DE68907833T2 - Reibschweissen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Reibungsschweißen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine derartige Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung ist aus der GB-A- 1 239 531 bekannt.
• Bei einer Methode des Reibungsverschweißens zweier Komponenten miteinander wird eine erste der Komponenten mit einer hin- und hergehenden Bewegung beaufschlagt, während sie sich in Kontakt mit der anderen oder zweiten Komponente befindet, wobei die beiden Komponenten zusammengepreßt werden, so daß zwischen den Komponenten Reibungshitze erzeugt wird. Wenn eine ausreichende Hitze erzeugt worden ist, die ausreicht, eine Verschweißung hervorzurufen, wird bewirkt, daß die relative Hin- und Herbewegung der Komponenten zueinander aufhört und die Komponenten werden zusammengepreßt, so daß sie miteinander verschweißen.
• Üblicherweise verbleibt die zweite Komponente während der Erzeugung der Reibungshitze stillstehend oder im wesentlichen stillstehend. Bei der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird angenommen werden, daß die zweite Komponente in der Tat stillstehend oder im wesentlichen stillstehend verbleibt; trotzdem versteht es sich von selbst, daß beim Verwenden der Erfindung die zweite Komponente während der Erzeugung der Reibungshitze auch zur Ausführung einer hin- und hergehenden oder irgendwie anders gearteten Bewegung veranlaßt werden kann.
• Schwierigkeiten können bei der Gestaltung einer Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung der ersten Komponente auftreten. Die Schwierigkeiten können besonders schwerwiegend sein, wenn die miteinander zu verschweißenden Komponenten aus Metall bestehen und auf eine relativ hohe Temperatur gebracht werden müssen, bevor der Verschweißvorgang bewirkt werden kann. Schwierigkeiten können z.B. durch die Tatsachen auftreten, daß die erste Komponente zur Ausführung einer schnellen Hin- und Herbewegung veranlaßt werden muß, wobei typische Geschwindigkeiten der Hin- und Herbewegung zwischen 1000 und 6000 vollständige Oszillationen pro Minute liegen, daß die zu überwindenden Reibungswiderstandskräfte nicht nur relativ hoch sind, typischerweise zwischen 500 und 1000 kN, sondern sich auch während der Erzeugung von Hitze durch Reibung verändern, und daß die Relativbewegung zwischen den Komponenten schnell gestoppt werden muß wenn die benötigte Temperatur erreicht worden ist, wobei die Komponenten dann in vorbestiinmten relativen Positionen lokalisiert werden müssen, bevor sie miteinander verschweißt werden.
• Eine bekannte Ausführungsform einer Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung ist in der GB 1 239 531 offenbart und umfaßt einen Gleitblock, welcher mit einer Hydraulikkammer an jedem Ende ausgestattet ist. Ein Unter-Druck-Setzen einer ersten Kammer verlagert den Gleitblock in Richtung der zweiten Kammer, und die Zurücknahme des Drucks in der ersten Kammer und das Unter-Druck-Setzen der zweiten verlagert den Gleitbock zurück. Der Gleitbock gleitet innerhalb eines Vorrichtungsrahmens vor und zurück und die Hin- und Herbewegung kann dazu verwendet werden, eine erste Komponente während eines Reibungsverschweißvorganges in eine Hin- und Herbewegung zu versetzen. Das Unter- Druck-Setzen und die Zurücknahme des Drucks wird durch Zapfen hervorgerufen, die in die Hydraulikkainmern eindringen und sich wieder zurückziehen. Die Zapfen werden von rotierenden exzentrischen Elementen angetrieben. Es ist schwierig, die Hin- und Herbewegung der ersten Komponente schnell und akkurat an einer gewünschten Position relativ zu einer anderen Komponente zu stoppen, an welche die erste Komponente anzuschweißen ist.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung zumindest einige der oben erläuterten Schwierigkeiten zu verringern oder zu überwinden.
• Von einem ersten Aspekt her besteht die vorliegende Erfindung aus einer Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung für die Verwendung in einer Vorrichtung zum Reibungsschweißen, mit ersten und zweiten Kammern von veränderlicher Gestalt zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit, und mit hin- und herbewegbaren Antriebsmitteln und hin- und herbewegbaren angetriebenen Mitteln, die jeweils so angeordnet sind, daß eine Hin- und Herbewegung eine lokale Veränderung des Volumens der ersten Kammer und eine komplementäre lokale Veränderung des Volumens der zweiten Kammer hervorruft, wobei die Anordnung eine solche ist, daß in Abwesenheit anderer Veränderungen in der Gestalt der Kammern und wenn jede Kammer ein unveränderliches Volumen an Hydraulikflüssigkeit enthält, so daß das Volumen einer jeden Kammer konstant verbleibt, eine Hin- und Herbewegung der Antriebsmittel mit einer beliebigen vorgegebenen Amplitude eine Hin- und Herbewegung der angetriebenen Mittel mit einer kleineren Amplitude aber mit einer erhöhten Kraft hervorruft, wobei die Antriebsmittel eine Mehrzahl einzeln hinund hergehender Elemente umfassen und mit einem sich hinund herbewegenden Mechanismus ausgestattet sind, der ein Hin- und Herbewegen der Elemente mit derselben Frequenz mit unveränderlicher Amplitude hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund einer Hin- und Herbewegung jedes hin- und herbewegbare Element eine lokale Veränderung in dem Volumen der ersten Kammer und eine komplementäre lokale Veränderung in dem Volumen der zweiten Kammer hervorruft und daß die Antriebsmittel Einstellmittel umfassen, die eine Justierung der relativen Phase der Hin- und Herbewegung der Elemente erlauben, wodurch die Summe der auf die Hin- und Herbewegung der Elemente jeder Kammer zurückzuführenden lokalen Veränderungen im Volumen nach unten bis zum Wert Null variiert werden kann.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung sind die ersten und zweiten Kammern auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Trennwand angeordnet und die Antriebsmittel erstrecken sich durch ein Loch oder Löcher in der Trennwand. Gleichermaßen sind in einer bevorzugten Ausführungsform die ersten und zweiten Kammern auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Trennwand angeordnet und die angetriebenen Mittel erstrecken sich durch ein Loch in jener Trennwand. Wenn, wie bevorzugt, beide dieser bevorzugten Ausführungsformen angenommen sind, sind die Löcher bevorzugterweise in derselben gemeinsamen Trennwand eingearbeitet.
