DE10018753A1 - Schweißzange - Google Patents

Abstract

Dargestellt und erläutert wird eine Schweißzange, insbesondere für das Punktschweißen, mit zwei in einem Grundkörper (3) schwenkbar gelagerten Polarmen (1, 2), die die zu den an den Enden der Polarme (1, 2) angeordneten Schweißköpfen (6, 7) führenden Leitungen (10, 11, 12, 13, 14) tragen. Die Schweißzange kann ohne großen Energieaufwand schnell bewegt werden und belastet die mit ihr ausgerüsteten Schweißroboter wenig, indem die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3) aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange, insbesondere für das Punktschweißen, mit zwei in einem Grundkörper schwenkbar gelagerten Polarmen, die die zu an den Enden der Polarme angeordneten Schweißköpfen führenden Leitun­ gen tragen.

Schweißzangen werden zum einen für manuell durchzuführen­ de Schweißaufgaben verwendet, zum anderen werden sie je­ doch hauptsächlich bei Schweißrobotern in automatisierten Fertigungsstraßen, bspw. im Automobilbau, eingesetzt. Be­ sonders beim Verschweißen von Karosserieblechteilen wer­ den die Schweißzangen zur Durchführung von Punktschwei­ ßungen verwendet. Schweißzangen können aber auch dafür eingesetzt werden, Bauteile mit einer länglichen Schweiß­ naht zu verbinden.

Schweißzangen bestehen in der Regel aus zwei Polarmen, die schwenkbar in einem Grundkörper gelagert sind. An den dem Grundkörper gegenüberliegenden Enden der Polarme sind die für die Durchführung der Schweißung notwendigen Schweißköpfe vorgesehen. Die schwenkbare Lagerung in dem Grundkörper ermöglicht es, die Polarme zangenartig aus­ einander zu bewegen und zur Schweißung aufeinander zu zu bewegen, so daß sie die zu verschweißenden Bauteile an der Stelle der gewünschten Schweißnaht zwischen ihren an ihren Enden angeordneten Schweißköpfen einklemmen können.

Entlang oder innerhalb der Polarme werden Leitungen ge­ führt. Wird mit den Schweißköpfen eine Elektro- oder Wi­ derstandsschweißung durchgeführt, so führen diese Leitun­ gen Strom zu den Schweißköpfen. Ergänzend können weitere Leitungen vorgesehen sein, die Kühlwasser zu den Schweiß­ köpfen führen, um diese bei einer Dauerbeanspruchung zu kühlen.

Aus der Praxis bekannte Schweißzangen sind gänzlich aus Metall hergestellt, was den Vorteil eines robusten Auf­ baus mit sich bringt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die mit steigenden Taktzahlen der automatisierten Fertigungs­ anlagen notwendig gewordenen raschen Bewegungen der Schweißzangen mit den bekannten Schweißzangen nicht mehr realisiert werden können, bzw. aufwendige und große Ener­ giemengen verbrauchende Antriebsmotoren notwendig machen. Je nach Schweißaufgabe können derartige Schweißzangen au­ ßerdem ein Gewicht von bis zu 130 kg aufweisen, während die derzeitigen Schweißroboter für eine durchschnittliche Traglast von 120 kg ausgelegt sind. Die Schweißroboter werden deshalb durch das Gewicht der Schweißzangen über­ belastet, bzw. im Grenzbereich der möglichen Belastungen betrieben.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Schweißzange zu schaffen, die ohne großen Energieaufwand schnell bewegt werden kann und die die Schweißroboter wenig belastet.

Das technische Problem wird durch eine Schweißzange ge­ löst, deren Polarme und/oder deren Grundkörper aus Faser­ verbundwerkstoff hergestellt sind.

