DE102010061546A1 - Device for releasing cap from shaft for resistor spot welding plant, has ring segment discs that are mounted in guide such that ring segment discs are moved simultaneously along direction of the longitudinal axis of shaft - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug und ein Verfahren zum Lösen einer auf einem Schaft aufsitzenden Kappe, wobei die auf dem Schaft aufsitzende Kappe mit dem Schaft einen ringförmigen Spalt ausbildet. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Lösen von Elektrodenkappen von einem Elektrodenschaft, wie sie beispielsweise beim Widerstandspunktschweißen verwendet werden.The invention relates to a tool and a method for releasing a cap seated on a shaft, wherein the cap seated on the shaft forms an annular gap with the shaft. The invention is particularly suitable for detaching electrode caps from an electrode shaft, as used for example in resistance spot welding.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART
In fast allen Bereichen der blechverarbeitenden Industrie, insbesondere in der Automobilindustrie und im Karosserie- und Fahrzeugbau, erfolgt das Verbinden einzelner Bleche und Blechkomponenten primär unter Verwendung von Widerstandspunktschweißverfahren. Die zu verschweißenden Blechpaarungen werden mit Hilfe einer Schweißzange, welche zwei einander gegenüberliegende Elektroden umfasst, an einem Punkt zusammengepresst. Dies erfolgt in Abhängigkeit von den Fertigungsparametern wie Blechdicke oder Material beispielsweise unter einer Kraft von 2 bis 3 kN. Der Druck wird vor dem Schweißen für beispielsweise ca. 300 ms – die sogenannte Vorhaltezeit – aufrechterhalten, um zu gewährleisten, dass beide Bleche vollen Kontakt haben. Der Schweißstrom wird nun durch den Werkstoff von einer Elektrode zur anderen geschickt. Je nach Blechpaarung und Schweißlinsendurchmesser fließen dabei Ströme von üblicherweise 8 kA bis 11,5 kA. Am Übergang zwischen den Blechen ist der elektrische Widerstand am größten, so dass an dieser Stelle das Aufschmelzen des Werkstoffs erfolgt. Die Dauer des Stromflusses – die sogenannte Stromzeit – beträgt beispielsweise gleichfalls 300 ms. Im Anschluss wird in der sogenannten Nachhaltezeit, welche zum Beispiel 200 ms beträgt, der Druck der Schweißelektroden noch aufrechterhalten, um dem entstandenen Schweißpunkt ein Abkühlen zu ermöglichen. Die Stromstärke des Schweißstromes sowie die Vorhalte-, Strom- und Nachhaltezeit werden typischerweise an die Materialparameter angepasst.In almost all areas of the sheet metal processing industry, in particular in the automotive industry and in body and vehicle construction, the joining of individual sheets and sheet metal components takes place primarily using resistance spot welding methods. The sheet pairings to be welded are pressed together at one point by means of welding tongs, which comprise two opposing electrodes. This is done depending on the manufacturing parameters such as sheet thickness or material, for example under a force of 2 to 3 kN. The pressure is maintained before welding, for example for about 300 ms - the so-called lead time - to ensure that both sheets have full contact. The welding current is now passed through the material from one electrode to another. Depending on the sheet pairing and weld nipple diameter, currents of usually 8 kA to 11.5 kA flow. At the transition between the sheets, the electrical resistance is greatest, so that at this point the melting of the material takes place. The duration of the current flow - the so-called current time - is also 300 ms, for example. Subsequently, in the so-called retention time, which is, for example, 200 ms, the pressure of the welding electrodes is still maintained in order to allow the resulting spot to cool. The current strength of the welding current as well as the holding, current and retention time are typically adjusted to the material parameters.
Die Arbeitsfläche der Elektroden ist die Elektrodenkappe an der Spitze des Elektrodenschafts. Elektrodenkappen sind üblicherweise sauber gefräste Körper. Aufgrund der hohen Schweißströme bei gleichzeitig großen Anpressdrücken sind die Elektrodenkappen jedoch im Betrieb einem starken Verschleiß ausgesetzt. Ihre sauber gefräste Arbeitsfläche deformiert sich und wird mit zunehmender Anzahl von gesetzten Schweißpunkten ballig. Außerdem kommt es an der Kappenoberfläche zur Bildung einer Oxidschicht, die den Widerstand der Elektrode beeinflusst.The working surface of the electrodes is the electrode cap at the tip of the electrode shaft. Electrode caps are usually clean milled bodies. Due to the high welding currents combined with high contact pressures, however, the electrode caps are subject to heavy wear during operation. Her clean milled work surface deforms and becomes crowned with increasing number of set welding points. In addition, an oxide layer is formed on the cap surface which affects the resistance of the electrode.
Um die Oxidschicht zu entfernen und die Grundform der Elektrodenkappe wiederherzustellen, fährt in großindustriellen Anwendungen ein Roboter die Elektrode in regelmäßigen Abständen, beispielsweise nach dem Setzen von jeweils 600 Schweißpunkten, zu einer Kappenfrässtation. Dort werden die Kappen, unter Verwendung von Hartmetall-Wendeschneidplatten wieder in ihre ursprüngliche Grundform gefräst.In order to remove the oxide layer and restore the basic shape of the electrode cap, in large-scale industrial applications, a robot drives the electrode to a cap milling station at regular intervals, for example after setting 600 welds each. There, the caps are milled back into their original basic shape using carbide indexable inserts.
