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Die Erfindung betrifft eine Schweißkappenabzugsvorrichtung mit mindestens einer Abzieheinrichtung, die mit einer Schweißkappe formschlüssig in eingriff bringbar ist, und mindestens einer Gegenhalterung, die mit einer Schweißelektrode formschlüssig in eingriff bringbar ist.
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Im heutigen Fahrzeugbau werden zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien, Bauteile aus Blech miteinander verschweißt. Die Verschweißung erfolgt mittels Punktschweißverfahren, wobei vorbestimmte Einzelpunkte diskrete Verbindungsstellen bilden. Die Schweißanlagen bestehen im Allgemeinen aus einem Roboter, an dem eine Schweißzange angeordnet ist. Jede Schweißzange weist jeweils zwei Schweißelektroden auf, die aufeinander zu bewegbar sind, wobei zum Schweißen die beiden zusammenzuschweißenden Blechteile zwischen den Elektroden geklemmt werden.
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An der Spitze jeder Schweißelektrode ist eine sog. Schweißkappe angeordnet, die beim Schweißen in berührendem Kontakt mit dem zu schweißenden Werkstück kommt. Der Schweißstrom fließt von einer ersten Schweißelektrode durch die Kappe über die miteinander zu verbindenden Werkstücke in die zweite Kappe und dann in die zweite Elektrode. Durch jeden Schweißvorgang werden die Schweißkappen verschlissen. Folglich muss nach einer bestimmten Anzahl von Schweißvorgängen, bzw. nach einer bestimmten Anzahl von Schweißpunkten, jede Schweißkappe ersetzt werden. Dabei werden die verschlissenen Schweißkappen entfernt und je eine neue Schweißkappe auf jede Elektrode aufgesetzt.
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Im Stand der Technik werden die Schweißkappen jeweils einzeln von Hand bzw. mit einer Zange durch einen Werker von der Schweißelektrode abgezogen. Der Werker entnimmt aus einem Behälter frische Schweißkappen und legt die verbrauchten in einen benachbarten Behälter zurück. Zusätzlich zu der bereits oben beschriebenen Problematik, bei der der Werker vergisst einzelne Schweißkappen auszuwechseln, ergibt sich auch die Gefahr, dass der Werker bereits verbrauchte Schweißkappen aus dem falschen Behälter entnimmt und auf die Schweißelektrode setzt. Beim Wechsel der Schweißkappen herrscht ein gewisser Zeitdruck, da die Fertigungsanlage während des Wechsels der Schweißkappen nicht benutzt werden kann.
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Darüber hinaus sind auch automatisierte Systeme bekannt, bei denen der Schweißroboter die Elektrode mit daran angeordneter Schweißkappe in eine Schweißkappenabzugsvorrichtung einbringt. Die Schweißkappenabzugsvorrichtung greift die Schweißkappe und erzeugt eine Rotationsbewegung der Schweißkappe um die Schweißelektrode herum, durch die die Schweißkappe von der Elektrode gelöst wird.
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Die Rotationsbewegung führt zu einem Abrieb an der Schweißelektrode, bzw. an dem Schaft der Schweißzange, auch Pinolenschaft genannt. Nachdem eine gewisse Anzahl von Schweißkappen verschlissen und ausgetauscht wurde, kann aufgrund des Verschleißes des Schweißzangenschafts kein fluiddichter Verschluss zwischen der neuen Schweißkappe und der Schweißelektrode realisiert werden. Da die Schweißzange mit einer Kühlflüssigkeit durchspült wird, um die Schweißzangentemperatur zu steuern, treten zwischen der Schweißkappe und der Schweißelektrode Leckagen auf. In diesem Bereich tritt dann Kühlflüssigkeit heraus und führt zu Verunreinigungen sowie zu Korrosionseffekten an der Schweißzange und den zu verschweißenden Bauteilen. Daraus entstehen dann Fehler in der Schweißung, die Qualität der Schweißpunkte nimmt ab und die Schweißanlage wird insgesamt anfälliger für Störungen. Aufgrund dieser Undichtigkeiten, müssen die verschlissenen Pinolen häufig gewechselt werden, was einen hohen Kostenfaktor darstellt.
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Um dieses Problem zu vermeiden, wurde im Stand der Technik versucht die Drehzahl beim Entfernen der Schweißkappe zu reduzieren. Dies funtioniert jedoch nicht richtig.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik, macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Schweißkappenabzugsvorrichtung anzugehen, mit der die oben genannten Nachteile überwunden werden. Ferner ist es eine spezielle Aufgabe der Erfindung, eine Schweißkappenabzugsvorrichtung anzugeben, durch die der Verschleiß an der Schweißzange reduziert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Schweißkappenabzugsvorrichtung mit mindestens einer Abzieheinrichtung, die mit einer Schweißkappe formschlüssig in eingriff bringbar ist, und mindestens einer Gegenhalterung, die mit dem Schaft einer Schweißelektrode formschlüssig in eingriff bringbar ist. Die Abzieheinrichtung und die Gegenhalterung können zueinander lineare Bewegung durchführen, im Wesentlichen entlang einer Längsachse der Schweißkappe und/oder der Schweißelektrode. Dieser Aufbau bietet den Vorteil, dass eine lineare Bewegung zwischen der Schweißkappe und dem Schweißzangenschaft erzeugt wird, beim Abziehen der Schweißkappe. Gegenüber einer Drehbewegung verursacht eine lineare Bewegung einen deutlich geringeren Verschleiß an dem Schweißzangenschaft.
