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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweißzange, die in Kombination eine Klemmfunktion und eine Schweißfunktion aufweist.
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Stand der Technik
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In der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 09-248678 ist eine Punktschweißzange vom X-Typ beschrieben, die einen beweglichen Zangenarm durch einen Servomotor über eine Geschwindigkeitsreduziervorrichtung und einen Kurbelmechanismus öffnet und schließt und die ein Ausgangsdrehmoment des Servomotors entsprechend einem Kurbelwinkel zu der Zeit, zu der der Druck aufgebracht wird, so steuert, dass eine während des Schweißens aufgebrachte Presskraft konstant wird.
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In der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-198680 ist eine Struktur offenbart, bei der in einer Widerstandsschweißmaschine (Schweißzange) mit einer durch einen Pneumatikzylinder betriebenen Elektrodenspitze die Elektrodenspitze über einen Halter an dem Pneumatikzylinder angebracht ist. In dem Fall dieser Struktur verschiebt die Linearverschiebung einer Kolbenstange des Pneumatikzylinders die Elektrodenspitze direkt ohne Modifikation in einer linearen Weise.
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In der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-351476 ist eine Schweißvorrichtung (Schweißzange) eines mit Druckbeaufschlagung durch Luft arbeitenden Typs beschrieben, bei der eine sich bewegende Elektrode über einen Kolben an einem Pneumatikzylinder angebracht ist. Auch bei dieser Gestaltung verschiebt die Linearverschiebung einer Kolbenstange des Pneumatikzylinders die sich bewegende Elektrode direkt ohne Modifikation in einer linearen Weise.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Da es bei der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 09-248678 notwendig ist, das Ausgangsdrehmoment des Servomotors so zu steuern, dass die beim Schweißen aufgebrachte Druckkraft entsprechend dem Kurbelwinkel zu der Zeit, zu welcher der Druck aufgebracht wird, konstant wird, ist die Steuerung komplex. Da außerdem gemäß der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.09-248678 der Kurbelmechanismus als der Leistungsübertragungsmechanismus verwendet wird, um die Druckkraft beim Schweißen konstant zu halten, besteht die Notwendigkeit, einen Servomotor mit hoher Leistung zur Erzeugung des notwendigen maximalen Drehmoments zu verwendet. Daher ist es schwierig, die Größe und das Gewicht der Vorrichtung zu verringern.
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Da in dem Fall der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-198680 und der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-351476 die Antriebskraft des Pneumatikzylinders ohne Modifikation als die auf das Werkstück wirkende Druckkraft verwendet wird, ist das Fixieren des Werkstücks allein durch die Schweißzange schwierig. Um das Werkstück sicher zu fixieren, ist dementsprechend separat von der Schweißzange eine Klemmvorrichtung zum Greifen des Werkstücks notwendig. Um die Presskraft zu erhöhen, ist es außerdem notwendig, den Output des Pneumatikzylinders zu erhöhen. Wenn dies getan wird, wird der Pneumatikzylinder groß und sein Gewicht nimmt zu.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme gemacht und hat die Aufgabe, eine Schweißzange vorzuschlagen, bei welcher eine separate Klemmvorrichtung nicht notwendig ist, die in der Lage ist, ein Werkstück mit einer im Wesentlichen konstanten Klemmkraft über die gesamte Breite eines Klemmkrafterzeugungsbereiches zu klemmen, und welche es ermöglicht, die Vorrichtung klein und mit geringem Gewicht auszugestalten.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgaben umfasst eine Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung einen Körper, einen Klemmarm, der dazu ausgestaltet ist, relativ zu dem Körper gedreht zu werden, eine Antriebseinheit, die dazu ausgestaltet ist, den Klemmarm anzutreiben, und die eine Ausgabeeinheit aufweist, die dazu ausgestaltet ist, linear verschoben zu werden, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus, der dazu ausgestaltet ist, eine lineare Verschiebung der Ausgabeeinheit in eine Drehverschiebung des Klemmarms umzuwandeln, und der eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Klemmarm überträgt, eine an dem Klemmarm befestigte erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zu greifen, wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus einen schrägen Abschnitt umfasst, der dazu ausgestaltet ist, zusammen mit der Linearverschiebung der Ausgabeeinheit verschoben zu werden, wobei der schräge Abschnitt relativ zu einer Verschiebungsrichtung der Ausgabeeinheit geneigt ist, und ein gepresstes Element, das dazu ausgestaltet ist, durch den schrägen Abschnitt gepresst zu werden, wobei der Klemmarm sich verbunden mit einer Bewegung des gepressten Elements dreht, das durch den schrägen Abschnitt während der Verschiebung des schrägen Abschnitts gepresst wird, und eine Klemmkraft generiert.
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Mit der Schweißzange der vorliegenden Erfindung, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann das Werkstück zwischen den Elektroden mit einer festgelegten Klemmkraft geklemmt werden, und elektrischer Strom kann dem Werkstück zugeführt werden, um das Werkstück zu schweißen. Ohne eine Klemmvorrichtung separat vorzusehen und lediglich mit der Schweißzange ist es dementsprechend möglich, sowohl das Klemmen als auch das Schweißen des Werkstücks zu realisieren. Daher ist es möglich, die Ausrüstungskosten zu verringern, und das Schweißen eines im Vergleich kleinen Werkstücks kann einfach umgesetzt werden. Da mit der Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung das Schweißen gleichzeitig mit dem Klemmen des Werkstücks durchgeführt werden kann, ist es außerdem im Vergleich zu dem Fall der Verwendung einer Schweißzange und einer Klemmvorrichtung in Form von separaten Strukturen möglich, die Zykluszeit zu verringern.
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Außerdem vollzieht bei der Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung der Klemmarm, an dem die erste Elektrode angebracht ist, eine Rotation verbunden mit der Bewegung des gepressten Elements, das durch den linear verschobenen schrägen Abschnitt gepresst wird, und generiert die Klemmkraft. Dadurch ist es möglich, eine im Wesentlichen konstante Klemmkraft über etwa die gesamte Breite eines Klemmkrafterzeugungsbereiches zu erzeugen. Auch in dem Fall einer Änderung der Werkstückdicke oder wenn ein Verschleiß der Elektroden auftritt, kann dementsprechend das Werkstück mit einer innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches im Wesentlichen konstanten Klemmkraft geklemmt werden, ohne dass eine Positionseinstellung oder ein Austausch von Komponententeilen notwendig wäre.
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Außerdem wird bei der Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Prozess der Umwandlung einer Linearverschiebung der Ausgabeeinheit der Antriebseinheit in eine Drehverschiebung des Armes durch die Presswirkung, d. h. eine Keilwirkung des schrägen Abschnitts relativ zu dem gepressten Element die Antriebskraft der Antriebseinheit über etwa die gesamte Breite des Klemmkrafterzeugungsbereiches erhöht. Da die erforderliche Klemmkraft allein durch eine geringe Antriebskraft der Antriebseinheit erzeugt werden kann, kann dementsprechend eine Antriebseinheit von kleiner Größe und geringem Gewicht verwendet werden. Bei der Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit eine Reduktion der Größe und des Gewichts realisiert werden, wobei sie beide Funktionen einer Klemmvorrichtung und einer Schweißvorrichtung aufweist.
