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Die Erfindung betrifft einen Elektrodenschaft für eine Elektrode zum Widerstandsschweißen sowie eine Elektrode zum Widerstandsschweißen.
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Elektroden werden zum Widerstandsschweißen, insbesondere Punktschweißen, häufig in der Automobilherstellung zur Verbindung von Karosseriebauteilen aus Blech eingesetzt. Eine solche Elektrode weist einen mit einem Handhabungsgerät, beispielsweise einer Schweißzange, verbindbaren Elektrodenschaft und eine an dem Elektrodenschaft angeordnete Elektrodenkappe auf, welche beim Widerstandsschweißen mit einem der miteinander zu verschweißenden Bauteile in einen unmittelbaren Kontakt kommt. Die Elektrodenkappen unterliegen beim Widerstandsschweißen aufgrund der dabei herrschenden hohen Temperaturen und Anpressdrücke sowie regelmäßiges Fräsen einem hohen Verschleiß. Daher ist es erforderlich, in regelmäßigen Abständen eine verschlissene Elektrodenkappe gegen eine neue Elektrodenkappe auszutauschen.
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Zum Halten einer Elektrodenkappe an einem Elektrodenschaft weist der Elektrodenschaft üblicherweise einen Halteabschnitt, insbesondere Konus, auf, auf den die Elektrodenkappe aufgesteckt werden kann. Auch diese Halteabschnitte der Elektrodenschäfte unterliegen wegen der beim Widerstandsschweißen herrschenden hohen Temperaturen und Anpressdrücke sowie der zyklischen Elektrodenkappenwechsel einem relativ hohen Verschleiß, weshalb es erforderlich ist, in regelmäßigen Abständen einen verschlissenen Elektrodenschaft gegen einen neuen Elektrodenschaft auszutauschen.
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Der Verschleiß an den Elektrodenschäften tritt nahezu ausschließlich an deren Halteabschnitt auf, wohingegen die übrigen Teile der Elektrodenschäfte nahezu keinem Verschleiß unterliegen. Ein Halteabschnitt eines Elektrodenschaftes stellt in der Regel einen relativ kleinen Abschnitt des Elektrodenschaftes dar. Folglich wird bei einem Auswechseln eines verschlissenen herkömmlichen Elektrodenschaftes ein relativ großer nicht verschlissener Teil des Elektrodenschaftes zusammen mit einem relativ kleinen verschlissenen Teil des Elektrodenschaftes entsorgt, was mit einem relativ hohen Materialverbrauch einhergeht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die mit einem Widerstandsschweißen verbundenen Kosten durch eine Reduzierung des erforderlichen Materialeinsatzes bezüglich der eingesetzten Elektroden zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Elektrodenschaft mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Elektrode mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß wird ein Elektrodenschaft für eine Elektrode zum Widerstandsschweißen, insbesondere Punktschweißen, vorgeschlagen, aufweisend eine Halteeinrichtung zum Halten einer Elektrodenkappe, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung an einem separat von dem übrigen Elektrodenschaft ausgebildeten Schaftbauteil angeordnet ist, welches mit dem übrigen Elektrodenschaft verbindbar ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Elektrodenschaft wird bei einem Verschleiß an der Halteeinrichtung zum Halten der Elektrodenkappe lediglich das entsprechend verschlissene Schaftbauteil gegen ein neues Schaftbauteil ausgetauscht, wohingegen der übrige Elektrodenschaft weiterverwendet wird. Hierdurch ist eine starke Materialeinsparung gegeben, was mit einer Reduzierung von mit einem Widerstandsschweißen verbundenen Kosten verbunden ist.
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Zudem ist es beim Einsatz erfindungsgemäßer Elektrodenschäfte nicht mehr erforderlich, ganze Elektrodenschäfte zu bevorraten, um einen Austausch von kompletten Elektrodenschäften vornehmen zu können. Stattdessen müssen lediglich die deutlich kleineren Schaftbauteile der Elektrodenschäfte bevorratet werden, was mit einer entsprechenden Reduzierung des Bedarfs an Lagerfläche einhergeht.
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Ein übriger Elektrodenschaft, das heißt ein Elektrodenschaft ohne sein Schaftbauteil, kann neu hergestellt oder er kann durch eine geeignete Modifizierung eines bereits vorhandenen, herkömmlichen Elektrodenschaftes hergestellt werden. Letzteres macht den kostengünstigen Rückgriff auf bereits vorhandene Lagerbestände möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schaftbauteil über eine Schraubverbindung mit dem übrigen Elektrodenschaft verbindbar. Dies stellt eine einfach und kostengünstig realisierbare und intuitiv handhabbare Verbindungstechnik dar. Da beim Widerstandsschweißen in der Regel ausschließlich axiale Druckkräfte auf einen Elektrodenschaft einwirken, stellt eine Schraubverbindung eine zuverlässige Verbindungstechnik dar, da eine Schraubverbindung gegen solche Axialdruckkräfte im Wesentlichen unempfindlich ist.
