DE10124243C1

DE10124243C1 - Interchangeable device, for spot welding electrodes, comprises sector-like clamping jaws arranged around a central electrode insertion region in a fixed holder

Info

Publication number: DE10124243C1
Application number: DE2001124243
Authority: DE
Inventors: Werner Kaeseler; Horst Mueller
Original assignee: REU SCHWEISTECHNIK GmbH
Current assignee: REU SCHWEISTECHNIK GmbH
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: WO2002094495A1

Abstract

Interchangeable device has sector-like clamping jaws (21-23) arranged around a central electrode insertion region (E) in a fixed holder (1). Jaws each eccentrically pivot with respect to the clamping surface (24-26). Jaws are impinged by a spring (4) which clamps the electrodes (E1, E2) inserted into the electrode insertion region. Jaws have a sector angle of approximately 90 deg with a radius of four to six times larger than the electrode radius. Preferred Features: The clamping surfaces support a profile which increases the friction value and has a phase directed outward.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Punktschweißelektroden mit mehreren um einen zentralen Elektrodensteckbereich herum etwa gleichverteilt in einem ortsfesten Falter angeordneten Elektroden-Klemmbacken, die jeweils verschwenkbar und bezüglich ihrer bogenförmigen Klemmfläche exzentrisch gelagert sind.The invention relates to a changing device for Spot welding electrodes with several around a central one Electrode plug area around evenly distributed in one stationary moth arranged electrode jaws, the each pivotable and with respect to their arcuate Clamping surface are mounted eccentrically.

Eine derartige Wechselvorrichtung ist aus der DE 33 23 038 C2 bekannt. Bei dieser weisen die Klemmbacken jeweils abseits der Klemmfläche ein Mitnehmerprofil auf, das mit einem Gegenprofil eines dazu passenden Schraubschlüssels formschlüssig mitgenommen wird, wenn dieser durch einen Pneumatikantrieb betätigt wird, wodurch die Klemmung der Backen und beim Weiterdrehen ein Losdrehen der Elektroden erfolgt. Danach wird die Klemmung durch Rückdrehen gelöst und in bekannter Weise die gelöste Elektrode entfernt sowie eine neue Elektrode auf den Elektrodenhalter aufgesetzt, wozu der Antrieb des Schweißroboters genutzt wird. Diese Vorrichtung ist durch den Pneumatikantrieb, eine Reibungskupplung am Schraubschlüssel, einer Abzieh- und eine Auswerfmechanik sehr aufwendig, und die Vorrichtung arbeitet nur einseitig.Such a changing device is from DE 33 23 038 C2 known. In this case, the jaws are each off the Clamping surface on a driver profile with a counter profile a matching wrench with a positive fit if this is actuated by a pneumatic drive, which causes the jaws to clamp and when turning further The electrodes are loosened. Then the clamping is done Unscrewed back and the detached electrode in a known manner removed as well as a new electrode on the electrode holder put on what the drive of the welding robot is used for. This device is powered by a pneumatic actuator Friction clutch on the wrench, one puller and one Ejection mechanism very expensive, and the device only works sided.

Weiterhin ist aus der DE 197 24 371 C1 ein Schweißelektroden- Wechsler bekannt, der ohne einen zusätzlichen Antrieb lediglich mit der Bewegung des Schweißroboters betrieben wird. Die Elektrodenkappe wird dabei zwischen annährend parallelen Backen erfaßt, an denen die Elektrode eine sie lösende Abrollbewegung erfährt, wenn der Roboter sie zwischen diesen durch ein Hebelgetriebe einklemmt und hindurchführt. Nach dem Lösen und Herausfallen der Elektrode muß die Vorrichtung vom Roboter in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden.Furthermore, DE 197 24 371 C1 describes a welding electrode Changer known, the only without an additional drive is operated with the movement of the welding robot. The The electrode cap is placed between approximately parallel jaws detected on which the electrode a rolling movement loosening them learns when the robot moves them between them by one Lever gear clamped and led through. After loosening and The device must fall out of the robot the starting position can be returned.