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Bei der oben beschriebenen Schweißzange kann die Ausgabeeinheit eine Kolbenstange sein, und die Antriebseinheit kann mehrere Kolben umfassen, die an der Kolbenstange befestigt und mit Abständen dazwischen in einer axialen Richtung der Kolbenstange angeordnet sind.
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Bei der oben beschriebenen Schweißzange kann der Antriebskraftübertragungsmechanismus außerdem ein Gelenk aufweisen, das mit der Ausgabeeinheit verbunden ist und an dem der schräge Abschnitt ausgebildet ist, und einen Verbindungsarm, der dazu ausgestaltet ist, in einer Richtung, welche die Verschiebungsrichtung der Ausgabeeinheit schneidet, verschoben zu werden, wobei der Verbindungsarm relativ zu dem Gelenk drehbar gehalten wird. Außerdem kann der Betriebsablauf der Schweißzange eine erste Betriebsoperation umfassen, durch welche eine Linearverschiebung des Gelenkes über den Verbindungsarm in eine Drehverschiebung des Klemmarms umgewandelt wird und übertragen wird, und eine zweite Betriebsoperation, durch welche eine Linearverschiebung des Gelenkes durch den schrägen Abschnitt und das gepresste Element in eine Drehverschiebung des Klemmarmes umgewandelt und übertragen wird.
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Bei der Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine separate Klemmvorrichtung nicht notwendig, das Werkstück kann mit einer im Wesentlichen konstanten Klemmkraft über die gesamte Breite eines Klemmkrafterzeugungsbereiches geklemmt werden, und außerdem kann die Vorrichtung klein gebaut werden und ein geringes Gewicht aufweisen.
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Die obigen und weitere Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißzange gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Teilschnitt durch die Schweißzange gemäß 1 zum Zeitpunkt des Klemmens;
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3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Schweißzange gemäß 1;
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4 ist ein Teilschnitt durch die Schweißzange gemäß 1 zu einem nicht klemmenden Zeitpunkt;
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5 ist ein Diagramm, das Klemmkrafteigenschaften der Schweißzange gemäß 1 zeigt;
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißzange gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist ein Teilschnitt durch die Schweißzange gemäß 6.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißzange 10A gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein Teilschnitt durch die Schweißzange 10A zum Zeitpunkt des Klemmens. 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Schweißzange 10A.
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Die Schweißzange 10A umfasst einen hohlen Körper 12, eine Antriebseinheit 14, die an einem Ende des Körpers 12 vorgesehen ist, einen Klemmarm 16, der relativ zu dem Körper 12 drehbar vorgesehen ist, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 18, der auf den Klemmarm 16 eine Antriebskraft entlang einer axialen Richtung (angedeutet durch Pfeile A und B) der Antriebseinheit 14 überträgt, eine bewegliche Elektrode 20 (erste Elektrode), die an dem Klemmarm 16 angebracht ist, und eine stationäre Elektrode 22 (zweite Elektrode), welche ein Werkstück W zwischen der beweglichen Elektrode 20 und der stationären Elektrode 22 greift.
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Der Körper 12 weist beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer festgelegten Breite auf. In seinem Inneren ist eine Aufnahmekammer 24 ausgebildet. Die Aufnahmekammer 24 öffnet sich an einer Öffnung 23, die an einem Ende (einer Endfläche 12a an der Seite des Pfeils A) des Körpers 12 vorgesehen ist. Die Antriebseinheit 14 ist mit dem Körper verbunden, um die Öffnung 23 zu verschließen. An einer Seitenfläche 12b im Wesentlichen senkrecht zu der Öffnung 23 öffnet sich eine Verbindungsöffnung 25, die mit der Aufnahmekammer 24 in Verbindung steht und mit welcher ein Haltekörper 28 verbunden ist. Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 ist in der Aufnahmekammer 24 aufgenommen. Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem Körper 12 ein Paar von Bolzenlöchern 26 an einer Seitenfläche 12c im Wesentlichen senkrecht zu der Öffnungsrichtung der Verbindungsöffnung 24 ausgebildet.
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Der Haltekörper 28, der einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, ist lösbar an der Seitenfläche 12b des Körpers 12 vorgesehen. Der Haltekörper 28 ist so vorgesehen, dass er in einer seitlichen Richtung von der Seitenfläche 12b des Körpers 12 vorsteht, und umfasst ein Stützelement 30, das in einer horizontalen Richtung (der Richtung des Pfeils C) von dem Körper 12 vorsteht, und einen Befestigungsabschnitt 32, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Stützelement 30 nach unten (in der Richtung des Pfeils A) erstreckt.
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Das Stützelement 30 ist beispielsweise in Form einer geraden Linie mit einer festgelegten Länge geformt. Eine Elektrodeneinheit 36 ist über eine Befestigungsöffnung 34, die in einem Endabschnitt des Stützelements 30 ausgebildet ist, lösbar an dem Stützelement 30 fixiert. Die Elektrodeneinheit 36 umfasst eine stationäre Elektrode 22 und einen Elektrodenhalter 38, welcher die stationäre Elektrode 22 hält. Ein Ende eines Versorgungskabels 40 ist mit der Elektrodeneinheit 36 verbunden. Die stationäre Elektrode 22 ist so angeordnet, dass sie von dem Stützelement 30 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) vorsteht.
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Ein Paar von Gewindelöchern 44, die zur Fixierung dienen und sich in seitlicher Richtung öffnen, sind in dem anderen Ende des Stützelements 30 ausgebildet (vgl. 3). Im Einzelnen sind die Gewindelöcher 44 im Wesentlichen senkrecht zu der Befestigungsöffnung 34 ausgebildet. Nachdem das andere Ende des Stützelements 30 in die Verbindungsöffnung 25, die sich an der Seitenfläche 12b des Körpers 12 öffnet, eingesetzt wurde, werden die Befestigungsschrauben 46 in einem Montageschritt durch die Bolzenlöcher 26 des Körpers 12 eingesetzt und in die Gewindelöcher 44 zur Fixierung eingeschraubt, wodurch der Stützkörper 28 an dem Körper 12 befestigt wird.
