CN107000097B - 压焊设备和压焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压焊设备，其具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接的零件(2，3)的保持器(11)和机架(12)。此外，所述压焊设备(1)存在有机器头部(13)和镦锻头部(27)，所述机器头部和所述镦锻头部能沿着机器轴(6)相对于彼此移动。所述保持器(11)具有在所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)之间能浮动地安置在所述机架(12)上的零件收纳部(36)，以及用于适配不同的零件尺寸、特别是零件长度的、优选为自动的调节装置(17)。

Description

压焊设备和压焊方法

技术领域

本发明涉及一种压焊设备和一种压焊方法，其分别具有如方法独立权利要求和设备独立权利要求的前序部分所述的特征。

背景技术

由专利文献DE10330188A1可知一种这样的压焊设备。该压焊设备具有塑化装置和镦锻装置以及用于待焊接零件的保持器和机架。此外，该压焊设备还具有机器头部和镦锻头部，它们可沿着机器轴相对于彼此移动。机器头部静止地设置在机架上。镦锻头部被构造为镦锻冲头，该镦锻冲头通过静止地设置并支撑在另一机架端部上的镦锻驱动器来加载。而为了适配不同的尺寸、特别是零件长度，必然要手动地且费力地进行改建。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改进的压焊技术。

本发明的目的通过在方法独立权利要求和设备独立权利要求中所述的特征来实现。

根据本发明的压焊技术，即压焊设备和压焊方法具有许多不同的优点。它们一方面提升了压焊过程中的工效和过程质量。另一方面也增加了自动化程度以及由此获得的经济效益。还可以尽可能地避免或者至少减少装配和停机时间。此外，还能更好地符合人体工程学。

根据本发明的调节装置使得能够根据不同的零件尺寸、特别是零件长度来简单、快速地调整压焊设备。这种调整特别是涉及到能浮动地设置在机器头部和镦锻头部之间的零件收纳部。这种调整可以自动地实现。

此外，在本发明思想的独立框架内，镦锻装置是通过设置在机器头部和镦锻头部之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器来调整的。该镦锻驱动器具有两个或多个并行的驱动器单元，例如缸，这些驱动器单元纵向地并在两侧设置在机器轴的旁边。优选缸壳体支撑在优选为静止的机器头部上，并且可伸缩的活塞杆在其自由端部上与镦锻头部固定地连接。由此，镦锻力将以有利于弯曲的方式作为拉力、而不再是如现有技术中那样作为压力被传递。

在本发明思想的独立框架内，压焊设备具有塑化装置和镦锻装置，用于待焊接零件的保持器和机架，以及沿着机器轴可相对于彼此移动的机器头部和镦锻头部，在此，镦锻装置具有设置在机器头部和镦锻头部之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器，该镦锻驱动器包括两个或多个平行的驱动器单元，这些驱动器单元纵向地并在两侧设置在机器轴的旁边。

此外，根据本发明的镦锻驱动器的设计和设置使得能够在封闭的回路中并在机器头部和镦锻头部之间形成力流，这能够改进力支撑并避免发生意外变形以及减轻机架的负载。利用缸、特别是其活塞杆的不同高度位置，可以在压焊设备的操作区域或者说操作侧更好地符合人体工程学和更好地接近。此外，被浮动放置的零件收纳部可以附加地通过滑动轴承引导至活塞杆上。

调节装置在零件收纳部和镦锻头部之间具有可控的且长度可变的耦合装置，该耦合装置能够针对上述根据不同零件尺寸所做的调整实现镦锻头部和零件收纳部之间的距离变化。这种调节可以极快地和非常精确地自动实现。

为了针对根据各种零件的不同长度所做的调整进行粗调，可以利用镦锻驱动器和由此所导致的镦锻头部相对于临时固定在机架上的零件收纳部的行进运动。为此，可以控制并打开耦合装置、特别是耦合元件的锁定部。然后再将根据新的零件尺寸已经变化的距离固定下来。

较小的零件尺寸变化可以通过耦合装置的耦合调节器来补偿。这样的变化例如是由于插入公差，零件公差、特别是长度公差，零件在压焊过程中的弹性缩短等引起的。

利用这种车削，可以实现对压焊过程的优化和待焊接零件与镦锻头部的最优化接触。这对于处理流程的优化、特别是对塑化和镦锻阶段的程序化控制以及发生在这里的进给和零件缩短都是有利的。由此能够制造出非常高质量的焊接件。这一方面涉及到焊接连接的质量，另一方面涉及到焊接件的恒定不变的长度。

这样的压焊技术可以有各种不同的设计。一种设计方案可以是摩擦焊接设备和摩擦焊接方法。零件在此优选沿着机器轴取向，并且在它们彼此相向的端面边缘上通过摩擦被塑化，然后通过轴向镦锻彼此连接。替代地还有一种使用环绕运动的电弧的压焊。在此，环绕电弧可以通过执行装置来控制。

