DE102023003583A1

DE102023003583A1 - Hold-down device for pressing two components to be welded together and welding device

Info

Publication number: DE102023003583A1
Application number: DE102023003583.1A
Authority: DE
Inventors: Dirk Steffens; Michael Stocker
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-09-01
Filing date: 2023-09-01
Publication date: 2024-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niederhalter (6) zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender Bauelemente (2, 3), mit einem an einer Halteeinrichtung (7) translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung (7) bewegbar gehaltenen Beaufschlagungselement (10), welches eine Anlagefläche (11) aufweist, über welche das Beaufschlagungselement (10) an zumindest einem der Bauelemente (2, 3) abstützbar ist, und mit einer Bewegungseinrichtung (12), welche wenigstens ein zumindest mittelbar gelenkig mit dem Beaufschlagungselement (10) gekoppeltes Hebelteil (13) aufweist, welches um wenigstens eine Schwenkachse (14) relativ zu der Halteeinrichtung (7) verschwenkbar ist, wobei das Beaufschlagungselement (10) durch das Verschwenken des Hebelteils (13) um die Schwenkachse (14) relativ zu der Halteeinrichtung (7) translatorisch bewegbar ist, um durch das Abstützten des Beaufschlagungselements (10) über die Anlagefläche (11) an einem ersten der Bauelemente (2) das erste Bauelement (2) zum Verschweißen der Bauelemente (2, 3) an das zweite Bauelement (3) zu pressen.

The invention relates to a hold-down device (6) for pressing two components (2, 3) to be welded together, with an application element (10) which is held on a holding device (7) so as to be translationally movable relative to the holding device (7), which has a contact surface (11) via which the application element (10) can be supported on at least one of the components (2, 3), and with a movement device (12) which has at least one lever part (13) which is at least indirectly articulated to the application element (10) and which can be pivoted about at least one pivot axis (14) relative to the holding device (7), wherein the application element (10) can be translationally moved relative to the holding device (7) by pivoting the lever part (13) about the pivot axis (14) in order to support the application element (10) via the contact surface (11) on a first of the components (2) to press the first component (2) to the second component (3) for welding the components (2, 3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederhalter zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender Bauelemente gemäß dem Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Bauelemente.The invention relates to a hold-down device for pressing two components to be welded together according to patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a welding device for welding two components.

Die EP 0 456 142 A1 offenbart eine voreinstellbare Spannvorrichtung mit einem Montageelement, einem darauf über eine Feder verschwenkbaren Tragkörper und einer daran befestigten Spannrolle, wobei ein Ende der Feder in einem gegenüber dem anderen Ende drehbaren Stellelement angeordnet ist, und wobei das Stellelement nach dem Spannen der Feder in eine individuelle, durch einen Messvorgang ermittelte Position befestigbar ist.The EP 0 456 142 A1 discloses a pre-adjustable tensioning device with a mounting element, a support body pivotable thereon via a spring and a tensioning roller fastened thereto, wherein one end of the spring is arranged in an adjusting element rotatable relative to the other end, and wherein the adjusting element can be fastened in an individual position determined by a measuring process after the spring has been tensioned.

Des Weiteren ist aus der DE 31 20 424 A1 eine Folienpackmaschine mit einer Einrichtung zum Umschließen des Packguts mit einem Folienband als bekannt zu entnehmen, die einen Schweiß- und/oder Trennbalken aufweist.Furthermore, the DE 31 20 424 A1 a film packaging machine with a device for enclosing the packaged goods with a film band is known, which has a welding and/or separating bar.

Ferner offenbart die DE 20 2011 000 332 U1 eine Spanneinrichtung für ein Werkstück, wobei die Spanneinrichtung einen Niederhalter mit einem beweglichen Druckelement und einem Federelement aufweist.Furthermore, the DE 20 2011 000 332 U1 a clamping device for a workpiece, wherein the clamping device has a hold-down device with a movable pressure element and a spring element.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Niederhalter zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender Bauelemente sowie eine Schweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Bauelemente zu schaffen, sodass die Bauelemente besonders zuverlässig miteinander verschweißt werden können.The object of the present invention is to provide a hold-down device for pressing two components to be welded together and a welding device for welding two components so that the components can be welded together particularly reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Niederhalter zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender Bauelemente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Schweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Bauelemente mit wenigstens einem solchen Niederhalter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a hold-down device for pressing two components to be welded together with the features of patent claim 1 and by a welding device for welding two components with at least one such hold-down device according to the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Niederhalter zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender, insbesondere separat voneinander ausgebildeter, Bauelemente. Der Niederhalter ist separat von den Bauelementen ausgebildet.A first aspect of the invention relates to a hold-down device for pressing two components to be welded together, in particular those that are designed separately from one another. The hold-down device is designed separately from the components.

Unter dem Anpressen der Bauelemente kann insbesondere ein Zusammendrücken der Bauelemente beziehungsweise Verspannen der Bauelemente und/oder ein Abstützen der Bauelemente, das heißt, ein Abstützen eines der Bauelemente an dem anderen der Bauelemente, verstanden werden. Unter dem Niederhalter kann insbesondere eine Haltevorrichtung und/oder eine Spannvorrichtung zum Halten, beispielsweise zum Verspannen beziehungsweise Anpressen, der Bauelemente, insbesondere für einen Schweißprozess beziehungsweise während des Schweißprozesses, verstanden werden. Unter den Bauelementen, welche beispielsweise als Bauteile bezeichnet werden können, kann insbesondere ein jeweiliges Werkstück verstanden werden.Pressing the components can be understood in particular as a compression of the components or bracing of the components and/or a support of the components, i.e. a support of one of the components on the other of the components. The hold-down device can be understood in particular as a holding device and/or a clamping device for holding, for example for bracing or pressing, the components, in particular for a welding process or during the welding process. The components, which can be referred to as components, for example, can be understood in particular as a respective workpiece.

Der Niederhalter ist beispielsweise zum Anpressen zweier mittels Laserschweißen miteinander zu verschweißender Bauelemente vorgesehen beziehungsweise ausgebildet, wodurch der Niederhalter beispielsweise als Laserschweißniederhalter bezeichnet werden kann.The hold-down device is intended or designed, for example, for pressing two components to be welded together by means of laser welding, whereby the hold-down device can be referred to, for example, as a laser welding hold-down device.

Der Niederhalter weist wenigstens eine Halteeinrichtung auf. Ferner weist der Niederhalter wenigstens ein, insbesondere separat von der Halteeinrichtung ausgebildetes, an der Halteeinrichtung translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung beziehungsweise relativ zu den Bauelementen bewegbar, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, gehaltenes Beaufschlagungselement auf. Dies bedeutet, dass das Beaufschlagungselement translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung bewegbar an der Halteeinrichtung geführt beziehungsweise gelagert ist. In anderen Worten ist das Beaufschlagungselement translatorisch, beispielsweise zwischen wenigstens zwei, insbesondere voneinander unterschiedlichen, Stellungen, relativ zu der Halteeinrichtung bewegbar, wobei das Beaufschlagungselement zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der Halteeinrichtung befestigt ist. Unter den Stellungen können insbesondere Hubstellungen verstanden werden. Insbesondere ist das Beaufschlagungselement aus einer ersten der Stellungen in die zweite Stellung und/oder aus der zweiten Stellung in die erste Stellung translatorisch, insbesondere relativ zu der Halteeinrichtung und/oder relativ zu den Bauelementen, bewegbar. Das Beaufschlagungselement kann insbesondere als Kontaktelement, Druckelement oder als Druckstück bezeichnet werden.The hold-down device has at least one holding device. The hold-down device also has at least one loading element, in particular designed separately from the holding device, which is held on the holding device so that it can be moved translationally relative to the holding device or relative to the components, in particular at least indirectly or directly. This means that the loading element is guided or mounted on the holding device so that it can be moved translationally relative to the holding device. In other words, the loading element can be moved translationally, for example between at least two, in particular different, positions, relative to the holding device, wherein the loading element is attached at least indirectly, in particular directly, to the holding device. The positions can be understood to mean stroke positions in particular. In particular, the loading element can be moved translationally, in particular relative to the holding device and/or relative to the components, from a first of the positions to the second position and/or from the second position to the first position. The loading element can be referred to in particular as a contact element, pressure element or pressure piece.

Das Beaufschlagungselement weist wenigstens eine Anlagefläche auf, über welche das Beaufschlagungselement, insbesondere während des Schweißprozesses, an zumindest einem der Bauelemente, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, abstützbar oder abgestützt ist. In anderen Worten ist das erste Bauelement über die Anlagefläche von dem Beaufschlagungselement mit wenigstens einer Kraft, insbesondere Druckkraft, beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt, um das erste Bauelement, insbesondere zum Verschweißen der Bauelemente, an das zweite Bauelement, beispielsweise direkt, anzupressen. Dies bedeutet, dass das erste Bauelement über die Anlagefläche des Beaufschlagungselements an das zweite Bauelement gedrückt werden kann, wodurch die Bauelemente zusammengepresst beziehungsweise zusammengedrückt werden können.The loading element has at least one contact surface, via which the loading element can be or is supported, in particular during the welding process, on at least one of the components, in particular at least indirectly or directly. In other words, the first component can be or is subjected to at least one force, in particular pressure force, by the loading element via the contact surface in order to press the first component, in particular for welding the components, onto the second component, for example directly. This means that that the first component can be pressed against the second component via the contact surface of the loading element, whereby the components can be pressed or compressed together.

