CN107107229B - 压焊设备和压焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压焊方法和一种压焊设备，压焊设备具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接零件(2，3，3'，4)的零件收纳部(34，35，36，37)和机架(12)，其中，压焊设备(1)包括带有零件收纳部(34，35)的机器头部(13)和所配属的其他的零件收纳部(36，37)，并且机器头部(13)被可移动地设置在机架(12)上。压焊设备(1)具有配属于所述机器头部(13，14)或者其他零件收纳部(36，37)的、用于焊接件(5，5')的处理装置(18)，以及用于在所述机器头部(13，14)和所述配属的其他的零件收纳部(36，37)之间产生相对运动的调节装置(17)，以用于处理所述焊接件(5，5')。

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，该压焊设备具有塑化装置和镦锻装置以及用于待焊接的零件的零件收纳部和机架，其中，所述镦锻装置具有镦锻驱动器，该镦锻驱动器使得零件相对于彼此运动，并且其中，所述压焊设备具有带有零件收纳部的机器头部和所配属的其他的零件收纳部，并且所述机器头部能移动地设置在所述机架上。

背景技术

这种压焊设备在实践中是公知的。其可以被设计为摩擦焊接设备，或者被构造为具有磁性环绕运动的电弧的焊接设备，并且在两种变型中分别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。此外，该压焊设备还具有机架，在该机架上可移动地设有具有零件收纳部的机器头部。所配属的其他零件收纳部同样被可移动地设置在机架上。由实践中可知单头部机器和双头部机器，在此，在后者的情况下存在有两个机器头部和一个或两个其他的或者说中央的零件收纳部。在已知的压焊设备中，可能需要对焊件进行的后处理是单独地在其他地方进行的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改进的压焊技术。

本发明的目的通过根据本发明的方法和设备的特征来实现。

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。

根据本发明的处理装置使得能够在压焊设备上的收纳位置或者夹紧位置上对焊件进行后处理。例如，可以在一个或多个焊接位置上进行处理，在此将位于该处的环形焊接隆起部移除。这是有效的，并且节省了时间、额外的耗费和成本。

焊接位置往往紧邻机器头部和在那里的零件收纳部，这会导致空间问题。根据本发明的调节装置允许在机器头部和对应的其他零件收纳部之间有间隔形成，由此可以提供足够的用于处理的空间，并能够容易地接近处理位置、特别是焊接位置。

此外，其他零件收纳部或者中央零件收纳部的这种可借助于调节装置控制并被独立驱动的运动还能够实现完全不同的处理技术。通过该运动，可以将位于零件收纳部上的处理装置输送到焊接位置上并定位，或者也可以通过该运动实现处理过程中的工作行程。

此外，原则上可以在焊件的任意处理位置上进行处理，而不仅仅是在焊接位置上。处理过程也可以任意地设计。优选是分离过程，特别是车削过程或者冲压过程和相应的装置和工具构成。

此外，根据本发明的调节装置使得能够根据不同的零件尺寸、特别是零件长度简单、快速地调整压焊设备。此外，可以对插入公差或者零件公差以及可能在焊接过程中出现的弹性零件缩短进行补偿。这可以自动地实现。

也可以通过该调节装置对压焊过程进行优化，并使待焊接零件和镦锻头部实现最优化的接触。这对于处理流程的优化、特别是塑化和镦锻阶段的程序化控制以及在此发生的进给和零件缩短都是有利的。由此可以生产出高质量的焊件。这一方面关系到焊接连接的质量，另一方面涉及到使焊件保持恒定的长度。

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。

压焊设备具有塑化装置(7)和镦锻装置(8)以及用于待焊接零件(2，3，3'，4)的零件收纳部(34，35，36，37)和机架(12)，其中，压焊设备(1)包括带有零件收纳部(34，35)的机器头部(13，14)和所配属的其他零件收纳部(36，37)，并且机器头部(13)可移动地设置在机架(12)上。

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或者支撑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并行的驱动器单元，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。

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。此外，对可行进的机器头部进行直接驱动是特别有利的。

这种直接驱动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，也可以在主轴驱动器和在过程中轴向前移的机器头部之间实现质量解耦(Massenentkopplung)。

此外，可以将驱动电机与飞轮组相结合，该飞轮组从机器头部观察可以位于驱动电机的后面。此外，可以有选择地将主轴驱动器静止地或浮动地或者说沿机器轴的方向可行进地设置在机架上。通过根据本发明的操纵装置，能够针对主轴驱动器获得明显更大的范围和设计自由度。此外，这也使得能够根据不同的机器要求和生产要求或者过程要求进行调整。

这样的压焊设备可以有各种不同的设计。例如，可以其设计为摩擦焊接设备。在此，零件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，还有一种利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。这样的压焊设备同样可以在机器头部上具有可转动的零件收纳部。