Ferner ist aus der US 6,049,053 A eine Vorrichtung zum Lösen einer Elektrodenspitze bekannt, wobei die Vorrichtung eine Klemmvorrichtung mit einer Öffnung umfaßt, um die Elektrodenspitze festzuklemmen. Die Öffnung wird durch einen Motor periodisch erweitert und verkleinert, wodurch die Elektrodenspitze periodisch eingeklemmt wird.From US 6,049,053 A is a device for releasing a Known electrode tip, the device being a Clamping device having an opening to the Clamp the electrode tip. The opening is made by a Motor periodically expanded and reduced, which the Electrode tip is clamped periodically.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich einfachere und kleinere Elektroden-Wechselvorrichtung zu schaffen, die schneller zu betreiben ist und beidseitig, also ggf. auch für beide Punktschweißelektroden einer Zange gleichzeitig, zu nutzen ist.It is an object of the invention, a much simpler and to create smaller electrode changing device that is faster to operate and on both sides, so possibly also for to use both spot welding electrodes of a pair of pliers at the same time is.

Die Lösung besteht darin, daß die sektorförmigen Klemmbacken mit mindestens einer Feder beaufschlagt sind, die eine in den Elektrodeneinsteckbereich eingesteckte Elektrode einklemmen, die Klemmbacken einen Sektorwinkel von ca. 90° aufweisen, ihr Sektorradius ca. 4- bis 6-fach größer ist als der Elektrodenradius, die exzentrischen Lager der Klemmbacken radial um etwa das 1½-fache des Elektrodenradius jeweils aus dem Sektorzentrum versetzt sind und winkelmäßig um jeweils 20-45° aus der Sektormitte versetzt sind, so daß die Elektrode wenn sie um das Zentrum des Elektrodeneinsteckbereiches auf einem Führungskreis bewegt wird, auch wenn dessen Radius kleiner als ein Elektrodenradius ist, zwischen den Klemmflächen abrollend, die Klemmflächen zusammenziehend oder öffnend, gehalten ist.The solution is that the sector-shaped jaws with at least one spring is applied, one in the Clamp the electrode insertion area into the inserted electrode Jaws have a sector angle of approx. 90 °, you Sector radius is about 4 to 6 times larger than that Radius of the electrodes, the eccentric bearings of the clamping jaws about 1½ times the electrode radius from the Sector center are offset and angularly by 20-45 ° are offset from the center of the sector so that when the electrode around the center of the electrode insertion area on a Leader circle is moved, even if its radius is smaller than is an electrode radius, rolling between the clamping surfaces, the clamping surfaces are contracted or opened.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt keinen Fremdantrieb und kein klemmendes Hebelgetriebe. Die exzentrisch gelagerten sektorförmigen Klemmbacken erbringen durch die Größe der Exzentrizität und durch ihre Lage in einem zentralen Elektrodeneinsteckbereich stets eine Elektrodenklemmung auch wenn die Elektrode um das Zentrum des Einsteckbereichs kreisend bewegt wird. Somit reichen die Klemmsektoren mit ihrer Klemmfläche in der dem Zentrum nächsten Schwenkstellung bis in den zentralen Einsteckbereich, den die mittig eingesteckte Elektrode einnimmt, hinein, und sie befinden sich auch aus der zentrumsnahen Lage herausgeschwenkt entsprechend der Kreisbewegung beabstandet zu dem Einsteckbereich in einer klemmenden relativen Lage zur Elektrode. Die radiale Exzentrizität der Sektorenlagerung ist zweckmäßig größer als der Elektrodenradius und kleiner als der Elektrodendurchmesser und entspricht etwa 1/5 des Sektorradius. Die Sektoren schließen einen Winkel von ca. 80-90° ein. Das Schwenkgelenk ist außerdem zirkular im Sektor versetzt, wobei der Winkelversatz etwa 25° zur Symmetrieachse beträgt.The device according to the invention does not require an external drive and no jammed lever gear. The eccentric sector-shaped jaws provide by the size of the Eccentricity and by its location in a central Electrode insertion area always include an electrode clamp when the electrode orbits around the center of the insertion area is moved. Thus, the clamping sectors with their Clamping surface in the swivel position closest to the center up to the central insertion area, which the inserted in the middle Electrode takes in, and they are also out of the center location swung out according to the Circular movement spaced from the insertion area in one clamping relative position to the electrode. The radial one Eccentricity of the sector bearing is expediently larger than that Electrode radius and smaller than the electrode diameter and corresponds to about 1/5 of the sector radius. The sectors close an angle of approx. 80-90 °. The Swivel joint is also circularly offset in the sector, the Angular offset is about 25 ° to the axis of symmetry.

