-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bolzenzuführvorrichtung für ein Bolzenschweißsystem gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft daher eine Bolzenzuführvorrichtung für ein Bolzenschweißsystem, bei dem Schweißbolzen einem Schweißwerkzeug mittels Druckluft über ein Bolzenbeförderungssystem zugeführt werden.
-
Im Stand der Technik sind Bolzenschweißgeräte bekannt. So zeigen beispielsweise die
DE 2258908 sowie die
DE 082604065 A1 Ausführungen von Bolzenschweißgeräten. Das Bolzenschweißen, welches auch als Lichtbogenbolzenschweißen bekannt ist, gehört zu den Lichtbogenpressschweißverfahren. Ziel des Bolzenschweißens ist es, dauerhafte materialschlüssige Verbindungen von bolzenförmigen Elementen, wie z. B. Gewindebolzen, Stifte, Buchsen, Haken oder Ösen mit größeren Bauteilen, wie z. B. Fahrzeugkarosseriebleche, Gehäuse oder andere Körper zu erzielen.
-
In den letzten Jahren ist die Verwendung von Bolzenschweißtechniken deutlich in den Vordergrund getreten, um auf diese Weise Schweißbolzen in großer Stückzahl zu verarbeiten und bei verhältnismäßig hohen Schweißgeschwindigkeiten an verschiedenen Werkstücken anzubringen. Um allerdings die hohen Schweißgeschwindigkeiten und Stückzahlen in der Praxis realisieren zu können, ist es notwendig, automatische Zuführvorrichtungen zum Zuführen der Bolzen zu den Schweißbacken der Schweißwerkzeuge bereit zu stellen. Die im Stand der Technik bekannten Bolzenzuführvorrichtungen weisen jedoch alle systembedingten Nachteile auf und sind teilweise aufwändig ausgeführt, so dass hohe Wartungskosten daraus resultieren.
-
Die bekannten Techniken beim Bolzenschweißen sind das Lichtbogenschweißen von metallischen Werkstoffen, das Lichtbogenbolzenschweißen mit Hubzündung sowie das Lichtbolzenschweißen mit Spitzenzündung. Als Spezialverfahren ist noch das Magnetfeld-Bolzenschweißverfahren (SRM) bekannt. Bei dem Spitzenzündungsbolzenschweißen weist der Bolzen auf der zu verschweißenden Seite eine definierte und eng tolerierte Zündspitze auf. An dieser Spitze wird der Lichtbogen gezündet und schmilzt die Zündspitze explosionsartig mit einem Knall auf und verdampft zu einem geringen Teil. Beim Hubzündungsbolzenschweißen erfolgt der Lichtbogen durch das Anheben des Bolzens vom Bauteil unter Stromfluss. Der eigentliche Schweißprozess geschieht daher grundsätzlich nach im Stand der Technik herkömmlichen Verfahren. Die manuelle Positionierung eines Gerätekopfes mit Hilfe von Schweißschablonen, wie diese beispielhaft aus der
JP 55030329 A bekannt ist, sind kostenintensiv und aufwändig, so dass sich gesteuerte Systeme, insbesondere Robotersysteme mit fest programmierbaren Schweißpositionen zur Berücksichtigung von Werkstücktoleranzen und Lagerabweichungen eingesetzt werden.
