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Title:
PRESSURE WELDING DEVICE AND PRESSURE WELDING METHOD USING AN ADVANCE DRIVE DESIGNED AS AN ELECTRO-HYDRAULIC DIRECT DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/044166
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressure welding device (1) and a pressure welding method. The pressure welding device (1) comprises a plastification unit (5), a positioning and compressing unit (6), a controller (26), and an advance unit (7) for a workpiece (3) and for the process axis (13). The advance unit (7) has an open- or closed-loop controllable hydraulic advance drive (12) that is formed as an open- or closed-loop controllable electro-hydraulic direct drive for the process axis (13).

Inventors:
BÜCHLER MICHAEL (DE)
FISCHER OTMAR (DE)
SCHNEIDER KLAUS (DE)
HAUCK THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/070307
Publication Date:
April 02, 2015
Filing Date:
September 24, 2014
Export Citation:
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Assignee:
KUKA SYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
B23K9/08; B23K20/12; F15B1/02; F15B7/00
Foreign References:
DE202008005534U12009-09-17
DE19902357A12000-08-03
DE19902357A12000-08-03
DE202004009909U12005-11-03
DE202008005534U12009-09-17
Other References:
DATABASE WPI Week 201369, Derwent World Patents Index; AN 2013-S13254, XP002736315
DATABASE WPI Week 198526, Derwent World Patents Index; AN 1985-157617, XP002736316
Attorney, Agent or Firm:
ERNICKE, Klaus (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

PressschweißVorrichtung, insbesondere

Reibschweißvorrichtung, mit einer

Plastifi z ierungseinrichtung (5), einer Positionier- und Staucheinrichtung (6) und einer Steuerung (26), wobei die Pressschweißvorrichtung (1) eine

Vorschubeinrichtung (7) für ein Werkstück (2,3) und für die Prozessachse (13) mit einem steuerbaren oder regelbaren hydraulischen Vorschubantrieb (12) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vorschubantrieb (12) als steuerbarer oder regelbarer elektrohydraulischer Direktantrieb für die Prozessachse (13) ausgebildet ist.

Pressschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Vorschubantrieb (12) einen hydraulischen Zylinder (14) und eine damit verbundene sowie von einem elektrischen Antriebsmotor (17) angetriebene Pumpe (18, 19) aufweist .

3. ) Pressschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Vorschubantrieb (12) über den elektrischen

Antriebsmotor (17) steuerbar oder regelbar ist.

4. ) Pressschweißvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Vorschubantrieb (12) eine in sich geschlossene

Baueinheit bildet.

5.) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der hydraulische Zylinder (14) mit mehreren, insbesondere zwei oder drei, Pumpen (18,19) verbunden ist.

6. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Pumpen (18,19) einen gemeinsamen Antriebsmotor (17) oder eigene Antriebsmotoren aufweisen.

7. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Antriebsmotor

(17) mit der Steuerung (26) verbunden ist.

8. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Antriebsmotor

(17) als elektrischer Servomotor ausgebildet ist.

9. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Vorschubantrieb (12) einen geschlossenen

Hydraulikkreis (20) aufweist, der den/die Zylinder (14) und die Pumpe(n) (18,19) verbindet. 10.) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass an den

Hydraulikkreis (20) ein Druckausgleich (21), angeschlossen ist.

11.) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einer

Mehrfachanordnung von Pumpen (18,19) mindestens eine Pumpe (18,19) zu- oder wegschaltbar ist.

12. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens eine Pumpe (18,19) über ein Schaltelement (22),

insbesondere ein Mehrwegeventil, im Hydraulikkreis (20) angeschlossen ist.

13. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zylinder (14) als doppeltwirkender Zylinder für Vor- und Rückhub ausgebildet ist.

14. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zylinder (14) als Differentialzylinder oder als Gleichgangzylinder ausgebildet ist.

15. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Vorschubantrieb (12) eine oder mehrere

Messeinrichtungen (23,24,25) für Prozessparameter beim Vorschub, insbesondere Druck und/oder Position, aufweist .

16. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Messeinrichtung (en) (23,24,25) am Hydraulikzylinder (14) angeordnet ist/sind.

17. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Messeinrichtung (en) (23,24,25) mit der Steuerung (26) verbunden ist/sind.