本发明的其他优选的设计方案在下面的描述中给出。

附图说明

在附图中示例性并示意性地示出了本发明。其中

图1示出了压焊设备的立体侧视图，

图2示出了根据图1的压焊设备的另一立体侧视图，

图3示出了根据图1和图2的压焊设备的端面视图，

图4示出了穿过根据图3的压焊设备的截面线IV-IV的截面图，

图5示出了图4中的细节部分V的放大示意图，

图6至图9示出了根据图1的压焊设备在不同工作位置上的视图，

图10以立体侧视图示出了根据图1的压焊设备的一种变型，

图11示出了具有未包覆处理装置的压焊设备，

图12和图13以不同的视图示出了根据图11的处理装置，和

图14示出了压焊设备和处理装置的一种变型。

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零件(2，3，3'，4)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)，该镦锻驱动器使得零件(2，3，3'，4)相对于彼此运动。

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与将在下面进行说明的机器构件相连接并控制这些机器构件。此外，机器和过程控制器还与后面将要提到的检测装置、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10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)。

在一种未示出的变型中，塑化装置(7)可以具有电弧装置，该电弧装置利用电弧对零件边缘进行加热并熔焊，在此，该电弧借助于执行装置沿着零件周向环绕地通过磁力运动。

在各种变型中，压焊设备(1)均包括：机架(12)，其具有纵向轴或机器轴(6)；和保持器(11)，用于待焊接零件(2，3，3'，4)的零件收纳部(34，35，36，37)。机架(12)具有与地面相结合的机座，将在后面进行说明的压焊设备(1)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，该护罩具有可在操作侧(20)关闭的入口。工人或者机器人可以在这里送入待装配的零件(2，3，3'，4)，并送出已制成的焊接件(5，5')。

对零件(2，3，3'，4)的压焊是沿机器轴(6)的方向进行的，零件(2，3，3'，4)也沿着该机器轴取向。在此，零件(2，3，3'，4)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被塑化，并沿着机器轴(6)被镦锻。

零件(2，3，3'，4)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。

图1至图5示出了压焊设备(1)为双头部机器形式的第一种变型，其中，两个外侧零件(2，4)优选同时被焊接在中间零件(3)的端部上。由此产生一个由三部分组成的焊接件(5)。

在图10中示出了第二种变型，其被设计为双重的单头部机器，其中，端侧的零件(2，4)分别焊接在零件(3，3')上，在此产生两个分别由两部分构成的焊接件(5')。这两个焊接过程可以彼此独立地进行。此外，在一种未示出的实施方式中，压焊设备(1)也可以是简单的单头部机器，其例如作为图10的变型特别是被一分为二地示出。

在各种变型中，压焊设备(1)分别具有至少一个机器头部(13，14)，这些机器头部具有零件收纳部(34，35)，该零件收纳部被可移动地设置在机架(12)上。在双头部机器或者双重的单头部机器的如图1和图10所示的变型中，两个机器头部(13，14)彼此关于机器轴(6)相对置地、可移动地设置在机架(12)上。在前述的单头部机器中，仅设有一个可移动的机器头部(13)。在另一种变型中，机器头部数量也可以多于两个。多重的机器头部(13，14)优选以相同的方式构成，但是替代地也可以是不同的。

所述一个或多个机器头部(13，14)分别被相对于机架(12)、特别是机架的机座可轴向行进地安装。为此，机器头部例如设置在承载体(15，16)上，该承载体借助于沿着机器轴(6)取向的引导部(32)在机座上沿着机器轴(6)可行进地被引导和支撑。

机器头部(13，14)分别通过镦锻驱动器(22)运动。在如图1和图10所示的实施例中，每个机器头部(13，14)均配属有自己的镦锻驱动器(22)。该镦锻驱动器可以分别支撑在中央的并静止地设置在机架(12)上的镦锻头部或者支撑头部(27)上。这种静止的镦锻或支撑头部(27)也可以在单头部机器的情况下存在。在压焊设备(1)的一种变型中，例如在双头部机器中，也可以两个机器头部(13，14)使用共同的镦锻驱动器(22)。在接下来将详细说明的、优选的实施方式中，镦锻驱动器(22)产生牵引力。

除了各个机器头部(13，14)上的零件收纳部(34，35)之外，用于零件(2，3，3'，4)的保持器(11)还具有其他的零件收纳部(36，37)，这些其他的零件收纳部在机器头部(13，14)和镦锻或支撑头部(27)之间被可移动地设置在机架(12)上。优选其他的零件收纳部(36，37)被沿着机器轴(6)可行进地安装。为此，各个其他的零件收纳部(36，37)例如可以具有承载体(42，43)，特别是滑动板，这些承载体同样被可纵向行进地安装在引导部(32)上。这些所谓的其他的或者中央的零件收纳部(36，37)具有可控的夹紧装置(39)，该夹紧装置包括多个用于夹紧零件(3，3')的夹紧元件(40)。

