DE1947470C3 - Reibschweißmaschine - Google Patents

Description

40

Die Erfindung betrifft eine Reibschweißmaschine ium gleichzeitigen Anschweißen von zwei um ihre Achse umlaufenden Werkstückteilen an die beiden Enden eines mittleren, stationär festgehaltenen Werkstückteils unter axialer Beweglichkeit der beiden umlaufenden Werkstückteile, wofür die die beiden umlaufenden Werkstückteile festspannenden koaxialen Schweißköpfe synchron über eine axial ver-Schiebliche drehfeste Antriebsverbindung von einem parallellaufenden Antriebszug angetrieben werden.

Bei einer bekannten Reibschweißmaschine dieser Art (FR-PS 1 455 696) werden die beiden endständigen Schweißköpfe von einer Haptwelle angetrieben, (die sich parallel zu ihnen über die gesamte Maserunengestellänge erstreckt und an ihrem einen äußersten, hinter dem nächstgelegenen Schweißkopf noch zurückgesetzten Ende mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Der Antrieb eines der beiden Schweißköpfe erfolgt dabei über einen erheblich längeren Antriebszug als der des anderen Schweißkopfes. Infolge der dabei unvermeidlichen Wellenverdrehung ist die genaue Einhaltung eines bestimmten Winkels der an das mittlere Werkstückteil anzuschweißenden Teile untereinander sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich. Die Durchleitung des gesamten Drehmoments für einen Schweißkopf durch die Welle erfordert starke Abmessungen, so daß die große Masse die Bremsung auf Stillstand erschwert, die für den Reibschweißvorgang aber äußerst wichtig ist. Die bekannte Hauptwelle ist mehrfach starr gelagert; da* hat statische Überbestimmungen zur Folge, die zu vorzeitigem Verschleiß und Herabsetzung der Lebensdauer führen können. Die axial yerschiebliche drehfeste Antriebsverbindung erfolgt bei der bekannten Reibschweißmaschine über eines der Zahnrädervorgelegeräder in nicht näher offenbarter Weise, wofür jedoch Vielkeilnutenpaarungen bekannt sind (FR-PS 1 573 3⁸⁵)· Diese haben den Nachteil, daß die in der Stauchphase unter dem Reibdrehmoment zu überwindende trockene Reibung /wischen den Keilnutenpaarungsteilen nicht frei von radialen Schwingungen zu halten ist, was die erwähnte Synchronhaltung ebenfalls beeinträchtigt und zu vorzeitigem Verschleiß und Herabsetzung der Lebensdauer führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Vermeidung dieser Mängel eine ReibschweißmascJvnf» sr zu gestalten, daß Verdrehwinkel in keinem bemerkenswertem Grade mehr auftreten, daß die bei der Bremsung stillzusetzenden Massen möglichst klein gehalten werden und daß statische Überbestimmungen, die /u vorzeitigem Verschleiß und Herabsetzung der Lebensdauer führen könnten, im Antriebszug möglichst ausgeschlossen sind.

Gemäß der Ei bindung wird dies bei einer Reibschweißmaschine der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß für jeden der beiden Schweißköpfe ein Drehantriebsmotor vorgesehen isi und innerhalb je einer an einem den Schweißkopf lagernden Spindelstock gelagerten, der Arbeitsbcwcgunentsprechend langen, eine Schmierkammer bildenden Hülse ein mit deren Innenverzahnung unter axialer Beweglichkeit kämmendes, bogenförmig oder ähnlich gezahntes Zahnrad an dem jeweiligen Lager-Ende einer als Synchronwelle zwischen den beiden axial verschiebbaren Spindelstöcken angeordneten WeIb sitzt und ihr unter schwirnmenucr Halterung als Radiallager dient.

Der Antrieb jedes von zwei Schweißköpfen durch je einen Antriebsmotor ist an sich bekannt (FR-PS 1 573 385), jedoch kommt es dabei auf eine Synchronhaltung nicht an. und laufen beide vollkommen gesondert voneinander.

Bei der Erfindung wird die Synchronwelle gegenüber der bekannten Hauptwelle erheblich entlastet, so daß Verdrehwinkel bei der Übertragung der Antriebsdrehmomente in keinem bemerkenswerten Grade mehr auftreten. Die Synchronwelle mit Zwcimotorenantrieb läßt auch den Übertragungsweg verkürzen und die Masse verkleinern. Die Erfindung erlaubt der Synchronwelle wegen ihrer radialen Lagerung an bogenförmig oder ähnlich gezahnten Zahnrädern einen Ausgleich von Lagenveränderungen und damit eine Anpassung zwischen den beider. Spindelstöcken, die jede statische Überbestimmung ausschließt. Zugleich gewährt sie der Synchronwelle eine schwimmende Halterung, wobei die Verzahnung als Schiebekupplung für den für die Arbeitsbeweglichkeit vorgesehenen Axialhub wirksam wird. Insoweit vereinigt die Erfindung die bisher gesonderten Maschinenelemente, die zur Verbindung von Welle und Welle in Form von Ausgleich-Kupplungen bekannt sind, mit denjenigen, die zur Verbindung von Welle und Nabe als Verschiebe-Naben, 2. B. in Form von Vielnut-Verbindüngen, bekannt sind, in einem

neuen einfachen Aggregat, das die Eigenschaften der beiden bisher gesonderten Maschinenelemente zugleich aufweist.

