DE102019201196B3

DE102019201196B3 - SCHWEIßZANGE UND FÜHRUNGSEINRICHTUNG FÜR EINE SCHWEIßZANGE

Info

Publication number: DE102019201196B3
Application number: DE102019201196.9A
Authority: DE
Inventors: Udo Marek
Original assignee: Drum Engineering GmbH; Drum Engineering Co Ltd
Current assignee: Drum Engineering GmbH; Gardner Denver UK Ltd
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: WO2020156974A1; EP3917713A1

Abstract

Bei einer Schweißzange (1) umfassend:- einen ersten und einen zweiten Elektrodenarm (2A,2B) jeweils mit einer an dem Elektrodenarm (2A,2B) befestigten ersten und zweiten Elektrode (3A,3B);- mindestens eine Antriebseinrichtung (4), mittels welcher der erste und zweite Elektrodenarm (2A,2B) relativ zueinander von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt verlagerbar sind;- eine Führungseinrichtung (5) worüber der Verlauf der Verlagerung der Elektrodenarme (2A,2B) relativ zueinander festgelegt ist,ist vorgesehen, dassdie Führungseinrichtung (5) eine erste und eine zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung (6,8) aufweist und die erste und zweite Kulisseneinrichtung (6,8) zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm (2A,2B) zur Steuerung des Verlaufes der Verlagerung angeordnet ist. Dabei umfasst die erste Kulisseneinrichtung (6) eine erste Steuerungskulisse (60) für den Verlagerungsablauf mit einem ersten linearen, sowie einem zweiten Verlaufsabschnitt (61,63) und einem bogenförmigen Übergang (62) zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt (61,63), wobei der erste lineare Verlaufsabschnitt (61) relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallel verläuft und der zweite Verlaufsabschnitt (63) nicht parallel zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) verläuft. Die zweite Kulisseneinrichtung (8) umfasst mindestens eine zweite Steuerungskulisse (80) mit einem linearen relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallelem Verlauf (81). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Führungseinrichtung für eine Schweißzange.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange umfassend einen ersten und zweiten Elektrodenarm, jeweils mit einer an dem entsprechendem Elektrodenarm befestigten ersten und zweiten Elektrode, mindestens einer Antriebseinrichtung mittels welcher der erste und zweite Elektrodenarm relativ zueinander von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt verlagerbar sind, eine Führungseinrichtung, worüber der Verlauf der Verlagerung der Elektrodenarme relativ zueinander festgelegt ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Führungseinrichtung für die zuvor aufgeführte Schweißzange.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Verschweißen metallischer Bauteile im sogenannten Punkt- oder Buckelschweißverfahren an Roboterarmen befestigte Schweißzangen oder alternativ stationär befestigte Schweißzangen sowie Schweißmaschinen zu nutzen, um die Bauteile zwischen zwei Schweißelektroden mit einer definierten Presskraft zusammenzupressen und die Kontaktstellen der Bauteile zwischen den Schweißelektroden mit einem hohen Schweißstrom zu bea ufsch lagen.
Der hohe Schweißstrom bewirkt durch die Widerstandserwärmung der zu verbindenden Bauteile ein lokales Aufschmelzen der Bauteile an den Kontaktstellen in der Kontaktebene. Zur Erzeugung der hohen Schweißströme werden Transformatoren für das Widerstandsschweißen eingesetzt. Mit dem Abkühlen der Bauteile nach Ende der Stromflusszeit sind die Bauteile bei richtiger Einstellung von Stromhöhe, Stromflusszeit und Elektrodenkraft stoffschlüssig miteinander verbunden. In üblichen einfachen Schweißprogrammen wird zudem eine stromlose Vorhaltezeit verwendet, in der die Elektrodenkraft aufgebracht und der Kontakt der Bauteile sichergestellt wird, sowie eine stromlose Nachhaltezeit nach Ende der Schweißzeit, in der die Bauteile abkühlen können.
Die Zustellbewegung bzw. Schließ- und Öffnungsbewegung der Elektroden sowie das Aufbringen der Schweißkraft wird bis auf wenige Ausnahmen durch Linearaktuatoren ermöglicht, die elektrisch, hydraulisch, elektromotorisch oder in einer Kombination davon betrieben werden. Während die Zustellbewegung bzw. Schließ- und Öffnungsbewegung der Elektroden eine hohe Zustellgeschwindigkeit bei gleichzeitig großen Verlagerungswegen von bis zu mehreren 100 mm unter einem geringen Kraftaufwand erfordert, werden für die Aufbringung der Schweißkraft auf die Bauteile am Ende der Zustellbewegung hohe aufzubringende Kräfte bei gleichzeitig Verlagerungswegen der Elektroden im Millimeter- und Zehntel-Millimeterbereich gefordert.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich zwei verschiedenen Bauarten von Schweißzangen bekannt, welche im Bereich des Widerstandsschweißens von Blechwerkstoffen heutzutage eingesetzt werden. Der erste aus dem Stand der Technik bekannte Schweißzangentyp wird als sogenannter „C-Typ“ bezeichnet und besteht aus einer in Seitenansicht grundsätzlich „C“-förmigen Elektrodenarmanordnung. An einem ersten freien Ende der „C“-förmigen Elektrodenarmanordnung ist eine erste Elektrode angeordnet. Am gegenüberliegenden zweiten Ende der Elektrodenarmanordnung ist eine Antriebseinrichtung befestigt, wobei auf einer linear verschiebbaren Achse der vorgenannten Antriebseinrichtung eine zweite Elektrode angebracht ist, wobei die erste und zweite Elektrode relativ zueinander fluchtend angeordnet sind derart, dass die beiden Längsachsen der Elektroden während der gesamten Öffnungs- und Schließbewegung parallel zueinander verlaufen. Der Bewegungsvorgang der zweiten Elektrode relativ zu der ersten Elektrode erfolgt linear, so dass die Antriebskraft der Antriebseinrichtung unmittelbar der erzeugten Elektrodenkraft entspricht.
Der zweite aus dem Stand der Technik bekannte Schweißzangentyp wird als „X-Zange“ bezeichnet und umfasst grundsätzlich zwei über ein Drehgelenk miteinander verbundene erste und zweite Elektrodenarme. An den ersten Enden der Elektrodenarme sind erste und zweite Schweißelektroden befestigt, wobei an den zweiten gegenüberliegenden Enden der Elektrodenarme eine Antriebseinrichtung für die Elektrodenarme angeordnet ist. Das Abstandsverhältnis zwischen der Antriebseinrichtung zu dem Drehgelenk der Elektrodenarme relativ zu dem Abstand der ersten bzw. zweiten Elektrode zu dem Drehgelenk der Elektrodenarme definiert dabei ein Übersetzungsverhältnis. Die erste und/oder zweite Elektrode vollführt bei dem Öffnungs- bzw. Schließvorgang, der in Seitenansicht „X“-förmigen Schweißzange, eine Kreisbahn bzw. eine Schwenkbewegung. Die beiden Längsachsen der gegenüberliegenden Elektroden verlaufen dabei in der Öffnungsstellung nicht parallel sind jedoch in einer gemeinsamen Bewegungsebene angeordnet, erst am Ende des Schließvorgangs in der Schließstellung der „X-Zange“ fluchten die beiden Längsachsen der Elektroden und verlaufen im Bereich der Schließstellung parallel zueinander. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses ist die Elektrodenkraft kleiner als die Antriebskraft der Antriebseinrichtung der Schweißzange, der zurückgelegte Verlagerungsweg der ersten und zweiten Elektrode relativ zueinander jedoch größer als der lineare Verlagerungsweg der Antriebseinrichtung. Mit zunehmendem Abstand der ersten bzw. zweiten Elektrode vom Drehgelenk des Elektrodenarms verkleinert sich die Elektrodenkraft in Richtung der Elektrodenlängsachse bei gleichbleibender bereitgestellter Kraft der Antriebseinrichtung, da der Abstand zwischen dem Elektrodenantrieb und dem Drehgelenk konstant bleibt. Bei der Ausführungsform der X-förmigen Schweißzange erhöht sich aufgrund des sich vergrößernden Abstandes zwischen den Elektroden und dem Drehgelenk die Zustellgeschwindigkeit der Elektroden bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung. Die X-förmigen Schweißzangen weisen gegenüber den C-förmigen Schweißzangen den Vorteil auf, dass diese über große Öffnungswege und hohe Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeiten verfügen, jedoch ist an den X-förmigen Zangen nachteilig, dass die Elektrodenkraft aufgrund des Übersetzungsverhältnisses der X-förmigen Zange geringer als die Antriebskraft der Antriebseinrichtung ist. Wohingegen mit der C-förmigen Schweißzange zwar hohe Elektrodenkräfte realisierbar sind, da die realisierbare Elektrodenkraft direkt der Kraft der Antriebseinrichtung entspricht, jedoch mit der C-förmigen Schweißzange lediglich geringe Stellwege und niedrige Verlagerungsgeschwindigkeiten während des Öffnungs- bzw. Schließvorgangs realisierbar sind.
Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, welche die Eigenschaften und insbesondere die Vorteile der beiden vorgenannten Zangentypen zu vereinen suchen, wobei eine Verknüpfung des linearen Elektrodenwegverlaufes der C-Zange mit dem kurvenförmigen Verlauf einer X-Zange kombiniert wird.
Aus der DE 102 23 821 A1 ist eine serielle Linear-und Kurvenbahnführung einer ersten bewegten Schweißelektrode relativ zu einer statischen nicht bewegten zweiten Elektrode bekannt. Dabei ist es vorgesehen, die Linearbewegung der ersten bewegten Schweißelektrode mittels Linearführungselementen zu realisieren, während die Drehbewegung der bewegten Schweißelektrode mittels eines Radiallagers um einen festen Drehpunkt erreicht wird. Nachteilig an der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform der Schweißzange ist jedoch, dass eine Verriegelung des Radiallagers zur Verhinderung einer Drehbewegung beim Aufbau der Elektrodenkraft notwendig ist, um das entstehende Drehmoment zu kompensieren. Weiterhin nachteilig an der vorbeschriebenen Ausführungsform ist, dass der für die Realisierung des Linearlagers in Kombination mit dem Radiallager benötigte Bauraum im Vergleich mit der Lagerung um ein Drehgelenk einer reinen X-förmigen Schweißzange aufgrund der auftretenden hohen Biegemomente sehr hoch ist. Darüber hinaus vergrößert sich der benötigte Bauraum noch zusätzlich um den gewünschten zu realisierenden linearen Verfahrweg für die bewegte Elektrode.