其他的或者中央的零件收纳部(36，37)可以借助于可控的固定装置(46)根据需求通过锁紧或其他的方式固定在机座(12)上，特别是固定在引导部(32)上。固定装置(46)例如具有相对于引导部(32)被弹性预紧的锁紧部，该锁紧部可以被液压地松开。

在图1至图5所示的双头部机器中，在端侧的机器头部(13，14)之间设有两个这样的中央零件收纳部(36，37)，并一起收纳中间的第三零件(3)。在图10示出的双重单头部机器中，每个机器头部(13，14)分别配属有一个其他的或者中央的零件收纳部(36，37)，该零件收纳部收纳其他的单个的零件(3，3')。在未示出的单头部机器中，设有一个机器头部(13)和一个其他的零件收纳部(36)，在此，后者收纳一种其他的零件(3)。

零件收纳部(34，35，36，37)可以以任意合适的方式收纳相应的零件(2，3，3'，4)。为此，优选零件收纳部分别具有：可远程控制的夹紧装置(39)，其具有可调节的夹紧元件(40)；和操纵装置(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。

压焊设备(1)具有配属于机器头部(13，14)和/或其他的零件收纳部(36，37)的处理装置(18)，该处理装置用于在焊接过程之后对焊接件(5，5')进行处理。处理装置(18)也可以根据需要用于处理一个或多个有待连接的零件(2，3，3'，4)。这样的处理装置(18)在图1至图5以及图11至图14中被示例性地示出。在图1至图5中示出了被包覆起来的处理装置(18)。图11至图13示出了包覆被去除时的实施例。

此外，压焊设备(1)还具有调节装置(17)，利用该调节装置，可以在机器头部(13，14)和对应的其他零件收纳部(36，37)之间产生相对运动。该相对运动和由此导致的机器头部(13，14)与零件收纳部(36，37)之间的距离变化，可以被用于对焊接件(5，5')或者可能的零件(2，3，3'，4)的处理。调节装置(17)可以存在有多个。

在如图1至图5以及图11至图13所示的压焊设备(1)的第一种变型中，处理装置(18)被设置在机器头部(13，14)上，在此，调节装置(17)通过相对运动使机器头部(13，14)与零件收纳部(36，37)之间的间距增大。据此形成用于处理装置(18)的自由空间。调节装置(17)优选使得零件收纳部(36，37)相对于各个机器头部(13，14)运动。

在进行相对运动时，零件收纳部(36，37)被打开，在此，焊接件(5)在端部侧被保持在机器头部(13，14)的零件收纳部(34，35)上。这个间距被选择为，能够使处理装置(18)具有足够的用于在焊接件(5)上的进给和在那里执行过程运动的空间。这种处理例如发生在焊接位置上，并发生在那里的环形焊接隆起部(5”)上，该焊接隆起部通过这种处理被去除。焊接位置通常处于相对靠近机器头部侧的零件收纳部(34，35)处，并通过所提到的间距形成能够被容易地接近。处理装置(18)可以具有一个或多个用于处理工具(18')的、被驱动的进给轴(n)。

图11至图13示例性示出了处理装置(18)的一种设计，其以合适的方式固定地或可松脱地安装在机器头部(13，14)上。在图12中以箭头表示并且例如正交的进给轴由具有可控轴驱动器的交叉滑动板形成。被示意性示出的处理工具(18')优选可更换地设置在例如可竖直进给的从动滑动板上。对于处理过程而言，处理工具(18')可以通过进给轴进给至旋转的或静止的焊接件(5)上，并且在必要时还完成一个例如轴向的(6)处理行程。压焊设备(1)可以按照前述的方法来构成。为清楚起见，在图11中没有示出焊接件(5)。

在根据图14的另一种实施方式中，处理装置(18)可以设置在其他的或者中央的零件收纳部(36，37)上。调节装置(17)在此可以通过相对运动实现处理装置(18)在处理位置上的定位，和/或完成处理装置(18)为了进行处理而执行的工作行程。在该相对运动的情况下，所涉及到的其他的零件收纳部(36，37)也是打开的。

在图1至图5以及图11至图13所示出的实施方式中，处理装置(18)被设计为用于焊接隆起部(5”)的分离装置，特别是为车削装置。在此，处理工具(18')可以例如被设计为可单轴或多轴进给的车刀，其与旋转的焊接件(5)共同作用，该焊接件通过机器头部(13，14)和机器头部的主轴驱动器(56)来转动。替代地，处理工具(18')可以被设计为旋转的铣刀、研磨工具，或者以其他的方式构成。隆起部抹除优选通过切削来实现，但是替代地也可以其他的方式实现，例如腐蚀。

