinrichtung 2 in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P5 ansteuerbar über eine eigene Antriebseinrichtung weggeschwenkt oder wird vom Druckelement 11 der Anpreßeinrichtung 9 weggedrückt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Fi- xiereinrichtung 2 wegzulassen und das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' auf dem unteren Element L in die Reibposition zu bringen und anschließend das obere Element Q auf dem Reibschweißwerkzeug 6, 6', β ' ' durch die Anpreßeinrichtung 9 zu positio- nieren. Unmittelbar vor dem Anpressen der Elemente L, Q an das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' beginnt das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' eine Relativbewegung zu den Elementen L, Q, die sog. Reibbewegung. Die Reibbewegung wird durch zwei An- triebseinrichtungen 13 und 14 erzeugt und kann im Rahmen der Erfindung bereits während der Einführbewegung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' in den Öffnungsspalt A begonnen werden. Das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 kann im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Reibbewegungen zu den Elementen L, Q ausführen, wobei die Auswahl der Reibbewegungen von den Abmessungen und den Materialeigenschaften der zu verbindenden Elemente L, Q abhängt. Jede Reibbewegung weist vorzugsweise eine hohe Frequenz und eine kleine Amplitude auf. Im Rahmen der Erfindung kann das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 eine schnell rotierende Bewegung P6 um seine Längsachse ausführen, die durch die Antriebseinrichtung 13 erfolgt . Des weiteren kann das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' im Rahmen der Erfindung eine oszillierende Drehbewegung P7 um seine Längsachse ausführen, die durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung 13 erfolgt. Außer diesen Rotationsbewegungen P6, P7 kann das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' im Rahmen der Erfindung auch oszillierende Linearbewegungen ausführen. Dies kann entweder eine oszillierende Bewegung P2 in der Zuführrichtung Pl oder eine oszillierende Bewegung P3 quer zur Zuführrichtung Pl sein, wobei diese Linearbewegungen P2 , P3 durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung 14 erfolgen. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, daß die Reibschweißeinrichtung 5 oder nur das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' eine beliebig wählbare Kombination der verschiedenen Bewegungsarten P2, P3, P6 und P7 ausführen. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, eine weitere Anpreßeinrichtung 9' vorzusehen, die gleichzeitig mit der ersten Anpreßeinrichtung 9 ansteuerbar ist und das andere Element L mit dem gleichen Anpreßdruck, wie er von der Anpreßeinrichtung 8 ausgeübt wird, an das Reibschweißwerkzeug 6, 6' , 6'' der Reibschweißeinrichtung 5 anpreßt. Diese Ausführungsform ist vor allem bei unterschiedlichen Abmessungen der zu verschweißenden Elemente L, Q von Vorteil. Das Druckelement 11' ist dann ebenfalls als auswechselbarer Druckstempel ausgebildet, der von einem ansteuerbaren Arbeitszylinder 10' in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P4 ' heb- und senkbar ist. Der Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6' ' und den Elementen L, Q ist wählbar und wird in diesem Aus- führungsbeispiel stetig bis auf einen vorwählbaren Maximalwert Ml gesteigert . Nach Erreichen des maximalen Anpreßdruckes während der Reibbewegung, in Fig. 4 gekennzeichnet durch Tl, wird dieser eine wählbare Zeit auf diesem Maximalwert Ml gehalten, bis durch die Reibung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an den Elementen L, Q die notwendige Schmelzwärme erzeugt wurde und zumindest die dem Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' benachbarten Bereiche der Elemente L, Q auf die zum Verschweißen der Elemente L, Q notwendige Schmelztemperatur erwärmt sind. Im Rahmen der Erfindung kann der zum Erhitzen der dem Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' zugewandten Bereiche der Elemente L, Q erforderliche Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' und den Elementen L, Q auch durch Anlegen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an die zu verschweißenden Elemente L, Q erzeugt werden. Dies wird beispielsweise durch eine kegelförmige Ausbildung des Reibschweißwerkzeuges und entsprechende Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 4 erreicht . Diese Ausführungsform ist vorzugsweise nur bei Elementen mit kleinen Abmessungen sinnvoll einsetzbar. Nach dem Erreichen der zum Schweißen notwendigen Schmelztemperatur in den Elementen L, Q wird durch eine Bewegung der Anpreßeinrichtung 9 und gegebenenfalls der zusätzlichen Anpreßeinrichtung 9' in der entgegengesetzten Richtung des Dop- pelpfeiles P4 und gegebenenfalls P4' der Anpreßdruck kurzzeitig auf einen Wert erniedrigt, der es ermöglich, das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles Pl aus dem Öffnungsspalt A herauszuziehen. Je nach Anwendungsfall, kann es erforderlich sein, den Anpreß- druck kurzzeitig bis auf eine Wert -von Null zu reduzieren. Zum Messen der Temperatur kann eine geeignete Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen sein. