-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Widerstandschweißen mit einer Widerstandsschweißelektrode, die zum Anschweißen einer Komponente an einer Stahlplatte sowie zum Verschweißen einer Vielzahl von Stahlplatten miteinander mittels Punktschweißen eingerichtet ist.
-
Technischer Hintergrund
-
In dem japanischen Patent No.
JP 3 885 213 B2 wird beschrieben, dass, wenn eine Komponente in einen Aufnahmezylinder eingepasst wird, der Aufnahmezylinder verschoben wird, um die Komponente an eine Stahlplatte als einem Gegenstück zu pressen, eine Elektrode, die in dem Aufnahmezylinder angeordnet ist, relativ zu dem Aufnahmezylinder verschoben wird, um so die Komponente anzupressen, und dann Schweißstrom zugeführt wird, um die Komponente an der Stahlplatte anzuschweißen.
-
Die Patentdokumente
JP H06-55 279 A und
US 2004 0 238 500 A1 zeigen weitere Widerstandsschweißelektroden gemäß dem Stand der Technik.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Bei der in dem japanischen Patent No.
JP 3 885 213 B2 offenbarten Technologie ist ein Abstand zwischen der in den Aufnahmezylinder eingeführten Komponente und der Elektrode in einem Bereitschaftszustand groß. So wird der Haltezylinder bei dem Schweißvorgang über eine sehr lange Strecke geschoben, so dass ein Schweißzyklus, der zum Anschweißen einer Komponente erforderlich ist, verlängert wird. Daher ist Verbesserung hinsichtlich der Produktivität erforderlich. Des Weiteren können mit der in dem japanischen Patent No. 3885213 offenbarten Struktur, obwohl die Komponente an der Stahlplatte angeschweißt werden kann, nicht mehrere Stahlplatten mittels Punktschweißen integral verbunden werden.
-
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben aufgeführten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe derselben besteht darin, unter Verwendung einer einzelnen Widerstandsschweiß-Elektrode eine Komponente an einer Stahlplatte als einem Gegenstück anzuschweißen und eine Vielzahl von Stahlplatten mittels Punktschweißen integral zu verbinden.
-
Lösung des Problems
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Widerstandschweißen mit einer Widerstandsschweiß-Elektrode geschaffen, wobei die Widerstandsschweiß-Elektrode umfasst:
- einen isolierten Zylinder, der aus einem isolierenden Material besteht, wobei der isolierte Zylinder eine isolierte Endfläche an einer Endfläche desselben aufweist;
- eine Elektrode, die aus einem länglichen Element mit einem kreisförmigen Querschnitt besteht, wobei die Elektrode in einem Zustand, in dem sie in einer Richtung einer Elektrodenachse verschoben werden kann, in den isolierten Zylinder eingeführt ist und die Elektrode eine Pressfläche an einer Endfläche derselben aufweist;
- ein Drück-Element, das so eingerichtet ist, dass es eine Schiebekraft auf den isolierten Zylinder ausübt, so dass der isolierte Zylinder in Bezug auf die Elektrode verschoben wird;
- eine Begrenzungseinrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie eine Strecke, um die die isolierte Endfläche des isolierten Zylinders in Bezug auf die Pressfläche der Elektrode verschoben wird, auf eine vorgegebene Strecke einstellt,
- wobei ein aufnehmender Vertiefungsabschnitt, der eine vorgegebene Tiefe hat, durch die Pressfläche der Elektrode, die um die vorgegebene Strecke in Bezug auf die isolierte Endfläche des isolierten Zylinders einfährt, und eine Innenfläche des isolierten Zylinders gebildet wird, und die vorgegebene Tiefe des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts so festgelegt wird, dass eine in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt aufgenommene Komponente in einem Zustand, in dem die Komponente in engem Kontakt mit der Pressfläche der Elektrode ist, von der isolierten Endfläche des isolierten Zylinders vorsteht,
- und die Vorrichtung mit der Widerstandsschweiß-Elektrode eingerichtet ist, die folgenden verschiedenen Schweiß-Modi durchzuführen:
- einem Modus zum Anschweißen einer Komponente, in dem die in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt aufgenommene Komponente an eine Stahlplatte gepresst wird, um die Komponente an der Stahlplatte anzuschweißen; und