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Weiterhin kann die Abzieheinrichtung an einer ersten Halterung der Schweißkappenabzugsvorrichtung angeordnet sein und die Gegenhalterung an einer zweiten Halterung der Schweißkappenabzugsvorrichtung angeordnet sein, wobei die zweite Halterung bezüglich der ersten Halterung linear verschiebbar ist.
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Darüber hinaus kann an der ersten Halterung ein Zahnrad angeordnet sein, das im Wesentlichen um die Längsachse der Schweißkappe drehbar gelagert ist, wobei durch Drehung des Zahnrads eine lineare Hubbewegung der zweiten Halterung relativ zur ersten Halterung erzeugbar ist. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandeln.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann eine axiale Oberfläche des Zahnrads, die der zweiten Halterung zugewandt ist, abschnittsweise Erhöhungen aufweisen.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann auf einer axialen Oberfläche der Zahnrads, die der zweiten Halterung zugewandt ist, eine Scheibe angeordnet sein, die verdrehfest mit dem Zahnrad verbunden ist und auf einer axialen Oberfläche, die der zweiten Halterung zugewandt ist, abschnittsweise Erhöhungen aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass durch Austauschen der Scheibe eine besonders einfache Anpassung des Hubs der ersten Halterung an eine Vielzahl von Kombinationen aus Schweißkappen und Schweißelektroden möglich ist.
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In beiden beschriebenen Ausführungsformen wird durch Drehung des Zahnrads die Position der Erhöhungen verändert. Dadurch wird eine Hubbewegung der zweiten Halterung erzeugt. Solche Erhöhungen können beispielsweise als Nocken ausgebildet sein.
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Weiterhin können an der zweiten Halterung zwei Gegenhalterungen angeordnet sind und an der ersten Halterung zwei Abzieheinrichtungen angeordnet sind. Dies bietet den Vorteil, dass eine mehrfache Arretierung der Schweißkappe und des Schweißschafts realisierbar ist und dadurch die Schweißkappe besonders sicher umgriffen wird.
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Zusätzlich können die Abzieheinrichtungen bezogen auf die Längsachse der Schweißkappe einander diametral gegenüber angeordnet sein und die Gegenhalterungen bezogen auf die Längsachse der Schweißkappe einander diametral gegenüber angeordnet sein. Durch diese Anordnung kann ein sicheres Abziehen der Schweißkappe von dem Schweißzangenschaft gewährleistet werden, ohne dass die Gefahr des Verkantens der Schweißkappe auf dem Schweißzangenschaft besteht.
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Die Abzieheinrichtung kann drehbar an der zweiten Halterung angeordnet sein.
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Die Gegenhalterung kann ebenfalls drehbar an der ersten Halterung angeordnet sein.
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In einer werteren Ausführungsform können die Abzieheinrichtung und/oder die Gegenhalterung über Federelemente gegenüber den Halterungen abgestützt sein, wobei durch die Federkraft eine Bewegung der Abzieheinrichtung und/oder der Gegenhalterung in Richtung des Schafts der Schweißelektrode erzeugt. Dadurch tendieren die Gegenhalterung sowie auch die Abzieheinrichtungen dazu sich selbsttätig in Richtung des Schweißzangenschaft bzw. der Schweißkappe zu bewegen und greifen diese selbsttätig, sobald eine Schweißkappe in die Schweißkappenabzugsvorrichtung eingebracht wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Ansprüche, die Figuren und die Beschreibung enthalten eine Vielzahl von Merkmalen, die im Folgenden im Zusammenhang mit beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Der Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln und in anderen Kombinationen betrachten, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die an entsprechende Anwendungen der Erfindung angepasst sind.
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Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine Draufsicht auf eine Schweißkappenabzugsvorrichtung und
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2 eine zusammengesetzte Schnittansicht aus einem Schnitt entlang der Schnittlinie A-A und einem Schnitt entlang der Schnittlinie B-B aus 1.
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In 1 ist eine Draufsicht auf eine Schweißkappenabzugsvorrichtung 10 dargestellt. Diese umfasst eine erste Halterung 13 und eine zweite Halterung 14, die beide einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Beide Halterungen 13, 14 haben eine zentrale Ausnehmung 22, die in 1 nicht erkennbar ist, da sie durch den Schweißzangenschaft 21 verdeckt wird. In diese Ausnehmung 22 wird der Schweißzangenschaft 21 mit daran angeordneter Schweißkappe 20 eingebracht.
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In 2 ist eine zusammengesetzte Schnittansicht abgebildet. In der rechten Hälfte der Figur ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie B-B aus und in der linken Hälfte der Figur ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie A-A aus 1 abgebildet.