• Lokale Veränderungen im Volumen der Kammer, wie zu ihnen im obigen Bezug genommen wurde, können durch eine Verschiebbewegung einer Komponente in einem Loch in der Wand der Kammer hervorgerufen werden. Alternativ können sie durch Bewegungen eines Balgenkörpers, einer Druckdose oder dergleichen bewirkt werden. Die Herstellung und die Montage einer Vorrichtung, bei welcher Komponenten verschiebbar in Löchern gelagert sind, kann relativ einfach sein, obwohl unter Umständen Dichtungsausbildungen und/oder Gleitdichtungen benötigt werden, um sicherzustellen, daß kein nennenswerter Verlust an Flüssigkeit aus der betreffenden Kammer stattfindet. Die Verwendung eines Balgenkörpers oder einer Druckdose oder einer ähnlichen Einrichtung ist im allgemeinen komplizierter, aber ermöglicht eine derartige Ausbildung von Dichtungen, daß nur eine kleine oder keine Möglichkeit für die Flüssigkeit verbleibt aus der betreffenden Kammer zu entweichen.
• Ein Vorteil einer Einrichtung zur Erzeugung einer hinund hergehenden Bewegung, welche die vorliegende Erfindung beinhaltet, ist, daß sie Hin- und Herbewegungen der Antriebsmittel, die mit einer relativ großen Amplitude, aber unter Ausübung von nicht übermäßig großen Kräften erfolgen, ermöglicht, um in einer Hin- und Herbewegung der angetriebenen Mittel mit einer kleineren Amplitude, so wie sie zum Reibungsschweißen angemessen ist, resultiert, die jedoch mit einer größeren Kraft ausgeübt wird, mit welcher ermöglicht wird, daß die erste Komponente den Widerstand, der ihr während der Reibungserzeugung von Hitze entgegen tritt, überwindet.
• Bei der Durchführung des Reibungsverschweißens ist es üblicherweise wünschenswert und in der Tat oft notwendig, die ersten und zweiten Komponenten in vorbestimmte relative Positionen zu bringen, nachdem sie erhitzt worden sind, jedoch bevor sie zusammengeschweißt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung zur Erzeugung einer hinund hergehenden Bewegung ist eine solche, die es ermöglicht, die Amplitude der Hin- und Herbewegung der angetriebenen Mittel schnell aber gleichmäßig zu einem geeigneten Zeitpunkt des Verfahrens auf Null zu reduzieren. Wenn eine mit dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung übereinstimmende Vorrichtung verwendet wird, kann dies durch eine Reduzierung der Amplitude der Hin- und Herbewegung der Antriebsmittel bewirkt werden. Dies kann mit Hilfe eines einen variablen Hub aufweisenden Kurbelmechanismus erfolgen.
• Es gibt vorzugsweise zwei hin- und herbewegbare Elemente, die so angeordnet sind, daß sie in dieser Weise arbeiten. Es wäre, zumindest theoretisch, möglich mehr als zwei hin- und herbewegbare Elemente zu verwenden, jedoch wäre dies üblicherweise unnötig kompliziert.
• Die Hin- und Herbewegung jedes dieser Elemente ist vorzugsweise eine einfache harmonische Bewegung, so daß die Summe der lokalen Veränderungen des Volumens einer jeden Kammer zuzüglich zu der Hin- und Herbewegung der Elemente selbst von einfacher harmonischer Form ist, nämlich die Summe von einfachen harmonischen Veränderungen derselben Frequenz. Daher ist die resultierende Hin- und Herbewegung der angetriebenen Mittel ebenfalls von der der Form einer einfachen harmonischen Bewegung, sofern jedwede andere lokalen Veränderungen in dem Volumen jeder Kammer fehlen.
• Jedes der hin- und herbewegbaren Elemente ist vorzugsweise mit einem zugeordneten Umwandlungsmechanismus ausgestattet, welcher die Drehung eines zugeordneten Drehbauteils in die benötigte Hin- und Herbewegung für das betreffende Element bewirkt, wobei eine gemeinsame Drehankopplung zur Drehung der Drehglieder vorgesehen ist und die Justiermittel zum Verändern des relativen Winkels oder der Drehposition der Drehbauteile während ihrer Drehung zur Wirkung bringbar sind. Der Umwandlungsmechanismus kann eine Kurbeleinrichtung (Scotch crank) oder dergleichen umfassen.
• Wenn eine Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung der oben beschriebenen Art in Gebrauch ist, gibt es resultierende hin- und hergehende Kräfte, die, wenn sie nicht ausbalanciert werden, auf den Unterbau, den Rahmen oder einem anderen feststehenden Teil ausgeübt werden. Im Hinblick darauf dieses Problem zu überwinden oder zumindest zu verringern, ist die Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung vorzugsweise mit einer Ausbalancierungseinrichtung ausgestattet. Die Ausbalancierungseinrichtung umf aßt vorzugsweise eine Gegengewichtsanordnung und Antriebsmittel, die eine Bewegung der Gegengewichtsanordnung entgegengesetzt zu der hin- und hergehenden Bewegung einer Komponente der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung bewirken.
• Die Gegengewichtsanordnung kann in einer für eine Hinund Herbewegung geeigneten Weise montiert sein und mit einer hin- und hergehenden Komponente der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung über die Verbindung über eine drehbar gelagerte Wippenanordnung mit der Gegengewichtsanordnung und mit der hin- und hergehenden Komponente durch flexible Elemente verbunden sein, welche sich während des Gebrauchs biegen und eine relative Bewegung zwischen der Wippenanordnung und der Gegengewichtsanordnung und zwischen der Wippenanordnung und der hin- und hergehenden Komponente aufnehmen. Alternativ kann die Ausbalancierungseinrichtung erste und zweite Kammern umfassen, sowie hin- und herbewegbare Antriebsmittel und angetriebene Mittel, die ähnlich zu jenen der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung sind, jedoch wirksam eine Bewegung der angetriebenen Mittel der Ausbalancierungseinrichtung hervorrufen, die entgegengesetzt zu jener der Antriebsmittel der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung gerichtet ist um so die hin- und hergehenden Kräfte, welche durch die angetriebenen Mittel der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung erzeugt werden, auszubalancieren.
• Die Antriebsmittel der Ausbalancierungseinrichtung können auf ähnliche Weise veranlaßt werden, in einer zu den Antriebsmitteln der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung gleichen Art, jedoch entgegengesetzt, hin- und herzugehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung jedoch werden die Antriebsmittel der Ausbalancierungseinrichtung im Gleichlauf mit den Antriebsmitteln der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben, wobei die Bewegung der gemeinsamen Antriebsmittel weitestgehend oder vollständig durch eines oder mehrere Ausgleichsgewichte, die entgegengesetzt zu den Antriebsmitteln bewegt werden, ausbalanciert ist.
