DE1481102C - Schweißpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißpistole zum Anschweißen von Metallteilen an ein Werkstück, bei welcher jeweils ein anzuschweißendes Metallteil von einer Zuführungseinrichtung automatisch in einen Zylinderrauin im Kopf der Schweißpistole eingeführt wird und von einem in dem Zylinderraum hin- und herbewegbaren Stempel mit dem Werkstück in Beruh rung gebracht wird, worauf der Schweißvorgang selbsttätig abläuft.

In der Industrie verwendet man seit Jahren Befestigungsmittel in den verschiedensten Formen und hat diese bis vor kurzem dadurch an ebenen Flächen angebracht, daß man in die Flächen ein Loch gebohrt oder anderweitig vorgesehen hat, durch das ein Teil eines solchen Befestigungsmittels hervorsteht. So werden beispielsweise in der Kraftwagenindustrie Zierstreifen an den Wänden oder Türen, Kotflügeln usw. durch Befestigungsmittel angebracht, die durch in diesen Teilen vorgesehene Löcher hindurchragen.

Der größte Nachteil des F.inbohrens einer Vielzahl von Löchern in die Metallflächen zum Einsetzen der Befestigungselemente liegt darin, daß es praktisch unmöglich ist, zwischen dem Befestigungselement und der Metallfläche eine gute Dichtung herzustellen, so daß das Problem durchleckenden Wassers auftritt. Außerdem bilden, insbesondere bei Karosserien von Kraftwagen, die nicht lackierten, ungeschützten Kanten der Löcher ausgezeichnete Angriffsstellen für Rost und Korrosion. Um diese und viele andere Probleme zu beseitigen, ist es bekanntgeworden, die Befestigungselemente an die Bleche anzuschweißen. Außer den bereits angeführten Vorteilen hat sich dabei herausgestellt, daß das Anschweißen in vielen Fällen zu beträchtlichen Einsparungen an Kosten, sowohl an Material als auch an Arbeit, führt.

Bei Montagen auf Fertigungsstraßen ist die Geschwindigkeit, mit der Arbeitsgänge durchgeführt werden, von größter Wichtigkeit. Überwiegend aus diesem Grunde wurden Schweißpistolen der oben angegebenen Art bekannt, mit welchen die im Zusammenhang mit dem Eindringen von Befestigungselementen in Löcher erwähnten Nachteile beseitigt werden und die gleichzeitig einer schnellen Arbeitsausführung beim Einsatz an Fertigungsstraßen fähig sind. Nachteilig ist bei diesen bekannten Schweißpistolen die mangelnde Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit, die sich darin zeigt, daß einerseits ein unbeabsichtigtes und unkontrolliertes und andererseits ein wiederholtes Auslösen des Schweißstromes möglich ist, ohne daß die Schweißpistole und das zu verschweißende Halteelement in ihrer Arbeitsposition sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißpistole der oben angegebenen Art derart betriebssicher auszubilden, daß der Schweißstrom nur in der Einsatzposition von Schweißpistole und Befestigungselement ausgelöst werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, daß für das Auslösen des Schweißstromes eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, die auf Grund der Beendigung eines Schweißvorganges die Zuführungseinrichtung betätigt, daß am Kopf der Schweißpistole ein rohrförmiger Anschlag vorgesehen ist, der ein innerhalb des rohrförmigen Anschlages axial bewegbares Haltefutter für das anzuschweißende Metallteil aufweist und beim Schweißvorgang am Werkstück anliegt, und daß der Schweißstrom beim Erreichen derjenigen Relativstellung zwischen dem Anschlag und dem Haltefutter eingeschaltet wird, in welcher die vordere Fläche des Anschlages gegenüber derjenigen des Haltefutters in Richtung auf das Werkstück vorspringt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Schweißpistole ist vorgesehen, daß der Zuführeinrichtung Zuführelemente zum aufeinanderfolgenden Zuführen und Stapeln der Metallteile sowie zum Ausrichten derselben in dem gebildeten Stapel und eine Transporteinrichtung zugeordnet sind, welche letztere dem Stapel den jeweils untersten Metallteil entnimmt und in das Haltefutter führt. Die Zuverlässigkeit in der Bereitstellung der Metallteile kann dadurch verbessert werden, wenn die Zuführelcmente einen Vibrator umfassen, der auf einen die durch einen Auslaß dem Stapel nacheinander zuzuführenden Metallteile enthaltenden und mit dem Stapel in Verbindung stehenden Vorratsbehälter einwirkt.

Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft unter

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Zugrundelegung der Zeichnung beschrieben; in die- 28 vor, die einen Bestandteil des Supports 20 bilden,

ser zeigt und an deren Vorderende ein aufrechter Block 30 an-

F i g. 1 einen teilweise quergeschnittenen Seitenriß geordnet ist. An der Vorderfläche dieses Blocks 30

einer Schweißpistole, die einen Teil einer erfindungs- ist ein Isolierteil 32 angeordnet, der als Blechhalter

gemäßen Vorrichtung bildet, 5 und Lichtbogenschutzhülle betrachtet werden kann

F i g. 2 einen axialen Querschnitt der Schweiß- und aus einem Sockelteil 34 und einer hohlen Hülse

pistole nach Fig. 1, 36 besteht. Der Isolierteil 32 ist auf dem Block 30

F i g. 3 einen teilweise quergeschnittenen Seitenriß mittels Zylinderkopf schrauben 38 befestigt (F i g. 4).

des Pistolenmechanismus, wobei Lage und Beziehung Der Block 30 und der Teil 32 haben aufeinander aus-

der Einzelteile zueinander während des Schweißens io gerichtete innere Bohrungen 40 mit Gewinde, in

ersichtlich sind, welche eine Stellschraube 42 eingeschraubt wird, wie

F i g. 4 eine Vorderansicht der Pistole nach F i g. 1 im folgenden im einzelnen beschrieben ist.

bis 3, Auf dem Block 30 sind mittels Zylinderkopf-

F i g. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in schrauben 44 (F i g. 4 und 5) zwei kleinere Blöcke 46

F i g. 2, 15 und 48 aneinanderliegend befestigt und derart ausge-

F i g. 6 einen horizontalen Querschnitt durch das spart, daß sie eine Durchlaßleitung 50 bilden, durch

Vorderende der Schweißpistole, welche Metallteile der Schweißpistole zugeführt wer-

F i g. 7 und 8 vergrößterte perspektivische Ansich- den. Die Blöcke 46, 48 werden durch eine Zylinder-

ten der Führungsteile, durch welche Metallteile der kopfschraube 52 in ihrer Lage aneinander gehalten

Pistolenelektrode zugeführt werden, 20 und sind der Form der anzuliefernden Metallteile

F i g. 9 eine vergrößerte und schematische perspek- genau entsprechend ausgespart, wie später ebenfalls

tive Ansicht, welche Lage und Beziehung von Stan- im einzelnen beschrieben ist.

genelektrode, der Metallteilzuführungsleitung der Die Elektrodenanordnung 22 ist am Support 20 so

Pistole und einem gerade zugeführten Metallteil zu- angeordnet, daß sie in begrenztem Maße hin- und

einander veranschaulicht, 25 hergehen kann, und besteht aus koaxial ausgerichte-

F i g. 10 einen schematischen Verdrahtungsplan ten Teilen 54 und 56, die durch Schrauben 58 zu-

der elektrischen Steuerkreise für die Pistole, sammengehalten werden. Der hintere Teil 54 bildet

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer eine unten offene Gehäusehülle zur Aufnahme eines

Schweißanlage der Erfindung, elektrischen Kabels und das Vorderteil 56 enthält

Fig. 12 ein Schrägbild in gegenüber Fig. 11 ver- 30 einen Druckmittelzylinder. Mit dem Teil 56 ist als größertem Maßstab mit einer Vorrichtung nach der integrales Bestandteil eine Rohrelektrode 62 verErfindung, bunden, deren Vorderende ein den Metallteil halten-