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Der Befestigungsabschnitt 32 ist beispielsweise an einem im Wesentlichen zentralen Teil des Stützelementes 30 entlang einer Längsrichtung (der Richtung des Pfeils C) des Stützelements 30 ausgebildet und so geformt, dass er um eine festgelegte Länge in einer dem Klemmarm 16 entgegengesetzten Richtung (in der Richtung des Pfeils A) von dem Stützelement 30 vorsteht. Ein Gewindeloch 48 zur Montage, das im Wesentlichen parallel zu dem Stützelement 30 durchtritt, ist in einem Ende des Befestigungsabschnitts 32 ausgebildet. Das Gewindeloch 48 ist dazu vorgesehen, an einem anderen Element befestigt zu werden, wenn die Schweißzange 10A in einer Produktionslinie eingesetzt wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Antriebseinheit 14 beispielswiese ein rohrförmiges Zylinderrohr 52, in dem eine Zylinderöffnung (nachfolgend Zylinderbohrung) 50, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt, ausgebildet ist, einen Kolben 54, der in der axialen Richtung verschiebbar im Inneren (der Zylinderbohrung 50) des Zylinderrohres 52 vorgesehen ist, eine Kolbenstange 56, die mit dem Kolben 54 verbunden ist, eine Kappe 58, die an einem Ende (wie in 2 gezeigt einem unteren Ende) der Zylinderbohrung 50 vorgesehen ist, und eine Stangenabdeckung 60, die an dem anderen Ende (wie in 2 gezeigt dem oberen Ende) der Zylinderbohrung 50 vorgesehen ist und welche die Kolbenstange 56 verschiebbar hält.
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Das Zylinderrohr 52 ist so angeordnet, dass sein eines Ende an einer Endfläche des Körpers 12 anliegt. Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem Zylinderrohr 52 ein Paar von Durchgangsöffnungen 61 ausgebildet, die in der axialen Richtung durchtreten. Die Antriebseinheit 14 ist durch Verschrauben von Befestigungsbolzen 62, welche durch die Durchgangsöffnungen 61 eingesetzt werden, mit dem Körper 12 an dem Körper 12 angebracht.
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Die plattenförmige Kappe 58 ist beispielsweise in luftdichter Weise in dem einen Ende (dem Ende an der Seite des Pfeils A) der Zylinderbohrung 50 angebracht, wodurch das eine Ende der Zylinderbohrung 50 verschlossen wird. Die Stangenabdeckung 60 ist in einer luftdichten Weise in dem anderen Ende (dem Ende an der Seite des Pfeils B) der Zylinderbohrung 50 angebracht, wodurch das andere Ende der Zylinderbohrung 50 verschlossen wird. In der Zylinderbohrung 50 ist zwischen dem Kolben 54 und der Kappe 58 eine erste Druckkammer 64 ausgebildet, und zwischen dem Kolben 54 und der Stangenabdeckung 16 ist eine zweite Druckkammer 65 ausgebildet.
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Wie in 2 gezeigt ist, sind ein Klemmanschluss 66 und ein Klemmfreigabeanschluss 68, zu und von denen ein Druckfluid (Gas oder Flüssigkeit) zugeführt und abgeführt wird, in einer Seitenfläche des Zylinderrohres 52 senkrecht zu der axialen Richtung des Zylinderrohres 52 ausgebildet.
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Eine Fluidwegschaltvorrichtung, welche den Zufuhrzustand des Druckfluides beispielsweise durch nicht dargestellte Leitungen oder dergleichen schaltet, ist mit dem Klemmanschluss 66 und dem Klemmfreigabeanschluss 68 verbunden. Durch wahlweise Zufuhr des Druckfluides zu dem Klemmanschluss 66 und dem Klemmfreigabeanschluss 68 werden außerdem der Kolben 54 und die Kolbenstange 56 in der axialen Richtung angetrieben. Um das Klemmen durchzuführen, wird im Einzelnen das Druckfluid dem Klemmanschluss 66 zugeführt. Um die Freigabe des Klemmens (Öffnen) durchzuführen, wird das Druckfluid dem Klemmfreigabeanschluss 68 zugeführt.
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Der Klemmanschluss 66 steht mit der ersten Druckkammer 64 in Verbindung, und der Klemmfreigabeanschluss 68 steht mit der zweiten Druckkammer 65 in Verbindung. Dementsprechend wird das dem Klemmanschluss 66 zugeführte Druckfluid in die erste Druckkammer 64 eingeführt. Außerdem wird das dem Klemmfreigabeanschluss 68 zugeführte Druckfluid in die zweite Druckkammer 65 eingeführt.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind Sensorbefestigungsnuten 70, die sich in der axialen Richtung erstrecken, an jeweiligen Seitenflächen beider Seiten des Zylinderrohres 52 in der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils D) des Zylinderrohres 52 ausgebildet. Magnetische Sensoren 72 sind lösbar in den Sensorbefestigungsnuten 70 angebracht. Es sei darauf hingewiesen, dass in 1 eine Sensorbefestigungsnut 70 in jeder der Seitenflächen des Zylinderrohres 52 ausgebildet ist. Es können aber auch mehrere Sensorbefestigungsnuten 70 in jeder der Seitenflächen ausgebildet sein.
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Die in 2 gezeigte Stangenabdeckung 60 ist ein ringförmiges Element, das an dem anderen Ende der Zylinderbohrung 50 fixiert ist. An ihrem inneren Umfang wird die Kolbenstange 56 in der axialen Richtung verschiebbar gehalten. Durch einen außenseitigen Dichtring 73, der an dem Außenumfang der Stangenabdeckung 60 vorgesehen ist, wird eine Leckage von Druckfluid durch einen Spalt zwischen der Stangenabdeckung 60 und dem Zylinderrohr 52 (der inneren Umfangsfläche der Zylinderbohrung 50) nach außen verhindert.
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Die Kolbenstange 56 ist durch eine Stangenöffnung 70a eingesetzt, die so ausgebildet ist, dass sie in der axialen Richtung in der Mitte der Stangenabdeckung 60 durchtritt. Durch einen innenseitigen Dichtring 74, der an dem inneren Umfang der Stangenabdeckung 60 vorgesehen ist, wird die Leckage von Druckfluid durch einen Spalt zwischen der Stangenabdeckung 60 und der Kolbenstange 56 nach außen verhindert.
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Der Kolben 54 ist ein hohles Element, in dem eine Stangenöffnung 18a ausgebildet ist. Der Kolben 54 ist an einer Endseite des Kolbens 54 durch ein geeignetes Befestigungsmittel, beispielsweise Crimpen oder einen Bolzen oder dergleichen, befestigt. Durch eine ringförmige Dichtung 76, die an dem äußeren Umfang des Kolbens 54 angebracht ist, wird die Leckage von Druckfluid durch einen Spalt zwischen dem Kolben 54 und dem Zylinderrohr 52 (der inneren Umfangsfläche der Zylinderbohrung 50) nach außen verhindert.
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Außerdem ist angrenzend an den Kolben 54 an der Kolbenstange 56 ein Magnethalter 78 angeordnet. Ein Magnet 80 ist in einer ringförmigen Magnetnut 79, die in dem Magnethalter 78 ausgebildet ist, installiert. Während der Verwendung der Schweißzange 10A kann durch das Erfassen des Magnetfeldes des Magneten 80 durch die magnetischen Sensoren 72, die an dem Zylinderrohr 52 angebracht sind, die Position des Kolbens 54 in der axialen Richtung detektiert werden.