• Welche Ausführungsform der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung auch verwendet wird, sie umfaßt vorzugsweise ein oder mehrere Schwungräder, die im Falle von Anderungen des Reibungswiderstandes zwischen den zu verschweißenden Komponenten Energie abgeben oder aufnehmen und zyklische Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit reduzieren, die dazu neigen aufzutreten, wenn kinetische Energie zwischen hin- und hergehenden und drehenden Teilen ausgetauscht wird. Wenn eine Kurbeleinrichtung (Skotch crank) oder ein ähnlicher Umwandlungsmechanismus gebraucht wird, ist es in jedem Fall notwendig oder zumindest sehr wünschenswert, ein oder mehrere Schwungräder vorzusehen. Um das Auftreten nicht ausbalancierter Kräfte zu reduzieren oder zu vermeiden, ist jede Kurbeleinrichtung (Skotch crank) oder jeder ähnliche Umwandlungsmechanismus vorzugsweise mit zwei oder mehreren Schwungrädern ausgestattet, die so angeordnet sind, daß ihr Schwerpunkt in derselben Ebene wie die Zentralebene der Kurbel oder eines anderen Umwandlungsmechanismus, die senkrecht zur Rotationsachse liegt, befindet.
• Von einem zweiten Aspekt her besteht die vorliegende Erfindung aus einer Vorrichtung zum Reibungsschweißen zur Verwendung beim Zusammenschweißen erster und zweiter Komponenten und umfaßt eine mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung übereinstimmende Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, ein erstes Tragmittel zum Aufnehmen der ersten Komponente, welches so mit den angetriebenen Mitteln gekoppelt ist, daß es im Betrieb durch die angetriebenen Mittel hin- und herbewegt wird, ein zweites Tragmittel zum Aufnehmen der zweiten Komponente und Mittel, mittels derer das zweite Tragmittel gegen das erste Tragmittel andrückbar ist, so daß während des Betriebs die von den Tragmitteln aufgenommene erste und zweite Komponente zusammengepreßt werden.
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reibungsschweißen darstellt,
• Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei jedoch die Antriebswelle um 90º gedreht ist,
• Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Teils einer geänderten Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
• Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines anderen Teils dieser geänderten Ausführungsform der Vorrichtung,
• Fig. 5 zeigt Zentriermittel zur Verwendung mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und
• Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine alternative Einrichtung zur Erzeugung einer Hin- und Herbewegung der Antriebsmittel.
• Die dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung 1 und eine Balanciereinrichtung 2. Die Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung 1 umfaßt ein Gehäuse 3, welches zwei parallele Außenwände 4 und 5 sowie eine auf halbem Wege zwischen den Außenwänden befindliche Trennwand 6 aufweist. Die Trennwand 6 teilt das Innere des Gehäuses in eine erste Kammer 7 und eine zweite Kammer 8. Die Trennwand 6 ist beiden Kammern gemeinsam und ist mit verschiedenen sich durch sie hindurcherstreckenden Löchern ausgestattet, wie im Einzelnen weiter unten beschrieben werden wird. Jede der Kammern beinhaltet Hydraulikflüssigkeit; die Menge an Flüssigkeit in jeder Kammer verbleibt während des Betriebs der Vorrichtung konstant oder im wesentlichen konstant, wie weiter unten im Einzelnen beschrieben wird.
• Ein hin- und herbewegbares Antriebsmittel erstreckt sich durch das Gehäuse und umfaßt zwei parallele Triebstangen 9 und 10. Jede dieser Triebstangen erstreckt sich durch in Außenwänden 4 und 5 und in der zentralen Trennwand 6 des Gehäuses 3 fluchtend angeordneten Löchern. Jene Teilstücke 11, die sich durch die Löcher in den Außenwänden 4 und 5 erstrecken, weisen einen größeren Durchmesser als die zentralen Teilstücke 12 jeder Triebstange auf, die sich durch ein Loch in der Trennwand 6 erstreckt. Auch hin- und herbewegbare angetriebene Mittel erstrecken sich durch das Gehäuse und umfassen eine Triebstange 13, welche einen Kolben l4 trägt, der einen Laufsitz mit dem zentralen Loch in der Trennwand 6 bildet. Teile der Triebstange 13 auf beiden Seiten des Kolbens erstrecken sich durch fluchtend angeordnete zentrale Löcher in den Außenwänden 4 und 5 des Gehäuses.
• Die Ausbalancierungseinrichtung 2 ist im wesentlichen der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung 1, hinsichtlich ihrer Konstruktion gleichartig, indem sie ein zu dem Gehäuse 3 gleichartiges Gehäuse 15, Antriebsmittel mit zwei parallelen Triebstangen 16 und 17 sowie angetriebene Mittel mit einer Triebstange 18 und einem Kolben 19 umfaßt. Die Triebstangen 16 und 17 sind mit den Triebstangen 9 bzw. 10 fluchtend angeordnet. Jede der Triebstangen 16 und 17 umfaßt ein denselben Durchmesser wie das Teilstück 11 aufweisendes Teilstück 20, welches sich durch ein Loch in der Trennwand 21 des Gehäuses 15 erstreckt, wobei jene Teilstücke der Triebstangen 16 und 17, die sich durch Löcher in den Außenwänden des Gehäuses 15 erstrecken, denselben Durchmesser wie die zentralen Teilstücke 12 der Triebstangen 9 und 10 aufweisen.
• Die Triebstange 18 der angetriebenen Mittel trägt ein Gegengewicht 22, um so das Gesamtgewicht der angetriebenen Mittel der Ausbalancierungseinrichtung dem Gesamtgewicht der angetriebenen Mittel der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung anzugleichen.
• Die aneinander grenzenden Enden der Triebstangen 9 und 16 sind mit einer gleichartigen Kurbeleinrichtung (Scotch crank mechanism) verbunden, welcher einen Zentralkörper 23 umfaßt, an dem eine Querausnehmung 24 vorgesehen ist, welche Gleitbahnen für einen Gleitblock bildet, welcher Gleitstücke 25 aufweist, die von einer Hülse 26 vorspringen. Die Hülse ist auf einem exzentrisch sich zwischen einem Paar von Schwungrädern 28 erstreckenden Zapfen 27 montiert. Die Schwungräder sind auf einer Antriebswelle 29 gelagert und werden von einem Motor 30 rotiert. Aneinandergrenzende Enden der Triebstangen 10 und 17 sind mit einer vergleichbaren Kurbeleinrichtung (Scotch crank mechanism) verbunden, welcher einen Zentralkörper 31 mit einer Querausnehmung für einen sich exzentrisch zwischen auf einer Welle 34 angeordneten Schwungrädern 33 erstreckenden Zapfen 32 umfaßt. Die aneinandergrenzenden Endbereiche der Wellen 29 und 34 sind mit Außenverzahnung versehen; jene auf der Welle 29 ist parallel zur Rotationsachse ausgerichtet, jedoch jene auf der Welle 34 ist um 300 geneigt zu der Längsachse der Wellen angeordnet. Die Endbereiche der Wellen ragen in eine Hülse 35 hinein, welche im Innern mit Verzahnungen versehen ist, die sich mit jenen auf den Wellen ergänzen. Um eine Justierung der axialen Position der Hülse zu ermöglichen, ist ein hydraulischer Druckkolben vorgesehen. Es wird erkannt werden, daß eine axiale Bewegung der Hülse eine relative Drehbewegung zwischen den Wellen erzeugt, so daß ihre relativen Drehpositionen dabei verändert werden. Die Neigung der Keilverzahnung ist eine solche, die eine durch ein auf sie durch die Wellen 29 und 34 ausgeübtes Drehmoment hervorgerufene Verschiebung der Hülse verhindert. Von 300 verschiedene Neigungswinkel können natürlich, falls erwünscht, verwendet werden.