Die Klemmsektoren sind mit ihren Gelenkstiften freischwenkbar zwischen zwei Gehäuseplatten gehalten, in denen mittig eine Bohrung, den Einsteckbereich und den Kreisbewegungsbereich freilassend, eingebracht ist.The clamping sectors can be pivoted freely with their hinge pins held between two housing plates, one in the middle Hole, the insertion area and the circular movement area releasing, introduced.

Als vorteilhaft hat sich für die Rückstellung der Klemmsektoren in eine klemmende Grundstellung sowie in die klemmende Arbeitslage die Anordnung einer alle Sektorkörper umschlingende, unter Zugspannung stehende Federanordnung erwiesen, die z. B. insgesamt aus einer umschließenden Wendelfeder besteht.Has proven to be advantageous for the reset of the clamping sectors a clamping basic position as well as in the clamping working position the arrangement of a sector body wrapping around, under Tension spring arrangement proved that z. B. overall consists of an enclosing spiral spring.

Da die beiden Halteplatten eine Bohrung aufweisen, können die jeweils losgedrehten Elektroden frei auf der dem Roboterarm entgegengesetzten Seite austreten. Die Vorrichtung ist von beiden Seiten zu benutzen.Since the two holding plates have a bore, the electrodes loosened in each case freely on the robot arm emerge on the opposite side. The device is from both Pages to use.

Für einen äußerst schnellen Elektrodenwechsel sind zweckmäßig zwei der Vorrichtungen insbesondere mit konzentrischen Zentralachsen mit einem Abstand zum Durchtritt der abgelösten Elektroden aufeinandergeschichtet. Dadurch können die beiden Punktschweißelektroden der zusammengehörigen Schweißarme quasi gleichzeitig von ihren verbrauchten Kappen befreit werden.Two are expedient for an extremely rapid electrode change of the devices in particular with concentric central axes at a distance from the passage of the detached electrodes stacked. This allows the two Spot welding electrodes of the associated welding arms, so to speak be freed from their used caps at the same time.

Zur Erleichterung der Elektrodeneinführung in den Einsteckbereich, ist an den Klemmflächen jeweils ein- oder beidseitig eine abgeschrägte Phase ausgearbeitet. Außerdem kann an der Bohrung in den Halteplatten eine Abphasung ausgearbeitet sein.To facilitate the insertion of the electrodes into the insertion area, is one or both sides of the clamping surfaces worked out the beveled phase. In addition, the hole in bevelled the holding plates.

An dem Halter der Elektroden-Lösevorrichtung ist vorteilhaft auch mindestens eine Elektrodenkappenzuführung angeordnet, von der der Roboterarm jeweils mit der kappenlosen Elektrode eine neue oder erneuerte Kappe aufnehmen kann.On the holder of the electrode release device is also advantageous arranged at least one electrode cap feed, of which Robot arm each with the capless electrode a new or renewed cap can accommodate.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeigen Fig. 1-4.An advantageous embodiment is shown in FIGS. 1-4.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt I-I der Vorrichtung; Fig. 1 shows a cross section II of the device;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung; Fig. 2 shows a side view of the device;

Fig. 3 zeigt eine Klemmbacke im Detail in Aufsicht; Fig. 3 shows a jaw in detail in supervision;

Fig. 4 zeigt eine Klemmbacke in Seitenansicht. Fig. 4 shows a jaw in side view.

