DE102022105686A1 - Stößelvorrichtung zur gestellfesten Anordnung mit einem verschiebbar in einem Lagerblock angeordneten Stößel - Google Patents

Stößelvorrichtung zur gestellfesten Anordnung mit einem verschiebbar in einem Lagerblock angeordneten Stößel Download PDF

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Abstract

Eine Stößelvorrichtung (43) zur gestellfesten Anordnung umfasst einen geradlinig verschiebbar in einem Lagerblock (11) angeordneten Stößel (12) mit einer Werkzeugaufnahme (44), die zur Verlagerung des Stößels (12) aus einer Ausgangslage in eine Endlage zum einen mittels eines Servomotors (16) und zum anderen mittels einer Nachsetzeinheit (34) linear verstellbar ist, wobei die Nachsetzeinheit (34) die verschiebbar gelagerte Werkzeugaufnahme (44) mit einem verschiebbaren Betätiger (33) beaufschlagt, dessen eine Stirnseite der Werkzeugaufnahme (44) und dessen andere Stirnseite einer druckbeaufschlagten Membran (36) zugeordnet ist..

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Stößelvorrichtung zur gestelltesten Anordnung mit einem geradlinig verschiebbar in einem Lagerblock angeordneten Stößel mit einer Werkzeugaufnahme, einen Elektrodenhalter mit einer C-förmigen Geometrie zur gegenüberliegenden Anordnung einer Festelektrode und einer Gegenelektrode in jeweils einer Elektrodenaufnahme.
  • In der Fertigungstechnik finden häufig Stößelvorrichtungen Verwendung, um beispielsweise Bauteile miteinander zu vernieten oder zu prägen oder zu stauchen oder dergleichen. Hierbei ist es problematisch, das Erreichen einer Endlage lediglich wegabhängig festzulegen, da sowohl die zu bearbeitenden Bauteile toleranzbedingten Maßabweichungen als auch die eingesetzten Werkzeuge einem Verschleiß unterliegen.
  • Mit Elektroden bestückte Elektrodenhalter oder Zangenarme der Schweißzangen werden zum Punktschweißen mit einer relativ großen Kraft von beispielsweise 5000 bis 8000 Newton gegen das zu schweißende Werkstück gepresst. Die erforderliche Kraft wird in der Regel mittels druckbeaufschlagter Kolben-Zylinder-Einheiten erzeugt. Derartige Schweißzangen weisen darüber hinaus einen mit einem Stromanschluss gekoppelten Transformator auf, wobei der Transformator an der Schweißzange angeordnet sein kann. Aufgrund der hohen Taktzahlen der Fertigungsstraßen sowie der zunehmen geforderten Reduzierung der Antriebsenergie ist eine gewichtsoptimierte Konstruktion der Schweißzange gemeinsam mit einem dynamischen Antrieb ihrer verstellbaren Elektrode erforderlich.
  • Aus der DE 10 2016 122 170 A1 ist eine Schweißzange in C-Form bekannt, die einen Schweißzangenkörper umfasst, an dem ein erster Schweißarm befestigt ist, der an seinem freien Ende mit einer ersten Elektrode bestückt ist. Im Weiteren ist an dem Schweißzangenkörper ein zweiter Schweißarm angeordnet, der gegenüber dem ersten Schweißarm motorisch verlagerbaren ist, und dem ein mit einer zweiten Elektrode bestückter Elektrodenhalter zugeordnet ist. Dem zweiten Schweißarm ist zur linearen Verschiebung der zweiten Elektrode relativ zur ersten Elektrode ein Torquemotor zugeordnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stößelvorrichtung und einen Elektrodenhalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit einfachen Mitteln ein Nachsetzen von Werkzeugen zur Erzeugung der erforderlichen Anpresskraft bzw. Fügekraft sowie eine präzise Endlagensteuerung sicherstellt.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Stößelvorrichtung zur gestellfesten Anordnung ein geradlinig verschiebbar in einem Lagerblock angeordneter Stößel mit einer Werkzeugaufnahme, die zur Verlagerung des Stößels aus einer Ausgangslage in eine Endlage zum einen mittels eines Servomotors und zum anderen mittels einer Nachsetzeinheit linear verstellbar ist, wobei die Nachsetzeinheit die verschiebbar gelagerte Werkzeugaufnahme mit einem verschiebbaren Betätiger beaufschlagt, dessen eine Stirnseite der Werkzeugaufnahme und dessen andere Stirnseite einer druckbeaufschlagten Membran zugeordnet ist.
