-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißelektrodeneinheit und eine Verfahren zum Schweißen, vorzugsweise zum Buckelschweißen.
-
Solche Schweißelektrodeneinheiten sind beispielsweise aus industriellen Fertigungsanlagen bekannt, in denen bei einer hohen Taktung Werkstücke verschweißt werden. Dabei Vollziehen die Schweißelektroden Vorhubbewegungen, um mit einem zu schweißenden Werkstück in Kontakt zu treten. Es ist dabei zwingend erforderlich, dass die Schweißelektrodeneinheit das Werkstück mit einer Schweißelektrode kontaktiert, um einen für den Schweißprozess notwendigen elektrischen Strom aufrechtzuerhalten. Wird der Kontakt unterbrochen, stoppt der Stromfluss durch die Schweißelektrode, woraufhin der Schweißprozess aussetzt. Ein solches Abreißen des Kontakts zwischen Schweißelektrode und Werkstück erfolgt oftmals zwangsläufig, wenn der Schweißprozess ein Teil des Werkstücks zumindest zeitweise aufschmelzt. Der unterbrochene Schweißprozess wirkt sich dann nachteilig auf die Festigkeit und die Sichtpunktqualität (Oberflächenqualität) der Schweißstelle aus.
-
Um ein kontinuierlichen Schweißprozess zu garantieren, kennt der Stand der Technik Vorrichtungen, wie beispielsweise die aus der Druckschrift
DE 10 2010 005 357 A1 , die für eine Nachsetzbewegung sorgen und das Unterbrechen des Kontakts unterbinden. Der Erfolg der Vorrichtung aus der Druckschrift
DE 10 2010 005 357 A1 ist unter anderem darin begründet, dass der Druck der Schweißelektrode auf das Werkstück im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dafür ist es erforderlich, dass eine Nachsetzeinrichtung in der Schweißstellung über eine Kraftquelle in Position gehalten wird. Dabei wird die Bewegung der Schweißelektrode bestimmt durch eine Kopplung der Nachsetzbewegung mit der Vorhubbewegung. Die
DE 10 2011 113 403 B3 zeigt einen genormten Pneumatik-Zylinder, der für eine Vorhubbewegung einer Nacheinsetzeinrichtung erzeugen kann. Hierbei ist allerdings keine Arretierbarkeit der Nachsetzeinrichtung gegeben. Die
EP 2 218 549 A1 zeigt einen Kniehebel als Verbindungsglied zwischen einem Roboterarm und einem beweglichen Stellglied
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannte Schweißelektrodeneinheit weiter zu verbessern. Insbesondere soll das Konstanthalten des Drucks der Schweißelektrode auf das Werkstück während des Schweißprozesses weiter optimiert werden. Dabei ist es die Absicht, mit der Schweißelektrodeneinheit die Festigkeit in der Schweißstelle genauso zu erhöhen wie ihre Sichtpunktqualität (Oberflächenqualität). Zudem wäre es wünschenswert eine kompakte Schweißelektrodeneinheit zur Verfügung zu stellen, die sich möglichst einfach in eine Fertigungsanlage integrieren lässt.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schweißelektrodeneinheit, wobei die Schweißelektrodeneinheit eine bewegbare Nachsetzeinrichtung umfasst, wobei die Nachsetzeinrichtung ein Kraftspeichermittel aufweist, über das eine direkt oder indirekt mit dem Kraftspeichermittel verbundene Schweißelektrode für deren Nachsetzbewegung mit einer Kraft beaufschlagbar ist, wobei die Nachsetzeinrichtung durch eine Vorhubbewegung in eine Schweißstellung überführbar ist und in der Schweißstellung arretierbar ist.
-
Gegenüber dem Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Schweißelektrodeneinheit den Vorteil, dass die Nachsetzeinrichtung in der Schweißstellung arretierbar ist. Durch die Arretierung wird die Nachsetzbewegung ausschließlich durch das Kraftspeichermittel bestimmt und ist im Wesentlichen unabhängig von anderen potenziellen Parametern, die die Nachsetzbewegung mit beeinflussen könnten. Dies erlaubt es in vorteilhafter Weise den im Schweißprozess eingestellten Druck konstant zu halten.