- einem Modus zum Punktschweißen, in dem die isolierte Endfläche des isolierten Zylinders und die Pressfläche der Elektrode an eine Stahlplatte einer Vielzahl einander überlappender Stahlplatten gepresst werden, um die Stahlplatten miteinander zu verschweißen.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Beispielsweise wird die Komponente, wie eine vorstehende Mutter, in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt, der durch die Pressfläche und die Innenfläche des isolierten Zylinders gebildet wird, in einem Zustand aufgenommen, in dem die Komponente in engem Kontakt mit der Pressfläche ist und teilweise von der isolierten Endfläche des isolierten Zylinders vorsteht. Daher wird, wenn die Widerstandsschweiß-Elektrode auf die Stahlplatte zu bewegt wird, die Komponente in Kontakt mit der Stahlplatte gebracht und zwischen der Pressfläche und der Stahlplatte eingeschlossen. Anschließend wird Schweißstrom zugeführt, um das Schweißen durchzuführen. So ist die Komponente sicher zwischen der Pressfläche und der Stahlplatte eingeschlossen, und daher fällt ein unproduktiver Vorgang des Verringerns von Zwischenraum zwischen der Pressfläche der Elektrode und der Komponente weg, so dass ein Zyklus-Zeitraum des Schweißvorgangs verkürzt wird. Eine derartige Verkürzung des Zyklus-Zeitraums bewirkt Verbesserung der Produktivität.
-
Die Komponente wird in einem Zustand an der Stahlplatte angeschweißt, indem sie teilweise von der isolierten Endfläche des isolierten Zylinders vorsteht. So kann auch nach Abschluss des Schweißens ein Zwischenraum zwischen der isolierten Endfläche und der Stahlplatte gewährleistet werden. Daher ist die isolierte Endfläche von dem verschweißten Abschnitt mit der höchsten Temperatur beabstandet. In diesem Zustand kann thermische Schädigung an des Endflächenabschnitts des isolierten Zylinders verhindert werden.
-
Um die Tiefe des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts auf den vorgegebenen Wert einzustellen, sind die Begrenzungseinrichtung und das Drückelement vorhanden. Das Drückelement ist so eingerichtet, dass es eine Schiebekraft auf den isolierten Zylinder ausübt, so dass der isolierte Zylinder in Bezug auf die Elektrode geschoben wird. Die Begrenzungseinrichtung ist so eingerichtet, dass sie eine Strecke, über die die isolierte Endfläche des isolierten Zylinders in Bezug auf die Pressfläche der Elektrode geschoben wird, auf eine vorgegebene Strecke einstellt. Daher kann die Tiefe des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts genau eingestellt werden, so dass der Zustand, in dem die in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt eingeführte Komponente sicher in engem Kontakt mit der Pressfläche gehalten wird, sicher hergestellt werden kann und die Komponente teilweise von der isolierten Endfläche vorsteht. Über diesen engen Kontakt wird die Komponente in Kontakt mit der Stahlplatte gebracht, und wird die Komponente gleichzeitig sicher zwischen der Pressfläche und der Stahlplatte eingeschlossen. Durch das Vorstehen der Komponente kann die thermische Schädigung des Endflächenabschnitts des isolierten Zylinders verhindert werden.
-
Bei integralem Verbinden der Vielzahl einander überlappender Stahlplatten miteinander mittels Punktschweißen wird mit dem Vorwärtsschieben der Widerstandsschweiß-Elektrode zunächst die isolierte Endfläche des isolierten Zylinders in engen Kontakt mit einer Fläche der Stahlplatte gebracht und dann die Pressfläche in engen Kontakt mit der Stahlplatte gebracht. Schweißstrom wird zugeführt, während die isolierte Endfläche und die Pressfläche so an die Stahlplatte gepresst werden, um das Punktschweißen durchzuführen. Abschnitte der Stahlplatten, die der Pressfläche entsprechen, werden zum Schmelzen gebracht, jedoch wird ein direkter Wärmefluss zu der isolierten Endfläche verringert. Daher wird die isolierte Endfläche weniger erhitzt, wodurch die Lebensdauer des isolierten Zylinders verbessert wird. Des Weiteren wird die isolierte Endfläche nicht direkt in Kontakt mit dem geschmolzenen Abschnitt gebracht, so dass eine thermische Auswirkung auf die isolierte Endfläche verringert wird.