F i g. 13 einen teilweise vertikalen Querschnitt des Futter 64 bildet. Dieses Futter 64 ist eine der

durch einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 12, Längsrichtung geschlitzte Hülse mit drei elastischen

F i g. 14 einen Querschnitt entlang der Linie 14-14 35 Fingern, wie in Vorderansicht in F i g. 4 gezeigt, die

in Fig. 13, den Metallteil in Anschweißlage halten. Im Elektro-

Fig. 15 einen Querschnitt entlang der Linie 15-15 denteil 62 ist hin- und herbeweglich eine Stabelek-

in Fig. 13, trode 66 angeordnet, die sich durch den ganzen Zy-

F i g. 16 einen Querschnitt entlang der Linie 16-16 linder 56 erstreckt, aus dessen Hinterende hervor-

in Fig. 13, 40 steht und an ihrem Hinterende durch eine Mutter 68

Fig. 17 einen Querschnitt entlang der Linie 17-17 mit dem elektrischen Kabel60 verbunden ist.

in F i g. 13, Ein mit einem Dichtungsring 72 ausgestatteter

Fig. 18, 19 und 20 Querschnitte einer Abwand- Druckkolben 70 im Zylinder 56 ist mit einer sich

lungsform der Teile der Vorrichtung, nach rückwärts erstreckenden Hülse 74 versehen,

F i g. 21 einen schematischen elektrischen Regel- 45 welche die Stange 66 umgibt. Wenn die Mutter 68

kreis für die Anlage. auf die Stange 66 aufgeschraubt ist und das Kabel 60

F i g. 1 bis 8 zeigen allgemein eine Schweißpistole gegen das Ende der Hülse 74 festhält, ist die Stange

mit einem Support 20 und einer Elektrodenanord- 66 auch fest mit dem Kolben zwecks Bewegung mit

nung 22; die Pistole ist zum Aufschweißen von demselben verbunden und eine elektrisch leitende

Metallteilen B auf ein Blech P eingerichtet (Fig. 1 50 Verbindung besteht zwischen Kabel und der elek-

und 3). trisch leitenden Stangenelektrode. Der Zylinder 56

Am Hinterende des Supports 20 ist ein teilweise hat Druckmittelleitungen 76 und 78, die zu den entgezeichneter Pistolenhandgriff 24 angeordnet, der ein gegengesetzten Enden des Zylinders führen. Druck-Gehäuse 26 bildet, in dem gewisse, an sich bekannte mittel wird diesen Leitungen 76 und 78 durch weitere Bestandteile angeordnet sind, die nicht zum Gegen- 55 Leitungen 80 und 82 zugeführt, die durch geeignete stand der Erfindung gehören und nicht dargestellt Armaturen 84 angeschlossen sind. Diese Leitungen sind. Wenn die sogenannte Kondensatorschweißung sind an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle an- bzw. Speicher-Lichtbogenschweißung angewendet geschlossen. Die Druckmittelversorgung des Zylinwird, um den Metallteil auf ein Blech aufzuschwei- ders 56 wird durch ein elektromagnetgesteuertes Ven^ ßen, gehört zu diesen Teilen ein Elektromagnet mit 60 til gesteuert, wie schematisch in Fig. 10 gezeigt und einem an dem Metallteilhalter angeschlossenen später beschrieben ist.

Anker, der den »Hub« beim Schweißen erzeugt. Am Hinterende hat der hülsenförmige Elektroden-

Beim Widerstandsschweißen ist kein Elektromagnet teil 62 einen oben offenen Hohlraum 86, in dem zwei

vorhanden, da dieser »Hub« nicht erforderlich ist. Führungsblöcke 88 und 90 angeordnet sind (siehe die

Wie aus der folgenden Beschreibung klar hervorgeht, 65 Schrägbild-Darstellung in F i g. 7 und 8). Diese

läßt sich die Erfindung auf jedes Schweißverfahren Blöcke sind im Hohlraum 86 so eingepreßt, daß sie

anwenden. mit ihren Flächen aneinander liegen, und haben eine

Aus dem Handgriff 24 stehen zwei längliche Teile Axialbohrung 92, die einen Metallteil B und das