• Die Arbeitsweise der Vorrichtung, soweit wie beschrieben, ist die Folgende. Die Hülse 35 ist in einer Endposition justiert, in welcher die exzentrischen Zapfen 27 und 32 axial zueinander fluchten, und der Motor 30 bewirkt eine Rotation der Wellen 29 und 34. Die Kurbeleinrichtungen (Scotch crank) bewirken, daß sich die Triebstangen 9,10,16 und 17 im Gleichlauf hin- und herbewegen. Die resultierende Bewegung der vergrößerten Teilbereiche 11 der Triebstangen 9 und 10 bewirken lokale Veränderungen des Volumens der Kammern 7 und 8. Wenn sich z.B. die Triebstangen 9 und 10, wie in Fig. 1 zu sehen, nach rechts verlagern, bewirkt das weitere Eindringen des vergrößerten Teilstücks 11 in die erste Kammer 7 eine lokale Verringerung des Volumens dieser Kammer, wogegen die gleichzeitige Bewegung des vergrößerten Teilstücks aus der zweiten Kammer 8 heraus einen entgegengesetzten lokalen Anstieg des Volumens der zweiten Kammer bewirkt. Da jedoch das Gesamtvolumen jeder der ersten und zweiten Kammern konstant verbleibt und in folge der Tatsache, daß die sie füllende Hydraulikflüssigkeit praktisch inkompressibel ist, wird bewirkt, daß sich der Kolben 14 um eine relativ kleine Strecke nach rechts bewegt. Wenn die Triebstangen 9 und 10 sich zueinander in Phase hin- und herbewegen, ist das Verhältnis des von jedem der Triebstangen 9 und 10 zurückgelegten Weges zu dem Weg, welcher dadurch die Triebstange 13 zurückgelegt hat, gleich dem Verhältnis zwischen dem gemeinsamen Rauminhalt der herausstehenden Endbereiche von zwei der vergrößerten Teilbereiche 11 zu dem Raum des herausstehenden Endbereichs des Kolbens 14.
• Das Verhältnis kann zwischen vier und acht betragen. Wie im Vorangegangenen erwähnt, führt die Anordnung zu einem Arbeitsgewinn, welcher, zumindest theoretisch, denselben Wert wie jenes Verhältnis hat. Der Druckkolben wird betrieben, um die Hülse 35 axial zu verschieben. Wenn die Hin- und Herbewegung der Triebstangen nach und nach in der Phase verschoben werden, wird das Verhältnis der von jedem der Triebstangen 9 und 10 zurückgelegten Strecke zu der dadurch von der Triebstange 13 zurückgelegten Strecke nach und nach kleiner, wobei der Arbeitsgewinn ansteigt.
• Eine Bewegung der Triebstangen 16 und 17 hat einen zu denjenigen aus der Bewegung der Triebstangen 9 und 10 resultierenden vergleichbaren Effekt, jedoch wird der Kolben 19 in der entgegengesetzten Richtung zu dem Kolben 14 infolge der Verlagerung des vergrößerten Teilstücks 20 verschoben.
• Die Vorrichtung ist so veranschaulicht, wie sie zum Zusammenschweißen zweier Komponenten 36 und 37 aufgebaut ist. Die erste Komponente 36 ist an einem Arm eines L-förmigen Trägers 38 befestigt, dessen anderer Arm mit einem vorstehenden Ende der Triebstange 13 verbunden ist. Die zweite Komponente 37 ist zwischen Rollführungen 39 angeordnet, so daß sie zwar zur ersten Komponente hin bewegt werden kann, jedoch an Querbewegungen gehindert ist. Ein hydraulischer Druckkolben 40 umfaßt eine Kolbenstange 41, welche auf die zweite Komponente 37 drückt und diese in einen Kontakt mit der ersten Komponente 36 drückt, und einen Zylinder 42, welcher eine Rückstoßkraft auf einen Querbügel 43 ausübt. Die Enden des Bügels 23 sind mittels flexibler Metallstäbe 44 mit den Enden eines ähnlichen Querbügels 45 verbunden, welcher sich hinter dem Träger 38 erstreckt. Während des Gebrauchs werden die Rückstoßkräfte auf die Querbügel 43 und 45 übertragen, so daß die flexiblen Stäbe 44 unter Spannung stehen, sobald der Druckkolben 40 betrieben wird um die zweite Komponente 37 in Kontakt mit der ersten Komponente 36 zu bringen. Daher werden keine Rückstoßkräfte auf den Rahmen oder den Unterbau der Vorrichtung übertragen. Es wird verdeutlicht werden, daß die Kontaktebene zwischen den Komponenten 36 und 37 die Längsachse der Triebstange 13 enthält.
• Wenn eine Schweißung ausgeführt werden soll, wird die Vorrichtung mit zueinander fluchtenden exzentrischen Zapfen 27 und 32 betrieben. Dies bewirkt, daß die Triebstange 13 sich hin- und herbewegt und Reibungshitze zwischen den Komponenten 36 und 37 erzeugt wird. Wenn die aneinandergrenzenden Flächen der Komponenten die gewünschte Temperatur erreicht haben, wird die Hülse 35 schnell in axialer Richtung verschoben. Dies bewirkt, daß sich die Welle 34 um eine halbe Umdrehung relativ zu der Welle 29 verdreht, so daß die exzentrischen Zapfen 27 und 32 exakt gegenphasig werden. Wenn dies geschehen ist, werden die durch die vergrößerten Teilstücke 11 und 20 auf den Triebstangen 9 und 16 hervorgerufenen lokalen Veränderungen des Volumens in den Kammern exakt ausgeglichen durch die lokalen Veränderungen im Volumen durch die vergrößerten Teilstücke auf den Triebstangen 10 und 17, so daß die Kolben 14 und 19 stationär verbleiben. Die relative Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Komponente endet und sie werden zusammengeschweißt. Falls benötigt kann eine zusätzliche Kraft mit Hilfe des Druckkolbens 40 zum festeren Zusammenpressen der Komponenten aufgebracht werden, sobald die Relativbewegung zwischen den Komponenten beendet ist, jedoch wird die Ausübung einer zusätzlichen Kraft wahrscheinlich unnötig sein.