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, aufgrund von Erfahrungswerten eine entsprechende vorprogrammierte Ansteuerung der Anpreßeinrichtungen 9, 9' auszuwählen und auszuführen. Während der Entlastung des Anpreßdruckes zwischen dem Reibschweißwerkzeug 6, 6' , 6' ' und den Elementen L, Q wird die Reibbewegung bezüglich Geschwindigkeit und Amplitude gesteuert auf Null heruntergefahren, wobei die Absenkung der Reibgeschwindigkeit und/oder die Vermin- derung der Amplitude von den Materialeigenschaften und den Abmessungen der zu verschweißenden Elementen L, Q abhängig ist. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, die Reibbewegung auch während des Herausziehens des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' mit voller Geschwindigkeit und voller Ampli- tude fortzuführen. Diese Vorgangsweise ist dann anzuwenden, wenn durch gute Wärmeleitfähigkeit der zu verschweißenden Elemente L, Q beim Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' die Schmelzwärme zu schnell verloren geht. In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, die Spitze des Reib- schweißwerkzeuges 6' wie in Fig. 3b dargestellt auszuführen. Zum Verschweißen der Elemente L und Q nach der Reibrührschweißmethode sind im Rahmen der Erfindung folgende Arbeitsweisen möglich: Das Druckelement 11 der Anpreßeinrichtung 9 des Elementes Q wird als entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P4 bewegliche Schweißstempel verwendet und wirkt mit dem Druckelement 11' des Schweißambosses 3 des Elementes L zusammen. Bei der zweiten möglichen Arbeitsweise wird das Druckelement 11' der Anpreßeinrichtung 9' des Elementes L als entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P4' bewegliche Schweißstempel verwendet, während nunmehr das Druckelement 11 der Anpreßeinrichtung 9 des Elementes Q festgelegt wird und als feststehender Schweißamboß wirkt. Bei der dritten möglichen Arbeitsweise wirken die Druckelemente 11, 11' der beiden Anpreßeinrichtun- gen 9, 9' als entsprechend den Richtungen der Doppelpfeile P4, P4' gegeneinander bewegliche Schweißstempel. Bei allen Arbeitsweisen wird, sobald das Reibschweißwerkzeug 6, 6', 6'' den Öffnungsspalt A verlassen hat, der Anpreßdruck zwischen den zu verschweißenden Elementen L, Q, wie in Fig. 4 durch den Punkt T2 gekennzeichnet, in möglichst kurzer Zeit, d.h. schlagartig auf einen vorwählbaren Maximaldruck M2 erhöht und bis zum wählbaren Schweißende, gekennzeichnet durch den Punkt T4 in Fig. 4, auf diesem Maximalwert M2 gehalten. Durch dieses schnelle Erreichen des maximalen Schweißdruckes M2 wird ein Verlust an Schmelzwärme minimiert und die Schweißstelle rasch verschweißt . Während des Haltens des maximalen Schweißdruckes kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, den Schweißdruck mit einer wählbaren, vorzugsweise kleinen Amplitude S um den Maximalwert M2 schwanken zu lassen. Nach Beendigung des Schweißvorganges wird durch eine Bewegung der Anpreßeinrichtung 9 und falls vorhanden der Anpreßeinrichtung 9' in den entsprechend entgegengesetzten Richtungen der Doppelpfeile P , P4' der Anpreßdruck auf Null erniedrigt, so daß das verschweißte Produkt, gegebenenfalls nach einer zusätzlichen Ab- kühlphase, dem Reibrührschweißkopf 1 entnommen werden kann. Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Gitter-Reibrühr- schweißanlage 15 dient zum Verschweißen von Gitterprodukten G, die aus mehreren, mit wählbarem Abstand zueinander angeordneten, parallelen Längselementen L und aus mehreren, diese unter einem wählbaren, vorzugsweise rechten Winkel kreuzenden, eben- falls mit wählbarem Abstand angeordneten, parallelen Querelementen Q bestehen, wobei die Längs- und Querelemente L; Q an ihren Kreuzungspunkten K verschweißt sind. Die Längs- und Querelemente können im Rahmen der Erfindung beliebige Quer- schnitte aufweisen. Die Längs- und Querelemente können beispielsweise runde Querschnitte mit glatter oder gerippter Oberfläche aufweisen, wie sie beispielsweise als Drähte von Betonbewehrungsmatten eingesetzt werden. Im Rahmen der Erfindung können innerhalb eines Gitterproduktes jedoch die Längs- und Querelemente unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, wie es beispielsweise bei Gitterrosten der Fall ist, bei denen die Längselemente aus flachen Bändern bestehen, während die Querelemente vorzugsweise runde oder mehreckige Quer- schnittsformen besitzen. Die Gitter-Reibrührschweißanlage 15 weist je Längselement L eine Schweißeinheit auf, die entsprechend dem Reibrühr- schweißkopf 