-
Um allerdings eine wirtschaftliche Arbeitsweise des Bolzenschweißens bei hohen Stückzahlen zu gewährleisten, ist eine geeignete Zuführung der Schweißbolzen bereit zu stellen, welche variabel einsetzbar ist und niedrigen Wartungsaufwand und geringe Wartungskosten verursacht. Die in der Bolzenschweißtechnik bekannten flexiblen Schläuche zum Transport von Schweißbolzen weisen den Nachteil auf, dass diese einerseits nur mit hohem Aufwand exakt linear verlegbar sind (um Reibung an den Innenwänden zu reduzieren) und insbesondere im Bereich der erforderlichen Krümmungen und Biegungen einem erheblichen Innenabrieb d. h. Materialabtrag unterliegen, was dazu führen kann, dass die Schweißbolzen nicht mehr ordnungsgemäß transportiert werden. Ferner entstehen hierdurch Ausfallzeiten und verhältnismäßig hohen Wartungskosten, sobald die beschädigten Schläuche ausgewechselt werden müssen oder der Bolzentransport beeinträchtigt ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Aufweiten des Innendurchmessers in Folge von Materialabrieb der Transportkanal in seinem Verlauf verändert wird und der Transport der Schweißbolzen dadurch erheblich beeinflußt werden kann.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorbesagte Nachteile zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Bolzenzuführvorrichtung für Bolzenschweißwerkzeuge zu schaffen, welche flexibel einsetzbar ist und geringe Wartungskosten und Betriebskosten verursacht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Bolzenzuführvorrichtung gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
-
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bolzenbeförderungssystem bereit zu stellen, welches ein einfach oder mehrfach verzweigtes Rohrleitungssystem darstellt und bei dem insbesondere die Rohre aus einem formstabilen abriebfesten Material ausgebildet werden. Erfindungsgemäß wird als Material für das Rohrleitungssystem ein metallischer Werkstoff verwendet und in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Rohrleitungssystem aus Metallrohren ausgebildet.
-
In einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung wird daher eine Bolzenzuführvorrichtung für ein Bolzenschweißsystem vorgeschlagen, bei dem Schweißbolzen einem Schweißwerkzeug mittels Druckluft über ein Bolzenbeförderungssystem zugeführt werden, wobei das Bolzenbeförderungssystem über ein zur Durchleitung von Druckmedien bestimmtes, einen Transportkanal aufweisendes Rohrleitsystem aufweist und das Rohrleitsystem aus einem metallischen formstabilen Material ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rohrleitsystem aus Metallrohren, insbesondere aus am Markt herkömmlich verfügbaren Ermeto-Rohren des Typs 12 × 2 für Grob- und Feingewindebolzen und alternativ aus Ermeto-Rohren des Typs 20 × 2 für Massebolzen und Großflanschbolzen.
-
Erfindungsgemäß können aber auch geeignete andere Metallrohre bereitgestellt werden, die über die passende Innendurchmesser zum Transport der entsprechenden Schweißbolzen verfügen.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Rohrleitsystem aus Metallrohren ausgebildet, die im Inneren im Bereich ihres Transportkanals nahtlos, insbesondere nahtlos in Transportrichtung der Schweißbolzen ausgebildet sind. Durch die Verwendung von nahtlos hergestellten Metallrohren, insbesondere im Inneren nahtlos ausgebildeten Metallrohren, wird sichergestellt, dass ein nahezu ungehinderte Transport der Bolzen mittels Druckluft durch den Transportkanal der Metallrohre, also durch die Metallrohre hindurch erfolgen kann. Da es ferner zwischenzeitlich technisch möglich ist, nahtlose Präzisionsrohre zu formen, die entweder einen exakten Innendurchmesser oder alternativ einen exakten Außendurchmesser aufweisen, lässt sich in besonders vorteilhafter Weise ein für den Transport von Schweißbolzen abgestimmtes Rohrleitsystem aus Metallrohren herstellen.
-
In einer werter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rohrleitsystem so ausgebildet, dass eine oder mehrere der Metallrohre über einen geradlinigen Transportabschnitt als auch über einen gebogenen Richtungsänderungsabschnitt verfügen. Durch das Zusammenfügen von Metallrohren mit geradem Transportabschnitt sowie mit gebogenem Richtungsänderungsabschnitt lassen sich über weite Distanzen Förderstrecken herstellen, durch die die Schweißbolzen mittels Druckluft befördert werden können. Die einzelnen Rohre können dabei über Metallmuffen miteinander verbunden sein. In einer alternativen Ausführungsform können die Rohre auch über sogenannte Kupplungsstücke mit ihren benachbarten Rohren verbunden werden.
-
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Rohrleitsystem mit Metallrohren derart ausgebildet, dass die jeweiligen gebogenen Richtungsänderungsabschnitte entlang einem definierten Biegeradius gebogen verlaufen. Vorzugsweise erfolgt eine Richtungsänderung entlang einem Radius in einem Winkel zwischen 0° und 90°.