-
Der Modus zum Anschweißen einer Komponente und der Modus zum Punktschweißen werden, wie oben beschrieben, unter Einsatz der einen Elektrode mit Sicherheit ermöglicht.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
- 1A ist eine Schnittansicht einer Widerstandsschweiß-Elektrode entlang einer Elektrodenachse.
- 1B ist eine Schnittansicht der Widerstandsschweiß-Elektrode entlang der Linie B-B in 1A.
- 1C ist eine Unteransicht eines isolierten Zylinders.
- 1 D ist eine vergrößerte Schnittansicht, die der Darstellung der Umgebung eines aufnehmenden Vertiefungsabschnitts dient.
- 2A ist eine Schnittansicht, die der Darstellung eines Modus zum Anschweißen einer Komponente dient.
- 2B ist eine Schnittansicht, die der Darstellung eines Modus zum Punktschweißen dient.
- 2C ist eine Teilseitenansicht, die der Darstellung einer anderen Form einer Endfläche einer Elektrode dient.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Im Folgenden wird eine Widerstandsschweiß-Elektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
[Ausführungsform]
-
1A bis 1D und 2A bis 2C sind Darstellungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Die Widerstandsschweiß-Elektrode der Ausführungsform kann als eine bewegliche Elektrode oder eine stationäre Elektrode betrieben werden. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Widerstandsschweiß-Elektrode als die bewegliche Elektrode.
-
Zunächst wird eine Komponente beschrieben.
-
Als die mittels der Widerstandsschweiß-Elektrode der Ausführungsform anzuschweißende Komponente gibt es eine große Vielfalt von Komponenten, wie beispielsweise eine vorstehende Mutter und eine Ringscheibe mit einem Schweißbuckel. In dem vorliegenden Fall wird eine vorstehende Mutter 50 als die Komponente eingesetzt. Die vorstehende Mutter 50 weist ein Gewindeloch auf, das in der Mitte eines viereckigen Körpers ausgebildet ist. Die vorstehende Mutter 50 weist eine plane obere Fläche und eine plane untere Fläche auf, und Schweißbuckel 51 sind an vier Ecken der unteren Fläche ausgebildet. In der folgenden Beschreibung kann die vorstehende Mutter der Einfachheit halber als die Mutter bezeichnet werden.
-
Im Folgenden wird die Widerstandsschweiß-Elektrode als Ganzes beschrieben.
-
Eine Widerstandsschweiß-Elektrode 1 wird als Ganzes an einem Befestigungselement 2 befestigt, das so eingerichtet ist, dass es mit einer Dreheinrichtung zum Ausfahren und Einfahren (nicht dargestellt) gedreht wird, um es ein- und auszufahren.
-
Eine Elektrode 3 wird hergestellt, indem eine Kupferlegierung, wie beispielsweise Kupfer-Chrom-Legierungen, zu einem länglichen Element mit einem kreisförmigen Querschnitt geformt wird. Ein isolierter Zylinder 4 wird hergestellt, indem ein isolierendes Material, wie beispielsweise ein Phenolharz, in eine zylindrische Form gebracht wird. Die Elektrode 3 wird in einem Zustand, in dem sie in einer Richtung einer Elektrodenachse O-O verschoben werden kann, in den isolierten Zylinder 4 eingeführt.
-
Die Elektrode 3 weist einen Abschnitt 5 mit großem Durchmesser, einen Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser sowie einen Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser auf. Konkret werden der Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser und der Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser in den isolierten Zylinder 4 eingeführt. Daher besteht ein Aufbau der Widerstandsschweiß-Elektrode 1 hauptsächlich darin, dass die Elektrode 3 in den isolierten Zylinder 4 eingeführt ist.
-
Im Folgenden wird ein aufnehmender Vertiefungsabschnitt beschrieben.
-
Eine Pressfläche 8 ist an einer Endfläche des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser der Elektrode 3 ausgebildet, und eine isolierte Endfläche 9 ist an einer Endfläche des isolierten Zylinders 4 ausgebildet. Die Pressfläche 8 befindet sich an einer Position, die in Bezug auf die isolierte Endfläche 9 zurückgesetzt ist. Bei einer derartigen Positionsbeziehung wird ein aufnehmender Vertiefungsabschnitt 11 durch die Pressfläche 8 und eine Innenfläche 10 des isolierten Zylinders 4 gebildet.