在如图14所示的第二种实施方式中，设置在其他的零件收纳部(36，37)上的处理装置(18)例如被设计为环形的冲头，该冲头借助于相对运动实施相对于旋转的或静止的焊接件(5，5')的轴向冲压和分离行程，并由此抹除焊接隆起部(5”)。处理工具(18')例如由可折叠或可进给的冲套(Stanzschale)或者冲刀构成，其在前侧具有切割边沿。在该变型中，处理装置(18)也可以具有一个或多个进给轴。

在另一种变型中，处理装置(18)可以具有双重的工具，该工具在两侧沿轴向方向啮合在焊接隆起部(5”)上，并将焊接隆起部除去。在此，通过其他的零件收纳部(36，37)的相对运动，可以实现在焊接件(5，5')上或者根据需要还在零件(2，3，3'，4)上对过程位置或处理位置的定位。

在如图10所示的双重单头部机器中，处理装置(18)和调节装置(17)可以按照前述的方式设置并构成，并用于处理两个焊接件(5')或者零件(2，3，3'，4)。在零件收纳部(36，37)上，特别是在它们的承载体(42)上，可以设有零件支撑部(未示出)，该零件支撑部例如被设计为具有滚轮的中心架(Lünette)，并支撑转动的焊接件(5')。相应的并减少为机器头部(13)和其他的零件收纳部(36)的单一组件的设计方案，也适用于未示出的单头部机器。

调节装置(17)可以按照不同的方式来构成和设置。在图1至图10的变型中，设有两个调节装置(17)，在此，中央的零件收纳部(36，37)分别配属一调节装置(17)。简单的单头部机器仅具有一个调节装置(17)。这种单侧处理的技术方案在图1和图10的情况下也是可行的。

调节装置(17)可以按照不同的方式起作用。该调节装置一方面可以产生前述的用于处理的相对运动和间距变化。另一方面，该调节装置可以用于对具有不同零件长度的不同零件(2，3，3'，4)进行长度调节。该调节装置可以在焊接过程中实现对插入误差、零件公差或者零件弹性的补偿。

调节装置(17)具有可控的且长度可变的耦合装置(48，49)。该耦合装置也可以设有多个。

在图1和图10示出的变型中，在中央的零件收纳部(36，37)和镦锻或支撑头部(27)之间设有一耦合装置(48)。该耦合装置产生用于处理的相对运动和间距变化。在此，该耦合装置驱动零件收纳部(36，37)，并使零件收纳部相对于镦锻或支撑头部(27)运动，另一方面，该耦合装置特定于机架地支撑在该镦锻或支撑头部上。

此外，在机器头部(13，14)和对应的其他零件收纳部(36，37)之间设有一耦合装置(48)。该耦合装置驱动零件收纳部(36，37)并使其运动，在此，所述零件收纳部支撑在支撑头部(13，14)上。该耦合装置(48)用于在焊接过程中对插入误差、零件公差或者零件弹性进行补偿。

耦合装置(48，49)可以相同地构成。它们用于构件(13，14，27，36，37)沿机器轴(6)的方向的连接，并优选与各自的承载体(15，16，42，43)相连接。

耦合装置(48，49)分别具有耦合元件(50)。该耦合元件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。耦合装置(48，49)还分别具有锁定部(51)和耦合调节器(52)，它们与耦合元件(50)共同起作用。

在耦合装置(48)中，耦合元件(50)设置在机器头部(13，14)和对应的其他零件收纳部(36，37)之间，并与这两者可调节地连接。锁定部(51)设置在机器头部(13，14)上，优选在它们的承载体(15，16)上。耦合调节器(52)位于零件收纳部(36，37)上，优选位于耦合调节器的承载体(42，43)上。这种对应关系也可以反过来。

耦合装置(49)的耦合元件(50)设置在零件收纳部(36，37)和镦锻头部(27)之间，并同样与这二者可调节地连接。锁定部(51)设置在零件收纳部(36，37)上，优选在零件收纳部的承载体(42，43)上，并且耦合调节器(52)设置在支撑和镦锻头部(27)上。这种对应关系在此同样也可以反过来。

耦合元件(50)、特别是耦合杆，在一端部区域上可纵向运动的并通过可控的夹紧被接收在锁定部(51)上。锁定部(51)例如可以被构造为可控的杆夹紧部。在夹紧部被打开的情况下，耦合元件(50)可以相对于锁定部(51)轴向地移动。

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)具有驱动器，耦合调节器可以利用该驱动器根据需求沿着机器轴(6)调节耦合元件(50)或者将其封锁在当前的位置上。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线路布置，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)。耦合调节器(52)的调节距离可以是不同长度的。

