DE2853855C2

DE2853855C2 -

Info

Publication number: DE2853855C2
Application number: DE2853855A
Authority: DE
Inventors: Frederick Southington Conn. Us Eckart; Raymond Alfred Glastonbury Conn. Us Elliot; Christopher Herman Vernon Conn. Us Feigl
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1990-02-08
Also published as: FR2412386A1; IL56148A0; JPS6243798B2; SE439267B; DK153373B; JPS5495944A; SE7812960L; BE872902A; DK573478A; NL7812172A; DE2853855A1; CA1111504A; NL187731B; DK153373C; IL56148A; US4143261A; NO784272L; NL187731C; IT7830989A0; NO149535C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Das Laserschweißen ist eine sich schnell entwickelnde Tech nik zum Miteinanderverbinden von Metallteilen zur Herstellung von nützlichen Produkten. Beim Laserschweißen ist es wich tig, daß der Laserstrahl richtig auf die zu verbindenden Werkstückflächen fokussiert wird. Wenn sich der Brennpunkt des Strahls während des Schweißens ändert, können zahlrei che Probleme auftreten, von denen nicht das geringste dar in besteht, daß eine fehlerhafte Schweißung aufgrund ei ner ungenügenden Erhitzung der Flächen erzeugt wird. Beim Laserschweißen von Teilen, die eine Rotationssymmetrie ha ben, wie beispielsweise zylindrischen Rohren, macht es ge wöhnlich wenig Schwierigkeiten, die richtige Strahlfokussie rung aufrechtzuerhalten, da die Teile in einem festen Ab stand von der Linse, welche den Laserstrahl fokussiert, um ihre Achsen gedreht werden können. Nachdem der Laser strahl fokussiert worden ist, wird er um die Verbindungs stelle herumbewegt, indem die Teile einfach gedreht wer den. Beim Schweißen von Teilen, die keine Rotationssymme trie haben, ist jedoch das Problem der Aufrechterhaltung einer richtigen Strahlfokussierung auf den Werkstückflä chen groß und hat bislang die Anwendung des Laserschwei ßens bei der Fertigung von Teilen beschränkt.

Ein Beispiel für das Problem, welches beim Laserschweißen von Teilen auftritt, die keine Rotationssymmetrie ha ben, ist das Gasauftreffrohr, welches in gewisse Gasturbinen triebwerksschaufeln eingeführt wird, um Kühlluft hindurch zuleiten. Ein solches Gasauftreffrohr weist einen langge streckten Abschnitt, der eine Flügelprofilform hat, und einen keilförmigen Abschnitt auf, die einen ovalartigen Umfang dort haben, wo sie miteinander zu verbinden sind (Fig. 1 und 2). Bis lang wird die ovalartige Umfangsverbindungsstelle um die Rohrabschnitte herum durch Elektronenstrahlverfahren ge schweißt, wobei die mehr oder weniger ebenen Teilflächen der Verbindungsstelle maschinell geschweißt werden, wogegen die zylindrischen Teilflächen manuell geschweißt werden. Dieses Schweiß verfahren ist selbstverständlich nicht nur zeitaufwendig, sondern erfordert auch zahlreiche Schweißungsjustierschritte während der Arbeit. Versuche zum Laserschweißen der voll ständigen Umfangsverbindungsstelle sind fehlgeschlagen, weil es nicht möglich war, die richtige Fokussierung des Strahls bei dessen Bewegung von den ebenen Teilflächen des Werkstückes zu den zylindrischen Teilflächen aufrechtzuerhalten, und weil es außerdem nicht möglich war, den richtigen Einfalls winkel des Strahls auf den Teilflächen, über die er sich hin wegbewegt, aufrechtzuerhalten.