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Die Kolbenstange 56 wird durch die Stangenabdeckung 60 so gehalten, dass sie in der Lage ist, sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) hin und her zu bewegen. An dem anderen Ende der Kolbenstange 56 (einem Ende an einer der Seite, an welcher der Kolben 54 angeschlossen ist, entgegengesetzten Seite) ist ein Verbindungsabschnitt 84 ausgebildet, der einen Halsabschnitt 82, welcher ringförmig zurückgesetzt ist, und einen Abschnitt 83 mit erweitertem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser relativ zu dem Halsabschnitt 82 erweitert und der an dem distalen Ende ausgebildet ist. Der Halsabschnitt 82 und der Abschnitt 83 mit erweitertem Durchmesser weisen einen kreisförmigen Querschnitt mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser auf.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 in der Aufnahmekammer 24 des Körpers 12 vorgesehen und umfasst ein Gelenk 86, das mit dem anderen Ende der Kolbenstange 56 verbunden ist, ein Paar von Führungswalzen 88, die drehbar an einem oberen Teil des Gelenks 86 vorgesehen sind, einen Verbindungsarm 90, der zusammen mit den Führungswalzen 88 schwenkbar an dem Gelenk 86 gehalten ist, und einen Hebelarm 92, welcher den Verbindungsarm 90 mit dem Klemmarm 16 verbindet.
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Das Gelenk 86 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei eine Verbindungsaussparung 86a, mit welcher der Verbindungsabschnitt 84 der Kolbenstange 56 verbunden ist, an seinem unteren Ende ausgebildet ist. Die Verbindungsaussparung 86a ist so ausgebildet, dass sie sich an der Seite einer Endfläche (in der Richtung des Pfeils A) und an der Seite einer Seitenfläche des Gelenks 86 öffnet, und besteht aus einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der an der Seite der Endfläche ausgebildet ist, und einem Abschnitt mit großem Durchmesser.
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Wenn der andere Endabschnitt der Kolbenstange 56 mit der Verbindungsaussparung 86a des Gelenks 86 verbunden wird, tritt der Halsabschnitt 82 der Kolbenstange 56 in Eingriff mit dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Verbindungsaussparung 86a, während der Abschnitt 83 mit erweitertem Durchmesser der Kolbenstange 56 mit ihrem Abschnitt mit großem Durchmesser in Eingriff tritt.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist andererseits an einem oberen Abschnitts des Gelenks 86 an einer Seitenfläche, welche dem Klemmarm 16 zugewandt ist, ein schräger Abschnitt 94 ausgebildet. Der schräge Abschnitt 94 ist relativ zu der Verschiebungsrichtung (der axialen Richtung) der Kolbenstange 56 geneigt und weist eine konische Form auf, die sich allmählich zu dem oberen Ende hin verjüngt. Ein gepresstes Element 96, das an dem Hebelarm 92 vorgesehen ist, liegt an dem schrägen Abschnitt 94 an, wenn der Klemmarm 16 von dem ungeklemmten Zustand (vgl. 4) zu dem geklemmten Zustand (vgl. 2) gedreht wird.
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Die Führungswalzen 88 werden als Folge der Tatsache, dass sie in einer Walzennut 95 angeordnet sind, die in der axialen Richtung an einer Innenfläche des Körpers 12 ausgebildet ist, in einer vertikalen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) geführt, wenn sich das Gelenk 86 bewegt.
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Eine Verbindungsnut 98, die sich in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Antriebseinheit 14 (in der Richtung des Pfeils C) erstreckt, ist in dem Gelenk 86 ausgebildet. Die Führungswalzen 88 und der Verbindungsarm 90 werden in dem Gelenk 86 über ein Schaftelement 99, das in der Verbindungsnut 98 angeordnet ist, drehbar gehalten. Das Schaftelement 99 ist in der Lage, sich entlang der Richtungen des Pfeils C innerhalb der Verbindungsnut 98 zu bewegen. Dementsprechend sind die Führungswalzen 88 und ein Ende des Verbindungsarms 90 um eine festgelegte Strecke in der Richtung des Pfeils C bewegbar.
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Der Verbindungsarm 90 kann in einer Richtung verschoben werden, welche die Verschiebungsrichtung der Kolbenstange 56 schneidet (bei der vorliegenden Ausführungsform eine Richtung senkrecht zu der Verschiebungsrichtung der Kolbenstange 56), und wird drehbar relativ zu dem Gelenk 86 gehalten. Der Verbindungsarm 90 ist zwischen einem oberen Teil des Gelenks 86 und dem Hebelarm 92 angeschlossen. Der Verbindungsarm 90 und der Hebelarm 92 sind über einen Verbindungsstift 100 zueinander verdrehbar. Der Verbindungsarm 90 wandelt die Linearbewegung der Kolbenstange 56 über das Gelenk 86 in eine Drehbewegung des Klemmarms 16 um.
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Der Hebelarm 92 wird über ein Schaftelement 102 drehbar in dem Körper 12 gehalten, wobei er gleichzeitig den Verbindungsarm 90 mit einem Ende des Klemmarms 16 verbindet. Das gepresste Element 96 ist in der Mitte des Hebelarms 92 vorgesehen. Im Einzelnen ist bei der vorliegenden Ausführungsform das gepresste Element 96 eine Unterwalze 97, die drehbar an dem Hebelarm 92 gehalten wird.
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Die Unterwalze 97 ist ein Element, das durch den an dem Gelenk 86 vorgesehenen schrägen Abschnitt 94 gepresst wird, und dreht sich, indem es bei einer Verschiebung des Gelenks 86 in der axialen Richtung an dem schrägen Abschnitt 94 anliegt. Der Hebelarm 92 und der Klemmarm 16 sind miteinander über Eingriffsstifte 104 verbunden, die einen rechteckigen Querschnitt haben (vgl. 1), so dass der Hebelarm 92 und der Klemmarm 16 sich nicht relativ zueinander drehen können.
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In der oben beschriebenen Weise ist der Klemmarm 16 in einer nicht drehbaren Weise mit dem Hebelarm 92 verbunden, wobei er gleichzeitig relativ zu dem Körper 12 drehbar gehalten wird. Außerdem ist das gepresste Element 96, welches durch den schrägen Abschnitt 94 gepresst wird, an dem Hebelarm 92 vorgesehen. Durch diesen Aufbau vollzieht der Klemmarm 16 eine Rotation verbunden mit der Bewegung des gepressten Elements 96, welches durch den schrägen Abschnitt 94 gepresst wird, das integral mit der Kolbenstange 56 verschoben wird, und generiert dadurch eine Klemmkraft.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst der Klemmarm 16 beispielsweise ein Paar von Armelementen 106, die an beiden Seiten des Körpers 12 angeordnet sind, und einen Verbindungskörper 108, welcher die anderen Enden der Armelemente 106 verbindet. Der Klemmarm 16 hat einen U-förmigen Querschnitt.