18.) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Plastifizierungseinrichtung (5) als Reibeinrichtung oder als Schmelzeinrichtung mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen ausgebildet ist. 19.) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Pressschweißvorrichtung (19) mehrere Werkstückhalter (8,9) für die zu verschweißenden Werkstücke (2,3) aufweist.

20. ) Pressschweißvorrichtung nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Vorschubeinrichtung (7) einen beweglichen Schlitten

(11) mit einem Werkstückhalter (9) aufweist.

21. ) Verfahren zum Pressschweißen, insbesondere

Reibschweißen von Werkstücken (2,3), mittels einer gesteuerten (26) Pressschweißvorrichtung (1), bei der die Werkstücke (2,3) mittels einer

Plastifizierungseinrichtung (5) plastifiziert und mittels einer Positionier- und Staucheinrichtung (6) relativ zueinander positioniert sowie entlang einer Prozessachse (13) gestaucht werden, wobei ein

Werkstück (2,3) entlang der Prozessachse (13) mittels einer Vorschubeinrichtung (7) mit einem gesteuerten oder geregelten hydraulischen

Vorschubantrieb (12) bewegt wird, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Vorschub mit einem Vorschubantrieb (12) erfolgt, der als

gesteuerter oder geregelter elektrohydraulischer Direktantrieb für die Prozessachse (13) ausgebildet ist .

22.) Verfahren nach Anspruch 21, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die Werkstücke

(2,3) durch Reibschweißen oder durch Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen verbunden werden . 23.) Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass im Prozess eine Kolbenstange (16) eines hydraulischen Zylinders (14) des Vorschubantriebs (12) aus einer zurückgezogenen Ladeposition (LP) mit einem Vorhub (ve) im Eilgang bis zu einer Kontaktposition (KP) der Werkstücke (2,3) bewegt wird, wobei die Kontaktposition (KP) ggf. am Vorhubende im Schleichgang angefahren wird.

24. ) Verfahren nach Anspruch 23, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Reibschweißen anschließend ein weiterer Vorhub (vp) im Prozess bis zum Erreichen einer Endposition (EP) erfolgt, wobei der Vorhub (vp) sich in einen Reibvorschub und in einen Stauchvorschub unterteilt.

25. ) Verfahren nach Anspruch 23, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen nach Erreichen der Kontaktposition (KP) ein definierter Rückhub zur axialen Distanzierung der Werkstücke (2,3) und zum Zünden des Lichtbogens sowie anschließend ein

Stauchhub in Vorwärtsrichtung bis zu einer

Endposition (EP) erfolgt. 26.) Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass nach

Beendigung des Pressschweißprozesses ein Rückhub (re) im Eilgang bis zur Ladeposition (LP) erfolgt.

27.) Verfahren nach Anspruch 23 oder 26, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass für den Eilgang beim Vorhub und/oder Rückhub mehrere, insbesondere zwei Pumpen (18,19), gemeinsam den hydraulischen Zylinder (14) beaufschlagen.

28. ) Verfahren nach Anspruch 23, 26 oder 27, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass für den Vorhub (vp) in der Reib- und Stauchphase beim Reibschweißen oder für den Rückhub, Regelhub und Stauchhub beim Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen nur eine Pumpe (18) den Zylinder (14) beaufschlagt.

29. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine direkte Regelung des Vorschubs an einem

hydraulischen Zylinder (14) des Vorschubantriebs (12) erfolgt.

Description:
BESCHREIBUNG

PRESSSCHWEISSVORRICHTUNG UND PRESSSCHWEISSVERFAHREN UNTER VERWENDUNG EINES EINEN ELEKTROHYDRAULISCHEN DIREKTANTRIEB AUSGEBILDETEN VORSCHUBANTRIEB

Die Erfindung betrifft eine Pressschweißvorrichtung, insbesondere Reibschweißvorrichtung, und ein

Pressschweißverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.

Eine solche Reibschweißvorrichtung ist aus der Praxis bekannt. Sie weist eine Plastifizierungs- bzw.

Reibeinrichtung und eine Positionier- und

Staucheinrichtung mit einer Vorschubeinrichtung für ein Werkstück auf. Die Vorschubeinrichtung hat einen

steuerbaren Hydraulikzylinder, der mit einer externen Hydraulikeinheit verbunden ist, die auch andere

Verbraucher der Pressschweißvorrichtung versorgt. Die Hydraulikeinheit besitzt einen großen Druckspeicher, der von einer motorbetriebenen Pumpe gespeist wird und aus dem das Hydraulikmedium über ein Servoventil dem

Hydraulikzylinder zugeführt wird. Das Servoventil ist mit einer Steuerung der Reibschweißvorrichtung verbunden und dient zur Steuerung und Regelung des Zylindervorschubs.