Mit einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (GB-PS 4 17 565) lassen sich die Ränder eines Z-förmigen Werk stückes verschweißen. Jede auszuführende Schweißnaht besteht da bei aus zwei zueinander rechtwinkligen geraden Teilen, zwischen denen sich ein runder Teil befindet. Zur Herstellung des ersten geraden Teils der Schweißnaht wird das Schweißwerkzeug auf dem Untersatz relativ zum Werkstück verschoben. Anschließend wird bei stillstehendem Schweißwerkzeug das Werkstück um die Achse des runden Teils gedreht, woraufhin das Schweißwerk zeug längs des zweiten geraden Teils weiterbewegt wird. Für das Drehen des Werkstückes ist ein Motor vorgesehen, dessen Welle sich durch den Krümmungsmittelpunkt des runden Teils der Schweißnaht erstreckt. Während der Drehung der Welle werden Lagerböcke derselben durch das Zusammenwirken eines auf der Welle befestigten Zahnrades mit einer feststehenden Zahnstange horizontal verschoben. Nachdem die beiden geraden Schweißnahtteile und der runde Schweißnahtteil fertig sind, wird das Schweißwerkzeug zurückgezogen, das Werkstück wird gewendet, und anschließend wird eine ähnliche Schweißung an den gegenüberliegenden Rändern des Werkstückes ausgeführt, wobei in umgekehrter Richtung geschweißt wird, denn das Schweißwerk zeug fährt auf dem Untersatz in seine Ausgangslage zurück. Mit der bekannten Vorrichtung kann ohne Unterbrechung des Schweiß betriebes jeweils nur ein runder Schweißnahtteil ohne Umspan nen des Werkstückes hergestellt werden, weshalb sich die be kannte Vorrichtung auch nur zum Schweißen von besonders geformten Werkstücken eignet, die an diametral gegenüberliegen den Stellen Unterbrechungen der Schweißnaht aufweisen. Mit der bekannten Vorrichtung ließen sich zwar, obgleich das nicht vorge sehen ist, auch Werkstücke bearbeiten, deren Oberflächen von zwei parallelen Ebenen, die an zwei gegenüberfiegenden Kanten jeweils in Halbzylinderflächen übergehen, gebildet werden, denn die Spannfutterachse kann ebenfalls auf die Mittelachsen der Zylinderteilflächen des Werkstücks ausgerichtet werden, dies ge länge jedoch offenbar nicht ohne ein Umspannen des Werkstückes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß eine sich über den gesamten Umfang des Werkstückes erstrecken de Schweißnaht in kontinuierlichem Betrieb hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Umspannen des Werkstückes mit Hilfe der speziellen Verbindung zwischen der Ausgangswelle des Drehantriebs und dem Spannfutter vermieden. Mit dieser Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung wird bewirkt, daß die Achse der Ausgangswelle des Drehantriebs einmal mit der Mittelachse der ersten zylindrischen Teilfläche des Werkstücks und der Mittelachse des äußeren Lagers und einmal mit der Mittelachse der zweiten zylindrischen Teilfläche des Werkstücks und der gemeinsamen Mittelachse von Spannfutterwelle und innerem Lager, das exzentrisch in dem äußeren Lager um den Abstand zwischen den Mittelachsen der zylindrischen Teilflächen versetzt ist, ausrichtbar ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich daher besonders gut zum Laserschweißen von ovalförmigen Umfangsverbindungsstel len, da der Brennpunkt und der Einfallswinkel des Strahls im wesentlichen ungeändert bleiben, wenn der Strahl die ebenen Teilflächen und die zylindrischen Teilflächen des Umfangs über quert. Eine Umfangsschweißung läßt sich mit der Vorrichtung nach der Erfindung herstellen durch Verschieben des Untersatzes gegenüber den feststehenden Teilen, damit der Laserstrahl eine der ebenen Teilflächen des ovalartigen Werkstückumfangs über quert. Wenn dann die erste zylindrische Teilfläche des Umfangs erreicht wird, wird der Drehantrieb betätigt, damit das innere Lager und der darin gelagerte Wellenteil exzentrisch innerhalb des äußeren Lagers gedreht werden. Diese exzentrische Bewegung bewirkt ihrerseits, daß das Werkstück um die Mittelachse der ersten zylindrischen Teilfläche gedreht wird und daß nicht nur die erste zylindrische Teilfläche dem Laserstrahl ausgesetzt wird, sondern daß auch die erste zylindrische Teilfläche in der Ebene gehalten wird, die durch die vorher geschweißte ebene Teilfläche des Werkstückes gebildet wurde, wodurch ein im wesentlichen konstanter Brennpunktabstand zwischen der Laseroptik und der Werkstückoberfläche und ein konstanter Strahleinfallswinkel auf der Werkstückoberfläche aufrechter halten werden. Nachdem die erste zylindrische Teilfläche über quert worden ist, wird der Untersatz wieder relativ zu der Laser optik und dem Drehantrieb verschoben, um eine zweite ebene Teil fläche des Umfangs zu schweißen. Schließlich, wenn eine zweite zylindrische Teilfläche erreicht wird, wird der Drehantrieb betätigt, um den in dem inneren Lager gelagerten Wellenteil um seine eigene Mittelachse zu drehen. Diese nichtexzentrische Bewegung bewirkt, daß das Werkstück um die Mittelachse der zwei ten zylindrischen Teilfläche gedreht und die zweite zylindrische Teilfläche von dem Laserstrahl überquert wird, wobei die Dre hung die zweite zylindrische Teilfläche in der Ebene der zuvor geschweißten ebenen Teilfläche hält. Durch diese sequentielle Translations-Rotations- oder Rotations-Translationsbewegung des Werkstückes relativ zu der Laseroptik kann der Laserstrahl den gesamten ovalartigen Werkstückumfang kontinuierlich über queren, um die Schweißung auszuführen.