Um die Bauelemente besonders zuverlässig, insbesondere mit besonders hoher Schweißqualität und/oder besonders sicher, miteinander verschweißen zu können, ist es vorgesehen, dass der Niederhalter wenigstens eine, insbesondere gelenkig mit dem Beaufschlagungselement, beispielsweise zumindest mittelbar oder direkt, gekoppelte, Bewegungseinrichtung aufweist, welche wenigstens ein zumindest mittelbar, insbesondere direkt, gelenkig mit dem Beaufschlagungselement gekoppeltes Hebelteil aufweist. In anderen Worten sind das Hebelteil und das Beaufschlagungselement über wenigstens ein Gelenk, beispielsweise zumindest mittelbar oder direkt, insbesondere gelenkig, miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass das Hebelteil über das Gelenk zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Beaufschlagungselement gehalten beziehungsweise befestigt ist. Die Bewegungseinrichtung, insbesondere das Hebelteil, sind vorzugsweise separat von der Halteeinrichtung und/oder von dem Beaufschlagungselement ausgebildet.In order to be able to weld the components together particularly reliably, in particular with a particularly high welding quality and/or particularly safely, it is provided that the hold-down device has at least one movement device, in particular one that is coupled in an articulated manner to the loading element, for example at least indirectly or directly, which has at least one lever part that is coupled in an articulated manner to the loading element, at least indirectly, in particular directly. In other words, the lever part and the loading element are connected to one another via at least one joint, for example at least indirectly or directly, in particular in an articulated manner. This means that the lever part is held or fastened to the loading element at least indirectly, in particular directly, via the joint. The movement device, in particular the lever part, is preferably designed separately from the holding device and/or from the loading element.

Das Hebelteil ist um wenigstens eine Schwenkachse relativ zu der Halteeinrichtung und/oder relativ zu den Bauelementen, beispielsweise zwischen wenigstens zwei Schwenkstellungen, verschwenkbar. Dies bedeutet, dass das Hebelteil um die Schwenkachse aus einer ersten der Schwenkstellung in die zweite Schwenkstellung und/oder aus der zweiten Schwenkstellung in die erste Schwenkstellung verschwenkbar ist. Unter den Schwenkstellungen können insbesondere voneinander unterschiedliche Schwenkstellungen verstanden werden. Das Hebelteil ist beispielsweise als Gelenkstange ausgebildet.The lever part can be pivoted about at least one pivot axis relative to the holding device and/or relative to the components, for example between at least two pivot positions. This means that the lever part can be pivoted about the pivot axis from a first pivot position to the second pivot position and/or from the second pivot position to the first pivot position. The pivot positions can be understood to mean pivot positions that differ from one another in particular. The lever part is designed as an articulated rod, for example.

Um die Bauelemente besonders zuverlässig, insbesondere mit besonders hoher Schweißqualität und/oder besonders sicher, miteinander verschweißen zu können, ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement durch das Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse relativ zu der Halteeinrichtung beziehungsweise zu den Bauelementen translatorisch bewegbar ist, um durch das Abstützen des Beaufschlagungselements über die Anlagefläche an dem ersten Bauelement das erste Bauelement zum Verschweißen der Bauelemente, beispielweise mittels Laserstrahlschweißen, insbesondere direkt, an das zweite Bauelement mittels einer vordefinierten Kraft zu pressen, das heißt, das Anpressen des ersten Bauelements an das zweite Bauelement beziehungsweise das Zusammendrücken der Bauelemente mittels einer vordefinierten Kraft zu bewirken. Dies bedeutet, dass das translatorische Bewegen des Beaufschlagungselements durch das Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird, wodurch das Beaufschlagungselement über die Anlagefläche an dem ersten Bauelement abstützbar beziehungsweise abgestützt ist, um zum Verschweißen der Bauelemente das erste Bauelement an das zweite Bauelement, beispielsweise flächig, zu pressen, das heißt, das erste Bauelement, insbesondere direkt, an dem zweiten Bauelement abzustützen.In order to be able to weld the components together particularly reliably, in particular with particularly high welding quality and/or particularly safely, it is provided that the loading element can be moved translationally relative to the holding device or to the components by pivoting the lever part about the pivot axis, in order to press the first component by supporting the loading element via the contact surface on the first component for welding the components, for example by means of laser beam welding, in particular directly, to the second component by means of a predefined force, that is to say to cause the first component to be pressed against the second component or the components to be pressed together by means of a predefined force. This means that the translational movement of the loading element can be effected or is effected by pivoting the lever part about the pivot axis, whereby the loading element can be supported or is supported via the contact surface on the first component in order to press the first component onto the second component, for example flatly, in order to weld the components, that is to say to support the first component, in particular directly, on the second component.

Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Beim Verschwenken des Hebelteils, insbesondere aus der zweiten Schwenkstellung, in die erste Schwenkstellung geht das translatorische Bewegen des Beaufschlagungselements, insbesondere aus der zweiten Stellung, in die erste Stellung einher. Alternativ oder zusätzlich geht beim Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse, insbesondere aus der ersten Schwenkstellung, in die zweite Schwenkstellung das translatorische Bewegen des Beaufschlagungselements, insbesondere aus der ersten Stellung, in die zweite Stellung einher. Dies bedeutet, dass sich das Beaufschlagungselement in der ersten Stellung befindet, wenn sich das Hebelteil in der ersten Schwenkstellung befindet, und sich das Beaufschlagungselement in der zweiten Stellung befindet, wenn sich das Hebelteil in der zweiten Schwenkstellung befindet.This can be understood in particular as the following: When the lever part is pivoted, in particular from the second pivot position, into the first pivot position, the translational movement of the loading element, in particular from the second position, into the first position is accompanied. Alternatively or additionally, when the lever part is pivoted about the pivot axis, in particular from the first pivot position, into the second pivot position, the translational movement of the loading element, in particular from the first position, into the second position is accompanied. This means that the loading element is in the first position when the lever part is in the first pivot position, and the loading element is in the second position when the lever part is in the second pivot position.

Unter dem Pressen des ersten Bauelements an das zweite Bauelement zum Verschweißen der Bauelemente kann insbesondere ein Fixieren der Bauelemente aneinander, insbesondere während des Schweißprozesses, verstanden werden, damit die, insbesondere aneinander gehaltenen, Bauelemente, beispielweise mittels eines Laserstrahls, miteinander verschweißt werden können.Pressing the first component onto the second component to weld the components can be understood to mean, in particular, fixing the components to one another, in particular during the welding process, so that the components, in particular those held together, can be welded to one another, for example by means of a laser beam.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement, insbesondere bezogen auf die Stellungen ausschließlich in der zweiten Stellung, beispielsweise direkt, über die Anlagefläche an dem ersten Bauelement anliegt, also über die Anlagefläche an dem ersten Bauelement abgestützt ist. Dadurch ist über die Anlagefläche die Kraft, insbesondere Druckkraft, von dem Beaufschlagungselement zumindest teilweise auf das erste Bauelement übertragbar, um die Bauelemente zum Verschweißen beziehungsweise beim Verschweißen aneinander zu pressen beziehungsweise zusammenzudrücken, beispielsweise mittels einer wiederherstellbaren bzw. nachbildbaren Flächenkraft. Dies bedeutet, dass die Bauelemente, insbesondere das erste Bauelement, in der zweiten Stellung über die Anlagefläche mit der Kraft, insbesondere Druckkraft, beaufschlagbar sind beziehungsweise beaufschlagt ist. Beispielsweise sind die Bauelemente, insbesondere das erste Bauelement, in der ersten Stellung von dem Beaufschlagungselement, insbesondere von der Anlagefläche, beabstandet. In anderen Worten unterbleibt in der ersten Stellung das Abstützen des Beaufschlagungselements über die Anlagefläche an dem Bauelement, wodurch in der ersten Stellung insbesondere das Anpressen beziehungsweise Zusammendrücken der Bauelemente unterbleibt.Preferably, it is provided that the loading element, in particular with respect to the positions, rests on the first component exclusively in the second position, for example directly, via the contact surface, i.e. is supported on the first component via the contact surface. As a result, the force, in particular pressure force, can be transmitted from the loading element to the first component at least partially via the contact surface in order to press the components together for welding or during welding, for example by means of a restorable or replicable surface force. This means that the components, in particular the first component, can be or are subjected to the force, in particular pressure force, in the second position via the contact surface. For example, the Components, in particular the first component, are spaced apart from the loading element, in particular from the contact surface, in the first position. In other words, in the first position, the loading element is not supported on the component via the contact surface, whereby in the first position, in particular, the pressing or compression of the components is prevented.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Beim Schweißen, insbesondere Laserstrahlschweißen, von sich überlappenden Bauteilen kann ein technischer Nullspalt, beispielsweise über einen gesamten zu schweißenden Bereich, welcher insbesondere als Schweißbereich bezeichnet werden kann, erforderlich sein, da ein verbleibender Spalt anderenfalls Nahtimperfektionen begünstigen kann. Bei einem herkömmlichen Niederhalter ist es möglich, dass die Bauelemente unter Umständen unzureichend und gegebenenfalls einseitig und nicht vollumfänglich zusammengedrückt werden können, sodass ein möglicher Spalt zwischen den Bauelementen bestehen bleiben kann. Alternativ oder zusätzlich können bei dem herkömmlichen Niederhalter gefederte Druckstücke vorgesehen sein, welche üblicherweise eine besonders schlechte beziehungsweise unzureichende Zugänglichkeit für einen insbesondere als Schweißlaserstrahl bezeichneten Laserstrahl aufweisen können. Ferner kann sich aufgrund der eingesetzten Federn bei unterschiedlichen Bauteilhöhen der Bauelemente eine über den Niederhalter auf die Bauelemente aufgebrachte Anpresskraft ändern, welche dadurch unter Umständen nicht mehr ausreichend groß sein kann.The invention is based in particular on the following findings and considerations: When welding, in particular laser beam welding, overlapping components, a technical zero gap may be required, for example over an entire area to be welded, which can in particular be referred to as the welding area, since a remaining gap can otherwise promote seam imperfections. With a conventional hold-down device, it is possible that the components may be pressed together insufficiently and possibly on one side and not completely, so that a possible gap between the components may remain. Alternatively or additionally, spring-loaded pressure pieces can be provided with the conventional hold-down device, which can usually have particularly poor or inadequate accessibility for a laser beam, in particular referred to as a welding laser beam. Furthermore, due to the springs used, the contact force applied to the components via the hold-down device can change with different component heights of the components, which may therefore no longer be sufficiently large.