Auf einer Grundplatte 11, Fig. 1, einer Halterung 1 ist mit Abstandshaltern 12 eine abgenommene Deckplatte 10 montiert, und zwischen der Grundplatte 11 und der Deckplatte 10 sind Lagerstifte 27-29 durchgehend eingesetzt, mit denen jeweils eine etwa sektorförmige Klemmbacke 21-23 verschwenkbar exzentrisch gelagert ist.On a base plate 11 , FIG. 1, a holder 1 , a removed cover plate 10 is mounted with spacers 12 , and between the base plate 11 and the cover plate 10 , bearing pins 27-29 are inserted continuously, with each of which an approximately sector-shaped clamping jaw 21-23 can be pivoted is mounted eccentrically.

Die sektorförmigen Klemmbacken 21-23 sind mit ihren etwa kreisförmigen Klemmflächen 24-26 auf ein Zentrum Z der Anordnung hin gerichtet und werden durch eine außen alle Sektoren umschließende Wendelfeder 4 dorthin orientiert so gehalten, daß die Klemmflächen jeweils mit dem zum jeweiligen sektorexzentrischen Lagerstift nächstgelegenen Abschnitt, also dem vom Zentrum Z entferntest gelegenen Abschnitt, zu diesem hin orientiert sind. Der Sektorradius SR entspricht etwa dem 4- bis 6- fachen des Elektrodenradiusses R.The sector-shaped clamping jaws 21-23 are directed with their approximately circular clamping surfaces 24-26 towards a center Z of the arrangement and are held there by a helical spring 4 encompassing all sectors so that the clamping surfaces each have the section closest to the respective sector-eccentric bearing pin , that is to say the section which is the most distant from the center Z, are oriented towards this. The sector radius SR corresponds approximately to 4 to 6 times the electrode radius R.

Die radiale Exzentrizität 30 entspricht etwa dem 1 1/2-fachen des Elektrodenradiusses R. Der Klemmbackensektor hat einen Winkelbereich von ca. 90° und die Winkelexzentrizität W des Lagerstiftes im Klemmbackensektor 21-23 beträgt jeweils ca. 25°. Die Feder 4 greift jeweils an den beiden abgerundeten Sektorecken 31, 32 der Klemmbackensensoren an, die einerseits etwa das Sektorzentrum SZ bilden und andererseits an den Klemmflächenbereich grenzen, der dem Lagerstift 27-29 jeweils am nächsten liegt. Da der Hebelarm jeweils von dem Sektorzentrum SZ zum jeweiligen Lagerstift 27-29, der etwa der Exzentrizität 30 entspricht, etwa nur 1/3 so lang ist wie der Hebelarm zur anderen Ecke 32, bildet die Feder 4 daran ein größeres Rückstellmoment aus, so daß die Sektoren in die lose Klemmstellung gezogen werden und bei fehlender Elektrode dort gehalten werden. Dadurch ist ein zentraler Einsteckbereich E im wesentlichen freigehalten für das Einführen einer Schweißelektrode mit einer Elektrodenkappe.The radial eccentricity 30 corresponds approximately to 1 1/2 times the electrode radius R. The jaw sector has an angular range of approximately 90 ° and the angular eccentricity W of the bearing pin in the jaw sector 21-23 is approximately 25 ° in each case. The spring 4 engages in each case on the two rounded sector corners 31 , 32 of the jaw sensors, which on the one hand form approximately the sector center SZ and on the other hand border on the clamping surface area which is closest to the bearing pin 27-29 . Since the lever arm in each case from the sector center SZ to the respective bearing pin 27-29 , which corresponds approximately to the eccentricity 30 , is only about 1/3 as long as the lever arm to the other corner 32 , the spring 4 forms a larger restoring moment thereon, so that the sectors are pulled into the loose clamping position and held there if the electrode is missing. As a result, a central insertion area E is essentially kept free for inserting a welding electrode with an electrode cap.