Die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung beschränkt sich nicht auf das Bearbeiten eines Werkstückes durch Schweißen. Die Vorrichtung könnte z. B. auch im Zusammenhang mit einem schleifenden Bearbeitungsgerät oder mit einem Materialprüfungs gerät benutzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegen stand der Unteransprüche.

Durch das Vorsehen von Einrichtungen, mittels welchen sich die Exzentrizität ändern läßt, kann die Vorrichtung an unterschied liche Größen von ovalartigen Werkstückumfängen angepaßt werden. Wenn nur Werkstücke mit gleichen Abmessungen zu bearbeiten sind, sind Einrichtungen zum Einstellen der Exzentrizität zwischen den Lagern und den Wellenteilen nicht erforderlich.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich nungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gasauf treffrohres, das in eine Gasturbinenschau fel eingeführt wird,

Fig. 2 eine Querschnittansicht des Gasauftreffroh res längs der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Lager- und Wellenanord nung der Vorrichtung nach der Fig. 3,

Fig. 5a-5d eine schematische Darstellung, welche die axialen Beziehungen zeigt, die zwischen den Bestandteilen der Vorrichtung vor und während einer Schweißung bestehen, und

Fig. 6a-6e eine schematische Darstellung, welche ei nen typischen Schweißzyklus an den im wesentlichen ebenen und zylindrischen Teilflächen des Gasauftreffrohr umfanges zeigt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein übliches Gasauftreffrohr, das in eine Gasturbinenschaufel eingeführt wird, um Kühl luft durch diese hindurchzuleiten. Das Gasauftreffrohr wird im allgemeinen in zwei Abschnitten hergestellt, einem langgestreckten Abschnitt 2, der insgesamt eine Flügel profilform hat, und einem keilförmigen Fußabschnitt 4. Die beiden Abschnitte werden durch eine Umfangsschwei ßung 6 miteinander verbunden. Die Abschnitte 2, 4 sind, wie dargestellt, hohl und haben einen insgesamt ovalen Umfang an der Verbindungsstelle, wobei der ovale Umfang aus mehr oder weniger ebenen Teilflächen 8 a und 8 b und zylindrischen Teilflächen 10 a und 10 b besteht. Die ebenen Teilflächen des Rohres sind zwar etwas gekrümmt, das Ausmaß der Krümmung längs dieser Teilflächen ist jedoch so klein, daß es hinsichtlich der Zwecke, für die die hier beschriebene Vorrichtung bestimmt ist, ver nachlässigt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Laserschweißen der Umfangsschweißung 6 um die Abschnitte 2, 4, nachdem diese durch eine Heftschweißung miteinander verbunden worden sind. Die Vorrichtung hat ei nen Untersatz 12, der in einer festen Ebene in bezug auf eine stationäre Sammellinse 14 montiert ist, wobei die