  • Der üblicherweise mit einem Sensor zur Positionsbestimmung ausgestattete Servomotor, der mit einer eine elektronische Motorsteuerung umfassenden Maschinensteuerung verbunden ist, dient zur Verlagerung der Werkzeugaufnahme aus einer Ausgangslage, in der eine Bestückung mit dem Werkstück bzw. dem zu bearbeitenden Werkstück stattfindet in eine Anstelllage und umgekehrt, wobei hier ein Messsystem bzw. ein Positionserfassungssystem zur Regelung des Servomotors zum Einsatz kommt. In der Anstelllage liegt beispielsweise das Werkzeug unter einem vorgegebenen Anpressdruck auf dem Werkstück an. Ein Verschleiß des Werkzeuges und/oder eine Veränderung der Dicke des Werkstücks ist hier unberücksichtigt. Zum Ausgleich dieser Veränderungen ist eine Nachstellbewegung der Werkzeugaufnahme erforderlich, um einen fertigungstechnisch benötigten Anpressdruck aufrecht zu erhalten bzw. zu erzeugen. Dieses Nachstellen der Werkzeugaufnahme wird mit der Nachsetzeinheit bewerkstelligt, die für einen relativ konstanten Anpressdruck der mit einem Werkzeug bestückten Werkzeugaufnahme auf dem Werkstück während des Schweißvorgangs sorgt, indem der zum einen mit der Elektrodenaufnahme und zum anderen mit der druckbeaufschlagten Membran gekoppelte Betätiger die Werkzeugaufnahme in Richtung des Werkstücks verschiebt. Die Membran kann selbstverständlich mit einer hydraulischen Flüssigkeit oder eine Druckgas auf der dem Elektrodenhalter abgewandten Seite beaufschlagt sein.
  • Selbstverständlich können mehrere Stößelvorrichtungen einem Gestell zugeordnet sei, um beispielsweise mehrere Nieten, Prägungen, oder sonstige Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück gleichzeitig oder zeitversetzt in einer Einspannung des Werkstücks durchzuführen.
  • Im Folgenden wird die Stößelvorrichtung in der Regel im Zusammenhang mit einer Schweißmaschine erläutert, wobei der Fachmann in naheliegender Weise die Ein- und Nachstellvorgänge der Elektrode auf andere Werkzeuge übertragen kann.
  • Vorzugsweise greift der Servomotor mit einem gekoppelten Antriebszahnrad an einer einem Stößel der Werkzeugaufnahme zugeordneten Zahnstange ein, wobei der Stößel in einem Lagerblock der Werkzeugaufnahme spielfrei geführt und in einer Axialbohrung des Stößels der Betätiger verschiebbar gelagert ist. Der Stößel kann einen viereckigen Querschnitt aufweisen und eine Seite des Stößels ist mit der Zahnstange bestückt, auf der zur Lageänderung der Gegenelektrode das auf einem Rotor des Servomotors festgelegte Antriebszahnrad abkämmt. Selbstverständlich ist die spielfreie Führung des Stößels in dem Lagerblock derart zu verstehen, dass eine Verschiebung des Stößels in der entsprechenden Öffnung des Lagerblocks möglich ist.