Die US 4,410,782 beschreibt eine alternative Ausführungsform einer kombinierten „C“/„X“-Zange zur Realisierung einer seriellen Linear- und Kurvenbahnbewegung einer bewegten Schweißelektrode an einer Schweißzange, wobei hintereinander angeordnete Laufrollen in einer Kulissenführung zur Steuerung des Bewegungsablaufs der bewegten Schweißelektrode sowie zur Übertragung der auftretenden Kräfte und Momente verwendet werden. Die serielle linear- und kurvenbahnförmige Bewegung der bewegten Schweißelektrode wird gemäß der US 4,410,782 mittels einer in Seitenansicht L-förmigen Führungskulisse erreicht. Dabei sind zwei hintereinanderliegende Laufrollen in der L-förmigen Führungskulisse zur Führung sowie Übertragung der Kräfte und Momente der bewegten Schweißelektrode vorgesehen. Nachteilig an der vorgenannten Ausführungsform ist, dass die Schweißzange ein deutlich größeres Gehäuse aufgrund der vorgesehenen Kurvenbahn zur Führung der beiden Laufrollen im Gehäuse benötigt. Weiterhin nachteilig an der vorgesehenen Ausgestaltung ist, dass nach einem erstmaligen vollständigen Öffnen der Elektroden aufgrund der wirkenden Kräfte und der doppelten Lauf- bzw. Führungsrollen der Schließvorgang erschwert wird. Aufgrund des gleichbleibenden Abstandes zwischen der vorderen und hinteren Führungsrolle kann während des gesamten Öffnungs- und Schließvorganges mit der vorgesehenen Ausführungsform lediglich eine gleichbleibende maximale Kraft bzw. ein gleichbleibendes maximales Biegemoment übertragen werden.
In einer Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen kombinierten „C“/„X“-Zange, welche durch die US 2017/043427 A1 bekannt wurde, wurde die L-förmige Führungskulisse in zwei separate Führungskulissen aufgeteilt, wobei die beiden Führungskulissen prinzipiell jedoch weiterhin seriell angeordnet sind und der Achsabstand der verwendeten Laufrollen zur Steuerung des Bewegungsablaufes unveränderlich festliegt, womit der Nachteil eines langen Gehäuses für die Realisierung der Schweißzange nach wie vor bestehen bleibt.
Aus der DE 90 00 456 U1 ist eine Punktschweißzange in Scherenbauweise, insbesondere für Schweißroboter, bekannt geworden, wobei die Schweißzange eine erste Kulisse zur Steuerung des Bewegungsablaufes der Schweißelektroden während des Öffnungs- und Schließvorgangs aufweist und weiterhin ein zweites Kulissenteil in Form eines Querbalkenteils zur Einpendelung der Schweißelektroden in der Schließstellung umfasst.
Durch den zunehmenden Einsatz komplexer, hoch- und höchstfester Stahlwerkstoffe sowie den Einsatz von Aluminiumwerkstoffen nimmt die Anforderung von den Schweißwerkzeugen aufzubringender Elektrodenkraft stetig zu. Die Zunahme der geforderten Elektrodenkraft bedingt, dass auch die Gewichte der einzusetzenden Schweißwerkzeuge bzw. Schweißzangen steigen. Dabei führt einerseits die erforderliche höhere Steifigkeit der Elektrodentragstruktur in der Schweißzange für die Erreichung der geforderten Elektrodenkraft zu einer Gewichtserhöhung der Schweißzange. Auf der anderen Seite muss ebenso der Grundkörper der Schweißzange an die erhöhte Belastung bzw. die erhöhte geforderte aufzubringende Elektrodenkraft angepasst werden, womit ebenfalls das Werkzeuggewicht der Schweißzange steigt und darüber hinaus ebenfalls die Abmessungen der Schweißzange größer werden. Als weitere Konsequenz müssen die einzusetzenden Antriebseinrichtungen für die Schweißzangen ebenfalls größer dimensioniert werden und eine höhere Leistung aufweisen, um die geforderten Kräfte bereitstellen zu können.
Ausgehend von dem Stand der Technik der bekannten Schweißzangen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schweißzange bzw. eine Führungseinrichtung für eine derartige Schweißzange bereitzustellen, welche gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ein verringertes Gewicht sowie kleinere Abmessungen bei gleichzeitig höherer zu realisierender Elektrodenkräfte ermöglicht.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Führungseinrichtung für eine Schweißzange bereitzustellen, welche eine Gewichtsreduktion und Verkleinerung der Abmessungen bei gleichzeitig einer höheren zu realisierenden Elektrodenkraft ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Schweißzange gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Führungseinrichtung für eine Schweißzange gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Schweißzange ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung eine erste und eine zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung aufweist und die erste und zweite Kulisseneinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm zur Steuerung des Verlagerungsverlaufes angeordnet ist. Die Vorsehung einer ersten und zweiten relativ zueinander verlagerbaren Kulisseneinrichtung zur Steuerung des Bewegungs- bzw. Verlagerungsablaufes des ersten und/oder zweiten Elektrodenarms der Schweißzange weist dabei den Vorteil auf, dass aufgrund der Zweiteilung der Führungseinrichtung in zwei relativ zueinander bewegbare Kulisseneinrichtungen geringere Abmessungen der Schweißzange und insbesondere der Führungseinrichtung für die Schweißzange realisierbar sind. Weiterhin ermöglichen die erste und zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung eine gleichmäßigere Kräfte- bzw. Momentenverteilung über den Ablauf der Verlagerung während des Schließ- bzw. Öffnungsvorgangs des ersten und zweiten Elektrodenarms relativ zueinander.
Die vorgenannte Schweißzange bzw. die Führungseinrichtung für eine derartige Schweißzange kann dabei an einem Arm einer Handhabungsvorrichtung wie beispielsweise eines Industrieroboters bzw. alternativ ebenfalls an einem ortsfesten Gestell befestigt werden. Die mögliche Befestigung der Schweißzange erfolgt dabei über die Führungseinrichtung und insbesondere über eine der beiden Kulisseneinrichtungen der Führungseinrichtung. Hierzu können beispielsweise an Außenflächen der Kulisseneinrichtungen entsprechende Befestigungseinrichtungen vorgesehen werden.
In einer Öffnungsstellung der Schweißzange bzw. der Führungseinrichtung der Schweißzange weisen die gegenüberliegenden ersten und zweiten Elektroden den größtmöglichen Abstand relativ zueinander auf und die beiden ersten und zweiten Elektrodenarme schließen in der vorgenannten Öffnungsstellung den größtmöglichen Öffnungswinkel relativ zueinander ein. Die beiden Längsachsen der ersten und zweiten Elektroden verlaufen in der Öffnungsstellung nicht fluchtend zueinander und schließen einen Öffnungswinkel zwischen sich ein. In einer Schließstellung berühren sich die erste und zweite Elektrode an deren Elektrodenspitze bzw. klemmen zwischen den beiden Elektrodenspitzen die zu schweißenden Bauteile durch Aufbringung einer definierten Elektrodenkraft ein. Dabei wird durch die beiden gegenüberliegenden ersten und zweiten Elektroden mittels der Antriebseinrichtung eine vorbestimmte Elektrodenkraft als Klemmkraft zwischen den gegenüberliegen Elektroden und den Bauteilen aufgebracht. Die beiden Längsachsen der ersten und zweiten Elektroden verlaufen in der Schließstellung im Wesentlichen fluchtend und parallel zueinander. In der Schließstellung bilden folglich die beiden Längsachsen der ersten und zweiten Elektrode eine gemeinsame Achse. Die erste und zweite Elektrode sind unabhängig von der Öffnungs- bzw. Schließstellung während des gesamten Bewegungsablaufes auf einer gemeinsamen Ebene der sogenannten Bewegungsebene angeordnet. Die erste und zweite Elektrode können aus einer Elektrodenkappe und einem Elektrodenschaft gebildet werden.
Die erfindungsgemäße Schweißzange ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulisseneinrichtung eine erste Steuerungskulisse für den Verlagerungsablauf umfasst, mit einem ersten linearen sowie einem zweiten Verlaufsabschnitt und einem bogenförmigen Übergang zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt, wobei der erste lineare Verlaufsabschnitt relativ zu einer Längsachse der ersten Elektrode parallel verläuft und der zweite Verlaufsabschnitt nicht parallel zu der Längsachse der ersten Elektrode verläuft und dass die zweite Kulisseneinrichtung mindestens eine zweite Steuerungskulisse mit einem linearen relativ zur Längsachse der ersten Elektrode und damit ebenfalls relativ zu dem ersten Verlaufsabschnitt der ersten Steuerungskulisse parallelen Verlauf umfasst. Die erste und/oder zweite Steuerungskulisse können dabei bevorzugt als Aussparungen bzw. Bohrungen in den im Wesentlichen plattenförmig ausgestalteten ersten und/oder zweiten Kulisseneinrichtungen ausgestaltet werden. Der zweite Verlaufsabschnitt kann in einer bevorzugten Ausführungsform einen linearen Verlauf aufweisen. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen werden, dass der zweite Verlaufsabschnitt eine beliebige nichtlineare Verlaufsform, wie beispielsweise einen kurvenförmigen Verlauf oder ein „S“-förmigen Verlauf aufweist.