Elektrodenelement 66 passend aufnehmen kann. Wie in den F i g. 6, 7 und 8 dargestellt ist, sind die Blöcke 88 und 90 so bearbeitet, daß sie einen in eine Bohrung 92 mündenden Kanal 94 bilden, dessen Form der des Metallteils B entspricht, wobei die Wandungen den Metallteil mit wenig Spiel umgeben, um dessen exakte Ausrichtung in der Bohrung 92 zu gewährleisten, um anschließend durch das Elektrodenelement 66 den Haltefutter 64 zugeführt zu werden. In den F i g. 1 bis 8 hat der Metallteil die generelle Form eines H, und der Kanal 94 ist entsprechend ausgestaltet. Die F i g. 9 zeigt schematisch die Anordnung zum Ausgeben eines T-förmigen Metallteils B'. Hier ist der Kanal 94' T-förmig ausgebildet und umgibt den Metall teil B' mit geringem Spiel, um ihn zum Eingriff mit der Elektrode 66 in die Bohrung einzubringen.

' Am Support 20 ist an einem der Teile 28 durch Schrauben 96 ein sich nach oben erstreckender Arm 98 angebracht, der einen Mikroschalter 100 trägt. Der Schalter 100 wird durch einen hervorstehenden Arm 102 betätigt, der an seinem äußeren Ende mit einer Rolle 104 versehen ist. Diese Rolle 104 ruht normalerweise auf dem Vorderende des Teils 54, wobei dann die Schalterkontakte offen sind. Wenn jedoch die Elektrodenanordnungen 22 gegenüber dem Support 20 nach hinten verschoben wird (Stellung nach F i g. 3), läuft die Rolle 104 auf einen Vorsprung 106 des Zylinders 56 auf und bewegt den Arm 102, so daß sich die Kontakte des Schalters 100 schließen. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, wird der Schalter 100 zum Einschalten des ' Schweißstroms nur dann betätigt, wenn ein Metallteil B richtig im Futter 64 sitzt und das Vorderende der Schweißpistole gegen das Blech P gedrückt wird. Wenn kein solcher Metallteil B in der richtigen Schweißlage vorhanden ist, genügt die Relativbewegung des Supports 20 und der Elektrodenanordnung 22 nicht, den Schalter 100 zu schließen.

Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist, hat der Teil 54 einen Endteil 108, der in einem Gehäuse 26 geführt ist; eine in diesem Gehäuse 26 vorgesehene Spiralfeder 110 drückt über den Teil 54 die Elektrodenanordnung 22 in eine normalerweise nach vorn herausragende Stellung. Die Elektrodenanordnung kann gegenüber dem Support 20 gegen die Kraft der Feder 110 in die Lage nach F i g. 3 bewegt werden, in welcher der Schalter 100 zum Anschweißen des Metallteils B auf das Blech P geschlossen wird.

In der folgenden Beschreibung des Betriebs der Schweißpistole wird angenommen, daß ein Metallteil B durch die Rohrelektrode 62 zum Haltefutter 64 geführt worden ist und die Stangenelektrode 66 mit dem Metallteil in Eingriff steht, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist. Druckmittel wird durch die Leitung 82 und den Kanal 78 eingeleitet, um den Kolben 70 im Zylinder 56 gegen dessen Vorderwand 112 zu verschieben, die als Anschlag für den Kolben dient und den Hub der Elektrode 66 begrenzt. Die ganze Elektrodenanordnung 22 wird durch die Feder 110 nach vorn gedrückt, so daß der Metallteil B um einen bestimmten Betrag aus der Hülse 36 vorsteht, wobei dieser Betrag durch die Schraube 42 eingestellt werden kann, welche in der vorderen Stellung der Elektrodenanordnung gegen diese anliegt.