Ebe ne des Untersatzes als zu der Achse der Linse normal dar gestellt ist. Führungsschienen und Antriebs motoren (nicht dargestellt) sind dem Untersatz zugeordnet, um diesem eine Translationsbewegung gegenüber der statio nären Linse 14 geben zu können. Auf dem Untersatz ist eine Lager- und Wellenanordnung montiert, die das Werkstück in einer vorbestimmten Beziehung zu der Linse hält und dem Werkstück während des Schweißzyklus die gewünschte Drehbe wegung gibt. Gemäß der ausführlicheren Darstellung in Fig. 4 umfaßt die Lager- und Wellenanordnung grundsätzlich ein inneres Lager 16 und ein äußeres Lager 18, die in einem Träger 20 angebracht sind, der an dem Untersatz befestigt ist, wobei das innere Lager exzentrisch innerhalb des äuße ren Lagers angeordnet ist. Zur Anpassung an unterschiedliche Rohrumfangsgrößen ist das innere Lager 16 in einem Schieber 22 befestigt, der seinerseits in einem Schieberhalter 24 verschiebbar angeordnet ist. Der Schieberhalter 24 ist in dem äußeren Lager 18 drehbar angeordnet und hat Flansche 24 a, zwischen welchen der Schieber 22 angeordnet ist. In dem inneren Lager 16 ist ein erster Wellenteil 26 einer Spannfutterwelle gelagert, der sich durch einen Schlitz 29 in dem Schieberhalter 24 er streckt. Ein Ende der ersten Wellenteile 26 ist drehbar, und zwar in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Kupplungshälfte 30, einer ersten Kupplung, welche verschiebbar in eine komplementäre Kupplungshälfte 32 an der Ausgangswelle eines Drehantriebs 34 einfaßt, der auf ei ner Plattform 35 unabhängig von und in fester Position in bezug auf den beweglichen Untersatz 12 montiert ist. Die Kupplungshälften 30 und 32 gestatten, dem Untersatz 12 eine Trans lationsbewegung relativ zu dem Drehantrieb 34 zu geben und den Wellenteil 26 zu drehen. Das andere Ende des Wellenteils 26 ist mit einem zweiten Wellenteil 28 der Spannfutterwelle mittels Kupplungshälften 36 und 38 einer zweiten Kupplung, die dem ersten bzw. zweiten Wellenteil zugeordnet sind, ge kuppelt. Die Kupplungshälften 36 und 38 gestatten zusammen mit dem Schieber 22 und den Kupplungshälften 30 und 32 das Ausrichten der Auftreffrohrachsen auf die Mittelachsen des inneren und des äußeres Lagers, was im folgenden noch näher erläutert ist. Das ungekuppelte Ende des zweiten Wellenteils 28 trägt ein Spannfutter 40, welches das Auftreffrohr in richtiger Beziehung zu der Sammel linse 14 und zu den Lagerachsen hält. In Fig. 4 sind der besseren Übersichtlichkeit halber der Schieber 22, der Schieberhalter 24 und ein Mikrometer 45 gegenüber ihrer wirklichen Lage, in der sie in die gleiche Richtung wie ein Mikrometer 44 weisen, um 90° im Uhrzeiger sinn gedreht dargestellt.