Die erste Steuerungskulisse ist dabei derart ausgerichtet, dass ausgehend von einer Öffnungsstellung während des Verlagerungsablaufes hin zu einer Schließstellung der Schweißzange zunächst der zweite Verlaufsabschnitt durchlaufen wird, dieser verläuft dabei nicht parallel zu dem linearen Verlaufsabschnitt der zweiten Steuerungskulisse, wodurch während des Bewegungsablaufes es zu einer kombinierten Schwenk- und Linearbewegung der ersten Elektrode relativ zu der zweiten Elektrode kommt. Über die unterschiedliche Ausgestaltung der Verlaufsform des zweiten Verlaufsabschnitts ist es möglich die Geschwindigkeit und den Verlauf der kombinierten Schwenk- und Linearbewegung festzulegen. Während des weiteren Verlagerungsablaufes wird dann bei Durchlaufen des bogenförmigen Übergangs die kombinierte Schwenk- und Linearbewegung beendet, wobei nach Beendigung der Schwenkbewegung die beiden Längsachsen der ersten und zweiten Elektrode im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Bei dem Durchlaufen des ersten linearen Verlaufsabschnitts der ersten Steuerungskulisse kommt es zu einer reinen Linearbewegung der ersten relativ zu der zweiten Elektrode in Richtung deren nunmehr parallel und fluchtend zueinander verlaufender Elektrodenlängsachsen. Die erste und zweite Elektrode nähern sich somit während des Ablaufens des ersten linearen Verlaufsabschnitts im Wesentlichen nur noch an.
Die Vortriebsrichtung der Antriebseinrichtung kann dabei vorteilhaft parallel zu dem linearen Verlaufsabschnitt der zweiten Steuerungskulisse ausgerichtet bzw. angeordnet sein. Aufgrund der Ausrichtung der Antriebseinrichtung erfährt bei gleichbleibender Antriebsgeschwindigkeit und - kraft der Antriebseinrichtung die erste Elektrode relativ zu der zweiten Elektrode im Bereich des zweiten linearen Verlaufsabschnitts eine höhere Schwenk- und Verlagerungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig einer niedrigeren Antriebskraft im Vergleich zu dem ersten linearen Verlaufsabschnitt im welchem aufgrund der parallelen Ausrichtung des Verlaufsabschnitts parallel zu der Antriebseinrichtung es zu einer relativ geringeren Verlagerungsgeschwindigkeit bei relativ höherer Antriebskraft kommt.
Bei der Antriebseinrichtung handelt es sich um die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebseinrichtungen, wie beispielsweise Linearaktuatoren, die elektrisch, hydraulisch, elektromotorisch oder in einer Kombination davon betrieben werden. Die Antriebseinrichtungen sind dabei weiter vorzugsweise positionsgeregelt ausgestaltet. Die Antriebseinrichtung weist bevorzugt einen elektrischen Antrieb, ein Umlenkgetriebe und eine Kugel- oder Rollengewindespindel auf. Die Rollen- oder Kugelgewindespindel kann dabei direkt mit einer Ankopplungseinrichtung verbunden werden. Die Verwendung einer Kugel- oder Rollengewindespindel bietet dabei den Vorteil einer kompakten und momentenfreien Krafteinleitung in die zu bewegende Antriebskulisse. Alternativ kann ein Linearantrieb als Antriebseinrichtung auch direkt in der Achse der Ankopplungseinrichtung angebracht werden.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die linearen Verlaufsabschnitte der ersten und/oder zweiten Kulisseneinrichtung parallel zu der Bewegungsebene verlaufen.
Um eine vorteilhafte Lastverteilung während des Bewegungsablaufes der Schweißzange zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass in der ersten Kulisseneinrichtung eine erste Welle befestigt ist, deren mindestens eine erste Lagereinrichtung in der mindestens einen zweiten Steuerungskulisse geführt ist und dass in der zweiten Kulisseneinrichtung eine zweite Welle befestigt ist, deren mindestens eine zweite Lagereinrichtung in der ersten Steuerungskulisse geführt ist. Aufgrund der Verschiebung der ersten und zweiten Steuerungskulisse relativ zueinander während der Schließ- bzw. Öffnungsbewegung der Schweißzange in Verbindung mit der Führung der ersten Lagereinrichtung und der mindestens einen zweiten Lagereinrichtung in den ersten und zweiten Steuerungskulissen verändern sich die Abstände zwischen den vorgenannten Lagereinrichtungen ebenfalls relativ zueinander. Dabei weisen die beiden Lagereinrichtungen in der Schließstellung den relativ größten Abstand relativ zueinander und der gegenüberliegenden Öffnungsstellung den geringsten Abstand relativ zueinander auf. Dies weist den Vorteil auf, dass in der Schließstellung aufgrund des großen Abstands der beiden Lagereinrichtungen eine große Elektrodenkraft aufgenommen werden kann.
Wenn sich die erfindungsgemäße Schweißzange in der Öffnungsstellung befindet, in welcher die erste und zweite Elektrode den größtmöglichen Abstand relativ zueinander aufweisen, so befindet sich die zweite Welle, welche in der zweiten Steuerungskulisse befestigt ist, in dem zweiten linearen Verlaufsabschnitt der ersten Steuerungskulisse von der ersten Kulisseneinrichtung. Dabei verläuft der zweite lineare Verlaufsabschnitt nicht linear zu der Längsachse der ersten Elektrode. Wenn nunmehr aus dem vorgenannten Zustand der Öffnungsstellung der Schweißzange diese nunmehr über die Führungseinrichtung und mittels der Antriebseinrichtung in die Schließstellung gebracht werden soll, so wird die zweite Welle in der ersten Steuerungskulisse derart verlagert, dass diese von dem zweiten linearen Verlaufsabschnitt über den bogenförmigen Übergang hin in den ersten linearen Verlaufsabschnitt bewegt wird. Dabei verläuft der erste lineare Verlaufsabschnitt parallel zu der ersten Elektrode. Die erste Steuerungskulisse der ersten Kulisseneinrichtung ist damit derart ausgestaltet, dass bei einer Verlagerung der Öffnungsstellung in die Schließstellung der Schweißzange zunächst eine Verschwenkung des bewegten Elektrodenarms über den zweiten linearen Verlaufsabschnitt vorgenommen wird, welcher dann über den bogenförmigen Übergang in den ersten linearen Verlaufsabschnitt mündet, wobei die Antriebsrichtung parallel zu der Elektrodenachse der bewegten Elektrode verläuft. An der vorgenannten Ausgestaltung ist dabei vorteilhaft, dass ausgehend von der Öffnungsstellung hin zu der Schließstellung bei dem Bewegungsablauf der bewegten Elektrode die bewegte Elektrode zunächst über den zweiten linearen Verlaufsabschnitt eine Schwenkbewegung erfährt, wobei eine schnelle Bewegung der Elektrode erfolgt und bei einer Annäherung der ersten bewegten Elektrode an die zweite nicht bewegte Elektrode die Steuerungskulisse über den bogenförmigen Übergang in den Bereich des ersten linearen Verlaufsabschnitts übergeht, in welchem der Bewegungsablauf parallel zu der Längsachse der Elektrode und damit parallel zu der Kraftaufbringung erfolgt.
Bei der ersten als auch der zweiten Welle handelt es sich jeweils um eine einzige Welle, womit je erster und zweiter Kulisseneinrichtung ein singulärer Lastübertragungspunkt bzw. Auflagerpunkt realisiert wird. Dies weist den Vorteil auf, dass die auftretenden Kräfte und Momente im Bereich der Schweißzange lediglich über zwei singuläre Lastübertragungspunkte in Form der ersten und zweiten Welle übertragen werden, welches den Vorteil einer statischen Bestimmtheit bietet.
Die Wellen verlaufen bevorzugt orthogonal zu der Bewegungsebene der Elektroden.
Hierbei kann jedoch die erste und/oder zweite Welle ebenfalls mehrstückig ausgeführt werden, beispielsweise als ineinander verschiebbare Hohlwellen, wodurch eine Vereinfachung der Montage der Führungseinrichtung ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Kulisseneinrichtung zwei zueinander beabstandete gegenüberliegende zweite Steuerungskulissen umfassen, welche über ein Mittelteil in einen definierten Abstand miteinander verbunden sind, und dass die erste Kulisseneinrichtung in dem durch das Mittelteil und die beiden zweiten Steuerungskulissen umgrenzten Innenraum beweglich angeordnet ist.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist vorteilhaft, dass die zwei zueinander beabstandeten gegenüberliegenden zweiten Steuerungskulissen einen symmetrischen Aufbau der Schweißzange bzw. insbesondere der Kulisseneinrichtung ermöglichen, wobei eine Spiegelebene in der ersten Kulisseneinrichtung liegt, so dass die aufzunehmenden Kräfte gleichmäßig von der ersten Kulisseneinrichtung an die gegenüberliegenden zweiten Steuerungskulissen der zweiten Kulisseneinrichtung übertragen werden können, so dass aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung der Schweißzange bzw. deren Führungseinrichtung das Auftreten von Biegemomenten vermieden wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass aufgrund der Führung der ersten Kulisseneinrichtung innerhalb der beiden gegenüberliegenden zweiten Steuerungskulissen ein kompakter Aufbau der Schweißzange realisiert werden kann. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die beiden zweiten Steuerungskulissen im Wesentlichen als plattenförmige Elemente ausgeführt sind, die wiederum im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsebene ausgerichtet sind und wobei die Verlaufsabschnitte der zweiten Steuerungskulissen besonders bevorzugt parallel zu der Bewegungsebene verlaufen. Die Bewegungsebene der beiden Elektroden wird dabei besonders bevorzugt in der Symmetrieebene der Kulisseneinrichtung angeordnet, wodurch bei Aufbringung der Elektrodenkraft Kippmomente quer zu der Bewegungsebene der Elektroden vermieden werden und die Elektroden als Normalkräfte über die Lagerelemente und Wellen der Führungseinrichtung abgebaut bzw. übertragen werden können.
In den Steuerungskulissen können vorzugsweise zur Reduktion des Bauteilgewichtes weitere Materialaussparungen vorgesehen werden, die zusätzlichen Aussparungen werden in unbelasteten bzw. gering belasteten Bereichen der Grundstruktur der Steuerungskulissen ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erste und/oder die mindestens eine zweite Steuerungskulisse jeweils mindestens ein Paar parallel verlaufender erster und zweiter Führungsbahnen umfassen und es kann die mindestens eine erste und/oder zweite Lagerungseinrichtung jeweils ein auf der Welle befestigtes erstes Lagerelement und zweites Lagerelement umfassen, wobei in der ersten Führungsbahn das erste Lagerelement und in der zweiten Führungsbahn das zweite Lagerelement geführt ist.