对于压焊设备、特别是摩擦焊接设备而言，可以通过增加构件来获得其他有利的补充方案。

这一方面涉及到设置在主轴驱动器和主轴之间的传动机构中的、用于机器轴箱或者说主轴箱的零件收纳部上的夹紧装置的操纵装置。在此，驱动力矩可以通过致动驱动器的驱动器壳体在最大程度上无变化地被传输。因此，即使是与夹紧装置操纵相关联的非常高的力矩也能被传输。另一方面，还可能因此实现直接驱动，在此，驱动电机可以其电机轴与主轴轴线基本上对齐。由于操纵装置与驱动电机是分开的，因此驱动电机可以有任意的设计。这使得能够使用廉价的标准电机。

特别有利的是将主轴驱动器设计为直接驱动器，在此，驱动电机可以与传动机构和机器轴对齐。这种直接驱动器使得能够省去目前在许多情况下常见的皮带传动设计。可以避免有横向力被导入传动机构中。易磨损性也被显著地降低。

此外，还可以在传动机构中安装其他的构件，例如多盘式制动器，用于错位补偿的转动耦合部。

此外，也可以在传动机构中使用具有测量轴的测量装置，由此能够最优化地控制过程参数，并且也能够更精确且更好地控制压焊过程。该测量装置具有独立的发明意义。该测量装置可以使用在任何摩擦焊接设备中，并且在此可以被设置在传动机构中的任意位置上。摩擦焊接设备可以具有任意的镦锻驱动器和主轴驱动器以及静止的或者可行驶的机器头部，并且也可以被设计双头机器或单头机器。

在根据本发明的独立发明思想框架中，压焊设备具有塑化装置和镦锻装置以及用于待焊接零件的零件收纳部和机架以及机器头部，该机器头部包括可转动的、被驱动的主轴，用于零件收纳部，在此，在主轴驱动器和主轴之间的传动机构中设有测量装置，该测量装置包括用于检测驱动力矩和可能还有驱动转速的测量轴。

此外，压焊设备还可以具有处理装置、特别是车削装置。

本发明的其他优选的设计方案在从属权利要求中给出。

附图说明

在附图中示例性并示意性地示出了本发明。具体的：

图1示出了压焊设备的局部截面侧视图，

图2和图3示出了根据图1的压焊设备的不同的局部立体视图，

图4示出了压焊设备的补充视图，其中包括用于夹盘的操纵装置和电机直接驱动器，

图5示出了根据图1至图3的压焊设备的一种变型，其具有测量轴，

图6以示意图示出了用于根据不同的零件尺寸进行调整的调节装置，以及经过修改的、具有环绕运动的电弧的压焊技术，和

图7至图10示出了调节装置在多个运行步骤中的功能流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种压焊设备(1)和一种压焊方法。

压焊设备(1)和压焊方法可以有不同的设计。各种变型的共同点在于塑化装置(7)和镦锻装置(8)，利用该塑化装置和镦锻装置使得待焊接的零件(2，3)在彼此相向的侧面或边缘上被熔融或软化，随后在形成焊接件的条件下被镦锻。为此，镦锻装置(8)具有镦锻驱动器(22)和镦锻头部(27)，该镦锻头部通过镦锻挡板(28)作用在零件(3)上。

此外，压焊设备(1)还具有机器和过程控制器(未示出)，该机器和过程控制器连接并控制将在下面说明的机器构件。此外，机器和过程控制器还与检测装置、探测装置或测量装置相连接，并处理它们的信号。该控制器可以被构造为可存储编程的，并且包含一个或多个过程或流程程序、技术数据库、用于程序和所接收的过程数据的数据存储器、质量监控器连同记录器等。

塑化装置(7)和塑化方法可以有各种不同的设计。在图1至图5所示的实施方式中，压焊设备(1)被设计为摩擦焊接设备，在此，塑化装置(7)具有摩擦装置(9)。

在图6中示出了一种变型，其中，零件边缘通过电弧(63)被加热并熔焊，该电弧借助于执行装置(64)沿着零件周向环绕地通过磁力运动。其他的细节将在后面进行说明。

在各种变型中，压焊设备(1)均包括带有纵向轴线或机器轴(6)的机架(12)和用于待焊接零件(2，3)的保持器(11)。机架(12)具有与地面相结合的机座，压焊设备(1)的将在后面进行说明的构件被设置在该机座上。此外，还设有生产资料供应部(19)。该生产资料供应部提供了所必需的生产资料，特别是电流、液压液体、压缩空气、润滑剂和冷却剂等等，并将它们引导至各个消耗体。

压焊设备(1)具有在周边实施保护的护罩(21)，该护罩具有可在操作侧(20)关闭的入口。工人、机器人等可以在这里送入待装配的零件(2，3)并送出已制成的焊接件(5)。

对零件(2，3)的压焊是沿机器轴(6)的方向进行的，零件(2，3)也沿着该机器轴取向。在此，零件(2，3)在彼此相向的端侧面或者边缘上特别是通过旋转摩擦或者通过环绕电弧(63)被塑化，并沿着机器轴(6)被镦锻。机器轴(6)构成了用于塑化和镦锻的过程轴。