Der Einsatz von Faserverbundwerkstoff reduziert das Ge­ wicht der Polarme, bzw. des Grundkörpers. Somit ist ein geringerer Kraftaufwand notwendig, um eine derart ausge­ staltete Schweißzange zu bewegen, so daß diese bei gleichbleibender Antriebskraft rascher oder bei gleich­ bleibender Bewegungsgeschwindigkeit mit geringerem ener­ getischen Einsatz bewegt werden kann. Zusätzlich bietet der Einsatz von Faserverbundwerkstoff die Möglichkeit, die Polarme punktgenauer und präziser aufeinander zu zu bewegen, da Faserverbundwerkstoff eine sehr hohe Steifig­ keit aufweist, die ein Verwinden oder Verbiegen der Po­ larme während ihrer Bewegung aufeinander zu verhindert.

Als einzusetzende Faserverbundwerkstoffe bieten sich Koh­ lefaserverbundwerkstoffe und/oder Glasfaserverbundwerk­ stoffe an. Kohlefaserverbundwerkstoffe haben den Vorteil besonders steif und gegenüber Glasfaserverbundwerkstoffen leichter zu sein. Glasfaserverbundwerkstoffe bieten den Vorteil, daß sie bei immer noch guten Steifigkeitswerten und im Vergleich zu Metallen geringem Gewicht gegenüber Kohlefaserverbundwerkstoffen günstiger in der Anschaffung sind.

Besonders zweckmäßig ist es deshalb, die Polarme aus Koh­ lefaserverbundwerkstoff herzustellen, um somit bei den hauptsächlich bewegten Teilen die Vorteile der hohen Steifigkeit und des geringen Gewichtes auszunutzen, und den Grundkörper aus Glasfaserverbundwerkstoffen herzu­ stellen, um somit eine Kostenreduzierung zu ermöglichen.

Die Steifigkeit der Polarme und damit die Möglichkeiten einer präzisen Führung der Bewegung der Polarme wird da­ durch in vorteilhafter Weise ergänzt, daß die Polarme als I-Profile ausgestaltet sind. Besonders das I-Profil bie­ tet eine in sich besonders verwindungssteife Ausgestal­ tung eines Polarms.

Für die behinderungsfreie Bewegung der Polarme ist es zweckmäßig, die Leitungen innenanliegend in dem I-Profil zu führen. Auf diese Weise werden diese Leitungen durch das I-Profil geschützt, wodurch verhindert wird, daß die Leitungen während einer Bewegung an nicht mit den Polar­ men mitbewegten Teilen hängen bleiben und beschädigt wer­ den.

Die bei automatisierten Fertigungsstraßen regelmäßig ge­ wünschte flexible Einsetzbarkeit der Schweißroboter wird besonders dadurch unterstützt, daß die Polarme lösbar an dem Grundkörper befestigt sind und die von den Polarmen getragenen Leitungen über Steckverbindungen mit in dem Grundkörper angeordneten Leitungsanschlüssen verbunden sind. Diese Anordnung ermöglicht es nämlich, die Polarme rasch auszutauschen, so daß je nach durchzuführender Schweißaufgabe unterschiedliche Polarme rasch miteinander ausgetauscht und eingesetzt werden können.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schweißzange in einer Draufsicht und

Fig. 2 einen Polarm der in Fig. 1 dargestellten Schweißzange in einer Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Schweißzange, die aus Polarmen 1 und 2 und einem Grundkörper 3 besteht. Die Polarme 1 und 2 sind fest mit Zangenarmen 4 und 5 des Grundkörpers 3 verbun­ den. Da diese Zangenarme 4 und 5 drehbar zueinander gela­ gert sind, sind auch die fest mit ihnen verbundenen Po­ larme 1 und 2 schwenkbar in dem Grundkörper 3 gelagert.

An dem dem Grundkörper abgewandten Ende weist jeder Po­ larm 1 und 2 einen herkömmlichen Schweißkopf 6 und 7 auf. Die Schweißköpfe 6 und 7 sind in gekühlten Halterungen 8 und 9 gehalten. Die gekühlten Halterungen 8 und 9 werden mit Kühlwasser gekühlt, das über Zuführleitungen 10 und 11 und Abführleitungen 12 und 13, die entlang der Polarme 1 und 2 geführt werden, den Halterungen 8 und 9 zugeführt wird.

