CN109789520A - 用于焊接工件的夹持装置的夹持元件，以及夹持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于夹持装置(200)的夹持元件(100)，所述夹持装置用于焊接工件(10)，夹持元件(100)具有壳体(110)和压力件(120)，所述压力件布置成能够相当于壳体(110)移动，其中，压力件(120)借助于弹簧(130)至少间接地支撑在壳体(110)上，其中，弹簧(130)在径向方向上布置在壳体(110)和套筒(150)之间，并且焊接装置的气嘴(300)能够被引入到壳体(110)中、特别是套筒(150)中。本发明还涉及一种用于焊接工件(10)夹持装置(200)，其中，夹持装置(200)具有至少一个夹持元件(100)。

Description

用于焊接工件的夹持装置的夹持元件，以及夹持装置
技术领域
本发明涉及一种用于焊接工件的夹持装置的夹持元件，夹持元件具有壳体和压力件，该压力件布置成可相对于壳体移动，其中，压力件借助于弹簧被至少间接地支撑在壳体上。本发明还涉及一种夹持装置。
背景技术
DE 10 2006 014 068 A1公开了一种用于在焊接布置成两层或更多层的金属板部件的过程中的夹持部件的装置，该装置具有用于加工头、特别是用于激光加工头的支架，该支架可以安装在工业机器人上，以便沿着加工线引导加工头，该装置具有安装在支架上以便可相对于该支架移动的施压元件，并且该装置具有可操作地设置在支架和施压元件之间的施压装置。施压元件横向布置在待产生的焊接点附近。
DE 10 2009 024 758 A1公开了一种与焊接装置一起使用的装置，该装置具有壳体部件；可移动部件，其至少部分地布置在壳体部件中，并且具有用于接触工件的接触表面；以及偏压部件，其至少部分地布置在壳体部件中，其中，焊接装置在操作期间沿工件的方向向前移动，结果是，接触表面接触工件，并迫使可移动部件克服偏压部件的力进入到壳体部件中。
DE 10 2009 053 261公开了一种借助于激光束进行点焊的装置，该装置包括至少一个具有光轴的焊接单元，沿着该焊接单元布置有高功率二极管激光器、光束形成光学器件和管，以及部件容器，待焊接的部件在该部件容器中相对于焊接单元定位，以及用于在背向光束形成光学元件的自由管端部和待沿光轴方向焊接的部件之间产生压力的构件。多个焊接点可以借助于多个焊接单元同时产生。
DE 28 09 297 C3公开了一种电点焊枪，其包括两个彼此相对的电极，其中，一个电极具有与工件接触并且尺寸与焊接点大致相同的表面，其中，另一个电极由臂承载，在该臂上连接有接触构件，该接触构件传导焊接电流，并且可以朝向另一个电极的表面移动，以承载在其上。
发明内容
目的
本发明所基于的目的是提供一种夹持元件和一种用于产生优化的焊接连接的夹持装置。特别地，夹持元件旨在使得可以在单侧割炬可达性和有限的保护气体充电方面借助于MAG穿焊点允许将车辆座椅的部件、特别是座椅框架的部件与小金属板厚度的大面积后壁结构连接。特别地，夹持元件旨在对焊接飞溅不敏感。特别地，夹持装置旨在允许仅利用准确来说一个气嘴相继产生多个焊接点。
实现
根据本发明，该目的通过一种用于焊接工件的夹持装置的夹持元件来实现，夹持元件具有壳体和压力件，该压力件布置成可相对于壳体移动，其中，压力件借助于弹簧至少间接地支撑在壳体上，并且弹簧在径向方向上布置在壳体和套筒之间，并且焊接装置的气嘴可以被引入到壳体中、特别是套筒中。
由于弹簧在径向方向上布置在壳体和套筒之间的事实，夹持元件对焊接飞溅不敏感。由于焊接装置的气嘴可以被引入到夹持元件的壳体中的事实，夹持元件可以将待接合的工件彼此相对地夹持，同时围绕待产生的焊接点延伸。与现有技术相比，可以产生质量和强度增加的焊接点。
压力件优选是环形的。在环形压力件中，气嘴可以被引入和/或引导到压力件中。压力件可以是圆环形的。压力件可以是旋转对称的。
夹持元件可以特别有利地用在用于夹持借助于金属活性气体焊接(MAG焊接)彼此连接的至少两个工件的夹持装置中。这里可以进行单侧穿透焊接。众所周知，MAG焊接是保护气体焊接、特别是用于钢的保护气体焊接的一种形式。电弧在保护气体下、在载流线电极丝和工件之间燃烧。机器馈线用作电极并在电弧中熔化。
气嘴能够至少部分地被引入到套筒中。气嘴能够至少部分地被引入到压力件中。气嘴能够在中心被引入到套筒中。气嘴能够在中心被引入到压力件中。结果，焊接点可以在待夹持和待接合的工件中的上部工件上、居中地产生在压力件的支承表面。焊丝可以有利地被引导通过压力件，结果是焊丝基本上垂直地与待夹持的工件中的上部工件接触。优选地，焊丝可以在中心被引导穿过压力件。