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Enden der Armelemente 106 (Enden an der Seite des Drehzentrums) sind in Aussparungen 110 aufgenommen, die jeweils an beiden Seitenflächen senkrecht zu der einen Seitenfläche und der anderen Seitenfläche des Körpers 12 ausgebildet sind. Die Aussparungen 110 werden geformt, indem sie um einen Wert entsprechend der Dicke der Armelemente 106 relativ zu den beiden Seitenflächen des Körpers 12 nach innen zurückgesetzt werden. Dadurch werden die Armelemente 106 aufgenommen, ohne von beiden Seitenflächen des Körpers 12 nach außen vorzustehen. Die Armelemente 106 sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt und parallel zueinander angeordnet sind mit einem gegebenen Intervall an beiden Seiten des Körpers 12.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind Haltelöcher 112, in welche im Querschnitt rechteckige Eingriffsstifte 104 eingesetzt sind, an den Enden der Armelemente 106 ausgebildet. An anderen Enden der Armelemente 106 sind Einsetzlöcher 114 ausgebildet, die in der Dickenrichtung durchtreten.
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Der Verbindungskörper 108 besteht aus einem blockförmigen Körper, der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat. Der Verbindungskörper 108 umfasst einen Grundkörperabschnitt 116 und ein Paar von Flanschen 118, die jeweils in einer Breitenrichtung von dem Grundkörperabschnitt 116 nach außen vorstehen. Eine Befestigungsöffnung 120 ist in einer Richtung senkrecht zu der Breitenrichtung in dem Grundkörperabschnitt 116 ausgebildet. Befestigungsschrauben 122 sind in beiden Seitenflächen des Grundkörperabschnitts 116, die den Armelementen 106 zugewandt sind, ausgebildet.
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Der Grundkörperabschnitt 116 ist zwischen den beiden Armelementen 106 angeordnet und gleichzeitig sind in einem Zustand, in welchem die Flansche 118 an gestuften Teilen 115, die an den distalen Enden der Armelemente 106 ausgebildet sind, vorgesehen sind, Befestigungsschrauben 117, welche durch die Einsetzlöcher 114 der Armelemente 106 eingesetzt werden, in die Befestigungsgewindelöcher 122 eingeschraubt. Hierdurch wird der Verbindungskörper 108 integral zwischen dem Paar von Armelementen 106 angeschlossen. Wenn die Befestigungsschrauben 117 gelöst werden, kann der Verbindungskörper 108 aus den Armelementen 106 herausgenommen werden. Mit anderen Worten ist kann der Verbindungskörper 108 an den Armelementen 106 befestigt und von diesen gelöst werden.
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Eine Elektrodeneinheit 124 ist über die Befestigungsöffnung 120 lösbar an dem Verbindungskörper 108 fixiert. Die Elektrodeneinheit 124 umfasst eine bewegliche Elektrode 20 und einen Elektrodenhalter 126, welcher die bewegliche Elektrode 20 hält. Ein Ende eines Versorgungskabels 128 ist mit der Elektrodeneinheit 124 verbunden. Die bewegliche Elektrode 20 ist so angeordnet, dass sie von dem Verbindungskörper 108 vorsteht.
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Die stationäre Elektrode 22 und die bewegliche Elektrode 20 sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, wenn das Werkstück W geklemmt wird, wie es in 2 gezeigt ist. In dem geklemmten Zustand, in welchem der Klemmarm 16 um einen festgelegten Winkel gedreht ist, wird dementsprechend das Werkstück W zwischen der stationären Elektrode 22 und der beweglichen Elektrode 20 geklemmt.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, kann ein Klemmfreigabemechanismus 130 an der Schweißzange 10A vorgesehen sein. Der Klemmfreigabemechanismus 130 umfasst eine Öffnung 132, die zu dem Inneren eines oberen Abschnitts des Körpers 12 durchtritt, und einen Öffnungs-/Schließdeckel 134, der in der Lage ist, die Öffnung 132 zu verschließen.
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Bei dem Klemmfreigabemechanismus 130 ist die Öffnung 132 so geformt, dass sie den Körper 12 durchtritt, wobei sie einer oberen Fläche des Gelenks 86 zugewandt ist. Dadurch ist es einer nicht dargestellten Bedienperson möglich, das Gelenk 86 mit einer Spannvorrichtung oder dergleichen durch die Öffnung 132 und zu der Antriebseinheit 14 (in der Richtung des Pfeils A) zu pressen.
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Der Öffnungs-/Schließdeckel 134 weist beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und seine eine Ecke wird durch einen Deckelhaltebolzen 136 an einer oberen Fläche des Körpers 12 gehalten. Dadurch ist der Öffnungs-/Schließdeckel 134 um den Deckelhaltebolzen 136, der als ein Drehpunkt oder Stützpunkt dient, drehbar. In dem Fall, dass der Klemmfreigabemechanismus 130 nicht verwendet wird, wird durch Schließen der Öffnung 132 mit Hilfe des Öffnungs-/Schließdeckels 134 verhindert, dass Staub und Schweißspritzer oder dergleichen durch die Öffnung 132 in das Innere des Körpers 12 eintreten. Durch Bewegen des Öffnungs-/Schließdeckels 134 und Öffnen der Öffnung 132 ist es andererseits möglich, durch die Öffnung 132 einen Vorgang zur Freigabe des geklemmten Zustands zu bewirken.
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Die Schweißzange 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden Betriebsweisen und vorteilhafte Wirkungen der Schweißzange 10A erläutert. In der nachfolgenden Beschreibung wird der in 4 gezeigte, nicht geklemmte Zustand als eine Ausgangsposition beschrieben.
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In der Ausgangsposition der Schweißzange 10A wird dem Klemmfreigabeanschluss 68 ein Druckfluid zugeführt, und durch das Absenken des Kolbens 54 wird der Klemmarm 16 in einer zu dem Stützkörper 28 im Wesentlichen senkrechten Orientierung relativ durch den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 abgehoben.
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Zunächst wird aus der Ausgangsposition der Schweißzange 10A, die in 4 gezeigt ist, durch Schalten einer nicht dargestellten Schaltvorrichtung das Druckfluid dem Klemmanschluss 66 zugeführt, und der Klemmfreigabeanschluss 68 wird in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Dementsprechend wird der Kolben 54 durch das Druckfluid, das von dem Klemmanschluss 66 in die erste Druckkammer 64 eingeführt wird, zu der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils B) gepresst, woraufhin der Kolben 54 und die Kolbenstange 56 in integraler Weise zu der Seite des Körpers 12 verschoben werden.