零件(2，3)可以由不同的材料组成。优选使用金属材料，特别是钢、轻金属合金、浇铸金属等。材料配对可以是不同的。在此，特别是可以将含铁的材料与非铁金属装配起来。此外，可以对非金属材料(例如陶瓷材料)进行焊接，特别是与其他的金属零件结合起来。

此外，压焊设备(1)还具有机器头部(13)(其包括零件收纳部(34))和所述的镦锻头部(27)，它们被沿着机器轴(6)可相对于彼此移动地安装，并通过镦锻驱动器(22)运动。在所示出的实施例中，机器头部(13)静止地设置并支撑在机架(12)上，在此，镦锻头部(27)可沿着机器轴(6)行进地设置在机架(12)上。

替代地，这种运动结构是可以反转进行的，其中，机器头部(13)被设置为可行进的，而镦锻头部(27)被设置为静止的。在另一种变型中，二者均可以是可行进的。

镦锻头部(27)例如被设计为轭状的并具有承载体(31)，该承载体具有支撑部(29)，在该支撑部(29)上设有镦锻挡板(28)并附连有镦锻驱动器(22)。承载体(31)例如被构造为滑动板，并且在机座(12)上通过引导部(32)(例如在两侧的轴向引导滑轨)被引导并支承。此外，镦锻头部(27)还具有用于其位置和行驶路径的检测装置(33)。

检测装置(33)例如可以被设计为计程仪。该计程仪可以配属于引导部(32)。在此，例如可以将测量导轨设置在机座(12)上，将测量头设置在镦锻头部(27)上、特别是承载体(31)上。计程仪可以按照任意合适的方式进行测量，例如光学、电感、电容。这种路径测量可以是相对的或绝对的。

此外，用于零件(2，3)的保持器(11)还具有在机器头部(13)和镦锻头部(27)之间能浮动地安装在机架(12)上的零件收纳部(36)。该零件收纳部用于收纳第二零件(3)，并且也被称为中央收纳部。

该零件收纳部或者中央收纳部(36)同样具有特别是呈滑动板形式的承载体(42)，该承载体在机架(12)上沿着机器轴(6)的方向被可行进地安装并引导。在此，该承载体可以与镦锻头部(27)一起依次地设置在共同的引导部(32)上。

零件收纳部(36)可以借助于可控的固定装置(46)根据需求通过夹紧或者以其他的方式被固定在机座(12)上，特别是引导部(32)上。零件收纳部(36)同样具有用于沿着机器轴(6)的位置和/或路径的检测装置(47)。检测装置(33，47)可以相同地构成并使用共同的测量导轨。

零件收纳部(34，36)可以以任意合适的方式收纳相应的零件(2，3)。为此，优选它们分别具有：可远程控制的夹紧装置(39)，其具有可调节的夹紧元件(40)；以及操纵装置(41)。夹紧装置(39)可以根据需要被构造为单级或多级的夹盘，或者中央夹紧件，或者以其他的方式构成。

镦锻头部(27)通过镦锻挡板(28)从后方沿着机器轴(6)的方向作用在零件(3)上，在此，这是通过直接贴靠接触或者通过镦锻杆(30)的中间连接发生的。

在所示出的实施例中，镦锻装置(8)作用在机器头部(13)和镦锻头部(27)之间，并产生沿着机器轴(6)方向的拉力。镦锻装置(8)具有镦锻驱动器(22)，该镦锻驱动器设置在机器头部(13)和镦锻头部(27)之间并与二者相连接。镦锻驱动器(22)起到牵拉作用，并使构件(13，27)相对于彼此被拉动。这在如图6所示的示意图中以箭头示出。

镦锻驱动器(22)可以有不同的设计。在所示出的实施例中，镦锻驱动器具有两个或多个并行的驱动器单元(23，24)，这些驱动器单元沿着机器轴(6)取向。驱动器单元(23，24)设置在机器轴(6)的不同侧面，特别是设置在两测，并关于机器轴(6)彼此径向对置。驱动器单元优选被设计为缸。

替代地，驱动器单元(23，24)也可以其他的方式构成，例如为电连杆驱动器或者主轴驱动器。相应地，在下面关于示出的缸(23，24)所描述的设置和设计方案也适用于驱动器单元的其他实施方式。

缸(23，24)优选被构造为液压缸。它们分别具有可伸缩的活塞杆(26)和缸壳体(25)。缸壳体(25)优选被装配并支撑在机器头部(13)上。可伸缩的活塞杆(26)的自由端部被固定在镦锻头部(27)上。在其他的驱动器单元的情况下，驱动器壳体(25)和可伸缩的驱动器元件(26)，例如齿杆或者螺纹主轴(Gewindespindel)，可以被相应地设置并连接。

特别是如图2和图3所示，镦锻头部(27)在活塞杆端部之间具有一连接轭部，在该连接轭部上还设有镦锻挡板(28)。支撑部(29)设置在该轭部的前面，并同样与活塞杆(26)固定连接，特别是夹紧。支撑部(29)与承载体或者滑动板(31)相连接并特别是被安置在其上面。该轭部悬浮在承载体的上方，并通过活塞杆(26)和支撑部(29)与该承载体连接。由此，实现了在机架或者说机座(12)上沿着机器轴(6)的轭部引导。