-
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der Biegeradius (R) bei einer Richtungsänderung von 90° in etwa dem fünf- bis zehnfachen des Innendurchmessers des Metallrohres, vorzugsweise in etwa dem sieben- bis achtfachen des Innendurchmessers des Metallrohres. Auf diese Weise wird ein Richtungsänderungsabschnitt vorgesehen, dessen Krümmung derart ausgebildet ist, dass einerseits ein möglichst ungehinderter Transport des Schweißbolzens und andererseits ein geringer Abrieb im Transportkanal des Metallrohres gewährleistet wird, wodurch wiederum hohe Standzeiten der Rohrleitsysteme gewährleistet werden können. Somit werden gleichzeitig die Wartungskosten und Betriebskosten reduziert.
-
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Rohrleitsystem mehrere voneinander räumlich getrennte Transportwege auf. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, dass ein Hauptrohrstrang und mehrere Nebenrohrstränge durch einen Raum von einem Bolzenspeicher zu mehreren Schweißgeräten verlegt werden. Bevorzugt ist es, wenn das Bolzenbeförderungssystem an den Verzweigungen des Rohrleitungssystems wenigstens eine verstellbare Weiche oder je einen Abzweig aufweist, um einen Schweißbolzen wahlweise entlang der einen oder anderen Transportbahn durch das Rohrleitsystem zu befördern. Durch Verbinden geeigneter Rohrleitsysteme, Weichen und Verzweigungen, lassen sich demnach eine große Anzahl entfernter Schweißgeräte mit einem oder mehreren Bolzenspeichern auf einfache Weise verbinden. Es kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen werden, dass das Bolzenbeförderungssystem und damit das Rohrleitungssystem mit einer Vielzahl von Rohrausgängen ausgestattet ist, die mit räumlich zueinander entfernten Schweißwerkzeugen verbindbar sind, so dass mit dem erfindungsgemäßen Bolzenbeförderungssystem ein Schweißbolzen von einem Bolzenspeicher wahlweise zu einem der Schweißwerkzeuge über das Rohrleitungssystem transportiert werden kann. Weiter bevorzugt ist es, wenn eine programmierbare Steuervorrichtung vorgesehen wird, um die Stellung der Weichen und (sofern veränderbar) die der Abzweigungen im Rohrleitungssystem automatisiert einzustellen, um damit den Transportweg des Schweißbolzens entlang eines vordefinierten Transportpfades im Rohrleitsystem des Bolzenbeförderungssystems zu steuern.
-
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können auch Rohrleitsysteme unterschiedlicher Rohrdurchmesser verwendet werden. So kann das Bolzenbeförderungssystem über wenigstens ein erstes Rohrleitsystem mit einem ersten Innendurchmesser D1 verfügen und ferner über ein zweites Rohrleitsystem mit einem davon abweichenden Innendurchmesser D2 verfügen. Hierdurch können unterschiedlichste Bolzen, z. B. Massebolzen mit unterschiedlicher Geometrie über eine Bolzenzuführvorrichtung befördert werden.
-
Erfindungsgemäß können Bolzenförderstrecken von gewünschter Länge, wie z. B. von wenigen Metern bis über größere Strecken hin, realisiert werden, sofern die Bolzenzuführvorrichtung mit entsprechenden Druckluftaggregaten ausgestattet ist.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass durch das in sich geschlossene Rohrleitsystem aus miteinander verbundenen Rohren ein verhältnismäßig niedriger Druckluftbedarf vonnöten ist, wodurch die Fertigungskosten weiter reduziert werden.
-
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
-
Es zeigen:
-
1 ein schematischer Aufbau einer erfindungsgemäßen Bolzenzuführvorrichtung mit zwei beispielhaften Rohrleitungssystemen;
-
2 zeigt zwei unterschiedliche Ausführungsformen von Metallrohren 6 mit jeweils darüber angeordneten beispielhaften Schweißbolzen 10.