  • Zum Ausgleich von Form- und Lagetoleranzen weist der Betätiger an seinem der Werkzeugaufnahme zugeordneten Ende einen Kugelkopf auf, der in einer Kugelpfanne der Werkzeugaufnahme geführt ist, wobei die Kugelpfanne in einem verschiebbaren Lagerflansch der Werkzeugaufnahme angeordnet ist. Der vorzugsweise als eine im Querschnitt zylindrische Stange ausgeführte Betätiger ist axialverschiebbar in einer entsprechenden Bohrung des Stößels geführt.
  • Zweckmäßigerweise ist die Membran in einem an dem Stößel lösbar befestigten Kopfstück angeordnet und das zugeordneten Ende des Betätigers haltert, wobei das Kopfstück einen Druckluftanschluss auf der Seite der Membran aufweist, auf der das Ende des Betätigers in das Kopfstück ragt. Der Stößel kann beispielsweise mittels einer stirnseitigen Schraube an der Membran, vorzugsweise in deren Zentrum, gehalten sein.
  • Nach einer Weiterbildung sind in dem Lagerblock mehrere verstellbare Lagerelemente angeordnet, die mit dem Stößel zugeordneten Gleitleisten zur Führung des Stößels in dem Lagerblock zusammenwirken. Die vorzugsweise aus Stahl gefertigten Gleitleisten weisen beispielsweise eine geschliffene und hartverchromte Oberfläche auf und die Lagerelemente sind an die Gleitleisten anstellbar bzw. andrückbar, um zum einen das Spiel zwischen den mit einem Gleitbelag versehenen Lagerelementen und den Gleitleisten einzustellen und damit auch die Lage des aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gefertigten Stößels in der Öffnung des Lagerblocks zu verändern, insbesondere derart, dass der Stößel zum einen eine ausgerichtete Bewegung ausführt und zum anderen ein Zahnflankenspiel zwischen den Antriebszahnrad und der Zahnstange minimiert ist.
  • In weiterer Ausgestaltung sind die Lagerelemente keilförmig gestaltet und mittels jeweils zugeordneter Stellschrauben in dem Lagerblock verstellbar. Die Lagerelemente können in axialen Nuten des Lagerblocks angeordnet und mittels der Stellschrauben sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung in ihrer Lage verändert werden, um das Spiel des Stößels einzustellen.
  • Um einen schnellen Werkzeugwechsel mit einer exakten und voreingestellten Lage der Gegenelektrode und/oder der Festelektrode zu realisieren, ist zweckmäßigerweise die Werkzeugaufnahme als eine Steilkegel-Spanneinheit eines Werkzeug-Schnellwechselsystems ausgebildet.
  • Bei einem Elektrodenhalter mit einer C-förmigen Geometrie oder einer nach Art eines Portals ausgerichteten gegenüberliegenden Anordnung einer Festelektrode und einer Gegenelektrode in jeweils einer als eine Werkzeugaufnahme ausbildeten Elektrodenaufnahme ist die Elektrodenaufnahme der Gegenelektrode mittels des Servomotors relativ zu der Elektrodenaufnahme der Festelektrode aus einer Ausgangslage in eine Schweißlage linear verstellbar und zum Nachstellen der Lage der Elektrodenaufnahme der Gegenelektrode in der Schweißlage während eines Schweißvorgangs ist die Nachsetzeinheit vorgesehen, die die verschiebbar gelagerte Elektrodenaufnahme mit dem verschiebbaren Betätiger beaufschlagt, dessen eine Stirnseite der Elektrodenaufnahme und dessen andere Stirnseite einer druckbeaufschlagten Membran zugeordnet ist.