Wenn die Elektrodenkappen sehr stark verschlissen sind, beispielsweise nach insgesamt 6000 Schweißpunkten, ist jedoch ein Kappenwechsel unumgänglich. Das Wechseln der Kappen erfolgt derzeit üblicherweise von Hand mit Hilfe von Zangen oder Abdrehhilfen, z. B. unter Verwendung von Rohrzangen. Ruckartiges Ablösen der Elektrodenkappen vom Elektrodenschaft führt jedoch zu unerwünschten Kräften und zu hohen Biege- und Torsionsmomenten. Derartige Kräfte übertragen sich auf die Lagerung der Pinolen und können einen unerwünschten Punktversatz beim nachfolgenden Schweißen am Werkstück hervorrufen.If the electrode caps are very worn, for example, after a total of 6000 welds, but a cap change is inevitable. Changing the caps is currently usually done by hand with the help of pliers or Abdrehhilfen, z. B. using pipe wrenches. However, jerky detachment of the electrode caps from the electrode shaft leads to undesired forces and to high bending and torsional moments. Such forces are transmitted to the bearing of the sleeves and can cause an undesirable point offset during subsequent welding on the workpiece.
Anstelle von Handwerkzeugen wurden auch automatische Wechselvorrichtungen für Elektrodenkappen vorgeschlagen, welche sich in eine automatische Widerstandspunktschweißanlage oder Fertigungsstrasse integrieren lassen.Instead of hand tools and automatic changing devices for electrode caps have been proposed, which can be integrated into an automatic resistance spot welding system or production line.
Beispielsweise offenbart die
Nachteilig an dieser Exzenter-Konfiguration ist einerseits, dass die Ringscheiben jeweils nur entlang eines Teilbereichs ihres Innenumfangs mit dem Zylindermantel der Elektrodenkappe bzw. des Elektrodenschafts in Kontakt kommen, so dass die Krafteinwirkung nicht entlang der gesamten Umfangslinie der Elektrodenkappe erfolgen kann und wiederum Torsionsmomente auftreten. Zudem führt das Einspannen der Elektrodenkappe in die Ringscheibe des Exzenter-Schlüssels dazu, dass die Elektrodenkappe in radialer Richtung gegen den Schaft gedrückt wird, auf dem sie aufsitzt. Dadurch aber erschwert sich das Abziehen der Elektrodenkappe vom Elektrodenschaft.A disadvantage of this eccentric configuration is, on the one hand, that the annular disks only come into contact with the cylinder jacket of the electrode cap or of the electrode shaft along a partial region of its inner circumference so that the force can not be applied along the entire circumferential line of the electrode cap and, in turn, torsional moments occur. In addition, the clamping of the electrode cap in the annular disc of the eccentric key causes the electrode cap is pressed in the radial direction against the shaft on which it sits. But that makes it difficult the removal of the electrode cap from the electrode shaft.
Die
Eine weitere Wechselvorrichtung für Elektrodenkappen ist in der Gebrauchsmusterschrift
Es besteht daher Bedarf nach einer verbesserten Vorrichtung zum Lösen von Elektrodenkappen, welche ein schnelles Ablösen von Elektrodenkappen vom Elektrodenschaft unter Vermeidung unerwünschter Quer- oder Torsionskräfte auf den Elektrodenschaft gestattet.There is therefore a need for an improved electrode cap releasing device which permits rapid detachment of electrode caps from the electrode shaft while avoiding undesirable transverse or torsional forces on the electrode shaft.
ÜBERSICHT ÜBER DIE VORLIEGENDE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE PRESENT INVENTION
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.This object is achieved by the device according to the invention with the features of claim 1 and the inventive method with the features of claim 9. The dependent claims relate to preferred embodiments.
Eine Vorrichtung zum Lösen einer Kappe von einem Schaft gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Führung und wenigstens zwei Ringsegmentscheiben, welche einander in der Führung gegenüberliegen und miteinander einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe bilden. Die Ringsegmentscheiben sind in der Führung entlang einer Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben um eine Längsachse des Schafts drehbar gelagert und zum Eingreifen mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft verschiebbar entlang einer Richtung gelagert, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse aufweist. Die Ringsegmentscheiben sind ferner derart in der Führung gelagert, dass die Ringsegmentscheiben sich beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegen, zumindest in einer Konfiguration, in der die Ringsegmentscheiben mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen.A device for releasing a cap from a shaft according to the present invention comprises a guide and at least two ring segment discs which oppose each other in the guide and together form a receiving space for receiving at least a portion of the shaft and / or a portion of the cap. The ring segment discs are rotatably mounted in the guide along a circumferential direction of the ring segment discs about a longitudinal axis of the shaft and slidably mounted for engagement with at least one inner portion of the ring segment discs in the gap between the cap and shaft along a direction which at least one component in the radial direction with respect Has longitudinal axis. The ring segment discs are further supported in the guide such that when rotated about the shaft, the ring segment discs move simultaneously in the direction of the longitudinal axis of the shaft, at least in a configuration in which the ring segment discs engage at least one inner section into the gap between the cap and shaft ,
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt das schnelle und einfache Lösen einer Kappe von einem Schaft, mit dem die Kappe einen ringförmigen Spalt ausbildet, wobei störende Torsionsmomente und Querkräfte auf den Elektrodenschaft weitgehend vermieden werden.The device according to the invention allows the quick and easy release of a cap from a shaft, with which the cap forms an annular gap, with disturbing Torsionsmomente and lateral forces are largely avoided on the electrode shaft.
