CN102834214B - 焊接电极单元、焊接装置和用于产生焊接连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接电极单元（1），包括再调节装置（4）和动力学作用连接地连接到该再调节装置（4）的焊接电极（6），其中该再调节装置（4）这样设计，使得焊接电极（6）能够线性地运动，并且该再调节装置（4）具有蓄能器（8），所述焊接电极（6）能通过该蓄能器加载预定的力。根据本发明，预紧的蓄能器（8）能够通过操纵元件（12）在作用方面从力源（14）上脱耦。

Description

焊接电极单元、焊接装置和用于产生焊接连接的方法

本发明涉及一种焊接电极单元，一种用于折叠和在边缘侧材料结合地连接金属板的装置(折边焊接装置)，该装置带有焊接电极单元，和一种用于产生焊接连接的方法。根据本发明的焊接电极单元用于产生材料结合的连接(可能采用位于金属板之间的粘结剂)，通过该连接使得至少两个金属板部件相对于彼此固定。有利的是，待连接的金属板在建立材料结合的连接之前就已经借助于形式为折叠连接的形状配合的连接相互(预)连接或相互预定位。然后通过焊接连接产生材料结合的连接，通过焊接连接在预定的焊点实现要连接的金属板的局部熔化。通过建立的焊接连接，金属板相对于彼此固定(保持在位)，以进一步的处理。根据本发明的焊接电极单元可以用于所谓的凸焊中，其中两个金属板在至少一个金属板部件的挤压作用下相对于彼此定位和固定，也可以用于没有这种挤压的金属板部件的焊接，也即在金属板在重叠区域中全表面接触时焊接所述金属板。

由现有技术已知大量用于产生固定连接(用于随后进一步处理的暂时定位目的的连接)的装置和方法。在确保特定的表面质量时，没有已知的固定连接(暂时的焊接连接)可以通过生成焊接点而确保规定的强度(在要连接的部件的基础材料的两侧上都熔化材料结合的连接)，尤其是满足根据DVS-指南第2902和2926号(DVS：德国焊接协会)所述的碰撞安全的焊接连接所要求的强度。

由WO2009/135938A1已知用于在形状匹配的部件上建立固定连接的方法和工具，其中，线性引导的焊接电极以可预先设定的接触压力放置在需要连接的金属板装置的预定焊接点处，并随后以升高的连接压力进行对应的焊接。在此，该焊接电极通过相应的伺服单元可直线运动地引导，其中，为了补偿金属板材料在焊接点处熔化过程中发生的重新调节的行程，在焊接过程中，伺服单元的活塞通过气动单元加载压缩气体。

而且，在DE102005018520A1中描述了一种用于电气压力焊接的装置。其中所述的焊接装置包括所谓的再调节装置，其具有多个沿进给方向并行地和/或串接地设置的弹簧元件。

而且，从根据DE8910447U1的现有技术中已知用于焊接电极的支撑装置，其中同样应当保证，焊接电极可以立即跟随由于焊接熔化而发生滑动的工件。为此，在相应的支架(其可以通过伺服装置调节)和承接电极的电极保持器之间，插入压缩空气缸形式的弹性中间元件，该压缩空气缸可以在其轴向长度上调节。根据压力腔中的、由外部耦接的压力源调节的压力，电极的焊接压力可以根据每种情形的要求而适应或定尺寸。

在上述焊接装置的情形下，应当通过焊接电极相应的弹性可运动的支承确保这样的情形下焊接电极可靠的再调节，在所述情况中连接区域中的工件材料转变为黏稠状状态(并局部通过进入的焊接电极挤压)。一系列的试验表明，具有这样的再调节装置的焊接装置只能够产生这样的焊接连接，其确保用于连接的金属板部件随后的处理的可靠固定，同时保持所需的表面质量，但是存在于碰撞安全连接中的强度要求不能够得到满足。

本发明的目的在于提供一种焊接电极单元或用于在边缘侧材料结合地连接金属板的装置和一种用于产生焊接连接的方法，从而可以获得改进强度的焊接连接。另一方面应当确保，虽然有改进了强度的焊接连接，在金属板连接背对焊接电极的侧上，不会出现由于焊接产生的、可察觉的表面损坏。通过本发明，应当确保在焊接点处具有增强的强度的焊接质量，以及例如由汽车制造商所要求的视觉质量(表面质量)应当得到相应的保障。