-
Eine Tiefe D des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11 ist in der Richtung der Elektrodenachse O-O definiert und als ein Abstand zwischen der Pressfläche 8 und der isolierten Endfläche 9 festgelegt. Die Tiefe D wird auf einen Wert festgelegt, durch den die Mutter 50 an einer Seite der Schweißbuckel in einem Zustand von der isolierten Endfläche 9 vorsteht, indem eine obere Fläche der Mutter 51 in engem Kontakt mit der Pressfläche 8 ist.
-
Das heißt, die Positionsbeziehung wird so festgelegt, dass der isolierte Zylinder 4 in Bezug auf die Elektrode 3 vorsteht bzw. ausgefahren ist, und eine Begrenzungseinrichtung ist vorhanden, um eine derartige Positionsbeziehung einzustellen. Die Begrenzungseinrichtung ist so eingerichtet, dass sie ein Maximum des Maßes, um das der isolierte Zylinder 4 in Bezug auf die Elektrode 3 vorsteht oder der Strecke, um die er ausfährt, festlegt. Es gibt zahlreiche verschiedene Beispiele für den Aufbau der Begrenzungseinrichtung, die eingesetzt werden können, so beispielsweise den Aufbau, bei dem ein vorstehendes Element der Elektrode in ein Führungsloch eingepasst wird, das in dem isolierten Zylinder 4 ausgebildet ist, oder den Aufbau, bei dem ein vorstehendes Element, das an dem isolierten Zylinder 4 ausgebildet ist, in ein Führungsloch eingepasst wird, das in einem weiter unten beschriebenen schützenden Zylinder ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ersterer Aufbau eingesetzt.
-
Das heißt, vorstehende Elemente 14, die an dem Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser ausgebildet sind, werden in Führungslöcher 13 in Form von Langlöchern eingeführt, die in dem isolierten Zylinder 4 in der Richtung der Elektrodenachse O-O ausgebildet sind. Die vorstehenden Elemente 14 sind Kopfabschnitte von Schrauben, die in den Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser eingeschraubt sind. Eine Druck-Schraubenfeder 15 als ein Drückelement ist zwischen eine innere Endfläche des isolierten Zylinders 4 und einen Grenzabschnitt zwischen dem Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser und dem Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser eingesetzt. Aufgrund von Spannung der Druck-Schraubenfeder 15 werden obere Endabschnitte der Führungslöcher 13 an die vorstehenden Elemente 14 gepresst. Damit wird die Tiefe D des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11 festgelegt. Anstelle der Druck-Schraubenfeder 15 kann ein Drückelement eingesetzt werden, das so funktioniert, dass eine Schiebekraft mittels Druckluft erzeugt wird.
-
Die Begrenzungseinrichtung umfasst, wie aus der obenstehenden Beschreibung ersichtlich wird, die Führungslöcher 13, die vorstehenden Elemente 14 sowie die Druck-Schraubenfeder 15.
-
1B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1A, und 1C ist eine Unteransicht des isolierten Zylinders 4. Des Weiteren ist 1 D eine vergrößerte Ansicht der Umgebung des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11.
-
Permanentmagneten 16 sind in der Nähe eines vorderen Endes des isolierten Zylinders 4 eingebettet, so dass die in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeführte Mutter 50 in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 gehalten wird. Die Permanentmagneten 16 sind an Positionen befestigt, die von dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 1 schräg nach oben verschoben sind, so dass die obere Fläche der Mutter 50 in engem Kontakt mit der Pressfläche 8 der Elektrode 3 gehalten wird. Dadurch wirkt eine nach oben gerichtete Anziehungskraft entlang der Elektrodenachse O-O auf die Mutter 50.
-
Im Folgenden wird eine Luftkühl-Struktur beschrieben.