-
Dabei ist es vorgesehen, dass die Schweißelektrode mit einem zu verschweißenden Werkstück in der Schweißstellung in Kontakt tritt. Dabei ist als bevorzugtes Schweißverfahren ein Buckelschweißen vorstellbar. Vorzugsweise erfolgt die Vorhubbewegung linear. Weiterhin ist denkbar, dass die Schweißelektrodeneinheit Bestandteil einer Fertigungsanlage ist, in der beispielsweise Werkstücke vor dem Verschweißen umgeformt, bevorzugt verfalzt, werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Werkstück um ein Blech, das bereitgestellt werden soll und anschließend im Rahmen des Fertigungsprozesses zunächst geformt und anschließend, beispielsweise zu einer Motorhaube verschweißt wird. Dabei sorgt die Nachsetzbewegung dafür, dass der Kontakt zwischen Schweißelektrode und zu verschweißenden Werkstück, der möglicherweise andernfalls durch das Aufschmelzen in der Schweißstelle unterbrochen werden könnte, aufrecht erhalten bleibt.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Vorhubbewegung von der Nachsetzbewegung entkoppelt ist. Vorzugsweise erfolgen hierbei Vorhubbewegung und Nachsetzbewegung in dieselbe auf ein Werkstück gerichtete Richtung. Durch die Entkopplung wird in vorteilhafter Weise eine Mitbeeinträchtigung der Nachsetzbewegung durch die Vorhubbewegung ausgeschlossen, die sich andernfalls nur schwer vermeiden lässt, da Vorhubbewegung und Nachsetzbewegung vorzugsweise gleichgerichtet sind. Als Konsequenz wird die Kraft, mit der die Schweißelektrode beaufschlagt wird durch das Kraftspeichermittel festgelegt.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Nachsetzeinrichtung mittels einer Kniehebelmechanik
- -- in die Schweißstellung überführbar ist und/oder
- -- in der Schweißstellung arretierbar ist. Mit Hilfe der Kniehebelmechanik lässt sich nicht nur auf einfache Weise die Vorhubbewegung steuern, sondern die Nachsetzeinrichtung in der Schweißstellung derart arretieren, dass die Nachsetzbewegung von der Vorhubbewegung entkoppelt ist. Dabei ist es vorgesehen, dass durch die Kniehebelmechanik eine im Wesentlichen senkrecht zur Vorhubbewegung verlaufende Antriebsbewegung in die Vorhubbewegung der Nachsetzeinrichtung übersetzbar ist. Dies erlaubt es, in vorteilhafter Weise eine Schweißelektrodeneinheit zu realisieren, die platzsparend in eine Fertigungsanlage integrierbar ist. Insbesondere lässt sich durch die Kniehebelmechanik der Hubweg ohne Verringerung der Vorhubkraft steigern.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Schweißelektrodeneinheit derart ausgestaltet ist, dass die Vorhubbewegung zeitversetzt zur Nachsetzbewegung erfolgt. Insbesondere wird die Vorhubbewegung beendet, sobald die Schweißstellung erreicht wird. Erst dann setzen der Schweißprozess und die für das Aufrechthalten des Schweißprozesses erforderliche Nachsetzbewegung ein. Vorzugsweise ist die Kniehebelmechanik durchgestreckt und arretiert die Nachsetzeinrichtung, dessen Kraftspeichermittel dann allein für die Nachsetzbewegung verantwortlich ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine Vorhubrichtung, entlang der die Vorhubbewegung erfolgt, mittels einer Säulenführung festlegbar ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Nachsetzeinrichtung derart mit der Säulenführung verbunden ist, dass die Nachsetzeinrichtung die Säulenführung als eine Art Schienensystem nutzt. Dabei ist es vorstellbar, dass die Nachsetzeinrichtung die Säulenführung zumindest teilweise umgibt und relativ zu ihr bewegbar ist. Durch die Säulenführung wird die Vohubbewegung kontrolliert und die Übertragung der Antriebsbewegung auf die Vorhubbewegung in vorteilhafte Weise unterstützt.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kniehebelmechanik mit einer Kraftquelle verbunden ist, wobei die Vorhubbewegung durch einen Kraftfluss von der Kraftquelle über die Kniehebelmechanik in die Nachsetzeinrichtung steuerbar ist. Vorzugsweise bewirkt die Kraftquelle die Antriebsbewegung und die Kniehebelmechanik überträgt die von der Kraftquelle ausgehende Kraft möglichst verlustfrei auf die Nachsetzeinrichtung für die Vorhubbewegung. Durch die Kniehebelmechanik lässt sich die Kraft in vorteilhafte Weise möglichst direkt bzw. unmittelbar auf die Nachsetzeinrichtung übertragen.