1, 1' aufgebaut ist und nach der gleichen Reibrührschweißmethode die Längselemente L mit den Querelementen Q verschweißt . Für den Aufbau und die Arbeitsweise der Gitter- Reibrührschweißanlage 15 werden im wesentlichen daher auch die in den Fig. la, lb, 2, 3a, 3b, 3c und 4 beschriebenen Einrichtungen verwendet. Die Gitter-Reibrührschweißanlage 15 besteht im wesentlichen aus einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung für die Längselemente L, aus einer sich über die gesamte Arbeitsbreite der Gitter-Reibrührschweißanlage 15 erstreckenden Fixiereinrichtung 16 für die Längselemente L, aus einer Positionier- und Fixiereinrichtung 17 für die Querelemente Q, aus einer Gitterreibschweißeinrichtung 18 mit einer Konsole 19 für mehrere Reibschweißeinrichtungen 5, aus einer Vorschubein- richtung 20 für die Konsole 19, aus mehreren Anpreßeinrichtungen 9 für das Querelement Q, sowie aus einer Auszugseinrichtung 21 für das Gitterprodukt G. Mit Hilfe einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung werden die Längselemente L mit gegenseitigem Abstand, der sog. Längselementteilung parallel in einer horizontalen Ebene E-E in Zuführrichtung P8 der Fixiereinrichtung 16 zugeführt, die in der quer zur Zuführrichtung P8 verlaufenden Schweißlinie W-W der Gitter-Reibrührschweißanlage 15 angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, sowohl bereits abgelängte Längselemente L als auch Längselemente L von einem endlosen Materialvorrat zuzuführen. Die Fixiereinrichtung 16 weist eine Halterung 22 auf, die in einem zwei Maschinenständer 23, 23' verbindenden Querträger 24 angeordnet ist. In der Halterung 22 ist eine sich über die gesamte Arbeitsbreite der Gitter- Reibrührschweißanlage 15 erstreckende Druckleiste 25 befestigt, die beim Verschweißen eines Querelementes Q mit den Längselementen L als Schweißamboß dient, in dem sich die Längselemente L beim Anpressen abstützen und die vorzugsweise aus druckfestem, schlecht wärmeleitendem Material besteht, um beim Erwärmen der Längselemente L durch die Reibung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an den Längselementen L einen zu großen Wärmeabfluß von den Längselementen L zu vermeiden. Die Druckleiste 25 weist je Längselement L eine entsprechend geformte Führungsnut auf, die ein seitliches Ausweichen der Längselemente L während der Reibbewegungen P2 , P3 , P6, P7 und während des Verschweißens mit dem Querelement Q verhindert . Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, anstelle der durchgehenden Druckleiste 25 je Längselement L ein Druckelement 11 mit einem Druckeinsatz 12' vorzusehen. Zur Anpassung an unter- schiedliche Abstände der Längselemente L sind die Druckelemente 11' entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P9 entlang der Schweißlinie W-W verschiebbar in der Halterung 22 angeordnet . Mit Hilfe einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung wird ein Querelement Q in den Bereich der Schweißlinie W-W gefördert und dort mit Hilfe der Positionier- und Fixiereinrichtung 17 mit einem wählbaren Abstand A quer zu den Längselementen L und parallel zur Schweißlinie W-W angeordnet und festgelegt. Die Positionier- und Fixiereinrichtung 17 weist zum Festlegen des Querelementes Q mehrere, gleichmäßig entlang der Schweiß- linie W-W verteilte, wegschwenkbare Halteelemente 2 auf, die möglichst nahe an den zugehörigen Anpreßeinrichtungen 9 angeordnet sind. Die Gitterreibschweißeinrichtung 18 weist mindestens je Längselement L eine Reibschweißeinrichtung 5 auf . Die Konsole 19 der Gitterreibschweißeinrichtung 18 wird mit Hilfe der zentralen Vorschubeinrichtung 20 entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P10 vorgeschoben, bis die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtungen 5 in den Öffnungsspal- ten A positioniert sind. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, für jede Reibschweißeinrichtung 5 eine eigene, einzeln ansteuerbare Vorschubeinrichtung 4 vorzusehen, um jede Reibschweißeinrichtung 5 individuell entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles Pl vorschieben zu können, wie es für den Reibruhrschweißkopf 1, 1' in den Fig. la, lb, 2, 3a, 3b, 3c beschrieben ist. Bei kleinen Längselementteilungen ist der Raum für das Einführen der Reibschweißeinrichtungen 5 sehr beengt, so daß der Zuführwinkel Z im wesentlichen von der Längselementteilung abhängt, wobei je kleiner die Längselementtei- lung ist, desto kleiner muß auch der Zuführwinkel Z gewählt werde . Für jedes Längselement L ist eine Anpreßeinrichtung 9 für das Querelement Q vorgesehen, wobei die Anpreßeinrichtungen 9 entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P9 entlang der Schweißlinie W-W genau in die Position der Längselemente L positionierbar sind. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Druckelemente 11 der Anpreßeinrichtungen 9 als Anpreßrolle auszubilden, deren Achse vorzugsweise senkrecht zur Vorschubrichtung Pl, P10 der jeweiligen Reibschweißeinrichtung 5 ver- läuft. Die Anpreßrolle ist mit einer Nut versehen, die an die