  • Der Servomotor dient zur Verlagerung der als Gegenelektrode bezeichneten Schweißelektrode aus der Ausgangslage, in der eine Bestückung mit dem Werkstück bzw. den zu verschweißenden Bauteilen stattfindet in die Schweißlage und umgekehrt, wobei hier ein Messsystem bzw. ein Positionserfassungssystem zur Regelung des Servomotors zum Einsatz kommt. In der Schweißlage liegen die beiden Schweißelektroden unter einem vorgegebenen Anpressdruck auf gegenüberliegenden Seiten an dem Werkstück an. Ein Abbrand der Elektroden und eine Veränderung der Dicke des Werkstücks in dem Schmelzbereich ist hier unberücksichtigt. Zum Ausgleich dieser Veränderungen ist eine Nachstellbewegung der Gegenelektrode erforderlich, um einen zum Schweißen benötigten Anpressdruck aufrecht zu erhalten. Insbesondere beim elektrischen Buckelschweißen ist ein Nachstellen der Gegenelektrode erforderlich. Dieses Nachstellen der Gegenelektrode wird mit der Nachsetzeinheit bewerkstelligt, die für einen relativ konstanten Anpressdruck der Gegenelektrode auf dem Werkstück während des Schweißvorgangs sorgt, indem der zum einen mit der Elektrodenaufnahme und zum anderen mit der druckbeaufschlagten Membran gekoppelte Betätiger die Elektrodenaufnahme der Gegenelektrode in Richtung der Festelektrode verschiebt. Die Membran kann selbstverständlich mit einer hydraulischen Flüssigkeit oder eine Druckgas auf der dem Elektrodenhalter abgewandten Seite beaufschlagt sein.
  • Zweckmäßigerweise sind die Elektrodenaufnahme und/oder der Lagerblock und/oder der Stößel und/oder ein Gehäuse des Servomotors über Kühlkanäle eines Kühlkreislaufs mit einer Kühleinrichtung verbindbar. Sonach ist eine relativ konstante Temperaturführung insbesondere während der Schweißprozesse ermöglicht. Eine kontrollierte Temperaturführung ist aufgrund der beim Schweißen auftretenden Wärme für eine hohe Funktionssicherheit erforderlich.
  • Bei einer Schweißmaschine ist der zuvor erläuterte Elektrodenhalter mit seinem langen C-Schenkel an einem Maschinengestell angeflanscht. Sonach ist lediglich eine verhältnismäßig kleine Fläche des Maschinengestells und des Elektrodenhalters mit einer relativ hohen Oberflächengüte zu bearbeiten, die eine exakte Positionierung dieser Baugruppen ermöglicht.
  • Nach einer Weiterbildung sind in dem Maschinengestell eine elektronische Maschinensteuerung mit einer Motorsteuerung sowie eine dezentrale Kühleinrichtung mit einem Temperiergerät sowie einem Wärmetauscher aufgenommen. Insbesondere die dezentrale Kühleinrichtung ermöglich einen energieeffizienten Betrieb der Schweißmaschine, da der Betrieb einer zentralen Kühleinrichtung, an die viele unterschiedliche Aggregate angeschlossen werden, energieintensiv ist, da stets große Mengen Kühlflüssigkeit, die durch lange nicht oder schlecht wärmeisolierte Leitungsnetze gepumpt werden, zu temperieren sind. Im Weiteren sind bei der Energiebilanz einer zentralen Kühleinrichtung eben auch die thermischen Verluste in den Rohrleitungen sowie zu installierende Pumpenleitung kostensteigernd zu berücksichtigen. Darüber hinaus ist durch den Torque-Motor mit seiner drehmomentabhängigen Ansteuerung eine separate Nachsetzeinheit eingespart und damit eine Gewichtsreduzierung gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Schweißmaschine erzielt, so dass insgesamt relativ geringe Massen zu bewegen sind.