中央的零件收纳部(36)同样可以与镦锻驱动器(22)连接，特别是与活塞杆(26)连接。为此，在承载体或者滑动板(42)上固定有支撑部(44)，该支撑部通过滑动轴承(45)与活塞杆(26)连接。由此实现了另外的沿着机器轴(6)的引导。该设计方案也提供了用于镦锻驱动器(22)、特别是活塞杆(26)的引导和支撑。

在所示出的镦锻驱动器(22)的实施方式中，驱动器元件、特别是缸(23，24)以不同的高度设置在机座(12)的上方。临近于操作区域或者说操作侧(20)的缸(23)在此较低，并紧密地设置在机座(12)的顶部的上方。因此，其不会妨碍工人接近零件收纳部(34，36)。另一个对面的缸(24)设置在机器头部(13)的另一侧，并以更高的位置设置在机座(12)上。通过缸(23，24)及其活塞杆(26)的不同的高度位置，产生了轭部在镦锻头部(27)上的倾斜姿态。此外，支撑部(29，44)也相应地成角度并具有不同的滑动轴承(45)高度位置或者说在活塞杆(26)上的固定或夹紧位置。另一方面，这种成角度的支撑部形状为零件(2，3)提供了足够的自由空间。

在这些不同的实施方式中，压焊设备(1)分别具有用于根据不同的零件尺寸、特别是零件长度进行调整的调节装置(17)。调节装置(17)优选自动地起作用。这种调整优选通过调节中央的结构收纳部(Bauaufnahme)(36)来实现。

调节装置(17)具有在中央的零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间的、可控且长度可变的耦合装置(48)。该耦合装置(48)负责构件(36，27)在机器轴(6)方向上的连接，并且优选与承载体(31，42)连接。利用调节装置(17)和特别是其耦合装置(48)，可以按照随后将要说明的方式改变零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间在机器轴(6)方向上的距离并根据需要加以调整。

耦合装置(48)具有耦合元件(50)，该耦合元件设置在零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间并与这二者可调节地连接。耦合元件(50)例如被构造为单一或多重设置的耦合杆，并优选沿着机器轴(6)延伸。此外，耦合装置(48)还具有锁定部(51)和耦合调节器(52)。

耦合元件(50)、特别是耦合杆，在一端部区域上在锁定部(51)上是可纵向运动的，并且被可控的夹紧部接收。锁定部(51)例如设置在镦锻头部(27)上，特别是在该镦锻头部的承载体(31)上。锁定部(51)例如可以被构造为可控的杆夹紧部。在夹紧被打开的情况下，耦合元件(50)可以相对于锁定部(51)轴向移动，并由此使得所述的距离发生变化。

耦合元件(50)在另一端部区域上与耦合调节器(52)连接。耦合调节器(52)例如设置在零件收纳部(36)上，特别是在该零件收纳部的承载体(42)上。耦合装置(48)优选设置在承载体(31，42)的下方，并位于机座(12)上侧的自由空间中。耦合调节器(52)具有驱动器，耦合调节器可以通过该驱动器根据需求沿着机器轴(6)调节耦合元件(50)或者将其锁死在当前位置上。

此外，在前述调节的框架下，耦合调节器(52)或者说驱动器可以基于相应的布置，根据需求在外力的作用下，例如以液压弹簧的形式弹性地松弛，并因此产生一定的反作用力或者阻尼。

耦合调节器(52)或者说驱动器例如被构造为液压的封闭缸(Blockzylinder)。在图6中示意性地示出了前述耦合装置(48)的构造和设置。在此还可以看见前述的固定装置(46)，该固定装置可以集成于调节装置(17)中。固定装置(46)例如具有相对于引导部(32)被弹性预紧的夹紧部，该夹紧部例如可以被液态地松脱。

图7至图10示出了调节装置(17)运行过程中的各种运行步骤或者说运行位置。在图7至图9中，均是在左边示出了压焊设备(1)俯视图，并在右边示出了压焊设备的立体视图。

图7示出了初始位置，在该初始位置下，工人将待焊接的零件(2，3)插入至零件收纳部(34，36)中。

当零件(2，3)的型号发生变更时，零件(2，3)现在具有不同的尺寸、特别是不同的长度，则可以通过调节装置(17)对压焊设备(1)进行自动长度调整。该长度调整可以在没有插入零件(3)的情况下进行。

为此，锁定部(51)被打开，并通过镦锻驱动器(22)使镦锻头部(27)朝向或者远离中央零件收纳部(36)运动。在此，零件收纳部(36)借助于固定装置(46)固定在机架(12)上。零件收纳部(36)和镦锻头部(27)的初始位置以及镦锻头部(27)的行驶路径借助于检测装置(33，47)来探测。镦锻头部(27)的行驶路径终止于由机器和过程控制器基于零件长度差值计算得出并设定的点上。在停止时，锁定部(51)再次关闭。据此，镦锻头部(27)和零件收纳部(36)之间的距离被重新调整。在零件尺寸变更的情况下，通过这种相对运动实现了自动的长度调整。