按照本发明，该目的分别通过独立权利要求的所有特征而达到。

根据本发明，建议一种焊接电极单元，尤其是用于焊接车身或车身元件的折叠车身板材的焊接电极单元，其包括再调节装置和与该再调节装置可动力学地作用连接的焊接电极，其中该再调节装置这样构造，使得焊接电极尤其是相对于焊接电极单元可通过其固定在支承装置上的紧固点(或者相对壳体，再调节装置集成在该壳体中)线性可运动。在此，该再调节装置具有蓄能器，在焊接运行过程中或在与相应的焊接点接触的过程中，该焊接电极能够通过该蓄能器加载预定的(特别有利地是恒定的，尤其是可调的)力或压力。在此，该蓄能器能够通过操纵元件(也称为分离和耦接元件)从动力或压力源在作用方面脱耦(在力或压力方面分开)。通过将预张紧的蓄能器从动力源上脱耦，根据本发明，实现了这样一种焊接过程，在整个焊接过程中，焊接电极以基本恒定的力或基本恒定的压力(偏差小于或等于设定的额定值的百分之五)作用在相应的焊接点上。由此，在焊接点区域，在焊接过程中由于系统原因而出现的金属板材料的熔化以及伴随发生的材料的滑移(就行程而言)通过再调节装置得到补偿。焊接电极的(行程)补偿或再调节运动由此发生，即，没有由于到动力源的反馈或从动力源获得反馈发生的震动作用到蓄能器上并因此作用于压紧的焊接电极上。在焊接过程中的实际再调节运动由于实现的脱耦因此仅仅通过蓄能器作用而实现。这样，相比现有技术，实现了明显增加的焊接质量。

有利地这样构造蓄能器，使得其在整个焊接相关的作用范围上具有线性的力-行程曲线，所述作用范围也就是在焊接过程中必须作为再调节行程(从再调节运动中获得的焊接电极顶端的行程)得到补偿的范围。为此，蓄能器有利地形成为螺旋弹簧。蓄能器的其它实施方式为弹性体、液压或气动存储器，或其合适的组都包括在本发明中。

在优选的第一实施方式中，其根据第一运行模式构建和运行，该焊接电极单元通过设置在壳体中的再调节装置(例如弹簧蓄能器的形式)形成，该再调节装置通过与之串联的活塞缸单元(例如液压或气动缸单元)沿作用方向(也就是朝向焊接点)以合适的弹性力加载在活塞杆以及与之相连的焊接电极上。有利的是，蓄能器在组装过程中就已经预紧地设置在壳体中，从而通过该预紧确保了焊接电极和焊接点(金属板)之间在焊接过程中希望的接触压力。

而且，通过从运行方向看设置在蓄能器下游的活塞缸单元，该活塞缸单元能够通过外部动力源或压力源(例如气动或液压源形式，例如压缩机或液压泵)加载压力，在活塞缸单元的缸中可运动地引导的活塞能够克服预紧的蓄能器的弹性力而运动，而连接到活塞杆上的焊接电极能够逆着作用方向(在从焊接点离开的方向)运动或缩回到规定的基本位置。此外，例如设计为螺旋弹簧的蓄能器通过作用于螺旋弹簧上的调节螺栓可变地预调节到预紧状态(或“精调”)。这样，在焊接位置，施加在焊接点上的焊接力通过蓄能器在安装时就已经设定的预紧力，通过活塞缸单元的活塞的剩余的剩余行程和调节螺栓的位置确定。通过(尤其机械地)锁定活塞或保持通过外部动力源在活塞上产生的压力，蓄能器能够保持在压缩状态，因此焊接电极能够保持在其缩回的基本位置。

随着焊接电极位于基本位置，根据本发明的焊接电极单元有利地位于预定的基本位置，其中，焊接电极的顶端相对于希望的焊接点间隔规定的距离，从而使得焊接点能够仅仅通过焊接电极的线性(移出)运动而被接触(有利地正交地接触焊接点)。到其预定基本位置的运动例如能够通过作业机器人而发生。在优选实施方式中调节到规定的基本位置，在该基本位置中，有利地以位置固定的方式紧固在相应的折叠装置的夹具上的焊接电极单元与夹具一起运动，使得已经移回到基本位置的、“预紧的”焊接电极通过夹具的闭合自动定位在规定的基本位置中。通过活塞缸单元的压力作动，活塞进而焊接电极能够从缩回的基本位置转移到焊接位置(移出的、与焊接点接触的焊接电极)。由于活塞缸单元压力作动，作用于焊接电极上的蓄能器和在基本位置中为系统供应压力的动力源的脱耦得以实现。因此，在焊接位置作用于焊接点上的预紧(焊接预紧)因此基本上通过蓄能器的预紧而实现，该蓄能器在组装过程中就已经预紧并在需要时通过调节螺栓精调。具体参考示出了示例的实施形式的附图的说明。