-
In der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird gleichermaßen auf die 1 und 2 Bezug genommen. Die 1 zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht einer Bolzenzuführvorrichtung 1 für ein Bolzenschweißsystem 2, bei dem Schweißbolzen 10, wie diese beispielhaft in 2 gezeigt sind, einem der vier dargestellten Schweißwerkzeuge 20 mittels Druckluft zugeführt werden können. Die Bolzenzuführvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein Bolzenbeförderungssystem 3 auf, welches ein Rohrleitungssystem 5 mit mehreren Beförderungsstrecken umfasst. Im vorliegenden Beispiel gehen zwei Metallrohre 6 von einem Bolzenspeicher 30 weg, wobei unmittelbar am Ausgang des Bolzenspeichers 30 eine Weiche 9 vorgesehen ist. Mit der Weiche 9, lassen sich Bolzen z. B. der Bolzengröße wie in 2 (in der linken oberen Ansicht der 2) gezeigt, in das in der 1 obere Rohrleitungssystem einbringen oder durch Verstellen der Weiche 9 Bolzen 10 der Bolzengröße gemäß der 2 (obere rechte Abbildung der 2) in den unteren Förderstrang des Bolzenbeförderungssystems 3 gemäß der 1 einführen. Die Schweißbolzen 10 werden im Transportkanal 4 des Rohrleitungssystems 5, d. h. der Metallrohre 6 je nach Stellung der Weiche 9 oder der Abzweigung 9' zu einem der Schweißwerkzeuge 20 befördert. Die Einstellung oder Umstellung zur Beförderung der jeweiligen Schweißbolzen 10 kann automatisiert mit der beispielhaft dargestellten programmierbaren Steuerung 40 erfolgen. Es ist ferner ersichtlich, dass das Rohrleitungssystem 5 über Metallrohre 6 verfügt, die geradlinige Transportabschnitte 7 aufweisen, sowie gebogene Richtungsänderungsabschnitte 8. Die Richtungsänderungsabschnitte 8 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel folgen einer Kurve eines Kreissegmentabschnitts mit einem Radius R. Mit T ist die Transportrichtung eines Schweißbolzens im Bereich des oberen linearen Metallrohrabschnitts 7 in der 1 schematisch dargestellt. Statt einem Bolzenspeicher 30 können auch mehrere Bolzenspeicher 30 mit unterschiedlichen Bolzentypen am Bolzenbeförderungssystem 3 angeordnet sein, so dass wahlweise der für die Bearbeitung benötigte Bolzentyp dem Bolzenbeförderungssystem d. h. dem entsprechenden Beförderungsstrang zugeführt werden kann. Wie in 2 ferner ersichtlich ist, ist der Innendurchmesser D1 eines ersten Rohrstranges 6 kleiner ausgebildet als der Innendurchmesser D2 eines davon abweichenden Rohrstranges 6'. Die jeweiligen Rohrstränge 6, 6' sind mit ihrem Transportkanal 4 daher auf die Abmessungen der Schweißbolzen 10 abgestimmt.
-
Ferner können die Metallrohre des Rohrleitungssystems 5 an diversen Stellen fix mittels Verbinder oder Schellen an dafür vorgesehenen Haltepunkten befestigt werden. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Metallrohre 6 aus Ermeto-Rohren mit der Bezeichnung 20 × 2 und der Materialnummer 3255430 oder aus Ermeto-Rohren mit der Bezeichnung 12 × 2 und der Materialnummer 3851417 ausgebildet werden. Als Verbindungselemente können sogenannte Ermeto-G-Verbindungen eingesetzt werden, um das Rohrleitungssystem 5 je nach Bedarf zu verlängern oder zu kürzen. Die Richtungsänderungsabschnitte 8 können auf einfache Weise durch Biegung der Rohre mit einem Biegeradius R mittels Rohrhandbiegegeräte um einen Winkel von z. B. 90° hergestellt werden.
-
Die Erfindung beschränkt sich jedoch in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Vielmehr ist es möglich, eine Anzahl von Varianten vorzusehen, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch macht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2258908 [0002]
- DE 082604065 A1 [0002]
- JP 55030329 A [0004]