Die Fig. 5a bis 5d zeigen schematisch die axialen Bezie hungen, die zwischen den verschiedenen Bestandteilen der Vorrichtung hergestellt werden, um die gewünschte Werk stückbewegung zu erzielen. In Fig. 5a ist die Vorrichtung in der Anfangsposition gezeigt, in der die Mittelach sen des inneren Lagers 16 und des äußeren Lagers 18 mit einander und mit denen der Wellenteile 26 und 28 sowie mit der Längsachse A durch den Mittelpunkt zwischen den Mittelachsen R ₁ und R ₂ der zylindrischen Teilflächen 10 a; 10 b des Rohrumfanges zusammenfallen. In Fig. 5b ist der Wellenteil 28 um eine Strecke gegen die Mittelachsen der Lager 16, 18 versetzt, die gleich der Hälfte des Abstandes zwi schen den Mittelachsen R ₁ und R ₂ ist. Es ist zu erkennen, daß durch diese Versetzung die Mittelachse R ₂ in eine Linie mit der Mittelachse des inneren Lagers 16 gebracht wird. Eine derartige Bewegung des Wellenteils 28 wird erreicht, indem die Kupplungshälfte 38 relativ zu der Kupplungshälfte 36 verschoben und dann diese Kupplungshälfte in der gewünschten Po sition durch Feststellschrauben 42 arretiert wird. Das Mikrometer 44, das an der Kupplungshälfte 36 befestigt ist, wird zum genauen Einstellen der Versetzungsstrecke be nutzt. Fig. 5c zeigt den letzten Ausrichtungsschritt, in welchem der Schieber 22 gegen die Mittelachse des äußeren Lagers 18 um eine Strecke versetzt wird, welche gleich dem Ab stand zwischen den Mittelachsen R ₁ und R ₂ ist. Gemäß Fig. 5c wird durch diese Versetzung die Mittelachse des äußeren Lagers 18 in eine Linie mit der Mittelachse R ₁ gebracht, wodurch das innere Lager 16 und der Wellenteil 26 exzentrisch in bezug auf das äußere Lager 18 angeordnet werden. Das Mikro meter 45 wird zum genauen Positionieren des Schiebers 22 be nutzt. In der in Fig. 5c gezeigten Konfiguration werden, wenn der Drehantrieb 34 betätigt wird, die Wellenteile 26 und 28 exzentrisch um die Mittelachse des äußeren Lagers 18 gedreht, und diese Bewegung bewirkt, daß das Gasauftreffrohr um die Mittelachse R ₁ gedreht wird. Wenn der Untersatz 12 verschoben wird, um die Mittelachsen des inneren Lagers 16 und des Wellenteils 26 in eine Linie mit der Drehachse des Drehantriebs 34 zu bringen (Fig. 5d), und wenn der Drehantrieb 34 betätigt wird, wird je doch das Gasauftreffrohr um die Mittelachse R ₂ ge dreht, wie es in Fig. 5d zu erkennen ist. Da die Mittelachsen des inneren Lagers 16 und des äußeren Lagers 18 und der Wellenteile 26, 28 mit den Mittelachsen R ₁ und R ₂ koplanar sind, werden durch die vorgenannten Drehbewe gungen die zylindrischen Teilflächen 10 a und 10 b in der durch die ebenen Teilflächen 8 a und 8 b in bezug auf die Sammellin se 14 gebildeten Ebene gehalten. Die zylindrischen Teilflächen 10 a, 10 b können somit dem Laserstrahl ausgesetzt wer den, während der Brennpunktsabstand und der Einfallswinkel des Strahls im wesentlichen konstant gehalten werden.