Die Ausgestaltung von jeweils mindestens einem Paar parallel verlaufender erster und zweiter Führungsbahnen weist dabei den Vorteil auf, dass mittels der ersten Führungsbahn über eine erste Lagerungseinrichtung im Wesentlichen die auftretenden Lasten während des Bewegungsablaufs bzw. in der Schließstellung der Schweißzange übertragen werden können und dass über die zweite Führungsbahn und das zweite Lagerelement lediglich die geringen Führungskräfte während des Bewegungsablaufes der Schweißzange abgeleitet werden können. Damit können die Lagerelemente spezifisch auf ihre Aufgabe dimensioniert und ausgelegt werden, welches wiederum eine Verringerung der notwendigen Abmessungen ermöglicht. Durch die Vorsehung mindestens einem Paar parallel verlaufender Führungsbahn ist es weiterhin gemäß einer bevorzugten Ausführungsform möglich die Lagerungseinrichtungen relativ zu den Führungsbahnen derart zu dimensionieren, dass die Lagerungseinrichtung zu der jeweiligen Führungsbahn in welcher sie angeordnet ist ein Spiel aufweisen kann. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass sich die Führungseinrichtung und insbesondere die Lagerungseinrichtung gegenüber den Führungsbahnen leicht bewegen lassen, bzw. geringe Kräfte und Momente während des Bewegungsablaufes auf die erste bzw. zweite Steuerungskulisse aufgebracht werden müssen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Lagerelement eine Führungsrolle und das zweite Lagerelement eine Laufrolle, wobei in der ersten Führungsbahn die Laufrolle und in der zweiten Führungsbahn die Führungsrolle geführt ist.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Führungsrolle und/oder die Laufrolle als Wälzlager ausgebildet sind, wobei insbesondere die Führungsrolle als Rillenkugellager und/oder wobei im Besonderen die Laufrolle als Rollenlager ausgebildet ist. Alternativ können jedoch beliebig ausgebildete Kunststoffrollen bzw. jedes beliebige andere Radiallagerelement in Kombination mit der erfindungsgemäßen Kulisseneinrichtung eingesetzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die erste und zweite Führungsbahn relativ zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die erste Führungsbahn relativ zu der in der ersten Führungsbahn geführten Welle mit einer Wellenmittelachse gegenüber der Wellenmittelachse parallel zu der Bewegungsebene der Elektroden um einen ersten Abstand verschoben ist und/oder die zweite Führungsbahn parallel zu der Bewegungsebene der Elektroden gegenüber dem Wellenmittelpunkt um einen zweiten Abstand verschoben ist.
Die Verschiebung der ersten und/oder der zweiten Führungsbahn um einen ersten bzw. zweiten Abstand ermöglicht, dass die erste und/oder die zweite Lagerungseinrichtung lediglich einseitig an der ersten bzw. zweiten Führungsbahn anliegen. Es wird somit ermöglicht, dass die Lagerungselemente lediglich an der Seite der Hauptlastrichtung anliegen und zu der gegenüberliegenden Seite einen gewissen Freiraum bzw. Abstand aufweisen, so dass die ersten bzw. zweiten Lagerelemente lediglich an der lastübertragenden Seite ablaufen bzw. gleiten und an der gegenüberliegenden Seite keine Reibung entsteht, wodurch ein reibungsarmer Lauf der Kulisseneinrichtung gewährleistet wird. Gleichzeitig können die Lagerungselemente besonders bevorzugt an gegenüberliegenden Seiten der Führungsbahnen anliegen, so dass obwohl die Lagerungselemente in der jeweiligen Kulisseneinrichtung ein gewisses Spiel aufweisen die gesamte Führungseinrichtung aufgrund der gegenüberliegenden Anlage der Lagerungselemente im Gesamten kein Spiel aufweist.
Die erste und zweite Führungsbahn verlaufen dabei bevorzugt parallel zu der gemeinsamen Bewegungsebene der ersten und zweiten Elektrode und weisen einen unterschiedlichen ersten und zweiten Abstand relativ zu der Bewegungsebene auf. Die unterschiedlichen Abstände der ersten und zweiten Führungsbahn relativ zu der Bewegungsebene ermöglichen, dass die Lagerungselemente hintereinander auf der ersten und/oder zweiten Welle angeordnet werden können.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass das erste und/oder das zweite Lagerelement der mindestens einen ersten und/oder zweiten Lagerungseinrichtung auf der Welle exzentrisch befestigt ist. Mittels der exzentrischen Befestigung des Lagerelements ist es möglich bei einem gleichbleibenden Durchmesser der Welle dennoch die Lagerelemente einseitig an die jeweilige Führungsbahn anzuordnen bzw. anliegen zu lassen. Weiterhin kann die gesamte Vorrichtung aufgrund der exzentrischen Anordnung durch Verdrehung der Welle einfacher zusammen- und auseinandergebaut werden.
Die exzentrische Befestigung des ersten und/oder des zweiten Lagerelements auf der Welle ermöglicht die Lagerelemente gegenüber den Führungsbahnen zu verspannen, derart, dass ein spielfreier Bewegungsablauf der gesamten Kulisseneinrichtung ermöglicht ist, wobei jedoch das erste und/oder das zweite Lagerelement gegenüber der jeweiligen Führungsbahn ein gewisses Spiel aufweisen, derart, dass diese lediglich einseitig an der jeweiligen Führungsbahn anliegen.
Die exzentrische Befestigung des ersten und/oder zweiten Lagerelements kann dabei mittels Toleranzhülsen auf der jeweiligen Welle erfolgen. Mittels der Toleranzhülsen ist es möglich eine Vorspannungskraft auf die jeweiligen Laufflächen der Führungskulissen aufzugeben. Die Vorspannung wird dadurch hergestellt, dass der Abstand der Führungskulissen orthogonal zu der jeweiligen Wellenmittelachse innerhalb ihrer Toleranz kleiner ist als die Summe aus den Radien des ersten und zweiten Lagerelementes. Dieses Übermaß wird dann durch eine elastische Verformung der Toleranzhülsen ausgeglichen, wobei die verformte Toleranzhülse als eine Art vorgespannte Feder wirkt. Im montierten Zustand kann die Toleranzhülse nicht ohne weiteres verdreht werden. Die Verformung findet genau an der Stelle statt an der es zu einer Verspannung kommt. Toleranzhülsen sind ein zu einem Ring gebogenes Wellblech.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass zwischen den beiden zweiten Steuerungskulissen und gegenüberliegenden Seitenflächen der ersten Kulisseneinrichtung jeweils eine reibungsmindernde Schicht, insbesondere eine Folie, angeordnet ist, wobei die zweiten Steuerungskulissen und Seitenflächen unmittelbar an der Folie anliegen. Die reibungsmindernde Schicht bzw. Folie weist den Vorteil auf, dass zwischen der ersten und zweiten Steuerungskulisse während der Bewegung im Wesentlichen eine Gleitreibung ermöglicht wird, wodurch der zur Bewegung der Schweißzange benötigte Kraftaufwand verringert wird. Die Folie dient dabei als Anlauffläche für die gegenüberliegenden Flächen der ersten und zweiten Steuerungskulissen. Bei der Folie kann es sich beispielsweise um eine teflonbeschichtete Folie bzw. eine Teflonfolie handeln. Die der Folie zugewandten Oberflächen der ersten und/oder zweiten Steuerungskulisse können ebenfalls eine Oberflächenhärtung aufweisen, bei Ausgestaltung der ersten und/oder zweiten Steuerungskulisse aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung können die entsprechenden Oberflächen eloxiert werden
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass an der ersten und/oder der zweiten Welle eine Ankopplungseinrichtung zur Anbindung der mindestens einen Antriebseinrichtung an die erste und/oder zweite Kulisseneinrichtung schwenkbar bzw. gelenkig befestigt ist. Die Vorsehung der Ankopplungseinrichtung an der ersten bzw. zweiten Welle weist dabei den Vorteil auf, dass die Antriebseinrichtung einfach mit der Schweißzange und der Führungseinrichtung verbunden und ebenfalls wieder unter geringem Zeitaufwand von dieser getrennt werden kann. Weiterhin werden die Antriebskräfte der Antriebseinrichtung direkt an einem der beiden Lastübertragungspunkte nämlich der Wellen eingebracht, wodurch sich die Kräfte unmittelbar lokal ausgleichen können und nicht durch die gesamte Vorrichtung übertragen werden müssen.
Die Ankopplungseinrichtung kann als mehrteiliger Bolzen ausgestaltet werden, wodurch eine problemlose Trennung der Antriebseinrichtung von der ersten und/oder zweiten Kulisseneinrichtung ermöglicht ist. Die Antriebseinrichtung ist am ihrem ersten Ende ortsfest mit der ersten oder zweiten Kulisseneinrichtung verbunden (z.B.: mit dieser verschraubt) und am zweiten Ende über die Ankopplungseinrichtung gelenkig/ um die Bewegungsebene schwenkbar lasttragend verbunden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der erste und zweite lineare Verlaufsabschnitt der ersten Kulisseneinrichtung einen ersten und zweiten Winkel einschließen, wobei der kleinere der beiden Winkel im Bereich zwischen 100°-140° liegt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste und/oder die mindestens eine zweite Steuerungskulisse zumindest abschnittsweise einen Kulisseneinsatz umfasst, wobei der Kulisseneinsatz zumindest abschnittsweise eine Auflagerfläche der jeweiligen Steuerungskulisse für das jeweilige Lagerelement bildet. Durch den Einsatz für die Kulisse ist es möglich den Grundkörper der Steuerungskulisse aus einem leichten Material mit einer geringen Festigkeit zu fertigen und die Einsätze aus einem hochfesten Material zu fertigen, wodurch eine Gewichtsreduktion der Schweißzange bzw. der Führungseinrichtung realisiert werden kann. Die lokal hohen Spannungen in dem Bereich der Lagerelemente können durch die hochfesten Kulisseneinsätze aufgenommen und gleichmäßig über eine größere Fläche in das Grundmaterial der Kulisseneinrichtung eingeleitet werden, wodurch geringere lokale Spannungen resultieren, die lediglich geringere Festigkeiten des Grundmaterials erfordern.