Demgegenüber können die zuvor genannten Nachteile mittels des erfindungsgemäßen Niederhalters überwunden werden. Insbesondere können die Bauelemente dabei besonders zuverlässig, insbesondere mit besonders hoher Schweißqualität und/oder besonders prozesssicher, miteinander verschweißt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Niederhalter kann eine, beispielsweise mittels Zylinder und/oder Druckkissen, insbesondere Luftdruckkissen, aufgebrachte Niederhaltekraft, insbesondere mittels des Hebelteils, umgelenkt werden, sodass die Niederhaltekraft homogen und eine Schweißzone, insbesondere umlaufend, vorzugsweise mittels vertikalem Hub, auf die Bauelemente übertragen werden kann, wodurch ein möglicher Spalt zwischen den Bauelementen prozesssicher, das heißt besonders sicher, geschlossen werden kann. Die Bauelemente können mittels des erfindungsgemäßen Niederhalters also besonders homogen aneinander gepresst werden. In anderen Worten weist der erfindungsgemäße Niederhalter einen Hubmechanismus auf, über welchen die Niederhaltekraft besonders homogen um den gesamten Schweißbereich aufgebracht werden kann, sodass der mögliche Spalt besonders prozesssicher, insbesondere komplett, geschlossen werden kann, wodurch beispielsweise Verbesserungen hinsichtlich eines Geradeauslaufs erzielt werden können.In contrast, the aforementioned disadvantages can be overcome by means of the hold-down device according to the invention. In particular, the components can be welded together particularly reliably, in particular with a particularly high welding quality and/or particularly process-safe. With the hold-down device according to the invention, a hold-down force applied, for example, by means of a cylinder and/or pressure pad, in particular air pressure pad, can be deflected, in particular by means of the lever part, so that the hold-down force can be transferred homogeneously and a welding zone, in particular all around, preferably by means of a vertical stroke, to the components, whereby a possible gap between the components can be closed in a process-safe, i.e. particularly safe, manner. The components can therefore be pressed against one another particularly homogeneously by means of the hold-down device according to the invention. In other words, the hold-down device according to the invention has a lifting mechanism via which the hold-down force can be applied particularly homogeneously around the entire welding area, so that the possible gap can be closed in a process-safe, in particular completely, manner, whereby, for example, improvements can be achieved with regard to straight-line running.

Der Niederhalter ist besonders gut zum Laserstrahlschweißen, insbesondere Laserstrahlscannerschweißen, von sich in Überlappung befindenden Bauelementen geeignet. Insbesondere kann der Niederhalter zum Verschweißen von sämtlichen Werkstoffen und Bauteilgeometrien verwendet werden, beispielsweise beim Verschweißen von metallischen Werkstoffen. Ferner kann eine besonders flexible Ausformung des auch als Druckstücks bezeichneten Beaufschlagungselements möglich sein, wodurch Schweißnahtkonturen besonders flexibel gestaltet werden können. Insbesondere kann eine besonders homogene Krafteinleitung über alle Druckstücke hinweg, auch bei unterschiedlichen Bauteilhöhen und/oder bei auftretenden Toleranzen ermöglicht werden. Beispielsweise kann sich bei Bauteilhöhenversatz aufgrund einer Federkennlinie der auf die Bauteile wirkende Anpressdruck durch veränderte Abstände ändern. Vorzugsweise ist der Niederhalter trivial, das heißt besonders aufwandsarm, in herkömmliche Schweißsysteme integrierbar und mit herkömmlicher Systemtechnik kombinierbar, beispielsweise mit Laserschweißequipment und/oder Qualitätssicherungssystemen und/oder mit einer Anbindung der Halteeinrichtung an einen Roboter oder an Portalachsen.The hold-down device is particularly suitable for laser beam welding, in particular laser beam scanner welding, of components that overlap. In particular, the hold-down device can be used to weld all materials and component geometries, for example when welding metallic materials. Furthermore, a particularly flexible shape of the loading element, also known as the pressure piece, can be made possible, which means that weld seam contours can be designed particularly flexibly. In particular, a particularly homogeneous introduction of force across all pressure pieces can be made possible, even with different component heights and/or with tolerances occurring. For example, if the component height is offset, the contact pressure acting on the components can change due to a spring characteristic curve due to changed distances. Preferably, the hold-down device is trivial, i.e. particularly easy to integrate into conventional welding systems and can be combined with conventional system technology, for example with laser welding equipment and/or quality assurance systems and/or with a connection of the holding device to a robot or to gantry axes.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement relativ zu der Halteeinrichtung beziehungsweise relativ zu den Bauelementen entlang einer Bewegungsrichtung translatorisch bewegbar ist, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Anlagefläche und/oder zu einer Stützfläche des ersten Bauelements verläuft. Das Beaufschlagungselement ist vorzugsweise über die Anlagefläche, insbesondere in der zweiten Stellung, an der Stützfläche des ersten Bauelements abstützbar beziehungsweise abgestützt. Vorzugsweise berührt die Anlagefläche die Stützfläche direkt. Unter der Halteeinrichtung kann daher beispielsweise eine Vertikalführung für das Beaufschlagungselement verstanden werden. Durch die Vertikalführung kann beispielsweise stets sichergestellt werden, dass die Druckkraft über das Beaufschlagungselement, insbesondere die Anlagefläche, senkrecht auf die Bauelemente, insbesondere auf das erste Bauelement, aufgebracht werden kann. Dadurch kann ein Verkippen der Bauelemente relativ zueinander besonders sicher vermieden werden. Dadurch können die Bauelemente besonders zuverlässig miteinander verschweißt werden. Dies ist insbesondere besonders vorteilhaft gegenüber einem herkömmlichen Niederhalter, bei welchem das zuvor genannte Verkippen, welches insbesondere als Bauteilverkippung bezeichnet werden kann, beispielsweise auftreten kann.Preferably, it is provided that the loading element is translationally movable relative to the holding device or relative to the components along a direction of movement which runs at least substantially perpendicular to the contact surface and/or to a support surface of the first component. The loading element can preferably be supported or supported on the support surface of the first component via the contact surface, in particular in the second position. Preferably, the contact surface directly touches the support surface. The holding device can therefore be understood as a vertical guide for the loading element, for example. The vertical guide can, for example, always ensure that the pressure force can be applied perpendicularly to the components, in particular to the first component, via the loading element, in particular the contact surface. This makes it particularly safe to prevent the components from tilting relative to one another. This makes it possible to weld the components together particularly reliably. This is particularly advantageous compared to a conventional hold-down device, in which the aforementioned tilting, which in particular can occur, for example, as component tilting.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Niederhalter, insbesondere das Hebelteil, wenigstens eine Krafteinleitungsstelle aufweist, über welche das Hebelteil zum Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse mit wenigstens einer Kraft beaufschlagbar ist. In anderen Worten ist das Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse durch das Beaufschlagen des Hebelteils über die Krafteinleitungsstelle mit der Kraft bewirkbar beziehungsweise bewirkt, wobei die Kraft vorzugsweise über das Hebelteil auf das Beaufschlagungselement übertragbar ist, um das Beaufschlagungselement über die Anlagefläche zum Anpressen der Bauelemente an dem ersten Bauelement abzustützen. Dies bedeutet, dass das Anpressen der Bauelemente über die Krafteinleitungsstelle und der Vermittlung des Hebelteils mittels Hebelwirkung bewirkbar ist beziehungsweise bewegt wird. Dadurch können die Bauelemente besonders aufwandsarm und/oder besonders homogen beziehungsweise besonders präzise aneinander gepresst werden beziehungsweise aneinander abgestützt werden.In a further embodiment, it is provided that the hold-down device, in particular the lever part, has at least one force introduction point via which the lever part can be subjected to at least one force in order to pivot the lever part about the pivot axis. In other words, the pivoting of the lever part about the pivot axis can be effected or brought about by applying the force to the lever part via the force introduction point, wherein the force can preferably be transferred via the lever part to the application element in order to support the application element via the contact surface for pressing the components onto the first component. This means that the pressing of the components can be effected or moved via the force introduction point and the mediation of the lever part by means of leverage. As a result, the components can be pressed against one another or supported against one another with particularly little effort and/or in a particularly homogeneous or particularly precise manner.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Krafteinleitungsstelle auf einer ersten Seite der Schwenkachse angeordnet ist und das Gelenk, über welches das Hebelteil zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Beaufschlagungselement gekoppelt ist, auf einer von der ersten Seite unterschiedlichen, insbesondere der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Schwenkachse angeordnet ist. In anderen Worten ist die Schwenkachse zwischen der Krafteinleitungsstelle und dem Gelenk angeordnet. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter, insbesondere besonders aufwandsarmer und/oder besonders zuverlässiger, Hebelmechanismus bewirkt werden.Preferably, it is provided that the force introduction point is arranged on a first side of the pivot axis and the joint, via which the lever part is coupled at least indirectly, in particular directly, to the loading element, is arranged on a second side of the pivot axis that is different from the first side, in particular opposite the first side. In other words, the pivot axis is arranged between the force introduction point and the joint. This makes it possible to achieve a particularly advantageous, in particular particularly low-effort and/or particularly reliable, lever mechanism.

Unter der jeweiligen Seite kann insbesondere eine jeweilige Seite bezogen auf die Schwenkachse verstanden werden. Darunter, dass das Hebelteil zumindest mittelbar mit dem Beaufschlagungselement über das Gelenk gekoppelt ist, kann insbesondere verstanden werden, dass das Hebelteil über das Gelenk zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Beaufschlagungselement, insbesondere gelenkig, gehalten beziehungsweise befestigt ist.The respective side can be understood in particular as a respective side in relation to the pivot axis. The fact that the lever part is coupled at least indirectly to the loading element via the joint can be understood in particular as meaning that the lever part is held or fastened to the loading element, in particular in an articulated manner, at least indirectly, in particular directly, via the joint.

Beispielsweise weist der Niederhalter wenigstens ein Betätigungselement auf, über welches die Kraft zum Beaufschlagen der Krafteinleitungsstelle bewirkbar beziehungsweise bewirkt ist. Dies bedeutet, dass das Hebelteil mittels des Betätigungselements über die Krafteinleitungsstelle um die Schwenkachse verschwenkbar ist. Das Betätigungselement ist beispielsweise als, insbesondere translatorisch, beweglicher Zylinder und/oder als Luftkissen, insbesondere Druckluftkissen, ausgebildet. Dies bedeutet, dass beispielsweise der Zylinder oder das Luftkissen zur Einleitung der Kraft verbaut sein kann.For example, the hold-down device has at least one actuating element, via which the force for applying the force introduction point can be effected or is effected. This means that the lever part can be pivoted about the pivot axis via the force introduction point by means of the actuating element. The actuating element is designed, for example, as a cylinder, in particular a translatory one, and/or as an air cushion, in particular a compressed air cushion. This means that, for example, the cylinder or the air cushion can be installed to introduce the force.