Wird eine Elektrodenkappe nach dem Einstecken auf einem kleinen Führungskreis K von dem Roboter bewegt, so werden die Sektoren 21 -23 an ihren Klemmflächen 24-26 davon erfaßt und je nach der Richtung der Kreisbewegung in eine die Klemmung lockernde oder verstärkende Stellung verschwenkt. Ist in letzterem Fall die Klemmung stark genug, daß die Reibung an den Klemmbacken überwiegt, so dreht sich die Elektrodenkappe auf der Schweißelektrode los. Bei einer kleinen zurückkreisenden Bewegung wird sie freigegeben.An electrode cap after insertion on a small guide circle K moved from the robot, the sectors 21 -23 seized by their clamping surfaces 24-26 thereof and pivots according to the direction of the circular motion in a clamping loosening or reinforcing position. If, in the latter case, the clamping is strong enough that the friction on the clamping jaws predominates, the electrode cap on the welding electrode loosens. With a small backward movement it is released.

In einer exzentrischen Stellung der Elektrode zur Einführöffnung im Halter 1 läßt sich die Elektrodenkappe von der Elektrode abstreifen, worauf sie in den Klemmbacken noch lose gehalten bleibt. Beim Einführen der nächsten Elektrode mit Kappe, wird die noch verbliebene an der anderen Seite herausgedrückt.In an eccentric position of the electrode with respect to the insertion opening in the holder 1 , the electrode cap can be stripped off the electrode, after which it remains loosely held in the clamping jaws. When inserting the next electrode with cap, the remaining one is pushed out on the other side.

Zur Erleichterung des Einführens der Elektrode mit der Schweißkappe ist jeweils an der nach außen gerichteten Kante der Klemmfläche 24-26 eine Phase P angebracht, wie Fig. 4 in Seitenansicht zeigt. Die Phase P ermöglicht das Einführen auch bei einer leicht versetzten Stellung der Sektoren zu ihrer Normalposition in Gleichverteilung. Die Klemmfläche 24-26 ist mit einer rauhen Profilierung versehen, um den Reibwert zu erhöhen.In order to facilitate the insertion of the electrode with the welding cap, a phase P is attached to the outwardly directed edge of the clamping surface 24-26 , as shown in FIG. 4 in a side view. Phase P enables insertion even when the sectors are slightly offset from their normal position in a uniform distribution. The clamping surface 24-26 is provided with a rough profile to increase the coefficient of friction.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Doppelvorrichtung. Bei dieser sind zwischen zwei äußeren Deckplatten 10, 10A mit Abstandshaltern 12 zwei zueinander beabstandete innere Bodenplatten 11, 11A gehalten, zwischen denen jeweils an den Lagerstiften je ein Satz von Klemmbacken 21-23 gehalten ist. Der Abstand der inneren Bodenplatten 11, 11A zueinander ist so groß, daß eine freigewordene Elektrodenkappe dort austreten kann. In den beiden Werkzeugen kann von jeder Seite eine Elektrode E1, E2 mit Kappe eingeführt werden und dann im kleinen Kreis geführt werden, um die Kappe loszudrehen. Fig. 2 shows a side view of a double device. In this case, two spaced-apart inner base plates 11 , 11 A are held between two outer cover plates 10 , 10 A with spacers 12 , between each of which a set of clamping jaws 21-23 is held on the bearing pins. The distance between the inner base plates 11 , 11 A is so large that an electrode cap that has become free can exit there. An electrode E1, E2 with a cap can be inserted into the two tools from each side and then guided in a small circle to unscrew the cap.