Abmessungen des Querelementes Q angepaßt ist, und beispielsweise hyperbolisch geformt ist. Durch Betätigung der Arbeitszylinder 10 werden die Druckelemente 11 aller Anpreßeinrichtungen 9 in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P4 an das Querelement Q angelegt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, alle Anpreßeinrichtungen 9 gemeinsam oder einzeln anzusteuern. Anschließend werden die Halteelemente 2 in der entsprechenden Richtung des Doppelpfeiles P5 weggeschwenkt und in weiterer Folge wird durch die Weiterbewegung der Druckelemente 11 in gleicher Richtung des Doppelpfeiles P4 das Querelement Q an die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' und anschließend die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' an die Längselemente L angepreßt. Durch eine Weiterbewegung der Druckelemente 11 in der gleichen Richtung des Dop- pelpfeiles P4 wird der zur Reibung notwendige Anpreßdruck aufgebaut. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, auch für jedes Längselement L eine ansteuerbare Anpreßeinrichtung 9' vorzusehen, die je Längselement L ein vorzugsweise ansteuerbares Druckelement 11' aufweist, wobei die Druckelemente 11' in den Richtungen des Doppelpfeiles P4' mit Hilfe je eines Druckzylinders 10' bewegbar sind. Die Ansteuerung der Druckzylinder 10' erfolgt gemeinsam oder einzeln. Eine getrennte Ansteuerung der Druckzylinder 10' ist immer dann sinnvoll, wenn die Abmessungen der Längs- und Querelemente L, Q sehr unterschiedlich sind. Die Anpreßeinrichtungen 9' sind zur Anpassung an unterschiedliche Längselementabstände entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P9 entlang der Schweißlinie W-W verschiebbar. Die Druckeinsätze 12, 12' sowie gegebenenfalls die gesamte Druckleiste 25 oder zumindest die- dem Querelement Q bzw. den Längselementen L zugewandte Oberflächen der Druckeinsätze 12, 12' sowie gegebenenfalls der Druckleiste 25 bestehen vorzugsweise aus druckfestem, schlecht wärmeleitendem Material, um nach Beendigung des Erhitzens der Längs- und Querelemente L, Q durch die Reibung des Reibschweißwerkzeuges 6, 6', 6'' an den Längs- und Querelementen L, Q einen zu großen Wärmeabfluß von den Längs- und Querelementen L, Q zu vermeiden. Im folgenden Arbeitsschritt werden mit Hilfe der Antriebseinrichtungen 13, 14 die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtungen 5 in eine entsprechende Relativ- bewegung, der sog. Reibbewegung, zu den Längselementen L und dem Querelement Q versetzt. Hierbei ist diese Reibbewegung von gleicher Art wie die oben beschriebenen Reibbewegungen beim Verschweißen einzelner Elemente L, Q. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, alle Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reib- schweißeinrichtungen 5 der Gitter-Reibrühreinrichtung 18 über eine zentrale, auf der Konsole 19 angeordnete Antriebseinrichtung 26 für die Rotations-Reibbewegungen P6, P7 und eine weitere, zentrale, auf der Konsole 19 angeordnete Antriebseinrichtung 27 für die Linear-Reibbewegungen P2 , P3 anzutreiben. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, alle Antriebseinrichtungen 13, 14 der Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtungen 5 gemeinsam oder auch einzeln anzusteuern, wobei die gemeinsame Ansteuerung auf die Antriebseinrichtungen 13, 14 und/oder auf die oben genannten zentralen An- triebseinrichtungen 26, 27 wirkt. Eine Einzelansteuerung ist bei unterschiedlichen Abmessungen der Längselemente L von Vorteil. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, daß, wie bei dem Reibruhrschweißkopf 1, 1', die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' aller Reibschweißeinrichtungen 5 eine Kombination von ver- schiedenen Reibbewegungen ausführen. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, zuerst die Längselemente L und das Querelement Q mit einem nur kleinen Anpreßdruck an die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' anzulegen, und anschließend die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' in die Reib- bewegungen zu versetzen. Hierbei kann zur Unterstützung der

