DE2820613B2 - Reibungsschweißgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Reibungsschweißgerät mit einem von einer Exzenterwelle in einer Umlaufbewegung
bewegbaren Tisch zur Anbringung eines ersten Werkstückes, einem über dem Tisch angeordneten
Werkstückhalter zur Anbringung eines zweiten Werkstückes, einer eine Antriebswelle für die Exzenterwelle
umgebenden Verstellvorrichtung, mit der die wirksame Exzentrizität der Exzenterwelle zwischen 0 und einem
bestimmten Wert veränderbar ist und mit einer eine Drehung des Tisches während der kreisförmigen
Umlaufbewegung verhindernden Führungsvorrichtung.
Zum Reibungsschweißen von metallischen oder thermoplastischen Materialien mit extrem hoher
Schweißfestigkeit sind entsprechende Reibungsschweißverfahren bekannt Bei diesen Verfahren ist eine
Vibrationsbewegung mit hoher Geschwindigkeit auf einer relativ kleinen Umlaufbahn (kreisförmige Umlaafbewegung),
bei der keine Drehung erfolgt technisch äußerst, zweckmäßig, weil es dadurch möglich ist, ein
Material mit nicht rotationssymmetrischer Gestalt, beispielsweise mit rechteckigem Querschnitt zu verschweißen.
Bei einem bekannten Reibungsschweißgerät (DE-OS 22 48 314) ist die Exzentrizität der Exzenterwelle durch
Drehung relativ zu der Antriebswelle veränderbar. Die Verstellung erfolgt mit einer von außen zu bedienenden
Verstellvorrichtung. Diese besteht aus einem an dem Schaft der Exzenterwelle angebrachten Schneckengewinde,
das mit dem Innengewinde einer axial verschiebbaren Hülse zusammenwirkt. Durch Verschieben der
Hülse wird die Exzenterwelle verdreht und somit ihre Exzentrizität verändert.
Ein weiteres bekanntes Reibungsschweißgerät zum Verschweißen von Kunststoffstreifen ist in der US-PS
35 54 846 beschrieben. Dieses Gerät enthält eine mit einem Motor verbundene Antriebswelle, eine Hülse,
deren Innenwand in bezug auf die Außenwand exzentrisch ist, und ein Gelenkelement das die Welle
mit der Hülse verbindet und bewirkt, daß die beiden Teile sich relativ zueinander bewegen, sowie ein mit
einem Ende des Gelenkelementes verbundenes Gewicht. Zu Beginn des Reibungsschweißvorganges, wenn
der Motor beschleunigt wird, wird die Hülse relativ zur Antriebswelle durch die von dem Gewicht verursachte
Zentrifugalkraft gelenkig bewegt. Wenn dagegen der Motor abgebremst wird, nachdem der Plastikstreifer,
teilweise geschmolzen ist, bewirkt das Gewicht die Rückkehr der Hülse in die Anfangsposition, in bezug auf
die Welle. Dieses Reibungsschweißgerät hat eine sehr einfache Konstruktion und eignet sich zum Verschweißen
von Plastikstreifen, ist aber nicht für solche Fälle geeignet, bei denen eine relativ hohe Antriebskraft
erforderlich ist, beispielsweise im Falle des Schweißens eines Metallteils oder eines Kunststoff-Formteiles.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Reibungsschweißgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die
Verstellung der Exzenterwelle zwischen einer koaxialen Position und einer exzentrischen Position selbsttätig
beim Anfahren bzw. beim Abbremsen der Antriebswelle
erfolgt. Das Gerät soll zum Schweißen von Metallteilen und Kunststoff-Formteilen geeignet sein und hochfeste
Schweißverbindungen ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Verstellvorrichtung einen Trag- s
heitskörper aufweist, der durch eine starke Beschleunigung der Antriebswelle aus einer ersten Stellung in eine
zweite Stellung verstellbar ist, so daß die Exzenterwelle aus der koaxialen Stellung in die exzentrische Stellung
gebracht wird, und der durch schnelles Abbremsen der Drehbewegung der Antriebswelle aus der zweiten
Stellung in die erste Stellung gelangt, so daß die Exzenterwelle in die koaxiale Stellung zurückkehrt und
der Tisch in der Schweißstell'ing angehalten wird.
Die Exzenterwelle wird durch die Drehung der Antriebswelle gedreht und wenn diese stark beschleunigt
wird, wird die Exzenterwelle aus der ersten Stellung in die zweite Stellung gebracht, so daß der bewegbare
Tisch sich aus dem stationären Zustand, in dem die beiden zu verschweißenden Teile fluchten, in die
Umlaufbahn mit vorbestimmtem Radius begibt. Dagegen kehrt die Exzenterwelle bei einer starken
Abbremsung (negativen Beschleunigung) der Antriebswelle aus der zweiten Stellung in die erste Stellung
zurück, so daß der bewegbare Tisch in die Paßstellung der beiden zu verschweißenden Teile zurückkehrt. Nach
der Erfindung erfolgen die Verstellungen der Exzenterwelle durch Drehung der Antriebswelle selbst oder
durch die bei Beschleunigung oder Abbremsung der Rotation hervorgerufene Zentrifugalkraft oder durch
die Trägheitskraft. ,.
Bei Ausnutzung der Zentrifugalkraft kann diese Kraft nur zur Operation in einer Richtung beitragen, so daß es
nicht möglich ist, daß die Exzenterwelle unter ausschließlicher Benutzung der Zentrifugalkraft die
Bewegungen in beiden Richtungen ausführt, d. h. die Bewegung aus der Mittelstellung in die Exzenterstellung
sowie ebenfalls die Bewegung aus der Exzenterstellung in die Mittelstellung. Wenn die Zentrifugalkraft für die
Bewegungen in einer Richtung benutzt wird, hindert sie die Bewegung in Gegenrichtung, so daß die Zentrifugalkraft
allein zur Verstellung in beiden Richtungen nicht geeignet ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit der
Antriebswelle einen bestimmten Wert übersteigt, ist es jedoch durch Ausnutzung der Zentrifugalkraft und einer
in Gegenrichtung hierzu wirkenden Federkraft möglich, daß die Zentrifugalkraft die Federkraft überwindet und
die Exzenterwelle aus der Mittelstellung in die Exzenterstellung verstellt. Wenn die Geschwindigkeit
dann unter den entsprechenden Wert absinkt, überwindet
die Federkraft die Zentrifugalkraft wieder und bewegt die Exzenterwelle aus der Exzenterstellung in
die Mittelstellung.