压力件借助于弹簧至少间接地支撑在壳体上。弹簧可以是螺旋压缩弹簧。弹簧可以偏压压力件。弹簧可以在纵向轴线的方向上偏压压力件。纵向轴线可以基本上垂直于待接合的工件的表面定向。压力件优选地可沿纵向轴线、相对于壳体移位。弹簧通过压力件移位到壳体中而张紧。
压力件可以优选地可相对于纵向轴线倾斜，也就是说，压力件的纵向轴线与壳体的纵向轴线之间可以产生角度。这可以通过相对于壳体、以一定间隙安装的压力件来实现。倾斜的可能性确保了压力件可以平坦地支承在待夹持的工件中的上部工件上。
套筒优选地连接到压力件。压力件特别优选地旋紧到套筒上。弹簧借助于套筒保护免受焊接飞溅的影响。在没有套筒的情况下，焊接飞溅物会粘附在弹簧上、特别是弹簧的绕圈之间，因此不利地影响弹簧的功能。
压力件可以具有至少一个用于气体流出的孔。该至少一个用于气体流出的孔可以布置在压力件的周壁中，结果是气体可以从压力件横向逸出。孔可以是例如钻孔或凹槽或一些其他开口。优选地，多个孔以分布的方式、特别是均匀地布置在压力件的圆周上。压力件优选由焊接飞溅物不粘附其上的材料、特别是钨铜组成。
该目的另外通过一种用于焊接工件的夹持装置实现，其中，夹持装置具有至少一个根据本发明的夹持元件。为每个待产生的焊接点有利地设置准确来说一个夹持元件。夹持元件在夹持装置中的布置可以是绕行布置。夹持元件在夹持装置中的布置可以是等距的。夹持元件在夹持装置中的布置可以不均匀地分布。
夹持装置可以具有用于接收多个夹持元件的夹持元件容纳部。夹持元件可以分别布置在待产生的焊接点的区域中。夹持元件容纳部可以是板形的。夹持元件容纳部可以是具有高金属板厚度的金属板。夹持元件容纳部同时可以是工具托架。夹持元件容纳部可以具有穿孔图案，其中，夹持元件布置在每个孔的区域中、特别是插入和拧紧在每个孔的区域中。为此目的，壳体可以具有外螺纹并且对应件可以具有内螺纹，结果是对应件可以被旋紧到壳体上。通过将对应件旋紧到壳体上，夹持元件容纳部的围绕夹持元件容纳部的孔延伸的边缘可以夹持在壳体和压力件之间。
该目的还通过一种用于焊接工件的夹持装置来实现，其中，夹持元件具有壳体和压力件，该压力件布置成可相对于壳体移动，其中，焊接装置的气嘴可以被引入到壳体中。夹持装置可以具有用于接收多个夹持元件的夹持元件容纳部，其中，每个夹持元件布置在待产生的焊接点的区域中，并且准确来说一个气嘴可以在时间上相继被引入到夹持元件中的各个夹持元件中，用于产生相应焊接点。
总之，换句话说，用于借助于MAG贯穿焊接点产生金属活性气体(MAG)焊接连接的优化的机械夹持装置可以借助于根据本发明的夹持元件实现。夹持装置确保待接合的部件在接合区域中的低间隙定位，同时可以补偿平坦度偏差，并确保保护气体的除气。MAG割炬(包括带凸缘的保护气嘴)可以接合在夹持元件中。由于夹持装置中的多个夹持元件，产生表面压力，该表面压力实际上均匀分布，但是局部地限制在夹持元件周围，其中，弹簧偏压和弹簧行程可以适应于焊接任务。根据本发明的夹持元件优选地具有除气辅助装置，该除气辅助装置由钨铜制成，以使焊接飞溅物的附着力最小化。夹持元件使得可以构造夹持装置，用于借助于MAG穿焊点产生焊接连接、特别是用于在单侧割炬可达性和有限的保护气体充电的方面连接具有低厚度金属板的大面积后壁结构的座椅框架。
附图说明
下面将参考附图中示出的有利的示例性实施方式来更详细地解释本发明。然而，本发明不限于该示例性实施方式。在附图中：
图1示出了根据本发明的夹持元件的剖视图，其中，夹持元件安装在夹持装置中并夹持工件，
图2示出了根据图1中的细节II的工件的细节图，
图3示出了图1中的夹持元件的分解图，
图4示出了对应于图1的截面，其中，气嘴被引入到夹持元件中，
图5示出了根据本发明的夹持元件的剖视图，其中，夹持元件的压力件相对于夹持元件的壳体倾斜定位，
图6示出了根据本发明的夹持装置的分解图，以及
图7示出了图6的夹持装置的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的夹持元件100的剖视图，其中，夹持元件100安装在仅部分地示出的夹持装置200中并夹持工件10。
图2示出了穿过工件10的截面的详细图示。工件10包括中空型材12和基本上平面的金属板14，该金属板借助于至少一个MAG焊接点、优选地借助于多个MAG焊接点连接到中空型材12。中空型材12的壁厚大于金属板14的金属板厚度。金属板14的金属板厚度优选小于1mm、最优选小于0.6mm。借助于夹持元件100，金属板14利用力夹持到中空型材12上，从而避免了中空型材12和金属板14之间的间隙。
在当前情况下，夹持元件100具有基本上旋转对称的结构。纵向轴线A限定旋转轴线并且在夹持元件100的基本位置中平行于可以由夹持元件100产生并且可以被引入到金属板14的环形表面上的力的力方向延伸。纵向轴线A限定了下面使用的气缸坐标系的方向指示。特别地，纵向方向、径向方向和圆周方向由纵向轴线A限定。