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An einer ersten Halterung 13 sind zwei Abzieheinrichtungen 11 angeordnet, die um je eine Drehachse verdrehbar gelagert sind. Diese Drehachsen liegen in Ebenen, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse Z der Schweißkappe 20 bzw. zum Schweißzangenschaft 21 sind. Der Schweißzangenschaft 21 und die Schweißkappe 20 weißen dieselbe Hochachse Z auf, wenn die Schweißkappe 20 an dem Schweißzangenschaft 21 angeordnet ist. An der zweiten Halterung 14 sind zwei Gegenhalterungen 12 angeordnet, die ebenfalls jeweils um eine Achse drehbar angeordnet sind. Auch diese Drehachsen liegen in Ebenen, die senkrecht zur Hochachse Z der Schweißkappe steht.
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Wie aus 2 erkennbar ist, sind die Abzieheinrichtungen 11 gegenüber der zweiten Halterung 14 mit Federn 17 und die Gegenhalterungen 12 mit Federn 18 vorgespannt. Die Federkraft dieser Federn 17, 18 wirkt stets so, dass die Abzieheinrichtungen 11 und die Gegenhalterungen 12 in Richtung des Schweißzangenschafts 21 gedrückt werden. Wenn ein Schweißzangenschaft 21 mit einer daran angeordneten Schweißkappe 20 in die Ausnehmung 22 eingeführt wird, kommen die Gegenhalterungen 12 und Abzieheinrichtungen 11 in formschlüssigen Eingriff. Die geschieht in dem Vorsprünge 12a bzw. 11a in einen Spalt zwischen der Schweißkappe 20 und dem Schweißzangenschaft 21 einrasten.
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Die zweite Halterung 14 ist ortsfest an einem Gestell fixiert und die erste Halterung 13 ist relativ zu der zweiten Halterung verschiebbar. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auch die erste Halterung 13 ortsfest fixiert sein und die zweite Halterung 14 Relativbewegungen hierzu ausführen. An der zweiten Halterung 14 ist ein Zahnrad 15 angeordnet, dass um die Längsachse Z der Schweißkappe 20 drehbar gelagert ist. Dieses Zahnrad 15 kann über einen nicht dargestellten Antrieb in eine Drehbewegung versetzt werden. An einer der ersten Halterung 13 zugewandten Seite des Zahnrads ist eine Scheibe 16 vorgesehen, die Erhöhungen 16a aufweist. Die Scheibe 16 ist drehfest mit dem Zahnrad 15 verbunden, so dass die Scheibe 16 ebenfalls eine Drehbewegung durchführt, wenn das Zahnrad 15 angetrieben wird. Die Scheibe 16 weist Erhöhungen 16a auf. Durch Drehung der Scheibe 16 verändert sich die Position dieser Erhöhungen 16a. Diese Erhöhungen 16a fungieren als Nocken. Dabei wird die erste Halterung 13 von der zweiten Halterung 14 weggedrückt. Auf diese Weise wird die Rotationsbewegung des Zahnrads 15 bzw. der Scheibe 16 in eine Hubbewegung der ersten Halterung 13 umgesetzt. Die erste Halterung 13 ist auf Führungsstiften 19 gelagert, die wiederum in der zweiten Halterung 14 eingeschraubt sind. Über Federelemente 19a ist die erste Halterung 13 gegen Endanschläge in der Führungsstiften 19 gelagert. Durch die Kraft dieser Federelemente 19a wird die erste Halterung 13 in Richtung der zweiten Halterung 14 gedrückt.
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Bei dem Einbringen der Schweißkappe 20 in die Schweißkappenabzugsvorrichtung 10 befindet sich die erste Halterung 13 in einer Ausgangsposition, in welcher der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Halterung 14 am kleinsten ist und die Abzieheinrichtungen 11 sowie die Gegenhalterungen 12 mit der Schweißkappe 20 in Eingriff stehen. Nach dem Einbringen der Schweißkappe 20 wird das Zahnrad 15 in eine Drehbewegung versetzt wodurch die erste Halterung 13 eine Hubbewegung durchführt, in 2 nach unten. Dabei werden die Abzieheinrichtungen 11 nach unten bewegt und die Schweißkappe 20 wird ebenfalls nach unten hin mitgezogen. Die Gegenhalter 12, die in Richtung der Hochachse Z ortsfest sind, verhindert ein Nachrutschen des Schweißzangenschafts 21. Dadurch wird die Schweißkappe 21 von dem Schweißelektrodenschaft abgezogen und nicht wie im Stand der Technik abgedreht. Sie fällt durch die Ausnehmung 22 bedingt durch die Schwerkraft nach unten aus der Schweißkappenabzugsvorrichtung 10 heraus.
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Abweichend von der in den Figuren dargestellten Ausführungsform, können die Erhebungen 16a auch unmittelbar auf der axialen Oberfläche des Zahnrads 15 angeordnet sein, die der ersten Halterung 13 zugewandt ist.