Eine ähnliche Reibschweißvorrichtung mit Servoventil ist aus der DE 199 02 357 AI bekannt. Die DE 20 2004 009 909 Ul zeigt eine Reibschweißmaschine mit zwei Zylindern für Stauchhub und Eilgang.

Die DE 20 2008 005 534 Ul offenbart eine

Pressschweißvorrichtung, deren Plastifizierungseinrichtung als Schmelzeinrichtung mit einem magnetisch bewegten

Lichtbogen ausgebildet ist und deren Staucheinrichtung einen steuerbaren Vorschubantrieb mit einem

Hydraulikzylinder aufweist. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Pressschweißtechnik weiter zu verbessern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Die beanspruchte Pressschweißtechnik, d.h. die

Pressschweißvorrichtung und das Pressschweißverfahren, haben verschiedene Vorteile.

Der Bau- und Montageaufwand sowie der Platzbedarf des

Vorschubantriebs werden verringert. Verbesserungen gibt es auch bei der Energieeffizienz und der Schallemission.

Besonders vorteilhaft sind die Verbesserung der Dynamik und des Wirkungsgrads durch eine Massenverringerung. Der steuertechnische Aufwand und der Sicherheitsaufwand werden ebenfalls reduziert.

Andererseits können die Steuer- und Regelpräzision des Vorschubs signifikant verbessert werden. Es kann eine direkte Regelung des Vorschubs am Zylinder erfolgen. Durch Einsatz eines steuerbaren Motors, insbesondere eines elektrischen Servomotors, kann auch die Ansteuerung vereinfacht werden. Der hydraulische Zylinder und die einfach oder mehrfach vorhandene Pumpe nebst Antriebsmotor (en) können in einen vorzugsweise geschlossenen Hydraulikkreis eingebunden sein. An den Hydraulikkreis ist ggf. noch ein

Druckausgleich angeschlossen. Der bisherige Aufwand an Ventiltechnik, Verrohrung und Ölkreislauf mit separatem

Hydraulikaggregat kann reduziert werden. Die Kühlleistung kann gemindert werden. Zudem ergeben sich durch

Reduzierung der installierten Leistung Energiespareffekte. Der hydrostatische Vorschubantrieb kann direkt an der Pressschweißvorrichtung und vor allem direkt am

hydraulischen Zylinder angebaut werden. Dies spart Platz und Bauaufwand. Günstig ist auch die Verbindung von

Pumpe (n), Antriebsmotor (en) und Hydraulikkreis zu einer kompakten Baueinheit, die zudem leicht montiert und gewartet werden kann.

Der hydrostatische Vorschubantrieb kann mehrstufig sein, wobei die Leistung, insbesondere die

Vorschubgeschwindigkeit, an unterschiedliche

Prozesserfordernisse angepasst werden kann. Hierüber kann z.B. ein Eilgang für Vorhub und/oder Rückhub realisiert werden. Dies erhöht die Leistungsfähigkeit und die

Wirtschaftlichkeit der Pressschweißtechnik. Ein Eilgang kann für einen Teil einer Vorschubbewegung vorgesehen sein, wobei im anderen Teil eine verlangsamte

Vorschubbewegung, insbesondere ein Schleichgang, erfolgt. Die besagte Leistungsanpassung kann durch ein selektives Beschälten einer Anordnung von mehreren Pumpen des

hydrostatischen Vorschubantriebs erfolgen. Der Bauaufwand für die Mehrstufigkeit kann niedrig

gehalten werden. In der bevorzugten Ausführungsform sind zwei oder mehr Pumpen im Hydraulikkreis vorhanden, von denen zumindest eine bedarfsweise zugeschaltet und

weggeschaltet werden kann. Dies lässt sich in besonders einfacher Weise durch ein Mehrwegeventil im Hydraulikkreis realisieren .