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kraftquelle einen Kompressor, eine Pumpe und/oder einen Pneumatikzylinder umfasst. Insbesondere ist die Kraftquelle an die gewünschte bzw. geforderte Vorhubbewegung angepasst. Vorzugsweise ist die Kraftquelle direkt ansteuerbar und/oder an die Taktung in einer Fertigungsanlage angepasst. Insbesondere lässt sich durch die Kniehebelmechanik ein räumlich kleiner Pneumatikzylinder bei gleichzeitiger Steigerung des Hubweges ohne Verringerung der Vorhubkraft realisieren. Dadurch lässt sich eine kompakte Schweißelektrodeneinheit verwirklichen, die sich möglichst einfach in eine Fertigungsanlage integrieren lässt.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Kraftspeichermittel eine Druckfeder, einen Elastomer-, einen Hydraulik und/oder ein weiteren Pneumatikzylinder umfasst. Insbesondere wird das Kraftspeichermittel von der Nachsetzeinrichtung zumindest teilweise umhüllt und bei der Nachsetzeinrichtung bei der Vorhubbewegung mitgeführt. In vorteilhafter Weise lässt sich durch die Wahl einer Federkonstanten der Druckfeder die Kraft, mit der die Schweißelektrode beaufschlagt wird, möglichst optimal an den Schweißprozess bzw. an das zu verschweißende Werkstück anpassen.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Nachsetzeinrichtung
- -- eine Einstellschraube und/oder
- -- ein Sensormittel zur Kraftmessung umfasst. Mittels der Einstellschraube lässt sich in vorteilhafter Weise eine Vorspannkraft für die Nachsetzbewegung festgelegen. Durch das Sensormittel zur Kraftmessung lässt sich unmittelbar überprüfen, ob der Druck konstant ist oder ob eine Nachkorrektur der Vorspannkraft erforderlich ist. Dadurch ist es möglich, dafür zu sorgen, dass der Druck der Schweißelektrode auf das Werkstück während der Schweißprozesses möglichst konstant bleibt, auch wenn durch das Aufschmelzen des Werkstücks dieses Konstanthalten erschwert wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Nachsetzeinrichtung zumindest teilweise von einem Gehäuse ummantelt wird und/oder auf einer Grundplatte angeordnet ist. Insbesondere umfasst das Gehäuse auf einer der Grundplatte abgewandten Seite einen Deckelbereich, an dem das Kraftspeichermittel angeordnet ist. Das Gehäuse hält nicht nur das Kraftspeichermittel, sondern schützt es in vorteilhafter Weise vor schädlichen Umwelteinflüssen, die die Funktionalität des Kraftspeichermittels auf Dauer einschränken könnten.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Schweißelektrode über einen Stößel mit dem Kraftspeichermittel verbunden ist und die Grundplatte eine Aussparung aufweist, durch die der Stößel hindurchführbar ist. Insbesondere ist der Stößel derart am Kraftspeichermittel angeordnet, dass der Stößel und/oder das Kraftspeichermittel zumindest teilweise aus dem Gehäuse herausragt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Stößel passgenau durch die Aussparung führbar ist und dadurch die Vorhubbewegung entlang der Vorhubrichtung in vorteilhafter Weise weiter unterstützt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zwischen Schweißelektroden und Stößel ein Adapter angeordnet ist, wobei der Adapter an ein zu verschweißendes Werkstück anpassbar ist. Dabei ist es vorstellbar, dass sich verschiedene Adapter beispielsweise in ihrer Länge unterscheiden. Abhängig von der Dicke des Werkstücks lässt sich dann der passende Adapter für den jeweiligen Fertigungsprozess wählen. Dadurch lässt sich die Schweißelektrodeneinheit für eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkstücken verwenden. Dies ist besonders für Fertigungsanlagen von Vorteil, in denen unterschiedliche Bauteile geformt und/oder geschweißt werden.