在焊接电极单元的一种可选的实施方式中，该焊接电极单元根据第二运行模式构建和运行，蓄能器同样也通过弹性元件形成。在此，该弹性元件设置在活塞和(驱动)活塞杆之间，该活塞在能加载可调的压力的压力腔可自由运动地导引，并且所述活塞杆耦接到焊接电极或其支夹上。根据该第二实施方式和运行模式，在壳体内实现多腔压力系统，其具有至少两个可在不同的壳体部分内运动的分隔活塞。这两个壳体部分在此能够通过能受控地关闭的连接管道在压力技术上耦接和脱耦。在此，在第一(上)壳体部分中以可自由运动的方式设置有第一分隔活塞并能够通过形式为压缩机等的(外部)动力源加载可调节的压力(沿活塞杆的移出方向从上部)加载。在从作用方向上看设置在第一壳体部分后面并且通过能受控地关闭的连接通道与该第一壳体部分液压作用连接的第二(下)壳体部分中可自由运动地设有第二分隔活塞，并从其背离第一分隔活塞(逆着活塞杆的移出方向从下面)的活塞侧同样能通过动力源加载压力。在连接通道的两侧设置在两个壳体部分中的分隔活塞在它们之间围出耦连的(当连接管道打开时，在作用技术上连接这两个分隔活塞的)压力腔。在此，在形成在两个分隔活塞之间的压力腔中提供耦合作用的、不可压缩的压力介质(液压介质)，从而通过由液压介质压力加载第一分隔活塞和第二分隔活塞可调节设置在第二活塞和连接到焊接电极上的活塞杆之间的蓄能器的预紧。

本实施方式在不同变形中的精确结构还在下面在附图说明中同样得以解释说明。

从功能角度看，第二实施方式不同于描述的第一实施方式的地方在于，焊接电极单元或其蓄能器只在焊接电极单元从规定的基本位置——在该基本位置中，焊接电极顶端(焊接电极的作用面)位于距焊接位置规定的间隔处—移动到焊接位置的时候才以规定方式预紧，在焊接位置，焊接电极单元以其焊接电极顶端在预定的焊接点处接触用作用于预紧过程的支座的金属板部件。

相反，为了在没有外部单独的支座的情况下提供预定的焊接或接触压力，按第一种实施形式的焊接电极单元由于结构原因在安装到壳体内的过程中就已经相应预紧。在焊接电极单元的运行过程中，通过使活塞缸单元的压力加载，蓄能器能够再次压缩一定的行程，并这样将焊接电极转移到规定的缩回基本位置，使得焊接电极在活塞缸单元解锁之后(活塞缸单元的压力作动)被转移到焊接位置，在该焊接位置保持规定压力地接触焊接点。

此外，本发明包括用于在边缘侧材料结合地连接金属板、尤其是汽车车身的车身板的装置(折边焊接装置或具有焊接装置的折边装置)。该装置设计为所谓的折边焊接装置，包括用于承接至少二个车身板的折叠座，可运动的夹具，在作动运行位置，通过该夹具可以将位于折叠座上的金属板(在直接接触两个金属板的至少一个的情况下)朝折叠座方向压紧并保持在位。而且，提供上面已经描述的焊接电极单元形式的至少一个热连接工具。在装置的一种尤其优选的实施方式中，焊接电极单元有利地以位置固定的方式固定在折边焊接装置的夹具上。可选地，焊接电极单元也可以附接到单独的机器人装置或可以在空间运动的促动器上，通过其能够运动到与相应的焊接点有一定间距(或者在规定位置)的相应基本位置或者运动到相应地焊接位置。

在本装置的另一种扩展方案中，提供多个焊接电极单元，尤其是固定在夹具上的多个焊接电极单元，其中至少两个焊接电极单元具有公共的中央接地连接。该中央接地连接(Masseanbindung)有利地通过形成为端子的接地端子形成，该端子用于夹紧固定在两个要连接的金属板部件之一上。在此，接地端子能够以位置固定的方式附接到夹具上，从而当夹具朝折叠座方向上行进时，该接地端子以其面向夹具的上端子触头压靠在要接触的金属板上或与此接触，并且以其第二相应的接地臂穿过开口接合，当夹具在下降的状态时，该相应的夹臂向内枢转或运动。可选地，接地端子可以这样不以位置固定的方式附接，而是整体上可运动地附接到夹具上。

最后，本发明包括一种采用上述焊接电极单元产生焊接连接(尤其是在两个片金属板部件之间的折边连接的焊接连接)的方法，其中在焊接电极供电之前，蓄能器以预定方式经由张紧装置预紧，或者提供具有相应预紧的蓄能器的焊接电极单元，并通过激活分隔和耦接元件在保持预紧状态的情况下在作用方面(就力或压力而言)从动力源脱耦。

下面结合用于两个不同实施方式的附图详细地解释本发明。其中：

图1在截面图中示出了根据本发明的焊接电极单元的第一可能的实施方式，该焊接电极单元根据第一运行原理运行，在图中其处于规定的基本位置，在该基本位置中，焊接电极以规定的间距相对焊接点定位，

图2示出了根据图1的、在焊接位置中的焊接电极单元，带有移出的、准备焊接的焊接电极，

图3在截面图中示出了根据本发明的焊接电极单元的第二可能的实施方式，该焊接电极单元根据第二运行原理运行，在图中其处于规定的基本位置，在该基本位置中焊接电极以规定的间距相对焊接点定位，