Die Verschiebbarkeit der Ringsegmentscheiben in der Führung in einer Richtung radial bezüglich der Längsachse erlaubt das Einführen eines inneren Abschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Schaft und Kappe. Durch anschließendes Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts kann die Kappe von dem Schaft abgestreift werden. Da das Abstreifen vornehmlich unter Einsatz von Axialkräften erfolgt, wird der Schaft keinen oder nur vernachlässigbaren Querkräften und Torsionskräften ausgesetzt. Zudem ermöglicht die Ausbildung der Ringsegmentscheiben ein Angreifen entlang des gesamten oder nahezu gesamten ringförmigen Spalts zwischen Schaft und Kappe und damit eine vorteilhafte Kraftverteilung und ein gleichmäßiges Ablösen der Kappe von dem Schaft.The displaceability of the ring segment discs in the guide in a direction radial with respect to the longitudinal axis allows insertion of an inner portion of the ring segment discs into the gap between the shaft and cap. By subsequently moving the ring segment discs in the direction of the longitudinal axis of the shaft, the cap can be stripped off the shaft. Since the stripping is done primarily by using axial forces, the shaft is exposed to no or only negligible lateral forces and torsional forces. In addition, the formation of the ring segment discs allows engagement along the entire or almost entire annular gap between the shaft and cap and thus an advantageous force distribution and a uniform detachment of the cap from the shaft.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Unterseite der Ringsegmentscheiben und/oder ein Lagerabschnitt der Führung, auf welchem die Ringsegmentscheiben aufliegen, wenigstens entlang eines Teilbereichs ihrer Umfangsrichtung als schiefe Ebene ausgebildet. Dies ermöglicht eine zumindest teilweise Umsetzung einer Drehbewegung der Ringsegmentscheiben relativ zur Führung in eine Axialbewegung, wenn die Ringsegmentscheiben wenigstens zum Teil in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen. Eine Drehbewegung entlang der schiefen Ebene führt dann zu einer den Spalt aufspreizenden Kraft und damit zu einem Ablösen der Kappe von dem Schaft.In a preferred embodiment, an underside of the ring segment discs and / or a bearing portion of the guide, on which rest the ring segment discs, at least along a portion of its circumferential direction is formed as an inclined plane. This allows at least partial implementation of a rotational movement of the ring segment discs relative to the guide in an axial movement when the ring segment discs engage at least partially in the gap between the cap and shaft. A rotational movement along the inclined plane then leads to a force spreading the gap and thus to a detachment of the cap from the shaft.
Vorzugsweise umfasst die Führung eine ringförmige oder kreisförmige Scheibe, die an ihrer Unterseite wenigstens zwei Stiftelemente aufweist, wobei die Ringsegmentscheiben an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der Stiftelemente aufweisen und die Ausnehmung in einer Richtung schräg zur Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der Ringsegmentscheiben orientiert ist. Eine Drehbewegung der ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe lässt sich auf diese Weise über die Stiftelemente, welche in die schlitzförmigen Ausnehmungen der Ringsegmentscheiben eingreifen, in eine Drehbewegung der Ringsegmentscheiben sowie eine gleichzeitige Bewegung der Ringsegmentscheiben radial einwärts übertragen. Durch die Wahl der Orientierung bzw. Richtung der Ausnehmung lässt sich das Verhältnis von Radialbewegung zu Querbewegung geeignet einstellen, beispielsweise an den Durchmesser des Schafts bzw. der Kappe anpassen.Preferably, the guide comprises an annular or circular disc having at least two pin elements on its underside, wherein the ring segment discs each have at least one slot-shaped recess for receiving one of the pin elements on its upper side and the Recess in one direction is oriented obliquely to the circumferential direction of the ring segment discs and obliquely to the radial direction of the ring segment discs. A rotational movement of the annular or circular disc can be transmitted in this way via the pin elements which engage in the slot-shaped recesses of the ring segment discs, in a rotational movement of the ring segment discs and a simultaneous movement of the ring segment discs radially inwardly. By choosing the orientation or direction of the recess, the ratio of radial movement to transverse movement can be suitably adjusted, for example, to adapt to the diameter of the shaft or the cap.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung vier Ringsegmentscheiben, wobei eine erste Ringsegmentscheibe und eine zweite Ringsegmentscheibe einander in der Führung gegenüberliegen und eine dritte Ringsegmentscheibe und eine vierte Ringsegmentscheibe einander in der Führung gegenüberliegen, wobei die erste und zweite Ringsegmentscheibe eine erste Öffnung zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe ausbilden, die dritte Ringsegmentscheibe und die vierte Ringsegmentscheibe eine zweite Öffnung zum Aufnehmen eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe ausbilden, die erste Ringsegmentscheibe auf der dritten Ringsegmentscheibe aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe auf der vierten Ringsegmentscheibe aufliegt. Die erste und zweite Öffnung können konzentrische Öffnungen, insbesondere im Wesentlichen kreisförmige Öffnungen, sein und gemeinsam den Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Schaftabschnitts und/oder des Kappenabschnitts bilden.In a preferred embodiment, the device comprises four ring segment discs, wherein a first ring segment disc and a second ring segment disc oppose each other in the guide and a third ring segment disc and a fourth ring segment disc oppose each other in the track, the first and second ring segment discs having a first port for receiving at least one Form part of the shaft and / or a portion of the cap, the third ring segment disc and the fourth ring segment disc form a second opening for receiving a portion of the shaft and / or a portion of the cap, the first ring segment disc rests on the third ring segment disc and the second ring segment disc the fourth ring segment disc rests. The first and second openings may be concentric openings, in particular substantially circular openings, and together form the receiving space for receiving the shank portion and / or the cap portion.