-
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schweißen, vorzugsweise zum Buckelschweißen, wobei eine Schweißelektrode durch eine Vorhubbewegung in eine Schweißstellung überführt wird, wobei eine mit der Schweißelektrode verbunden Nachsetzeinrichtung in der Schweißstellung arretiert wird und die Schweißelektrode für eine Nachsetzbewegung direkt oder indirekt mit einer Kraft beaufschlagt wird.
-
Durch die Arretierung ist die Nachsetzbewegung weitgehend unabhängig von anderen Einflüssen und kann in vorteilhafter Weise allein durch die Wahl des Kraftflussmittels, beispielsweise bei einer Druckfeder durch dessen Federkonstante, bestimmt werden. Insbesondere kann durch die Arretierung darauf verzichtet werden, durch weiteren Kraftaufwand die Nachsetzeinrichtung nach Einnahme der Schweißstellung in ihrer Position zu halten.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Vorhubbewegung von der Nachsetzeinrichtung, vorzugsweise mit einer Kniehebelmechanik, entkoppelt wird. Durch die Entkopplung wird die Nachsetzbewegung allein abhängig vom Kraftspeichermittel und ist daher einfacher und präziser einstellbar.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zum Schweißen, vorzugsweise zum Buckelschweißen, eine Schweißelektrodeneinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet wird. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst feste Schweißstellung realisieren, die zudem erhöhten Anforderungen in Hinblick auf die Sichtpunktqualität gerecht wird.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken
-
Figurenliste
-
- Die 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Schweißeinheit gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Die 2a und 2b zeigen in verschiedenen Seitenansichten jeweils die Schweißelektrodeneinheit gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Grundstellung.
- 2a und 2b zeigen in verschiedenen Seitenansichten jeweils eine Schweißelektrodeneinheit gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Schweißstellung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
-
In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Schweißelektrodeneinheit 100 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine solche Schweißelektrodeneinheit 100 ist beispielsweise Bestandteil einer Fertigungsanlage, in der ein Bauteil für ein Fahrzeug, wie z.B. eine Motorhaube, geformt und gefügt wird. Dabei ist es vorstellbar, dass in der Fertigungsanlage ein oder mehrere Werkstücke 12 zunächst gefalzt und anschließend in einem Schweißprozess in einer Schweißstelle 14 verschweißt werden. Vorzugsweise handelt es sich beim Schweißprozess um einen Buckelschweißprozess. In der Fertigungsanlage ist die Schweißelektrodeneinheit 100 verantwortlich für das Verschweißen. Die Schweißelektrodeneinheit 100 umfasst hierbei eine Schweißelektrode 13, die über einen Adapter 18 an einem Stößel 11 angeordnet ist. In einer in der Figur illustrierten Grundstellung der Schweißelektrodeneinheit 100 ist der Stößel 11 gegenüber eine Grundpatte 5 eingefahren, wodurch die Schweißelektrode 13 beabstandet zu den zu verschweißenden Werkstücken bzw. zu dem zu schweißenden Werkstück 12 angeordnet ist. Um von der Grundstellung in eine Schweißstellung, in der die Schweißelektrode zumindest eines der zu verschweißenden Werkstücke 12 kontaktiert, zu gelangen, ist es vorgesehen, dass der Stößel 11 entlang einer Vorrhubrichtung E eine Vorhubbewegung vollzieht.
-
Vorzugsweise umfasst die Grundplatte 5 der Schweißelektrodeneinheit 100 eine Aussparung, die der Stößel 11 bei seiner Vorhubbewegung passiert bzw. durchschreitet. Dabei ist die Aussparung vorzugsweise passgenau an den Stößel 11 angepasst. Dadurch kann die Führung des Stößels 11 bei seiner Vorhubbewegung unterstützt werden. Dabei ist es vorstellbar, dass der Stößel 11 bereits in der Grundstellung zumindest teilweise aus der Grundplatte 5 herausragt. Durch die Vorhubbewegung soll das Maß des Herausragens derart vergrößert werden, dass die Schweißelektrode 13 am Ende seiner Vorhubbewegung in Kontakt tritt mit dem zu verschweißenden Werkstück 12.