  • In weiterer Ausgestaltung sind die Kühlkanäle des Kühlkreislaufs entweder über ein Stellventil mit einer Drucklufteinrichtung ausblasbar oder mit einer Kühlmittelpumpe der Kühleinrichtung verbindbar. Bei dem Stellventil kann es sich um elektronisch ansteuerbares Dreiwegeventil handeln, das mit einem zentralen Druckluftnetz und der dezentralen Kühleinrichtung verbunden ist. Bei einem Werkzeugwechsel kann ein Schaltsignal an das Dreiwegeventil angelegt werden, das ein Ausblasen der Kühlkanäle des Kühlkreislaufs mittels der Druckluft ermöglicht.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Schweißmaschine mit einem eine Stößelvorrichtung umfassenden Elektrodenhalter,
    • 2 eine Darstellung eines Teilschnitts der Schweißmaschine nach 1 und
    • 3 eine vergrößerte Teildarstellung der Einzelheit III nach 2.
  • Die Schweißmaschine 1 umfasst ein Maschinengestell 2 an dem ein C-förmiger Elektrodenhalter 3 befestigt ist, und zwar mit seinem langen C-Schenkel 4, wobei den beiden gegenüberliegenden kurzen C-Schenkeln 5 zum einen eine Festelektrode 6 und zum anderen eine gegenüber der Festelektrode 6 verlagerbare Gegenelektrode 7 zugeordnet ist. Die Festelektrode 6 und die Gegenelektrode 7 sind zur Erzeugung eines Schweißstroms in bekannter Weise mit einem in dem Maschinengestell 2 angeordneten Transformator 8 gekoppelt.
  • Im Weiteren sind die Festelektrode 6 und die Gegenelektrode 7 in jeweils einer Elektrodenaufnahme 9 gehalten, wobei die Elektrodenaufnahmen 9 jeweils als eine Steilkegel-Spanneinheit 10 eines Werkzeug-Schnellwechselsystems ausgebildet sind. Solche Steilkegel-Spanneinheiten 10 sind auch für einen automatischen Werkzeugwechsel beispielsweise mittels eines Roboters oder dergleichen geeignet.
  • Zur Lageverstellung der Gegenelektrode 7 insbesondere aus einer zu der Festelektrode 6 beabstandeten Ausganslage, in der die Schweißmaschine mit dem Werkstück zu bestücken ist, in eine Schweißlage, in der die Festelektrode 6 und die Gegenelektrode 7 an dem Werkstück unter einem vorgegebenen Anpressdruck anliegen, ist die Gegenelektrode 7 einem in einem Lagerblock 11 geführten Stößel 12 einer Stößelvorrichtung 43 zugeordnet, wobei der Stößel 12 von mindestens einem Faltenbalg 30 überdeckt ist. Der Stößel 12 weist einen rechteckförmigen insbesondere quadratischen Querschnitt auf. Zur axialen Verstellung des Stößels 12 ist dieser mit einer Zahnstange 13 verbunden, auf der ein Antriebszahnrad 14 abwälzt, das auf einem Rotor 15 eines Servomotors 16 drehfest angeordnet ist.
  • An den axialen Längsseiten des Stößels 12 sind Gleitleisten 17 mit einer hohen Oberflächengüte und -härte, die sich im Wesentlichen über den längsseitigen Verstellbereich des Stößels 12 erstrecken angeordnet. Die Gleitleisten 17 können beispielsweise eine geschliffene und hartverchromte Oberfläche aufweisen. In Längsnuten des Lagerblocks 11 sind keilförmige Lagerelemente 18 verstellbar angeordnet, die mit einer vorzugsweise einen Gleitbelag aufweisenden Keilfläche an einer zugeordneten Gleitleiste 17 des Stößels 12 anliegen. Mit der Verstellung der Lagerelemente 18 mittels zugeordneter Stellschrauben 31 wird zum einen eine Reduzierung des Spiels des Stößels 12 in der entsprechenden Ausnehmung des Lagerblocks 11 und zum anderen eine Reduzierung eines Zahnflankenspiels zwischen dem Antriebszahnrad 14 und der Zahnstange 13 bewirkt, bis diese Bauteile quasi spielfrei zusammenwirken.