In einer Weiterbildung sind die Ringsegmentscheiben derart in der Führung gelagert, dass die erste Ringsegmentscheibe mit der dritten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft zusammenwirkt, um den Spalt aufzuspreizen, und/oder die zweite Ringsegmentscheibe mit der vierten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft zusammenwirkt, um den Spalt aufzuspreizen.In a further development, the ring segment discs are mounted in the guide such that the first ring segment disc cooperates with the third ring segment disc when rotating about the shaft to spread the gap and / or the second ring segment disc cooperates with the fourth ring segment disc when rotating about the shaft to spread the gap.
Die erste, zweite, dritte und vierte Ringsegmentscheibe gemäß der vorangehenden Ausführungsform können in der Führung entlang ihrer Umfangsrichtung um eine Längsachse des Schafts drehbar gelagert sein und zum Eingreifen wenigstens eines inneren Teilabschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft zu der Längsachse verschiebbar gelagert sein. Dabei können die Ringsegmentscheiben derart in der Führung gelagert sein, dass sich die erste Ringsegmentscheibe gegenüber der dritten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegt und sich die zweite Ringsegmentscheibe gegenüber der vierten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegt.The first, second, third and fourth ring segment discs according to the foregoing embodiment may be rotatably supported in the guide along its circumferential direction about a longitudinal axis of the shaft and slidably supported for engaging at least one inner portion of the ring segment discs in the gap between the cap and shaft to the longitudinal axis , In this case, the ring segment discs can be mounted in the guide in such a way that the first ring segment disc moves simultaneously with the third ring segment disc when rotating about the shaft in the direction of the longitudinal axis of the shaft and the second ring segment disc relative to the fourth ring segment disc when rotating about the shaft simultaneously in the direction the longitudinal axis of the shaft moves.
Durch synchrone Bewegung der ersten Ringsegmentscheibe gegenüber der dritten Ringsegmentscheibe und der zweiten Ringsegmentscheibe gegenüber der vierten Ringsegmentscheibe entlang der Längsachse des Schafts wirkt auf die Kappe eine beidseitig gleichmäßige Kraft entlang der Längsrichtung des Schafts.By synchronous movement of the first ring segment disc relative to the third ring segment disc and the second ring segment disc relative to the fourth ring segment disc along the longitudinal axis of the shaft, the cap acts on both sides of a uniform force along the longitudinal direction of the shaft.
Vorzugsweise variiert dabei die Dicke der ersten, zweiten, dritten und vierten Ringsegmentscheibe entlang wenigstens eines Abschnitts der jeweiligen Umfangsrichtung der entsprechenden Ringsegmentscheibe, wobei das Ende mit der größeren Dicke der ersten Ringsegmentscheibe in dieselbe Richtung weist wie das Ende mit der kleineren Dicke der dritten Ringsegmentscheibe und/oder wobei das Ende mit der größeren Dicke der zweiten Ringsegmentscheibe in dieselbe Richtung weist wie das Ende mit der kleineren Dicke der vierten Ringsegmentscheibe. Besonders vorzugsweise variiert die entsprechende Dicke stetig entlang wenigstens eines Abschnitts der Umfangsrichtung, vorzugsweise entlang der gesamten Umfangsrichtung.Preferably, the thickness of the first, second, third and fourth ring segment discs varies along at least a portion of the respective circumferential direction of the respective ring segment disc, the greater thickness end of the first ring segment disc being in the same direction as the smaller third end segment disc and end or wherein the greater thickness end of the second ring segment disc faces in the same direction as the smaller thickness end of the fourth ring segment disc. Particularly preferably, the corresponding thickness varies continuously along at least a portion of the circumferential direction, preferably along the entire circumferential direction.
Die Konfiguration der vorgenannten Ausführungsform mit zwei Paaren aufeinanderliegender Ringsegmentscheiben, deren einander zugewandte Seiten in entgegengesetzte Richtung geneigt sind, erlaubt ein schnelles Aufspreizen des Spaltes zwischen Kappe und Schaft bei nur geringfügiger Drehung der Ringsegmente gegeneinander und setzt daher das auf den Schaft wirkende Torsionsmoment weiter herab.The configuration of the aforementioned embodiment with two pairs of superimposed ring segment discs whose facing sides are inclined in opposite directions, allows a quick spreading of the gap between the cap and shaft with only slight rotation of the ring segments against each other and therefore further reduces the torsional moment acting on the shaft.