In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Hebelteil über das Gelenk mit einem translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung bewegbaren Zwischenelement, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, gekoppelt ist. In anderen Worten sind das Hebelteil und das Zwischenelement über das Gelenk, insbesondere gelenkig, beispielsweise zumindest mittelbar oder direkt, miteinander verbunden. An dem Zwischenelement ist das Beaufschlagungselement, insbesondere mit dem Zwischenelement translatorisch mitbewegbar, angeordnet, insbesondere gehalten. In anderen Worten ist das Beaufschlagungselement unter Vermittlung des Zwischenelements über das Gelenk translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung, insbesondere zwischen den Stellungen, bewegbar mit dem Hebelteil gekoppelt. Dies bedeutet, dass das translatorische Bewegen des Beaufschlagungselements durch das translatorische Bewegen des Zwischenelements bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird, also, dass das Beaufschlagungselement mit den Zwischenelementen mitbewegbar ist. Dadurch kann beispielsweise auf eine direkte Anbindung des Gelenks an dem Beaufschlagungselement verzichtet werden, wodurch beispielsweise eine besonders einfache Führung des Beaufschlagungselements ermöglicht werden kann, was insbesondere als Druckstückführung bezeichnet werden kann. Dies ist beispielsweise besonders vorteilhaft für besonders kleine Schweißnahtgeometrien. Insbesondere kann eine Bauhöhe des Beaufschlagungselements besonders gering gehalten werden. Dabei können beispielsweise Taktzeiten beim Verschweißen besonders gering gehalten werden, wobei beispielsweise „Welding-on-the-fly“ ermöglicht werden kann. Insbesondere kann eine Behinderung des Laserstrahls zum Verschweißen der Bauelemente durch das Beaufschlagungselement besonders gering gehalten werden. Dies bedeutet, dass eine Zugänglichkeit des Laserstrahls besonders verbessert werden kann.In a further embodiment, it is provided that the lever part is coupled via the joint to an intermediate element that can be moved translationally relative to the holding device, in particular at least indirectly or directly. In other words, the lever part and the intermediate element are connected to one another via the joint, in particular in an articulated manner, for example at least indirectly or directly. The loading element is arranged, in particular held, on the intermediate element, in particular so that it can be moved translationally with the intermediate element. In other words, the loading element is coupled to the lever part so that it can be moved translationally relative to the holding device, in particular between the positions, via the joint, with the intermediate element mediating it. This means that the translational movement of the loading element can be brought about or is brought about by the translational movement of the intermediate element, i.e. that the loading element can be moved along with the intermediate elements. This means that, for example, a direct connection of the joint to the loading element can be dispensed with, which makes it possible to guide the loading element particularly easily, which can be referred to in particular as pressure piece guidance. This is particularly advantageous for particularly small weld seam geometries, for example. In particular, the overall height of the loading element can be kept particularly low. In this way, cycle times during welding can be kept particularly short, for example, making "welding on the fly" possible. In particular, any obstruction of the laser beam for welding the components by the loading element can be kept particularly low. This means that accessibility to the laser beam can be particularly improved.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche ein von einer Schweißvorrichtung, insbesondere einer Schweißeinrichtung, erzeugter Laserstrahl, insbesondere beim Abstützen des Beaufschlagungselements über die Anlagefläche an dem zumindest einen Bauelement, zum Verschweißen der Bauelemente hindurchführbar beziehungsweise hindurchgeführt ist, so dass der Laserstrahl auf zumindest ein zu verschweißendes Bauteil treffen kann. In anderen Worten ist das Beaufschlagungselement als Hohlkörper, beispielsweise als Hohlzylinder beziehungsweise als Hülse, welche insbesondere als Druckhülse bezeichnet werden kann, ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Beaufschlagungselement wenigstens einen Hohlraum aufweist, das heißt, innen hohl ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung beziehungsweise der Hohlraum mündet beispielsweise einenends, insbesondere in der zweiten Stellung, an das erste Bauelement und anderenends an eine von dem ersten Bauelement abgewandte Seite in eine Umgebung des Niederhalters. Darunter, dass der Laserstrahl durch die Durchgangsöffnung hindurchführbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Bauelemente über die Durchgangsöffnung beziehungsweise über den Hohlraum mittels des Laserstrahls miteinander verschweißbar sind beziehungsweise verschweißt werden. Dies bedeutet, dass der Laserstrahl zum Verschweißen der Bauelemente über die Durchgangsöffnung beziehungsweise über den Hohlraum durch das Beaufschlagungselement hindurch geführt beziehungsweise geschickt wird. Dadurch kann eine Behinderung des Laserstrahls durch das Beaufschlagungselement besonders vorteilhaft beziehungsweise sicher vermieden werden. Dies bedeutet, dass die Zugänglichkeit des Laserstrahls zum Verschweißen der Bauelemente besonders verbessert werden kann. Dadurch kann besonders zuverlässig, insbesondere besonders prozesssicher und/oder besonders aufwandsarm, geschweißt werden. Die Schweißeinrichtung ist beispielsweise Teil einer Schweißvorrichtung. Die Schweißeinrichtung ist beispielsweise als Schweißkopf ausgebildet.In a further embodiment, it is provided that the application element has at least one through-opening through which a laser beam generated by a welding device, in particular a welding device, can be guided or is guided through, in particular when the application element is supported via the contact surface on the at least one component, for welding the components, so that the laser beam can strike at least one component to be welded. In In other words, the loading element is designed as a hollow body, for example as a hollow cylinder or as a sleeve, which can in particular be referred to as a pressure sleeve. This means that the loading element has at least one cavity, i.e. is hollow on the inside. The through-opening or the cavity opens, for example, at one end, in particular in the second position, to the first component and at the other end to a side facing away from the first component in an area surrounding the hold-down device. The fact that the laser beam can be guided through the through-opening can in particular be understood to mean that the components can be welded or are welded to one another via the through-opening or via the cavity using the laser beam. This means that the laser beam for welding the components is guided or sent through the loading element via the through-opening or via the cavity. As a result, obstruction of the laser beam by the loading element can be particularly advantageously or safely avoided. This means that the accessibility of the laser beam for welding the components can be particularly improved. This allows for particularly reliable welding, particularly with particularly reliable processes and/or with particularly low effort. The welding device is, for example, part of a welding apparatus. The welding device is designed, for example, as a welding head.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement zumindest bereichsweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, einen geschlossenen Querschnitt aufweist. Dadurch kann der Niederhalter beispielsweise besonders aufwandsarm hergestellt werden. Ferner kann eine mechanische Belastbarkeit des Niederhalters beispielsweise besonders erhöht werden. Beispielsweise weist das Beaufschlagungselement wenigstens eine Wandung auf, welche den Hohlraum zumindest in einem Längenbereich des Beaufschlagungselements, vollumfänglich, insbesondere direkt, begrenzt beziehungsweise umgibt. Dies bedeutet, dass die Durchgangsöffnung beispielsweise zumindest in dem Längenbereich vollumfänglich von der Wandung begrenzt beziehungsweise gebildet ist.In a further embodiment, it is provided that the loading element has a closed cross-section at least in some areas, in particular predominantly or completely. This means that the hold-down device can be manufactured with particularly little effort, for example. Furthermore, the mechanical load-bearing capacity of the hold-down device can be particularly increased, for example. For example, the loading element has at least one wall which completely, in particular directly, delimits or surrounds the cavity at least in a length region of the loading element. This means that the through-opening is completely delimited or formed by the wall, for example, at least in the length region.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement zumindest bereichsweise einen offenen Querschnitt aufweist, In anderen Worten weist das Beaufschlagungselement wenigstens eine Aussparung auf, welche vorzugsweise auf einer die Durchgangsöffnung in radialer Richtung des Beaufschlagungselements beziehungsweise der Durchgangsöffnung begrenzenden Seite des Beaufschlagungselements angeordnet ist. Dadurch kann die Zugänglichkeit des Laserstrahls zum Verschweißen der Bauelemente besonders verbessert werden. Dabei kann beispielsweise durch die Aussparung hindurch mittels des Laserstrahls geschweißt werden, was bedeutet, dass der Laserstrahl durch die Aussparung, und insbesondere durch die Durchgangsöffnung, hindurchgeführt werden kann, um die Bauelemente miteinander zu verschweißen. Insbesondere können die Taktzeiten dabei besonders gering gehalten werden, wobei beispielsweise Welding-on-the-Fly ermöglicht werden kann. Unter der Aussparung kann insbesondere eine Materialaussparung verstanden werden, welche beispielsweise als Ausnehmung oder als Ausformung bezeichnet werden kann. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement in einem ersten Längenbereich den geschlossenen Querschnitt aufweist und in einem von dem ersten Längenbereich unterschiedlichen, beispielsweise sich zumindest mittelbar oder direkt, insbesondere in axialer Richtung des Beaufschlagungselements, an den ersten Längenbereich anschließenden, zweiten Längenbereich den offenen Querschnitt aufweist. Dies bedeutet, dass die Aussparung beispielsweise in dem zweiten Längenbereich, insbesondere bezogen auf den Längenbereich ausschließlich dem zweiten Längenbereich, angeordnet sein kann. Der erste Längenbereich ist also beispielsweise frei von der Aussparung.In a further embodiment, it is provided that the loading element has an open cross-section at least in some areas. In other words, the loading element has at least one recess, which is preferably arranged on a side of the loading element that delimits the through-opening in the radial direction of the loading element or the through-opening. This can particularly improve the accessibility of the laser beam for welding the components. For example, welding can be carried out through the recess using the laser beam, which means that the laser beam can be guided through the recess, and in particular through the through-opening, in order to weld the components together. In particular, the cycle times can be kept particularly short, whereby welding-on-the-fly can be made possible, for example. The recess can be understood in particular as a material recess, which can be referred to, for example, as a cutout or as a formation. For example, it is provided that the loading element has the closed cross-section in a first length range and has the open cross-section in a second length range that is different from the first length range, for example that adjoins the first length range at least indirectly or directly, in particular in the axial direction of the loading element. This means that the recess can be arranged, for example, in the second length range, in particular exclusively in the second length range with respect to the length range. The first length range is therefore, for example, free of the recess.