替代地，这种长度调整也可以在已插入零件(3)的情况下进行，在此，镦锻头部(27)的行进运动在零件(3)与镦锻挡板(28)或者可能插入的镦锻杆(30)发生接触时停止。这种接触可以借助于任意合适的方式探测到，例如通过镦锻驱动器(22)上的力升高。

图8示出了调节装置(17)的另一种调节方式，其可以通过耦合调节器(52)和缩短间距来实现对插入公差或零件公差以及被收纳零件(3)的可能与过程相关的弹性变形。为此，首先在零件收纳部(36)上插入零件(3)，在此，可能会出现相对于镦锻挡板(28)或者说镦锻杆(30)的间距。然后在锁定部(51)关闭的情况下操纵耦合调节器(52)，并且使零件收纳部(36)在间距缩短时朝向保持静止的镦锻头部(27)的方向运动，直到零件(3)和镦锻挡板(28)或者说镦锻杆(30)之间发生零件接触并以合适的方式被探测到。

耦合调节器(52)的调节力也能够维持，在此，耦合元件(50)的其他运动通过所述的零件接触被暂时阻止。当在压焊过程中在镦锻力的作用下，零件收纳部(36)上的零件(3)出现弹性缩短时，可以通过耦合调节器(52)相应地减小并调整镦锻头部(27)和零件收纳部(36)之间的距离。

在完成对插入公差或者说零件公差的自动长度调整或者说吸收之后，开始压焊过程，在此，镦锻驱动器(22)使镦锻头部(27)沿着轴向方向朝向机器头部(13)运动。耦合装置(48)在此被封锁，从而使得镦锻头部(27)通过耦合元件(50)带动零件收纳部(36)随动，并与零件(2，3)发生物理接触，该物理接触又以合适的方式被探测到。随后开始塑化过程。

在摩擦焊接过程中，通过镦锻驱动器(22)在可控或可调节的力的作用下轴向地挤压零件(2，3)，在此，保持在零件收纳部(34)中的零件(2)围绕机器轴(6)转动。通过在连接位置上的摩擦生热，使得零件边缘被熔化。随后，通过镦锻驱动器(22)实现镦锻行程。在摩擦和镦锻过程中，会发生零件缩短以及在零件(2，3)的连接位置处形成摩擦隆起部。图9示出了该摩擦焊接过程。

图10示出了后续位置(Folgestellung)，在该后续位置上，镦锻驱动器(22)使得镦锻头部(27)在已耦合的零件收纳部(36)随动的情况下再次回驶。在此，一个或多个零件收纳部(34，36)被打开。随后，可以取出焊接件(5)并插入新的零件(2，3)。

当根据图6利用磁性运动的电弧(63)进行焊接时，以前述的方式通过镦锻头部(27)的运动首先接触零件(2，3)，并随后再次在轴向上间隔开，在此，在相邻的零件边缘之间点燃电弧(63)。为此，电弧装置(10)具有用于提供必要电压的电源(未示出)。借助于执行装置(64)，例如线圈组，可以使得电弧(63)被旋转地驱动，并在此围绕机器轴(6)旋转。在实现对零件边缘的足够塑化之后，断开电压，并开始用于连接零件(2，3)的镦锻行程。

在图1至图5的实施例中示出了摩擦焊接设备(1)，其包括摩擦装置(9)和其他的机器构件。

摩擦装置(9)具有可转动的轴(54)，在下文中被称为主轴，以及设置在前侧的零件收纳部(34)，还具有主轴箱(53)和摩擦驱动器(56)、特别是主轴驱动器。主轴箱(53)包含主轴(54)的存储部、引导部和支撑部，并且被设置并支撑在机器头部(13)上。主轴(54)和主轴驱动器(56)的从动轴(59)通过传动机构(57)彼此转动配合地连接。

在所示出的实施方式中，主轴驱动器(56)被设计为直接驱动。该主轴驱动器具有驱动电机(58)，该驱动电机的电机轴(59)基本上与主轴(54)的纵向轴线对齐，并朝向机器轴(6)取向。同样地，传动机构(57)也沿着机器轴(6)取向。电机轴(59)通过耦合部(62)与主轴(54)或者在后面将要说明的、用于零件收纳部(34)的操纵装置(41)耦合。耦合部(62)被构造为抗扭的和弹性弯曲的。其可以在需要时补偿对齐误差、特别是横向偏移和/或倾斜。

在摩擦驱动器(56)、特别是主轴驱动器和主轴(54)之间的传动机构(57)中，可以设有其他的构件。例如可以是在图4中示出的可控的制动器(78)，该制动器可以被构造为液压的多盘式制动器或者更简单的电机驻车制动器。同样地，主轴驱动器(56)的发电式制动器(generatorisches Bremsen)也是可以的。

在所示出实施例的变型中，驱动器电机可以在侧面相对于主轴(54)以及机器轴(6)错位地设置，并且通过副轴、特别是皮带传动来驱动主轴(54)。

在另一种变型中，摩擦或者主轴驱动器(56)可以具有飞轮组(未示出)。飞轮通过驱动器电机(58)围绕机器轴(6)旋转移动，并引起对主轴(54)的惯性驱动，在此，可控的制动器(78)控制或调节传动机构(57)中的转速，并且根据需要也可以停止转动。借助于耦合部，飞轮组可以与驱动器电机(58)分离并根据需要与主轴(54)分离。