图4示出了根据图3的、处于焊接位置中的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和未预紧的蓄能器，

图5示出了根据图3的、在焊接位置中的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和预紧的蓄能器，

图6在截面图中示出了根据本发明的焊接电极单元的第三可能的实施方式，该焊接电极单元根据第二运行原理运行，在图中该焊接电极单元处于规定的基本位置，在该基本位置中焊接电极以规定的间距相对焊点定位，

图7示出了根据图6的、处于焊接位置的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和未预紧的蓄能器，

图8示出了根据图6的、处于焊接位置的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和预紧的蓄能器，

图9在截面图中示出了根据本发明的焊接电极单元的第四可能的实施方式，该焊接电极单元根据第二运行原理运行，在图中其处于规定的基本位置，在该基本位置中，焊接电极以规定的间距相对焊接位置定位，

图10示出了根据图9的、处于焊接位置中的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和未预紧的蓄能器，

图11示出了根据图9的、处于焊接位置中的焊接电极单元，具有移出的焊接电极和预紧的蓄能器，

图12在示意的透视图中示出了根据本发明的装置的一种可能实施方式，具有连接在夹具上的焊接电极单元，

图13示出了根据图12的装置沿剖面线A-A的局部截面图，和

图14示出了根据图12和13的详细视图，其中，接地端子形式的中心接地连接夹紧连接在保持在根据图6的装置中的两个金属板之一上。

图1和2以纵向截面视图示出了根据本发明的焊接连接单元1的第一实施方式的结构，其中根据图1，焊接电极单元1处于规定的基本位置中，在该基本位置中焊接电极6(在缩回状态——基本位置)以规定的间距a相对焊接点ST定位。焊接电极单元1主要包括壳体2、设置在壳体2里面的再调节装置4和与再调节装置4动力学连接的焊接电极6。该再调节装置4这样形成，使得焊接电极6可相对于壳体2(或者相对于在支架上的焊接电极单元1的紧固点)线性运动。再调节装置4具有蓄能器8，在焊接运行过程中或在与焊接点ST的接触过程中，焊接电极6可通过该蓄能器加载预定的、有利地恒定的并且特别是可调节的力。在所示的实施方式中，再调节装置4可选地包括调节螺栓S，以精细地调节例如设计为螺旋弹簧并在组装到壳体2过程中已经预紧的蓄能器8，还包括耦接元件K，其还可以含有例如应变片、压电元件或类似形式的力测量装置。可选地，蓄能器8还可以由螺旋弹簧形成，其在在其预紧方面不可调节，也即没有作用于螺旋弹簧上的调节螺栓S。通过调节螺栓S和/或更换具有另一个弹簧常数的螺旋弹簧，可以使蓄能器8容易地适应要焊接的连接或需要焊接的金属板部件(例如不同厚度的金属板部件)。

独立于蓄能器8在组装过程中设置的预紧和通过调节螺栓S可能的螺旋弹簧预紧的精细调节，螺旋弹簧可以经由集成到壳体2内的复位装置10(其在示例的实施方式中通过气动活塞-缸单元形成)而张紧，从而使得连接到复位装置10(或活塞-缸单元的活塞或活塞杆)上的焊接电极6能够从移出的焊接位置转变到缩回(退回)的基本位置。当焊接电极6在缩回状态(基本位置)时，这可以通过受到一侧(从下面对着蓄能器8的作用方向W)上的压力影响的气动活塞-缸单元而实现，复位装置10可以通过操纵元件12与供应复位装置10的、并因此与蓄能器8作用耦连的动力源14(或压力源)在作用方面脱耦。在所示的实施方式中，供应动力源14通过压缩机单元形成，其通过2位4通开关阀V经由第一壳体侧压力介质连接A1使复位装置10受到对着其运行方向的压力的影响。根据示例的实施方式，壳体2设计有至少两个壳体腔，其中，在第一、上壳体部2.1中设置有蓄能器8(螺旋弹簧形式)，而在第二、下壳体部2.2中设置有复位装置10(为所述气动活塞-缸单元形式)。螺旋弹簧和活塞-缸单元的活塞在此在作用方面前后相继地依次串联连接，在所示的实施方式中，通过耦接元件K连接。气动活塞-缸单元具有活塞10.1以及与活塞10.1连接的活塞杆10.2，该活塞可在下壳体部2.2中运动，并将下壳体部2.2分为两个单独的子壳体部(或压力腔)2.21和2.22。在此，活塞杆10.2通过相应的通孔穿过底部和下壳体部2.2的顶部，以一方面在底部提供用于焊接电极6或其电极支架6.1的连接，并确保在顶部耦接到蓄能器8上。在示例的实施方式中，焊接电极6附接到电极支架6.1上，该电极支架经由绝缘的或电气绝缘的耦接件KS而附接到活塞杆10.2上。在此，可以通过在焊接电极支架6.1和耦接件KS之间的螺纹连接实现到焊接电极6的供电。