In weiterer Ausgestaltung weist der Niederhalter wenigstens ein, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, an der Halteeinrichtung angeordnetes, insbesondere gehaltenes, beispielsweise gelenkig gehaltenes, zweites Hebelteil auf. In anderen Worten ist das zweite Hebelteil, insbesondere gelenkig, mit der Halteeinrichtung verbunden. Das zweite Hebelteil ist vorzugsweise separat von dem Hebelteil ausgebildet. Das zweite Hebelteil ist über ein Gelenk, welches insbesondere als zweites Gelenk bezeichnet werden kann, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, mit dem Hebelteil, insbesondere gelenkig, verbunden. In anderen Worten sind das Hebelteil und das zweite Hebelteil über das zweite Gelenk, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, insbesondere relativ miteinander verschwenkbar, miteinander gekoppelt. Über das zweite Gelenk ist das Hebelteil relativ zu der Halteeinrichtung beziehungsweise relativ zu den Bauelementen um die Schwenkachse verschwenkbar. In anderen Worten ist das Hebelteil über das zweite Gelenk verschwenkbar an dem zweiten Hebelteil gelagert, insbesondere um das Verschwenken des Hebelteils um die Schwenkachse relativ zu den Schwenkstellungen zu bewirken. Dadurch kann ein besonders aufwandsarmer und/oder besonders zuverlässiger Schwenkmechanismus beziehungsweise Hebelmechanismus geschaffen werden. Insbesondere können dabei die Bauelemente besonders homogen aneinander gepresst werden. Das erste und das zweite Gelenk sind vorzugsweise voneinander beabstandet. Das zweite Hebelteil ist beispielsweise als Gelenkstange ausgebildet.In a further embodiment, the hold-down device has at least one second lever part, which is arranged, in particular at least indirectly or directly, on the holding device, in particular held, for example held in an articulated manner. In other words, the second lever part is connected, in particular in an articulated manner, to the holding device. The second lever part is preferably formed separately from the lever part. The second lever part is connected, in particular at least indirectly or directly, to the lever part, in particular in an articulated manner, via a joint, which can in particular be referred to as a second joint. In other words, the lever part and the second lever part are coupled to one another via the second joint, in particular at least indirectly or directly, in particular pivotable relative to one another. The lever part can be pivoted about the pivot axis relative to the holding device or relative to the components via the second joint. In other words, the lever part is pivotably mounted on the second lever part via the second joint, in particular in order to cause the lever part to pivot about the pivot axis relative to the pivot positions. This makes it possible to create a particularly low-effort and/or particularly reliable swivel mechanism or lever mechanism. In particular, the Components are pressed together particularly homogeneously. The first and second joints are preferably spaced apart from each other. The second lever part is designed as a joint rod, for example.

Insgesamt ist erkennbar, dass beispielsweise eine Kraftumlenkung über Gelenkstangen und Gelenke auf ein gelagertes Druckstück bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird, welches für die Zugänglichkeit des Laserstrahls beispielsweise innen hohl ausgebildet ist und/oder vertikal, insbesondere entlang einer auch als Z-Achse bezeichneten Hochachse, geführt ist beziehungsweise geführt wird. Es kann also ein Laserschweißniederhalter mit Hubmechanismus realisiert werden.Overall, it can be seen that, for example, a force deflection can be effected or is effected via joint rods and joints on a mounted pressure piece, which is, for example, hollow on the inside for accessibility of the laser beam and/or is guided or is guided vertically, in particular along a vertical axis also referred to as the Z axis. A laser welding hold-down device with a lifting mechanism can therefore be realized.

In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement zum translatorischen Bewegen relativ zu der Halteeinrichtung beziehungsweise relativ zu den Bauelementen, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, gleitend, beispielsweise über wenigstens ein Gleitlager beziehungsweise mittels wenigstens eines Gleitlagers, an der Halteeinrichtung gelagert ist. In anderen Worten weist der Niederhalter wenigstens eine, beispielsweise als Gleitlager ausgebildete, Lagereinrichtung auf, über welche das Beaufschlagungselement translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung bewegbar an der Halteeinrichtung gehalten ist. Dadurch kann das Beaufschlagungselement besonders aufwandsarm und/oder besonders präzise geführt werden.In a further embodiment, it is provided that the loading element is mounted on the holding device for translational movement relative to the holding device or relative to the components, in particular at least indirectly or directly, in a sliding manner, for example via at least one sliding bearing or by means of at least one sliding bearing. In other words, the hold-down device has at least one bearing device, for example designed as a sliding bearing, via which the loading element is held on the holding device so that it can be moved translationally relative to the holding device. The loading element can therefore be guided with particularly little effort and/or particularly precisely.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Bauelemente. Die Schweißvorrichtung weist wenigstens einen Niederhalter gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteil und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a welding device for welding two components. The welding device has at least one hold-down device according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Vorzugsweise weist die Schweißvorrichtung wenigstens einen insbesondere als Laser bezeichneten Schweißkopf auf, mittels welcher wenigstens ein Laserstrahl zum Verschweißen der Bauelemente, insbesondere mittels Laserstrahlschweißen, erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird. In anderen Worten ist der Laserstrahl mittels des Laserkopfes emittierbar, um die Bauelemente miteinander zu verschweißen. Dies bedeutet, dass zumindest eines der Bauelemente mittels des erzeugten beziehungsweise emittierten Laserstrahls beaufschlagbar ist beziehungsweise beaufschlagt wird, um das Verschweißen der Bauelemente zu bewirken. Unter dem Schweißkopf kann insbesondere eine Schweißeinrichtung verstanden werden.The welding device preferably has at least one welding head, in particular referred to as a laser, by means of which at least one laser beam can be generated or is generated for welding the components, in particular by means of laser beam welding. In other words, the laser beam can be emitted by means of the laser head in order to weld the components together. This means that at least one of the components can be or is acted upon by the generated or emitted laser beam in order to effect the welding of the components. The welding head can be understood in particular as a welding device.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale oder Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features or combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Niederhalter, welcher ein sich in einer ersten Stellung befindendes Beaufschlagungselement aufweist; und
2 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Niederhalter, welcher ein sich in einer zweiten Stellung befindendes Beaufschlagungselement aufweist; und
3 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Niederhalter gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
4 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Niederhalter gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
5 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
6 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Showing:

1 a schematic perspective view of a welding device according to the invention with a hold-down device according to the invention, which has an application element in a first position; and
2 a schematic perspective view of a welding device according to the invention with a hold-down device according to the invention, which has an application element in a second position; and
3 a schematic perspective view of a welding device according to the invention with a hold-down device according to the invention according to a further embodiment; and
4 a schematic perspective view of a welding device according to the invention with a hold-down device according to the invention according to a further embodiment; and
5 a schematic perspective view of a welding device according to the invention according to a further embodiment; and
6 a schematic perspective view of a welding device according to the invention according to a further embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Schweißvorrichtung 1 zum Verschweißen zweier, insbesondere separat voneinander ausgebildeter, Bauelemente 2, 3, insbesondere mittels Laserschweißen. Die Schweißvorrichtung 1 kann daher beispielsweise als Laserschweißvorrichtung bezeichnet werden. 1 shows a schematic perspective view of a welding device 1 for welding two components 2, 3, in particular those formed separately from one another, in particular by means of laser welding. The welding device 1 can therefore be referred to as a laser welding device, for example.

In dem Ausführungsbeispiel weist die Schweißvorrichtung 1 wenigstens einen Schweißkopf 4 auf, mittels welchem wenigstens ein Laserstrahl zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3 erzeugbar ist oder erzeugt wird. In anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Bauelemente mittels des Laserstrahls 5 verschweißbar sind beziehungsweise verschweißt werden.In the embodiment, the welding device 1 has at least one welding head 4, by means of which at least one laser beam for welding the components 2, 3 can be generated or is generated. In other words, it is provided that the components are welded by means of the Laser beam 5 can be welded or are welded.

Die Bauelemente 2, 3 sind beispielsweise jeweils aus Metall gebildet, es handelt sich bei den Bauelementen 2, 3 also beispielsweise um metallische Bauelemente 2, 3. Die Bauelemente 2, 3 sind beispielsweise Teil eines Kraftfahrzeugs, das heißt, beispielsweise für das Kraftfahrzeug vorgesehen beziehungsweise ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder als Lastkraftwagen, ausgebildet.The components 2, 3 are each made of metal, for example, i.e. the components 2, 3 are, for example, metallic components 2, 3. The components 2, 3 are, for example, part of a motor vehicle, i.e., for example, they are intended or designed for the motor vehicle. The motor vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car, commercial vehicle or truck.

Die Schweißvorrichtung 1 weist wenigstens einen Niederhalter 6 auf, welcher beispielsweise als Schweißniederhalter bezeichnet werden kann beziehungsweise ausgebildet ist. Der Niederhalter 6 ist zum Anpressen der miteinander zu verschweißenden Bauelemente 2, 3 vorgesehen beziehungsweise ausgebildet.The welding device 1 has at least one hold-down device 6, which can be referred to or is designed as a welding hold-down device, for example. The hold-down device 6 is provided or designed for pressing the components 2, 3 to be welded together.

Der Niederhalter 6 weist wenigstens ein an einer Halteeinrichtung 7 translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung 7, beispielsweise zwischen wenigstens zwei Stellungen 8, 9, bewegbar gehaltenes Beaufschlagungselement 10, auf. Das Beaufschlagungselement 10 kann insbesondere als Druckstück bezeichnet werden. In dem Ausführungsbeispiel ist das Beaufschlagungselement 10 zylinderförmig geformt beziehungsweise ausgebildet. Das Beaufschlagungselement 10 weist wenigstens eine Anlagefläche 11 auf, über welche das Beaufschlagungselement 10 an zumindest einem der Bauelemente 2, 3, insbesondere einem ersten Bauelement 2, beispielsweise direkt, abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Insbesondere ist das Beaufschlagungselement über die Anlagefläche unter Vermittlung des ersten Bauelements 2 an dem zweiten Bauelement 3 abstützbar beziehungsweise abgestützt, was bedeutet, dass die Anlagefläche 11 des Beaufschlagungselements 10 über das erste Bauelement 2 an dem zweiten Bauelement 3 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Unter der Anlagefläche 11 kann insbesondere eine Auflagefläche verstanden werden.The hold-down device 6 has at least one loading element 10 which is held on a holding device 7 so as to be movable in translation relative to the holding device 7, for example between at least two positions 8, 9. The loading element 10 can in particular be referred to as a pressure piece. In the exemplary embodiment, the loading element 10 is cylindrically shaped or designed. The loading element 10 has at least one contact surface 11, via which the loading element 10 can be supported or is supported on at least one of the components 2, 3, in particular a first component 2, for example directly. In particular, the loading element can be supported or is supported on the second component 3 via the contact surface with the mediation of the first component 2, which means that the contact surface 11 of the loading element 10 can be supported or is supported on the second component 3 via the first component 2. The contact surface 11 can be understood in particular as a support surface.