Besser ist es jedoch, die Zentrifugalkraft nicht als externe Kraft zum Verstellen der Exzenterwelle zu
benutzen oder die Zentrifugalkraft dazu zu benutzen, die Exzenterwelle aus der Exzenterstellung in die
Mittelstellung zu bewegen und die beim Beschleunigen sowie beim Abbremsen der Rotation der Antriebswelle
entstehende Trägheitskraft als die Hauptkraft für die Verstellung der Exzenterwelle zu benutzen.
Bei dem erfindungsgemäßen Reibungsschweißgerät wird die Stellung des Trägheitskörpers in bezug auf die
drehbare Antriebswelle zwischen der ersten Stellung, in der die Exzenterwelle die Mittelstellung annimmt, und
der zweiten Stellung, in der die Exzenterwelle die Exzenterstellung annimmt, begrenzt Die Beschleunigung
zu Beginn der Rotation der Antriebswelle bewirkt eine Verstellung des Trägheitskörpers von der einen
Stellung in die andere. Die Kraft, die aus der Zentrifugalkraft des Trägheitskörpers resultiert, bewegt
mindestens in der zweiten Stellung, wenn die Rotation der Antriebswelle die Bewegung des Trägheitskörpers
nicht wesentlich beeinträchtigt, den Trägheitskörper von der einen Stellung in die andere. Auf diese Weise
wird die Zentrifugalkraft des Trägheitskörpers als externe Kraft zur Verstellung der Exzenterwelle bei der
Rotation nicht wesentlich genutzt oder sie wird genutzt, um die Exzenterwelle aus der Exzenterstellung in die
Mittelstellung zu bewegen und nur die durch die Beschleunigung hervorgerufene Trägheitskraft, die
beim Anlaufen oder bei Beendigung der Rotation der Antriebswelle entsteht, wird als Hauptverstellkraft für
die Exzenterwelle Denutzt.
Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Im folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:
F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Gesamtkonstruktion des Reibungsschweißgerätes mit
kreisförmiger Umlaufbewegung;
F i g. 2 zeigt in detaillierterer Form eine Draufsicht auf den Bereich ßdes Gerätes nach F i g. 1;
F i g. 3 zeigt eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der Gesamtkonstruktion einer ersten Ausführungsform
des Gerätes;
Fig.4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV von Fig.3;
F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie V-V von F i g. 3, wobei in den F i g. 4 und 5 die exzentrische
Welle in ihrer Mittelposition dargestellt ist;
Fig.6 zeigt einen Querschnitt des Hauptteiles der
zweiten Ausführungsform des Gerätes;
F i g. 7 zeigt einen ausschnittsweisen Querschnitt entlang der Linie VII-VH von F i g. 6;
Fig.8 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie
VIII-VIII von Fig.6, wobei in den Fig.7 und 8 die
exzentrische Welle in der Mittelstellung dargestellt ist und die aus zwei Punkten und einem Strich zusammengesetzte
Linie den Zustand angibt, daß die exzentrische Welle sich in exzentrischer Stellung befindet;
Fig.9 und 10 zeigen Querschnitte durch eine dritte
Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 11 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie
XI-XI von Fig.9;
F i g. 12 und 13 zeigen anhand von Längsschnitten die
Wirkungsweise einer vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei die verschiedenen Teile in den beiden
Darstellungen unterschiedliche Positionen einnehmen;
Fig. 14 und 15 zeigen Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen eines bewegbaren Tisches;
Fig. 16 zeigt ein Parallelogrammgestänge, daß in
dem Gerät eingesetzt werden kann;
Fig. 17 und 18 zeigen Beispiele von Einrichtungen
zur Verringerung der Bewegung des bewegbaren Tisches;
Fig. 19 zeigt eine Schnittdarstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels des bewegbaren Tisches; und
F i g. 20 bis 23 zeigen Beispiele eines Rastmechanismus zur Stabilisierung der Operation des Gerätes in der
Exzenterposition und in der Mittelposition, wobei Fig.21 einen Schnitt entlang der Linie XXI-XXI von
Fig.22, Fig.22 einen Schnitt entlang der Linie
XXII-XXII von Fig.21 und Fig.23 einen Schnitt
entlang der Linie ΧΧΙΠ-ΧΧΠΙ von F i g. 5 darstellt
Fig. 1 zeigt die Gesamtkonstruktion eines Ausführungsbeispiels
eines Reibungsschweißgerätes mit kreisförmiger Umlaufbewegung, bei welchem ein Elektromotor
1 über einen Riementrieb oder eine andere Drehmomentenübertragungseinrichtung eine Antriebswelle
2 antreibt, die Bestandteil einer Exzentervorrichtung A ist. Die Antriebswelle 2 ist in noch zu
erläuternder Weise mit einer Exzenterwelle 3 verbunden, welche an ihrem einen Ende in einem Lager 4 an
einem bewegbaren Tisch 5 gelagert ist. Der bewegbare Tisch 5 ist auf einem Rahmen oder einer Grundplatte 9
mit mehreren Stahlkugeln 6 oder auf geeigneten Schmiereinrichtungen gelagert.
An dem Druckstößel 8a einer Druckvorrichtung 8 ist ein Drucktisch Sb fest angebracht. An der Unterseite
des Drucktisches Sb befindet sich ein Halter 7, dessen Unterseite einem weiteren Halter 7a zugewandt ist, der
auf dem bewegbaren Tisch 5 befestigt ist. Die Bezugszeichen 10 und 10a bezeichnen die miteinander
zu verschweißenden Teile.
Die Führungsvorrichtung B ist so ausgebildet, daß sie eine Bewegung des bewegbaren Tisches 5 zuläßt ohne
eine Winkelbewegung zu bewirken, so daß eine Parallelbewegung in einer Ebene entsteht. Ihr Ausführungsbeispiel
ist in F i g. 2 dargestellt.
An der Grundplatte 9 ist eine erste Gleitführung 17 angebracht, auf der eine zweite Gleitführung 19 mit
Führungselementen 18,18a bewegbar montiert ist. Der bewegbare Tisch 5 ist mit Führungselementen 20,20a an
der zweiten Gleitführung 19 bewegbar befestigt.
Die beiden Teile 10 und 10a, die miteinander verschweißt werden sollen, werden an den Haltern 7
bzw. 7a befestigt und die Druckvorrichtung 8 wird betätigt, um die beiden Teile, die mit ihren zu
verschweißenden Flächen gegeneinander stoßen, fest aneinander zu drücken. Wenn der Motor 1 in Betrieb
gesetzt wird, während die Exzenterwelle zentrisch angeordnet ist, beginnt die Antriebswelle 2 zu rotieren
und gleichzeitig dreht sich die Exzenterwelle 3 um ihre eigene Achse, ohne daß sich ihre Position verschiebt.