此外，在图1至图5中还示出了压焊设备(1)的一种实施方式，其中，在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中设有操纵装置(41)，用于零件收纳部(34)上的夹紧装置(39)。在此，优选操纵驱动器(65)随同转动地设置在传动机构(57)中。在此，驱动器电机(58)又可以被设计为直接驱动，并相对于机器和主轴(6)对齐地取向，这样做的优点在于能够自由选择电机和由此带来的经济效益。

操纵装置(41)具有操纵驱动器(65)，该操纵驱动器包括在图1中示出的传动元件(66)，该传动元件被引导穿过中空的主轴(54)的内部空间，并且例如通过轴向运动作用在夹紧元件(40)的调节机构上。该调节运动可以通过测量装置(75)来探测、控制或调节。例如液压或电的操纵驱动器(65)具有护罩状的驱动器壳体(67)，该驱动器壳体一方面与电机轴(59)抗扭地连接，另一方面与中空主轴(54)的护罩抗扭地连接，并且能够无变形且无损耗地传输主轴驱动器(65)的驱动力矩。

此外，操纵装置(41)还具有用于运行介质(例如液压流体或者电流)的滑动轴承(69)，从外部到与主轴(54)一起转动的操纵驱动器(65)。为此，在转动供应部(69)的静止的进料箱上设有一接口，用于未示出的软管或者线缆。此外，还设有用于溢油排出的外部管线(70)以及连接头(72)，该连接头可以同时具有针对转动供应部(69)的支撑功能。在主轴(54)的内部空间中或者护罩中，可以铺设有去往可能设置在主轴(54)中的传动元件(66)(例如活塞组件)的内部管线。

在为液压操纵驱动器(65)的情况下，运行介质供应部(19)具有用于液压操纵驱动器(65)及其传动元件(66)的供应和连接的泵机组和阀门组件。在电操纵驱动器(65)中，相应地设有电流源和开关装置。

此外，图5还示出了一种构造方式，其中，在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中设有用于检测驱动力矩以及根据需要检测驱动转速的测量装置(89)。该测量装置(89)可以接在电机轴(59)和主轴(54)或者说操纵装置(41)之间。

测量装置(89)具有在传动机构(57)中抗扭耦合的旋转测量轴(90)。该测量轴可以在结构上和测量技术上以任意的方式实现。优选进行光学测量值检测。测量轴(90)可以设置在传动机构(57)中的任意位置上。

在该示出的实施例中，测量轴(90)具有轴体以及位于中间的、包围轴的测量壳体(91)，该测量壳体优选被静止地设置。轴体在两侧从测量壳体(91)向外伸出，并且通过耦合部(62)与驱动轴(59)和主轴(54)或者根据需要与操纵装置(41)抗扭地连接。

测量轴(90)具有一个或多个位于轴体上的、一起转动的测量元件，用于检测扭应力，该扭应力由测量壳体(91)中的探测装置检测并根据需要被分析。测量或者分析信息被传输至机器或过程控制器上。测量元件例如可以被构造为增量环形盘，该增量环形盘抗扭地并且具有轴向间隔地与轴连接，并将轴扭力信号化。替代地，测量元件可以被构造为应变仪或者以其他方式构造。所示出的测量装置(89)例如可以根据专利文献DE19848068C2、DE102010034638A1或者DE19849225C1来构成。

驱动或电机轴(59)可以被分开地构成，在此，测量轴(90)被插入在两个轴半部之间。替代地，可以为驱动或电机轴(59)配设合适的测量元件并构成测量轴(90)。

此外，在图1中还示出了在焊接之前和/或期间用于焊接件(5)或者用于一个或多个零件(2，3)的处理装置(18)的设置。处理装置(18)例如被构造为用于焊接件(5)上的焊接隆起部的车削装置。此外，该处理装置可以在焊接之前对一个或两个零件(2，3)的端侧面进行平面铣削。

为了进行这样的处理，焊接件(5)可以通过零件收纳部(34)或者说主轴驱动器(56)来转动。在该情况下，中央的零件收纳部(36)的夹紧装置(39)可以被打开。在零件收纳部(36)上，特别是在其承载体(42)上，可以设有在图6中示意性示出的零件支撑部(38)，该零件支撑部例如被构造为具有滚轮的中心架(Lünette)，并支撑转动的焊接件(5)。

所示出和说明的实施例的变型可以具有不同的方式。特别是可以将各种实施例彼此任意结合，并且也可以交换。镦锻驱动器(22)可以根据传统的方式来实现，例如在开始部分提到的现有技术。镦锻驱动器可以在外侧设置在镦锻头部(27)上和/或根据需要设置在机器头部(13)上，并且从外部施加压力。在此可以对镦锻头部(27)进行相应的修改。

附图标记列表

1 压焊设备，摩擦焊接设备

2 零件

3 零件

3'