• Es wird erkannt werden, daß, wenn die Hülse 35 sich in einer mittleren Position befindet, die Triebstangen 9 und 16 teilweise gegenphasig zu den Triebstangen 10 und 17 verlaufen und daß die resultierend Bewegung der Kolben 14 und 19 eine einfache harmonische Bewegung, jedoch mit reduzierter Amplitude, verbleibt.
• Das Gewicht des Gegengewichts 22 ist ein solches, daß die träge Masse des Kolbens 14, der Triebstange 13 und des Trägers 38 durch die träge Masse des Kolbens 19, der Triebstange 18 und des Gegengewichts 22 ausgeglichen ist. Falls gewünscht, kann, um die Masse vollständig auszugleichen, ein dem Gewicht der Komponente 36 entsprechende Masse dem Gegengewicht 22 hinzugeführt werden.
• Die Triebstangen 9 und 16 jedoch bewegen sich, wie die Triebstangen 10 und 17, im Gleichlauf. Um zu ermöglichen, daß diese dynamisch ausbalanciert werden können, ist jede mit einezn Gegengewicht 46 ausgerüstet, welches an einem Ende eines Armes 47 montiert ist, welcher zentral drehbar an 48 gelagert ist und dessen anderes Ende mit dem einen oder dem anderen der Triebstangen 16 und 17 über eine drehbare Verbindung 49 verbunden sind. Die Gegengewichte sind nicht maßstabsgetreu in Fig. 1 dargestellt. Es wird weiterhin bevorzugt, die dargestellte Anordnung in einer solchen Weise zu verändern, daß die zentralen Drehpunkte 48 der Arme 47 der Gegengewichte 46 koaxial sind und daß die Schwerpunkte der Gegengewichte sich in parallelen Ebenen bewegen, wobei jede Ebene ebenfalls die Zentralebene eines der Zentralkörper 23 und 31 enthält. Daher kann jedes der Gegengewichte 36 als oberhalb der Ebene der geschnitten dargestellten Teile von Fig. 1 gedacht werden. Um die Symmetrie der Konstruktion zu erhöhen, ist vorzugsweise jede der Triebstangen 16 und 17 mit zwei gleichartigen Gegengewichten ausgestattet, wobei jedes dem Gegengewicht 46 gleichartig ist, jedoch eins oberhalb der Ebene der geschnitten dargestellten Teile in Fig. 1 und das andere symmetrisch unterhalb dieser Ebene liegt. Auf diesem Wege liegt der gemeinsame Schwerpunkt der beiden Gegengewichte für die Triebstange 16 ständig auf der Achse der Triebstange 16. Gleichartig liegt der gemeinsame Schwerpunkt der zwei Gegengewichte für die Triebstange 17 ständig auf der Achse der Triebstange 17.
• Sobald Reibungshitze in der oben beschriebenen Art erzeugt wird, gibt es zyklische Veränderungen im Reibungswiderstand; weiterhin neigt der Reibungswiderstand zu einen beträchtlichen Veränderung, sobald die Amplitude der Hin- und Herbewegung fortschreitend auf Null reduziert wird, kurz bevor die Verschweißung bewirkt wird. Zusätzlich variiert die kinetische Energie jedes der sich hin- und herbewegenden Teile von einem Minimum am Ende eines jeden Hubs zu einem Maximum in der Mitte eines jeden Hubs. Zur Minimierung dieser Effekte bilden die Schwungräder 28 und 33 einen Energiespeicher, von welchein Endergie zugeführt oder welcher selbst Energie aufnehmen kann, beides wie es durch die Veränderungen des Reibungswiderstandes benötigt wird und wie es durch Veränderungen der kinetischen Energie der sich hinund herbewegegenden Teile benötigt wird. Das Vorhandensein der Schwungräder hilft daher, zyklische Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit zu reduzieren, welche neigen aufzutreten, wenn kinetische Energie zwischen hin- und hergehenden und rotierenden Teilen ausgetauscht wird. In der Praxis ist es jedoch wahrscheinlich, daß leichte Veränderungen in der Rotationsgeschwindigkeit der Schwungräder und daher in der Frequenz der Hin- und Herbewegungen auftreten; jedoch hat dies normalerweise keinen wesentlichen Einfluß auf den Verschweißrozeß. Andererseits ermöglicht es die Verwendung eines weniger leistungsfähigen Motors 30 als benötigt würde, wenn keine Schwungräder vorgesehen wären.
• Es wird aus Fig. 2 erkennbar sein, daß der Schwerpunkt des exzentrischen Zapfens 27 und des Gleitblocks 25,26 an einem in Bezug zur Rotationsachse der Antriebswelle 29 exzentrischen Punkt liegt. Um dieses zu kompensieren wird vorzugsweise die Form der Schwungräder 28 derart modifiziert, daß ihr gemeinsamer Schwerpunkt ebenfalls in Bezug auf die Rotationsachse der Antriebswelle 29 exzentrisch, jedoch diametral gegenüberliegend zu dem Schwerpunkt des exzentrischen Zapfens und des Gleitblocks ist. Die notwendige Modifikation kann in einer Hinzunahme geeignet positionierter Gewichte zum Umfang der Schwungräder oder in einer Entfernung von Material von den Schwungrädern bestehen. Das Letztere wird bevorzugt. Genau das gleiche Mittel wird bei den Schwungrädern 33 angewendet, um den Zapfen 32 und den ihm zugeordneten Gleitblock 31 auszubalancieren.
• Ein Problem, welches bei der Verwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung auftreten kann, ist, daß die Bewegung des Gegengewichts 22 nicht exakt gegenphasig in Bezug auf die Bewegung der Triebstange 13 ablaufen kann. Um dieses Problem vollständig zu vermeiden, kann es bisweilen vorteilhaft sein, eine veränderte Ausführungsform der Vorrichtung zu verwenden, in der Art, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Ein Teil dieser Vorrichtung ist gleichartig zu jener in den Fig. 1 und 2 gezeigten, und gleichartige Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrichtung jedoch ist die Ausbalancierungseinrichtung 2 fortgelassen und durch eine andere Ausführungs form einer Ausbalancierungseinrichtung ersetzt worden, die nun beschrieben werden soll.