Reibwirkung durch die Anpreßeinrichtungen 9 und/oder 9' ein zusätzlicher Anpreßdruck erzeugt werden. Diese Vorgangsweise ist vor allem bei kegelförmig geformten Reibschweißwerkzeugen 6, 6', 6'' von Vorteil, da durch die Kegelform und durch einen gesteuerten Vorschub der Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' in der Zuführrichtung Pl der Anpreßdruck zwischen den Reibschweißwerkzeugen 6, 6', 6'' und den Längs- und Querelementen L, Q fein dosiert werden kann. Die weitere Vorgangsweise zum Aufbringen des Anpreßdruk- kes, zum Herausziehen der Reibschweißeinrichtungen 5, sowie zum Verschweißen des Querelementes Q mit den Längselementen L entspricht der oben geschilderten Vorgangsweise beim Verschweißen der länglichen Elemente L und Q mit Hilfe des Reibrührschweißkopfes 1, 1'. Hierbei wird zum Verschweißen vor- zugsweise die erste Arbeitsweise eingesetzt, bei der die Druckelemente 11 der Anpreßeinrichtungen 9 für das Querelement Q als entsprechend den Richtungen des Doppelpfeiles P4 bewegliche Schweißstempel verwendet werden und mit der festestehenden Druckleiste 25 oder den Druckelementen 11' des Schweißam- bosses 16 der Längselemente L zusammenwirken. Um optimale Schweißergebnisse zu erzielen, ist eine nicht dargestellte Temperaturmesseinrichtung vorgesehen, die zumindest an einem Kreuzungspunkt K die Temperatur des Querelementes Q und/oder des Längselementes L misst und zur Ansteuerung der zentralen Vorschubeinrichtung 20 für die Konsole 19 der Reibschweißeinrichtungen 5, der einzelnen Vorschubeinrichtungen 4 der Reibschweißeinrichtungen 5, der Anpreßeinrichtungen 9 für das Querelement Q, der Anpreßeinrichtungen 9' für die Längselemente L, der Antriebseinrichtungen 13, 14 für die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtungen 5, sowie gegebenenfalls der zentralen Antriebseinrichtungen 26, 27 für die Reibbewegungen verwendet wird. Die Temperaturmeßeinrichtung arbeitet vorzugsweise berührungslos, beispielsweise nach der Infrarotmeßmethode. Nach Beendigung des Schweißvorganges und gegebenenfalls nach einer Abkühlphase werden die Längselemente L mit dem verschweißten Querelement Q' mit Hilfe der Auszugseinrichtung 21 um eine wählbare Länge, die dem Abstand der Querelemente Q' im herzustellenden Gitterprodukt G, der sog. Querelementteilung entspricht, in der Pfeilrichtung P7' weitertransportiert, um ein neues Querelement Q zuführen und an die Längselemente L anschweißen zu können. Die Auszugseinrichtung 21 weist einen auf zwei Fahrbahnen 28, 28' in der und gegen die Richtung P7' verfahrbaren Wagen 29, der mit mehreren an den Querelementen Q' angreifenden Auszugshaken 30 versehen ist. Das Anschweißen der Querelemente Q wiederholt sich so lange, bis das Gitterprodukt G fertig geschweißt ist. Bei der Verwendung von endlos zugeführten Längselementen L müssen in einem abschließenden Arbeitsschritt die Längselemente L des fertig geschweißten Gitterproduktes G von den endlosen Materialsträngen abgetrennt werden. Zum Ansteuern der Positionier- und Fixiereinrichtung 17 für die Querelemente Q, gegebenenfalls der Druckeinsätze 12' für die Längselemente L, der zentralen Vorschubeinrichtung 20 für die Konsole 19, gegebenenfalls der zentralen Antriebseinrichtungen 26, 27 für die Reibbewegungen, der Arbeitszylinder 10, 10' der Druckelemente 11, 11' der Anpreßeinrichtung 9 für die Querelemente Q, der Anpreßeinrichtung 9' für die Längselemente L, der einzelnen Vorschubeinrichtungen 4 der Reib- Schweißeinrichtungen 5, der Antriebseinrichtungen 13, 14 für die Reibschweißwerkzeuge 6, 6', 6'' der Reibschweißeinrichtungen 5, sowie der Auszugseinrichtung 21 für das fertig geschweißte Gitterprodukt G ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die durch das Schweißprogramm programmiert die Bewegungs- ablaufe der oben genannten Einrichtungen auf einander abstimmt . Es versteht sich, daß das beschriebene Reibrührschweißver- fahren und die dargestellten Ausführungsbeispiele im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens verschiedentlich ausge- staltet werden können. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Reibschweißwerkzeug nicht als wiederverwendbares Arbeitsmittel einzusetzen, sondern als verlorenes Schweißelement im Kreuzungspunkt K zwischen den verschweißten Elementen L, Q' einzuschweißen. In diesem Anwendungsbeispiel besteht das Reib- schweißwerkzeug aus dem gleichen Werkstoff wie die zu verschweißenden Elemente L, Q und weist die gleichen Materialeigenschaften und Abmessungen wie diese auf. Durch die Reibbewegungen des Reibschweißwerkzeuges relativ zu den Elementen L, Q werden sowohl die dem Reibschweißwerkzeug zugewandten Schich- ten der Elemente L, Q als auch die den Elementen L, Q zuge- wandten Schichten des Reibschweißwerkzeuges auf Schmelztemperatur erwärmt. Nach dem Erreichen der Schmelztemperatur, im Punkt T2 im Arbeitsdiagramm der Fig. 4, wird der Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug und den zu verschweißenden Elementen L, Q nicht erniedrigt, sondern bleibt zumindest gleich groß. Das Reibschweißwerkzeug wird bei diesem Verfahren vom Materialstrang des Reibschweißwerkzeuges abgetrennt und verbleibt im Kreuzungspunkt K. Das Abtrennen des Reibschweißwerkzeuges kann im Rahmen der Erfindung durch eine Schneidein- richtung, eine Sollbruchstelle im Materialstrang des Reibschweißwerkzeuges, oder durch kurzzeitiges Erhöhen der Geschwindigkeit oder der Amplitude der Reibbewegung erfolgen. Im Rahmen der Erfindung ist