Die beiden Deckplatten 10, 10A sind an einer Seite überstehend ausgebildet, so daß sie mit den freistehenden Bereichen stationär in Bohrungen 13 befestigt werden können. The two cover plates 10 , 10 A are protruding on one side so that they can be fixed with the free-standing areas in bores 13 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Halter
holder

1010

, .

1010

A Deckplatte
A cover plate

1111

, .

1111

A Bodenplatte
A base plate

1212

Abstandhalter
spacer

1313

Montagebohrungen
E1, E1 Elektroden
mounting holes
E1, E1 electrodes

2121

, .

2222

, .

2323

Klemmbacken
jaws

2424

, .

2525

, .

2626

Klemmflächen
clamping surfaces

2727

, .

2828

, .

2929

Lagerstifte
bearing pins

3030

rad. Exzentrizität
wheel. eccentricity

3131

innere Sektorecke
inner sector corner

3232

äußere Sektorecke
outer sector corner

44

Feder
E Einsteckbereich
K Führungskreis
P Phase
R Elektrodenradius
SR Sektorradius
SZ Sektorzentrum
W Winkelexzentrizität
Z Zentrum
feather
E insertion area
K leadership group
P phase
R electrode radius
SR sector radius
SZ sector center
W angular eccentricity
Z center

Claims

1. Exchange device for spot welding electrodes (E1, E2) with several electrode clamping jaws ( 21-23 ) arranged approximately evenly distributed around a central electrode plug-in area (E) in a fixed holder ( 1 ), each pivotable and with respect to their arcuate clamping surface ( 24- 26 ) are eccentric, characterized in that the sector-shaped clamping jaws ( 21-23 ) are acted upon by at least one spring ( 4 ) which clamps an electrode (E1, E2) inserted into the electrode insertion area (E), the clamping jaws ( 21-23 ) have a sector angle of approx. 90 °, their sector radius (SR) is approx. 4 to 6 times larger than the electrode radius (R), the eccentric bearings ( 27-29 ) of the clamping jaws ( 21-23 ) radially by approx 1½ times the electrode radius (R) are offset from the sector center (SZ) and angularly offset by 20-45 ° from the center of the sector, so that the electrode (E1, E2) when it is around the center (Z) of the elektrod eneinsteckbereiches (E) is moved on a guide circle (K), even if its radius is smaller than an electrode radius (R), rolling between the clamping surfaces ( 24-26 ), the clamping surfaces are contracted or opened.

2. Changing device according to claim 1, characterized in that the clamping surface ( 24-26 ) carry a friction-increasing profile.

3. Changing device according to claim 2, characterized in that the clamping surface ( 24-26 ) directed outwards have a phase (P).

4. Change device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping jaws ( 21-23 ) between a cover plate ( 10 ) and a bottom plate ( 11 ) which are held parallel to one another with spacers ( 12 ) are arranged pivotably.

5. Changing device according to claim 4, characterized in that two of the parallel cover plates ( 10 , 10 A) and bottom plates ( 11 , 11 A) are held together in pairs, in each case together with groups of intermediate clamping jaws ( 21-23 ), at such a distance from one another, that a loosened electrode cap can escape freely between them.

6. Changing device according to claim 4 or 5, characterized in that at least one of the cover plates ( 10 , 10 A) is longer than the base plate ( 11 , 11 A) and is penetrated in the thus projecting area of mounting holes ( 13 ).

7. Change device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping jaws ( 21-23 ) are wrapped in total by a tension spring ( 4 ).

8. Change device according to claim 7, characterized in that the sector corners ( 31 , 32 ) of the jaws ( 21-23 ), on which the spring ( 4 ) rests, are rounded.

9. Change device according to claim 7, characterized in that the tension spring ( 4 ) is a helical spring.