In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen umfasst die Führung eine erste ringförmige oder kreisförmige Scheibe, welche an ihrer Unterseite wenigstens zwei erste Stiftelemente aufweist, und umfasst die erste und zweite Ringsegmentscheibe an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der ersten Stiftelemente, wobei die Ausnehmung in einer ersten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der ersten und zweiten Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der ersten und zweiten Ringsegmentscheiben orientiert ist. Ferner umfasst die Führung eine zweite ringförmige oder kreisförmige Scheibe, welche an ihrer Oberseite wenigstens zwei zweite Stiftelemente aufweist, wobei die dritte und vierte Ringsegmentscheibe an ihrer Unterseite jeweils zumindest eine schlitzfömige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der zweiten Stiftelemente aufweist und die Aufnehmung in einer zweiten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der dritten und vierten Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der dritten und vierten Ringsegmentscheiben orientiert ist. Die zweite Richtung kann insbesondere spiegelbildlich zu der ersten Richtung orientiert sein bzw. mit der ersten Richtung einen rechten Winkel bilden.In a development of the abovementioned embodiments, the guide comprises a first annular or circular disk which has at least two first pin elements on its underside, and the first and second ring segment disks each comprise at least one slot-shaped recess for receiving one of the first pin elements at its upper side Recess in a first direction is oriented obliquely to the circumferential direction of the first and second ring segment discs and obliquely to the radial direction of the first and second ring segment discs. Furthermore, the guide comprises a second annular or circular disc which has at least two second pin elements on its upper side, wherein the third and fourth ring segment disc each have at least one slit-shaped recess for receiving one of the second pin elements on its underside and the recess is inclined in a second direction to the circumferential direction of the third and fourth ring segment discs and obliquely to the radial direction the third and fourth ring segment discs is oriented. The second direction may in particular be oriented mirror-inverted to the first direction or form a right angle with the first direction.
Die vorgenannte Ausführungsform ist zum Kappenlösen besonders geeignet. Beim Drehen der ersten Scheibe bzw. der zweiten Scheibe bewegen sich die Stiftelemente in ihrer zugehörigen Ausnehmung, und die erste und dritte Ringsegmentscheibe bewegen sich aufgrund der zwischen ihnen wirkenden Haftreibungskräfte synchron und unter Beibehaltung ihrer relativen Lage entlang einer Umfangsrichtung des Schafts und gleichzeitig radial einwärts. Sind die schiefen Ebenen der Ringsegmentscheiben einander zugewandt, aber entgegensetzt orientiert, wie mit Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform beschrieben, bleibt die Gesamtdicke von erster und dritter Ringsegmentscheibe bei der gemeinsamen Drehbewegung konstant. Auf diese Weise erfolgt eine gemeinsame Einwärtsbewegung des inneren Teilabschnitts der ersten und dritten Ringsegmentscheibe in den Spalt zwischen Kappe und Schaft, bis die ersten Stiftelemente das Ende der schlitzförmigen Ausnehmung erreicht haben und die Innenseiten der ersten und dritten Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen und an dem Schaft anliegen. Ausgehend von dieser Konfiguration erfolgt nun beim weiteren Drehen der ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe eine Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe. Dabei gleitet die Unterseite der ersten Ringsegmentscheibe mit ihrer schiefen Ebene auf der schiefen Ebene der Oberseite der dritten Ringsegmentscheibe, so dass sich die Gesamtdicke von erster und dritter Ringsegmentscheibe erhöht und den Spalt zwischen Schaft und Kappe spreizt, wodurch die Kappe von dem Schaft gelöst wird.The aforementioned embodiment is particularly suitable for capping. Upon rotation of the first disc and the second disc, the pin members move in their associated recess, and the first and third ring segment disc move synchronously, while maintaining their relative position along a circumferential direction of the shaft and at the same time radially inwardly due to the static friction forces acting therebetween. When the inclined planes of the ring segment discs face each other but are oppositely oriented, as described with reference to the aforementioned embodiment, the total thickness of the first and third ring segment discs remains constant during the common rotational movement. In this way, a common inward movement of the inner portion of the first and third ring segment disc in the gap between the cap and shaft until the first pin elements have reached the end of the slot-shaped recess and the inner sides of the first and third ring segment discs engage in the gap between the cap and shaft and abut the shaft. Starting from this configuration, upon further rotation of the annular or circular disc, a rotational movement of the first ring segment disc relative to the third ring segment disc now takes place. In this case, slides the underside of the first ring segment disc with its inclined plane on the inclined plane of the top of the third ring segment disc, so that the total thickness of the first and third ring segment disc increases and spreads the gap between the shaft and cap, whereby the cap is released from the shaft.