Die Erfindung gewahrleistet in optimaler Weise die genaue Einhaltung eines bestimmten Winkels der an das mittlere Werkstückteil anzuschweißenden Teile untereinander, wie das z. B. beim gleichzeitigen Anschweißen der beiden Gelenkköpfe an eine Welle zur Herstellung einer Gelenkwelle gefordert wird.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird noch vorgeschlagen, daß das Zahnrad an einer Büchse sitzt, die über eine Verschraubung mit einem Axialkupplungsglied für die Synchronwelle verbunden ist. Damit läßt sich eine stufenlose Feineinstellung der wirksamen Länge der Synchronwelle erreichen. Zu groben Längenveränderungen dient ein geteilter Ring als Kupplung, zwischen dem Axialkupplungsglied und in axialen Abständen auf der Synchronwelle vorgesehenen Ringnuten. Die hiermit erreichbare Veränderung der wirksamen Lunge der Synchromvelle erlaubt die Anpassung an die verschiedenen Längenformate der zu vereinigenden Werkstückteile unter Beschränkung der Länge der innenverzahnten Hülse auf die Länge der Arbeitsbeweglichkeit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht der Maschine,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den Antrieb eines Schweilikopfes und der Synchronwclle.

Auf einem Fundamentgestell 1 ist ein spindelstock! mit Schweißkopf 3 und ein Spindelstock 4 mit Schweißkopf 5 in Supportführungen 6, 7 längsverschieblich. Zwischen beiden befindet sich eine Synchronwelle 8. Jeder Spindelstock trägt einen nicht dargestellten Antriebsmotor, von dem über Keilriemen eine Keilriemenscheibe9 angetrieben wird. Mit dieser läuft ein Zahnrad 10, mit dem ein Zahnrad Il kämmt, sowie der Schweißkopf 3 auf einundderselben Welle. Im Schweißkopf 3 wird das zu schweißende Werkstückteil eingespannt, dessen Gegenstück S in nicht gezeichneter Weise auf dem Maschinengestell gehalten ist. In ähnlicher Weise trägt der SchweißkopfS das dritte Werkstückteil, das zugleich mitangeschweißt werden soll.
Das Zahnrad 11 ist auf einer Büchse 12 verkeilt,

ίο wobei diese Verkeilung 25 zwecks Einstellung eines bestimmten Drehwinkels lösbar und stufenlos verstellbar sein kann. Die Büchse 12 ist bei 13 und 14 im Spindelstock 2 gelagert. Sie trägt als Verlängerung eine Hülse IS mit Innenverzahnung 16 auf größerer Länge, mit welcher ein Bogenzahnrad 17 kämmt, das am Ende einer Büchse 18 sitzt, die mit der Synchronwelle 8 über Keile 24 verbunden ist. Innerhalb der Hülse 15 und der Büchse 18 läuft die Bogenverzahnung 16/17 in einer hydrodynamischen Druck-

ao schmierung. Die Büchse 18 ist außerdem über ein Gewinde 19 mit einem AxiaLkupplungsglied 20 verschraubt, das zwischen sich üöd einem Flansch 21 einen geteilten Ring 22 aufnimmt, der in eine von mehreren Ringnuten 23 der Synchronwelle 8 eingreift. Je nach Länge des Abstandes zwischen den Scliweißköpfen 3 und 5 erfolgt die Axialkupplung an einer passenden Nut 23; die Feineinstellung wird über die Verschraubung am Gewinde 19 stufenlos vorgenommen, das wenigstens so lang ist, daß es den Axialabstand zwischen zwei benachbarten Ringnuten 23 überbrückt. Infolge der Bogenverzahnung 16/17, die sich über eine Länge verschieben läßt, die dem beim Arbeiten notwendigen Axialhub genügt, kann sich die Synchronweile 8 in ihrer Raumlage so anpassen, daß jede statische Überbestimmung ausgeschlossen ist. Im Ausmaß dieser Längsverschiebbarkeit ist die Synchromvelle 8 schwimmend gehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   L Reibschwetßmaschine zum gleichzeitigen Anschweißen von zwei um ihre Achse umlaufenden Werkstückteilen an die beiden Enden eines mittleren, stationär festgehaltenen Werkstückteile unter axialer Beweglichkeit der beiden umlaufenden Werkstückteile, wofür die die beiden umlaufenden Werkstückteile festspannenden koaxialen to Schweißköpfe synchron über eine axial verschiebliche drehfeste Antriebsverbindung %on einem parallellaufenden Antriebszug angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der beiden Schweißköpf: (3,5) ein Drehantriebsmotor vorgesehen ist und innerhalb je einer an einem den Schweißkopf (3 bzw. 5) lagernden Spindelstock (2, 4) gelagerten, der Arbeitsbewegung entsprechend langen, eine Schmierkammer bildenden Hülse (15) ein mit deren Innenverzahnung (16) unter axialer Beweglichkeit kämmendes, bogenförmig oder ähnlich gezahntes Zahnrad (17) an dem jeweiligen Lager-Ende einer als Synchronwelle zwischen den beiden axial verschiebbaren Spindelstöcken (2, 4) as angeordneten Welle (8) sitzt und ihr unter schwimmender Halterung als Radiallager dient.
2. 2. Reibschweißmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (17) an einer Büchse (18) sitzt, die über eine Versehraubung (19) Mt einem Axialkupplungsglied (20) für die Synchronwelle (8) verbunden ist.
3. 3. Reibschweißmaschine ι ach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen get eilten Ring (22) als Kupplung zwischen dem Axialkupplungsglied (20) und in axialen Abständen auf der Synchronwelle (8) vorgesehenen Ringnuten (23).