4

5 焊接件

5'

6 纵向轴线，机器轴

7 塑化装置

8 镦锻装置

9 摩擦装置

10 电弧装置

11 用于零件的保持器

12 机架，机座

13 机器头部

14

15

16

17 调节装置

18 处理装置，车削装置

19 生产资料供应部

20 操作区域

21 护罩

22 镦锻驱动器

23 驱动器单元，缸

24 驱动器单元，缸

25 驱动壳体，缸壳体

26 驱动元件，活塞杆

27 镦锻头部，轭部，支撑头部

28 镦锻挡板

29

30 镦锻杆

31 承载体，滑动板

32 引导部

33 检测装置，计程仪

34 机器头部上的零件收纳部

35

36 零件收纳部，中央收纳部

37

38 零件支撑部，中心架

39 夹紧装置，夹盘

40 夹紧元件

41 用于夹盘的操纵装置

42 承载体，滑动板

43

44 支撑部

45 轴承，滑动轴承

46 固定装置

47 检测装置，计程仪

48 用于中央收纳部/镦锻头部的耦合装置

49

50 耦合元件，耦合杆

51 锁定部，杆夹紧部

52 耦合调节器，驱动器，封闭缸

53 主轴箱

54 主轴

55 内部空间

56 摩擦驱动器，主轴驱动器

57 传动机构

58 驱动电机，直接驱动器

59 轴，电机轴

60

61

62 耦合部，转动耦合部

63 电弧

64 执行装置

65 操纵驱动器，缸

66 传动元件，活塞，主轴

67 驱动壳体

68

69 运行介质的转动供应部

70 外部管线，

71

72 连接头

73

74

75 测量装置

76 测量元件，测量盘

77 测量仪器

78 制动器，多盘式制动器

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89 测量装置

90 测量轴

91 测量壳体，包围部。

Claims (46)

1.一种压焊设备，具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接的零件(2，3)的保持器(11)和机架(12)，其中，所述压焊设备(1)具有机器头部(13)和镦锻头部(27)，所述机器头部和所述镦锻头部能沿着机器轴(6)相对于彼此移动，其特征在于，所述保持器(11)具有在所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)之间能浮动地安置在所述机架(12)上的中央零件收纳部(36)，以及调节装置(17)，该调节装置用于根据不同的零件尺寸进行调整，

其中，所述保持器(11)在所述机器头部(13)上具有零件收纳部(34)，并且其中，所述镦锻装置(8)具有设置在所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器(22)，所述镦锻驱动器包括两个或多个并行的驱动器单元，所述驱动器单元沿着纵向并在两侧设置在所述机器轴(6)的旁边，

其中，所述镦锻驱动器(22)将所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)相对于彼此地拉动，所述机器头部和所述镦锻头部被可相对于彼此移动地安装，其中，镦锻力将以有利于弯曲的方式作为拉力被传递。

2.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述调节装置(17)是自动的。

3.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述不同的零件尺寸是不同的零件长度。

4.根据权利要求2所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器单元以不同的高度设置在所述机架(12)的上方。

5.根据权利要求2或3所述的压焊设备，与所述压焊设备(1)的操作区域(20)相邻的驱动器单元被设置为低于对面的另一驱动器单元(24)。

6.根据权利要求2、3或4所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器单元被构造为缸(23，24)。

7.根据权利要求6所述的压焊设备，其特征在于，所述缸是液压缸。

8.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述调节装置(17)在所述中央零件收纳部(36)和所述镦锻头部(27)之间具有可控的且可改变长度的耦合装置(48)。

9.根据权利要求8所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合装置(48)具有设置在所述中央零件收纳部(36)和所述镦锻头部(27)之间并在两侧被可调节连结的耦合元件(50)，所述耦合元件包括锁定部(51)和耦合调节器(52)。

10.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合元件(50)是耦合杆。

11.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合元件(50)在一端部区域上在所述锁定部(51)上能纵向运动，并且被可控的夹紧部接收。

12.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合元件(50)在另一端部区域上与所述耦合调节器(52)连接，其中，所述耦合调节器(52)具有驱动器，并根据需求沿着所述机器轴(6)调节或封锁所述耦合元件(50)。

13.根据权利要求12所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器是封闭缸。

14.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合调节器(52)通过对所述耦合元件(50)的调节来改变所述中央零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间的距离。

15.根据权利要求14所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合调节器(52)缩短所述中央零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间的距离。

16.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述调节装置(17)通过耦合调节器(52)和缩短距离来补偿插入公差或者零件公差以及被收纳的零件(3)的与过程相关的弹性变形。

17.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述调节装置(17)通过由所述镦锻驱动器(22)在中央零件收纳部(36)和镦锻头部(27)之间引起的相对运动和距离变化，来针对各种零件(2，3)进行自动的长度调整。

18.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述锁定部(51)被设置在所述镦锻头部(27)上，并且所述耦合调节器(52)被设置在所述中央零件收纳部(36)上。

19.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述中央零件收纳部(36)具有可切换的固定装置(46)，用于在所述机架(12)上的临时固定。