• Ein Biegebalken 50 ist an der Triebstange 13 befestigt und hat Blöcke 51 und 52 an seinen äußeren Enden. Jeder dieser Blökke ist mit einer zugeordneten Balancierungseinrichtung gekoppelt. Da beide Balancierungseinrichtungen gleichartig zueinander sind, wird nur eine von ihnen - diejenige die dem Block 51 zugeordnet ist - beschrieben werden. Die Balancierungseinrichtung umfaßt einen flexiblen Metallschenkel, der an einem Ende an dem Block 51 und an dem anderen Ende an dem Block 54, welcher an einem Ende eines Wippenbalkens 55 befestigt ist, verankert ist. Der Wippenbalken 25 ist um einen zentralen Lagerzapfen 56, welcher an einem feststehenden Teil der Vorrichtung (nicht gezeigt) montiert ist, rotierbar. An seinem äußeren Ende trägt der Wippenbalken einen Block 57, an welchem ein Ende eines flexiblen Metallschenkels 58 verankert ist. Das andere Ende des Schenkels 58 ist an einem Gegengewicht 59 verankert, welches verschiebbar in Öffnungen in feststehenden Führungsplatten 60 montiert ist.
• Während der Verwendung, wenn sich die Triebstange hinund herbewegt, oszillieren die Wippenbalken 55 um ihre Lagerzapfen 56 und es wird bewirkt, daß das Gegengewicht 59 entlang eines gradlinigen Weges, der parallel zur Verlagerung der Triebstange verläuft, hin- und hergeht. Wenn sich die Triebstange 13 in eine Richtung bewegt, bewegen sich die Gegengewichte in die andere. Die Verwendung von flexiblen Schenkeln 53 und 58 ermöglicht es, die Anzahl von drehbaren Verbindungen drastisch zu reduzieren; dies ist sehr wünschenswert, da jede dieser Verbindungen während des Gebrauchs mit wiederkehrenden und schnell ihre Richtung umkehrenden schweren Lasten beaufschlagt würde.
• Jede der Triebstangen 16 und 17 ist ebenfalls mit seinen eigenen Ausbalancierungsmitteln ausgestattet. Da ihre Konstruktion und ihre Wirkungsweise identisch sind, wird nur jenes, welches der Triebstange zugeordnet ist, beschrieben, wie es ein wenig schematisch in Fig. 4 dargestellt ist. Die Triebstange 16 ist mit einer oberen und unteren Balancierungseinrichtung 61 und 62 ausgestattet, und da sie von gleichartiger Bauart sind, wird nur die obere Balancierungseinrichtung 61 beschrieben. Sie umfaßt einen zentral gelagerten Wippenbalken 63 gleichartig dem Wippenbalken 55. Ein Ende des Wippenbalkens ist mit der Triebstange 16 über einen, dem Schenkel 53 gleichartigen flexiblen Metallschenkel 64 verbunden und das andere Ende des Wippenbalkens ist mit dem Gegengewicht 65 mittels einem dem Schenkel 58 gleichartigen flexiblen Metallschenkel 66 verbunden. Das Gegengewicht 65 ist dem Gegengewicht 59 gleichartig und ist verschiebbar in fluchtenden Öffnungen in feststehenden Führungsplatten 67, gleichartig zu der feststehenden Führungsplatte 60, angeordnet. Wenn sich während des Gebrauchs die Triebstange 16 hin- und herbewegt, bewegt sich das Gegengewicht in sich ergänzender Weise hin und her, jedoch ist seine Hin- und Herbewegung 180º phasenverschoben von derjenigen der Triebstange.
• Am Ende eines jeden Verschweißvorgangs kann es nötig oder wünschenswert sein, jeden der Kolben 14 und 19 zu zentrieren für den Fall, daß er sich etwas von seiner korrekten Grundposition verschoben hat. Eine Zentriereinrichtung derart, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, kann für diesen Zweck verwendet werden. Die Zentriereinrichtung wird für den Kolben 14 verwendet. Eine gleichartige Zentriereinrichtung kann für den Kolben 19 verwendet werden, sofern eine Balanciereinrichtung vorgesehen ist. Die Kolbenstange 13 ist außerhalb des Gehäuses 3 mit einem lateral überstehenden Anschlag 68 ausgestattet. Zwei hydraulische Kolben- und Zylindereinheiten 69 und 70 sind vorgesehen, eine auf jeder Seite des Anschlags. Die Zylinder der Einheiten sind relativ zum Unterbau oder zum Gestell der Vorrichtung (nicht gezeigt) feststehend. Während der Reibungserzeugung von Hitze werden die Kolbenstangen 71 bzw. 72 der Einheiten durch ihre Kolben mitgezogen um eine freie Hin- und Herbewegung des Anschlags 68 zu erlauben. Wenn die Hin- und Herbewegung jedoch beendet ist, werden die Kolbenstangen vorgeschoben und plazieren den Anschlag zwischen ihren Enden. Die von der Kolbenstange 72 ausgeübte Kraft ist größer als diejenige, die von der Kolbenstange 71 ausgeübt wird, jedoch ist die Verschiebung der Stange 72 durch einen Spindelring 73 von vorbestimmter axialer Länge begrenzt. Dadurch ist die Lage der Stange 72 durch den Spindelring bestimmt, wobei der Anschlag 68 in Kontakt mit der Stange 72 durch die von Stange 71 ausgeübte geringere Kraft gebracht wird (wenn nicht bereits mit ihm in Kontakt). Alternativ oder zusätzlich kann die Kolbenstange 13 mit einem Querloch kreisförmigen Querschnitts versehen sein, welches eine zylindrische Einlaßöffnung, eine zylindrische Auslaßöffnung eines kleineren Durchmessers als die Einlaßöffnung und einen sich zwischen ihnen erstreckenden konischen (frusto conical) Zentralbereich umfaßt. Ein zentrierender Dorn von zu dem Loch komplementärer Form ist in das Loch eingesetzt und zentriert die Triebstange 13, sobald er axial in seine Endlage bewegt wird.
• Um eine nötige Zentrierbewegung der Triebstange 13 zu ermöglichen, die durch die Einheiten 69 un 70 oder durch den Zentrierdorn erzielbar ist, ist es nötig für einen freien Fluß von Hydraulikflüssigkeit in oder aus den Kammern 7 und 8 zu sorgen. Während es ausreichend sein kann lediglich einen Fluß von Flüssigkeit in oder aus jeder der Kammern in dem relativ geringen Maß in Betracht zu ziehen, wie es aus dem Zentrieren der Triebstange resultieren kann, ist es in Betracht zu ziehen, daß die Gelegenheit genutzt werden kann um die gesamte oder einen großen der Teil der Flüssigkeit in jeder Kammer durch frische Flüssigkeit zu ersetzen. Der Grund hierfür ist, daß es während jedes Schweißverfahrens wahrscheinlich ist, daß die Hydraulikflüssigkeit erhitzt wird und einen Austausch mit kalter Flüssigkeit vor dem nächsten Schweißvorgang benötigen wird.