Der Niederhalter 6 weist wenigstens eine Bewegungseinrichtung 12 auf, welche wenigstens ein zumindest mittelbar, insbesondere direkt, gelenkig mit dem Beaufschlagungselement 10 gekoppeltes Hebelteil 13 aufweist. In dem Ausführungsbeispiel weist die Bewegungseinrichtung 12 zwei separat voneinander ausgebildet, insbesondere voneinander beabstandete, Hebelteile 13 auf, welche, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, gelenkig mit dem Beaufschlagungselement 10 gekoppelt sind.The hold-down device 6 has at least one movement device 12, which has at least one lever part 13 which is at least indirectly, in particular directly, articulatedly coupled to the loading element 10. In the exemplary embodiment, the movement device 12 has two lever parts 13 which are formed separately from one another, in particular spaced apart from one another, and which are, in particular at least indirectly or directly, articulatedly coupled to the loading element 10.

In 1 befindet sich das Beaufschlagungselement 10 in einer ersten der Stellungen 8. 2 zeigt die Schweißvorrichtung 1, insbesondere den Niederhalter 6, in einer schematischen Perspektivansicht, wobei sich das Beaufschlagungselement 10 in 2 in der zweiten Stellung 9 befindet. Insbesondere ist in 2, also in der zweiten Stellung 9, das Beaufschlagungselement 10 über die Anlagefläche 11 an den Bauelementen 2, 3 abstützbar beziehungsweise abgestützt, wobei in 1, das heißt in der ersten Stellung 8, das Abstützen des Beaufschlagungselements 10 über die Anlagefläche 11 an den Bauelementen 2, 3 vorzugsweise unterbleibt.In 1 the loading element 10 is in a first of the positions 8. 2 shows the welding device 1, in particular the hold-down device 6, in a schematic perspective view, wherein the loading element 10 is in 2 in the second position 9. In particular, in 2 , i.e. in the second position 9, the loading element 10 can be supported or supported via the contact surface 11 on the components 2, 3, whereby in 1 , that is, in the first position 8, the support of the loading element 10 via the contact surface 11 on the components 2, 3 is preferably omitted.

Das jeweilige Hebelteil 13 ist um wenigstens eine jeweilige Schwenkachse 14 relativ zu der Halteeinrichtung 7 beziehungsweise den Bauelementen 2, 3, beispielsweise zwischen wenigstens zwei Schwenkstellungen 15, 16, verschwenkbar. In 1 befindet sich das jeweilige Hebelteil 13 in einer ersten der Schwenkstellungen 15. In 2 befindet sich das jeweilige Hebelteil 13 in der zweiten Schwenkstellung 16. Die jeweiligen Schwenkachsen 14 können auf einer Geraden angeordnet bzw. positioniert sein.The respective lever part 13 can be pivoted about at least one respective pivot axis 14 relative to the holding device 7 or the components 2, 3, for example between at least two pivot positions 15, 16. In 1 the respective lever part 13 is in a first of the pivot positions 15. In 2 the respective lever part 13 is in the second pivot position 16. The respective pivot axes 14 can be arranged or positioned on a straight line.

Um die Bauelemente 2, 3 besonders zuverlässig, insbesondere mit besonders hoher Schweißqualität und/oder mit besonders hoher Prozesssicherheit, miteinander verschweißen zu können, ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement 10 durch das Verschwenken des jeweiligen Hebelteils 13 und die jeweilige Schwenkachse 14 relativ zu der Halteeinrichtung 7 beziehungsweise relativ zu den Bauelementen 2, 3 translatorisch, insbesondere bezogen auf die Bauelemente 2, 3 vertikal, bewegbar ist, um durch das Abstützen des Beaufschlagungselements 10 über die Anlagefläche 11 an dem ersten Bauelement 2 das erste Bauelement 2 zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3, insbesondere direkt, an das zweite Bauelement 3 zu pressen, also das Anpressen der Bauelemente 2, 3 zu bewirken. Dies bedeutet, dass das erste Bauelement 2, insbesondere bezogen auf die Stellungen 8, 9 ausschließlich, in der zweiten Stellung 9 über die Anlagefläche 11 von dem Beaufschlagungselement 10 mit einer Druckkraft F1 beaufschlagbar ist, um das erste Bauelement 3 zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3 an das zweite Bauelement 3 zu pressen. Dadurch können die Bauelemente 2, 3, welche beispielsweise als jeweiliges Blech ausgebildet sind, beim Verschweißen, insbesondere bezogen auf die Stellungen 8, 9 ausschließlich, in der zweiten Stellung mittels des Beaufschlagungselements 10 zusammengedrückt werden. Dadurch kann ein etwaiger Spalt zwischen den Bauelementen 2, 3 besonders sicher vermieden werden, wodurch die Bauelemente 2, 3 besonders zuverlässig miteinander verschweißt werden können. Die Druckkraft F1 kann dabei über einen durch die Bewegungseinrichtung 12 bewirkbaren beziehungsweise bewirkten Hebelmechanismus auf das erste Bauelement 3, insbesondere auf die Bauelemente 2, 3, zum Anpressen beziehungsweise Zusammendrücken der Bauelemente 2, 3 übertragen werden. Durch den Hebelmechanismus, welcher insbesondere als Hubmechanismus bezeichnet werden kann, kann das erste Bauelement 3 besonders gleichmäßig mit der Druckkraft F1 beaufschlagt werden, wodurch die Bauelemente 2, 3 besonders gleichmäßig zusammengedrückt werden können.In order to be able to weld the components 2, 3 together particularly reliably, in particular with particularly high welding quality and/or with particularly high process reliability, it is provided that the loading element 10 can be moved translationally, in particular vertically with respect to the components 2, 3, by pivoting the respective lever part 13 and the respective pivot axis 14 relative to the holding device 7 or relative to the components 2, 3, in order to press the first component 2, in particular directly, to the second component 3 for welding the components 2, 3, i.e. to cause the components 2, 3 to be pressed together, by supporting the loading element 10 via the contact surface 11 on the first component 2. This means that the first component 2, in particular with reference to positions 8, 9 exclusively, can be subjected to a compressive force F1 by the application element 10 in the second position 9 via the contact surface 11 in order to press the first component 3 to the second component 3 for welding the components 2, 3. As a result, the components 2, 3, which are designed as a respective sheet metal, for example, can be pressed together during welding, in particular with reference to positions 8, 9 exclusively, in the second position by means of the application element 10. As a result, any gap between the components 2, 3 can be particularly reliably avoided, whereby the components 2, 3 can be welded together particularly reliably. The compressive force F1 can be applied via a force generated by the movement device. device 12 can be effected or caused by a lever mechanism to the first component 3, in particular to the components 2, 3, for pressing or compressing the components 2, 3. By means of the lever mechanism, which can in particular be referred to as a lifting mechanism, the first component 3 can be subjected to the pressure force F1 particularly evenly, whereby the components 2, 3 can be compressed particularly evenly.

In dem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das jeweilige Hebelteil 13 wenigstens eine jeweilige Krafteinleitungsstelle 17 aufweist, über welche das jeweilige Hebelteil 13 zum Verschwenken des jeweiligen Hebelteils 13 um die jeweilige Schwenkachse 14 mit wenigstens einer Kraft F2 beaufschlagbar ist. Die über die jeweilige Krafteinleitungsstelle 17 an beziehungsweise in das jeweilige Hebelteil 13 eingebrachte Kraft F2 kann also mittels des jeweiligen Hebelteils 13 in die Druckkraft F1 umgewandelt werden, um die Bauelemente 2, 3 zusammenzudrücken. Unter der jeweiligen Kraft F2 kann insbesondere eine an der jeweiligen Krafteinleitungsstelle 17 das jeweilige Hebelteil 13 angreifende Kraft F2 verstanden werden.In the exemplary embodiment, it is provided that the respective lever part 13 has at least one respective force introduction point 17, via which the respective lever part 13 can be subjected to at least one force F2 in order to pivot the respective lever part 13 about the respective pivot axis 14. The force F2 introduced to or into the respective lever part 13 via the respective force introduction point 17 can therefore be converted into the compressive force F1 by means of the respective lever part 13 in order to press the components 2, 3 together. The respective force F2 can be understood in particular as a force F2 acting on the respective lever part 13 at the respective force introduction point 17.

In dem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die jeweilige Krafteinleitungsstelle 17 jeweils auf einer jeweiligen ersten Seite 18 der jeweiligen Schwenkachse 14 angeordnet ist und ein jeweiliges Gelenk 19, über welches das jeweilige Halteteil 13 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Beaufschlagungselement 10 gekoppelt ist, jeweils auf einer von der jeweiligen ersten Seite 18 unterschiedlichen jeweiligen zweiten Seite 20 der jeweiligen Schwenkachse 14 angeordnet ist. Das jeweilige Gelenk 19 kann insbesondere als jeweiliges erstes Gelenk 19 bezeichnet werden. Beispielsweise ist die jeweilige Krafteinleitungsstelle 17 einenends an dem jeweiligen Hebelteil 13 angeordnet und das jeweilige Gelenk 19 ist beispielsweise jeweils anderenends an dem jeweiligen Hebelteil 13 angeordnet.In the exemplary embodiment, it is provided that the respective force introduction point 17 is arranged on a respective first side 18 of the respective pivot axis 14 and a respective joint 19, via which the respective holding part 13 is at least indirectly, in particular directly, coupled to the loading element 10, is arranged on a respective second side 20 of the respective pivot axis 14 that is different from the respective first side 18. The respective joint 19 can in particular be referred to as the respective first joint 19. For example, the respective force introduction point 17 is arranged at one end on the respective lever part 13 and the respective joint 19 is arranged at the other end on the respective lever part 13.