Beispielsweise können die Steuerungskulissen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gefertigt werden und die Kulisseneinsätze aus einem härtbaren, korrosionsbeständigen Stahl.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Führungseinrichtung an einer Handhabungsvorrichtung durch gegenüberliegende Befestigungsflächen an den der ersten Kulisseneinrichtung abgewandten Außenseiten der ersten und zweiten Steuerungskulisse der zweiten Kulisseneinrichtung ausgebildet ist, wobei die Befestigungsflächen jeweils eine zentrale Befestigungsbohrung und eine Vielzahl umlaufender Zentrierbohrungen umfassen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen der ersten und zweiten Kulisseneinrichtung mindestens eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, wobei die mindestens eine Dichtungseinrichtung ein Dichtungsband umfasst, welches gelenkig mit einer Koppelstange verbunden ist, welche wiederum in einer Kugelumlaufbuchse geführt ist, wobei die Kugelumlaufbuchse in der ersten Kulisseneinrichtung befestigt ist und wobei die mindestens eine zweite Kulisseneinrichtung angepasste Laufflächen für das Dichtungsband umfasst.
Weiterhin kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass die zweite Kulisseneinrichtung zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil zumindest eine Befestigungseinrichtung umfasst und relativ zu einem zweiten Teil, welcher zumindest die mindestens eine zweite Steuerungskulisse und eine zweite Welle umfasst, wobei die zweite Elektrode an dem zweiten Teil befestigt ist, linear verschiebbar ausgestaltet ist. Die Bewegungsrichtung der linearen Verschiebung kann dabei bevorzugt parallel zu der Bewegungsebene, besonders bevorzugt in der Bewegungsebene und optional parallel zu der Längsachse der zweiten Elektrode verlaufen. Zwischen dem ersten und zweiten Teil der zweiten Kulisseneinrichtung kann eine weitere Antriebseinrichtung vorgesehen werden, worüber der erste Teil der zweiten Kulisseneinrichtung relativ zu dem zweiten Teil der Kulisseneinrichtung verlagerbar ist. Durch die Zweiteilung der Kulisseneinrichtung ist es möglich Positionierungsfehler der zweiten Elektrode in deren Bewegungsebene parallel zu der zweiten Elektrodenlängsachse auszugleichen. Weiterhin ist es über die zuvor beschriebene Ausführungsform möglich eine eventuell auftretende Elektrodenarmaufbiegung zu kompensieren.
Um einen effektiven Verlauf der Bewegung zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass der Radius des bogenförmigen Übergangs der ersten Führungsbahn einen Radius > 0 entspricht und dass der Radius des bogenförmigen Übergangs der zweiten Führungsbahn der Summe der Radien der Laufrolle, der Führungsrolle und dem Radius des bogenförmigen Übergangs der ersten Führungsbahn entspricht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Verlaufsabschnitt im Bereich des dem bogenförmigen Übergangs abgewandten Endes eine Aussparung aufweist.
Der Radius des Übergangs der ersten Führungsbahn sollte größer Null sein, um eine unstetige Bewegung und in der Folge das Auftreten von Lastspitzen während des Verlagerungsvorgangs zu vermeiden. Ein besonders bevorzugter Radius beträgt beispielsweise 5 mm.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Führungseinrichtung für eine Schweißzange vorgesehen sein, umfassend einen ersten und einen zweiten Elektrodenarm, wobei der erste Elektrodenarm mittels einer Antriebseinrichtung reversibel von einer Öffnungs- in eine Schließstellung relativ zu dem zweiten Elektrodenarm verlagerbar ist; und wobei der Verlauf der Verlagerung über die Führungseinrichtung festgelegt ist. Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung weist ferner eine erste und zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung zur Anbindung eines ersten Elektrodenarms an der ersten Kulisseneinrichtung und Anbindung eines zweiten Elektrodenarms an der zweiten Kulisseneinrichtung auf, wobei die erste und zweite Kulisseneinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm zur Steuerung des Verlaufes der Verlagerung angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulisseneinrichtung (6) eine erste Steuerungskulisse (60) für den Verlagerungsablauf umfasst mit einem ersten linearen, sowie einem zweiten Verlaufsabschnitt (61,63) und einem bogenförmigen Übergang (62) zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt (61,63), wobei der erste lineare Verlaufsabschnitt (61) relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallel verläuft, und der zweite Verlaufsabschnitt (63) nicht parallel zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) verläuft und dass die zweite Kulisseneinrichtung (8) mindestens eine zweite Steuerungskulisse (80) mit einem linearen relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallelem Verlauf (81) umfasst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1A in schematischer und perspektivischer Gesamtansicht eine erste Ausführungsform einer Schweißzange in der Schließstellung,
1B in schematischer und perspektivischer Gesamtansicht eine zweite Ausführungsform einer Schweißzange in der Öffnungsstellung,
2A in schematischer und perspektivischer Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung in der Schließstellung,
2B in schematischer und perspektivischer Seitenansicht die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung in der Öffnungsstellung,
3 eine perspektivische und schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung,
4A eine schematische Schnittansicht der in der 2A gezeigten Führungseinrichtung entlang der Schnittlinie IV A-IV A;
4B eine schematische Schnittansicht der in der 2A gezeigten Führungseinrichtung entlang der Schnittlinie IV B-IV B,
5 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung,
6A eine schematische perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung,
6B eine schematische perspektivische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung,
7A eine schematische und perspektivische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform der Führungseinrichtung umfassend eine Befestigungseinrichtung in der Schließstellung,
7B die zweite Ausführungsform der Kulisseneinrichtung mit Befestigungseinrichtung in schematischer und perspektivischer Seitenansicht,
8 eine zweite Ausführungsform einer zweiten Kulisseneinrichtung in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht,
9A eine schematische und perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der Schweißzange in der Schließstellung,
9B eine schematische und perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der Schweißzange in der Öffnungsstellung, sowie
10 eine dritte Ausführungsform einer zweiten Kulisseneinrichtung in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht.

1A zeigt in schematischer und perspektivischer Gesamtansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schweißzange 1. Die Schweißzange 1 umfasst einen ersten Elektrodenarm 2A sowie einen zweiten gegenüberliegenden Elektrodenarm 2B, an welchen eine erste Elektrode 3A und eine gegenüberliegende zweite Elektrode 3B befestigt sind. Die erste und zweite Elektrode 3A und 3B sind in dem dargestellten Beispiel aus einer Elektrodenkappe und einem Elektrodenschaft gebildet.
In der 1A ist die Schweißzange in der Schließstellung dargestellt, in welcher sich die beiden gegenüberliegenden ersten und zweiten Elektroden 3A, 3B an deren Elektrodenspitzen unmittelbar berühren bzw. in der zwischen den beiden Elektrodenspitzen der ersten sowie zweiten Elektrode 3A, 3B die zu verbindenden Werkstoffe eingeklemmt werden. In der 1A sind der Übersichtlichkeit halber die zu verbindenden Werkstücke nicht dargestellt. Die erfindungsgemäße Schweißzange 1 umfasst weiterhin eine Antriebseinrichtung 4, mittels derer der erste und zweite Elektrodenarm 2A, 2B relativ zueinander von der in 1A dargestellten Schließstellung in die in 1B dargestellte Öffnungsstellung verlagerbar sind, sowie eine Führungseinrichtung 5, worüber der Verlauf der Verlagerung der Elektrodenarme 2A, 2B relativ zueinander festgelegt ist. Die Führungseinrichtung 5 weist dabei erfindungsgemäß eine erste Kulisseneinrichtung 6 sowie eine zweite Kulisseneinrichtung 8 auf, welche relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die erste und zweite Kulisseneinrichtung 6, 8 zwischen den ersten und zweiten Elektrodenarm 2A, 2B derart angeordnet sind, dass diese den Verlauf der Verlagerung steuern. In der dargestellten Ausführungsform der Schweißzange 1 ist an dieser weiterhin der zusätzliche Gegenstand eines Schweißtransformators bzw. einer Steuerungselektronik 7 angeordnet, welche lediglich optional an der Schweißzange 1 zu befestigen sind. Die zweite Kulisseneinrichtung 8 ist in der 1A mehrteilig ausgeführt. Weiterhin weist die Schweißzange 1 eine im Bereich der Führungseinrichtung 5 angeordnete Befestigungseinrichtung 9 auf, über welche die Schweißzange 1 an einer beliebigen Handhabungsvorrichtung (nicht dargestellt), wie insbesondere einem Roboterarm befestigt werden kann. Alternativ kann die Schweißzange 1 über die vorgenannte Befestigungseinrichtung 9 ortsfest befestigt werden.
Die 1B zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schweißzange 1 in schematischer und perspektivischer Gesamtansicht, wobei die Schweißzange 1 in 1B in der Öffnungsstellung dargestellt ist. In der dargestellten Öffnungsstellung weisen die gegenüberliegenden ersten und zweiten Elektroden 3A, 3B den größtmöglichen mit der Schweißzange 1 zu realisierenden Abstand auf, so dass in dieser Stellung die zu verbindenden Werkstücke (nicht dargestellt) in den Bereich der Schweißzange 1 und der Elektroden 3A,3B eingebracht werden können. Die in der 1B dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißzange 1 unterscheidet sich von der in 1A wiedergegebenen Schweißzange 1 darin, dass die Geometrie und die Abmessungen der ersten und zweiten Elektrodenarme 2A, 2B verändert worden sind.
1B zeigt die Längsachse 30A der ersten Elektrode 3A sowie die Längsachse 30B der zweiten Elektrode 3B. Wie in 1B ersichtlich, verlaufen die Elektrodenlängsachsen 30A sowie 30B in der Öffnungsstellung bei der erfindungsgemä-ßen Schweißzange nicht parallel. Wie dies jedoch 1A zu entnehmen ist, verlaufen die Elektrodenlängsachsen 30A und 30B in der Schließstellung der erfindungsgemäßen Schweißzange 1 parallel und fluchtend. Aus der Zusammenschau der 1A und 1B ist erkennbar, dass die ersten und zweiten Schweißelektroden 3A, 3B von der Schließstellung hin zu der Öffnungsstellung relativ zueinander eine Linearverschiebung sowie Schwenkbewegung entlang einer gemeinsamen Bewegungsebene ausführen. Die erste und zweite Elektrode 3A,3B befinden sich somit an jedem Punkt des Bewegungsablaufes auf der gemeinsamen Bewegungsebene.
In der Schließstellung gem. 1A verlaufen die beiden Längsachsen 30A,30B der ersten und zweiten Elektrode 3A,3B fluchtend, sowie parallel und bilden eine gemeinsame Achse.