Entsprechend bewegen sich die zweite und vierte Ringsegmentscheibe zunächst synchron in den Spalt zwischen Schaft und Kappe hinein und spreizen beim Weiterdrehen der zweiten ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe unter gegenseitiger Verschiebung den Spalt zwischen Kappe und Schaft auf.Correspondingly, the second and fourth ring segment discs initially move synchronously into the gap between the shaft and the cap and spread the gap between the cap and shaft during further rotation of the second annular or circular disc with mutual displacement.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl in einer automatisch betriebenen Wechselvorrichtung für Elektrodenkappen als auch in einem manuell betriebenen Handwerkzeug eingesetzt werden. Zum Einsatz in einem Handwerkzeug ist die Vorrichtung besonders geeignet, weil die Erfindung aufgrund der Verwendung von Ringsegmentscheiben, welche sich in den Spalt zwischen Kappe und Schaft bewegen und den Spalt aufspreizen, eine besonders kompakte Bauweise sowie ein Ablösen der Kappe bei nur geringfügiger Drehbewegung erlaubt. Da die Ringsegmentscheiben in dem Spalt zwischen Kappe und Schaft angreifen, ist ferner ein Arretieren des Schafts beim Kappenlösen entbehrlich. Ein Ansetzen des Kappenwechslers und ein Zentrieren auf den Spalt genügt. Durch anschließende Drehbewegung der Ringsegmentscheiben gegeneinander, wie sie sich mit zwei Händen bequem und schnell ausführen lässt, kann dann die Kappe leicht und einfach von dem Schaft abgeschoben werden. Das Handwerkzeug kann dazu insbesondere zwei Griffelemente umfassen, wobei ein erstes Griffelement unmittelbar oder mittelbar an zwei Ringsegmentscheiben angreift und ein zweites Griffelement unmittelbar oder mittelbar an der Aufnahme und/oder an zwei weiteren Ringsegmentscheiben angreift.The device according to the present invention can be used both in an automatically operated changing device for electrode caps as well as in a manually operated hand tool. For use in a hand tool, the device is particularly suitable because the invention allows due to the use of ring segment discs, which move into the gap between the cap and shaft and spread the gap, a particularly compact design and a detachment of the cap with only a slight rotational movement. Furthermore, since the ring segment discs engage in the gap between the cap and shaft, it is not necessary to lock the shaft when capping. A fitting of the cap changer and a centering on the gap is sufficient. By subsequent rotational movement of the ring segment discs against each other, as they can be performed comfortably and quickly with two hands, then the cap can be easily and easily deported from the shaft. The hand tool can for this purpose in particular comprise two grip elements, wherein a first grip element engages directly or indirectly on two ring segment discs and a second grip element engages directly or indirectly on the receptacle and / or on two further ring segment discs.
Die Ringsegmentscheiben weisen vorzugsweise einen konstanten Radialdurchmesser senkrecht zur Umfangsrichtung auf. Der Radialdurchmesser der Ringsegmentscheiben kann jedoch auch entlang einer Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben variieren, wobei die Ringsegmentscheiben als Sicheln ausgebildet sein können.The ring segment discs preferably have a constant radial diameter perpendicular to the circumferential direction. However, the radial diameter of the ring segment discs may also vary along a circumferential direction of the ring segment discs, wherein the ring segment discs may be formed as sickles.
Vorzugsweise überspannen die Ringsegmentscheiben einen Winkelbereich von 30° bis 180°, besonders vorzugsweise von 90° bis 150°.Preferably, the ring segment discs span an angular range of 30 ° to 180 °, more preferably 90 ° to 150 °.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Lösen einer Kappe von einem Schaft, wobei die auf dem Schaft aufsitzende Kappe mit dem Schaft einen ringförmigen Spalt ausbildet, mit den Schritten des Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe in einen von zwei einander gegenüberliegenden Ringsegmentscheiben ausgebildeten Aufnahmeraum, des Einführens wenigstens eines Abschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Schaft und Kappe durch Bewegen der Ringsegmentscheiben in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Schafts aufweist, sowie des Abschieben der Kappe von dem Schaft durch Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts.The invention also relates to a method for detaching a cap from a shaft, wherein the cap seated on the shaft forms an annular gap with the shaft, with the steps of inserting at least a portion of the shaft and / or a portion of the cap into one of receiving space formed by two opposing ring segment discs, inserting at least a portion of the ring segment discs into the gap between the shaft and cap by moving the ring segment discs in a direction having at least one component in the radial direction with respect to the longitudinal axis of the shaft, and sliding the cap off the shaft by moving the ring segment discs in the direction of the longitudinal axis of the shaft.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik die vorangehend mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebenen Vorteile.As a result of the method according to the invention, the advantages described above with reference to the device according to the invention are obtained in comparison with the prior art.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einführen der Ringsegmentscheiben in den Spalt und/oder das Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts unter gleichzeitigem Drehen der Ringsegmentscheiben entlang einer Umfangsrichtung des Schafts.In a preferred embodiment, the insertion of the ring segment discs in the gap and / or the movement of the ring segment discs in the direction of the longitudinal axis of the shaft with simultaneous rotation of the ring segment discs along a circumferential direction of the shaft.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder wenigstens eines Abschnitts der Kappe in einen von vier Ringsegmentscheiben ausgebildeten Aufnahmeraum, wobei sich eine erste Ringsegmentscheibe und eine zweite Ringsegmentscheibe gegenüberliegen und miteinander eine erste Öffnung bilden und wobei sich eine dritte Ringsegmentscheibe und eine vierte Ringsegmentscheibe gegenüberliegen und miteinander eine zweite Öffnung bilden, wobei die erste Ringsegmentscheibe auf der dritten Ringsegmentscheibe aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe auf der vierten Ringsegmentscheibe aufliegt und der Aufnahmeraum die erste Öffnung und die zweite (Öffnung umfasst und wobei ferner das Einführen in den Spalt das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der ersten Ringsegmentscheibe und wenigstens eines Abschnitts der dritten Ringsegmentscheibe in den Spalt und das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der zweiten Ringsegmentscheibe und wenigstens eines Abschnitts der vierten Ringsegmentscheibe in den Spalt umfasst.Preferably, the inventive method comprises inserting at least a portion of the shaft and / or at least a portion of the cap into a receiving space formed by four ring segment discs, wherein a first ring segment disc and a second ring segment disc face each other and form a first opening with each other and with a third ring segment disc and a fourth ring segment disc forming a second opening with each other, wherein the first ring segment disc rests on the third ring segment disc and the second ring segment disc rests on the fourth ring segment disc and the receiving space comprises the first opening and the second opening, and further inserting into the gap the common insertion of at least a portion of the first ring segment disc and at least a portion of the third ring segment disc into the gap and the common insertion of at least a portion of the second ring segment disc and comprises at least a portion of the fourth ring segment disc in the gap.