Die Fig. 6a bis 6d zeigen schematisch einen Schweiß zyklus, der zum Herstellen der ovalen Umfangsschweißung 6 zwischen den Rohrabschnitten 2 und 4 benutzt wird. Der Laser strahl 50 wird auf die ebene Teilfläche 8 b in einer Ebene mit der Mittelachse R ₁ fokussiert. Dann wird der Un tersatz 12 in der Pfeilrichtung verschoben, um eine Schwei ßung 52 auf der ebenen Teilfläche 8 b zu bilden, wie es in Fig. 6b dargestellt ist. Wenn der Laserstrahl 50 in einer Ebene mit der Mittelachse R ₂ ist, wird das Gasauftreffrohr um diese Mittelachse gedreht (Fig. 6b), wie es oben beschrie ben ist. Eine Hälfte der Umfangsschweißung 6 ist nun hergestellt worden. In den Fig. 6c und 6d wird der Unter satz 12 wieder verschoben, um die ebene Teilfläche 8 a zu schwei ßen, bzw. das Rohr wird um die Mittelachse R ₁ gedreht, um die zylindrische Teilfläche 10 a zu schweißen. Vor zugsweise werden die Translationsbewegung des Untersatzes 12 und die Drehbewegung des Rohres selbst durch ein NC-Band, einen Computer oder eine andere automatische Einrichtung sequentiell koordiniert. Selbstverständlich kann jede Reihenfolge von Translations- und Rotationsbe wegung nach Bedarf verwendet werden. Wenn mit automati scher Folgesteuerung gearbeitet wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, kann die Umfangsschweißung 6 an dem Gasauftreffrohr in etwa 10 bis 20 s hergestellt werden.

In der beschriebenen Ausführungsform zur Laserschweißung von ovalartigen Umfangsverbindungs stellen umfaßt die Vorrichtung außerdem eine Haube 54, die an dem Spannfutter 40 befestigt ist und das darin enthaltene Gasauftreffrohr um schließt (Fig. 3). Die Haube 54 kann ein Quarzzylinder sein, der den Laserstrahl 50 ohne Verringerung seiner Leistung durch läßt. Die Haube 54 kann mit einem Schutzgas wie Argon oder Helium über Schläuche 56 versorgt werden, die mit einer Gasquelle verbunden sind. Zusätzlich kann ein Rohr (nicht dargestellt) im Inneren des Spannfutters 40 angeordnet sein, damit ein Schutzgas auch durch das Innere des Gasauftreffrohres geleitet werden kann. Trom meln 58 und 60, die an den Wellenteilen 26 bzw. 28 befestigt sind, sorgen für die erforderliche Länge der Schläuche während der Drehung des Werkstückes. Die Quarzhaube 54 und die Gaszufuhrschläuche können weggelassen werden, wenn sich die Vorrichtung in einer Vakuum kammer befindet.

Gewisse Bestandteile der oben ausführlich beschriebenen ersten Ausführungsform der Vorrichtung können überflüssig sein, wenn sich die Größe der Werkstücke nicht ändert. Beispielsweise sind, wenn die gleichen Werkstücke zu schweißen oder anderweitig zu bear beiten sind, die Einrichtungen zum Einstellen der Exzentri zität des inneren Lagers 16 und der Wellenteile 26 und 28 rela tiv zu dem äußeren Lager 18 unnötig. Der Schieber 22, der Schieberhalter 24 und die Mikrometer 44 und 45 können dann weggelassen werden. Darüber hinaus kann statt der beiden versetz ten Wellenteile 26 und 28 eine einzige Welle, die in dem inne ren Lager 16 gelagert ist und von der ein Ende gedreht wird, während das andere Ende das Spannfutter 40 trägt, benutzt wer den, solange die vorgeschriebenen axialen Beziehungen zwi schen dem Werkstück und den Lagermittelachsen hergestellt werden.