  • In einer Axialbohrung 32 des Stößels 12 ist ein stabförmiger Betätiger 33 einer Nachsetzeinheit 34 axial verschiebbar gelagert, wobei ein Kopfstück 35 der Nachsetzeinheit 34 an dem Stößel 12 entnehmbar angeflanscht ist. In dem Kopfstück 35 ist eine Membran 36 aufgespannt, in deren Zentrum der Betätiger 33 mittels einer Schraubverbindung 41 mit seiner Stirnseite festgelegt ist. Auf der dem Stößel 12 abgewandten Seite der Membran 36 ist ein Druckluftanschluss 37 an dem Kopfstück 35 vorgesehen, der zur Druckluftbeaufschlagung der Membran 36 mit einer entsprechenden Druckluftzuleitung eines Druckluftnetzes koppelbar ist. Sonach stellt die Nachsetzeinheit 34 eine Art pneumatische Feder dar. Auf der dem Kopfstück 35 abgewandten Seite ist der Betätiger 33 mit einem Kugelkopf 38 versehen, der in einer Kugelpfanne 39 in einem verschiebbar gelagerten Lagerflansch 40 der der Gegenelektrode 7 zugeordneten Elektrodenaufnahme 9 angeordnet ist.
  • Um eine unerwünschte temperaturbedingte Maß- und Formänderung zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren oder zu minimieren, weisen zumindest der Lagerblock 11, der Stößel 12 und der Servomotor 16 bzw. dessen Gehäuse 19 Kühlkanäle 20 auf, die mit einer Kühlflüssigkeit durchströmbar sind. Hierzu sind die Kühlkanäle 20 mit Anschlussstutzen 21 zur Anbringung von Schläuchen oder Rohren eines nicht näher dargestellten Kühlkreislaufs versehen. Der Kühlkreislauf umfasst im Weiteren eine im Maschinengestell 2 untergebrachte Kühleinrichtung mit einem Temperiergerät 42 und einem Kühlmittelbehälter 22, der über eine Kühlmittelpumpe 23 sowie einen ebenfalls in dem Maschinengestell installierten Plattenwärmetauscher 24 mit den Kühlkanälen 20 verbunden ist, die sich selbstverständlich auch in die Festelektrode 6 und die Gegenelektrode 7 erstrecken können. Im Weiteren ist dem Kühlkreislauf ein als ein elektronisch ansteuerbares Dreiwegeventil 25 ausgebildetes Stellventil 26 zugeordnet, das in einer Ventilstellung einen Strömungskanal für die Kühlflüssigkeit und in einer anderen Ventilstellung einen Strömungskanal für Druckluft zum Ausblasen der Kühlkanäle 20 freigibt, wobei ein externes Druckluftnetz mit einem Anschluss 27 des Dreiwegeventils 25 koppelbar ist. Sonach wird beim Rüsten der Schweißmaschine der Kühlkreislauf trocken gelegt und eine Verschmutzung der Schweißmaschine 1 durch austretende Kühlflüssigkeit ist im Wesentlichen vermieden.