Der steuerbare oder regelbare hydrostatische

Vorschubantrieb kann nur für die Prozessachse und für den Vorschub vorgesehen sein. Evtl. andere hydraulische

Elemente an der Pressschweißvorrichtung oder in deren Umfeld können von einer anderen Hydraulikeinheit bedient werden . Ein Verfahren zum Pressschweißen von Werkstücken mittels einer gesteuerten Pressschweißvorrichtung sieht vor, dass die Werkstücke mittels einer Plastifizierungseinrichtung plastifiziert und mittels einer Positionier- und

Staucheinrichtung relativ zueinander positioniert sowie entlang einer Prozessachse gestaucht werden, wobei ein Werkstück entlang der Prozessachse mittels einer

Vorschubeinrichtung mit einem gesteuerten oder geregelten hydraulischen Vorschubantrieb bewegt wird. Dabei erfolgt der Vorschub mit einem Vorschubantrieb, der als

gesteuerter oder geregelter elektrohydraulischer

Direktantrieb für die Prozessachse ausgebildet ist.

Die Werkstücke können durch Reibschweißen oder durch Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen verbunden werden. Die Werkstücke werden beim

Pressschweißen an ihren einander zugekehrten und zu verbindenden Stirnseiten plastifiziert . Dies kann durch

Reibkontakt und lineare oder rotatorische Relativbewegung oder durch den bewegten Lichtbogen geschehen.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

eine Reibschweißvorrichtung in schematischer Seitenansicht , einen Vorschubantrieb mit einem Hydraulikkreis und ein Bewegungsdiagramm des Vorschubantriebs.

Die Erfindung betrifft eine Pressschweißvorrichtung (1) und ein Pressschweißverfahren.

Die Pressschweißvorrichtung (1) und das

Pressschweißverfahren können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. In Figur 1 ist eine Ausbildung als Reibschweißvorrichtung bzw. Reibschweißverfahren

dargestellt. In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann die Pressschweißvorrichtung (1) als Schweißvorrichtung mit einem magnetisch bewegten

Lichtbogen ausgebildet sein. Das Pressschweißverfahren ist hierzu entsprechend ausgestaltet.

Die Pressschweißvorrichtung (1) weist eine

Plastifi z ierungseinrichtung (5) und eine Positionier- und Staucheinrichtung (6) für die zu verschweißenden

Werkstücke (2,3) auf. Die Plastifizierung, das

Positionieren und Stauchen findet jeweils an den einander zugekehrten und zu verschweißenden Stirnseiten der

Werkstücke (2,3) statt. Ferner beinhaltet die

Pressschweißvorrichtung (1) eine Steuerung (26) und eine Vorschubeinrichtung (7) für ein Werkstück (2,3) und für die Prozessachse (13). Die Vorschubeinrichtung (7) hat einen Vorschubantrieb (12), der als steuerbarer oder regelbarer elektrohydraulischer Direktantrieb für die Prozessachse (13) ausgebildet ist.

Die Plastifizierungseinrichtung (5) ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Reibeinrichtung ausgebildet.

Hierbei werden die miteinander zu verschweißenden

Werkstücke (2,3) stirnseitig miteinander in Kontakt gebracht und unter Anpressdruck relativ zueinander bewegt, insbesondere um die Prozessachse (13) gedreht. Die

Reibungswärme plastifiziert die Kontaktbereiche der

Werkstücke (2,3), wobei die Werkstücke (2,3) entlang der linearen Prozessachse (13) oder Vorschubachse weiter aufeinander zu bewegt werden. Am Ende dieser Reibphase kann ein zusätzlicher Stauchhub entlang der Prozessachse (13) erfolgen. Beim Reibschweißen tritt eine Verkürzung der verschweißten Werkstücke (2,3) unter Ausformung eines Wulstes an der Verbindungsstelle oder Schweißstelle ein.

Bei der alternativen Ausführungsform der

Pressschweißvorrichtung (1) ist die

Plastifizierungseinrichtung (5) als Schmelzeinrichtung mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen ausgebildet. Hierbei wird mittels einer Stromquelle eine Spannung an die metallischen Werkstücke (2,3) angelegt, wobei die

Werkstücke (2,3) zunächst entlang der Prozessachse (13) stirnseitig in Kontakt miteinander gebracht und

anschließend wieder ein Stück voneinander distanziert werden, wobei ein Lichtbogen zwischen den

Werkstückstirnseiten gezündet wird. Mittels einer

magnetischen Treibeinrichtung, z.B. einer

elektromagnetischen steuerbaren Spulenanordnung, wird der Lichtbogen angetrieben und läuft umfangseitig an den

Werkstückrändern um, wobei die Werkstückränder

angeschmolzen werden. Nach Erreichen eines gewünschten Schmelzgrades werden die Werkstücke (2,3) anschließend mit einem Stauchhub entlang der Prozessachse (13) axial aufeinander zubewegt und in Schweißverbindung miteinander gebracht .

Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden zwei Werkstücke (2,3) miteinander verschweißt, die dabei in

Werkstückhaltern (8,9) lösbar gehalten sind. Die

Werkstückhalter (8,9) können z.B. als steuerbare,

insbesondere vollautomatische Spanneinrichtungen

ausgebildet und mit der Steuerung (26) verbunden sein. Die Werkstücke (2,3) bestehen bevorzugt aus Metall, wobei sie gleiche oder unterschiedliche Werkstoffe aufweisen können. Sie können insbesondere ein gleiches oder

unterschiedliches Schmelzverhalten haben. Die Werkstücke (2,3) sind ferner bevorzugt elektrisch leitend,

insbesondere zum Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen.

Alternativ können mehr als zwei Werkstücke (2,3) in einem Prozess miteinander verschweißt werden. Hierfür kann z.B. eine sogenannte Doppelkopf-Reibschweißvorrichtung zum Einsatz kommen, die einen Zentrumsspanner für ein

zentrales und z.B. drittes Werkstück aufweist.

Bei einer Reibschweißvorrichtung (1) wird für die

vorgenannte Relativbewegung der Werkstücke (2,3) zur

Erzeugung der Reibwärme z.B. ein Drehantrieb (10)

eingesetzt. Dieser kann auf den in Axialrichtung bzw.

entlang der Prozessachse (3) z.B. stationären

Werkstückhalter (8) einwirken und diesen um die

Prozessachse (13) mit dem Werkstück (2) drehen. Der

Drehantrieb (10) weist einen mit der Steuerung (26) verbundenen steuerbaren oder regelbaren Antriebsmotor, insbesondere einen Elektromotor, auf. Der Drehantrieb (10) kann zudem eine oder mehrere Schwungmassen beinhalten. Das andere Werkstück (3) ist entlang der Prozessachse (13) axial verschieblich, z.B. mittels eines Schlittens (11) oder dgl . , angeordnet und wird vom Vorschubantrieb (12) beaufschlagt. Das Werkstück (3) kann dabei in seinem

Werkstückhalter (9) gehalten sein, der vom Vorschubantrieb (12) beaufschlagt wird. Das Werkstück (3) ist drehfest im Werkstückhalter (9) angeordnet. Alternativ kann auch für das andere Werkstück (3) ein Drehantrieb vorgesehen sein.

Dies ist z.B. bei einer vorerwähnten Doppelkopf- Reibschweißvorrichtung (1) der Fall. In einer weiteren Variante können zwei oder mehr Werkstücke entlang der Prozessachse (13) axial verschoben werden. Ferner ist es möglich, nur ein Werkstück zu drehen und axial zu

verschieben .

Die Vorschubeinrichtung (7) beinhaltet außer dem

Vorschubantrieb (12) auch den Schlitten (11), der an einem Maschinengestell (4) entlang der Prozessachse (13)

beweglich, insbesondere verschiebbar, gelagert ist. Er kann außerdem gemäß Figur 1 am Mantel eines Zylinders (14) der Vorschubeinrichtung (7) axial geführt sein. In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann der Schlitten (11) entfallen, wobei der Werkstückhalter (9) direkt am Vorschubantrieb (12) angeordnet ist.

Der steuerbare und bevorzugt regelbare Vorschubantrieb (12) ist mit der Steuerung (26) verbunden. Er weist in seiner Ausbildung als elektrohydraulischer Direktantrieb einen hydraulischen Zylinder (14) und eine damit

verbundene sowie von einem elektrischen Antriebsmotor (17) angetriebene Pumpe (18,19) auf. Diese Antriebskomponenten (14,17,18,19) können mehrfach vorhanden sein. Der

