CN1277084A - 螺柱焊设备 - Google Patents

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    • B23K9/20—Stud welding
    • B23K9/201—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis
    • B23K9/202—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis by means of portable equipment, e.g. stud welding gun

Abstract

本发明涉及一种螺柱焊设备,该设备有一可轴向前后移动的调节部件(3),一连接于该调节部件(3)的螺柱保持座(2),所以调节部件的运动传递到螺柱保持座(2),一驱动单元(4),该驱动单元有一可连接到电源的线圈(15),该线圈(15)刚性固定到连接于调节部件(3)的一中空体(14)上,该中空体可在能磁化的芯部(8)和能磁化的壳体之间的空气间隙内轴向移动,且有一压缩弹簧(19)作用在调节部件(3)上,将调节部件压在由一缓冲物(23、57)所限定的端部位置,其中芯部(8)有一从邻近调节部件(3)的正面(48)处延伸过至少芯部(8)轴向长度的一部分的凹槽(45),压缩弹簧(19)部分地伸入该凹槽,且凹槽(45)设计为与调节部件(3)同轴。

Description

螺柱焊设备
本发明涉及一种螺柱焊设备，该设备有一可轴向前后移动的调节部件，一连接于该调节部件的螺柱保持座，所以调节部件的运动传递到螺柱保持座，和一驱动单元，该驱动单元有一可连接到电源的线圈，该线圈刚性固定到连接于调节部件的一中空体上，中空体可在能磁化的芯部和能磁化的壳体之间的空气间隙轴向移动，且压缩弹簧作用在调节部件上，将调节部件压在由一缓冲物所限定的端部位置。
这种螺柱焊设备从DE4437264A1中可以得知。在这种螺柱焊设备中，作用在线圈上的且从而作用在有调节部件的中空体上的轴向力可以精确度量到线圈调节路径内的任何位置。设置调节部件的精度也在已知螺柱焊设备中获得，在该螺柱焊设备中，一弹簧作用在调节部件上，将调节部件压到由一缓冲物限定的端部位置。如果由弹簧力(原文如此)产生的弹簧力反抗线圈产生的轴向力，那么轴向力必须克服弹簧力，这意味着调节部件从其缓冲处提升。所需要的轴向力可通过设定流经线圈的相应电流来精确设定，所以弹簧力的过程也可予以考虑。
基于此，本发明的目的是通过简化螺柱焊设备的构成组件进一步发展已知的螺柱焊设备。
根据本发明，这个目的通过有权利要求1的特征的螺柱焊设备而达到。本发明的螺柱焊设备的其它有益特点是从属权利要求的主题。
根据本发明的螺柱焊设备，有一可轴向前后移动的调节部件，一连接于该调节部件的螺柱保持座，所以调节部件的运动传递到螺柱保持座，一驱动单元，该驱动单元有一可连接到电源的线圈，该线圈刚性固定到连接于调节部件的一中空体上，中空体可在能磁化的芯部和能磁化的壳体之间的空气间隙轴向移动，且有一压缩弹簧作用在调节部件上，将调节部件压在由一缓冲物所限定的端部位置，其特征作于芯部有一从邻近调节部件的正面处延伸过至少芯部轴向长度的一部分的凹槽，压缩弹簧部分地伸入该凹槽。
采用螺柱焊的这种配置，至少一个压缩弹簧形成驱动单元的一部分，从而与已知螺柱焊设备相比，用于发展本发明的螺柱焊设备的构造上的费用减少。尤其是，因为压缩弹簧部分地位于芯部内，所以可以使螺柱焊设备的尺寸比普通的螺柱焊设备减小。
为使得没有或仅非常小的力引入到调节部件中成为可能，建议凹槽设计成基本上与调节部件同轴。压缩弹簧，尤其是螺旋弹簧，放置在该凹槽中，其中弹簧的一个正面支撑在凹槽的底面上而相反的正面支撑在调节部件上。
对于调节部件的相对较大的调节路径，需要压缩弹簧从芯部伸出至少与调节路径的尺寸同样的量，且压靠着调节部件的正面。这里存在的可能性是随着调节部件的移动，压缩弹簧可能变直，这将至少削弱螺柱焊设备的可操作性。为了避免这个问题，根据本发明的其它有益特点，建议调节部件有至少一个延伸部分，每一延伸部分在所有情况下由一压缩弹簧围绕。防止压缩弹簧弯曲变形的安全性由该延伸部分而得到增加，其中设想压缩弹簧是一螺旋弹簧。
调节部件的前后运动导致压缩弹簧的拉紧和伸长。由于压缩弹簧的材料疲劳，可能发生例如压缩弹簧不再产生足够的弹簧力的情况。因此需要更换压缩弹簧。为了能使更换这种压缩弹簧尽可能容易，建议有至少一个凹槽完全穿透芯部且有一封头，封头封闭凹槽的孔并形成压缩弹簧的支座。尤其是，建议封头与芯部是可拆卸地连接。作为选择，封头也可连接到外壳盖体上或类似部分上。它也可形成封头本身。
