VORRICHTUNG ZUM AXIALEN SCHWEISS- ODER LOTFUGEN ROTATIONSSYMMETRISCHER BAUTEILE MIT EINEM MEHRERE DREHANGETRIEBENE SPANNFUTTER AUFWEISENDEN DREHTISCH UND EINEM DREHBAREN GREIFER

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum axialen Fügen rotationssymmetrischer Bauteile. Beispiele für solche zu fügende Bauteile sind ein kreiszylindrisches Rohr und ein darauf zu setzender Deckel, ein kreiszylindrisches Rohr und eine aufzuschiebende kreiszylindrische Manschette oder ein Stoßdämpfer mit in einem Zylinder integrierten Kolben und einem Deckel mit integrierten Zuleitungen für die Hydraulikflüssigkeit oder eine hohlzylindrische Kolbenstange und beidseits angeschlossene Verbindungselemente, um nur einige Beispiele zu nennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum axialen Fügen rotationssymmetrischer Bauteile zu entwickeln, die ein rationelles Fügen der Bauteile möglichst weitgehend ohne manuelle Eingriffe ermöglicht .

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst mit einem um eine horizontale Achse drehbar gelagerten Drehtisch, der mehrere drehangetriebene Spannfutter für die Bauteile aufweist und durch einen Antrieb in zwei Drehstellungen für die Bauteilaufnahme und Bauteilbearbeitung stellbar ist, mit einer dem Drehtisch in Drehstellung für die Bauteilaufnahme vorgeordneten Bauteilzuführung, mit der ein erstes Bauteil mit einem Schieber in und durch das geöffnete Spannfutter bis zu einem dem Drehtisch

nachgeordneten axialen Positionsanschlag schiebbar ist und mit einem dem Drehtisch in Drehstellung für die Bauteilbearbeitung nachgeordneten, drehbar gelagerten Greifer, mit dem ein zweites Bauteil axial bis zur Anlage an dem vom Spannfutter in der Drehstellung für die Bauteilbearbeitung gehaltenen ersten Bauteil bewegbar ist und gemeinsam mit diesem vom Drehantrieb des Spannfutters in Drehung versetzbar ist, bei der es gegenüber einem auf den vom Positionsanschlag bestimmten Fügeort ausgerichteten Schweiß- oder Lötkopf bewegt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt in der Drehstellung des Drehtisches für die Bauteilaufnahme die axiale Positionierung des ersten Bauteils am Positionsanschlag. Diese definierte axiale Positionierung des ersten Bauteils wird durch das Einspannen des ersten Bauteils mittels des Spannfutters „gespeichert" und für das Fügen mittels des vorzugsweise stationär angeordneten Schweiß- oder Lötkopfes in der Drehstellung des Drehtisches für die Bauteilbearbeitung genutzt. Deshalb entfällt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein sonst notwendiger Nahtsuchsensor für die Positionierung des Schweiß- oder Lötkopfes. Die für das Fügen notwendige Relativbewegung der zusammengeführten Bauteile gegenüber dem Schweiß- oder Lötkopf erfolgt durch den Drehantrieb des Spannfutters, weil das zweite Bauteil mitgeschleppt wird. Es braucht also kein separater Drehantrieb für den Greifer vorgesehen zu sein. Der Greifer hat nur dafür zu sorgen, dass die beiden Bauteile zumindest am Anfang des Fügevorgangs ausgerichtet gehalten werden. Da der Drehtisch horizontal gelagert ist, lassen sich die Bauteile mit geringstem vorrichtungstechnischem Aufwand auf einem Bett, z.B. einer Prismenführung, ausgerichtet in das geöffnete Spannfutter einführen. Die Bestückung

des Drehtisches mit mehreren Spannfuttern ermöglicht eine hohe Produktivität, weil beim Fugen einer ersten Gruppe von Bauteilen die nächste Gruppe von Bauteilen vorbereitet werden kann, z.B. indem das nächste erste Bauteil in das geöffnete Spannfutter in der Drehstellung des Drehtisches für die Bauteilzufuhrung eingeführt, positioniert und gespannt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Drehantrieb für jedes Spannfutter ein Torque-Motor vorgesehen ist, in dessen Rotor das Spannfutter integriert ist. Der besondere Vorteil eines solchen Drehantriebes besteht darin, dass er eine kurze Baulange hat und mit kleinen Drehzahlen betrieben werden kann. Darüber hinaus lasst sich das Spannfutter im Rotor problemlos unterbringen. Ubertragungsgetriebe entfallen also.

Mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung lassen sich nicht nur an einem Ende eines ersten Bauteils Fugeoperationen vornehmen, sondern auch gleichzeitig an den beiden Enden. In diesem Fall ist dem Drehtisch in der Drehstellung für die Bearbeitung ein weiterer Schweiß- oder Lotkopf vorgeordnet, der auf einen weiteren Fugeort des vom Spannfutter gehaltenen ersten Bauteils ausrichtbar ist. Eine solche Ausrichtung ist dann erforderlich, wenn durch die Ausrichtung des ersten Bauteils am Positionsanschlag nicht automatisch auch der zweite Fugeort exakt bestimmt werden kann. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn das erste Bauteil in Grenzen Langentoleranzen aufweist, also alle ersten Bauteile zwar Gutteile sind, weil ihre Lange innerhalb der Toleranzen liegt, die einzelnen Gutteile jedoch zueinander unterschiedliche Langen aufweisen. In diesem Fall ist entweder eine Ausrichtung mittels eines Suchsensors oder manuell erforderlich. Der Vorteil dieser

Ausgestaltung der Erfindung besteht allerdings darin, dass zwei Fugeoperationen parallel ablaufen können. Das weitere zweite Bauteil für den zweiten Fugeort ist entweder schon am ersten Bauteil selbständig gehalten, indem es z.B. eingesteckt ist, oder es wird wie das zweite Bauteil am ersten Fugeort mittels eines Greifers axial zugeführt und beim Fugen gehalten.

In der Drehstellung für die Bearbeitung kann neben dem Fugen mittels Schweißen oder Loten auch eine überprüfung erfolgen, sei es der Schweiß- oder Lotnaht, sei es auf Rundlauf. Dazu ist dann eine stationäre Prüfeinrichtung vorgesehen, die für die überprüfung der Schweißnaht oder für den Rundlauf eingerichtet ist.

Vorzugsweise ist der Greifer an einen Zugantrieb gekuppelt, mit dem die gefugten Bauteile axial aus dem gelosten Spannfutter ziehbar sind.

Vorteilhaft für die Produktivität der Vorrichtung ist weiter, wenn der Greifer zusammen mit einem zweiten gleichartigen Greifer von einem Schwenkkopf abwechselnd in Betriebsstellungen gehalten ist, von denen die eine die Betriebsstellung zum axialen Fugen und die andere für das Laden mit einem neuen zweiten Bauteil ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann also wahrend des Fugens sowohl das leere Spannfutter des Drehtisches mit dem ersten Bauteil als auch der zweite Greifer mit dem zweiten Bauteil geladen werden, so dass nach Leeren des Spannfutters von den gefugten Bauteilen die neue Gruppe von Bauteilen unmittelbar für das Fugen zur Verfugung steht.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfuhrungsbeispiel der Vorrichtung schematisch darstellenden Zeichnung naher erläutert. Im einzelnen zeigen :

Fig. 1 die Vorrichtung unmittelbar vor dem Fugen eines ersten und eines zweiten Bauteils und unmittelbar vor dem Zufuhren eines weiteren ersten Bauteils und

Fig. 2 die Vorrichtung beim Entladen der gefugten

Bauteile und der Zufuhrung und Ausrichtung eines weiteren ersten Bauteils.

Eine erfindungsgemaße Vorrichtung weist einen Drehtisch 1 auf, der mit einem Drehantrieb 2 um eine horizontale Achse 3 dreh- und/oder verschwenkbar gelagert ist. Der Drehtisch 1 tragt mehrere von kurz bauenden Antrieben 4, 5, insbesondere elektrischen Torque-Motoren, angetriebene Spannfutter 6, 7. Diese Torque-Motore 4, 5 bestehen aus einem Stator 4a, 5a und einem Rotor 4b, 5b, in den das jeweilige Spannfutter 6, 7 integriert ist. Für das Offnen und Schließen der Spannfutter 6, 7 sind eigene in der Zeichnung nicht dargestellte steuerbare Antriebe vorgesehen .

In den Figuren sind die Spannfutter 6, 7 in den beiden möglichen Betriebsstellungen dargestellt. In der unteren Betriebsstellung kann das im geöffneten Zustand einen freien Durchgang aufweisende Spannfutter 6 mit einem ersten Bauteil 8 beladen werden. Dafür ist eine Bauteilzufuhrung vorgesehen, die aus einer Prismenfuhrung 9 und einem in der Zeichnung durch einen Pfeil dargestellten Schieber 10 gebildet wird. Wahrend die

Bauteilzuführung 9, 10 dem Drehtisch 1 vorgeordnet ist, ist ein Positionsanschlag 11 dem Drehtisch 1 nachgeordnet. Der Positionsanschlag 11 ist in Richtung des Doppelpfeils 12 einstellbar. Bei geöffnetem Spannfutter 6 wird das Bauteil 8 bis an den Positionsanschlag 11 vorgeschoben. Bei Erreichen des Positionsanschlages wird das Spannfutter 6 geschlossen und auf diese Art und Weise die axiale Position des Bauteils 8 gespeichert. Das Schließen des Spannfutters kann automatisch erfolgen, wenn vom Positionsanschlag 11 ein Steuersignal an den elektrischen Antrieb des Spannfutters 6 gegeben wird. Der Positionsanschlag 11 kann so ausgebildet sein, dass bei Kontakt mit dem ersten Bauteil ein z.B. elektrisches Signal erzeugt wird, welches anzeigt, dass das erste Bauteil korrekt positioniert ist. Auf diese Weise wird eine einfache Kontrolle des Fertigungsprozesses ermöglicht.