夹持元件100具有壳体110和压力件120，该压力件被引导以可相对于壳体110以有限的程度移动。压力件120借助于弹簧130偏压，该弹簧在当前情况下是压缩弹簧。在当前情况下，夹持元件100另外具有用于将壳体110紧固到夹持装置200的对应件140，以及套筒150。
壳体110具有基本上圆柱形的基体112。基体112的中心轴线对应于纵向轴线A。在基体112的一端，后者具有套环114，该套环的外径大于基体112的剩余部分的外径。套环114具有形成在其上的两个平行表面116，使得在将夹持元件100安装在夹持装置200上时，套环114可以借助于工具、特别是扳手转动或固定。从基体112的基本上圆柱形的内表面径向向内突出的是用于支撑弹簧130的环形支撑构件118，所述支撑构件在当前情况下与壳体110的基体112形成为一件、特别是以套环的形式。在背向套环114的端部区域中，壳体110具有外螺纹119。
压力件120具有基本上旋转对称的构造。压力件120在内侧具有锥形的开口122。压力件120的外壁在纵向方向上是双向阶梯状的，也就是说，外壁由三个不同直径的圆柱形部分组成。在纵向方向上观察，中央圆柱形部分具有三个圆柱形部分的最大外径，其中，中央圆柱形部分形成用于弹簧130和套筒150的支撑套环124。压力件120的壁在周边上具有多个孔126，这些孔在径向方向上引导开口122穿过压力件120的外壁。孔126用于在焊接操作期间对夹持元件100进行脱气。压力件120的面向套筒150的一端具有外螺纹128。
压力件120由焊接飞溅物不粘附其上的材料制成，在当前情况下由钨铜制成。
套筒150具有基本上中空圆柱形的几何形状，具有L形壁横截面。套筒150具有径向向外指向的套环152。套筒150具有内螺纹154。压力件120旋紧到套筒150上。为此，内螺纹154与外螺纹128相互作用。
对应件140具有基本上中空圆柱形的几何形状，具有L形壁横截面。对应件140具有径向向内指向的套环142。对应件140具有内螺纹144。对应件140借助于内螺纹144旋紧到壳体110的外螺纹119上。在夹持装置200的安装状态下，插入到夹持装置200的安装孔中的壳体110借助于对应件140固定。这里，对应件140用作螺母、特别是用作夹持螺母。
壳体110和对应件140一起形成安装空间，弹簧130、套筒150和部分压力件120布置在该安装空间中，并且压力件120从该安装空间至少在某些部分中突出。
弹簧130在纵向方向A上布置并且偏压在壳体110的支撑构件118和压力件120的支撑套环124之间。在径向方向上，弹簧130布置在壳体110和套筒150之间。这里，套筒150布置在壳体110中，使得套筒150的套环152可以在支撑构件118的背向弹簧130的一侧上、支撑在壳体110的支撑构件118上。在当前情况下，用于更均匀的力分布的盘135布置在弹簧130和支撑构件118之间。然而，该盘135不是绝对必要的。
由于上述结构，MAG焊接装置的气嘴300可以被引入到夹持元件100中。从气嘴300出来的焊丝310可以被引导到工件10的表面上。在焊接期间生成的气体可以通过孔126从压力件120中逸出。套筒150覆盖弹簧130以防止焊接飞溅。
由于夹持元件100的上述结构，压力件120可以在弹簧130的进一步偏压下插入到壳体110中。这里，压力件120的引导件和在壳体110中连接到压力件120的套筒150的引导件具有很大的间隙，使得压力件120相对于壳体110的倾斜位置可能发生。在图5中，该倾斜位置由角度W表示。即使由于公差使得工件10没有精确地垂直于纵向轴线A布置，通过角度W的倾斜位置也允许压力件120平坦地支承在工件10上。
图6和7以示例和简化的方式示出了夹持装置200，其中，安装有多个根据本发明的夹持元件100。夹持装置200具有板形的夹持元件容纳部210和基板220，它们借助于多个间隔套筒230彼此间隔开。夹持元件容纳部210借助于多个螺栓240旋紧到基板220上。待焊接的工件10，即中空型材12和金属板14，布置在夹持元件容纳部210和基板220之间。金属板14借助于夹持元件100夹持到中空型材12上。在当前情况下，金属板14和中空型材12是车辆座椅的靠背的部件。
夹持装置200具有多个根据本发明的夹持元件100。待焊接的工件10优选地焊接有准确来说一个气嘴300，其中，准确来说一个气嘴300相继被引入到夹持装置200的各个夹持元件100中，并且产生焊接点。因此，仅需要一个气嘴300。待焊接的工件10由夹持装置200独立于气嘴300夹持。待焊接的工件10由多个夹持元件100独立于气嘴300夹持。