根据本发明的另一有益配置，建议凹槽有一衬里且压缩弹簧位于其中。更可取的是衬里和/或压缩弹簧由非导磁或低导磁材料制成。尤其是衬里由硬塑料组成。通过这些措施，可以得到一种有益的方式，使分布于线圈的磁场不受影响，或仅到非常小的程度。
本发明的其它细节和优点用附图中所示的实施例来说明，其中
图1示意地示出在其前端位置有螺柱保持座的螺柱焊设备的截面。
图2示出了沿线II-II穿过图1中螺柱焊设备的截面。
图3示出了螺柱焊设备的驱动单元的一实施例。
图1示出了一螺柱焊设备，该设备有一外壳1、一螺柱保持座2、一可轴向运动的调节部件3和一驱动单元4。螺柱保持座2有一焊接螺柱5，该螺柱可焊接到一工件上，工件未示出。外壳1包围螺柱保持座2、调节部件3和驱动单元4，且在其远离螺柱保持座2的一端由后壁6封闭。
螺柱保持座2的运动通过驱动单元4而获得，该驱动单元4包含一永磁体7、一芯部8和一磁轭9，磁轭邻近芯部8并包围从永磁体7发出的磁力线。永磁体7在其外侧由壳体10包围，壳体由导磁材料构成且将经磁轭9传导的磁力线传送到永磁体7的后部。在永磁体7的内壳面11和芯部8的外壳面12之间有一空气隙13。一中空体14伸入空气隙13中。它可在该空气隙13内前后轴向运动。线圈15缠绕在该中空体14上。跨接空气隙13的磁场也散布在线圈15中，所以当电流流经线圈15时，线圈承受一个相应于Fleming法则的轴向力。轴向力的大小一方面依赖于磁场的强度，另一方面依赖于流经线圈15的电流强度。考虑到连接于线圈15的各部件的质量惯性，当电流流经时，导致一个相应的线圈15的轴向位移，还导致中空体14的轴向位移，其中线圈15刚性连接到中空体14上。比较可取的是中空体14由非导磁或低导磁材料构成。
中空体14连接于调节部件3。在示出的螺柱焊设备实施例中，中空体14与调节部件3的连接通过一延长部分16和一管件17来实现。管件17通过销18连接于延长部分16。这种连接没有间隙。
压缩弹簧19安装在芯部8内，如一螺旋弹簧。芯部8有一盲孔形凹槽45。凹槽45从芯部8的正面46朝向后壁6延伸。压缩弹簧19伸入凹槽45内。它的一端支撑在凹槽45的底面47上，另一端支撑在调节部件3的正面48上。螺旋弹簧19按压调节部件3，使调节部件3的面22靠在外壳1的内凸肩23上。内凸肩23形成一缓冲物，一达到这里，调节部件就处于其前端位置，如图1所示。
调节部件3，和所有连接于该调节部件3上的部件，可以克服压缩弹簧19的弹簧力而移动到后端位置。这通过调节部件3的轴向位移而实现。当正面24停靠在壳体10的前壁25上时，达到调节部件3的后端位置。另外，线圈15承受相当高的电流冲击，所以产生一轴向力，该力克服压缩弹簧19的弹簧反作用力。调节部件3可在调节范围D内前后轴向移动。
在图2中可以看出，螺柱焊设备的主要部件设计成旋转对称。这不是绝对需要的。如果没有削弱螺柱焊设备的基本可操作性，其它形状的部件也是可能的。
为了用自动调节装置来控制螺柱焊设备，该螺柱焊设备有一线性路径测量设备34，该测量设备扫描调节部件3上的刻度35，根据检测到的调节部件3的位置，发出相应的路径信号。该信号经引线36传送到比较器37，比较器间歇地经引线38从储存器39接收储存器39中的方位信号，该方位信号代表了在焊接螺柱5的运动规律意义上的标称信号。该标称信号与路径信号相比较，其中路径信号代表一实际信号。比较的结果经引线40传送到控制设备41中。这样调整经引线42供应到线圈15的电流的电流强度。引线42在通道43内连续延伸，示为一导管，且连接于线圈15的端部。给控制设备41供应的电源可经端子44供应。
图3示意性示出了螺柱焊设备的驱动单元4的一实施例的截面。该驱动单元4的基本结构基本上相当于图1中所示的螺柱焊设备的驱动单元4的结构。驱动单元置于外壳1内。外壳基本上设计为管状。它有一有孔50的外围凸缘49，孔轴向分布在凸缘49的外围，通过这些孔驱动单元可连接到未示出的螺柱焊设备的其它部件上。外壳1内有一芯部8。芯部8有一凹槽45，该凹槽完全穿透芯部8。外壳1的后壁51还有一孔52，设计为与凹槽45同轴。一封头53置于该孔52内。可取的是该封头53通过螺纹连接于外壳1和芯部8。在孔内设有一衬里54，压缩弹簧19位于衬里内。
压缩弹簧19围绕延伸部分55，该延伸部分在它的与封头53相反的端部区域连接调节部件3的延长部分16。
一本体56连接于外壳1，延长部分16穿过本体延伸。本体56有一缓冲物57，也是由延长部分16形成的调节部件3支撑在缓冲物57上。图3示出了调节部件3的前端位置。该调节部件可反抗压缩弹簧19的张力偏移到后端位置。偏移路径相当于芯部8的正面46和延长部分16的正面48之间的距离D。