Vorschubantrieb (12) weist ferner einen geschlossenen

Hydraulikkreis (20) auf, der den/die Zylinder (14) und die Pumpe (n) (18,19) verbindet. An den Hydraulikkreis (20) kann auch ein Druckausgleich (21), z.B. der in Figur 2 gezeigte Druckausgleichbehälter, angeschlossen sein. Der Vorschubantrieb (12) kann mehrstufig ausgebildet sein. Bei der in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsform weist der Vorschubantrieb (12) einen einzelnen hydraulischen Zylinder (14) auf, der mit mehreren, insbesondere zwei oder drei, Pumpen (18,19) verbunden ist. In der gezeigten

Ausführungsform haben die mehreren Pumpen (18,19) einen gemeinsamen Antriebsmotor (17). Sie können alternativ jeweils einen eigenen Antriebsmotor aufweisen. Bei einer Mehrfachanordnung von Pumpen (18,19) zur

gemeinsamen Beaufschlagung eines hydraulischen Zylinders (14) kann mindestens eine Pumpe (18,19) zugeschaltet oder weggeschaltet werden. Das Hydraulikmedium, z.B. ein

Hydrauliköl, kann dadurch bedarfsweise von einer oder mehreren Pumpen (18,19) gefördert und dem Zylinder (14) direkt zugeführt werden.

Das Zu- und Wegschalten einer Pumpe (18,19) kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel ist die zweite Pumpe (19) über ein hydraulisches Schaltelement (22), z.B. ein hydraulisches Mehrwegeventil, in den Hydraulikkreis (20) eingebunden bzw. angeschlossen. Bei durchgeschaltetem Mehrwegeventil (22) fördern beide Pumpen (18,19) gemeinsam das

Hydraulikmedium in den Zylinder (14) . In der anderen

Stellung des Mehrwegeventils wird die Förderverbindung der zweiten Pumpe (19) zum Zylinder (14) gesperrt und das Hydraulikmedium über einen Bypass gefördert. Die Pumpen (18,19) können gleichartig ausgebildet sein. Es handelt sich vorzugsweise um 2-Quadrantenpumpen oder 4- Quadrantenpumpen . In konstruktiver Hinsicht sind sie bevorzugt als Innenzahnradpumpen ausgeführt. Sie werden in der gezeigten Ausführungsform bevorzugt gemeinsam von der Abtriebswelle des Antriebsmotors (17) beaufschlagt. Der Vorschubantrieb (12) ist über den einfach oder

mehrfach vorhandenen Antriebsmotor (17) steuerbar oder regelbar. Der Antriebsmotor (17) ist hierfür mit der

Steuerung (26) verbunden. Auf Servoventile oder andere hydraulische Steuer- oder Regelmittel im Hydraulikkreis

(20) kann verzichtet werden.

Der elektrische Antriebsmotor (17) kann konstruktiv in geeigneter Weise zur Erzielung des gewünschten Steuer- und Regelverhaltens ausgebildet sein. Er kann z.B. als

elektrischer Servomotor, insbesondere als Gleichstrommotor ausgebildet sein. Alternativ ist eine Ausbildung als

Drehstrommotor bzw. Wechselstrommotor möglich, der z.B. mittels eines Frequenzumrichters angesteuert wird.

Der Vorschubantrieb (12) bildet in der gezeigten

Ausführungsform von Figur 1 und 2 eine in sich

geschlossene Baueinheit. Er dient nur zur Beaufschlagung der Prozessachse (13) und zur Erzeugung des Vor- und/oder Rückhubs des Werkstücks (3) bzw. des Werkstückhalters (9) . Der Vorschubantrieb (12) hat vorzugsweise einen in sich geschlossenen Hydraulikkreis (20), der ggf. eine

Lebensdauerfüllung mit einem Hydraulikmedium besitzt. In der geschlossenen Baueinheit hat der Vorschubantrieb (12) nach außen lediglich eine elektrische Schnittstelle zur Übertragung von elektrischen Leistungs- und Signal- bzw. Steuerströmen .

Der hydraulische Zylinder (14) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich um einen doppeltwirkenden Zylinder mit einem beidseits

beaufschlagten Kolben (15) und zumindest einer nach außen tretenden Kolbenstange (16), die an ihrem freien Ende mit dem Werkstück (3) oder seinem Werkstückhalter (9)

verbunden ist und hierauf entlang der linearen und der Kolbenstangenachse entsprechenden Prozessachse (13) zusammenwirkt . Der Zylinder (14) kann z.B. gemäß Figur 2 als Differenzialzylinder mit nur einer Kolbenstange (16) ausgebildet sein, bei dem die Füll- und Fördermengen beidseits des Kolbens (15) unterschiedlich sind.