In diesem Zustand tritt keine Bewegung des Tisches 5
ein, weil dieser über das Lager 4 mit der Exzenterwelle 3 verbunden ist und seine Drehbewegung oder Winkelbewegung
durch die Bewegungsbegrenzungsvorrichtung B verhindert wird.
Wenn die Exzentervorrichtung A so eingestellt ist,
daß die Exzenterwelle 3 sich in der exzentrischen Stellung befindet, vollführt die Exzenterweile 3 eine
Umlaufbewegung, während sie um die Mittelachse der Antriebswelle 2 rotiert Die Umlaufbewegung der
Exzenterwelle 3 wird lediglich auf den bewegbaren Tisch 5 übertragen, so daß dieser sich auf einer
kreisförmigen Umlaufbahn bewegt und hierdurch Reibung zwischen den aneinandergedrückten zu verschweißenden
Flächen erzeugt Die infolge der Relativbewegungen der beiden zu verschweißenden Werkstükke
erzeugte Wärme bringt die Werkstücke zum Schmelzen, so daß ihre aneinanderstoßenden Oberflächen
verschweißt werden können.
Wenn das Schmelzen der Berührungsflächen der beiden Werkstücke weit genug fortgeschritten ist, wird
die Exzentervorrichtung A betätigt, so daß die Exzenterwelle 3 in ihre Mittelposition gebracht wird
und die Bewegung des bewegbaren Tisches 5 unabhängig von der Eigendrehung der Antriebswelle 2 und der
Exzenterwelle 3 beendet wird. Wenn anschließend die beiden Werkstücke abgekühlt sind, ist der Schweißvorgang
beendet
Die Exzentervorrichtung A des Reibungsschweißgerätes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
F i g. 3 und 5 näher erläutert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Verbindung zwischen dem Trägheitsteil und der
Antriebswelle ist das Trägheitsteil in bezug auf die Antriebswelle drehbar und seine Achse ist so angeordnet,
daß sie mit der Achse der Antriebswelle fluchtet.
In den Fig.3 bis 5 ist die Antriebswelle 2 in einem
Lager 11 gelagert, das an einem stationären System, wie
einem Rahmen und einer Grundplatte 9, montiert ist. Die Antriebswelle ist über eine Bremse 23 und eine
Kupplung 24 mit dem Motor 1 verbunden.
Ein Anschlußteil 2a der Antriebswelle 2 greift in eine Nut 3a der Exzenterwelle 3 ein, die relativ zur
Antriebswelle 2 innerhalb eines noch zu erläuternden Bereiches in einer Ebene, die im wesentlichen
rechtwinklig zur Antriebswelle 2 verläuft, bewegbar ist. Das zylindrische Trägheitsteil 25 weist an seinem
oberen Ende einen konkaven Bereich auf, in den die Exzenterwelle 3 hineinpaßt, und ist drehbar an der
Antriebswelle 2 montiert, wobei die Achsen der beiden Wellen zueinander ausgerichtet sind und das Trägheitsteil
25 in noch zu erläuternder Weise mit der Exzenterwelle 3 zusammengreift. Ferner ist die
Exzenterwelle 3 über das Lager 4 mit dem bewegbaren Tisch 5 verbunden, der wiederum auf mehreren
Stahlkugeln 6 oder auf einem geschmierten Lager verschiebbar auf der Grundplatte 9 aufliegt und mit der
Bewegungsbegrenzungsvorrichtung B verbunden ist.
Gemäß F i g. 1 ist die Tragvorrichtung auf mehreren Stahlkugeln 6 gelagert, die sich zwischen dem
bewegbaren Tisch und der Grundplatte befinden. Bei dieser Vorrichtung kann der bewegbare Tisch mit
rollender Reibung in alle Richtungen parallel zu seiner Ebene bewegt werden. Alternativ kann gemäß Fig. 14
ein Druckfluid, wie Druckluft oder Drucköl, zwischen den Rahmen und den bewegbaren Tisch geleitet
werden, um eine Fluidschmierung in allen Richtungen zu erreichen, so daß der Tisch frei bewegbar ist. Wegen der
hohen Geschwindigkeit des bewegbaren Tisches ist die Abdichtung jedoch schwierig. Daher wird das Druckfluid
in der Praxis kontinuierlich aus einer der einander zugewandten Flächen gemäß F i g. 14 heraus zugeführt.
Die Fluidschicht muß nicht notwendigerweise die beiden Flächen in ihrer Gesamtheit bedecken, sondern
nur denjenigen Flächenbereich, der wesentlich zum Tragen des bewegbaren Tisches beiträgt. Daher kann an
einem Teil der Fläche gemäß Fig. 15 ein Auslaßkanal für das Fluid angebracht sein, um das Auslaufen von
Fluid zu verhindern. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei der Verwendung von Drucköl od. dgl.
zweckmäßig.
Die Dicke der Fluidschicht hängt von den Schweißbedingungen und insbesondere von dem Druck und der
Art des verwendeten Fluids ab. Eine Fluidschicht mit einer Dicke zwischen etwa 5 und 200 um ist
zweckmäßig, weil sie eine gute Stützfähigkeit hat Der Ejektionsdruck des Druckfluids wild daher so eingestellt,
daß das Fluid eine Schicht mit der entsprechenden Dicke bildet Die Zuführöffnung für das Druckfluid am
Rahmen oder an dem bewegbaren Tisch sollte ein geradliniger oder ringförmiger Schlitz sein oder aus
mehreren kleinen Löchern bestehen. In allen Fällen ist es ferner zweckmäßig, in dem Tisch einen weiteren
Schlitz oder kleine Löcher anzubringen, die symmetrisch zu dem Schlitz oder den Öffnungen in dem
Rahmen angeordnet sind.
ίο
Anstelle der in F i g. 2 dargestellten Führungsvorrichtung kann auch das in Fig. 16 dargestellte Parallelogrammgestänge
benutzt werden, bei dem jeder Verbindungspunkt 30 in einer Ebene drehbar ist. In
diesem Fall werden zwei oder mehr Parallelogrammlenker verwandt, die mindestens ein gemeinsames Verbindungselement
haben. In diesem Fall sind zwei Verbindungspunkte 30aa, 3OaZ? auf Seiten des bewegbaren
Tisches und zwei Verbindungspunkte 30£>a, 30£>£>
auf Seiten des Rahmens parallel und äquidistant zueinander angeordnet, wie Fig. 17 zeigt, und die Doppel-Parallelogrammhebel
sind in der Weise angeordnet, daß das gemeinsame Element 31 parallel zu der durch die
Verbindungspunkte hindurchgehenden Geraden verläuft und dieselbe Länge hat.