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Verbunden mit der Verschiebung der Kolbenstange 56 wird durch die Führung der Führungswalzen 88 relativ zu der Walzennut 95 das Gelenk 86 in einer Richtung weg von der Antriebseinheit 14 (in der Richtung des Pfeils B) bewegt. Verbunden mit der Bewegung des Gelenks 86 beginnt außerdem der Verbindungsarm 90 eine Bewegung in der Richtung des Pfeils B, wobei er in 4 im Uhrzeigersinn um einen Punkt gedreht wird, an dem er schwenkbar an dem Gelenk 86 gehalten wird. Verbunden mit der Bewegung des Verbindungsarms 90 wird der Hebelarm 92 gedreht, und durch die Rotation des Hebelarms 92 wird der Klemmarm 16 im Uhrzeigersinn um das Schaftelement 102 gedreht (erste Operation).
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Wenn sich das Gelenk 86 verbunden mit der Verschiebung der Kolbenstange 56 weiter in der Richtung des Pfeils B bewegt, tritt außerdem nach kurzer Zeit die Unterwalze 97 in Anlage gegen den schrägen Abschnitt 94 des Gelenks 86. Durch den schrägen Abschnitt 94, der verschoben wird, wird die Unterwalze 97 gepresst und dementsprechend wird der mit dem Hebelarm 92 verbundene Klemmarm 16 in einer Schließrichtung relativ zu dem Stützelement 30 gedreht (zweite Operation). Wie in 2 gezeigt ist, tritt dementsprechend die bewegliche Elektrode 20, die an dem Klemmarm 16 angebracht ist, in Anlage gegen das Werkstück W und es wird ein geklemmter Zustand hergestellt, in welchem das Werkstück W zwischen der stationären Elektrode 22 und der beweglichen Elektrode 20 gegriffen wird.
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In der oben beschriebenen Weise umfassen die Operationen der Schweißzange 10A zum Schließen des Klemmarms 16 die erste Operation, mit welcher eine lineare Verschiebung des Gelenks 86 durch den Verbindungsarm 90 in eine Drehverschiebung des Klemmarms 16 umgewandelt und übertragen wird, und die zweite Operation, mit welcher die lineare Verschiebung des Gelenks 86 durch den schrägen Abschnitt 94 und das gepresste Element 96 in eine Drehverschiebung des Klemmarms 16 umgewandelt und übertragen wird. Die Schweißzange 10A generiert eine Klemmkraft innerhalb des Bereiches der zweiten Operation, in welcher der Klemmarm 16 durch die Wirkung des schrägen Abschnitts 94 und des gepressten Elements 96 gedreht wird.
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Nachdem das Werkstück W zwischen der stationären Elektrode 22 und der beweglichen Elektrode 20 geklemmt wurde, wird außerdem unter der Bedingung, dass der geklemmte Zustand aufrecht erhalten wird, die Zufuhr von elektrischem Strom durch das Werkstück W, d. h. die Energieversorgung des Werkstücks W, für einen festgelegten Zeitraum durch die stationäre Elektrode 22 und die bewegliche Elektrode 20 durchgeführt, wodurch das Punktschweißen an der mit Energie versorgten Stelle des Werkstücks W erfolgt. In diesem Fall beträgt beispielsweise die Dicke des Werkstücks W 0,2 mm oder weniger (vorzugsweise 0,15 bis 0,2 mm), die Klemmkraft liegt in der Größenordnung von 100 N (vorzugsweise 90 bis 110 N), der Schweißstrom beträgt 2500 bis 4000 A, die Schweißspannung beträgt 6,3 bis 10 V und die Schweißzeit beträgt 20 bis 80 ms.
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In dem Fall, dass der geklemmte Zustand des Werkstücks W, der in 2 gezeigt ist, freigegeben werden soll, wird nach dem Schweißen durch Schalten einer nicht dargestellten Schaltvorrichtung das Druckfluid, das dem Klemmanschluss 66 zugeführt wurde, dem Klemmfreigabeanschluss 68 zugeführt, und der Klemmanschluss 66 wird in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist. Indem das Druckfluid, das dem Klemmfreigabeanschluss 68 zugeführt wurde, der zweiten Druckkammer 65 zugeführt wird, wird der Kolben 54 in einer Richtung weg von dem Körper 12 (in der Richtung des Pfeils A) gepresst, woraufhin die Kolbenstange 56 integral zusammen mit dem Kolben 54 zurückgezogen wird.
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Zusammen mit der Verschiebung der Kolbenstange 56 wird durch die Führung der Führungswalzen 88 in der Walzennut 95 das Gelenk 86 in einer Richtung zu dem Zylinderrohr 52 bewegt, und gleichzeitig hiermit wird der Verbindungsarm 90 in 2 entgegen dem Uhrzeigersinn um eine Position rotiert, an welcher er schwenkbar an dem Gelenk 86 gehalten wird. Verbunden hiermit wird der Klemmarm 16 über den Hebelarm 92 in 2 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen festgelegten Winkel um das Schaftelement 102 gedreht. Dementsprechend hebt der Klemmarm 16 von dem Stützkörper 28 ab, und der geklemmte Zustand der Werkstücks W wird freigegeben.
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Entsprechend einer Änderung in der Form des Werkstücks W, das geklemmt werden soll, können der Stützkörper 28 und der Klemmarm 16 in der Schweißzange 10A ausgetauscht werden. Beispielsweise in dem Fall, dass ein größeres Werkstück W durch die Schweißzange 10A geklemmt und geschweißt werden soll, werden der Stützkörper 28 und der Klemmarm 16 von dem Körper 12 entfernt und anstatt den Klemmarm 16 an dem Körper 12 anzubringen, können ein anderer Stützkörper und ein anderer Klemmarm, die größer (länger) sind als der Stützkörper 28 und der Klemmarm 16, mit dem Körper 12 verbunden werden.
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Bei der Schweißzange 10A gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann das Werkstück W zwischen den Elektroden mit einer festgelegten Klemmkraft geklemmt werden, und dem Werkstück W kann elektrischer Strom zum Schweißen des Werkstücks W zugeführt werden. Dementsprechend ist es allein mit der Schweißzange 10A möglich, sowohl das Klemmen als auch das Schweißen des Werkstücks W zu realisieren, ohne separat eine Klemmvorrichtung vorzusehen. Dadurch ist es möglich, die Ausrüstungskosten zu verringern und das Schweißen eines vergleichsweise kleinen Werkstücks W kann einfach umgesetzt werden. Da bei der Schweißzange 10A das Schweißen gleichzeitig mit dem Klemmen des Werkstücks W durchgeführt werden kann, ist es außerdem im Vergleich zu dem Fall der Verwendung einer Schweißzange und einer Klemmvorrichtung in Form von separaten Strukturen möglich, die Zykluszeit zu verringern.