-
Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Stößel 11 über eine Druckfeder 8 mit einer Nachsetzeinrichtung 2 verbunden ist. Vorzugsweise ist die Druckfeder 8 über einen oberen Federbolzen 7 mit der Nachsetzeinrichtung 2 und über einen unteren Federbolzen 9 mit dem Stößel 11 verbunden. Dabei umfasst die Nachsetzeinrichtung 2 ein Gehäuse 17, wobei das Gehäuse 17 auf seiner der Grundplatte 5 abgewandten Seite einen Deckelbereich aufweist, an dessen Innenseite der obere Federbolzen 7 bzw. die Druckfeder 8 befestigt ist. Vorzugsweise umgibt das Gehäuse 17 die Druckfeder 8 hülsenartig, wobei an einem unteren, der Grundplatte 5 zugewandten Ende das Gehäuse 17 eine Öffnung aufweist, aus der der Stößel 11 und/oder die Druckfeder 8 aus dem Gehäuse 17 herausragt.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Nachsetzeinrichtung 2 über eine Kniehebelmechanik 4 zu einer Vorhubbewegung antreibbar ist. Die Nachsetzeinrichtung 2 selbst ist dabei derart an eine Säulenführung 3 gekoppelt, dass die Säulenführung 3 die Vorhubrichtung bei der Vorhubbewegung vorgibt. Vorzugsweise umfasst bzw. umgreift zumindest ein Teil der Nachsetzeinrichtung 2, insbesondere ein Teil des Gehäuses 17, dazu die Säulenführung 3. Die Säulenführung 3 ist vorzugsweise ebenfalls an der Grundplatte befestigt.
-
In 2a und 2b ist die Schweißelektrodeneinheit 100 der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in zwei verschiedenen Seitenansichten in einer Grundstellung dargestellt. Dabei ist in 2b ein Teil des Gehäuses 17 nicht dargestellt, um den Blick auf die Druckfeder 8 freizugeben. Für die Vorhubbewegung der Nachsetzeinrichtung 2 und damit für den Stößel 11 aus der Grundstellung ist es vorgesehen, dass die Kniehebelmechanik 4 eine im Wesentlichen senkrecht zur Vorhubrichtung verlaufende Antriebsbewegung bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Vorhubbewegung gerichtete Antriebskraft in die Vorhubbewegung übersetzt. Damit wird über die Kniehebelmechanik 4 die Vorhubbewegung gesteuert.
-
Die Kniehebelmechanik 4 setzt sich im Detail vorzugsweise aus
- -- einer um eine erste Gelenkachse A verschwenkbaren ersten Schwinge 41 und
- -- einer um eine zweite Gelenkachse B verschwenkbare zweiten Schwinge 42 zusammen, wobei erste und zweite Schwinge 41 und 42 derart miteinander verbunden sind, dass die erste Schwinge 41 relativ zur zweiten Schwinge 42 um eine dritte Gelenkachse C verschwenkbar ist. Insbesondere sind die erste und die zweite Gelenkachse A und B entlang einer parallel zur Vorhubrichtung verlaufenden Richtung angeordnet, wobei
- -- die erste Schwinge 41 um die erste Gelenkachse A verschwenkbar an der entlang der Vorhubrichtung bewegbaren Nachsetzeinrichtung 2 und
- -- die zweite Schwinge 42 um die zweite Gelenkachse B an einer ortsfesten Gerüststruktur 15
angelenkt ist. Dadurch ist es möglich, dass durch eine im Wesentlichen senkrecht zur Vorhubrichtung verlaufende Antriebsbewegung, die die dritte Gelenkachse C vollzieht, ein Abstand zwischen der ersten Gelenkachse A und der zweiten Gelenkachse B variierbar ist, wodurch schließlich die Nachsetzeinrichtung 2 entlang der Vorhubrichtung E bewegbar ist. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Antriebsbewegung durch einen Pneumatikzylinder 6 eingeleitet wird. Für eine Bewegung der Nachsetzeinrichtung 2 in Richtung Grundplatte 5 wird ein Kolben des Pnaumatikzylinders 6 ausgefahren, die erste Schwinge 41 im Uhrzeigersinn verschwenkt und der Abstand zwischen erster Gelenkachse A und der zweiten Gelenkachse B vergrößert. Der Kolben ist dabei vorzugsweise an der ersten Schwinge 41 um eine dritte Gelenkachse C schwenkbar angelenkt. Bei der Antriebsbewegung des Kolbens bewegt sich die dritte Gelenkachse C zumindest teilweise auf einer kreisförmigen Bahn. Um die Schwenkbewegung der ersten Schwinge A bewirken zu können ist es daher erforderlich, dass der Kolben bei seiner Antriebsbewegung zumindest teilweise dieser kreisförmigen Bahn folgt. Dazu ist der Pneumatikzylinder 6 vorzugsweise an der Grundplatte um eine vierte Gelenkachse D schwenkbar angelenkt, wodurch der Kolben während seiner Antriebsbewegung seine Neigung relativ zur Grundplatte 5 anpasst.