Alternativ kann gemäß der gestrichelten Darstellung von Figur 2 der Zylinder (14) als Gleichgangzylinder

ausgebildet sein und eine zweite Kolbenstange zur

Egalisierung der Füll- und Fördermengen aufweisen.

Der Hydraulikkreis ist an zwei endseitigen Stellen (A,B) an den Zylinder (14) beidseits des Kolbens (15)

angeschlossen. Die eine oder mehreren Pumpen (18,19) fördern in beiden Richtungen und bewirken sowohl den Vorhub, als auch den Rückhub des Zylinders (14) und seiner Kolbenstange (16) . Beim Rückhub kann beim gezeigten

Differenzialzylinder die Fördermenge zum Ausgleich des Stangenvolumens reduziert sein. Alternativ kann durch Ventile, Zwischenspeicher oder auf andere Weise das

Stangenvolumen kompensiert werden.

In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden Pumpen (18,19) im Hydraulikkreis (20) parallel geschaltet. Sie sind außerdem untereinander quer verbunden und auch an den Druckausgleich (21) angeschlossen.

Der Vorschubantrieb (12) weist eine oder mehrere

Messeinrichtungen (23,24,25) für Prozessparameter beim Vorschub auf. Diese Prozessparameter können z.B. den Druck des Hydraulikmediums und/oder die Position der

Kolbenstange (16) betreffen. Die Messeinrichtungen

(23,24,25) weisen hierfür einen oder mehrere geeignete Sensoren auf. Vorzugsweise sind die Messeinrichtungen

(23,24,25) am Zylinder (14) angeordnet. Die Messeinrichtungen (23,24) erfassen z. B. den

hydraulischen Druck an den Anschlussstellen (A,B) bzw. den Anschlusssträngen des Hydraulikkreises (20) vor und hinter dem Kolben (15) . Die Messeinrichtung (25) ist z.B. der Kolbenstange (16) zugeordnet und misst deren Position oder deren Weg beim Vorhub und Rückhub entlang der Prozessachse (13) . Alternativ kann die Messeinrichtung (25) z.B. dem Werkstückhalter (9) oder dem Schlitten (11) zugeordnet sein. Aus Redundanzgründen oder dgl . kann die

Messeinrichtung (25) auch mehrfach vorhanden und/oder an verschiedenen der genannten Stellen angeordnet sein.

Die Pressschweißvorrichtung (1), insbesondere in der Ausbildung als Reibschweißvorrichtung, kann eine Regelung für den Pressschweiß-, insbesondere Reibschweißprozess , aufweisen, mit der gezielt der Vorschub und die

Werkstückverkürzung im Prozess beeinflusst werden können. Hierdurch können insbesondere unterschiedliche

Ausgangslängen der Werkstücke (2,3) kompensiert und eine einheitliche und exakte Gesamtlänge des fertig

geschweißten Werkstücks eingestellt und erzielt werden.

Eine Pressschweißvorrichtung (1) zum Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen kann ebenfalls eine solche Regelung aufweisen. Sie kann außerdem eine Einrichtung zur Erfassung und Analyse von Prozessparametern, insbesondere der Lichtbogenspannung, aufweisen und den Vorschub

entsprechend steuern oder regeln. Sie kann hierfür z.B. entsprechend der DE 20 2008 005 534 Ul ausgebildet sein.

Figur 3 verdeutlicht den Vorschub bei einem Prozess- Zyklus. Die Pressschweißvorrichtung (1) kann manuell oder automatisch mit Werkstücken (2,3) beladen und entladen werden. Hierfür bewegt die Vorschubeinrichtung (7) den Werkstückhalter (9) bzw. den Schlitten (11) in eine zurückgezogene Ladeposition (LP) . Dementsprechend werden auch das beaufschlagte Werkstück (3) und die Kolbenstange (16) des hydraulischen Zylinders (14) bewegt. Die

Ladeposition (LP) ist z.B. die in Figur 1 gezeigte

Ausgangsstellung (27) mit distanzierten Werkstücken (2,3) . Die Ladeposition (LP) kann werkstückabhängig vorgegeben sein. Sie kann auch gemäß Figur 3 variieren.