-
Ein Luftkanal 18, mit dem ein Zuführschlauch 17 verbunden ist, ist in dem Mittelabschnitt der Elektrode 3 ausgebildet. Luft-Ausstoßkanäle 19, die schräg verlaufen, sind mit einem vorderen Endabschnitt des Luftkanals 18 verbunden und öffnen sich zu einer Außenumfangsfläche des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser in der Nähe der Pressfläche 8. Wenn die Widerstandsschweiß-Elektrode 1 angepresst und ihr Strom zugeführt wird, wird, wie weiter unten beschrieben, Druckluft über den Zuführschlauch 17 zugeführt und über jeden Luft-Ausstoßkanal 19 ausgeblasen.
-
Über Ausström-Nuten 12, die in der isolierten Endfläche 9 in einer Durchmesserrichtung ausgebildet sind, steht der aufnehmende Vertiefungsabschnitt 11 mit einer Außenumfangsseite des isolierten Zylinders 4 in Verbindung. Die ausgeblasene Luft tritt durch einen Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser hindurch und wird in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeblasen, um so einen verschweißten Abschnitt und den vorderen Endabschnitt des isolierten Zylinders 4 zu kühlen. Wenigstens zwei Luft-Ausstoßkanäle 19 sind schräg ausgebildet. So strömt die Luft ungehindert durch den Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser und kühlt damit einen ausgedehnten Bereich.
-
Im Folgenden wird der übrige Aufbau beschrieben.
-
Es ist eine stationäre Elektrode 21 vorhanden, die mit der Widerstandsschweiß-Elektrode 1 ein Paar bildet, und eine Stahlplatte ist an der stationären Elektrode 21 positioniert. Wenn die Mutter 50 an der Stahlplatte angeschweißt wird,, wird ein Teil der Stahlplatte 22 an der stationären Elektrode 21 positioniert. Wenn hingegen eine andere Stahlplatte 23 mittels Punktschweißen an der Stahlplatte 22 angeschweißt wird, wird die andere Stahlplatte 23 überlappend auf der Stahlplatte 2 positioniert. Drei oder mehr Stahlplatten können einander überlappen und an der stationären Elektrode 21 positioniert werden.
-
Die Endfläche des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser ist als die Pressfläche 8 ausgebildet, die eine plane Fläche ist, jedoch kann die Pressfläche 8, wie in 2C dargestellt, als eine sphärische Fläche 24 ausgebildet sein.
-
Ein schützender Zylinder 25, der aus einem zylindrischen Element aus rostfreiem Stahl besteht, ist mit Befestigungsschrauben 26 an dem Abschnitt 5 mit großem Durchmesser befestigt. Der schützende Zylinder 25 erstreckt sich zu einem Abschnitt unterhalb der Führungslöcher 13 und verhindert so das Eindringen von Verunreinigungen, wie beispielsweise Bruchstücken aus Eisen oder Schweißspritzern, in die Führungslöcher 13. Der isolierte Zylinder 4 ist gleitend in den schützenden Zylinder 25 eingeführt.
-
Wenn die Pressfläche 8 häufig an die Mutter 50 und die Stahlplatte 23 gepresst wird, kann es zu Verschleiß oder Beschädigung der Pressfläche 8 kommen. Angesichts dessen ist es vorteilhaft, ein Austauschplättchen für die Pressfläche 8 abnehmbar an einem vorderen Ende des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser anzubringen, so beispielsweise mit einer Schraubstruktur.
-
Im Folgenden werden Modi zum Schweißen beschrieben.
-
2A ist eine Darstellung eines „Modus zum Anschweißen einer Komponente“, in dem die Mutter 50 an der Stahlplatte 22 angeschweißt wird. Die in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeführte Mutter 50 wird von den Permanentmagneten 16 angezogen, so dass die obere Fläche der Mutter 50 in engen Kontakt mit der Pressfläche 8 gebracht wird und die Mutter 50 an der Seite der Schweißbuckel 51 von der isolierenden Endfläche 9 vorsteht. Wenn die Widerstandsschweiß-Elektrode 1 in einem solchen Zustand nach unten bewegt wird, werden die Schweißvorsprünge 51 an die Stahlplatte 22 gepresst, ohne eine Position der Elektrode 3 und des isolierten Zylinders 4 zueinander zu verändern. Das heißt, die Pressfläche 8 wird in engem Kontakt mit der oberen Fläche der Mutter 50 gehalten, und daher wird die Mutter 50 zur gleichen Zeit, zu der die Schweißbuckel 51 die Stahlplatte 22 erreichen, fest zwischen der Pressfläche 8 und der Stahlplatte 22 eingeschlossen. Die Mutter 50 kann dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 manuell von einer Bedienungsperson, in Form einer Stangenzufuhr einer Komponenten-Zuführvorrichtung oder mit anderen Mitteln zugeführt werden.