-
In den 3a und 3b ist die Schweißelektrodeneinheit 100 in der Schweißstellung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in zwei verschieden Seitenansichten dargestellt. In der Schweißstellung ist die Vorhubbewegung beendet. Die Vorhubbewegung von Nachsetzeinrichtung und damit des Stößels 11 wird vorzugsweise beendet, sobald die Kniegelenkmechanik 4 durchgestreckt ist, d.h. die erste, die zweite und die dritte Gelenksachse A,B und C entlang der parallel zur Vorhubrichtung E verlaufenden Richtung angeordnet sind. Insbesondere wird die Nachsetzeinrichtung 2, vorzugsweise bei einer durchgestreckten Kniehebelmechanik 4, in der Schweißstellung mittels der Kniehebelmechanik 4 arretiert.
-
Sobald die Schweißstellung erreicht wird, ist die durch die Kniehebelmechanik 4 gesteuerte Vorhubbewegung beendet. Eine sich anschließenden Nachsetzbewegung ist insbesondere unabhängig von der Vorhubbewegung. Für die im Schweißprozess erforderliche Nachsetzbewegung sorgt ein Kraftspeichermittel, das in der dargestellten ersten beispielhaften Ausführungsform durch die Druckfeder 8 gebildet wird. Dabei ist es vorgesehen, dass über die Dauer des Schweißprozesses die Schweißelektrode 13 mit einer im Wesentlichen konstanten Kraft bzw. mit einem im Wesentlichen konstanten Druck auf eine Schweißstelle 14 einwirkt. Hierdurch wird ein bei einem Schweißprozess systembedingt auftretendes Aufschmelzen des Werkstücks 12 im Bereich der Schweißstelle 14 (wegmäßig) über die von der Druckfeder 8 bewirkte Nachsetzbewegung ausgeglichen. Die durch die Druckfeder 8 auf den Stößel 11 wirkende Kraft lässt sich dabei optional mit Hilfe eine Einstellschraube 1 einstellen, wobei mittels der Einstellschraube 1 eine Vorspannkraft einstellbar bzw. festlegbar ist, mit der die Schweißelektrode 13 auf das Werkstück 12 drückt.
-
Insbesondere verfügt die Schweißelektrodeneinheit 100 über ein Sensormittel 10 zur Kraftmessung, das vorzugsweise zwischen dem unteren Federbolzen 9 und dem Stößel 11 angeordnet ist. Dadurch lässt sich auf vorteilhafte Weise die Krafteinwirkung der Schweißelektrode 13 auf das Werkstück 12 kontrollieren und gegebenenfalls durch die Einstellschraube 1 korrigieren bzw. optimieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Einstellschraube
- 2
- Nachsetzeinrichtung
- 3
- Säulenführung
- 4
- Kniehebelmechanik
- 5
- Grundplatte
- 6
- Pneumatikzylinder
- 7
- oberer Federbolzen
- 8
- Druckfeder
- 9
- unterer Federbolzen
- 10
- Sensormittel zur Kraftmessung
- 11
- Stößel
- 12
- Werkstück
- 13
- Schweißelektrode
- 14
- Schweißstelle
- 15
- Gerüststruktur
- 16
- Zylinderachse
- 17
- Gehäuse
- 18
- Adapter
- 41
- erste Schwinge
- 42
- zweite Schwinge
- A
- erster Gelenkachse
- B
- zweiter Gelenkachse
- C
- dritter Gelenkachse
- D
- vierter Gelenkachse
- E
- Vorhubrichtung