在以上描述、权利要求和附图中公开的特征可以单独地和组合地用于实现本发明的各种配置。
尽管已经在上面给出的附图和说明书中详细描述了本发明，但是应该将说明书理解为说明性的并且作为示例而非限制性的。特别地，对附图中的各个元件所示的比例的选择不应被解释为是必要的或限制性的。此外，本发明特别不限于所说明的示例性实施方式。本领域技术人员可以从以上公开内容、附图和权利要求中收集本发明的其他变型及其实施方式。
诸根据权利要求中使用的“包括”、“具有”、“包括”、“包含”等术语不排除其他元件或步骤。不定冠词的使用并不排除多个。单个装置可以执行权利要求中提到的多个装置或单元的功能。
附图标记列表
10 工件
12 中空型材
14 金属板
100 夹持元件
110 壳体
112 基体
114 套环
116 表面
118 支撑构件
119 外螺纹
120 压力件
122 开口
124 支撑套环
126 孔
128 外螺纹
130 弹簧
135 盘
140 对应件
142 套环
144 内螺纹
150 套筒
152 套环
154 内螺纹
200 夹持装置
210 夹持元件容纳部
220 基板
230 间隔套筒
240 螺栓
300 气嘴
310 焊丝
A 纵向轴线
W 角

Claims (15)

1.一种用于焊接工件(10)的夹持装置(200)的夹持元件(100)，夹持元件(100)具有壳体(110)和压力件(120)，所述压力件布置成能够相当于壳体(110)移动，其中，压力件(120)借助于弹簧(130)至少间接地支撑在壳体(110)上，
其特征在于，
弹簧(130)在径向方向上布置在壳体(110)和套筒(150)之间，并且焊接装置的气嘴(300)能够被引入到壳体(110)中、特别是套筒(150)中。
2.根据权利要求1所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)是环形的。
3.根据权利要求1或2所述的夹持元件(100)，其特征在于，气嘴(300)能够至少部分地被引入到压力件(120)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，焊丝(310)能够被引导穿过压力件(120)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，弹簧(130)偏压压力件(120)、特别是沿纵向轴线(A)的方向偏压。
6.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)能够沿纵向轴线(A)、相对于壳体(110)移位。
7.根据权利要求6所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)能够相对于纵向轴线(A)倾斜。
8.根据权利要求6或7所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)能够相对于壳体(110)倾斜。
9.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)具有至少一个用于气体流出的孔(126)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，套筒(150)连接到压力件(120)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，压力件(120)旋紧到套筒(150)上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的夹持元件(100)，其特征在于，弹簧(130)借助于套筒(150)保护免受焊接飞溅的影响。
13.一种用于焊接工件(10)的夹持装置(200)，其特征在于，夹持装置(200)具有至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的夹持元件(100)。
14.一种用于焊接工件(10)的夹持装置(200)，其特征在于，夹持元件(100)具有壳体(110)和压力件(120)，所述压力件布置成能够相对于壳体(110)移动，其中，焊接装置的气嘴(300)能够被引入到壳体(110)中。
15.根据权利要求13或14所述的夹持装置(200)，其特征在于，夹持装置(200)具有用于接收多个夹持元件(100)的夹持元件容纳部(210)，其中，每个夹持元件(100)布置在待产生的焊接点的区域中，并且准确来说一个气嘴(150)能够在时间上相继被引入到各个夹持元件(100)中。
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