图1示出了处于前述的基本位置中的焊接电极单元1，其中开关阀V位于接通位置，活塞缸单元的活塞10.1在该位置经由在第二壳体部2.2下部分的壳体部2.22中的第一壳体侧压力介质连接A1(从下面)加载压力，从而使得活塞10.1移动到或保持移动到其上端部位置。蓄能器8或螺旋弹簧因此相对由于安装造成的预紧额外地进一步压缩并且连接到活塞杆10.2上的焊接电极6回到其基本位置。为了确保活塞10.1能够以控制的方式行进，在下壳体部2.2的上子壳体部2.21中提供第二压力介质连接A2，以使压力腔可控地通气。在此，第二压力介质连接A2(有利地两个压力介质连接A1，A2)最好装备有可调节的阻尼阀。可调节的阻尼尤其在朝焊接点ST前进运动过程中作动，而在焊接过程中阻尼暂停，而节流器完全打开。

图1所示的位置是所谓的规定的基本位置，在该基本位置中，具有其焊接电极6的焊接电极单元1(已缩回到基本位置)以规定的间隔a与焊接点ST间隔。焊接电极单元1通过由供应动力源14维持压力而保持在所述基本位置中或基础位置，直到焊接过程开始或起始。

图2表示处于焊接准备状态(焊接位置)的焊接电极单元1。从图1所示的基本位置开始，其中蓄能器8被预紧并且焊接电极6已经回到基本位置，蓄能器8通过开关阀V的切换而从蓄能器14中分开(脱耦)，该开关阀起到分开和耦接元件12的作用，从而使得活塞缸单元的活塞10.1现在在两侧上去压力，而蓄能器8—没有通过动力源14引起的耦接或反馈效果—作用于焊接电极6或其电极支架6.1上。在该状态，焊接电极单元1通过其压力加载的焊接电极6以通过预紧的蓄能器8预定的恒定压力加载两个需要连接的金属板部件B1、B2的金属板装置的焊接点ST。在整个焊接时期或整个焊接过程中，该压力可以保持非常精确地恒定，因为复位装置10并因此与该复位装置作用连接的蓄能器8在这种状态下与动力源14在压力方面完全脱耦。在该状态，气动活塞缸单元的缸桶腔或下壳体部2.2完全去压力，其中活塞10.1仍然具有在到达其下端部位置之前的规定的残余行程，该行程关于行程是这样确定尺寸，焊接电极6在朝着焊接点ST的作用方向上的小的行程改变可以在金属板组件在焊接点ST处的熔化过程中得以补偿。通过从供应动力源14脱耦，因此避免了系统中的相应振动和因此出现的反作用力，从而使得焊接电极6最快可能的再调节成为可能，同时保持精确的压力水平。焊接电极6的再调节运动在此仅仅由或通过蓄能器8实现。在图2的详细视图中，其中焊接点ST处的焊接电极6接触金属板装置，具体为两个金属板B1和B2的折边连接。在此，例如形成为外门面板的第一金属板B1卷边，而例如形成为内门面板的第二金属板B2以其板在卷边的区域内插入到第一板B1的卷边内，并通过折边连接而预连接(以形状适配的方式)。

图3-5、6-8和9-11分别示出了在其它可能的实施方式中(作为液压气动机械单元)，在不同运行位置中的焊接电极单元1示意的纵向截面图。这三种其他的实施方式都根据不同于根据图1和2所述的功能原理运行。然而，相同或作用相同的部件基本上以与第一实施方式相同的附图标记表示。

在图3、6和9中分别示出了处于运行位置中的焊接电极单元1，其中蓄能器8没有预紧，焊接电极6位于基本位置，相对于焊接点ST间隔开预定的间隔a。在图4、7和10中分别示出了处于运行位置的焊接电极单元1，其中蓄能器8没有预紧，焊接电极6位于焊接位置中与焊接点ST接触。根据图5、8和11，焊接电极单元1分别处于焊接准备的运行位置中，其中焊接电极6位于焊接点ST处，并且蓄能器8相对于焊接点ST(焊接位置)预紧，并从动力源14脱耦。

从图3、6和9分别所示的基本位置开始，在该基本位置中，焊接电极6升起并且与焊接点ST间隔开预定的间隔a，焊接电极6下降以开始焊接过程，直到焊接电极6以其顶端接触焊接点ST。只有在焊接点ST接触之后(图4、7和10所示)，蓄能器8被预紧(通过焊接电极6，相对于焊接点ST)，直至达到想要的力或想要的压力，然后从动力源14脱耦(在图5、8和11中示出)。在保持该压力的情况下，可以为焊接电极6供电，并进行金属板部件(B1，B2)的焊接。