• Welche dieser Anordnungen in Verbindung mit dem Kolben 14, der Triebstange 13 und den Kammern 57 und 8 angenommen wird, eine gleichartige Anordnung wird vorzugsweise zusätzlich in Verbindung mit den entsprechenden Teilen der Ausbalancierungseinrichtung, wenn diese vorgesehen ist, verwendet.
• Ein alternativer Mechanismus zur Justierung der Phase zwischen den Exzentern ist in Fig. 6 dargestellt, wobei dieser Mechanismus mindestens zwei Vorteile aufweist, von denen einer ist, daß die Justiereinrichtung nicht zwischen den Exzentern angeordnet ist und sie dadurch mehr Freiheit in ihrer Ausgestaltung erlaubt, und der andere ist, daß der weiter vom Motor entfernte Exzenter selbst nicht von dem anderen Exzenter angetrieben wird.
• Bei den in Fig. 6 etwas bildlich dargestellten Mechanismus treibt der Motor 30 eine Welle 74 an, welche an ihrem entfernten Ende ein Paar beabstandeter Schwungräder 75, welche zu den Schwungrädern 33 äquivalent sind, trägt sowie einen Exzenter 76 mit einem exzentrischen Bohrloch. Der Exzenter 76 ist auf der Welle 74 festgekeilt und ist äquivalent zu dem exzentrischen Dorn 32. Eine röhrenförmige Hülse 77 ist ebenfalls auf der Welle 74 montiert, jedoch ist sie relativ zu der Welle drehbar. Ein Paar von beabstandeten Schwungrädern 78 ist mit der Hülse nahe eines ihrer Enden verkeilt, und zwischen ihnen ist ein dem exzentrischen Dorn 27 gleichwertiger Exzenter 79 mit der Hülse verkeilt. Der dem Motor 30 näher gelegene Endbereich der Hülse 77 ist senkgebohrt, so daß ein zylindrischer Zwischenraum zwischen diesem Teil der Hülse und der Welle 74 verbleibt. Ein axial verlagerbarer Ring 80 ist in dem Zwischenraum untergebracht. Die Senkbohrung der Hülse ist mit einer schraubenförmigen Verzahnung ausgestattet, welche in die komplementären Einkerbungen in der Umfläche des Ringes 80 eingreifen. Der angrenzende Teil der Welle 74 ist entweder mit einer längsförmigen Verzahnung versehen oder mit einer schraubenförmigen Verzahnung des anderen Sinnes, wobei die Verzahnung in komplementäre Nuten in der Bohrung des Ringes eingreifen.
• Daher wird erkannt werden, daß, sofern sich der Ring 80 in einer bestimmten axialen Position auf der Welle 74 befindet, die Exzenter 76 und 79 in einem festen Winkelverhältnis befinden, jedoch das Winkelverhältnis zwischen den Exzentern verändert wird, wenn der Ring axial auf der Welle verlagert wird.
• Eine hydraulische Kolben- und Zylindereinheit (nicht gezeigt) wird für die axiale Verlagerung des Rings 80 und somit zum Wechseln der relativen Winkelbeziehung zwischen den Exzentern verwendet. Die Verbindung zwischen dem Ring und der Einheit ist selbstverständlich eine solche, die eine Rotation des Ringes erlaubt.
• Bei jeder der hierin beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung ist es bevorzugt vorzusehen, daß die Hydraulikflüssigkeit in den Kammern unter Druck steht, zumindest während in Betrieb befindlicher Vorrichtung. In Folge der Trägheits- und Reibungskräfte die auf die Triebstange 13 und den Kolben 14 wirken oder übertragen werden, schwankt der Druck in jeder der Kammern 7 und 8 erheblich während jeden Hubs. Das Unter-Druck-Setzen der Flüssigkeit sichert, daß der Druck in jeder Kammer positiv bleibt. Nach jedem ausgeführten Schweißvorgang wird vorzugsweise der Druck der Flüssigkeit auf Athmosphärendruck reduziert und der Flüssigkeit ermöglicht, unbeschränkt in die Kammern hinein und aus den Kammern herauszufließen. Dies ermöglicht eine Wiederzentrierung der Triebstange 13 zu bewirken, wie oben unter Bezugnahme zu Fig. 5 beschrieben. Weiterhin wird bevorzugt, nach jedem durchgeführten Schweißvorgang, die Flüssigkeit aus den Kammern zu entleeren und diese mit frischer Flüssigkeit wieder aufzufüllen. Diese kann aus im Vorangegangenen nicht gebrauchter Flüssigkeit bestehen oder diese enthalten, jedoch besteht die Flüssigkeit vorzugsweise zu einem überwiegenden Teil oder gänzlich aus dem im Vorangegangenen gebrauchter Flüssigkeit, welche gekühlt, gefiltert oder anderweitig behandelt wurde.
• Wenn die die Erfindung verkörpernde Vorrichtung im Gebrauch ist, ist es wahrscheinlich, daß die von ihr zur Erzeugung von Reibungshitze zum Schweißen benötigte Zeitdauer nicht länger als einige Sekunden ist. Es wird erwartet, daß die Zeitdauer nicht länger als 15 Sekunden oder höchstens 20 Sekunden ist. Dennoch gibt es wahrscheinlich einen Verlust von Hydraulikflüssigkeit aus einer oder mehrerer der Kammern, sofern nicht geeignete Schritte dagegen unternommen werden. Ein Weg dieses Problem zu vermeiden oder zumindest zu verringern ist, die Kammern in konventioneller Weise mit Dichtungsringen, welche die hin- und hergehenden Teile durchlaufen, abzudichten. Eine solche Anordnung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt, wobei an jeder Stelle, an der ein hin- und hergehendes Teil durch ein Loch in einem feststehenden Teil hindurchläuft, ein ringförmiger Dichtungsring vorhanden ist. Alternativ können an jeder Stelle, an denen die Kolben 14 und 19 angeordnet sind oder an denen eine der Triebstangen 9,10,13,16,17 und 18 sich durch ein Loch in einer Wand einer der Kammern hindurch erstrecken, eine gewellte, axialen Druck und Ausdehnung zulassende Hülse vorgesehen sein, wobei ein Hülsenende mit der Kammerwand abgedichtet ist und das andere Hülsenende je nachdem mit dem Kolben oder der Triebstange abgedichtet ist. Eine weitere Möglichkeit, die durch den Verlust hervorgerufenen Probleme zu überwinden oder zu reduzieren ist, eine Quelle für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit für jede der Kammern vorzusehen und es dieser zu ermöglichen, die zugeordnete Kammer entweder durch ein Einwegventil oder durch einen Durchflußkanal mit einem hohen Strömungswiderstand, wie einem feinen Kapillarrohr, hineinzukommen. In jedem Fall würde eine Verringerung des Flüssigkeitsdrucks in einer Kammer infolge eines Verlusts zum Einführen von Flüssigkeit in diese Kammer führen, um die Flüssigkeit zu ersetzen, die ausgelaufen war. Eine Leckage innerhalb der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung 1 kann teilweise durch die vollständige Entfernung des Teils der Triebstange verhindert werden, welches sich zwischen den vergroßerten Teilstücken 11 erstreckt, und entsprechend durch das vollständige Entfernen des Teils der Triebstange 10, welcher sich zwischen den gleichartig vergrößerten Teilstücken der Triebstange 10 erstrecken. Die Löcher in der Trennwand 6, durch welche sich jene Teile der Triebstangen 9 und 10 erstrecken, werden verschlossen, und die vergrößerten Teilstücke 11 werden außerhalb des Gehäuses starr miteinander verbunden, wobei die gleichartig vergrößerten Teilstücke der Triebstange 10 entsprechend verbunden werden. Die vergrößerten Teilstücke 11 werden somit gezwungen sich in Gleichlauf zu bewegen und entsprechend werden die vergrößerten Teilstücke der Triebstange 10 ebenso gezwungen, sich in Gleichlauf zu bewegen, jedoch nicht mehr durch die sich durch die Trennwand 6 erstreckenden Triebstangen 9 und 10. Die Durchmesser der vergrößerten Teilstücke sind reduziert, um so das Entfernen der sie vorher verbindenden Teile der Triebstangen zu kompensieren.