Eine andere Führungsvorrichtung von einfacher Konstruktion ist in Fig. 18 dargestellt. Diese Vorrichtung
weist ein Paar stangenähnliche Teile 32, 32b auf, die teleskopisch ineinandergreifen, so daß das Ende 32c
des einen Teiles 326 gleitend in das Ende des Teiles 32 hineinragt. Das andere Ende 32a des Teiles 326 ist
gelenkig mit dem Rahmen 9 verbunden, während das andere Ende 32a des Teiles 32 an dem Tisch 5 befestigt
ist. Diese Führungsvorrichtung gestattet eine geringfügige Drehbewegung, jedoch kann eine derartige
Drehbewegung praktisch vernachlässigt werden, wenn die stangenförmigen Teile im Vergleich zu dem
Durchmesser der Umlaufbahn ausreichend lang gemacht werden. Praktisch ergeben sich keine Probleme,
wenn die größte Länge der stangenförmigen Teile gegenüber der Umlaufbahn so groß wie möglich ist.
Der Bereich der Teleskopbewegung der beiden Teile sollte größer sein als der Durchmesser der Bewegungsbahn des bewegbaren Tisches bei dessen Umlauf auf der
kreisförmigen Umlaufbahn.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 19 sind voneinander unabhängige nicht parallele lineare Umlaufbahnen
vorgesehen, die einander überlagern und gleichzeitig beide Funktionen der Abstützung des bewegbaren
Tisches und der Bewegungsbegrenzung ausführen. Eine erste Bahn oder Spur 34 trägt den bewegbaren Tisch 5
auf Rollen 34a, und am Rahmen 9 ist eine zweite Bahn oder Spur 35, die nicht parallel zu der ersten Bahn
verläuft und den über der ersten Bahn liegenden Bereich auf Rollen 35a trägt
Als nächstes wird die Beziehung zwischen der Antriebswelle 2, der Exzenterwelle 3 und dem
Trägheitsteil 25 erläutert Die Exzenterwelle 3 und die Antriebswelle 2 greifen derart zusammen, daß die
Exzenterwelle 3 eine hin- und hergehende Bewegung in einer Ebene ausführt, die rechtwinklig zur Achse der
Antriebswelle 2 verläuft und an einem Ende dieser hin- und hergehender. Bewegung kommt die Achse der
Exzenterwelle 3 (dieselbe wie diejenige des Lagers 4) in Ausrichtung mit der Mittelachse der Antriebswelle 2, so
daß sie ihre Mittelstellung einnimmt Am anderen Ende der hin- und hergehenden Bewegung hat die Exzenterwelle
3 einen vorbestimmten Abstand von der Achse der Antriebswelle 2, und diese Stellung entspricht der
exzentrischen Stellung. Die Positionierung der Exzenterwelle 3 in der Mittelstellung oder in der
exzentrischen Stellung wird durch die Winkelstellung des Trägheitsteiles 25 in bezug auf die Antriebswelle 2
oder die Exzenterwelle 3 bestimmt
Gemäß F i g. 4 berühren die Führungsflächen 25a und 25b des Trägheitsteiles 25 die Exzenterwelle 3, um diese
so zu führen, daß ihre Relativposition zur Antriebswelle 2 dadurch bestimmt wird. Wenn das Trägheitsteil 25
relativ zur Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles CU gedreht wird, bewirken die Führungsflächen 25a, 25b
eine Bewegung der Exzenterwelle 3 aus der exzentrischen Stellung in die Mittelstellung und wenn das Teil 25
in Gegenrichtung, also in Richtung des Pfeiles C, gedreht wird, bewirken die Führungsflächen eine
Bewegung der Exzenterwelle 3 aus der Mittelstellung in Richtung auf die exzentrische Stellung. Auf diese Weise
nimmt die Exzenterwelle 3 jeweils ihre Mittelstellung
ίο und ihre exzentrische Stellung innerhalb desjenigen
Winkelbereichs an, in dem das Trägheitsteil 25 in bezug auf die Antriebswelle 2 positioniert werden kann.
Bei einer derartigen Ausführungsform werden zu Anfang die Kupplung 24 und die Bremse 23 gelöst und
der Motor wird eingeschaltet.
Wenn die Kupplung 24 betätigt wird, wird die Antriebswelle 2 plötzlich beschleunigt. Dabei ist das
Trägheitsteil 25 bemüht, den stationären Zustand infolge seiner trägen Masse beizubehalten, so daß eine
Relativbewegung zwischen der Antriebswelle 2 und dem Trägheitsteil 25 entsteht oder eine Trägheitskraft
durch die Drehbeschleunigung der Welle 2 und das Trägheitsmoment des Trägheitsteiles 25 verursacht
wird. Wenn diese Trägheitskraft ausreicht, um die Exzenterwelle 3 zu bewegen, dreht sich die Antriebswelle
2 relativ zum Trägheitsteil 25 in Richtung des Teiles CU von F i g. 4, wodurch die Exzenterwelle 3 in
ihre exzentrische Stellung gebracht wird.
In diesem Zustand schmelzen die verschweißenden Bereiche der beiden aneinandergedrückten Teile und wenn der Schmelzvorgang hinreichend fortgeschritten ist, wird die Kupplung 24 ausgekuppelt und die Bremse 23 betätigt, um die Antriebswelle 2 sehr schnell anzuhalten. In diesem Augenblick ist der Trägheitskörper 25 bestrebt, die Drehung fortzusetzen, d. h. die Drehung in Richtung des Pfeiles CU von F i g. 4, so daß der Trägheitskörper 25 eine Trägheitskraft in Richtung des Pfeiles Ct/in bezug auf die Antriebswelle 2 hat und diese Kraft bewegt die Exzenterwelle 3 aus ihrer Exzenterstellung in die Mittelstellung. Wenn diese Kraft hinreichend groß ist, dreht sich der Trägheitskörper 25 in bezug auf die Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles CU, so daß die Exzenterwelle 3 von den Führungsflächen 256 und 25a des Trägheitskörpers 25 in die Mittelstellung geführt wird. Als Folge hiervon wird der Tisch 5 ähnlich wie bei den konventionellen Maschinen angehalten und in die vorbestimmte Position gebracht, wo die zu verschweißenden Teile im Schweißzustand miteinander verbunden werden.