Beispielsweise ist ein an der Halteeinrichtung 7 angeordnetes jeweiliges zweites Hebelteil 21 vorgesehen, welches über ein jeweiliges zweites Gelenk 22, über welches das jeweilige Hebelteil 13 relativ zu der Halteeinrichtung 7 um die jeweilige Schwenkachse 14 verschwenkbar ist, mit dem jeweiligen Hebelteil 13 verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Das jeweilige zweite Hebelteil 21 ist beispielsweise über ein jeweiliges drittes Gelenk 23, beispielsweise direkt, mit der Halteeinrichtung 7, insbesondere gelenkig, gekoppelt beziehungsweise verbunden. Die jeweiligen Gelenke 19, 22, 23 sind vorzugsweise voneinander beabstandet.For example, a respective second lever part 21 is provided on the holding device 7, which is connected or coupled to the respective lever part 13 via a respective second joint 22, via which the respective lever part 13 can be pivoted relative to the holding device 7 about the respective pivot axis 14. The respective second lever part 21 is coupled or connected, for example, via a respective third joint 23, for example directly, to the holding device 7, in particular in an articulated manner. The respective joints 19, 22, 23 are preferably spaced apart from one another.

In dem in 1 und 2 schematisch gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Beaufschlagungselement 10, insbesondere direkt, an der Halteeinrichtung 7 gelagert beziehungsweise geführt. Dabei weist die Halteeinrichtung 7 beispielsweise wenigstens einen Führungsabschnitt auf, welcher das Beaufschlagungselement 10 zumindest teilweise, beispielsweise überwiegend oder vollständig beziehungsweise vollumfänglich, umgibt.In the 1 and 2 In the embodiment shown schematically, the loading element 10 is mounted or guided, in particular directly, on the holding device 7. The holding device 7 has, for example, at least one guide section which surrounds the loading element 10 at least partially, for example predominantly or completely or fully.

In dem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement 10 eine Durchgangsöffnung 24 aufweist, durch welche der von der Schweißvorrichtung 1, insbesondere von dem Schweißkopf 4, erzeugte Laserstrahl 5 zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3 hindurchführbar ist. Das Beaufschlagungselement 10 ist daher beispielweise als Hohlzylinder ausgebildet, wobei die Durchgangsöffnung 24 vorzugsweise als, insbesondere axiale, Öffnung des Hohlzylinders ausgebildet ist.In the exemplary embodiment, it is provided that the application element 10 has a through-opening 24 through which the laser beam 5 generated by the welding device 1, in particular by the welding head 4, can be passed for welding the components 2, 3. The application element 10 is therefore designed, for example, as a hollow cylinder, wherein the through-opening 24 is preferably designed as an opening, in particular an axial opening, of the hollow cylinder.

In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Beaufschlagungselement 10 einen geschlossenen Querschnitt 25 auf. Der geschlossene Querschnitt 25 ist vorzugsweise als Kreisring ausgebildet. Insbesondere weist die Anlagefläche 11 den geschlossenen Querschnitt auf. Die Anlagefläche 11 ist vorzugsweise als Kreisring ausgebildet.In the 1 and 2 In the embodiment shown, the loading element 10 has a closed cross section 25. The closed cross section 25 is preferably designed as a circular ring. In particular, the contact surface 11 has the closed cross section. The contact surface 11 is preferably designed as a circular ring.

3 zeigt die Schweißvorrichtung 1, insbesondere die Niederhalter 6, in einer schematischen Perspektivansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform, in welcher das Beaufschlagungselement 10 zumindest bereichsweise einen offenen Querschnitt 26 aufweist. Dabei weist das Beaufschlagungselement 10 in einem ersten Längenbereich vorzugsweise den geschlossenen Querschnitt 25 auf und in einem von dem ersten Längenbereich unterschiedlichen zweiten Längenbereich vorzugsweise den offenen Querschnitt 26 auf. Das Beaufschlagungselement 10 weist also bereichsweise den offenen Querschnitt 26 und bereichsweise den geschlossenen Querschnitt 25 auf. Unter dem offenen Querschnitt 26 kann insbesondere eine, vorzugsweise radiale, Aussparung in dem Beaufschlagungselement 10 verstanden werden, wodurch eine Zugänglichkeit des Laserstrahls 5 zu den Bauelementen 2, 3 beziehungsweise zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3 besonders verbessert werden kann. Der offene Querschnitt 26 ist beispielweise als Kreissektor, insbesondere Kreisringsektor, ausgebildet. 3 shows the welding device 1, in particular the hold-down device 6, in a schematic perspective view according to a further embodiment, in which the application element 10 has an open cross-section 26 at least in some areas. The application element 10 preferably has the closed cross-section 25 in a first length range and preferably the open cross-section 26 in a second length range that is different from the first length range. The application element 10 therefore has the open cross-section 26 in some areas and the closed cross-section 25 in some areas. The open cross-section 26 can be understood in particular as a preferably radial recess in the application element 10, whereby accessibility of the laser beam 5 to the components 2, 3 or for welding the components 2, 3 can be particularly improved. The open cross-section 26 is designed, for example, as a circular sector, in particular a circular ring sector.

4 zeigt die Schweißvorrichtung 1, insbesondere den Niederhalter 6 in einer schematischen Perspektivansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform, in welcher das Hebelteil 13 über das Gelenk 19 mit einem translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung 7 bewegbaren, und insbesondere separat von der Halteeinrichtung 7 ausgebildeten, Zwischenelement 27 gekoppelt ist, an welchem das Beaufschlagungselement 10 angeordnet ist. Das Beaufschlagungselement 10 ist also unter Vermittlung des Zwischenelements 27 über das Gelenk 19 mit dem Hebelteil 13 gekoppelt. Dadurch kann eine besonders einfache beziehungsweise aufwandsarme Führung des Beaufschlagungselements 10 ermöglicht werden, welche insbesondere für besonders kleine Schweißnahtgeometrien besonders vorteilhaft sein kann. Beispielsweise ist das Zwischenelement 27, insbesondere direkt, an dem Führungsabschnitt der Halteeinrichtung 7 angeordnet beziehungsweise geführt. Beispielsweise umgibt der Führungsabschnitt das Zwischenelement 27 zumindest bereichsweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, beispielsweise vollumfänglich. 4 shows the welding device 1, in particular the hold-down device 6 in a schematic perspective view according to a further embodiment, in which the lever part 13 is connected via the joint 19 to a movable translationally relative to the holding device 7, and in particular formed separately from the holding device 7, intermediate element 27, on which the loading element 10 is arranged. The loading element 10 is thus coupled to the lever part 13 via the joint 19 through the intermediary of the intermediate element 27. This enables particularly simple or low-effort guidance of the loading element 10, which can be particularly advantageous for particularly small weld seam geometries. For example, the intermediate element 27 is arranged or guided, in particular directly, on the guide section of the holding device 7. For example, the guide section surrounds the intermediate element 27 at least in regions, in particular predominantly or completely, for example completely.

Beispielsweise weist die Halteeinrichtung 7 wenigstens eine Anbindungsstelle 28 auf, über welche die Halteeinrichtung 7, und damit insbesondere der Niederhalter 6, an einen Roboter, insbesondere einen Roboterarm, oder an eine beispielsweise als Portalachse ausgebildete Achse anbindbar beziehungsweise angebunden ist. Unter der Anbindungsstelle 28 kann insbesondere eine Halterung verstanden werden.For example, the holding device 7 has at least one connection point 28, via which the holding device 7, and thus in particular the hold-down device 6, can be connected or is connected to a robot, in particular a robot arm, or to an axis designed as a portal axis, for example. The connection point 28 can be understood in particular as a holder.

Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Beaufschlagungselement 10 und/oder das Zwischenelement 27 zum translatorischen Bewegen relativ zu der Halteeinrichtung 7 gleitend, beispielsweise über wenigstens ein Gleitlager, an der Halteeinrichtung 7 gelagert ist. Somit sind Komponenten des Hubmechanismus, beispielsweise Hülse und Umfassung der Hülse, gleitend gelagert, beispielsweise mittels des Gleitlagers.For example, it is provided that the loading element 10 and/or the intermediate element 27 is mounted on the holding device 7 in a sliding manner for translational movement relative to the holding device 7, for example via at least one sliding bearing. Components of the lifting mechanism, for example the sleeve and the sleeve enclosure, are thus mounted in a sliding manner, for example by means of the sliding bearing.

Das Beaufschlagungselement 10 ist beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, aus Metall oder aus Keramik gebildet. Dies bedeutet, dass ein Material des Beaufschlagungselements 10 Metall oder Keramik sein kann. Die Bewegungseinrichtung 12, welche insbesondere als Hubmechanismus bezeichnet werden kann, ist beispielsweise zumindest bereichsweise aus Metall, beispielsweise aus Stahl oder aus Aluminium, gebildet. Dies bedeutet, dass ein Material der Bewegungseinrichtung 12 beziehungsweise des Hubmechanismus Metall sein kann, beispielsweise Stahl oder Aluminium.The loading element 10 is, for example, at least partially, in particular predominantly or completely, made of metal or ceramic. This means that a material of the loading element 10 can be metal or ceramic. The movement device 12, which can be referred to in particular as a lifting mechanism, is, for example, at least partially made of metal, for example steel or aluminum. This means that a material of the movement device 12 or the lifting mechanism can be metal, for example steel or aluminum.

Eine Axialrichtung des Beaufschlagungselements 10 verläuft vorzugsweise in vertikaler Richtung, insbesondere bezogen auf die Bauelemente 2, 3. Die vertikale Richtung entspricht in einem in 1 veranschaulichten Koordinatensystem 29 einer mit „z“ veranschaulichten Hochrichtung Z der Schweißvorrichtung 1, insbesondere des Niederhalters 6.An axial direction of the loading element 10 preferably runs in a vertical direction, in particular with respect to the components 2, 3. The vertical direction corresponds in a 1 illustrated coordinate system 29 of a vertical direction Z of the welding device 1, in particular of the hold-down device 6, illustrated with “z”.