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5 ist ein Diagramm, das die Klemmkraftcharakteristiken (eine Beziehung zwischen der Werkstückdicke und der Klemmkraft) der Schweißzange 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie bei der in 5 durch die durchgezogene Linie gezeigten charakteristischen Kurve ist in dem Fall der Schweißzange 10A, die eine Klemmkraft durch eine Keilwirkung des schrägen Abschnitts 94 generiert, innerhalb des Klemmkrafterzeugungsbereichs die Klemmkraft im Wesentlichen konstant. Im Einzelnen erfährt der Klemmarm 16, an welchem die bewegliche Elektrode 20 angebracht ist, verbunden mit der Bewegung des gepressten Elements 96, das durch den linear verschobenen schrägen Abschnitt 94 gepresst wird, eine Rotation, und der Klemmarm 16 generiert die Klemmkraft durch diese Keilwirkung. Dadurch ist es möglich, eine im Wesentlichen konstante Klemmkraft über etwa die gesamte Breite des Klemmkrafterzeugungsbereiches zu generieren.
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Bei der Schweißzange 10A ist dementsprechend der zulässige Bereich oder die Toleranz, die kompatibel mit der Werkstückdicke und der Größe des Elektrodenverschleißes ist, groß. Auch in dem Fall einer Änderung der Werkstückdicke oder bei einem Verschleiß der Elektroden 20, 22 kann daher das Werkstück W mit einer im Wesentlichen konstanten Klemmkraft innerhalb des zulässigen Bereiches geklemmt werden, ohne dass Positionseinstellungen von Komponententeilen (Positionseinstellungen der Elektrodeneinheiten 36, 124) oder der Austausch von Komponententeilen (Austausch der Elektroden 20, 22 usw.) erforderlich wären. Da bei der Schweißzange 10A in dem Klemmkrafterzeugungsbereich die Klemmkraft relativ zu der Werkstückdicke im Wesentlichen konstant bleibt, ist es außerdem einfach, stabil geschweißte Produkte zu erhalten. Gleichzeitig wird eine Verlängerung der nutzbaren Lebensdauer der Elektroden 20, 22 ermöglicht.
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Im Gegensatz dazu ändert sich in dem Fall einer Struktur, bei der die Klemmkraft durch einen Kniehebelmechanismus als Leistungsübertragungsmechanismus generiert wird, wie bei der in 5 durch die gestrichelte Linie gezeigten charakteristischen Kurve, die Klemmkraft in dem Klemmkrafterzeugungsbereich signifikant. Im Einzelnen ist die Klemmkraft relativ zu der Werkstückdicke nicht konstant. Daher variiert die Klemmkraft durch die Werkstückdicke und den Grad des Verschleißes der Elektroden 20, 22 und es tritt eine Varianz beim Schweißen auf. Als Folge hiervon ist es unwahrscheinlich, dass stabile geschweißte Produkte erhalten werden. Um die Klemmkraft konstant zu halten, ist es alternativ notwendig, die Elektroden auszutauschen oder Positionseinstellungen von Komponententeilen entsprechend der Werkstückdicke oder dem Verschleißgrad der Elektroden 20, 22 vorzunehmen.
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In dem Fall der Schweißzange 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird außerdem mit einem Prozess der Umwandlung einer linearen Verschiebung der Ausgabeeinheit (Kolbenstange 56) der Antriebseinheit 14 in eine Drehverschiebung des Klemmarmes 16 durch die Presswirkung, d. h. die Keilwirkung, des schrägen Abschnitts 94 auf das gepresste Element 96 die Antriebskraft der Antriebseinheit 14 über etwa die gesamte Breite des Klemmkrafterzeugungsbereiches erhöht. Da eine geringe Antriebskraft der Antriebseinheit 14 die geforderte Klemmkraft erzeugen kann, kann dementsprechend eine Antriebseinheit geringer Größe und mit geringem Gewicht verwendet werden. Auch wenn die Schweißzange 10A beide Funktionen einer Klemmvorrichtung und einer Schweißvorrichtung übernimmt, kann somit auch eine Verringerung der Größe und des Gewichts realisiert werden.
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Die Schweißzange 10A wird vorzugsweise in Fällen verwendet, in denen Teile, die vergleichsweise klein sind und eine dünne Plattendicke aufweisen (beispielsweise Abgassystemkomponenten oder dergleichen), als Werkstücke W dienen, die die zu schweißenden Objekte sind, und nicht zu große Komponententeile mit einer dicken Plattendicke, wie Fahrzeugrahmen oder dergleichen der Fahrzeugkomponenten. Beispielsweise in dem Fall, dass ein dünnes Werkstück W mit einer Plattendicke von 0,2 mm oder weniger als das zu schweißende Objekt verwendet wird, ist es in Kombination mit den oben beschriebenen Vorteilen und Wirkungen möglich, die Schweißzange 10A hinsichtlich Größe und Gewicht zu verkleinern, weil die geforderte Klemmkraft und der Strom vergleichsweise klein sind, indem die Keilwirkung des schrägen Abschnitts 94 genutzt wird. Dementsprechend kann beispielsweise die Gesamtlänge der Schweißzange 10A bei 200 mm oder weniger (vorzugsweise 150 mm oder weniger) gehalten werden, und ihr Gewicht kann in der Größenordnung von 1 kg oder weniger bis wenige Kilogramm liegen. Somit kann die Schweißzange 10A von einer Bedienperson gehandhabt werden, ohne einen Roboter zu verwenden.
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[Zweite Ausführungsform]
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer Schweißzange 10B gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist ein Teilschnitt durch die Schweißzange 10B. Bei der zweiten Ausführungsform werden Komponenten, die die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform im Allgemeinen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine duplizierte Beschreibung dieser Merkmale wird verzichtet.
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Die Schweißzange 10B unterscheidet sich von der Schweißzange 10A, die mit einer Antriebseinheit 14 mit lediglich einem Kolben 54 ausgestattet war, dahingehend, dass die Schweißzange 10B eine Antriebseinheit 138 mit mehreren Kolben 54 aufweist.
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Die Antriebseinheit 138 der Schweißzange 10B umfasst ein rohrförmiges Zylinderrohr 141, in der eine Zylinderöffnung (nachfolgend Zylinderbohrung) 140 ausgebildet ist, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) durchtritt, eine Mehrzahl von Kolben 54 (einen ersten Kolben 54a und einen zweiten Kolben 54b), die in der axialen Richtung verschiebbar im Inneren (der Zylinderbohrung 140) des Zylinderrohres 141 vorgesehen sind, eine Kolbenstange 142, die mit den mehreren Kolben 54 verbunden ist, eine Stangenabdeckung 60, die an einem Ende der Zylinderbohrung 140 vorgesehen ist und die die Kolbenstange 142 verschiebbar trägt, eine Kappe 58, welche das andere Ende der Zylinderbohrung 140 in einer luftdichten Weise verschließt, und ein Partitionselement 144, das in der Zylinderbohrung 140 zwischen der Stangenabdeckung 60 und der Kappe 58 angeordnet ist.