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Vorteilhafterweise ist an dem Schaftbauteil und an dem übrigen Elektrodenschaft jeweils ein Rechtsgewinde angeordnet, über deren Zusammenwirkung die Schraubverbindung ausbildbar ist. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da Elektrodenkappen herkömmlich, beispielsweise mittels automatisierten Kappenwechseleinrichtungen, zum Lösen von Elektrodenkappen im Uhrzeigersinn gedreht werden. Eine solche Drehung einer Elektrodenkappe kann folglich nicht zu einem Lösen einer durch Rechtsgewinde gebildeten Schraubverbindung führen. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, Linksgewinde statt Rechtsgewinde entsprechend vorzusehen, falls eine Elektrodenkappe durch ihre Drehung im Gegenuhrzeigersinn von einem Elektrodenschaft gelöst wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Schaftbauteil ein mit einem Außengewinde versehener erster Verbindungsabschnitt und an dem übrigen Elektrodenschaft ein mit einem Innengewinde versehener zweiter Verbindungsabschnitt angeordnet, wobei die Schraubverbindung über ein Zusammenwirken der Verbindungsabschnitte ausbildbar ist. Ein entsprechendes Innengewinde kann auf einfache Art und Weise an einem für die vorliegende Erfindung modifizierten herkömmlichen Elektrodenschaft ausgebildet werden. Alternativ kann an dem ersten Verbindungsabschnitt ein Innengewinde und an dem zweiten Verbindungsabschnitt ein Außengewinde angeordnet sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass an der Außenseite des Schaftbauteils ein erster Anschlag angeordnet ist, welcher bei an dem übrigen Elektrodenschaft angeordnetem Schaftbauteil sich an einem an dem übrigen Elektrodenschaft angeordneten zweiten Anschlag derart abstützt, dass auf das Schaftbauteil einwirkende Axialkräfte über die Anschläge auf den übrigen Elektrodenschaft übertragbar sind. Die Anordnung der Anschläge an dem Schaftbauteil und dem übrigen Elektrodenschaft ist insbesondere bei einer Schraubverbindung zwischen dem Schaftbauteil und dem übrigen Elektrodenschaft vorteilhaft, da keine beim Widerstandsschweißen auftretenden Axialkräfte von der Schraubverbindung aufgefangen werden müssen, was die Dauerhaftigkeit einer Schraubverbindung sichert und einem Verschleiß im Bereich eines an dem übrigen Elektrodenschaft angeordneten Gewindes der Schraubverbindung vermeidet.
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Vorteilhafterweise weist der Elektrodenschaft wenigstens eine zwischen den Anschlägen anordbare Unterlegscheibe auf. Hierdurch kann beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftbauteil und dem übrigen Elektrodenschaft vermieden werden, welche durch die während eines Widerstandsschweißvorgangs auftretenden hohen Temperaturen und Axialdruckkräfte bedingt ist. Die Wahl des Materials für die Unterlegscheibe kann von den jeweilig gegebenen technischen Anforderungen wie Abdichten der innenliegenden Kühlung abhängen.
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Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn an dem Schaftbauteil ein mutterförmig ausgebildetes Mitnahmeprofil angeordnet ist. Hierdurch lässt sich eine sehr dauerhafte kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Schaftbauteil und dem übrigen Elektrodenschaft über eine Schraubverbindung herstellen bzw. eine entsprechende Verbindung auf einfache Art und Weise zum Austausch eines Schaftbauteils lösen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Halteeinrichtung einen konusförmig ausgebildeten Halteabschnitt auf, auf den die Elektrodenkappe aufsteckbar ist. Zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen einer Elektrodenkappe und der Halteeinrichtung bzw. dem Schaftbauteil kann die Elektrodenkappe auf den konusförmig ausgebildeten Halteabschnitt aufgeschlagen bzw. aufgepresst werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Elektrode zum Widerstandsschweißen, insbesondere Punktschweißen, vorgeschlagen, aufweisend einen Elektrodenschaft und eine an dem Elektrodenschaft anordbare Elektrodenkappe, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenschaft gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben ausgebildet ist.