• Die britische Patentanmeldung 2 199 783 offenbart die verwandte Reibungsschweißvorrichtung. Die vorliegende Vorrichtung kann zum Einbau entsprechender Teile dieser früheren Vorrichtung modifiziert werden.

Claims (8)

1. Einrichtung (1) zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Reibungsschweißen,

mit ersten und zweiten Kammern (7,8) von veränderlicher Gestalt zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit,

und mit hin- und herbewegbaren Antriebsmitteln (9,10,11) und hin- und herbewegbaren angetriebenen Mitteln (13,14), die jeweils so angeordnet sind, daß eine Hin- und Herbewegung eine lokale Veränderung des Volumens der ersten Kammer und eine komplementäre lokale Veränderung des Volumens der zweiten Kammer hervorruft, wobei die Anordnung eine solche ist, daß bei Abwesenheit anderer Veränderungen in der Gestalt der Kammern und wenn jede Kammer ein unveränderliches Volumen an Hydraulikflüssigkeit enthält, so daß das Volumen einer jeden Kammer konstant verbleibt, eine Hin- und Herbewegung der Antriebsmittel mit einer beliebigen gegebenen Amplitude eine Hin- und Herbewegung der angetriebenen Mittel mit einer kleineren Amplitude aber mit einer erhöhten Kraft hervorruft, wobei die Antriebsmittel eine Mehrzahl einzeln hin- und herbewegbarer Elemente (9,10) umfassen und mit einem sich hin- und herbewegenden Mechanismus (23 bis 27,31) ausgestattet sind, der ein Hin- und Herbewegen der Elemente mit derselben Frequenz mit unveränderlicher Amplitude hervorruft,

dadurch gekennzeichnet,

daß aufgrund einer Hin- und Herbewegung jedes hin- und herbewegbare Element eine lokale Veränderung in dem Volumen der ersten Kammer und eine komplementäre lokale Veränderung des Volumens der zweiten Kammer hervorruft

und daß die Antriebsmittel Einstellmittel (34,35) umfassen, die eine Justierung der relativen Phase der Hin- und Herbewegung der Elemente erlauben, wodurch die Summe der auf die Hin- und Herbewegung der Elemente jeder Kammer zurückzuführenden lokalen Veränderungen im Volumen nach unten bis zum Wert null variiert werden kann.

2. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei hinund herbewegbare Elemente (9,10), von denen jedes mit einem zugeordneten Umwandlungsmechanismus (23,31) ausgestattet ist, der die Drehung eines zugeordneten Drehbauteils (76,79) in die erforderliche Hin- und Herbewegung des betreffenden Elements umwandelt, wobei eine gemeinsame Drehankopplung (74) zum Drehen der Drehbauteile vorgesehen und die Justiermittel (80) zum Verändern des relativen Winkels oder der Drehposition der Drehbauteile während ihrer Drehung zur Wirkung bringbar sind.

3. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Ausbalancierungseinrichtung ausgestattet ist, die eine Gegengewichtsanordnung (22;46;59;65) und die Gegengewichtsanordnung entgegengesetzt zu der Hin- und Herbewegung einer Komponente der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung bewegende Antriebsmittel (2;46 bis 49) umfaßt.

4. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichtsanordnung (59;65) in einer für eine hin- und hergehende Bewegung geeigneten Weise montiert und mit einer hin- und hergehenden Komponente (13;16) der Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung durch die Verbindung über eine drehbar gelagerte Wippenanordnung (55;63) gekoppelt ist, welche mit der Gegengewichtsanordnung und mit der hin- und hergehenden Komponente durch flexible Elemente (53,58;64,66) verbunden ist, welche sich während des Gebrauchs biegen und die relative Bewegung zwischen der Wippenanordnung und der Gegengewichtsanordnung und zwischen der Wippenanordnung und der hin- und hergehenden Komponente aufnehmen.

5. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kammern auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Trennwand (6) angeordnet sind und daß die Antriebsmittel sich durch ein Loch oder Löcher in jener Trennwand hindurch erstrecken.

6. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kammern auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Trennwand (6) angeordnet sind und daß die angetriebenen Mittel sich durch ein Loch in jener Trennwand erstrecken.

7. Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung nach einein der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer hinund hergehenden Bewegung ein oder mehrere zeitweise wirksame Schwungräder (28,32;75,78) umfaßt, die im Falle von Änderungen des Reibungswiderstandes zwischen den zu verschweißenden Komponenten Energie abgeben oder aufnehmen und die zyklischen Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit reduzieren, die dazu neigen aufzutreten,wenn kinetische Energie zwischen hin- und hergehenden und drehenden Teilen ausgetauscht wird.

8. Reibungsschweißvorrichtung für die Verwendung beim Zusammenschweißen erster und zweiter Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsschweißvorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ein erstes Tragmittel (38) zum Aufnehmen der ersten Komponente, welches so mit den angetriebenen Mitteln gekoppelt ist, daß es im Betrieb durch die angetriebenen Mittel hin- und herbewegt wird, ein zweites Tragmittel (41) zum Aufnehmen der zweiten Komponente und Mittel (40) umfaßt, mittels derer das zweite Tragmittel gegen das erste Tragmittel andrückbar ist, so daß während des Betriesbs die von den Tragmitteln aufgenommene erste und zweite Komponente zusammengepreßt werden.