为了在更换零件(2，3，3'，4)时对长度变化进行补偿，可以通过镦锻驱动器(22)使机器头部(13，14)与各自对应的零件收纳部(36，37)一起相对于镦锻或支撑头部(27)行进，并接近至所期望的程度。在此，固定装置(46)和耦合装置(48)的锁定部(51)被松开。在机器头部(13，14)和对应的零件收纳部(36，37)之间的耦合装置(49)被封锁。这种长度调节可以在没有或者已有插入工件(3，3')的情况下进行。机器头部(13，14)和对应的零件收纳部(36，37)的期望位置可以通过镦锻挡板(28)上的零件接触或者通过路径测量被探测到。在机器头部(13，14)上，同样可以设有用于路径和/或位置的检测装置。

随后，锁定部(51)再次被关闭，从而使得耦合装置(48)的耦合元件(50)现在具有调整好的有效长度，并针对焊接过程调整所期望的零件收纳部(36，37)和镦锻和支撑头部(27)之间的距离。耦合调节器(52)在该调整过程中被封锁。

对于焊接过程而言，零件(2，3，3'，4)根据图6被插入至零件收纳部(34，35，36，37)中。可能的插入误差或者零件长度公差现在可以通过使所插入的零件(2，3，3'，4)互相靠近而被补偿。为此，操作耦合装置(49)的耦合调节器(52)，并缩短机器头部(13，14)和所配属的零件收纳部(36，37)之间的距离，在此，被接收在这里的零件(2，3，3'，4)彼此靠在一起。为此，固定装置(46)可以保持被打开。图7示出了该操作位置。

在随后的焊接过程期间并且特别是在镦锻过程中，固定装置(46)同样被打开。在机器头部(13，14)借助于镦锻驱动器(22)前进时，所配属的零件收纳部(36，37)通过耦合装置(48)并通过零件接触被随动。如果在焊接过程中，特别是在镦锻过程中，零件(3，3')产生轴向弹性、特别是缩短，则可以通过耦合装置(48)的弹性顺从的耦合调节器(52)对此进行补偿。另一方面，耦合装置(49)的耦合调节器(52)是顺从的，并允许零件收纳部(36，37)在焊接过程中轴向前进时靠近镦锻或支撑头部(27)。因此，零件收纳部(36，37)在焊接过程中保持浮动。

图6至图9示出了上述的过程步骤和动作顺序，在此，图6和图7示出了前述的长度调节以及在该实施例中所执行的摩擦焊接过程。

根据图8，在焊接过程结束之后，操作各个耦合装置(49)，以使各个零件收纳部(36，37)与所配属的机器头部(13，14)间隔开，并提供用于各个处理装置(18)和处理焊接件(5)的自由空间。此外，图7和图8还示出了靠近各个机器头部侧的零件收纳部(34，35)的焊接位置的布置。

图9示出了处理工具(18')径向进给至焊接件(5)上的处理步骤。为了去除焊接隆起部(5')，特别是车削，分离工具(18')可以附加地在轴向方向上沿着机器轴(6)运动。随后，取下焊接件(5)，并随着零件(2，3，3'，4)的插入而重新开始焊接过程。在如图10所示的压焊设备(1)的第二种变型中，为了清楚起见没有示出处理装置(18)。但是，其具有与前述的第一实施例中相同的设置和功能。

在图1至图5和图10所示的实施例中，镦锻装置(8)分别作用在机器头部(13，14)和优选中央的镦锻和支撑头部(27)之间。镦锻装置(8)在此产生沿着机器轴(6)方向的拉力。该镦锻装置具有镦锻驱动器(22)，该镦锻驱动器设置在机器头部(13，14)和镦锻或支撑头部(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(13，14，27)相对于彼此拉动。

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，特别是设置在两侧，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)所说明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)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)在此是较低的，并紧密地设置在机座(12)的顶部的上方。

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(13，14)上。活塞杆(26)的自由端部被固定在镦锻或支撑头部(27)上。在其他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。

在图1至图5的双头部机器的情况下是使用框状或架状的支撑头部(27)，其具有用于中间的工件(3)的中央通道(85)。在根据图10所示的双重单头部机器中，设有一个镦锻头部(27)，该镦锻头部为零件(3，3')提供了在两侧作用的镦锻挡板(28)。该镦锻挡板例如可以由插入部(86)形成。该插入部可以固定地或可松脱地设置在镦锻头部(27)上。该插入部例如可以根据需求安装在通道(85)中，从而使得压焊设备(1)可以在多重功能的情况下有选择地作为双头部机器或者双重单头部机器运行。

在所示出的实施例中，摩擦装置(9)在机器头部(13，14)上分别具有一可转动的轴(54)(其在下文中被称为主轴)，和在前侧设置在主轴(54)上的零件收纳部(34，35)，以及主轴箱(53)和主轴驱动器(56)。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(13，14)上。在零件收纳部(34，35)和主轴驱动器(56)之间设有传动机构(57)，该传动机构沿着机器轴(6)延伸并与机器轴优选对齐。