  • Zum Schweißen wird die Gegenelektrode 7 in Richtung der Festelektrode 6 bewegt, wobei die Positionierung mittels des Servomotors 16 erfolgt der an eine elektronische Motorsteuerung 28 einer elektronischen Maschinensteuerung 29 angeschlossen ist, die Positionsinformationen erfasst und auswertet. Selbstverständlich umfassen sowohl die Motorsteuerung 28 als auch die Maschinensteuerung 29 elektronische Datenverarbeitungs- und Speicherkomponenten. In der Schweißposition üben die Gegenelektrode 7 und die Festelektrode 6 einen vorbestimmten Druck auf das dazwischen angeordnete Werkstück insbesondere beim Buckelschweißen aus, der über den gesamten Schweißvorgang aufrechterhalten werden muss, um eine anforderungsgerechte Schweißstelle herzustellen. Diesen Druck übt die Gegenelektrode 7 aufgrund ihrer motorisch einstellbaren Lage und der Wirkung der druckgasbeaufschlagten Membran 36 der Nachsetzeinheit 34 zum Beginn des Schweißvorgangs auf das Werkstück und die Festelektrode 6 aus. Beim Schmelzen des Werkstücks in der Schweißzone und/oder bei einer abbrandbedingten Änderung der Position der Gegenelektrode 7 zu der Festelektrode 6 ändert sich der Druck und die Position der Gegenelektrode 7 wird lediglich durch Nachsetzeinheit 34 nachgeführt, da über die druckbaufschlagte Membran 36 der Betätiger 33 den Lagerflansch 40 der Elektrodenaufnahme in Richtung der Festelektrode 6 verschiebt. Hierbei kann der Druck auf die Membran 36 auch außerhalb des eigentlichen Schweißvorgangs konstant gehalten werden, da sich die Nachsetzeinheit wie eine Feder verhält und bei einem entsprechenden Gegendruck nachgibt.
  • Nach der Beendigung des Schweißvorgangs wird die an der Werkzeugaufnahme 44 angeordnete Gegenelektrode 7 mittels des Servomotors 16 in ihre Ausgangslage verfahren, in der sie zu der Festelektrode 6 derart beabstandet ist, dass das Werkstück entnommen werden kann.
  • Sollte die Nachsetzeinheit nicht benötigt werden, können das Kopfstück und der Betätiger 33 dem Stößel 12 entnommen werden, wodurch die zu bewegende Masse und damit die benötigte elektrische Antriebsenergie reduziert ist.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Schweißmaschine
    2
    Maschinengestell
    3
    Elektrodenhalter
    4
    langer C-Schenkel
    5
    kurzer C-Schenkel
    6
    Festelektrode
    7
    Gegenelektrode
    8
    Transformator
    9
    Elektrodenaufnahme
    10
    Steilkegel-Spanneinheit
    11
    Lagerblock
    12
    Stößel
    13
    Zahnstange
    14
    Antriebszahnrad
    15
    16
    Servomotor
    17
    Gleitleiste
    18
    Lagerelement
    19
    Gehäuse
    20
    Kühlkanal
    21
    Anschlussstutzen
    22
    Kühlmittelbehälter
    23
    Kühlmittelpumpe
    24
    Plattenwärmetauscher
    25
    Dreiwegeventil
    26
    Stellventil
    27
    Anschluss
    28
    Motorsteuerung
    29
    Maschinensteuerung
    30
    Faltenbalg
    31
    Stellschraube
    32
    Axialbohrung
    33
    Betätiger
    34
    Nachsetzeinheit
    35
    Kopfstück
    36
    Membran
    37
    Druckluftanschluss
    38
    Kugelkopf
    39
    Kugelpfanne
    40
    Lagerflansch
    41
    Schraubverbindung
    42
    Temperiergerät
    43
    Stößelvorrichtung
    44
    Werkzeugaufnahme
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016122170 A1 [0004]

Claims (13)

  1. Stößelvorrichtung (43) zur gestellfesten Anordnung mit einem geradlinig verschiebbar in einem Lagerblock (11) angeordneten Stößel (12) mit einer Werkzeugaufnahme (44), die zur Verlagerung des Stößels (12) aus einer Ausgangslage in eine Endlage zum einen mittels eines Servomotors (16) und zum anderen mittels einer Nachsetzeinheit (34) linear verstellbar ist, wobei die Nachsetzeinheit (34) die verschiebbar gelagerte Werkzeugaufnahme (44) mit einem verschiebbaren Betätiger (33) beaufschlagt, dessen eine Stirnseite der Werkzeugaufnahme (44) und dessen andere Stirnseite einer druckbeaufschlagten Membran (36) zugeordnet ist.