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Mit dieser Elektrode sind die oben mit Bezug auf den Elektrodenschaft genannten Vorteile entsprechend verbunden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Elektrodenschaft,
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2 eine perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Elektrodenschaftes,
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3 eine Explosionsdarstellung des in den 1 und 2 gezeigten Elektrodenschaftes,
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4 eine Seitenansicht des in den 1 bis 3 gezeigten Elektrodenschaftes ohne das Schaftbauteil,
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5 einen Längsschnitt durch den in 4 gezeigten Elektrodenschaft ohne das Schaftbauteil,
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6 eine Stirnansicht des in 4 gezeigten Elektrodenschaftes ohne das Schaftbauteil,
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7 eine Seitenansicht des in den 1 bis 3 gezeigten Schaftbauteils,
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8 einen Längsschnitt durch das in 7 gezeigte Schaftbauteil, und
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9 eine Stirnansicht des in 7 gezeigten Schaftbauteils.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Elektrodenschaft 1 für eine nicht gezeigte Elektrode zum Widerstandsschweißen. Der Elektrodenschaft 1 weist eine durch einen konusförmig ausgebildeten Halteabschnitt 2 ausgebildete Halteeinrichtung, auch Elektrodenschaftkonus genannt, zum Halten einer nicht gezeigten Elektrodenkappe auf, wobei die Elektrodenkappe auf den Halteabschnitt 2 aufsteckbar ist. Die Halteeinrichtung 2 ist an einem separat von dem übrigen Elektrodenschaft 3 ausgebildeten Schaftbauteil 4, welches auch als Elektrodenschaftkonus bezeichnet werden kann, angeordnet, welches über eine Schraubverbindung mit dem übrigen Elektrodenschaft 3 verbindbar ist. Hierzu ist an dem Schaftbauteil 4 und an dem übrigen Elektrodenschaft 3 jeweils ein nicht näher dargestelltes Rechtsgewinde angeordnet, über deren Zusammenwirkung die Schraubverbindung ausbildbar ist. An dem Schaftbauteil 3 ist ein mutterförmig ausgebildetes Mitnahmeprofil 5 angeordnet. Der Elektrodenschaft 1 weist ferner eine Unterlegscheibe 6 auf.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Elektrodenschaftes 1.
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3 zeigt eine Explosionsdarstellung des in den 1 und 2 gezeigten Elektrodenschaftes 1. Es ist zu erkennen, dass an dem Schaftbauteil 4 ein mit einem nicht näher dargestellten Außengewinde versehener erster Verbindungsabschnitt 7 und an dem übrigen Elektrodenschaft 3 ein mit einem nicht näher dargestellten Innengewinde versehener zweiter Verbindungsabschnitt 8 angeordnet ist, wobei die Schraubverbindung über ein Zusammenwirken der Verbindungsabschnitte 7 und 8 ausbildbar ist. Des Weiteren ist an der Außenseite des Schaftbauteils 4 ein erster Anschlag 9 angeordnet, welcher bei an dem übrigen Elektrodenschaft 3 angeordnetem Schaftbauteil 4 sich an einem an dem übrigen Elektrodenschaft 3 angeordneten zweiten Anschlag 10 derart abstützt, dass auf das Schaftbauteil 4 einwirkende Axialkräfte über die Anschläge 9 und 10 auf den übrigen Elektrodenschaft 3 übertragbar sind. Die Unterlegscheibe 6 ist zwischen den Anschlägen 9 und 10 anordbar, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist.
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4 zeigt eine Seitenansicht des in den 1 bis 3 gezeigten Elektrodenschaftes 1 ohne das Schaftbauteil 4.
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5 zeigt einen Längsschnitt durch den in 4 gezeigten Elektrodenschaft 1 ohne das Schaftbauteil 4. Es ist das an dem zweiten Verbindungsabschnitt 8 des übrigen Elektrodenschaftes 3 angeordnete Innengewinde 11 erkennbar.
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6 zeigt eine Stirnansicht des in 4 gezeigten Elektrodenschaftes 1 ohne das Schaftbauteil 4 von links gesehen.
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7 zeigt eine Seitenansicht des in den 1 bis 3 gezeigten Schaftbauteils 4. Es ist das an dem ersten Verbindungsabschnitt 8 des Schaftbauteils 4 angeordnete Außengewinde 12 erkennbar.
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8 zeigt einen Längsschnitt durch das in 7 gezeigte Schaftbauteil 4, wobei erkennbar ist, dass das Schaftbauteil 4 einstückig ausgebildet ist.
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9 zeigt eine Stirnansicht des in 7 gezeigten Schaftbauteils 4 von unten gesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrodenschaft
- 2
- Halteabschnitt
- 3
- übriger Elektrodenschaft
- 4
- Schaftbauteil
- 5
- Mitnahmeprofil
- 6
- Unterlegscheibe
- 7
- erster Verbindungsabschnitt
- 8
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 9
- Anschlag
- 10
- Anschlag
- 11
- Innengewinde
- 12
- Außengewinde