这样的设置也可以存在于前述的具有电弧装置的塑化装置(7)的变型中。

在该示出的实施方式中，主轴驱动器(56)被设计为直接驱动器。其具有驱动电机(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。电机轴(59)通过耦合部(62)与主轴(54)或者随后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)被设计为抗扭的和弹性弯曲的。在可能的情况下，该耦合部可以补偿对齐误差、特别是横向偏移和/或倾斜。此外，可以在传动机构(57)中设置可控的制动器(未示出)。

替代地，驱动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，主轴驱动器(56)可以具有飞轮组(未示出)。飞轮通过驱动电机(58)围绕机器轴(6)旋转地移动，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，飞轮组可以与驱动电机(58)分离并根据需要与主轴(54)分离。

压焊设备(1)具有用于机器头部(13)上的零件收纳部(34)的所述操纵装置(41)。该操纵装置优选作用在所述一个或多个夹紧元件(40)上。操纵装置(41)具有操纵驱动器(65)，该操纵驱动器被设置在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中。在此，优选操纵驱动器(65)被随动地设置在传动机构(57)中。图4和图5示出了这种设置。主轴驱动器(56)，特别是驱动电机(58)又可以被设计为直接驱动的，并相对于机器轴和主轴轴线(6)对齐地取向，这有利于自由地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5中示出的操纵元件(66)，该操纵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。操纵或调节行程可以通过测量装置来探测、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)还具有用于从外部向与主轴(54)一起转动的操纵驱动器(65)供应生产资料(例如液压液体或者电流)的转动供应部(69)。为此，设有外部管线以及连接头，该连接头同时可以具有针对转动供应部(69)的支撑功能。在主轴(54)的内部空间中或者在护罩中，可以铺设有去往可能设置在主轴(54)中的传动器件(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，生产资料供应部(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，在主轴驱动器(56)和主轴(54)之间的传动机构(57)中，还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(未示出)，该测量装置具有测量轴。该测量装置可以接在电机轴(59)和主轴(54)或者说操纵装置(41)之间。驱动或电机轴(59)可以分开地构造，在此，测量轴被安装在两个轴半部之间。替代地，驱动或电机轴(59)可以配设有合适的测量元件，并构成测量轴。

根据图1至图5和图10，在传动机构(57)中还设有质量解耦部(79)，在机器头部在焊接过程中前移时，该质量解耦部将使可移动地安装在机架(12)上的机器头部(13，14)沿轴向方向与主轴驱动器(56)解耦。在此，具有轴向容许公差的耦合部(80)，例如滑动套筒，可以在传动机构(57)中负责在机器头部(13，14)前移时保护转动的驱动器。替代地，也可以在驱动传输取消的情况下实现相互间隔开。

在此，主轴驱动器(56)可以根据需要设置在滑动板状的驱动器承载体(60)上，并且可轴向行进地安装在机架(12)上，并与机器头部(13，14)、特别是机器头部的承载体(15，16)通过耦合装置(81)可松脱地连接。另外，为了在机架(12)上实现临时性的质量解耦，还可以借助于驱动固定将主轴驱动器(56)锁定。

所示出和描述的实施例的变型可以有各种不同的方式。特别是可以将不同实施例的特征任意地相互结合，也可以进行交换。镦锻驱动器(22)可以按照传统的方式，例如根据在开始部分提到的现有技术来实现，并产生压力。调节装置(17)可以仅具有用于所述相对运动以进行处理的耦合装置(48，49)，或者耦合装置(48，49)的交换设置。此外，单一的耦合装置可以通过相应的设计执行所有提到的调节功能。

附图标记列表

1 压焊设备，摩擦焊接设备

2 零件

3 零件

3' 零件

4 零件

5 焊接件

5' 焊接件

5” 焊接隆起部

6 纵向轴线，机器轴

7 塑化装置

8 镦锻装置

9 摩擦装置

11 用于零件的保持器

12 机架，机座

13 机器头部

14 机器头部

15 承载体，滑动板

16 承载体，滑动板

17 调节装置

18 处理装置，车削装置

18' 处理工具

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 驱动器壳体，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

32 引导部

34 机器头部上的零件收纳部

35 机器头部上的零件收纳部

36 零件收纳部，中央收纳部

37 零件收纳部，中央收纳部

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 承载体，滑动板

46 固定装置

48 用于中央收纳部/镦锻头部的耦合装置

49 用于中央收纳部/机器头部的耦合装置

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

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 驱动器承载体，滑动板

62 耦合部，转动耦合部

65 操纵驱动器，缸

66 传动元件，活塞，主轴

67 驱动器壳体

68 操纵元件，操纵杆

69 转动供应部

79 质量解耦部

80 传动机构中的耦合部

81 耦合装置

85 通道

86 插入部，镦锻支撑部

Claims (47)