Der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt durch den Polarm 2 zeigt, daß der Polarm 2 als I-Profil ausgebildet ist. In­ nenanliegend in dem I-Profil werden die Zuführleitung 11 und die Abführleitung 13 geschützt geführt. Ebenfalls in­ nenanliegend in dem I-Profil wird eine Stromleitung 14 geführt, die den Schweißkopf 7 mit Strom versorgt. Der nicht darstellte Querschnitt des Polarms 1 ist dem des Polarms 2 ähnlich und weist neben der in Fig. 1 darge­ stellten Zuführleitung 10 und Abführleitung 12 ebenfalls eine vom ihm geführte Stromleitung auf, die den Schweiß­ kopf 6 mit Strom versorgt.

Die Zuführleitungen 10 und 11 und die Abführleitungen 12 und 13 sind an den Verbindungsstellen der Polarme 1 und 2 mit den Zangenarmen 4 und. 5 in schnell zu lösende, im Be­ trieb dichte, nicht dargestellte Steckverbindungen einge­ führt. Die in den Polarmen 1 und 2 geführten Stromleitun­ gen 14 stehen in ebenfalls leicht zu lösender Verbindung mit in den Zangenarmen 4 und 5 vorgesehenen Stroman­ schlüssen.

Die Polarme 1 und 2 sind aus Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt, während die Zangenarme 4 und 5 des Grundkör­ pers 3 aus Glasfaserverbundwerkstoff gefertigt sind.

Die Polarme 1 und 2 können mit dem Grundkörper 3 zusammen bewegt werden und durch Schwenkbewegungen der Zangenarme 4 und 5 aufeinander zu oder voneinander fort bewegt wer­ den. Da die Polarme aus Kohlefaserverbundwerkstoff und die Zangenarme 4 und 5 aus Glasfaserverbundwerkstoff her­ gestellt sind, lassen sie sich ohne großen Energieaufwand leicht bewegen. Durch die Steifigkeit des Kohlefaserver­ bundwerkstoff können die Polarme 1 und 2 punktgenau ohne Verwindungen und Verbiegungen aufeinander zugeführt wer­ den, so daß die Schweißköpfe 6 und 7 an der gewünschten Schweißstelle präzise zueinander ausgerichtet werden kön­ nen, um eine genaue Schweißnaht oder einen genauen Schweißpunkt herzustellen.

Die schnell lösbaren Verbindungen der Zuführleitungen 10 und 11 und der Abführleitungen 12 und 13 sowie der Strom­ leitungen 14 ermöglichen einen raschen Austausch der Po­ larme, so daß ausgehend von einem Grundkörper Schweißzan­ gen für verschiedene Schweißaufgaben durch einfaches Austauschen der Polarme in rascher Abfolge zueinander bereit gestellt werden können.

Bezugszeichenliste

1

Polarm

2

Polarm

3

Grundkörper

4

Zangenarm

5

Zangenarm

6

Schweißkopf

7

Schweißkopf

8

gekühlte Halterung für

6

9

gekühlte Halterung für

7

10

Zuführleitung für Kühlwasser

11

Zuführleitung für Kühlwasser

12

Abführleitung für Kühlwasser

13

Abführleitung für Kühlwasser

14

Stromleitung

Claims (6)

1. Schweißzange, insbesondere für das Punktschweißen, mit zwei in einem Grundkörper (3) schwenkbar gelager­ ten Polarmen (1, 2), die die zu den an den Enden der Polarme (1, 2) angeordneten Schweißköpfen (6, 7) füh­ renden Leitungen (10, 11, 12, 13, 14) tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3) aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.

2. Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3) aus Kohlefaserverbund­ werkstoff hergestellt sind.

3. Schweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3) aus Glasfaserverbund­ werkstoff herstellt ist.

4. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) als I- Profil ausgestaltet sind.

5. Schweißzange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10, 11, 12, 13, 14), insbesondere die Stromleitungen und Kühlwasserleitungen, innenanliegend in dem I-Profil geführt sind.

6. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) lösbar an dem Grundkörper (3) befestigt sind und die von den Polarmen (1, 2) getragenen Leitungen (10, 11, 12, 13, 14) über Steckverbindungen mit in dem Grundkörper (3) an­ geordneten Leitungsanschlüssen verbunden sind.