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Ein Ende des Zylinderrohres 141 ist so angeordnet, dass es an einer Endfläche des Körpers 12 anliegt. Wie in 6 gezeigt ist, ist in dem Zylinderrohr 141 ein Paar von Durchgangsöffnungen 146 ausgebildet, die in der axialen Richtung durchtreten. Die Antriebseinheit 138 ist mit dem Körper 12 durch Einschrauben von Befestigungsbolzen 148, welche durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen 146 eingesetzt sind, in den Körper 12 verbunden.
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Das Zylinderrohr 141 umfasst ein hohles erstes Rohr 141a und ein hohles zweites Rohr 141b, die in Reihe in einer axialen Richtung verbunden sind. Die oben genannten Durchgangsöffnungen 146 sind so ausgebildet, dass sie in der axialen Richtung durch das erste Rohr 141a und das zweite Rohr 141b durchtreten. Das erste Rohr 141a und das zweite Rohr 141b sind miteinander verbunden und gesichert durch Einschrauben der Befestigungsbolzen 148, welche durch die Durchgangsöffnungen 146 eingesetzt wurden, in den Körper 12 und durch Einklemmen des ersten Rohres 141a und des zweiten Rohrer 141b zwischen Kopfabschnitten der Befestigungsbolzen 148 und dem Körper 12.
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Die Stangenabdeckung 60 ist in einer luftdichten Weise in einem Ende der Zylinderbohrung 140 an der Seite des Körpers 12 (einem Ende des ersten Rohres 141a an der Seite des Körpers 12) angeordnet. Die Kappe 58 ist in einer luftdichten Weise in einem Ende der Zylinderbohrung 140 an einer entgegengesetzten Seite des Körpers 12 (einem Ende des zweiten Rohres 141b an einer entgegengesetzten Seite des Körpers 12) angeordnet.
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Das Partitionselement (Trennelement) 144 ist zwischen dem ersten Rohr 141a und dem zweiten Rohr 141b angeordnet. Im Einzelnen steht ein ringförmiger Vorsprung 145, der an einem äußeren Umfangsteil des Trennelements 144 angeordnet ist, in Eingriff mit einer ringförmigen Aussparung 150, die an Innenflächen von verbundenen Enden der ersten und zweiten Rohre 141a, 141b ausgebildet ist. Dadurch wird das Trennelement 144 an dem ersten Rohr 141a und dem zweiten Rohr 141b fixiert.
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Ein innenumfangsseitiger Dichtring 152 ist an einem inneren Umfangsteil des Trennelements 144 angebracht, und ein außenumfangsseitiger Dichtring 154 ist an einem Außenumfangsteil des Trennelements 144 angebracht. Hierdurch werden ein Spalt zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens 54 und dem inneren Umfang des Trennelements 144 und ein Spalt zwischen dem äußeren Umfang des Trennelements 144 und einem inneren Umfang des Zylinderrohres 141 jeweils in einer luftdichten Weise abgedichtet.
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In der Zylinderbohrung 140 ist eine erste Zylinderkammer 161 zwischen der Stangenabdeckung 60 und dem Trennelement 144 ausgebildet, und eine zweite Zylinderkammer 162 ist zwischen dem Trennelement 144 und der Kappe 68 ausgebildet. Der erste Kolben 54a ist in der ersten Zylinderkammer 161 angeordnet, und der zweite Kolben 54b ist in der zweiten Zylinderkammer 162 angeordnet.
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Klemmanschlüsse 66a, 66b und Klemmfreigabeanschlüsse 68a, 68b sind an einer Seitenfläche des Zylinderrohres 141 ausgebildet. Einer der Klemmanschlüsse 66a und einer der Klemmfreigabeanschlüsse 68a steht mit der ersten Zylinderkammer 161 in Verbindung. Der andere der Klemmanschlüsse 66b und der andere der Klemmfreigabeanschlüsse 68b stehen mit der zweiten Zylinderkammer 162 in Verbindung. Die Klemmanschlüsse 66a, 66b und die Klemmfreigabeanschlüsse 68a, 68b sind jeweils über nicht dargestellte Leitungen mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden.
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Während der Verwendung der Schweißzange 10B wird ein Druckfluid wahlweise von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle den Klemmanschlüssen 66a, 66b oder den Klemmfreigabeanschlüssen 68a, 68b zugeführt und in die Zylinderbohrungen 140 eingebracht. Im Einzelnen wird zum Durchführen des Klemmens das Druckfluid den Klemmanschlüssen 66a, 66b zugeführt, und um die Klemmfreigabe durchzuführen, wird das Druckfluid den Klemmfreigabeanschlüssen 68a, 68b zugeführt. Es ist festzuhalten, dass die Klemmfreigabe durchgeführt werden kann, indem das Druckfluid lediglich einem der beiden Klemmfreigabeanschlüsse 68a, 68b zugeführt wird.
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Der erste Kolben 54a und der zweite Kolben 54b können in der gleichen Weise gestaltet sein wie der Kolben 54 bei der ersten Ausführungsform.
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Die Kolbenstange 142 umfasst eine erste Stange 142a, an welcher der erste Kolben 54a fixiert ist, und eine zweite Stange 142b, an welcher der zweite Kolben 142b fixiert ist. Die erste Stange 142a und die zweite Stange 142b sind miteinander durch geeignete Befestigungsmittel (beispielsweise eine Schraubverbindung oder dergleichen) verbunden und gesichert. Der erste Kolben 54a ist an einem Ende der ersten Stange 142a befestigt, und der zweite Kolben 54b ist an einem Ende der zweiten Stange 142b befestigt.
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Bei der Schweißzange 10B, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, werden in dem Fall, dass das Umschalten von dem nicht geklemmten Zustand zu dem geklemmten Zustand durchgeführt wird, durch Zufuhr eines Druckfluides jeweils zu den Klemmanschlüssen 66a, 66b der erste Kolben 54a und der zweite Kolben 54b integral und gleichzeitig mit der ersten Stange 142a und der zweiten Stange 142b zu der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben. Im Vergleich zu der Antriebseinheit 14, die lediglich einen einzigen Kolben 54 umfasst, kann etwa eine doppelt so große Schubkraft erreicht werden. Zusammen mit der Schubkraft kann auch die Klemmkraft durch den Klemmarm 16 erhöht werden.
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Die Schubkraft kann erhöht werden, indem drei oder mehr Kolben 54 und Zylinderkammern in Abständen in der axialen Richtung vorgesehen werden.
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Im Hinblick auf diejenigen Aufbauelemente, die bei der zweiten Ausführungsform die gleichen sind wie bei der ersten Ausführungsform, versteht es sich, dass die gleichen oder ähnliche Operationen und Effekte erreicht werden können wie die Operationen und Effekte, welche die entsprechenden Aufbauelemente bei der ersten Ausführungsform besitzen.
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Obwohl oben bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung präsentiert wurden, ist die Schweißzange gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können daran vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