Die 2A zeigt in schematischer und perspektivischer Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung 5 in der Schließstellung und die 2B in der Öffnungsstellung. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform ist die Führungseinrichtung 5 durch eine erste und zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung 6, 8 gebildet, wobei die zweite Kulisseneinrichtung 8 gemäß den 2A,2B dreiteilig ausgebildet ist. Die zweite Kulisseneinrichtung 8 weist dabei zwei zueinander beabstandete gegenüberliegende zweite Steuerungskulissen 80 auf, welche über das Mitteilteil 83 in einem definierten Abstand 80d miteinander verbunden sind. Die zweiten Steuerungskulissen 80 sind dabei im Wesentlichen aus zwei gegenüberliegenden plattenförmigen Elementen gebildet, welche jeweils mittels Befestigungselementen mit dem Mittelteil 83 verschraubt sind. Die erste Kulisseneinrichtung 6 ist in dem durch das Mittelteil 83 sowie die beiden zweiten Steuerungskulissen 80 umgrenzten Innenraum beweglich angeordnet. In den 2A,2B wurde zur besseren Übersichtlichkeit die vordere der beiden zweiten Steuerungskulissen 80 getrennt von den übrigen Teilen und in der Bildebene perspektivisch nach vorne verlagert dargestellt, um den inneren Aufbau der Führungseinrichtung 5 zu offenbaren. In zusammengebautem Zustand liegen die beiden gegenüberliegenden Außenflächen 65 der ersten Kulisseneinrichtung 6 unmittelbar an den Innenflächen der beiden gegenüberliegenden zweiten Steuerungskulissen 80 an bzw. weisen zu denen lediglich einen Minimalabstand auf. Folglich ist bei einer Verschiebung der ersten Kulisseneinrichtung 6 relativ zu der zweiten Kulisseneinrichtung 80 bereits eine lineare Führung der ersten Kulisseneinrichtung 6 durch die beiden zweiten gegenüberliegenden Steuerungskulissen 80 vorgegeben. In der ersten Kulisseneinrichtung 6 ist eine erste Welle 64 befestigt, wobei die Welle 64 in der Ausführungsform gemäß 2A,2B in einer Bohrung der im Wesentlichen plattenförmigen ersten Kulisseneinrichtung 6 aufgenommen ist. Auf der ersten Welle 64 sind wiederum zwei erste Lagereinrichtungen 640 angeordnet, wobei lediglich die vordere erste Lagereinrichtung 640 sichtbar ist und die zweite hintere Lagereinrichtung 640 in der in der Bildebene hinteren Steuerungskulisse 80 aufgenommen ist. Jede der ersten vorgenannten Lagerungseinrichtungen 640 ist dabei zweiteilig über ein erstes Lagerelement 640A sowie ein zweites Lagerelement 640B ausgebildet. Die beiden ersten Lagereinrichtungen 640 sind in den beiden zweiten Steuerungskulissen 80 verschiebbar geführt. In der zweiten Kulisseneinrichtung 80 ist eine zweite Welle 82 befestigt, wobei in der dargestellten Ausführungsform gemäß 2A,2B die eine zweite Welle 82 in gegenüberliegenden Aufnahmelöchern der zwei gegenüberliegenden Steuerungskulissen 80 aufgenommen ist. Auf der zweiten Welle 82 sind in der dargestellten Ausführungsform zwei zweite Lagereinrichtungen 820 angeordnet, wobei in der 2A und 2B lediglich die in der Bildebene vordere Lagereinrichtung 820 sichtbar ist, die zwei zweiten Lagereinrichtungen 820 sind dabei in der ersten Steuerungskulisse 60 der ersten Kulisseneinrichtung 6 geführt. In der dargestellten Ausführungsform gemäß 2A und 2B weist die erste Steuerungskulisse 60 sowie die zwei zweiten Steuerungskulissen 80 jeweils ein Paar parallel verlaufender erster und zweiter Führungsbahnen 68, 69 sowie 88, 89 auf. Die Führungsbahnen 68,69,88,89 sind dabei als Materialaussparungen in den jeweiligen Kulisseneinrichtung 6,8 ausgebildet. Weiterhin weisen die ersten und zweiten Lagerungseinrichtungen 640, 820 jeweils ein auf der Welle 64, 82 befestigtes erstes Lagerelement 640A, 820A und ein zweites Lagerelement 640B, 820B auf, wobei in der ersten Führungsbahn 69, 89 das erste Lagerelement 640A, 820A und in der zweiten Führungsbahn 68, 88 das zweite Lagerelement 640B, 820B geführt ist. Ferner ist eine Ankopplungseinrichtung 641 zur Anbindung der Antriebseinrichtung 4 an der ersten Kulisseneinrichtung 6 gelenkig befestigt, dazu ist die Ankopplungseinrichtung 641 auf der Welle 64 drehbar angeordnet, wobei die erste Kulisseneinrichtung 6 eine Aufnahme bzw. Aussparung aufweist, worin die Ankopplungseinrichtung 641 schwenkbar angeordnet ist.
Die 3 zeigt eine perspektivische und schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung 5. Zur besseren Erkennbarkeit der Einzelteile der Führungseinrichtung 5 ist die Führungseinrichtung 5 im zerlegten Zustand dargestellt. In der 3 ist die zweite Kulisseneinrichtung 8 dreiteilig ausgebildet mit zwei gegenüberliegenden zweiten Steuerungskulissen 80, wobei die erste Kulisseneinrichtung 6 im durch die beiden zweiten Kulisseneinrichtungen 80 und dem Mittelteil 83 gebildeten Innenraum linear geführt. Zwischen den beiden zweiten Steuerungskulissen 80 und den gegenüberliegenden Seitenflächen 65 der ersten Kulisseneinrichtung 6 ist jeweils eine reibungsmindernde Schicht in Form einer Folie 100 angeordnet. Dabei liegen die beiden zweiten Steuerungskulissen 80 und die Seitenflächen 65 der ersten Kulisseneinrichtung 6 im zusammengesetzten Zustand der Führungseinrichtung 5 gemäß 3 unmittelbar aneinander an. In der ersten Kulisseneinrichtung 6 ist wiederum eine erste Welle 64 in einer Bohrung aufgenommen, wobei die Welle 64 in der dargestellten Ausführungsform dreiteilig ausgebildet ist, mit einer zentralen Hohlachse sowie zwei gegenüberliegenden aufschiebbaren Aufnahmehülsen zur Befestigung der beiden gegenüberliegenden Lagereinrichtungen 640, welche in der dargestellten Ausführungsform aus jeweils zwei Lagerelementen 640A, 640B gebildet sind. Ebenfalls ist der 3 entnehmbar, dass eine Ankopplungseinrichtung 641 an der ersten Welle 64 zur Anbindung einer Antriebseinrichtung 4 an die erste Kulisseneinrichtung 6 angeordnet ist, die Ankopplungseinrichtung 641 ist dabei auf die zentrale Hohlachse der Welle 64 aufgeschoben. Weiterhin weist die Führungseinrichtung 5 eine zweite Welle 82 auf, welche in der dargestellten Ausführungsform einstückig ausgebildet ist, wobei auf der Welle 82 zwei gegenüberliegende Lagerungseinrichtungen 820 aufgeschoben sind, welche jeweils aus zwei Lagerelementen 820A, 820B gebildet sind.
Die 4A zeigt eine schematische Schnittansicht der in 2A gezeigten Führungseinrichtung 5 entlang der Schnittlinie IV A-IV A. In der Schnittdarstellung gemäß 4A ist die Ausgestaltung der Führungseinrichtung 5 im zusammengebauten Zustand dargestellt. Die erste Welle 64 ist dreiteilig ausgebildet ist, mit einer zentralen Hohlwelle sowie zwei seitlich aufgesteckten Aufnahmehülsen, welche formschlüssig in der ersten Kulisseneinrichtung 6 aufgenommen sind, die Kulisseneinrichtung 6 weist dabei mittig eine Aussparung auf, worin die Ankopplungseinrichtung 641 zur Anbindung einer Antriebseinrichtung 4 aufgenommen und auf die Welle 64 aufgeschoben ist. Der 4 ist weiterhin zu entnehmen, dass zwei Lagereinrichtungen 640 beidseitig benachbart zu der ersten Führungseinrichtung 6 vorgesehen sind, die beiden Lagereinrichtungen 640 sind dabei jeweils über ein erstes Lagerelement 640A und ein zweites Lagerelement 640B gebildet. Die ersten Lagerelemente 640A sind dabei jeweils in den beiden ersten Führungsbahnen 89 geführt und die zweiten Lagerelemente 640B in den zweiten Führungsbahnen 88 geführt. Die ersten und zweiten Führungsbahn 88,89 sind relativ zueinander versetzt angeordnet, die ersten Führungsbahnen 89 sind relativ zu der in der ersten Führungsbahn 89 geführten Welle 64 mit einer Wellenmittelachse 64m gegenüber der Wellenmittelachse 64m um einen ersten Abstand verschoben und die zweiten Führungsbahnen 88 sind gegenüber der Wellenmittelachse 64m um einen zweiten Abstand verschoben. In der 4A sind dabei die beiden ersten Führungsbahnen 89 nach oben und die beiden zweiten Führungsbahnen 88 nach oben verschoben. Aufgrund der Verschiebung der Führungsbahnen 88,89 liegen die beiden ersten Lagerelemente 640A in der Bildebene gesehen lediglich an der unteren Fläche der ersten Führungsbahn 89 sowie die beiden zweiten Lagerelemente 640B in der Bildebene gesehen lediglich an der oberen Fläche der zweiten Führungsbahn 88 an. Die Lagerelemente 640A,640B weisen somit jeweils zu deren Führungsbahn 88, 89 ein gewisses Spiel auf, derart, dass die Lagerelemente 640A,640B in den jeweiligen Führungsbahnen 88,89 leichtgängig bewegt werden können. Die Lagerelemente 640A, 640B liegen dabei an den Seiten der ersten und zweiten Führungsbahnen 88, 89 in der Hauptlastrichtung an, aufgrund der unterschiedlichen gegenüberliegenden Anlageseiten ist eine spielfreie Führung der ersten Kulisseneinrichtung 6 gegenüber der zweiten Kulisseneinrichtung 8 über die Welle 64 sichergestellt. In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden ersten Lagerelemente 640A als Führungsrollen 90 sowie die beiden zweiten Lagerelemente 640B als Laufrollen 91 ausgebildet, wobei in den beiden ersten Führungsbahnen 89 jeweils eine Führungsrolle 90 und in den beiden zweiten Führungsbahnen 88 jeweils eine Laufrolle 91 geführt ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Führungsrollen 90 als Rillenkugellager und die Laufrollen 91 als Rollenlager ausgebildet. Die Lagerelemente 640A,640B können weiterhin exzentrisch auf der Welle 64 befestigt werden um die Lagerelemente 640A,640B an den Seiten der Hauptlastrichtung an die jeweilige Führungsbahn 88,89 anliegen zu lassen. Über die exzentrische Anordnung ist es weiterhin möglich die Lagerelemente 640A,640B mit den Führungsbahnen 88,89 zu verspannen.