在根据图3所示的实施方式中，焊接电极单元1包括壳体2，其同样具有两个壳体部，其中在上、第一壳体部2.1中，通过第一分隔活塞TK1分为两个子壳体部(或压力腔)2.11和2.12。下、第二壳体部2.2也通过另一个分隔活塞TK2分为两个单独的子壳体部(或压力腔)2.21，2.22。两个壳体部2.1和2.2的邻接的子壳体部2.12和2.21通过连接管道VK互相连接或可连接。在此，连接管道VK可以根据控制通过可控的操纵元件12(分隔阀Vtrenn)接通或关闭。另一分隔活塞TK2在其背向第一分隔活塞TK1的一侧上与为耦连焊接电极6作用在活塞杆KSt上的蓄能器8机械连接。在所示的例子中，螺旋弹簧(蓄能器8)设置在第二分隔活塞TK2和与焊接电极6耦连的活塞杆KSt(并可移地设置在下壳体部2.2中)之间，并通过其两个自由端机械地附接到其上。

上壳体部2.1的上子壳体部2.11和下子壳体部2.22分别具有壳体侧气动压力介质连接P1或P2。在此，子壳体部2.11和2.22通过二位四通开关阀V1根据其开关位置交替地经由器压力介质连接P和P2由动力源14加载压力。通过连接通道VK相互可耦连或在压力技术上受控地可连接和分离的子壳体部2.12和2.21用液压介质填充。

根据本发明的焊接电极单元1的第二实施方式的运行模式将在下面更详细地描述。

在优选实施方式中，如还在图12和13中所示，焊接电极单元1以位置固定的方式固定在折叠装置的夹具24上。如果夹具24转移到其下压位置—在该位置中，放置在折叠座22中的两个金属板B1和B2以预定位的方式保持，以在该位置通过未示出的折叠钳产生折叠—焊接电极6自动地或受迫地转移到预定的基本位置(其中焊接电极6的顶端以规定的间距a相对于折叠座22或需要接触插入的金属板B1定位)。该基本位置一方面通过将焊接电极单元1固定到折边装置的夹具上而保证，另一方面通过支撑焊接电极6的活塞杆KSt规定的定位而保证。为此，设置在下壳体部2.2中的第二分隔活塞TK2通过气动的压力介质连接P2由动力源14供应或加载压力，而支撑焊接电极6的活塞杆KSt定位在壳体2内(以便后缩预定的距离)。动力源14(为了使第二分隔活塞TK2从下面加载压力)经由壳体侧压力介质连接P2和处于图3所示打开位置的二位四通开关阀V1向第二子壳体部2.22供给。同时，上壳体部2.1的上第一子壳体部2.11经由其压力介质连接P1和开关阀V2(图3)无压力地连接，而在连接管道VK中的分隔阀Vtrenn打开。因此，第二分隔活塞TK2进而活塞杆KSt或耦接到其上的焊接电极6被置于规定的基本位置。

当夹具24前进和焊接电极单元1位于基本位置时，现在通过未示出的折叠钳进行传统的折叠过程，其以合适的方式与用作支座的折叠座22相应地协同作用。

原本的焊接过程只在折叠过程完成之后进行，因为焊接电极单元1的焊接电极6移动到所谓的焊接位置，在该焊接位置中，焊接电极6或其有效的电极表面(电极顶端，其也可以设计成凸球状)与金属板装置(B1，B2)的焊接点ST接触。为此，开关阀V1切换到图4所示的接通位置，从而通过第一压力介质连接P1使第一分隔活塞TK1从上方加载压力并因此通过在两个分隔活塞之间的耦接介质(液压流体)将压力传递到第二分隔活塞TK2上，而活塞杆KSt被移出，直至焊接电极6以其顶端(或其自由端)接触焊接点ST。在焊接电极单元1图4所示的中间运行状态(过渡运行状态)，焊接电极6移出并接触需要焊接的焊接点ST，其中蓄能器8还没有预紧。为了形成想要的压力，在焊接过程中，焊接电极6以该压力作用于焊接点ST上，通过动力源14(同时保持图4所示的开关阀的位置)向第一分隔活塞TK1并通过开启的分隔阀Vtrenn向第二分隔活塞TK2进一步加载压力，从而使蓄能器8相对用作支座的焊接点ST预紧。如果达到蓄能器8想要的预紧(其例如可以经由例如设置在活塞杆KSt和焊接电极6之间的力传感器而检测/监测)，两个壳体部2.1和2.2或者经由连接管道VK互相连接的子壳体部2.12和2.21在压力技术上而言互相分开。为此，分隔阀Vtrenn通过开关阀V2经由其气动压力介质连接P3加载压力，并转移到相应的关闭位置。在图5所示的该运行状态，焊接电极单元1准备焊接，从而在恒压和蓄能器14从动力源14脱耦的情况下，通过为焊接电极6供电而进行焊接过程。在此，再调节运动也仅仅通过蓄能器8而实现/得到补偿。