Wenn der Metallteil B dann gegen das Blech P angelegt und die Pistole gegen das Blech gedrückt wird, kommt es zu einer Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung 22 und dem Support 20, bis die Stirnfläche der Hülse 36 gegen das Blech P anliegt (F i g. 3). In dieser Stellung ist die Schaltrolle 104 auf den Vorsprung 106 aufgelaufen und hat den Arm 102 bewegt, so daß der Schalter 100 geschlossen ist, wenn das Vorderende der Hülse 36 gegen das Blech P anliegt. Betätigung des Schalters 100 erregt den schematisch in Fig. 10 dargestellten Steuerkreis, und der Betrieb erfolgt selbsttätig.

Der eigentliche Schweißkreis zum Anliefern von Schweißstrom an den Metallteil B ist teilweise in Fig. 10 oben dargestellt. Er umfaßt einen Transformator 120 zum Herabsetzen des Netzstroms auf einen geeigneten Wert von z. B. 32 Volt, einen Diodengleichrichter 122, ein Steuerrelais CR-I und einen Kondensator 124, der parallel zum Relais CR-I liegt. Diese Teile sind in der Schweißtechnik allgemein bekannt und müssen nicht weiter beschrieben werden, wobei jedoch zu bemerken ist, daß der Schweißstromkreis durch Schließen der Relaiskontakte CR-Za geschlossen wird, wie im folgenden beschrieben, worauf der Schweißstrom durch den Metallteil B und das Blech P fließt und diese beiden Teile verschweißt.

Der übrige Teil der F i g. 10 zeigt einen Steuerkreis, der mit 110 Volt Wechselstrom aus einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle beliefert wird.

Mit den Schaltungselementen nach Fig. 10 und der Pistole nach F i g. 1 und 2 wird die Leitung 82 unter Druck gesetzt, und das Druckmittel drückt den Kolben 70 und die Elektrode 66 nach vorn, wobei der Metallteil B abnehmbar durch das Futter 64 festgehalten wird, und die Schalterkontakte 100 sind offen. Wenn die Pistole nun gegen das Blech P gedrückt wird, trifft erst der Metallteil B auf das Blech auf und unterbricht die Bewegung der Elektrodenanordnung 22 gegen das Blech und der Support 20 bewegt sich gegen die Kraft der Feder 110 nach vorn, bis das Vorderende der Hülse 36 gegen das Blech anliegt. Die Stellungen der Teile sind jetzt so, wie in F i g. 3 dargestellt ist, und das Auflaufen der Rolle 104 auf den Vorsprung 106 schließt den Schalter 100. Das Schließen der Kontakte 100 erregt sofort das Relais CR-3, so daß die Kontakte CR-Za, CR-3b und CR-3 c schließen. Das Schließen von CR-Za schließt den Schweißstromkreis, so daß Schweißstrom sofort nach dem Schließen des Schalters 100 an den Metallteil B gelangt. Schließen des Relais CR-Z b erregt das Relais CR-2, öffnet die Kontakte CR-Ia und schließt CR-Ib. Das Relais CR-I wird daher über CR-Ib eingelegt, während das Relais CR-Z durch Öffnen von CR-Ia entregt wird. Da CR-Z nicht wieder erregt werden kann, bevor CR-2 entregt ist, und CR -2 nur durch Öffnen des Schalters 100 entregt wird, kann der Schweißstrom nicht wieder eingeschaltet werden, bevor die Pistole nicht vom Blech P abgehoben wurde, so daß die Elektrodenanordnung 22 gegenüber dem Support 20 sich nach vorn bewegt und den Schalter 100 öffnet. Die Relais CR-2 und CR-Z in der Steuerschaltung verhindern daher effektiv das Doppeltschweißen eines Metallteils, da die Pistole abgehoben werden muß, bevor der Schweißstrom wieder erregt werden kann.