Vorzugsweise umfasst das Abschieben der Kappe das Aufspreizen des Spalts.Preferably, the removal of the cap comprises spreading the gap.
In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen behalten die erste Ringsegmentscheibe und die dritte Ringsegmentscheibe während des Einführens in den Spalt ihre Relativposition zueinander bei und/oder behalten die zweite Ringsegmentscheibe und die vierte Ringsegmentscheibe während des Einführens in den Spalt ihre Relativposition zueinander bei.In a further development of the aforementioned embodiments, the first ring segment disc and the third ring segment disc maintain their relative position relative to one another during insertion into the gap and / or retain the second ring segment disc and the fourth ring segment disc relative to one another during insertion into the gap.
Vorzugsweise umfasst in den vorgenannten Ausführungsformen das Abschieben der Kappe eine Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe und/oder eine Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe.Preferably, in the aforementioned embodiments, the sliding of the cap comprises rotational movement of the first ring segment disc relative to the third ring segment disc and / or rotational movement of the second ring segment disc relative to the fourth ring segment disc.
In einer Weiterbildung umfasst das Abschieben der Kappe gleichzeitig zur Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe eine Axialbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe entlang der Längsachse des Schafts und/oder umfasst das Abschieben der Kappe gleichzeitig zur Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe eine Axialbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe entlang der Langsachse des Schafts.In a further development, the removal of the cap at the same time as the rotational movement of the first ring segment disc relative to the third ring segment disc axial movement of the first ring segment disc relative to the third ring segment disc along the longitudinal axis of the shaft and / or includes the deporting of the cap simultaneously to the rotational movement of the second ring segment disc relative to the fourth ring segment disc an axial movement of the second ring segment disc relative to the fourth ring segment disc along the longitudinal axis of the shaft.
In einer bevorzugten Ausführung werden die Ringsegmentscheiben beim Einführen in den Spalt über in schlitzförmige Ausnehmungen an der Oberseite und/oder Unterseite der Ringsegmentscheiben eingreifende Stiftelemente geführt.In a preferred embodiment, the ring segment discs are guided during insertion into the gap via engaging in slot-shaped recesses on the top and / or bottom of the ring segment discs pin elements.
In den vorgenannten Ausführungsformen kann der Schaft insbesondere der Elektrodenschaft einer Schweißzange sein und kann die Kappe insbesondere die auf den Elektrodenschaft aufgesetzte Elektrodenkappe einer Schweißzange sein.In the above-mentioned embodiments, the shaft may in particular be the electrode shaft of a welding tongs, and the cap may in particular be the electrode cap of a welding tongs placed on the electrode shaft.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Widerstandsschweißen mit (a) einer wiederholten Durchführung der Schritte 1 bis 3, wobei Schritt 1 das Heranführen einer Werkstoffpaarung an eine Widerstandsschweißvorrichtung mit zumindest einer Schweißzange mit zumindest zwei gegenüberliegenden Elektroden umfasst, Schritt 2 das Zusammenpressen von Werkstoff und Elektroden an einem Punkt umfasst und Schritt 3 das Anlegen eines durch beide Elektroden und den Werkstoff fließenden Schweißstromes umfasst, und (b) nach wiederholter Durchführung der Schritte 1 bis 3 dem Wechsel der Elektrodenkappen, wobei das Lösen einer Elektrodenkappe von einem Elektrodenschaft das Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungen umfasst.The invention also relates to a resistance welding method comprising (a) repeatedly performing steps 1 to 3, wherein step 1 comprises feeding a pair of materials to a resistance welding apparatus having at least one welding gun with at least two opposing electrodes, step 2 compressing material and electrodes at one point, and step 3 comprises applying a welding current flowing through both electrodes and the material, and (b) after repeatedly performing steps 1 to 3, changing the electrode caps, detaching an electrode cap from an electrode shaft according to the method one of the aforementioned embodiments.