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(2，3，3'，4)的零件收纳部(34，35，36，37)和机架(12)，所述零件收纳部(34，35，36，37)包含零件收纳部I(34，35)和零件收纳部II(36，37)，其中，所述镦锻装置(8)具有镦锻驱动器(22)，该镦锻驱动器使得零件(2，3，3'，4)相对于彼此运动，并且其中，所述压焊设备(1)具有带有零件收纳部I(34，35)的机器头部(13，14)和所配属的其他的零件收纳部II(36，37)，并且所述机器头部(13)能移动地设置在所述机架(12)上，其特征在于，所述压焊设备(1)具有：配属于所述机器头部(13，14)或者其他的零件收纳部II(36，37)的、用于焊接件(5，5')的处理装置(18)；以及调节装置(17)，用于为了对所述焊接件(5，5')的处理而在所述机器头部(13，14)和所述配属的其他的零件收纳部II(36，37)之间产生相对运动，

其中，所述处理装置(18)被设计为用于所述焊接件(5，5')上的焊接隆起部(5”)的分离装置，并且具有一个或多个被驱动的、用于处理工具(18')的进给轴(n)。

2.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述处理装置(18)被设置在所述机器头部(13，14)上，其中，所述调节装置(17)利用所述相对运动来增大所述机器头部(13，14)和所述零件收纳部II(36，37)之间的距离，并形成用于所述处理装置(18)的自由空间。

3.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述处理装置(18)设置在所述其他的零件收纳部II(36，37)上，其中，所述调节装置(17)利用所述相对运动来实现所述处理装置(18)的定位和/或工作行程。

4.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述其他的零件收纳部II(36，37)在朝向所述机器头部(13，14)相对运动的情况下被打开。

5.根据权利要求1所述的压焊设备，其特征在于，所述其他的零件收纳部II(36，37)能移动地设置在所述机架(12)上。

6.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(13，14)和所述其他的零件收纳部II(36，37)沿着机器轴(6)能行进地设置在所述机架(12)上。

7.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(13，14)和所述其他的零件收纳部II(36，37)设置在被轴向可行进地安装在所述机架(12)上的承载体(15，16，42，43)上，其中，所述调节装置(17)接合在一承载体(15，16，42，43)上。

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)具有可控的且可改变长度的耦合装置(48，49)。

9.根据权利要求8所述的压焊设备，其特征在于，一耦合装置(48)设置在所述其他的零件收纳部II(36，37)和镦锻或支撑头部(27)之间。

10.根据权利要求8所述的压焊设备，其特征在于，一耦合装置(49)设置在所述机器头部(13，14)和所配属的其他的零件收纳部II(36，37)之间。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合装置(48，49)具有耦合元件(50)，所述耦合元件包括锁定部(51)和耦合调节器(52)。

12.根据权利要求11所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合元件(50)是轴向的耦合杆。

13.根据权利要求9所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合装置(48，49)具有耦合元件(50)，并且所述耦合元件(50)设置在所述其他的零件收纳部II(36，37)和所述机器头部(13，14)和/或所述镦锻或支撑头部(27)之间，并在两侧被可调节地连结。

14.根据权利要求11所述的压焊设备，其特征在于，所述耦合元件(50)在一端部区域上能纵向移动地并通过可控的夹紧被收纳在所述锁定部(51)上。

15.根据权利要求14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，并且所述耦合调节器(52)沿着机器轴(6)根据需求被调节和封锁。

16.根据权利要求11所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器是封闭缸。

17.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述其他的零件收纳部II(36，37)具有可开关的固定装置(46)，用于相对于所述机架(12)的临时固定。

18.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述零件收纳部(34，35，36，37)分别具有包括夹紧元件(40)的夹紧装置(39)。

19.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有多个机器头部(13，14)，以及多个设置在所述机器头部之间的其他的中央的零件收纳部II(36，37)。

20.根据权利要求19所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有两个机器头部(13，14)，以及两个设置在所述机器头部之间的其他的中央的零件收纳部II(36，37)。

21.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)被设计为双头部机器，或者被设计为单一的或双重的单头部机器。

22.根据权利要求6所述的压焊设备，其特征在于，所述镦锻装置(8)具有设置在所述机器头部(13，14)和镦锻或支撑头部(27)之间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(23，24)，所述驱动器单元纵向地在两侧设置在所述机器轴(6)的旁边。

23.根据权利要求22所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器单元(23，24)以不同的高度设置在所述机架(12)的上方。

24.根据权利要求22所述的压焊设备，其特征在于，与所述压焊设备(1)的操作区域(20)相邻的驱动器单元(23)被设置为低于对面的另一驱动器单元(24)。

25.根据权利要求22所述的压焊设备，其特征在于，所述驱动器单元(23，24)被构造为缸。

26.根据权利要求25所述的压焊设备，其特征在于，所述缸是液压缸。

27.根据权利要求22所述的压焊设备，其特征在于，所述镦锻或支撑头部(27)与传动元件(26)的自由端部固定地连接，其中，所述驱动器单元(23，24)的驱动器壳体(25)支撑在所述机器头部(13，14)上。