根据图6-8和9-11的两个其他的实施方式也根据上述功能性原理运行，其再次在此以通常的方式进行描述：

通过前进夹具24和随后通过未示出的折叠钳与折叠座22相互作用的实现折叠过程。焊接过程通过这样实现：

-在第一子壳体部2.11中建立起压力，

-使位于第一分隔活塞TK1和第二分隔活塞TK2之间的压力介质从第一壳体部2.1的第二子壳体部2.12溢流到第二壳体部2.2的第一子壳体部2.21，

-移出活塞杆KSt，直至其与焊接点ST接触，

-预紧蓄能器8，直至获得预定的(通过力传感器检测到)预紧力(或想要的预紧压力)，

-通过关闭分隔阀Vtrenn脱耦或隔开动力源14，

-通过给焊接电极6供电而执行焊接过程，

-通过打开分隔阀Vtrenn耦接到动力源14，

-通过使下分隔活塞TK2(TK3)加载压力而将焊接电极6转移到缩回位置(基本位置)。

根据图6-8的实施方式不同于根据图3-5所述的实施方式的地方只在于：蓄能器8(根据图6-8)设置在两个在压力技术上实际上分开的分隔活塞TK2和TK3之间，而根据图3-5的实施方式中，蓄能器8设置在第二分隔活塞TK2和活塞杆KSt的引导活塞之间，该引导活塞具有压力补偿孔O(该导引活塞在压力技术上又将下子壳体部2.22(按图3-5)分为两个单独的腔2.22a和2.22b(根据图6-8))。在根据图6-8所示的实施方式中，不需要螺旋弹簧在其所包围的活塞TK2和TK3上的固定机械连接，在组装过程中，螺旋弹簧可以松弛地放置在分隔活塞TK2和TK3之间。此外，蓄能器8可以选择性地(如示例的)实现为螺旋弹簧或空气弹簧或气动弹簧或其中两个的组合。根据涉及的实施方式，一个或多个通气孔B可以设置在两个分隔活塞TK2和TK3之间的壳体壁区域中。

根据图9-11的实施方式与根据图3-5所述的实施方式的区别尤其在于，螺旋弹簧在此也不是机械地连接到在两侧上邻接的活塞表面上(这关于结构和组装技术涉及相当的成本)。这在示例的实施方式中这样实现，即，在第二分隔活塞TK2和连接到焊接电极6上的活塞杆KSt之间，这样构造机械耦接，使得分隔活塞TK2和现在与该分隔活塞机械连接的活塞杆KSt沿着或逆着作用方向W相对彼此可运动有限的行程b，其中，在作用方向W上，分隔活塞TK2和活塞杆KSt(为了预紧设置在它们之间的螺旋弹簧)机械地脱耦，并在逆着作用方向W时(为了拉紧电极6)，它们机械地耦接(或以形状适配的方式彼此连接)。为此，第二分隔活塞TK2具有在活塞杆KSt方向上延伸的连接杆VSt，该连接杆的自由端以线性可运动的方式通过(引导活塞状的)加宽部E在活塞杆KSt的引导活塞FK的圆柱形连接腔VR内导引距离为b。螺旋弹簧围绕连接杆VSt布置，该螺旋弹簧以其一个自由端抵靠在第二分隔活塞TK2的底侧，并以其另一个自由端抵靠在活塞杆KSt上(或其引导活塞FK上)。当焊接电极6处于基本位置时(图9)，螺旋弹簧有利地无间隙，但是没有(或者只可忽略地)预紧地安装，从而逆着作用方向W，直接机械耦接(形状匹配)存在于分隔活塞TK2和活塞杆KSt之间，而沿作用方向W(对于距离b)，分隔活塞TK2和活塞杆KSt机械地脱耦，从而使得在作用方向W压力加载的活塞TK2仅仅经由螺旋弹簧作用于活塞杆KSt上，该活塞杆在作用方向W上移动，直至到达焊接位置(图10)，而没有分隔活塞TK2和活塞杆KSt之间的相对运动。只在到达焊接位置时，在该焊接位置中，焊接电极在保持或提高作用在分隔活塞TK2上压力的同时相对用作支座的焊接点ST压紧，分隔活塞TK2相对于活塞杆KSt行进(由于在作用方向W上没有机械耦接)，螺旋弹簧预张紧在活塞杆KSt上(图11)。

图12描述了一种折边焊接装置，其为用于在边缘侧材料结合地连接金属板的装置的形式，所述金属板尤其是车身的车身面板(例如相应的车内门板和外门板)。该装置21包括折叠座22，其用于承接两个金属板B1、B2(例如外门板B1和内门板B2)，可运动的夹具24，通过该夹具可以在活动的运行位置将放置于折叠座22上的金属板B1、B2朝折叠座22方向上压紧，和具有至少一个焊接电极6的至少一个热连接工具。在此，该连接工具通过上面已经描述的焊接电极单元1形成。在所示的实施方式中，总共2个焊接电极单元1以位置固定的方式固定在夹具24上。实际中，该类折边焊接装置优选有以位置固定方式紧固到夹具24上的六到八个所述的焊接电极单元1。在图中提供的截面图中，夹持装置形式的接地连接26示出为在夹具24的盖板下。在图12和13中，单个的细节图表示块附件26在需要连接的金属板B1,B2上的夹紧。在当前情形下，在(门内侧)折叠的折叠区域中，焊接电极6按压在外金属板B1上，而在内金属板B2上的公共中央接地连接26得以接触，该内金属板在边缘侧置入外金属板B1的折边内。