Die 4B zeigt eine zweite schematische Schnittansicht der in der 2A gezeigten Führungseinrichtung 5 entlang der Schnittlinie IV B-IV B. In der dargestellten Ausführungsform gemäß 4B ist die zweite Welle 82 dreiteilig ausgeführt, mit einer zentralen Vollwelle mit einer Wellenmittelachse 82m, auf welche beidseitig zwei Aufnahmehülsen aufgeschoben sind. Auf der zweiten Welle 82 sind wiederum zwei zweite Lagereinrichtungen 820 angeordnet, wobei jeder der beiden zweiten Lagereinrichtungen 820 ein erstes Lagerelement 820A sowie ein zweites Lagerelement 820B aufweisen, die beiden ersten Lagerelemente 820A sind in einer gemeinsamen ersten Führungsbahn 69 der ersten Kulisseneinrichtung 6 geführt und die beiden zweiten Lagerelemente 820B sind in zwei gegenüberliegenden zweiten Führungsbahnen 68 geführt. Die erste Führungsbahn 69 ist gegenüber der Wellenmittelachse 82m in der Bildebene nach oben verschoben und die beiden zweiten Führungsbahnen 68 sind nach unten verschoben, derart dass die jeweiligen Lagerelemente 820A,820B lediglich einseitig an den Führungsbahnen 68,69 anliegen.
Die 5 zeigt eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung 6 einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung 5. Die erste Kulisseneinrichtung 6 umfasst dabei eine erste Steuerungskulisse 60 für den Verlagerungsablauf. Dabei weist die erste Steuerungskulisse 60 einen ersten linearen Verlaufsabschnitt 61 sowie einen zweiten linearen Verlaufsabschnitt 63 und einen bogenförmigen Übergang 62 zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt 61, 63 auf. Der erste lineare Verlaufsabschnitt 61 verläuft dabei relativ zu der Längsachse 30A der ersten Elektrode 3A (siehe hierzu 9A und 9B) parallel und der zweite lineare Verlaufsabschnitt 63 verläuft zu der Längsachse 30A der ersten Elektrode 3A nicht parallel.
Die 6A sowie 6B zeigen jeweils eine schematische perspektivische Seitenansicht einer zweiten sowie dritten Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung 6. In der zweiten Ausführungsform der ersten Kulisseneinrichtung 6 gemäß 6A weist diese eine erste Steuerungskulisse 60 auf, in welche der Kulisseneinsatz 66 eingesetzt ist. In der 6A ist der Kulisseneinsatz 66 zur verbesserten Darstellung in nicht installiertem Zustand dargestellt. Der Kulisseneinsatz 66 bildet vollumfänglich die Auflagerfläche 66A der Steuerungskulisse 60, der Kulisseneinsatz 66 weist dabei gemäß 6A zwei zweite gegenüberliegende Führungsbahnen 68 sowie eine erste Führungsbahn 69 auf. Der Kulisseneinsatz 66 bildet damit vollumfänglich die Auflagerfläche 66A für das jeweilige Lagerelement 820A, 820B. In der 6B ist eine dritte Ausführungsform einer ersten Kulisseneinrichtung 6 dargestellt, welche eine weitere Ausführungsform eines Kulisseneinsatzes 66 aufweist, welcher in die erste Steuerungskulisse 60 abschnittsweise eingesetzt ist und einen gewissen Abschnitt einer Auflagerfläche 66A für das Lagerelement 820B bildet.
Die 7A und 7B zeigen die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kulisseneinrichtung 5 zur Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Schweißzange 1 in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht, wobei die Führungseinrichtung eine Befestigungseinrichtung 9 zur Befestigung der erfindungsgemäßen Kulisseneinrichtung 5 umfasst. In der 7A ist die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung 9 in einer ersten von mehreren variablen Stellungen dargestellt, die 7B zeigt eine zweite alternative Stellung der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung 9. In beiden 7A sowie 7B ist die erfindungsgemäße Kulisseneinrichtung 5 in der Schließstellung der Schweißzange dargestellt.
Das Ausführungsbeispiel der Befestigungseinrichtung 9 gemäß den 7A und 7B umfasst zur Befestigung der Führungseinrichtung 5 an einer Handhabungsvorrichtung (nicht dargestellt) zwei gegenüberliegende Befestigungsflächen 87, an denen der ersten Kulisseneinrichtung 6 abgewandten Außenseiten der ersten und zweiten Steuerungskulisse 80 der zweiten Kulisseneinrichtung 8, wobei die Befestigungsflächen 87 jeweils eine zentrale Befestigungsbohrung 87m und eine Vielzahl umlaufender Zentrierbohrungen 87a umfasst. Eine Grundeinheit der Befestigungseinrichtung 9 wird über zwei gegenüberliegende Bolzen über die zentrale Befestigungsbohrung 87m und einen der Vielzahl umlaufender Zentrierbohrungen 87a lasttragend verbunden. In der 7A ist die Befestigungseinrichtung 9 dabei in einer ersten Extremposition dargestellt, in welcher die Befestigungsfläche der Befestigungseinrichtung 9 im Wesentlichen parallel zu der zweiten Elektrodenachse 30B ausgerichtet ist (s. hierzu ebenfalls 9A). Hingegen zeigt die 7B die Befestigungseinrichtung 9 in einer zweiten extremalen Befestigungsposition, in welcher die Befestigungsfläche orthogonal zu der zweiten Elektrodenachse 30B verläuft. Über die Vielzahl umlaufender Zentrierbohrungen 87a kann die Befestigungseinrichtung 9 in einem beliebigen Winkel zwischen den beiden zuvor dargelegten Extrempositionen festgelegt werden. Die Festlegung im Sinne einer lasttragenden Verbindung zwischen der Befestigungseinrichtung 9 und der Führungseinrichtung 5 erfolgt dabei über zwei gegenüberliegende Bolzen bzw. Schrauben, welcher zur Einnahme der jeweiligen Befestigungsposition jeweils in die zentrale Befestigungsbohrung 87m und in eine der Mehrzahl der umlaufenden Zentrierbohrungen 87a eingebracht werden. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt diese Befestigung über die vordere und hintere Befestigungsfläche 87 der zweiten Kulisseneinrichtung 8.
Die 8 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen zweiten Kulisseneinrichtung 8 in einer schematischen und perspektivischen Seitenansicht, wobei die zweite Kulisseneinrichtung 8 grundsätzlich zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil 8a der zweiten Kulisseneinrichtung 8 zumindest eine Befestigungseinrichtung 9 umfasst und relativ zu einem zweiten Teil 8b der Kulisseneinrichtung 8, welcher zumindest die mindestens eine zweite Steuerungskulisse 80 als auch die zweite Welle 82 bzw. deren Aufnahmebohrung zur Aufnahme der Welle 82 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Teil 8a relativ zu dem zweiten Teil 8b der zweiten Kulisseneinrichtung 8 linear verschiebbar. Die Linearverschiebung kann dabei wie in der 8 angedeutet mittels einer Antriebseinrichtung 4 realisiert werden, gemäß 8 ist dabei die Linearführung über zwei Linearführungselemente 8c realisiert, bei denen es sich gemäß Ausführungsform um Kugelumlaufbuchsen handelt, welche in entsprechenden Aufnahmen des ersten und zweiten Teils 8a, 8b der zweiten Kulisseneinrichtung 8 aufgenommen bzw. dort eingepresst werden können.
Es zeigen 9A und 9B eine schematische und perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform der Schweißzange 1, wobei zur besseren Erkennbarkeit jeweils der in der Bildebene vordere Teil der dreiteiligen zweiten Kulisseneinrichtung 8 ausgeblendet wurde, so dass der Blick auf die innere Anordnung der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung 5 freigegeben ist. Die 9A zeigt dabei die erfindungsgemäße Schweißzange 1 in der Schließstellung sowie die 9B die Schweißzange 1 in der Öffnungsstellung.
Die erfindungsgemäße Schweißzange 1 weist in der dargestellten Ausführungsform zwischen der ersten und zweiten Kulisseneinrichtung 6, 8 zwei Dichtungseinrichtungen 10 auf, wobei jede der beiden Dichtungseinrichtungen 10 ein Dichtungsband 11 umfasst, welches gelenkig mit zwei Koppelstangen 12 verbunden ist, die wiederum in einer Kugelumlaufbuchse (nicht dargestellt) geführt sind, wobei die Kugelumlaufbuchsen in der ersten Kulisseneinrichtung 6 befestigt sind und wobei die mindestens eine zweite Kulisseneinrichtung angepasste Laufflächen 13 für das Dichtungsband umfasst. Aus der Zusammenschau der beiden 9A und 9B ist erkennbar, dass die erste und zweite Kulisseneinrichtung 6, 8 zwei Dichtungseinrichtungen 10 umfassen, wobei eine erste Dichtungseinrichtung 10 zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm 2A,2B angeordnet ist, die in der Schließstellung gemäß 9A im Bereich des zweiten Elektrodenarms 2B aufgenommen ist und in der Schließstellung der Schweißzange 1 aus dem Bereich des zweiten Elektrodenträgers 2B in Richtung des ersten Elektrodenträgers 2A zusammen mit der ersten Kulisseneinrichtung 6 ausgezogen wird. Die erste Dichtungseinrichtung 10 besteht dabei im Wesentlichen aus einem geradlinig verlaufenden Dichtungsband 11, welches beispielsweise über ein flaches Metallblech gebildet werden kann. In der Öffnungsstellung gemäß 9B wird durch die erste Dichtungseinrichtung 10 und insbesondere mittels des Dichtungsbandes 11 der in der Öffnungsstellung entstehende Innenraum zwischen den beiden Elektrodenträgern 2A, 2B verschlossen, so dass keine Fremdkörper in den Zwischenraum der Führungseinrichtung 5 bzw. der Schweißzange 1 eindringen können. In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißzange 1 gemäß 9A und 9B ist weiterhin eine zweite kreis- bzw. bogenförmige Dichtungseinrichtung 10 vorgesehen, welche den hinteren den Elektrodenträgern 2A, 2B abgewandten Bereich abdichtet. Das Dichtungsband 11 ist bei dieser Dichtungseinrichtung 10 über ein bogenförmig ausgebildetes Dichtungsband realisiert, welches ebenfalls in bogenförmig ausgebildeten Laufflächen der zweiten Kulisseneinrichtung 8 geführt ist.