es alternativ möglich, bereits abgelängte Reibschweißwerkzeuge zu verwenden. Mit Hilfe einer Vor- schub- und Klemmeinrichtung 31 (Fig. 3a) wird der Material- Strang des Reibschweißwerkzeuges oder ein neues Reibschweißwerkzeug aus einem Materialvorrat in die Arbeitsstellung in der Reibschweißeinrichtung 5 gebracht . Dieses Reibschweißverfahren und diese Ausführungsform des Reibschweißwerkzeuges wird immer dann vorteilhaft eingesetzt, wenn eine Schwächung der am Kreuzungspunkt K entstandenen Schweißstelle durch einen Materialaustrag beim Zurückziehen des Reibschweißwerkzeuges aus dem Öffnungsspalt vermieden werden muß. Diese Verfahren und dieses Ausführungsbeispiel ist sowohl beim einzelnen Reib- ruhrschweißkopf 1 als auch bei der Gitter-Reibrührschweißanlage 15 einsetzbar.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Verschweißen von zwei, einander unter einem vorbestimmten Winkel kreuzenden, länglichen Elementen nach der Reibrührschweißmethode, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (L, Q) in einem vorbestimmten Abstand zueinander festgelegt werden und in den von den Elementen (L, Q) gebildeten Öffnungsspalt (A) ein Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') in einem vorbestimmten Zuführwinkel (Z) zu den Elementen (L, Q) eingeführt (Pl, P10) wird, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') eine Relativbewegung (P2, P3 , P6, P7) zu den Elementen (L, Q) mit hoher Frequenz und vorzugsweise mit kleiner Amplitude ausführt und zumindest eines der Elemente (L, Q) mit vor- bestimmtem Druck an das Reibschweißwerkzeug (6-, 6', 6'') angepreßt (P4, P4') wird, wobei durch Reibung des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') an den Elementen (L, Q) mit vorbestimmtem Anpreßdruck (Ml) und vorbestimmter Dauer zumindest die dem Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') benachbarten Bereiche der Elemente (L, Q) auf eine zum Verschweißen der Elemente (L, Q) notwendige Schmelztemperatur erwärmt werden, daß nach Erreichen dieser Schmelztemperatur das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') rasch aus dem Bereich der Elemente (L, Q) herausgezogen (Pl, P10) wird, wobei der Anpreßdruck zwischen dem Reib- schweißwerkzeug (6, 6', 6'') und den zu verbindenden Elementen (L, Q) kurzzeitig gesteuert reduziert und unmittelbar nach dem

Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') in kürzest möglicher Zeit auf einen Maximalwert (M2, S) erhöht wird, und daß abschließend zum Verschweißen der Elemente (L, Q) die Ele- mente (L, Q) im Bereich der Kreuzungsstelle (K) mit vorbestimmtem Druck (M2) und mit vorbestimmter Dauer aneinanderge- preßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') in eine schnell ro- tierende Bewegung (P6) um seine Längsachse versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') eine oszillierende Drehbewegung (P7) um seine Längsachse versetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') eine translatorische, oszillierende Bewegung (P2) in der Zuführrichtung (Pl, P10) versetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') eine translatorische, oszillierende Bewegung (P3) quer zur Zuführrichtung (Pl, P10) versetzt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6',

6'') eine beliebig wählbare Kombination der verschiedenen Bewegungsarten (P2, P3, P6, P7) versetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') und den Elementen (L, Q) während des Einführens der Reibschweißeinrichtung (5) in den Öffnungsspalt (A) wählbar stetig auf ^"einen Maximalwert (Ml) erhöht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausziehen (Pl, P10) des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') aus dem Öffnungsspalt (A) der Anpreßdruck zwischen dem Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') und den Elementen (L, Q) in wählbarer Zeit, vorzugsweise kurzzeitig auf einen Wert annähernd gleich Null reduziert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen und Zurückziehen (Pl, P10) des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') in und aus dem Öffnungsspalt (A) in der von den verschweißten Elementen (L, Q) gebildeten Ebene (E-E) verläuft, wobei der Zuführwinkel (Z) zu den sich kreuzenden Elementen (L, Q) halb so groß ist wie der Winkel zwischen den Elementen (L, Q) .

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Elemente (L, Q) zueinander während des Schweißens konstant bleibt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Elemente (L, Q) zueinander während des Schweißens mit wählbarer, vorzugsweise kleiner Amplitude (S) oszillierend veränderbar ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Elemente (L, Q) aus vorzugsweise gleichem Werkstoff bestehen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') zum Verschweißen der Elemente (L, Q) in der Kreuzungsstelle (K) verbleibt und dort mit den Elementen (L, Q) verschweißt wird.