-
Wenn in diesem eingeschlossenen Zustand Schweißstrom zugeführt wird, werden die Schweißbuckel 51 und die Stahlplatte 22 zum Schmelzen gebracht, und Abschnitte, die den Schweißbuckeln 51 entsprechen, werden an der Stahlplatte 22 angeschweißt. Zu einem Zeitpunkt vor oder nach dem Schweißen wird über jeden Luft-Ausstoßkanal 19 Kühlluft ausgeblasen. Nach Abschluss des Schweißens wird dann ein Luftspalt C zwischen der isolierten Endfläche 9 und der Stahlplatte 22 gewährleistet. Eine Länge um die die Mutter 50 an der Seite der Schweißbuckel 51 vorsteht, wenn die Mutter 50 in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeführt ist, wird im Voraus so festgelegt, dass ein Luftspalt C gewährleistet werden kann. Die Höhe der Schweißbuckel 51 verschwindet mit dem Schmelzen, und daher wird eine derartige Vorstehlänge so festgelegt, dass der Hauptkörper der Mutter 30 teilweise von der isolierenden Endfläche 9 vorsteht. Damit ist der Luftspalt C gewährleistet. Die verschweißten Abschnitte sind in schwarzer Farbe dargestellt und jeweils mit dem Bezugszeichen 27 gekennzeichnet.
-
Die über jeden Luft-Ausstoßkanal 19 ausgeblasene Kühlluft tritt durch einen Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser hindurch, wird in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 ausgeblasen und über den Luftspalt C und die Ausström-Nuten 12 nach außen ausgestoßen. Aufgrund eines derartigen Stroms der Kühlluft werden die verschweißten Abschnitte 27 mit Luft gekühlt, und Schweißspritzer und dergleichen werden über die Ausström-Nuten 12 nach außen ausgestoßen.
-
Nach Abschluss des oben dargestellten Modus zum Anschweißen einer Komponente wird das Verschweißen der Mutter im Anschluss durchgeführt, oder es wird ein Modus zum Punktschweißen durchgeführt, wie er weiter unten beschrieben ist.
-
2B ist eine Darstellung eines „Modus zum Punktschweißen“, indem eine andere Stahlplatte 23 mittels Punktschweißen mit der Stahlplatte 22 verschweißt wird. Wenn die Widerstandsschweiß-Elektrode 1 in einem Zustand nach unten bewegt wird, in dem die Mutter nicht in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeführt ist, wird die isolierte Endfläche 9 an eine Oberfläche der Stahlplatte 23 gepresst, ohne die Position der Elektrode 3 und des isolierten Zylinders 4 zueinander zu ändern. Wenn von diesem Punkt ausgehend die Widerstandsschweiß-Elektrode1 weiter nach unten bewegt wird, wird die Pressfläche 8 näher an die Oberfläche der Stahlplatte 23 gebracht, wobei die Elektrode 3 die Druck-Schraubenfeder 15 zusammendrückt und damit der Raum des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11 verringert wird. Anschließend wird die Pressfläche 8 ebenfalls an die Stahlplatte 23 gepresst und danach wird der Schweißstrom zugeführt. So wird ein Abschnitt, in dem die Stahlplatte 23 und die Stahlplatte 22 in engem Kontakt miteinander sind, zum Schmelzen gebracht, so dass sie miteinander verschweißt werden. Zu einem Zeitpunkt vor oder nach dem Schweißen wird die Kühlluft über jeden der Luft-Ausstoßkanäle 19 geblasen. Der verschweißte Abschnitt ist in schwarzer Farbe dargestellt und mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet.
-
Die über jeden Luft-Ausstoßkanal 19 ausgestoßene Kühlluft tritt durch den Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser hindurch, wird in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 ausgeblasen und über die Ausström-Nuten 12 abgeleitet. Wenn der Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser weitergeschoben wird und kein Raum mehr in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 vorhanden ist, werden die Pressfläche 8 und die isolierte Endfläche 9 in engen Kontakt mit der Stahlplatte 23 gebracht und wird die Kühlluft über die Ausström-Nuten 12 abgeleitet. Bei diesem Strom der Kühlluft wird der verschweißte Abschnitt 28 mit Luft gekühlt, und Schweißspritzer und dergleichen werden über die Ausström-Nuten 12 nach außen abgeleitet.