In diesem Zustand schmelzen die verschweißenden Bereiche der beiden aneinandergedrückten Teile und wenn der Schmelzvorgang hinreichend fortgeschritten ist, wird die Kupplung 24 ausgekuppelt und die Bremse 23 betätigt, um die Antriebswelle 2 sehr schnell anzuhalten. In diesem Augenblick ist der Trägheitskörper 25 bestrebt, die Drehung fortzusetzen, d. h. die Drehung in Richtung des Pfeiles CU von F i g. 4, so daß der Trägheitskörper 25 eine Trägheitskraft in Richtung des Pfeiles Ct/in bezug auf die Antriebswelle 2 hat und diese Kraft bewegt die Exzenterwelle 3 aus ihrer Exzenterstellung in die Mittelstellung. Wenn diese Kraft hinreichend groß ist, dreht sich der Trägheitskörper 25 in bezug auf die Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles CU, so daß die Exzenterwelle 3 von den Führungsflächen 256 und 25a des Trägheitskörpers 25 in die Mittelstellung geführt wird. Als Folge hiervon wird der Tisch 5 ähnlich wie bei den konventionellen Maschinen angehalten und in die vorbestimmte Position gebracht, wo die zu verschweißenden Teile im Schweißzustand miteinander verbunden werden.
so Bei den oben beschriebenen Beispielen wird die Arbeitsweise der Vorrichtung nicht von der Position des
Schwerpunkts des Trägheitskörpers 25 relativ zur Drehachse beeinflußt Wenn die Exzenterwelle 3 in der
Exzenterstellung ist und die Antriebswelle 2 rotiert, wird der bewegbare Tisch 5 mit dem vorbestimmten
Umlaufradius bewegt, so daß die von der Masse des bewegbaren Tisches und der zugehörigen Teile
bewirkte Zentrifugalkraft auf die Exzenterwelle 3 und von dort auf die Antriebswelle 2 übertragen wird. Die
durch diese Kraft hervorgerufene Position verändert sich in bezug auf das stationäre System, wenn die
Antriebswelle 2 rotiert, so daß an verschiedenen Teilen der Vorrichtung Vibrationsermüdung auftritt und
Geräusche erzeugt werden.
Dies kann dadurch verbessert werden, daß der Schwerpunkt des Trägheitskörpers 25 gegenüber seiner
Drehachse versetzt wird. Der Radius der Exzentrizität
oder der Radius des die Zentrifugalkraft erzeugenden
Umlaufs (der Abstand zwischen der Achse der Exzenterwelle 3 und der Achse der Antriebswelle 2)
wird mit r bezeichnet, die träge Masse der die Zentrifugalkraft erzeugenden Last beträgt m (die träge
Masse belastet im wesentlichen die Exzenterwelle), der Abstand der Drehachse des Trägheitskörpers 25 vom
Schwerpunkt beträgt R und die Masse des Trägheitskörpers beträgt M.
Wenn die Exzenterwelle 3 sich in ihrer Exzenterstellung befindet und der Trägheitskörper 25 in einer
entsprechenden Stellung ist, liegt der Schwerpunkt in einer Ebene, durch die die Achse der Antriebswelle 2
und die Achse der Antriebswelle 3 hindurchgeht und der Schwerpunkt liegt jetzt auf der der Exzenterwelle 3
abgewandten Seite in bezug auf die Achse der Antriebswelle 2. Auf diese Weise wird eine Zentrifugalkraft
erzeugt, die der oben erläuterten Zentrifugalkraft entgegengerichtet ist und deren nachteiligen Effekt
verringert. Dabei sollte die Gleichung MR=α mr erfüllt
sein, worin « eine Konstante ist, die zwischen 0 und 2 liegt. Vorzugsweise beträgt tx = 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.6—8 sind an
der Antriebswelle 2 ein Wellenstück 2b für den Trägheitskörper und ein Wellenstück 2a für die
Exzenterwelle befestigt, wobei auf dem Wellenstück 2b der Trägheitskörper 25 und auf dem Wellenstück 2a die
Exzenterwelle 3 drehbar gelagert ist. Die Exzenterwelle 3 besitzt eine Nut 3a, in der ein an dem Trägheitskörper
25 befestigter Stift 26 gleitend geführt wird. Der bewegbare Tisch 5 ist an dem Kugellager 4 befestigt, das
auf die Exzenterwelle 3 aufgeschoben ist. Ferner erfolgt die Verbindung zwischen der Exzenterwelle 3 und dem
Wellenstück 2a in der Weise, daß die relative Winkelbewegung dieser Wellen durch einen Vorsprung
2c des Wellenstücks 2a begrenzt wird, der gegen Anschläge 3bund 3cder Exzenterwelle 3 stößt.
Gemäß F i g. 8 liegt die Achse der Exzenterwelle 3, nämlich die Achse O4 der relativen Drehbewegung
zwischen der Exzenterwelle 3 und dem Tisch 5, parallel zur Achse der Antriebswelle 2a und um den Abstand a
von dieser entfernt Die Achse des Wellenstücks 2a, nämlich die Achse O3 der Relativdrehung zwischen den
Wellen 2a und 3, verläuft parallel und im Abstand a zu der Achse G\ der Antriebswelle 2. Ferner verläuft die
Mittelachse des Wellenstücks 2b, d. h. die Drehachse O2
des Körpers 25 in bezug auf das Wellenstück 2b, parallel zur Achse O\ und in einem geeigneten Abstand von
dieser und der Schwerpunkt des Trägheitskörpers 25 liegt im wesentlichen auf der Achse O2.
Wenn bei der oben beschriebenen Vorrichtung die Antriebswelle 2 aus dem stationären Zustand, der in den
Fig.6 bis 8 hindurchgezogenen Linien dargestellt ist
und in dem die Achsen O\ bis Oa auf einer Geraden
liegen, schnell in Drehung versetzt wird, will der Trägheitskörper 25 seinen stationären Zustand durch
seine träge Masse aufrechterhalten, so daß Trägheitskräfte in bezug auf die Antriebswelle 2 wirksam werden.
Eine dieser Trägheitskräfte ist die Zentrifugalkraft, die aus der Drehkomponente des Trägheitskörpers 25
um die Achse O\ entsteht Wie schon beschrieben wurde, liegt hier jedoch der Schwerpunkt des Trägheitskörpers
25 im wesentlichen auf der Achse O2, so daß die Zentrifugalkraft kein wesentliches Moment zum Drehen
des Trägheitskörpers um die Achse Oi herum hat
Eine weitere Trägheitskraft ist diejenige Kraft die durch Beschleunigung der Rotationskomponente der
Welle 2b hervorgerufen wird und sie wird als ein in Richtung des Pfeiles Cweisendes Moment der Achse Oz
erzeugt. Der Trägheitskörper 25 wird auf diese Weise relativ zur Antriebswelle 2 bewegt oder der betreffende
Teil ist bestrebt, sich in dieselbe Richtung wie die Antriebswelle 2 zu bewegen.