Weiter ist es möglich, eine Ausführungsform der Vorrichtung zu benutzen, in der die Sammellinse 14 und der Drehantrieb 34 relativ zu einem feststehenden Untersatz transla torisch bewegt werden, denn das wichtige Erfordernis besteht bei der Vorrichtung darin, die gewünschte Relativbewegung zwischen diesen Be standteilen zu erzielen. Selbstverständlich können auch an dere Werkstücke mit ovalartigen Umfängen mit dieser Vorrich tung geschweißt oder bearbeitet werden. Der hier verwendete Begriff "ovalartig" umfaßt sowohl angenähert als auch tat sächlich ovale Formen. Beispielsweise kann etwas Abweichung von einer exakten ovalen Form in der Vorrichtung zugelassen werden, wie beispielsweise die gezeigte leichte Krümmung der ebenen Teilflächen 8 a und 8 b. Ebenso ist etwas Abweichung in den zylindrischen Teilflächen 10 a, 10 b zulässig. Das Ausmaß der Abweichung von der exakten ovalen Form, das zugelassen wer den kann, hängt zum überwiegenden Teil von der Art der Bearbeitung ab, die an dem Werkstück auszuführen ist.

Die Vorrichtung kann nicht nur zur Laserschweißung von ovalartigen Umfangsverbindungsstel len benutzt werden, sondern auch zum WIG-Schweißen und für andere Schweißverfahren. Darüber hinaus kann die Vor richtung bei spanabhebenden Bearbeitungen, beispielsweise beim Schneiden oder Schleifen, bei Inspektionsarbeiten, beispielsweise bei der Röntgenanalyse, bei Beschichtungs arbeiten, bei Wärmebehandlungsarbeiten und bei vielen an deren Arbeiten Anwendung finden, die an einem ovalartigen Werkstückumfang durch ein Werkzeug auszuführen sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes mit einer Oberfläche, die ebene und zylindrische Teilflächen (8 a, 8 b bzw. 10 a, 10 b) aufweist, mit einem Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise zum Schweißen, und mit einer Werkzeughalterung, welche die Bearbeitungsstelle auf der Werkstücksoberfläche in einer raumfesten, konstant zum Werkzeug beabstandeten ersten Ebene hält und hierfür einen in einer zur ersten Ebene parallelen zweiten Ebene angeordneten Untersatz (12) mit einer Spannfutterwelle (26, 28), welche in einem auf dem Untersatz (12) befestigten Träger (20) gelagert ist und ein drehbewegliches Spannfutter (40) für das Werkstück trägt, eine Einrichtung zur Erzeugung einer Schiebebewegung zwischen dem Untersatz (12) und dem Bearbeitungswerkzeug sowie einen Drehantrieb (34) mit einer Ausgangswelle auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutterwelle (26, 28) in einem inneren Lager (16) aufgenommen ist, das seinerseits exzentrisch in einem äu ßeren Lager (18) angeordnet ist, wobei die Exzentrizität dem Abstand zwischen den Mittelachsen (R ₁, R ₂) von zwei zylindrischen Teilflächen (10 a, 10 b) entspricht, und daß eine erste Kupplung mit zwei radial gegeneinander verschieb baren Kupplungshälften (30, 32) zwischen der Ausgangswelle des Drehantriebs (34) und der Spannfutterwelle (26, 28) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutterwelle (26, 28) zweiteilig ausgebildet ist und daß zwischen ihren beiden Wellenteilen eine weitere Kupplung mit zwei radial parallel zur Schieberichtung der Kupplungshälften (30, 32) der ersten Kupplung gegeneinander verschiebbaren Kupplungshälften (36, 38) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Lager (16) in einem Schieber (22) angeordnet ist, der zur Einstellung der Exzentrizität zwischen den beiden Lagern (16, 18) in einem Schieberhalter (24) ver schiebbar ist, welcher in dem äußeren Lager (18) drehbar aufgenommen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Untersatz (12) verschiebbar ist.