Beispielsweise weist die Schweißvorrichtung 1, insbesondere der Niederhalter 6, wenigstens eine Absaugungseinrichtung auf, welche beispielsweise auch einfach nur als Absaugung bezeichnet werden kann. Die Absaugungseinrichtung ist vorzugsweise zum Absaugen von Dämpfen und/oder Rauch und/oder Partikeln vorgesehen beziehungsweise ausgebildet. Der Rauch und/oder der Dampf und/oder die Partikel sind beispielsweise beim Schweißen beziehungsweise während des Schweißprozesses entstanden. Beispielsweise ist die Absaugungseinrichtung in dem Beaufschlagungselement 10 integriert oder integrierbar. Die Absaugungseinrichtung ist daher beispielsweise innerhalb des Beaufschlagungselements 10, insbesondere innerhalb der Durchgangsöffnung 24, anordenbar oder angeordnet. For example, the welding device 1, in particular the hold-down device 6, has at least one suction device, which can also be referred to simply as suction, for example. The suction device is preferably provided or designed to extract vapors and/or smoke and/or particles. The smoke and/or vapor and/or particles are created, for example, during welding or during the welding process. For example, the suction device is integrated or can be integrated into the application element 10. The suction device can therefore be arranged or is arranged, for example, within the application element 10, in particular within the through-opening 24.

5 und 6 zeigt die Schweißvorrichtung 1 beziehungsweise den Niederhalter 6 in einer schematischen Perspektivansicht gemäß einer weiteren jeweiligen Ausführungsform, in welcher die Schweißvorrichtung 1 beispielsweise mehrere hierin beschriebene Niederhalter 6 aufweist. In 5 sind exemplarisch vier Beaufschlagungselemente 10 gezeigt. In 6 sind exemplarisch drei Beaufschlagungselemente 10 gezeigt. Die Niederhalter 6, insbesondere die Beaufschlagungselemente 10, sind beispielsweise baugleich ausgebildet. Obwohl in den 5 und 6 eine bestimmte Art von Beaufschlagungselemente 10 schematisch gezeigt ist, kann die Mehrzahl der Beaufschlagungselemente 10 auch die Merkmale der in Bezug zu 3 oder 4 beschriebenen Beaufschlagungselemente 10 aufweisen. 5 and 6 shows the welding device 1 or the hold-down device 6 in a schematic perspective view according to a further respective embodiment, in which the welding device 1 has, for example, several hold-down devices 6 described herein. In 5 Four loading elements 10 are shown as examples. In 6 Three loading elements 10 are shown as examples. The hold-down devices 6, in particular the loading elements 10, are, for example, of identical construction. Although in the 5 and 6 a certain type of loading elements 10 is shown schematically, the majority of the loading elements 10 may also have the features of the related 3 or 4 described loading elements 10.

Somit weist die Schweißvorrichtung 1 beispielsweise mehrere zum Anpressen zweier miteinander zu verschweißender Bauelemente 2, 3 ausgebildete Niederhalter 6 auf. Der jeweilige Niederhalter 6 weist beispielsweise jeweils ein an einer Halteeinrichtung 7 translatorisch relativ zu der Halteeinrichtung 7 bewegbar gehaltenes jeweiliges Beaufschlagungselement 10 auf, welches jeweils eine jeweilige Anlagefläche 11 aufweist, über welche das jeweilige Beaufschlagungselement 10 an zumindest einem der jeweiligen Bauelemente 2, 3 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Ferner weist der jeweilige Niederhalter 6 beispielsweise jeweils eine jeweilige Bewegungseinrichtung 12 auf, welche jeweils ein zumindest mittelbar gelenkig mit dem jeweiligen Beaufschlagungselement 10 gekoppeltes jeweiliges Hebelteil 13 aufweist, welches jeweils um wenigstens eine jeweilige Schwenkachse 14 relativ zu der jeweiligen Halteeinrichtung 7 verschwenkbar ist. Das jeweilige Beaufschlagungselement 10 ist beispielsweise durch das Verschwenken des jeweiligen Hebelteils 13 um die jeweilige Schwenkachse 14 relativ zu der jeweiligen Halteeinrichtung 7 translatorisch bewegbar, um durch das Abstützen des jeweiligen Beaufschlagungselements 10 über die jeweilige Anlagefläche 11 an dem ersten Bauelement 2 das erste Bauelement 2 zum Verschweißen der Bauelemente 2, 3 an das zweite Bauelement 3 zu pressen.The welding device 1 thus has, for example, a plurality of hold-down devices 6 designed for pressing two components 2, 3 to be welded together. The respective hold-down device 6 has, for example, a respective loading element 10 which is held on a holding device 7 so as to be movable in translation relative to the holding device 7 and which has a respective contact surface 11 via which the respective loading element 10 can be supported or is supported on at least one of the respective components 2, 3. The respective hold-down device 6 also has, for example, a respective movement device 12 which has a respective lever part 13 which is at least indirectly articulated to the respective loading element 10 and which can be pivoted about at least one respective pivot axis 14 relative to the respective holding device 7. The respective loading element 10 is, for example, translationally movable relative to the respective holding device 7 by pivoting the respective lever part 13 about the respective pivot axis 14 in order to support the respective loading element 10 via the respective Contact surface 11 on the first component 2 to press the first component 2 to the second component 3 for welding the components 2, 3.

In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Niederhalter 6, insbesondere die Beaufschlagungselemente 10, versetzt zueinander angeordnet. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Niederhalter 6, insbesondere die Beaufschlagungselemente 10, in Reihe, das heißt auf einer, insbesondere gedachten, Geraden, angeordnet.In the 5 In the embodiment shown, the hold-down devices 6, in particular the loading elements 10, are arranged offset from one another. In the 6 In the embodiment shown, the hold-down devices 6, in particular the loading elements 10, are arranged in a row, that is to say on a, in particular imaginary, straight line.

Insgesamt ist erkennbar, dass der auch als Laserschweißniederhalter bezeichnete Niederhalter 6, insbesondere mit Hubmechanismus, in Einzelausführung oder in Mehrfachausführung, welche insbesondere als Mehrfachniederhalter bezeichnet werden kann, ausgebildet sein kann, sodass mehrere Schweißbereiche mit einem, insbesondere genau einem, Aufsetzen sowie einmaliger Kraftaufbringung, beispielsweise über ein durchgängiges Luftkissen, insbesondere Druckluftkissen, in einem Takt, beispielsweise annähernd gleichzeitig, niedergehalten werden können.Overall, it can be seen that the hold-down device 6, also referred to as a laser welding hold-down device, in particular with a lifting mechanism, can be designed in a single version or in a multiple version, which can in particular be referred to as a multiple hold-down device, so that several welding areas can be held down in one cycle, for example almost simultaneously, with one, in particular exactly one, touch-down and a single application of force, for example via a continuous air cushion, in particular a compressed air cushion.

Die hierin in Bezug auf einen Niederhalter beschriebenen Merkmale und deren Vorteile beziehen sich ebenso auf eine hierin beschriebene Schweißvorrichtung und umgekehrt.The features and advantages described herein with respect to a hold-down device also apply to a welding device described herein and vice versa.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SchweißvorrichtungWelding device
22: erstes Bauelementfirst component
33: zweites Bauelementsecond component
44: SchweißkopfWelding head
55: Laserstrahllaser beam
66: NiederhalterHold-down clamp
77: HalteeinrichtungHolding device
88th: erste Stellungfirst position
99: zweite Stellungsecond position
1010: BeaufschlagungselementLoading element
1111: AnlageflächeContact surface
1212: BewegungseinrichtungMovement device
1313: HebelteilLever part
1414: SchwenkachseSwivel axis
1515: erste Schwenkstellungfirst swivel position
1616: zweite Schwenkstellungsecond swivel position
1717: KrafteinleitungsstelleForce introduction point
1818: erste Seitefirst page
1919: erstes Gelenkfirst joint
2020: zweite Seitesecond page
2121: zweites Hebelteilsecond lever part
2222: zweites Gelenksecond joint
2323: drittes Gelenkthird joint
2424: DurchgangsöffnungPassage opening
2525: geschlossener Querschnittclosed cross-section
2626: offener Querschnittopen cross-section
2727: ZwischenelementIntermediate element
2828: AnbindungsstelleConnection point
2929: KoordinatensystemCoordinate system
F1F1: DruckkraftPressure force
F2F2: KraftPower

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0456142 A1 [0002]
DE 3120424 A1 [0003]
DE 202011000332 U1 [0004]

Claims

Holding-down device (6) for pressing two components (2, 3) to be welded together, with an application element (10) which is held on a holding device (7) so as to be translationally movable relative to the holding device (7), which has a contact surface (11) via which the application element (10) can be supported on at least one of the components (2, 3), and with a movement device (12) which has at least one lever part (13) which is at least indirectly articulated to the application element (10) and which can be pivoted about at least one pivot axis (14) relative to the holding device (7), wherein the application element (10) can be translationally moved relative to the holding device (7) by pivoting the lever part (13) about the pivot axis (14) in order to support the first component (10) via the contact surface (11) on a first one of the components (2). Component (2) for welding the components (2, 3) to the second component (3).

Downholder (6) after Claim 1 , characterized by a force introduction point (17), via which the lever part (13) can be acted upon with at least one force (F2) for pivoting the lever part (13) about the pivot axis (14).

Downholder (6) after Claim 2 , characterized in that the force introduction point (17) is arranged on a first side (18) of the pivot axis (14) and a joint (19), via which the lever part (13) is at least indirectly coupled to the loading element (10), is arranged on a second side (20) of the pivot axis (14) different from the first side (18).

Downholder (6) after Claim 3 , characterized in that the lever part (13) is coupled via the joint (19) to an intermediate element (27) which is movable in translation relative to the holding device (7) and on which the loading element (10) is arranged.

Hold-down device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading element (10) has a through-opening (24) through which a laser beam (5) generated by a welding device (1) can be passed for welding the components (2, 3).

Hold-down device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading element (10) has a closed cross-section (25) at least in some regions.

Hold-down device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading element (10) has an open cross-section (26) at least in some regions.

Hold-down device (6) according to one of the preceding claims, characterized by a second lever part (21) arranged on the holding device (7), which is connected to the lever part (13) via a joint (22), via which the lever part (13) can be pivoted about the pivot axis (14) relative to the holding device (7).

Hold-down device (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading element (10) is slidably mounted on the holding device (7) for translational movement relative to the holding device (7).

Welding device (1) for welding two components (2, 3) with at least one hold-down device (6) according to one of the Claims 1 until 9 .