Erregen des Relais CR-Z schließt die Kontakte CR-Zc, wodurch die Verzögerungsrelais TD-I und TD-2 erregt werden. Die Relaiskontakte TD-Ia schließen sofort und legen die Zeitverzögerungsrelais ein. Nach Ablauf der Zeit von TD-I schließen sich

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dessen Kontakte TD-Ib und erregen den Elektro- Wenn der Kolben 70 und das Elektrodenelement magneten S zur Verstellung des Druckmittelventils, 66 gegen den durch die Wandung 112 des Zylinders welches den Zufluß von Druckmittel zum Zylinder 56 56 gebildeten Anschlag anliegen, befindet sich der steuert. Das Schließen von TD-I b erregt auch das Metallteil B gerade in seiner richtigen Lage bezüglich Relais CR-4 mit einer Reihe von Kontakten im 5 der Elektrodenanordnung. Außerdem dient die Metallteil-Zufuhrsystem, wobei Schließen dieser Schraube 42 als positiver Anschlag, welcher die geKontakte bewirkt, daß ein Metallteil durch die Zu- naue Lage des Elektrodenaufbaus 22 bezüglich des fuhrleitung 116, und die Kanäle 50 und 94 der Rohr- Supports 20 bestimmt, so daß die genaue relative elektrode zugeführt wird. Umsteuern des Ventils ent- Stellung aller Teile der Pistole gewährleistet ist, um leert die Leitung 82 und setzt die Leitung 84 (F i g. 2) io den ordnungsgemäßen Betrieb der Pistole zu sichern, unter Druck, so daß Druckmittel durch den Kanal 76 Die Schraube 42 ermöglicht es auch, den Kanal 94 in zur Vorderfläche des Kolbens 70 einströmt und die- der Elektrode 62 genau auf den Kanal 50 in den Teisen nach rückwärts gegen die einen Anschlag bildende len 46 und 48 auszurichten, so daß die Metallteile Rückwand 114 des Zylinders drückt, wie durch die richtig an die Elektrode angeliefert werden (F i g. 2). gestrichelte Linie 70' in F i g. 2 angezeigt ist. Das 15 Das Zufuhrsystem für die Metallteile zur Schweiß-Elektrodenelement 66 bewegt sich mit dem Kolben, pistole ist in Fig. 11 und 12 dargestellt. Fig. 11 und in der hinteren Endstellung liegt das Vorderende zeigt ein komplettes Schweißsystem zum Anschweider Stange fluchtend mit der Rückwandung der ßen von Metallteilen in Form von Stiften oder Knöp-Metallteilleitung 94 und bildet eine Fortsetzung der fen an Metallbleche. Obwohl dieses System insbeson-Wandung, so daß bei der Zufuhr eines Metallteils 20 dere für das Anschweißen von Befestigungselementen keine Gefahr besteht, daß dieser falsch in der Rohr- an Karosserien von Kraftwagen entwickelt worden elektrode 62 zu liegen kommt. ist, eignet sich das Verfahren natürlich auch für viele