如在图13中示意性地示出，两个焊接电极单元1经由公共的变压器T供电，其中用于两个焊接电极单元1的变压器T经由中心接地连接26供应地电势并且通过其供电导线L1为两个焊接电极6供电。

Claims (18)

1.一种焊接电极单元(1)，包括：

再调节装置(4)，

可动力学作用连接到该再调节装置(4)并且可直线运动地设置的焊接电极(6)，

其中该再调节装置(4)具有预紧或能预紧的蓄能器(8)，所述焊接电极(6)通过所述蓄能器能够加载预定的力，并且其中所述蓄能器(8)与动力源(14)作用连接并由该动力源加载力，

其特征在于：

在预紧状态下，该蓄能器(8)能够在焊接过程中通过操纵元件(12)以这样的方式在作用方面与该动力源(14)脱耦，使得该蓄能器(8)不再由该动力源(14)加载力。

2.根据权利要求1所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：该蓄能器(8)至少部分具有线性的力/行程曲线。

3.根据权利要求1或2所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：所述蓄能器(8)包括弹性体、液压和/或气动存储器。

4.根据权利要求3所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：弹性体为螺旋弹簧。

5.根据权利要求1或2所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：所述动力源(14)设计为泵。

6.根据权利要求1或2所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：所述动力源(14)设计为压缩机。

7.根据权利要求5所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：复位装置(10)在力方面与所述蓄能器(8)串联连接，其中该复位装置(10)能够通过动力源(14)这样地加载压力，使得通过压力加载该复位装置(10)，该蓄能器(8)能够逆着作用方向(W)朝焊接点(ST)方向加载压力，从而使得该焊接电极(6)能够从移出的焊接位置转换到缩回的基本位置。

8.根据权利要求7所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：所述复位装置(10)设置在所述再调节装置(4)和焊接电极(6)之间。

9.根据权利要求1或2所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：在动力方面与所述蓄能器(8)串联连接并设计为活塞缸单元的张紧装置(11)，其中，该张紧装置(11)能够通过所述动力源(14)这样加载压力，使得通过所述张紧装置(11)的压力加载，该蓄能器(8)能够在作用方向(W)上朝焊接点(ST)加载压力，从而使得该蓄能器(8)能够相对用作支座的、在焊接点(ST)相对金属板(B2)抵靠的焊接电极(6)预紧。

10.根据权利要求9所述的焊接电极单元(1)，其特征在于：在作用方向(W)上看，该张紧装置(11)串联连接在该再调节装置(4)之前。

11.一种用于在边缘侧材料结合地连接金属板的装置(21)，包括：

用于承接两个金属板(B1，B2)的折叠座(22)，

可运动的夹具(24)，通过该夹具在活动的运行位置能够将放置在折叠座(22)上的所述金属板(B1，B2)朝所述折叠座(22)的方向压紧，

以及包括至少一个焊接电极(6)的至少一个热连接工具，其中

该连接工具包括根据在前列权利要求1-10的任何一项所述的焊接电极单元(1)。

12.根据权利要求11所述的装置(21)，其特征在于：所述金属板是汽车车身的车身板。

13.根据权利要求11所述的装置(21)，其特征在于：所述焊接电极单元(1)固定在所述夹具(24)上。

14.根据权利要求11至13的任何一项所述的装置(21)，其特征在于：多个焊接电极单元(1)固定在所述夹具(24)上，其中至少两个焊接电极单元(1)具有公共的中心接地连接装置(26)。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：所述公共的中心接地连接装置(26)形成为用于夹紧固定的接地端子。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于：所述接地端子位置固定地附接到所述夹具(24)上。

17.一种用于产生焊接连接的方法，包括如下方法步骤：

提供根据在前权利要求1-10任何一项所述的焊接电极单元(1)，其具有预紧的蓄能器(8)，或者将根据在前权利要求1-10任何一项所述的焊接电极单元(1)的蓄能器(8)转换到预紧状态，

在为该焊接电极(6)供电之前，通过激活操纵元件(12)使蓄能器(8)脱耦，和

将电流供应到所述焊接电极(6)以产生焊接连接。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：

在焊接位置，在给所述焊接电极(6)供电之前，所述预紧装置(10)被预紧到预定的力，其中，在预紧过程中，所述焊接电极(6)接触用作支座的焊接点(ST)。