DE2157105B2 - Reibungsschweissmaschine - Google Patents

Description

schieblichen Reitstock, der ein Einspannfutter zur 45 einem nicht dargestellten Motor angetriebene AnAufnahme eines zweiten Werkstückes und einen mit- triebsspindel 12, mit der über Keile und Schrauben tels einer ringförmigen Aufnahme konzentrisch befe- 16 ein Spindelkopf Ϊ4 verbunden ist. Mit dem Spinstigten äußeren Abstützring, der mit dem Außenum- delkopf ist über einen Keil 20 und Schrauben 22 ein fang des zweiten Werkstückes zusammenwirkt, trägt, Futter 18 zur Aufnahme eines ersten Werkstückes wobei zum Schweißen auf die sich relativ zueinander 50 verbunden. Das Futter hat eine Aufnahme 24 mit drehenden Werkstücke eine vorgegebene axiale vieleckiger Kontur, die einen entsprechend geformten Druckkraft ausgeübt wird. Ansatz 26 am ersten Werkstück 28 aufnimmt. Das

Bei einer bekannten Reibungsschweißmaschine erste Werkstück ist im Ausführungsbeispiel die Nabe dieser Art (französische Patentschrift 1 425 943) eines Gasturbinenläufers, die aus einer hitzebeständidient der mit dem einen Einspannfutter verbundene 55 gen Metallegierung besteht. In der Mitte des Spindeläußere Abstützring der Beschränkung der Gratbil- kopfes 14 ist ein Zentrierungszapfen 30 eingedung während des Schweißens, indem seine Abstütz- schraubt, der sich in Achsrichtung erstreckt und fläche mit geringem Abstand neben der Oberfläche durch die Bohrung der Nabe tritt. Der Zentrierungsdes in diesem Einspannfutter eingespannten Werk- zapfen enthält einen federbelasteten Riegel 32, der Stückes liegt. 60 radial liegend die Nabe in der eingespannten Lage

Besondere Sch vierigkeiten treten bei solchen Rei- festlegt.

bungsschweißmaschinen dann auf, wenn mindestens Die Schweißmaschine 10 hat ferner einen Reiteines der miteinander zu verschweißenden Werk- stock 34, der drehfest aber in axialer Richtung bestücke nur verhältnismäßig geringe Festigkeit auf- weglich angeordnet ist, um das Einspannen der weist, so dalj es die an der Abstützung auftretenden 65 Werkstücke, das Schweißen und das Entnehmen der hohen radialen Ausdehnungskräfte und Torsions- fertig geschweißten Gegenstände zu ermöglichen. Der kräfte .aefzunehmin nicht imstande ist und daher ge- Reitstock 34 trägt einen Kopf 40, der über Keile und gebenenfaüs bis zur Zerstörung führende Verfor- Schrauben 42 mit dem Reitstock verbunden ist. Mit

157

dem Kopf 40 ist über einen Keil 46 und Schrauben 48 ein Futter 44 verbunden, das ein zweites Werkstück 38 aufnimmt, das mit dem ersten Werkstück 28 verschweißt werden soll. Das Futter 44 hat eine Aufnahme 50 mit einer Vieleckkontur und dient der Aufnahme einer entsprechend ausgebildeten Schulter 52 am Kranz des Turbinenläufers, der über den Umfang verteilt Schaufeln 53 trägt, die sich radial von dem Umfang eines zentralen Ringes nach außen erstrecken. Diesss Werkstück besteht aus einer hitzebeständigen Nickellegierung.

Der Kopf 40 trägt weiterhin einen Abstützring 54, der sich neben den Schaufelspitzen des eingespannten zweiten Werkstückes erstreckt und in Umfangsrichtung drehbar ist. Gegen diesen Abstützring 54 gelangen die Schaufelköpfe der Schaufeln 53 während des Schweißvorganges zur Anlage, wodurch die Möglichkeit zu Zerstörungen am zweiten Werkstück verringert wird. Der Abstützring 54 besteh¹ zweckmäßig aus drei getrennten Segmenten 54 a, 54 b und 54 c und wird von einem Aufnahmering S7 umschlossen, der die freie Beweglichkeit des Abstützringes 54 ermöglicht. Der Aufnahmering 57 ist mit dem Kopf 40 durch einen aus Segmenten bestehenden Spannring 58 festgehalten, der in eine Umfangsnut 55 des Kopfes 40 eingreift. Durch den Aufnahmering 57 und den Spannring 58 treten Schrauben 64, die die starre Befestigung des Aufnahmeringes 57 am Kopf 40 bewirken.

Ein Spannring 68 ist mittels Schrauben 70 mit der freien Stirnfläche des Aufnahmeringes 57 verbunden und begrenzt an dieser Seite den Abstützring 54.