28.根据权利要求27所述的压焊设备，其特征在于，所述传动元件(26)是活塞杆，和/或所述驱动器单元(23，24)是缸并且驱动器壳体(25)是缸壳体。

29.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述机器头部(13，14)配属有：能转动的主轴(54)，其包括所述零件收纳部I(34)；主轴箱(53)；和主轴驱动器(56)。

30.根据权利要求29所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有设置在位于主轴驱动器(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I(34，35)的操纵驱动器(65)。

31.根据权利要求30所述的压焊设备，其特征在于，所述操纵驱动器(65)被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器壳体(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，并且传递驱动力矩。

32.根据权利要求30所述的压焊设备，其特征在于，所述操纵驱动器的驱动器壳体(67)与所述主轴驱动器的驱动轴(59)抗扭地连接，和/或所述主轴(54)是中空的。

33.根据权利要求30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机器轴(6)和所述主轴轴线对齐。

34.根据权利要求30所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)具有设置在位于所述主轴驱动器(56)和所述主轴(54)之间的所述传动机构(57)中的测量装置，所述测量装置包括测量轴，用于检测驱动力矩和根据需要检测驱动转速。

35.根据权利要求30所述的压焊设备，其特征在于，在刚性或可移动地设置在所述机架(12)上的主轴驱动器(56)和所述机器头部(13，14)之间，在所述传动机构(57)中设有质量解耦部(79)。

36.根据权利要求35所述的压焊设备，其特征在于，所述质量解耦部(79)具有位于所述传动机构(57)中的耦合部(80)以及位于所述主轴驱动器(56)与所述机器头部(13，14)之间的可松脱的耦合装置。

37.根据权利要求36所述的压焊设备，其特征在于，所述可松脱的耦合装置被设置在所述主轴驱动器(56)和所述机器头部(13，14)的滑动板状的承载体之间。

38.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)被设计为摩擦焊接设备，其中，所述塑化装置(7)具有摩擦装置(9)。

39.根据权利要求1至10中任一项所述的压焊设备，其特征在于，所述压焊设备(1)被设计为带有磁性运动电弧的焊接设备，其中，所述塑化装置(7)具有电弧装置。

40.一种借助于压焊设备(1)对零件(2，3，3'，4)进行压焊的方法，所述压焊设备具有：塑化装置(7)；镦锻装置(8)；用于待焊接零件(2，3，3'，4)的零件收纳部(34，35，36，37)，所述零件收纳部(34，35，36，37)包含零件收纳部I(34，35)和零件收纳部II(36，37)；机架(12)；以及被可移动地设置在所述机架(12)上的机器头部(13)，所述机器头部具有零件收纳部I(34，35)；和所配属的其他的零件收纳部II(36，37)，其中，所述镦锻装置(8)具有镦锻驱动器(22)，该镦锻驱动器使得零件(2，3，3'，4)相对于彼此运动，其特征在于，所述压焊设备(1)具有配属于所述机器头部(13，14)或者其他的零件收纳部II(36，37)的、用于焊接件(5，5')的处理装置(18)，以及调节装置(17)，其生成在所述机器头部(13，14)和所述配属的其他的零件收纳部II(36，37)之间的相对运动，以用于所述焊接件(5，5')的处理，

其中，所述处理装置(18)被设计为用于所述焊接件(5，5')上的焊接隆起部(5”)的分离装置，并且具有一个或多个被驱动的、用于处理工具(18')的进给轴(n)。

41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过所述调节装置(17)，增大所述机器头部(13，14)和所述零件收纳部II(36，37)之间的距离，并提供足够的用于处理的空间。

42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，通过使所述零件收纳部II(36，37)借助于所述调节装置(17)进行可控的并且被独立驱动的运动，使位于所述零件收纳部II(36，37)上的处理装置(18)进给至焊接位置并定位，或者在处理过程中执行工作行程。

43.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，利用所述处理装置(18)，对位于所述压焊设备(1)上的收纳或者夹紧位置上的焊接件(5，5')进行后处理。

44.根据权利要求40至43中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述处理装置(18)，处理一个或多个有待连接的零件(2，3，3'，4)。

45.根据权利要求40至43中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理装置(18)执行分离过程。

46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，所述分离过程是针对焊接隆起部(5”)的车削或冲压过程。

47.根据权利要求40至43中任一项所述的方法，其特征在于，所述待焊接的零件(2，3，3'，4)在它们的彼此相向的端面边缘上通过摩擦或者通过环绕运动的电弧被塑化。

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