14. Verfahren zum Herstellen von Gitterprodukten aus einander senkrecht kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweißten Scharen von Längs- und Querelementen, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden von den Längs- und Querelementen (L, Q) gebildeten Öff- nungsspalt (A) je ein Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') gleichzeitig eingeführt und aus dem jeweiligen Öffnungsspalt (A) herausgezogen wird, daß zum Verschweißen der Längs- und Querelemente (L; Q) die Längselemente (L) und/oder die Querelemente (Q) relativ gegeneinander bewegt (P4, P4') werden, und daß nach Erstarrung der Kreuzungsstellen (K) die Längselemente (L) und die mit ihnen verschweißten Querelemente (Q') um eine wählbare Länge weitertransportiert (P8') werden.

15. Reibruhrschweißvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Reib- schweißeinrichtung, die ein Reibschweißwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Bilden eines Öffnungsspaltes (A) zwischen den Elementen (L, Q) und zumindest eine Fixiereinrichtung (2, 3) zum Festlegen der zu verschweißenden Elemente (Q, L) vorgesehen ist, daß das Reib- schweißwerkzeug (6, 6', 6'') eine längliche, vorzugsweise ro- tationssymmetrische Form hat und in der Reibschweißeinrichtung (5) auswechselbar angeordnet ist, daß zumindest eine Vorschubeinrichtung (4) zum Einführen und Herausziehen des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') in und aus dem Öffnungsspalt (A) vorgesehen ist, daß die beim Reiben des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') an den Elementen (L, Q) wirksame Wirkungsfläche an die Abmessungen der zu verschweißenden Elemente (L, Q) anpaßbar ist, daß zumindest eine ansteuerbare Antriebseinrichtung (13, 14) für die Relativbewegung (P2, P3 , P6, P7) des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') zu den Elementen (L, Q) vorgesehen ist, daß zum Anpressen zumindest eines Elementes (Q; L) gegen das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') zumindest eine Anpreßeinrichtung (9, 9') vorgesehen ist, wobei jede Anpreßeinrichtung (9, 9') je ein in zwei Richtungen (P4, P4 ' ) bewegbares Druckelement (11, 11') aufweist, das zugleich als Schweißstempel dient, und daß zum Ansteuern der Einrichtungen (2, 4, 9, 9', 13, 14, 31) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist .

16. Reibruhrschweißvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen der Elemente (L, Q) entweder das Druckelement (11) der Anpreßeinrichtung (9) für das Element (Q) als heb- und senkbarer (P4) Schweißstempel verwendet wird und mit dem feststehenden Druckelement (11') eines Schweißambosses (3) für das Element (L) zusammenwirkt, oder das Druckelement (11') der Anpreßeinrichtung (9') für das Element (L) als heb- und senkbarer (P4') Schweißstempel verwendet wird und mit dem festlegbaren, als feststehender Schweißamboß wirkenden Druckelement (11) der Anpreßeinrichtung (9) für das Element (Q) zusammenwirkt, oder beide Druckelemente (11, 11') als heb- und senkbare (P4, P4') Schweißstempel verwendet werden.

17. Reibruhrschweißvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6) eine zylindrische Form aufweist.

18. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6'') an seinem Ende eine abgerundete, vorzugsweise parabolische Form aufweist. (Fig. 3c) 19. Reibruhrschweißvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6) der Reibschweißeinrichtung (5) eine Kegelform aufweist. 20. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6') der Reibschweißeinrichtung (5) eine lange, vorzugsweise nach innen gewölbte Spitze aufweist. (Fig. 3b) 21. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der während der Reibbewegungen (P2, P3, P6, P7) wirksamen Wir- kungsflachen des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') an die Abmessungen der zu verbindenden Elemente (L, Q) anpaßbar sind. 22. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') der Reibschweißeinrichtung (5) eine aufgeraute Oberfläche (0) aufweist. 23. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') der Reibschweißeinrichtung (5) mit mehreren, am

Umfang verteilten Längsrillen versehen ist. 24. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') der Reibschweißeinrichtung (5) mehrere quer zu seiner Längsachse verlaufende Rillen aufweist. 25. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') der Reibschweißeinrichtung (5) schraubenförmige Rillen aufweist, wobei der Drehsinn der Rillen gegen die Drehrichtung des Reibschweißwerkzeuges (6, 6', 6'') gerichtet ist. 26. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Wirkungs- flächen des Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') aus verschleißfestem, hitzebeständigem Material, vorzugsweise aus gehärtetem und beschichtetem Stahl oder Keramik bestehen. 27. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6) mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung (31) von einem Materialstrang abziehbar, zum Durchführen der Reibbewegungen (P2, P3, P6, P7) mit Hilfe einer Halteeinrichtung (7) festlegbar, und zum Verschweißen mit den Elementen (L, Q) vom Material- sträng abtrennbar ist. 28. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschweißwerkzeug (6) in abgelängter Form von einem Materialvorrat zuführbar, zum Durchführen der Reibbewegungen (P2, P3, P6, P7) mit Hilfe der Halteeinrichtung (7) festlegbar, und mit den Elementen (L, Q) verschweißbar ist. 29. Reibruhrschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der Temperatur an zumindest einem Element (L, Q) eine Temperaturmeßein- richtung vorgesehen ist, deren Meßwert der Steuereinrichtung zuführbar ist. 30. Nach der Reibrührschweißmethode arbeitende Schweißanlage zum Herstellen von Gitterprodukten aus einander senkrecht kreuzenden und in den Kreuzungspunkten miteinander verschweiß- ten Scharen von Längs- und Querelementen, mit Einrichtungen zum Vorschieben der Längselemente entlang einer Zuführebene und zum Zuführen der Querelemente in den Bereich der Zuführebene, und mit Einrichtungen zum Bewegen der Längs- und/oder Querelemente relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schweißlinie (W-W) der Reibrührschweißanlage (15) eine Einrichtung (17) zum Bilden der Öffnungsspalte (A) zwischen den Längselementen (L) und dem zu verschweißenden Querelement (Q) sowie zum Festlegen des Querelementes (Q) und eine Fixiereinrichtung (16) zum Festlegen der Längselemente (L) vorgese- hen sind, daß je Kreuzungspunkt (K) eine Reibschweißeinrich- tung (5) vorgesehen ist, wobei alle Reibschweißeinrichtungen (5) auf einer Konsole (19) angeordnet sind und je ein längliches, vorzugsweise rotationssymmetrisches Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') aufweisen, dessen Abmessungen der Wirkungsfläche an die Abmessungen der zu verschweißenden Längs- und Querelemente (L, Q) anpaßbar ist, daß zum gemeinsamen Einführen und Herausziehen der Reibschweißwerkzeuge (6, 6', 6'') aller Reibschweißeinrichtungen (5) in die und aus den Öffnungsspalten (A) entsprechend vorbestimmten Richtungen (P10) eine zentrale Vorschubeinrichtung (20) und/oder einzeln ansteuerbare Vorschubeinrichtungen (4) für die Reibschweißeinrichtungen (5) vorgesehen sind, daß zum Erzeugen der Relativbewegung (P3, P4, P5, P6) für jedes Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') zumindest eine zentrale, ansteuerbare Antriebseinrichtung (26, 27) und/oder für jedes Reibschweißwerkzeug (6, 6', 6'') einzeln ansteuerbare Antriebseinrichtungen (13, 14) vorgesehen sind, daß zum Anpressen der Elemente (L, Q) an die Reibschweißwerkzeuge (6, 6', 6'') je Kreuzungspunkt (K) zumindest eine auf das entsprechende Element (Q; L) wirkende Anpreßeinrichtung (9, 9') mit Druckelementen (11, 11') vorgesehen ist, daß zum Weitertransport des Gitterproduktes (G) in Richtung (P8') eine Auszugseinrichtung (21) vorgesehen ist und daß zum Ansteuern aller Einrichtungen (4, 9, 9', 13, 14, 17, 20, 21, 26, 27, 31) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist . 31. Reibrührschweißanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anpreßeinrichtung (9, 9') heb- und senkbare (P4, P4 ' ) Druckelemente (11, 11') aufweist, daß zum Verschweißen eines Querelementes (Q) mit den Längselementen (L) in der Schweißlinie (W-W) je Kreuzungspunkt (K) entweder die Druckelemente (11) der Anpreßeinrichtungen (9) für das Querelement (Q) als heb- und senkbare (P4) Schweißstempel verwendet werden und mit einer sich über die Arbeitsbreite der Schweißanlage (15) erstreckenden, als Schweißamboß wirkenden Druckleiste (25) der Fixiereinrichtung (16) oder mit je Längs- element (L) einem alternativ als Schweißambosse wirkenden, verschiebbaren und festlegbaren Druckelement (11') der Fixiereinrichtung (16) zusammenwirken. 32. Reibrührschweißanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (11') der Anpreßeinrich- tung (9') der Längselemente (L) als heb- und senkbare (P4') Schweißstempel verwendet werden und mit den festlegbaren, als Schweißamboß wirkenden Druckelementen (11) der Anpreßeinrichtungen (9) zusammenwirken, oder alle Druckelemente (11, 11') der Anpreßeinrichtungen (9) bzw. (9') als heb- und senkbare (P4, P4') Schweißstempel ausgebildet sind. 33. Reibrührschweißanlage nach einem der Ansprüche 30 bis

32, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionier- und Fixiereinrichtung (17) für die Querelemente (Q) mehrere, gemeinsam wegschwenkbare (P5) Halteelemente (2) aufweist. 34. Reibrührschweißanlage nach einem der Ansprüche 30 bis

33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an unterschiedliche Längselementteilungen die Druckelemente (11') der Fixiereinrichtung (16) für die Längselemente (L) und die Anpreßeinrichtungen (9, 9') entlang der Schweißlinie (W-W) ver- schiebbar (P9 )sind. 35. Reibrührschweißanlage nach einem der Ansprüche 30 bis

34, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (11, 11') vorzugsweise auswechselbare Druckeinsätze (12, 12') aufweisen, und daß die Druckeinsätze (12, 12') und die gesamte Drucklei- ste (25) oder zumindest die den Elementen (L, Q) zugewandten Oberflächen der Druckeinsätze (12, 12') und der Druckleiste (25) aus druckfestem, schlecht wärmeleitendem Material bestehen.