-
Nach Abschluss des oben beschriebenen Modus zum Punktschweißen wird das Punktschweißen weiter durchgeführt, oder der oben erwähnte Modus zum Anschweißen einer Mutter wird durchgeführt.
-
Im Folgenden werden die Funktionen und Effekte der oben beschriebenen Ausführungsform aufgeführt.
-
Die vorstehende Mutter 50 wird in dem aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11, der durch die Pressfläche 8 und die Innenfläche 10 des isolierten Zylinders gebildet wird, in dem Zustand aufgenommen, in dem die obere Fläche der Mutter 50 in engem Kontakt mit der Pressfläche 8 gehalten wird und die Mutter 50 an der Seite der Schweißbuckel 51 teilweise von der isolierten Endfläche 9 des isolierten Zylinders 4 vorsteht. Daher wird, wenn die Widerstandsschweiß-Elektrode 1 auf die Stahlplatte 22 zu bewegt wird, die Mutter 50 in Kontakt mit der Stahlplatte 22 gebracht und wird gleichzeitig zwischen der Pressfläche 8 und der Stahlplatte 22 eingeschlossen. Danach wird der Schweißstrom zugeführt, um das Schweißen durchzuführen. So wird die Mutter 50 sicher zwischen der Pressfläche 8 und der Stahlplatte 22 eingeschlossen, und dadurch fällt ein unproduktiver Vorgang zum Verringern von Zwischenraum zwischen der Elektroden-Pressfläche 8 und der Mutter50 weg, so dass ein Zyklus-Zeitraum für den Schweißvorgang verkürzt wird. Diese Verkürzung des Zyklus-Zeitraums bewirkt Verbesserung der Produktivität.
-
Die Mutter 50 wird an der Stahlplatte 22 in dem Zustand angeschweißt, in dem sie teilweise von der isolierten Endfläche 9 des isolierten Zylinders 4 vorsteht. So kann selbst nach Abschluss des Schweißens der Luftspalt C zwischen der isolierten Endfläche 9 und der Stahlplatte 22 gewährleistet werden. Daher ist die isolierte Endfläche 9 von den verschweißten Abschnitten 27 beabstandet, die jeweils die höchste Temperatur aufweisen. Durch diesen Zustand kann thermische Schädigung des Endflächenabschnitts des isolierten Zylinders 4 verhindert werden.
-
Um die Tiefe D des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11 auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, sind die Begrenzungseinrichtung und die Druck-Schraubenfeder (Drückelement) 15 vorhanden. Die Begrenzungseinrichtung ist so eingerichtet, dass sie eine Strecke, um die der isolierte Zylinder 4 in Bezug auf die Pressfläche 8 verschoben wird, auf die vorgegebene Strecke D einstellt, und die Druck-Schraubenfeder 15 ist so eingerichtet, dass sie eine Kraft zum Verschieben auf den isolierten Zylinder 4 ausübt. Daher kann die Tiefe D des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 11 genau eingestellt werden, so dass der Zustand, in dem die Mutter 50, die in den aufnehmenden Vertiefungsabschnitt 11 eingeführt ist, sicher in engem Kontakt mit der Pressfläche 8 ist und die Mutter 50 teilweise von der isolierenden Endfläche 9 vorsteht, sicher hergestellt werden kann. Durch diesen engen Kontakt wird die Mutter 50 in Kontakt mit der Stahlplatte gebracht, und gleichzeitig wird die Mutter 50 sicher zwischen der Pressfläche 8 und der Stahlplatte 22 eingeschlossen. Durch das Vorstehen der Mutter kann die thermische Schädigung des Endflächenabschnitts des isolierten Zylinders 4 verhindert werden.