Die 10 zeigt eine dritte Ausführungsform einer zweiten Kulisseneinrichtung 8 einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung 5. Die zweite Kulisseneinrichtung 8 weist eine zweite Steuerungskulisse 80 auf, wobei diese im Bereich des Verlaufsendes eine zusätzliche Aussparung 80a aufweist. Diese zusätzliche Aussparung dient der Vereinfachung des Zusammenbaus der erfindungsgemäßen Führungseinrichtung, wobei über die zusätzliche Aussparung die Lagereinrichtungen bzw. Lagerelemente in die jeweiligen Steuerungskulissen eingebracht werden können. Weiterhin weist die zweite Steuerungskulisse 80 eine Bohrung 84 zu Befestigung bzw. Aufnahme ein ersten Welle 82 auf. In der Kulisseneinrichtung 8 sind weitere Aussparungen 8a ausgestaltet, welche der Gewichtsreduktion der Struktur der Einrichtung dienen.

Claims

Schweißzange (1) umfassend: - einen ersten und einen zweiten Elektrodenarm (2A,2B) jeweils mit einer an dem Elektrodenarm (2A,2B) befestigten ersten und zweiten Elektrode (3A,3B); - mindestens eine Antriebseinrichtung (4), mittels welcher der erste und zweite Elektrodenarm (2A,2B) relativ zueinander von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt verlagerbar sind; - eine Führungseinrichtung (5) worüber der Verlauf der Verlagerung der Elektrodenarme (2A,2B) relativ zueinander festgelegt ist, wobei die Führungseinrichtung (5) eine erste und eine zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung (6,8) aufweist und die erste und zweite Kulisseneinrichtung (6,8) zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm (2A,2B) zur Steuerung des Verlaufes der Verlagerung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulisseneinrichtung (6) eine erste Steuerungskulisse (60) für den Verlagerungsablauf umfasst mit einem ersten linearen, sowie einem zweiten Verlaufsabschnitt (61,63) und einem bogenförmigen Übergang (62) zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt (61,63), wobei der erste lineare Verlaufsabschnitt (61) relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallel verläuft, und der zweite Verlaufsabschnitt (63) nicht parallel zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) verläuft und dass die zweite Kulisseneinrichtung (8) mindestens eine zweite Steuerungskulisse (80) mit einem linearen relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallelem Verlauf (81) umfasst.
Schweißzange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verlaufsabschnitt (63) einen linearen Verlauf aufweist.
Schweißzange (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kulisseneinrichtung (6) eine erste Welle (64) befestigt ist, deren mindestens eine erste Lagereinrichtung (640) in der mindestens einen zweiten Steuerungskulisse (80) geführt ist; und dass in der zweiten Kulisseneinrichtung (8) eine zweite Welle (82) befestigt ist, deren mindestens eine zweite Lagereinrichtung (820) in der ersten Steuerungskulisse (60) geführt ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kulisseneinrichtung (8) zwei zueinander beabstandete gegenüberliegende zweite Steuerungskulissen (80) umfasst, die über ein Mittelteil (83) in einem definierten Abstand (80d) miteinander verbunden sind und dass die erste Kulisseneinrichtung (6) in dem durch das Mittelteil (83) und die beiden zweiten Steuerungskulissen (80) umgrenzten Innenraum beweglich angeordnet ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die mindestens eine zweite Steuerungskulisse (60,80) jeweils mindestens ein Paar parallel verlaufender erster und zweiter Führungsbahnen (68,69,88,89) umfassen und dass die mindestens eine erste und/oder zweite Lagerungseinrichtung (640,820) jeweils ein auf der Welle (64,82) befestigtes erstes Lagerelement (640A,820A) und zweites Lagerelement (640B,820B) umfasst, wobei in der ersten Führungsbahn (69,89) das erste Lagerelement (640A,820A) und in der zweiten Führungsbahn (68,88) das zweite Lagerelement (640B,820B) geführt ist.
Schweißzange (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (640A,820A) eine Führungsrolle (90) und das zweite Lagerelement (640B,820B) eine Laufrolle (91) aufweist, wobei in der ersten Führungsbahn (69,89) die Führungsrolle (90) und in der zweiten Führungsbahn (68,88) die Laufrolle (91) geführt ist.
Schweißzange (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (90) und/oder die Laufrolle (91) als Wälzlager, wobei insbesondere die Führungsrolle (90) als Rillenkugellager und/oder wobei insbesondere die Laufrolle (91) als Rollenlager ausgebildet ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Führungsbahn (68,69,88,89) relativ zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die erste Führungsbahn (69,89) relativ zu der in der ersten Führungsbahn (69,89) geführten Welle (64,82) mit einer Wellenmittelachse (64m,82m) gegenüber der Wellenmittelachse (64m,82m) um einen ersten Abstand verschoben ist und/oder die zweite Führungsbahn (68,88) gegenüber der Wellenmittelachse (64m,82m) um einen zweiten Abstand verschoben ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Lagerelement (640A,640B, 820A,820B) der mindestens einen ersten und/oder zweiten Lagerungseinrichtung (640,820) auf der Welle (64,82) exzentrisch befestigt ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden zweiten Steuerungskulissen (80) und gegenüberliegenden Seitenflächen (65) der ersten Kulisseneinrichtung (6) jeweils eine reibungsmindernde Schicht, insbesondere eine Folie (100) angeordnet ist, wobei die zweiten Steuerungskulissen (80) und Seitenflächen (65) unmittelbar an der Folie (100) anliegen.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten und/oder zweiten Welle (64,82) eine Ankopplungseinrichtung (641,821) zur Anbindung der mindestens einen Antriebseinrichtung (4) an die erste und/oder zweite Kulisseneinrichtung (6,8) schwenkbar/gelenkig befestigt ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite lineare Verlaufsabschnitt (61,63) der ersten Kulisseneinrichtung (60) einen ersten und zweiten Winkel (α,β) einschließen, wobei der kleinere der beiden Winkel (α) im Bereich zwischen 100° bis 140° liegt.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die mindestens eine zweite Steuerungskulisse (60,80) zumindest abschnittsweise ein Kulisseneinsatz (66,86) umfasst, wobei der Kulisseneinsatz (66,86) zumindest abschnittsweise eine Auflagerfläche (66A,86A) der jeweiligen Steuerungskulisse (60,80) für das jeweilige Lagerelement (640A,640B, 820A,820B) bildet.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungseinrichtung (9) zur Befestigung der Führungseinrichtung (5) an einer Handhabungsvorrichtung durch gegenüberliegende Befestigungsflächen (87) an den der ersten Kulisseneinrichtung (6) abgewandten Außenseiten der ersten und zweiten Steuerungskulisse (80) der zweiten Kulisseneinrichtung (8) ausgebildet ist, wobei die Befestigungsflächen (87) jeweils eine zentrale Befestigungsbohrung (87m) und eine Vielzahl umlaufender Zentrierbohrungen (87a) umfassen.
Schweißzange (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Kulisseneinrichtung (6,8) mindestens eine Dichtungseinrichtung (10) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Dichtungseinrichtung (10) ein Dichtungsband (11) umfasst, welches gelenkig mit mindestens einer Koppelstange (12) verbunden ist, welche wiederum jeweils in einer Kugelumlaufbuchse geführt ist, wobei die Kugelumlaufbuchse in der ersten Kulisseneinrichtung (6) befestigt ist und wobei die mindestens eine zweite Kulisseneinrichtung (8) angepasste Laufflächen (13) für das Dichtungsband (11) umfasst.
Schweißzange (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kulisseneinrichtung (8) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil (8a) zumindest eine Befestigungseinrichtung (87) umfasst und relativ zu einem zweiten Teil (8b) welcher zumindest die mindestens eine zweite Steuerungskulisse (80) und die zweite Welle (82) umfasst linear verschiebbar ausgestaltet ist.
Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite lineare Verlaufsabschnitt (61,63) im Bereich des dem bogenförmigen Übergangs (62) abgewandten Endes (61e,63e) eine Aussparung (61a,63a) aufweist.
Führungseinrichtung (5) für eine Schweißzange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Führungseinrichtung (5) eine erste und eine zweite relativ zueinander verlagerbare Kulisseneinrichtung (6,8) zur Anbindung eines ersten Elektrodenarms (2A) an der ersten Kulisseneinrichtung (6) und Anbindung eines zweiten Elektrodenarms (2B) an der zweiten Kulisseneinrichtung (8) aufweist und die erste und zweite Kulisseneinrichtung (6,8) zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenarm (2A,2B) zur Steuerung des Verlaufes der Verlagerung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulisseneinrichtung (6) eine erste Steuerungskulisse (60) für den Verlagerungsablauf umfasst mit einem ersten linearen, sowie einem zweiten Verlaufsabschnitt (61,63) und einem bogenförmigen Übergang (62) zwischen dem ersten und zweiten Verlaufsabschnitt (61,63), wobei der erste lineare Verlaufsabschnitt (61) relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallel verläuft, und der zweite Verlaufsabschnitt (63) nicht parallel zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) verläuft und dass die zweite Kulisseneinrichtung (8) mindestens eine zweite Steuerungskulisse (80) mit einem linearen relativ zu der Längsachse (30A) der ersten Elektrode (3A) parallelem Verlauf (81) umfasst.