Gemäß F i g. 8 wirkt auf den Trägheitskörper 25 eine Kraft ein, die bestrebt ist, ihn in Richtung des Pfeiles Cin
bezug auf die Antriebswelle 2 zu bewegen und wenn diese Kraft groß genug ist, bewegt sich der Trägheitskörper tatsächlich, wodurch die Exzenterwelle 3 von
dem Stift 26 mitgenommen und um das Wellenstück 2a herum gedreht wird.
Bei dem soeben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann, ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, die auf die Antriebswelle 2 ausgeübte gesamte
Zentrifugalkraft annähernd auf Null oder auf einen extrem kleinen Wert reduziert werden, wenn die
Achsen O2, Oi und CV in der exzentrischen Stellung der
Exzenterwelle 3 gemäß F i g. 8 in einer Reihe liegen und die Achse CV in bezug auf die Achse O\ auf der anderen
Seite der Achse Oi angeordnet ist und wenn ferner die Abstände zwischen den Achsen Οι, O\ und CV und die
Massen des Trägheitskörpers 25, des bewegbaren Tisches 5 usw. entsprechend gewählt sind, wie es in
Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. In diesem Fall sollte die Gleichung
MR=Oi. mr erfüllt sein, wobei α eine Konstante
zwischen O und 2 ist. m ist die Trägheitsmasse der Last während des Reibungsschweißvorganges, M die Masse
des Trägheitskörpers, rder Radius der Exzentrizität und
R der Abstand zwischen der Drehachse des Trägheitskörpers und der Drehachse der Antriebswelle. Vorzugsweise
ist α= 1.
Wenn die Antriebswelle um ihre Achse Oi rotiert,
läuft die Achse Oi des Trägheitskörpers um die Achse
O\ um, so daß die durch die Achsen O\ und Oi
hindurchgehende Ebene ebenfalls rotiert. In dem Fall, daß an dem Trägheitskörper eine exzentrische Masse
vorgesehen ist (so daß die Position des Schwerpunktes von dem Rotationsmittelpunkt abweicht), sollten Vorkehrungen
getroffen werden, daß in der exzentrischen Stellung der Exzenterwelle ein Moment erzeugt wird,
das eine Relativdrehung des Trägheitskörpers um die Achse Oi der Antriebswelle in der Richtung verursacht,
daß die Exzenterwelle zur Antriebswelle ausgerichtet wird, obwohl der Trägheitskörper generell auf jeder
Seite der genannten Ebene als Antwort auf die Drehrichtung des Trägheitskörpers angeordnet sein
kann. Wenn die durch die Achse Oi des Trägheitskörpers und die Achse Oi der Antriebswelle hindurchgehende
Ebene rotiert während die Exzenterwelle sich in der exzentrischen Stellung befindet sollte der Schwerpunkt
des Trägheitskörpers auf einer Seite der Ebene innerhalb des Winkelbereichs von O bis 180° nach hinten
vom Art der Rotation der Achse des Trägheitskörpers in der Ebene angeordnet sein.
Wenn beispielsweise die Relativposition und die Drehung der jeweiligen Teile gemäß F i g. 8 in einem
Zustand sind, bei dem sich die Exzenterwelle 3 in der exzentrischen Stellung befindet wird einem entsprechenden
Teil desjenigen Bereichs, der bei der Ansicht gemäß F i g. 8 unterhalb der durch die Achsen Oi und Oi
des Trägheitskörpers hindurchgeht eine exzentrische Masse hinzugefügt Die durch die Achsen O\ und Oi
hindurchgehende Ebene ist in Fig.8 nur als Linie sichtbar. Der Trägheitskörper ist mit 25' bezeichnet
Derselbe Effekt wird im übrigen dadurch erreicht daß die Massenverteilung des Trägheitskörpers 25 (dessen
Position diejenige seines Schwerpunktes ist) entspre-
chend eingerichtet ist, so daß die von der exzentrischen
Masse verursachte Zentrifugalkraft einen Moment erzeugt, das eine ReLjtivdrehung des Trägheitskörpers
25 um die Achse O2 bewirkt.
Wenn in F i g. 8 der Schwerpunkt auf dem Trägheitskörper 25 und unterhalb der durch die Achsen Oi und O2
hindurchgehenden Ebene (aus der Blickrichtung von Fig.8 gesehen) liegt, hat die auf den Schwerpunkt
wirkende Zentrifugalkraft einen Anteil in Richtung von der Achse Oi zur Position des Schwerpunktes, so daß
diese Kraft bestrebt ist, den Trägheitskörper 25 in Richtung des Pfeiles CU relativ zur Antriebswelle 2
oder zum Wellenabschnitt 2b für den Trägheitskörper zu drehen. Diese Kraft ist bestrebt, die Exzenterwelle 3
von der Exzenterstellung in Richtung auf die Mittelstellung zu verdrehen, so daß die oben beschriebene
Schwerpunktanordnung besser ist als die Schwerpunktanordnung im RotationsmitteL Wenn der Trägheitskörper
25 dasselbe Trägheitsmoment in bezug auf die Achse O2 hat, weil bei Beendigung der Rotation der
Antriebswelle die Kraft, mit der die Exzenterwelle 3 von der Exzenterstellung in die Mittelstellung bewegt wird,
groß wird, wodurch die Operation des Gerätes stabilisiert wird.
Eine dritte Ausführungsform ist in den F i g. 9,10 und
11 dargestellt, wobei die Exzenterwelle 3 und das Wellenstück 2a gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel modifiziert sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Anschlußstücke Id und 2e an
einer Stirnseite der Antriebswelle 2^ befestigt. Die
Achsen der Anschlußstücke verlaufen parallel zur Achse der Antriebswelle 2 und die Anschlußstücke ragen in
kreisbogenförmige Schlitze 3d bzw. 3e der Welle 3 hinein. Ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
umgreift die von der Exzenterwelle 3 abstehende Gabel 3a den Stift 26, der von dem Trägheitskörper 25
absieht, welcher wiederum über das Lager 4 auf dem bewegbaren Tisch 5 ausliegt.
Man stelle sich nun eine imaginäre Linie vor, die parallel zur Achse Oi der Exzenterwelle 3 und im
Abstand E zu dieser verläuft. Diese Linie fällt stets mit einer anderen bestimmten imaginären Linie zusammen,
die parallel zur Achse Oi der Antriebswelle 2 und im
Abstand £von dieser verläuft.
Die Exzenterwelle 3 und die Antriebswelle 2 können daher innerhalb des begrenzten Bereichs um die
jeweiligen imaginären Linien herum rotieren und im Zustand der F i g. 9 fallen die Achse O2 der Antriebswei ·
Ie 2 und die Achse Os der Exzenterwelle 3 zusairmen,
während diese Achsen im Zustand der Fig. 10 um den Abstand £ auseinanderliegen.