  2. Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (16) mit einem gekoppelten Antriebszahnrad (14) an einer einem Stößel (12) der Werkzeugaufnahme (44) zugeordneten Zahnstange (13) eingreift, wobei der Stößel (12) in einem Lagerblock (11) spielfrei geführt und in einer Axialbohrung (32) des Stößels (12) der Betätiger (33) verschiebbar gelagert ist.
  3. Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (33) an seinem der Werkzeugaufnahme (44) zugeordneten Ende einen Kugelkopf (38) aufweist, der in einer Kugelpfanne (39) der Werkzeugaufnahme (44) geführt ist, wobei die Kugelpfanne (39) in einem verschiebbaren Lagerflansch (40) der Werkzeugaufnahme (44) angeordnet ist.
  4. Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (36) in einem an dem Stößel (12) lösbar befestigten Kopfstück (35) angeordnet ist und das zugeordnete Ende des Betätigers (33) haltert, wobei das Kopfstück (35) einen Druckluftanschluss (37) auf der Seite der Membran (36) aufweist, auf der das Ende des Betätigers (33) in das Kopfstück (35) ragt.
  5. Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lagerblock (11) mehrere verstellbare Lagerelemente (18) angeordnet sind, die mit dem Stößel (12) zugeordneten Gleitleisten (17) zur Führung des Stößels (12) in dem Lagerblock (11) zusammenwirken.
  6. Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (18) keilförmig gestaltet und mittels jeweils zugeordneter Stellschrauben (31) in dem Lagerblock (11) verstellbar sind.
  7. Stößelvorrichtung (43) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (44) als eine Steilkegel-Spanneinheit (10) eines Werkzeug-Schnellwechselsystems ausgebildet ist.
  8. Elektrodenhalter (3) einer Schweißmaschine (1) mit einer Stößelvorrichtung (43) nach Anspruch 1, deren Werkzeugaufnahme (44) als eine Elektrodenaufnahme (9) ausgebildet ist.
  9. Elektrodenhalter (3) mit zur gegenüberliegenden Anordnung einer Festelektrode (6) und einer Gegenelektrode (7) in jeweils einer Elektrodenaufnahme (9), wobei die Elektrodenaufnahme (9) der Gegenelektrode (7) mittels des Servomotors (16) relativ zu der Elektrodenaufnahme (9) der Festelektrode (6) aus einer Ausgangslage in eine Schweißlage linear verstellbar ist und zum Nachstellen der Lage der Elektrodenaufnahme (9) der Gegenelektrode (7) in der Schweißlage während eines Schweißvorgangs die Nachsetzeinheit (34) vorgesehen ist, die die verschiebbar gelagerte Elektrodenaufnahme (9) mit einem verschiebbaren Betätiger (33) beaufschlagt, dessen eine Stirnseite der Elektrodenaufnahme (9) und dessen andere Stirnseite der druckbeaufschlagten Membran (36) zugeordnet ist.
  10. Elektrodenhalter (3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenaufnahme (9) und/oder der Lagerblock (11) und/oder der Stößel (12) und/oder ein Gehäuse (19) des Servomotors (16) über Kühlkanäle (20) eines Kühlkreislaufs mit einer Kühleinrichtung (3) verbindbar sind.
  11. Schweißmaschine (1) mit einem Elektrodenhalter (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, der mit seinem langen C-Schenkel (4) an einem Maschinengestell (2) angeflanscht ist.
  12. Schweißmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Maschinengestell (2) eine elektronische Maschinensteuerung (29) mit einer Motorsteuerung (28) sowie eine dezentrale Kühleinrichtung mit einem Temperiergerät (42) sowie einem Wärmetauscher aufgenommen sind.
  13. Schweißmaschine (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (20) des Kühlkreislaufs entweder über ein Stellventil (26) mit einer Drucklufteinrichtung ausblasbar oder mit einer Kühlmittelpumpe (23) der Kühleinrichtung verbindbar sind.
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