Zur axialen Abstützung der Schaufeln 53 des zweiten Werkstückes sind mehrere Arme 72 vorgesehen, die mit dem Spannring 68 durch die Schrauben 70 verbunden sind. Am Ende trägt jeder Arm einen nach innen gerichteten Block 74 aus elastomerem Werkstoff, beispielsweise aus Chloropren, die gegen die Schaufeln 53 anliegen. Die Schweißfläche zwischen den beiden Werkstücken wird durch die innere konische Fläche 76 des Turbinenkranzes und die konische Außenfläche 78 der Nabe gegeben. Bei angetriebener Antriebsspindel 12 und in axialer Richtung gegeneinander gedrückten Werkstücken erfolgt das Reibungsschweißen, wobei die Normalkomponente dieser Kraft eine Spannung auf den Turbinenkranz ausübt, so daß die Schaufeln 53 n-^:t ihren Köpfen gegen den Abstützring 54 zur Anlage gelangen. Tangentiale Kräfte werden aber auf den stationären Aufnahmering 57 nicht übertragen, da sich der Abstützring 54 in dem Aufnahmering drehen kanu. Nach Bcenduii des Schweißvorganges wird der Reitstock zusammen mit den beiden verschweißten Werkstükken 28 und 38 zurückgezogen und die Spannarme 72 und der Spannring 68 entfernt. Der geschweißte Turbinenläufer kann dann dem Reitstock entnommen werden. Da der Abstützring 54 unterteilt ist, ist ein Festsetzen der Schaufelköpfe verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

mungen erleiden kann. Auf jeden Fall besteht aber Patentansprüche: die Gefahr eines Festklemmens des Werkstückes am Abstützring, so daß das Entfernen des fertigen Teils

1. Reibungsschweißmaschine mit einem ange- aus der Maschine Schwierigkeiten bereitet, triebenen Spindelkopf, der ein Einspannfutter zur 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Aufnahme eines ersten Werkstückes trägt, und Reibungsschweißmaschine der eingangs erwahrten mit einem axial verschieblichen Reitstock, der ein Art so weiter auszugestalten, daß ein Festklemmen Einspannfutter zur Aufnahme eines zweiten des an dem Abstützring abgestutzten Werkstuckes Werkstückes und einen mittels einer ringförmigen vermieden und ein L.chtes Herausnehmen des ferti-Aufnahme konzentrisch befestigten äußeren Ab- io gen Teils aus der Maschine ermöglicht ist stützring, der mit dem Außenumfang des zweiten Diese Aufgabe wird erfincungsgemaß dadurch geWerkstückes zusammenwirkt, trägt, wobei zum löst, drß die ringförmige Aufnahme durch einen am Schweißen auf die sich relativ zueinander drehen- Reitstock mittels eines Spannrings festgelegten Auiden Werkstücke eine vorgegebene axiale Druck- nahmering mit U-förmigem Innenprofil gebildet ist kraft ausgeübt wird, dadurch ge kenn- 15 und daß der Abstützring aus mehreren Segmenten zeichnet, daß die ringförmige Aufnahme besteht, die im U-förmigen Innenprofil der Aufdurch einen am l-.eitstock (34) mittels eines nähme mit geringerem radialen Spiel als die radiale Spannringes (68) festgelegten Aufnahmering (57) Ausdehnung des Außenumfangs des zweiten Werlmit U-förmigem Innenprofil gebildet ist und daß Stücks während des Schweißens begrenzt drehbar ge der Abstützring (54) aus mehreren Segmenten 20 lagert sind.

(54«, S4b, 54c) besteht, die im U-förmigen In- Durch die am Abstützring wirksam werdenden Tor-

nenprofil der Aufnahme mit geringerem radialen sionskräfte wird dieser relativ zum Reitstock gedreht, Spiel als die radiale Ausdehnung des Außenum- wodurch der Einfluß der Torsionskraft auf die fangs des zweiten Werkstückes wahrend des Schaufeln des beispielsweise als Schaufeikranz cmc ^ Schweißens begrenzt drehbar gelagert sind. 25 Turbinenläufers ausgebildeten zweiten Werkstückes

2. Verwendung einer Reibungsschweißma- auf ein erträgliches Maß verringert werden, so daß schine nach Anspruch 1 zum Verschweißen einer Verformungen oder Zerstören oder ein Festklemmen Läufernabe mit einem Schaufelkranz zu einem unterbunden sind Die Unterteilung des Abstützrings Turbinenläufer, dadurch gekennzeichnet, daß erleichtert das Herausnehmen des fertigen Teils aus eine axiale Abstützung der Schaufeln (53) durch 30 der Maschine.

Blöcke (74) aus elastomerem Werkstoff an meh- Die Erfindung richtet sich ferner auf die Verwen-

reren am Aufnahmering (57) befestigten Armen dung einer derartigen Reibungsschweißmaschine zum (72) erfolgt. Verschweißen einer Läufernabe mit einem Schaufe!-

kranz zu einem Turbinenläufer, wobei eine axiale 35 Abstützung der Schaufeln durch Blöä-e aus elastomeiern Werkstoff an mehreren am Aufnahmering befestigten Armen erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

40 F i g. 1 ein Schnitt durch einen Teil einer Rei-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungs- bungsschweißmaschine nach der Erfindung mit einschweißmaschine mit einem angetriebenen Spindel- gesetzten Werkstücken und kopf, der ein Einspannfutter zur Aufnahme eines er- F i g. 2 eine Stirnansicht auf den Abstützring,

sten Werkstückes trägt, und mit einem axial ver- Die Reibungsschweißmaschine 10 hat eine von