Im Prozess wird die Kolbenstange (16) bzw. das

beaufschlagte Werkstück (3) aus der Ladeposition (LP) zunächst mit einem Vorhub (ve) im Eilgang bis zu einer Kontaktposition (KP) der Werkstücke (2,3) bewegt. Die Kontaktposition (KP) kann ggf. am Vorhubende im

Schleichgang angefahren werden.

Beim Reibschweißen gemäß Figur 3 erfolgt anschließend der weitere Vorhub (vp) im Prozess bis zum Erreichen einer Endposition (EP) . Dieser Vorhub (vp) kann sich in einen Reibvorschub und in einen Stauchvorschub unterteilen. Bei diesen verschiedenen Vorschubbewegungen werden die

Positionen und/oder Wege durch die Messeinrichtung (25) erfasst und an die Steuerung (26) gemeldet, die nach dieser Ist-Position den Vorschub regelt. Die direkte

Regelung des Vorschubs kann am hydraulischen Zylinder (14) des Vorschubantriebs (12) erfolgen. Die Endposition (EP) im Prozess kann werkstückabhängig variabel sein und liegt vor einer Maximalposition (MP) . Nach Beendigung des Pressschweißprozesses folgt der

Rückhub (re) bis zur Ladeposition (LP) , der im Eilgang geschehen kann.

Beim Schweißen mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen kann alternativ nach Erreichen der Kontaktposition (KP) ein definierter Rückhub zur axialen Distanzierung der Werkstücke (2,3) und zum Zünden des Lichtbogens erfolgen. Der Werkstückabstand kann dabei über die vorgenannte

Regelung gemäß der DE 20 2008 005 534 Ul verändert werden. Anschließend erfolgt der Stauchhub in Vorwärtsrichtung bis zur Endposition (EP) . Die verschiedenen Vorschubbewegungen können ebenfalls in der zum Reibschweißen vorbeschriebenen Weise von der Steuerung (26) nach der erfassten Ist- Position geregelt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform mit zwei oder mehr Pumpen (18,19) können für den Eilgang beim Vorhub und/oder Rückhub mehrere, insbesondere beide Pumpen (18,19) gemeinsam den hydraulischen Zylinder (14) beaufschlagen. Für den Vorhub (vp) in der Reib- und Stauchphase kann vorgesehen sein, dass nur eine Pumpe (18) den Zylinder (14) beaufschlagt. Dabei kann z.B. die zweite Pumpe (19) weggeschaltet werden, so dass nur die eine, bzw. erste Pumpe (18), den Zylinder (14) beaufschlagt. Dies ist für die Regelgenauigkeit von Vorteil. Entsprechendes gilt für den Rückhub, den Regelhub und den Stauchhub beim Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Zum Einen können die Merkmale der genannten

Ausführungsbeispiele beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden. Zudem sind weitere konstruktive und funktionale Abwandlungen möglich.

Das Zu- und Wegschalten von einer oder mehreren Pumpen kann auf anderem Wege erfolgen, z.B. durch ein Abkuppeln vom Antriebsmotor oder durch Abschalten eines separaten eigenen Antriebsmotors. Das Schaltelement (22) kann dabei z.B. mechanisch oder elektrisch ausgebildet sein. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Pressschweißvorrichtung, Reibschweißvorrichtung

2 Werkstück

3 Werkstück

4 Gestell

5 Plastifi z ierungseinrichtung

6 Positionier- und Staucheinrichtung

7 Vorschubeinrichtung

8 Werkstückhalter, Spanneinrichtung

9 Werkstückhalter, Spanneinrichtung

10 Drehantrieb

11 Schlitten

12 Vorschubantrieb hydrostatisch

13 Prozessachse

14 Zylinder, Hydraulikzylinder, Differentialzylinder

15 Kolben

16 Kolbenstange

17 Antriebsmotor, Servomotor

18 Pumpe

19 Pumpe

20 Hydraulikkreis

21 Druckausgleich, Ausgleichsbehälter

22 Schaltelement, Mehrwegeventil

23 Messeinrichtung für Druck

24 Messeinrichtung für Druck

25 Messeinrichtung für Position

26 Steuerung

27 Ausgangsstellung ve Vorhub im Eilgang

vp Vorhub im Prozess

re Rückhub im Eilgang

LP Ladeposition

KP Kontaktposition

EP Endposition

MP Maximalposition