20.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述机器头部(13)被静止地设置在所述机架(12)上，并且所述镦锻头部(27)可轴向行进地设置在所述机架(12)上。

21.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述中央零件收纳部(36)具有可轴向行进地安置在所述机架(12)上的承载体(42)，该承载体包括用于所述零件(3)的夹紧装置(39)。

22.根据权利要求6所述的压焊设备，其特征在于，所述中央零件收纳部(36)具有支撑部(44)，所述支撑部包括用于所述缸(23，24)的活塞杆(26)的滑动轴承(45)。

23.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述镦锻头部(27)具有可轴向行进地安置在所述机架(12)上的、包括镦锻挡板(28)的承载体(31)。

24.根据权利要求6所述的压焊设备，其特征在于，所述镦锻头部(27)与活塞杆(26)的自由端部固定地连接，其中，所述缸(23，24)的缸壳体(25)被支撑在所述机器头部(13)上。

25.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述镦锻头部(27)和所述中央零件收纳部(36)具有用于位置和/或路径的检测装置(33，47)。

26.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有用于已制成的焊接件(5)或者零件(2，3)的处理装置(18)。

27.根据权利要求26所述的压焊设备，其特征在于，所述处理装置(18)是车削装置。

28.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述中央零件收纳部(36)具有用于所述零件(3)和/或已制成的焊接件(5)的零件支撑部(38)。

29.根据权利要求28所述的压焊设备，其特征在于，所述零件支撑部(38)是中心架。

30.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)被构造为摩擦焊接装置，其中，所述塑化装置(7)具有摩擦装置(9)。

31.根据权利要求30所述的压焊设备，其特征在于，所述摩擦装置(9)具有能转动的主轴(54)，所述主轴包括零件收纳部(34)、主轴箱(53)和主轴驱动器(56)。

32.根据权利要求31所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有设置在所述主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中的操纵装置(41)，所述操纵装置包括用于所述零件收纳部(34)的操纵驱动器(65)。

33.根据权利要求32所述的压焊设备，其特征在于，所述操纵驱动器(65)随同转动地设置在所述传动机构(57)中，其中，所述操纵驱动器的驱动壳体(67)一方面与所述主轴驱动器(56)抗扭地连接，另一方面与主轴(54)抗扭地连接，并传递驱动力矩。

34.根据权利要求33所述的压焊设备，其特征在于，所述操纵驱动器的驱动壳体(67)与所述主轴驱动器(56)的驱动轴(59)抗扭地连接。

35.根据权利要求33所述的压焊设备，其特征在于，所述主轴(54)是中空的。

36.根据权利要求31所述的压焊设备，其特征在于，所述主轴驱动器(56)具有驱动电机(58)，所述驱动电机被设置为与所述机器轴(6)和主轴轴线对齐。

37.根据权利要求31所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有设置在所述主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中的测量装置(89)，所述测量装置包括用于检测驱动力矩并根据需要检测驱动转速的测量轴(90)。

38.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)被构造为具有磁性运动的电弧(60)的焊接设备，其中，所述塑化装置(7)具有电弧装置(10)。

39.一种借助于压焊设备(1)对零件(2，3)进行压焊的方法，所述压焊设备具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接的零件(2，3)的保持器(11)和机架(12)，其中，所述压焊设备(1)具有机器头部(13)和镦锻头部(27)，所述机器头部和所述镦锻头部能沿着机器轴(6)相对于彼此移动，其特征在于，所述保持器(11)具有在所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)之间能浮动地安置在所述机架(12)上的中央零件收纳部(36)，以及调节装置(17)，利用所述调节装置，根据不同的零件尺寸来调整所述压焊设备(1)，

其中，所述保持器(11)在所述机器头部(13)上具有零件收纳部(34)，并且其中，所述镦锻装置(8)具有设置在所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)之间并起到牵拉作用的镦锻驱动器(22)，所述镦锻驱动器包括两个或多个并行的驱动器单元，所述驱动器单元纵向地并在两侧设置在所述机器轴(6)的旁边，

其中，所述镦锻驱动器(22)相对于彼此地拉动所述机器头部(13)和所述镦锻头部(27)，所述机器头部和所述镦锻头部被可相对于彼此移动地安装，其中，镦锻力将以有利于弯曲的方式作为拉力被传递。

40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述调节装置(17)是自动的。

41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述不同的零件尺寸是不同的零件长度。

42.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，改变所述镦锻头部(27)和所述中央零件收纳部(36)之间的距离，以便根据不同的零件尺寸进行调整。

43.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，借助于可控的且能改变长度的耦合装置(48)，来改变所述镦锻头部(27)和所述中央零件收纳部(36)之间的距离。

44.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了针对根据各种零件(2，3)的不同长度所做的调整进行粗调，通过所述镦锻驱动器(22)使所述镦锻头部(27)相对于临时固定在所述机架(12)上的中央零件收纳部(36)行进。

45.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，通过所述耦合装置(48)的耦合调节器(52)，来补偿零件尺寸的较小的变化。

46.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，通过摩擦或者通过环绕运动的电弧，使待焊接的零件(2，3)在其彼此相向的端面边缘上被塑化。

Images