Claims (6)

1.一种螺柱焊设备，有一可轴向前后移动的调节部件(3)，一连接于该调节部件的螺柱保持座(2)，所以调节部件(3)的运动传递到螺柱保持座(2)，
一驱动单元(4)，该驱动单元有一可连接到电源的线圈(15)，该线圈(15)刚性固定到连接于调节部件(3)的一中空体14上，中空体可在能磁化的芯部(8)和能磁化的壳体之间的空气间隙轴向移动，且有
一压缩弹簧(19)作用在调节部件(3)上，将调节部件压在由一缓冲物(23、57)所限定的端部位置，
其特征作于
芯部(8)有一从邻近调节部件(3)的正面(48)处延伸过至少芯部(8)轴向长度的一部分的凹槽(45)，压缩弹簧部分地伸入该凹槽，且凹槽(45)设计为与调节部件(3)同轴。
2.如权利要求1所述的螺柱焊设备，其特征在于调节部件(3)有至少一个延伸部分(55)，其中每一延伸部分(55)在所有情况下都被压缩弹簧(19)所围绕。
3.如权利要求1或2所述的螺柱焊设备，其特征在于凹槽(45)完全穿透芯部(8)，且有一封闭凹槽(45)的一孔而形成压缩弹簧(19)的支座的封头(53)。
4.如权利要求3所述的螺柱焊设备，其特征在于该封头(53)可拆卸地连接于芯部(8)。
5.如权利要求3或4所述的螺柱焊设备，其特征在于该凹槽(45)有一衬里(54)，且压缩弹簧(19)装于其中。
6.如权利要求5所述的螺柱焊设备，其特征在于该衬里(54)和/或压缩弹簧(19)由非导磁材料或低导磁材料构成。
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