Wenn die Antriebswelle 2 stark beschleunigt wird, wechselt der Zustand nach F i g. 11 auf den Zustand
gemäß Fig. 12, während bei einem schnellen Anhalten der Welle der umgekehrte Vorgang stattfindet.
Ein viertes A'isführungsbeispiel, das in den Fig. 12
und 13 dargestellt ist, zeigt eine Modifikation der Verbindungsstücke gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei der vierten Ausführungsform ist das Verbindungsteil 27 schwenkbar bzw. kippbpr auf einem Stift 2f, der
quer durch die Antriebswelle 2 hindurchgeht, gelagert. Das Verbindungsstück 27 weist in seinem oberen
Bereich einen im Querschnitt rechteckigen Abschnitt auf, der in ein rechteckiges Loch 3g'm der Exzenterwelle
3 hineinragt Ferner greift ein an der Exzenterwelle 3 befestigter Stift 3/ durch einen Schlitz 27c des
Verbindungsstücks 27 hindurch. Der Stift 3/ verläuft parallel zu dem Stift 2f.
Der Trägheitskörper 25 weist ringförmige Nockenflächen 256 und 25c/ auf, deren Höhen sich Ober dem
Umfang verändern, so daß bei einer Drehung des Trägheitskörpers 25 in bezug auf die Antriebswelle 2
das Verbindungsstück 27 um den Stift 2 herumgedreht wird, wobei die Exzenterwelle 3 sich in bezug auf die
Antriebswelle 2 verstellt
Fig.20 zeigt als Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
nach Fig.4 einen Rastenmechanismus mit Rastkugeln 37, die von Schraubenfedern 36 nach
außen gedruckt werden. Die Kugelrasten 36, 37 befinden sich zwischen der Exzenterwelle 3 und dem
Trägheitskörper 25. An der Exzenterwelle befinden sich Ausnehmungen 38 in den Winkelstellungen, die der
koaxialen Position der Exzenterwelle entsprechen und in denen die Rastkugeln 37 einrasten. Bei dem Beispiel
der Fig.21 und 22, das eine Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels der F i g. 9 und 11 darstellt, ist ein
Rastenmechan"<-mus zwischen der Antriebswelle 2 und
der Exzenterwelle 3 vorgesehen. Der Rastenmechanismus weist Blattfedern 39 auf, die der Antriebswelle 2 an
den Stellen der Vorsprünge angeformt sind. Diese Vorsprünge befinden sich an den beiden Endstellungen
der kreisbogenförmigen Schlitze, wo sich die stabilen Positionen befinden. Die Einrichtung einer stabilen
Position sowohl in der Exzenterstellung als auch in der Koaxialstellung wird durch die Verwendung zweier
Federpaare 39 erreicht.
Gemäß F i g. 23 ist eine Blattfeder 41 zwischen den an
dem Trägheitskörper 25 vorgesehenen Vorsprüngen angeordnet, die bogenförmig verformt ist Ein seitlich
von der Antriebswelle 2 abstehender Nocken stößt gegen die aufgewölbte Blattfeder 41 und gleitet auf
dieser, wobei sie zurückfedert. Wenn die Exzenterstellung und die Koaxialstellung jeweils mit M\ und M2
bezeichnet sind, wird die Verformungsspannung, die von dem Nocken 42 auf die Blattfeder ausgeübt wird, in
diesen beiden Stellungen jeweils zu einem Minimum, so daß die betreffende Positionierung dort stabil wird.
<5 Wenn der Nocken 42 sich in einer mittleren Position
befindet, wird die Blattfeder gemäß F i g. 23 nach unten gedrückt, so daß sie den Nocken 42 nach oben treibt und
ihn entweder in die Exzenterstellung oder in die Koaxialstellung dreht. Bei dem Beispiel der F i g. 23
so befindet sich der federnde Rastenmechanismus zwischen
der Antriebswelle 2 und dem Trägheitskörper 25, jedoch kann er auch zwischen der Antriebswelle 2 und
Exzenterwelle oder zwischen der Exzenterwelle und dem Trägheitskörper angeordnet werden.
Im Rahmen der Erfindung sind eine Reihe von Modifizierungen möglich. Beispielsweise kann, wie bei
dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 20, der Rastenmechanismus zwischen der Antriebswelle und dem
Trägheitskörper oder zwischen der Antriebswelle und der Exzenterwelle angeordnet sein und als Modifizierung
des Ausführungsbeispiels der F i g. 21 und 22 kann der Rastenmechanismus zwischen der Antriebswelle
und dem Trägheitskörper oder zwischen dem Trägheitskörper und der Exzenterwelle angeordnet sein.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (30)
1. Reibungsschweißgerät mit einem von einer Exzenterwelle in einer Umlaufbewegung bewegbaren
Tisch zur Anbringung eines ersten.Werkstückes, einem über dem Tisch angeordneten Werkstückhalter
zur Anbringung eines zweiten Werkstückes, einer eine Antriebswelle für die Exzenterwelle
umgebenden Verstellvorrichtung, mit der die wirksame Exzentrizität der Exzenterwelle zwischen Null
und einem bestimmten Wert veränderbar ist, und mit einer eine Drehung des Tisches während der
kreisförmigen Umlaufbewegung verhindernden Führungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellvorrichtung einen Trägheitskörper (25) aufweist, der durch eine starke
Beschleunigung der Antriebswelle (2) aus einer ersten Stellung in eine; zweite Stellung verstellbar ist,
so daß die Exzenterwelle (3) aus der koaxialen Stellung in die exzentrische Stellung gebracht wird,
und der durch schnelles Abbremsen der Drehbewegung der Antriebswelle (2) aus der zweiten Stellung
in die erste Stellung gelangt, so daß die Exzenterwelle (3) in die koaxiale Stellung zurückkehrt und der
Tisch (5) in der Schweißstellung angehalten wird.
2. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der TrägheitskörDer (25)
von der Antriebswelle (2) derart geführt ist, daß die Drehachse des Trägheitskörpers zur Achse der
Antriebswelle ausgerichtet ist.
3. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper (25)
zylindrische Form hat und um die Achse der Antriebswelle herum relativ zu dieser drehbar ist.
4. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (3) mit
der Antriebswelle (2) derart zusammengreift, daß eine hin- und hergehende Bewegung in einer Ebene
rechtwinklig zur Achse der Antriebswelle möglich ist und daß die Exzenterwelle durch eine Fläche (25a,
25^ des Trägheitskörpers (25) derart geführt ist, daß
sie zwischen der exzentrischen Stellung und der Mittelstellung verstellbar ist.
5. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des
Trägheitskörpers in bezug auf die Achse der Antriebswelle (2) der Achse der Exzenterwelle
gegenüber angeordnet ist, wenn sich die Exzenterwelle (3) in ihrer exzentrischen Stellung befindet.
6. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der drehbare Eingriff des Trägheitskörpers (25) mit der Antriebswelle (2) mit einer Vorspannung der
Drehachse des Trägheitskörpers in bezug auf die Antriebswelle von der Achse der Antriebswelle fort
erfolgt.
7. Reibungsschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gikennzeichnet, daß ein Schaft
(2b) für den Trägheitskörper (25) und ein Schaft (2a)
für die Exzenterwelle (3) an der Antriebswelle (2) befestigt sind, daß der Trägheitskörper (25) drehbar
auf seinem Schaft (2b) gelagert ist, und daß der Trägheitskörper (25) über einen Stift (26) mit der
Exzenterwelle (3) in Eingriff ist, der in einer Nut (3a) der Exzenterwelle (3) geführt ist.
8. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des
Trägheitskörpers (25) gegenüber der Achse der Antriebswelle (2) versetzt ist, und daß der Schwerpunkt
des Trägheitskörpers (25) in der exzentrischen Stellung der Exzenterwelle (3) in einem Winkelbereich
von 0 bis 180° gegenüber der zentrischen Stellung entgegen der Drehrrichtung der Antriebswelle
verschiebbar ist und in der zentrischen Stellung in einer durch die Drehachse des Trägheitskörpers (25) und die Achse der Antriebswelle (2)
hindurchgehenden Ebene liegt (F i g. 6—8).
9. Reibungsschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder
mehr Verbindungsstücke (2t/, 2ejl deren Achsen
parallel zur Achse der Antriebswelle (2) verlaufen und die in gegenseitigem Abstand angeordnet sind,
von einem Ende der Antriebswelle (2) abstehen und in Schlitze (3d,3e)der Exzenterwelle(3) hineinragen,
und daß ein Stift (26) des Trägheitskörpers (25) in einer radialen Nut (3a) der Exzenterwelle (3) gleitet,
wobei die Beziehung zwischen den Verbindungsstücken und den Schlitzen so eingestellt ist, daß die
Exzenterwelle zwischen der Mittelstellung und der exzentrischen Stellung bewegbar ist
10. Reibungsschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein in
die Exzenterwelle (3) eingreifendes Verbindungsstück schwenkbar an der Antriebswelle (2) angebracht
ist und in einer Ebene drehbar ist, die durch die Achse der Antriebswelle (2) hindurchgeht, und
daß das Verbindungsstück in eine Ringnut des Trägheitskörpers (25) eingreift, deren Höhe in
Umfangsrichtung variiert
11. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (2) eine Einrichtung (23, 24)
vorgesehen ist, die eine schnelle Beschleunigung und ein schnelles Abbremsen der Antriebswelle ermöglicht,
um eine ausreichende Kraft zur Verstellung der Exzenterwelle (3) in bezug auf die Antriebswelle zu
erzeugen, wenn die Antriebswelle beschleunigt oder abgebremst wird.
12. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (5) durch in Serie angeordnete nichtparallele
lineare Führungselemente (18, 20), die unabhängig voneinander verschiebbar sind, geführt und
gegen den Schweißdruck abgestützt ist.
13. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente
(18, 20) entlang von rechtwinklig zueinander angeordneten Gleitführungen (17, 17a; 19) geführt
sind.
14. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gleitführungen
eine Kombination aus einem Führungsschaft und einem Gleitlager enthält.
15. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung aus einem Parallelogrammgestänge
aus zwei Lenkerpaaren besteht das den bewegbaren Tisch (5) mit dem Rahmen (9) verbindet.
16. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Parallelogrammgestänge
zwei äquidistante Gelenkpunkte (30) jeweils an dem bewegbaren Tisch (5) und an dem
Rahmen (9) aufweist, daß jeweils zwei Parallelogrammlenker durch ein gemeinsames Lenkerele-
ment verbunden sind, und daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß das gemeinsame Lenkerelement
stets parallel zu einer Linie verläuft, die durch die Gelenkpunkte an dem bewejjbaren Tisch
hindurchgeht, sowie zu einer Linie, die durch die s Gelenkpunkte am Rahmen hindurchgeht
17. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungsvorrichtung eine Teleskopstange (32, 32b) aufweist, die an einem Ende fest an dem ι ο
bewegbaren Tisch (5) und an ihrem anderen Ende gelenkig an dem Rahmen (9) angebracht ist und in
einer Ebene parallel zur Bewegungsebene des Tisches (5) schwenkbar ist
18. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß
der Tisch (5) auf mehreren starren Kugeln (6), die auf dem Rahmen (9) aufliegen, gelagert ist
19. Reibungsschweißgerät nach eineir der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Tisch (5) von einem Fluidkissen auf
dem Rahmen (9) aufliegt.
20. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet daß in der Oberfläche des
Rahmens (9) ein Fluidauslaß (28) und eine Fluidabführöffnung (29) vorgesehen sind.
21. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidausiaß (28)
ein Schlitz ist
22. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidauslaß (28)
aus einer Gruppe aus drei oder mehr Löchern besteht
23. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen
einander zugewandten Flächen des Tisches (5) und des Rahmens (9) 5 bis 200 μηι beträgt.
24. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Exzenterwelle (3) einen Rastmechanismus (37, 37') zur Stabilisierung in der koaxialen Stellung bzw.
in der exzentrischen Stellung aufweist.
25. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastmechanismus
zwischen der Antriebswelle (2) und der Exzenterwel-Ie (3) vorgesehen ist.
26. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastmrchanismus
zwischen der Exzenterwelle (3) und dem Trägheitskörper (25) vorgesehen ist.
27. Reibungsschweißgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeicnnet, daß der Reastmechanismus
zwischen der Antriebswelle (2) und dem Trägheitskörper (25) vorgesehen ist.
28. Reibungsschweißgerät nach einem der An-Sprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rastmechanismus eine Kugelraste (36,38) aus einer von einer Feder gespannten Kugel aufweist, deren
Kugel in einer Ausnehmung (37, 37') an einer der exzentrischen Stellung und/oder der koaxialen
Stellung entsprechenden Position einrastet.
29. Reibungsschweißgerät nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der
RastmechanismuE eine Blattfeder (41) aufweist, die durch einen Nocken (42) verformt wird, wobei die
Verformung art einer der koaxialen Stellung und/oder der exzentrischen Stellung entsprechenden
Position am geringsten ist.
30. Reibungsschweißgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß
die Minimumbreite der zu verschweißenden Flächen der beiden Teile größer ist als der Durchmesser der
kreisförmigen Umlaufbahn.
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