Die Erfindung ermöglicht das schnelle Lösen der Elektrodenkappe vom Elektrodenschaft und vermeidet dabei unerwünschte Quer- und Torsionskräfte auf den Elektrodenschaft nahezu vollständig. Dadurch wird einerseits einem vorschnellen Ermüden des Pinolenmaterials des Elektrodenschafts vorgebeugt. Gleichzeitig wird ein unerwünschtes Verschieben oder Verdrehen der Elektrodenschäfte und ein damit verbundener Punktversatz der Schweißpunkte vermieden und dadurch die Präzision des Schweißverfahrens insgesamt gesteigert.The invention enables the rapid detachment of the electrode cap from the electrode shaft and avoids unwanted transverse and torsional forces on the electrode shaft almost completely. As a result, on the one hand a premature fatigue of the quill material of the electrode shaft is prevented. At the same time an undesired shifting or twisting of the electrode shafts and an associated point offset of the welding points is avoided, thereby increasing the precision of the welding process as a whole.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Die Merkmale und zahlreichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kappenlösen lassen sich am besten anhand einer detaillierten Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen verstehen, in denen:The features and numerous advantages of the inventive device and method of capping can best be understood by reference to a detailed description of the accompanying drawings, in which:
Zum Lösen bzw. Abschieben der Elektrodenkappe
Das Elektrodenkappenlösewerkzeug umfasst eine als Ringschale ausgebildete Führung
Die Konfiguration der Ringsegmentscheiben und ihre relative Anordnung ist in der Abbildung der
Der ersten Ringsegmentscheibe
Die Öffnung zwischen der ersten Ringsegmentscheibe
Das dem Aufnahmeraum
In der Führung
Wie in der Darstellung der
Die dritte Ringsegmentscheibe
Entsprechend weist die zweite Ringsegmentscheibe
Wie aus der Schnittdarstellung der
Zum Lösen einer Elektrodenkappe
Ausgehend von dem in
Aufgrund der Haftreibung zwischen der ersten Ringsegmentscheibe
In
Ausgehend von dieser Position, in der die endgültige Radialzustellung erreicht ist und die zylindrischen Stiftelemente
Bei weiterer Verdrehung des ersten Griffelements
Die Deckringscheibe
Die Erfindung wurde vorangehend am Beispiel des Lösens von Elektrodenkappen von einem Elektrodenschaft veranschaulicht. Wie der Fachmann unmittelbar einsieht, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern vorteilhaft überall dort einsetzbar, wo eine Kappe von einem Schaft gelöst werden soll und Schaft und Kappe einen ringförmigen Spalt ausbilden, in den die Ringsegmentscheiben eingreifen können.The invention has been illustrated above using the example of detaching electrode caps from an electrode shaft. However, as the person skilled in the art immediately recognizes, the device according to the invention or the method according to the invention is not limited to this application, but can advantageously be used wherever a cap is to be detached from a shaft and shaft and cap form an annular gap into which the ring segment discs can intervene.
Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der damit erreichten technischen Effekte, sollen die Erfindung aber nicht beschränken. Der Umfang der Erfindung ergibt sich allein aus den nachfolgenden Ansprüchen.The description of the preferred embodiment and the figures serve only to illustrate the device according to the invention and the method according to the invention and the technical effects achieved therewith but are not intended to limit the invention. The scope of the invention arises solely from the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Elektrodenschaftelectrode shaft
- 1212
- Elektrodenkappeelectrode cap
- 1414
- Kappenspaltcap gap
- 1616
- Führungguide
- 1818
- Öffnungopening
- 20a20a
- erste Ringsegmentscheibefirst ring segment disc
- 20b20b
- zweite Ringsegmentscheibesecond ring segment disc
- 22a22a
- dritte Ringsegmentscheibethird ring segment disc
- 22b22b
- vierte Ringsegmentscheibefourth ring segment disc
- 2424
-
Ende mit kleinerer Dicke der ersten Ringsegmentscheibe
20a End with smaller thickness of the firstring segment disc 20a - 26 26
-
Ende mit größerer Dicke der dritten Ringsegmentscheibe
22a End with greater thickness of the thirdring segment disc 22a - 2828
-
Ende mit größerer Dicke der ersten Ringsegmentscheibe
20a End with greater thickness of the firstring segment disc 20a - 3030
-
Ende mit kleinerer Dicke der dritten Ringsegmentscheibe
22a End with smaller thickness of the thirdring segment disc 22a - 3232
- erste Ringscheibefirst annular disc
- 3434
- erstes Griffelementfirst handle element
- 3636
- zweite Ringscheibesecond annular disc
- 3838
- zweites Griffelementsecond handle element
- 40a, 40b40a, 40b
-
Stiftelemente der ersten Ringscheibe
32 Pin elements of the firstannular disc 32 - 42a, 42b42a, 42b
-
Stiftelemente der zweiten Ringscheibe
36 Pin elements of the secondannular disc 36 - 44a44a
-
schlitzförmige Ausnehmung der ersten Ringsegmentscheibe
20a slit-shaped recess of the firstring segment disc 20a - 44b44b
-
schlitzförmige Ausnehmung der zweiten Ringsegmentscheibe
20b slit-shaped recess of the second ring segment disc20b - 45a45a
-
schlitzförmige Ausnehmung der dritten Ringsegmentscheibe
22a slit-shaped recess of the thirdring segment disc 22a - 45b45b
-
schlitzförmige Ausnehmung der vierten Ringsegmentscheibe
22b slit-shaped recess of the fourth ring segment disc22b - 4646
- federnde Druckstückeresilient plungers
- 4848
- DeckringscheibeDeck washer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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