In Fig. 1 befindet sich ein entsprechend zugeführtes erstes Bauteil 13 bereits in der Drehstellung des Drehtisches 1 für die Bearbeitung, d.h. für die Fügeoperation. Auf die gespeicherte axiale Position des Bauteils 13 ist ein Schweißkopf 14 ausgerichtet. Mittels eines Greifers 15 wird ein zu fügendes zweites Bauteil 16 axial zum ersten Bauteil 13 ausgerichtet gehalten. Mittels einer durch einen Pfeil nur schematisch dargestellten Stell- und Ausziehvorrichtung 17 wird der Greifer 15 mit dem zweiten Bauteil 16 bis zur Anlage an das erste Bauteil 13 vorbewegt. Der Greifer 15 ist frei drehbar gelagert. Sobald das zweite Bauteil 16 in der Fügeposition am ersten Bauteil 13 anliegt und gehalten wird, kann die Fügeoperation beginnen. Bei dieser Fügeoperation wird durch den Torque-Motor 5 das erste

Bauteil 13 gedreht und das zweite Bauteil 16 von ihm schleppend mitgenommen.

Nach beendeter Fugeoperation werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, die gefugten Bauteile 13, 16 von der Stell- und Ausziehvorrichtung 17 nach Losen des Spannfutters 7 aus dem Spannfutter 7 herausgezogen, wobei sie von einer prismenformigen Ablage 18 unterstutzt werden, die nach Losen des Greifers 15 die gefugten Bauteile 13, 16 weiter absenkt und gegebenenfalls abtransportiert .

Der Greifer 15 ist zusammen mit einem gleichartigen Greifer 19 von einem Schwenkkopf 20 gehalten, der in zwei Schwenkpositionen verstellbar ist. In der einen beschriebenen Schwenkposition dient der eine Greifer 15 zum axialen Fugen des zweiten Bauteils 16 und zum Herauszeihen der gefugten Bauteile 13, 16. In der anderen Schwenkstellung dient der andere Greifer 19 zur Aufnahme eines weiteren zweiten Bauteils 21, das von einem Halter 22 bereitgehalten wird. Die übergabe des weiteren zweiten Bauteils 21 an den Greifer 19 erfolgt in der Phase des Fugens des ersten Bauteils 13 und des zweiten Bauteils 16. In dieser Phase erfolgt auch das Beladen des leeren Spannfutters 6 mit dem weiteren ersten Bauteil in der Bauteilaufnahmeposition. Der Fugevorgang an der ersten Gruppe des ersten und zweiten Bauteils 13, 16 findet also parallel zur Beladung des leeren Spannfutters und des leeren Greifers der zweiten Gruppe des ersten und zweiten Bauteils statt. Das wirkt sich positiv auf die Produktivität der Vorrichtung aus, so dass geringe Taktzeiten für die Herstellung der gefugten Bauteile erreicht werden.

Am Fügeort kann auch noch eine stationäre Prüfeinrichtung 23 vorgesehen sein, die die Fügenaht prüft und/oder die Rundlaufeigenschaften des oder der Bauteile. Auch ist es möglich, vor dem Drehtisch 1 einen zweiten Schweiß- oder Lötkopf vorzusehen, also dem Schweiß- oder Lötkopf 14 gegenüberliegend, und einen weiteren Prüfsensor, also dem Prüfsensor 23 gegenüberliegend, um an demselben Bauteil gleichzeitig eine Füge- und PrüfOperation vornehmen zu können. Auch kann hier wie in der Zeichnung auf der linken Seite auch ein Greifer für ein weiteres zweites Bauteil vorgesehen sein, wenn nicht das erste Bauteil bereits mit einem zweiten Bauteil bestückt ist, das dann nur noch geschweißt oder gelötet zu werden braucht. Anstelle von zwei neben dem Drehtisch 1 angeordneten Schweiß- oder Lötköpfen kann auch nur ein Strahlschweißoder Lötkopf vorgesehen sein, dessen Fügestrahl durch geeignete Beam-Splitter-Einrichtungen, die z.B. halbdurchlässige Spiegel umfassen, auf die beiden Fügepositionen aufgeteilt wird.