-
Bei integraler bzw. fester Verbindung der Vielzahl einander überlappender Stahlplatten 22, 23 mittels Punktschweißen wird zusammen mit dem Vorschub der Widerstandsschweiß-Elektrode 1 zunächst die isolierte Endfläche 9 des isolierten Zylinders 4 in engen Kontakt mit einer Oberfläche der Stahlplatte 23 gebracht und wird anschließend die Pressfläche 8 in engen Kontakt mit der Stahlplatte 23 gebracht. Schweißstrom wird zugeführt, während die isolierte Endfläche 9 und die Pressfläche 8 so an die Stahlplatte 23 gepresst werden, um das Punktschweißen durchzuführen. Abschnitte der Stahlplatten 22 und 23, die der Pressfläche 8 entsprechen, werden zum Schmelzen gebracht, ein direkter Wärmefluss zu der isolierten Endfläche 9 wird jedoch verringert. Daher wird die isolierte Endfläche 9 weniger stark erhitzt, und dadurch wird die Lebensdauer des isolierten Zylinders 4 verbessert. Des Weiteren wird die isolierte Endfläche 9 nicht direkt in Kontakt mit dem geschmolzenen Abschnitt 28 gebracht, so dass eine thermische Auswirkung auf die isolierte Endfläche 9 verringert wird.
-
Der Modus zum Anschweißen einer Komponente und der Modus zum Punktschweißen werden, wie oben beschrieben, durch den Einsatz der einen Elektrode sicher ermöglicht.
-
Die schräg von dem Luftkanal 18 abzweigenden Luft-Ausstoßkanäle 19 öffnen sich zu der Außenumfangsfläche des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser in der Nähe der Pressfläche 8. Dadurch tritt die ausgestoßene Luft unter Druck durch den Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser hindurch und wird auf die verschweißten Abschnitte 27 ausgeblasen, so dass Übertragung und Diffusion von Wärme aufgrund des Schmelzens von Metall reduziert werden können. Desgleichen wird, was den geschmolzenen Abschnitt 28 angeht, die Luft über den Gleitspalt des Abschnitts 7 mit kleinem Durchmesser auf einen Außenumfangsabschnitt des geschmolzenen Abschnitts 28 ausgeblasen, so dass die Übertragung und Diffusion der Wärme aufgrund des Schmelzens von Metall verringert werden können.
-
Die an der Elektrode 3 befestigten vorstehenden Elemente 14 werden in die in dem isolierten Zylinder 4 ausgebildeten Führungslöcher 13 eingeführt, und der schützende Zylinder 25 deckt die Führungslöcher 13 ab. Daher werden die Führungslöcher 13 vollständig verschlossen. Durch diesen Zustand kann das Eindringen von Verunreinigungen, wie beispielsweise Bruchstücken aus Eisen oder Schweißspritzern, in den Gleitabschnitt verhindert werden.
-
Des Weiteren ist die Druck-Schraubenfeder 15 zwischen der inneren Endfläche des isolierten Zylinders 4 und einem Absatz-Abschnitt an dem Grenzabschnitt zwischen dem Abschnitt 6 mit mittlerem Durchmesser und dem Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser angeordnet. Weiterhin sind die an der Elektrode 3 befestigten vorstehenden Elemente 14 in die in dem isolierten Zylinder 4 ausgebildeten Führungslöcher 13 eingeführt. Durch diesen Aufbau wird die Begrenzungseinrichtung in der Einführstruktur der Elektrode 3 und des isolierten Zylinders 4 gebildet, so dass die Tiefe D des aufnehmenden Vertiefungsabschnitts 1 sicher eingestellt wird. Gleichzeitig wird der Aufbau der Widerstandsschweiß-Elektrode 1 vereinfacht und auch seine Abmessungen verringert.
-
Industrielle Einsatzmöglichkeiten
-
Mit der Widerstandsschweiß-Elektrode der vorliegenden Erfindung ist es, wie oben beschrieben, mit der einen Widerstandsschweiß-Elektrode möglich, eine Komponente an der Stahlplatte als einem Gegenstück anzuschweißen und eine Vielzahl von Stahlplatten mittels Punktschweißen integral miteinander zu verbinden. Daher kann die Widerstandsschweiß-Elektrode der vorliegenden Erfindung in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt werden, insbesondere bei einem Vorgang zum Verschweißen von Karosserien für Kraftfahrzeuge sowie einem Vorgang zum Verschweißen von Blechen für elektrische Haushaltsgeräte.