Beim Erregen des Elektromagneten S zum Zurück- andere Anwendungszwecke. Das System umfaßt im ziehen des Kolbens 70 und der Stange 66 wird das an wesentlichen drei Hauptteile: die Schweißpistoleneinden Kanal 50 durch die Leitung 116 angeschlossene 25 heit 220, die Metallteil-Zufuhrvorrichtung 222 und Metallteil-Zufuhrsystem über das Relais CR-4 erregt, das Steueraggregat 224. Die Schweißpistole 220 ist wodurch ein weiterer Metallteil nach vorn durch die durch Kabel 226 in geeigneter Stellung an einer Has-Rohrelektrode 62 zum Elektrodenelement 66 geführt pel 228 aufgehängt. Die Metallteil-Zufuhrvorrichtung wird. Nach einer vorbestimmten Zeit, die genügt, um 222 ist ebenfalls aufgehängt, um den Fußbodenraum einen Metallteil an das Elektrodenelement 62 anzu- 30 frei zu halten, wobei ein Wagen 230 entlang einer liefern, läuft die Verzögerungszeit des Relais TD-2 ab, Schienenführung fährt und die Vorrichtung 222 vom die normalerweise geschlossenen Kontakte TD-2 α Wagen durch einen Aufhänger 234 herabhängt. Das öffnen sich, Relais TD-I wird entregt, die Kontakte Steueraggregat 224 ist in einem Kasten angeordnet TD-I b öffnen sich, und der Elektromagnet S fällt ab. und kann in irgendeiner geeigneten, auch entfernte-Nach dem Abfallen des Elektromagneten bewegt sich 35 ren Stellung vorgesehen sein. Die Vorrichtung 222 ist das nicht dargestellte Druckmittelsteuerventil in die mit der Pistole 220 durch eine Leitung 236 verbun-Stellung, in welcher die Leitung 82 unter Druck steht, den, die der Leitung 116 in der Ausführungsform um den Kolben 70 mit dem Elektrodenelement 66 nach Fig. 1 bis 10 entspricht, durch welche die annach vorn zu verschieben, wobei die Elektrode mit zuschweißenden Stifte aus der Vorrichtung 222 nachdem gerade durch die Rohrelektrode 62 angelieferten 40 einander an die Pistole 220 angeliefert werden. Das Metallteil im Futter 64 in die Lage nach F i g. 1 und 2 Steueraggregat 224 ist an eine geeignete Stromquelle gelangt. Auch wenn die Pistole nicht vom Blech P angeschlossen und ein Kabel 238 liefert Strom an die abgehoben worden ist, d. h., wenn sie während des Vorrichtung 222, die auch an eine nicht dargestellte ganzen Vorgangs gegen das Blech gehalten wird, Druckmittelquelle (z. B. Druckluft) angeschlossen ist. kann der Schweißstromkreis nicht erregt werden und 45 Sowohl das Druckmittel als auch der Strom werden kein Schweißstrom durch das Kabel 60 und Elektro- an die Pistole 220 von der Vorrichtung 222 durch denelement 66 zum Metallteil fließen, da die Siehe- allgemein bei 240 gezeigte Leitungen angeliefert,
rung durch die Relais CR-3 und CR-2 dies verhin- Die Metallteil-Zufuhrvorrichtung 222 (F i g. 12) ist dert. dazu eingerichtet, Metallteile H in Form von Stiften

F i g. 1 zeigt auch, daß der Schalter 100 außer der 50 mit H-förmigem axialem Querschnitt und rundem Betätigungsfunktion des Stromkreises auch eine Querschnitt einzeln und nacheinander der Schweiß-Sicherheitsfunktion hat, indem er effektiv verhindert, pistole zuzuführen. Die Vorrichtung 222 umfaßt eine daß der Schweißzyklus eingeleitet wird, bevor der Plattform 242, an welcher Rahmenteile 224, 246 (von Metallteil richtig im Futter 64 sitzt. Zum Betätigen denen nur zwei gezeichnet sind) befestigt sind, die gedes Schalters 100 muß es zu einer genügenden ReIa- 55 gen ihre oberen Enden zu konvergieren und an einer tivbewegung zwischen dem Vorsprung 106 und der Strebe 248 (Fig. 11) angebaut sind, welche ihrerseits Schalterrolle 104 kommen, um den Betätigungsarm am Aufhänger 234 befestigt ist. Auf der Plattform 102 zu bewegen, und diese Relativbewegung wird 242 ist ein Rütteltrichter mit einem Support 248 und durch Andrücken der Pistole gegen das Blech be- mit Blattfedern 250 angeordnet, die aus Umfang des wirkt. Wenn die Vorderfläche der Hülse 36 gegen das 60 Supports nach oben verlaufen und einen Trichter 252 Blech P anliegt, muß der Elektrodenaufbau 22 gegen- tragen. Konsolen 254 stehen oben aus der Umfangsüber dem Support 20 einen genügend großen Weg fläche des Trichters hervor, und auf der Plattform zurücklegen, um zu bewirken, daß der Schaltarm 102 angeordnete Stützen 256 sind an diesen Konsolen 254 den Schalter 100 betätigt. Dies ist der Fall, wenn ein durch Muttern 258 befestigt. Der Trichter wird durch Metallteil aus der Vorderfläche der Hülse 36 hervor- 65 geeignete, nicht dargestellte Mittel in Vibration verragt, aber nicht, wenn kein solcher Metallteil vorhan- setzt. Die Konstruktion eines solchen Vibrationsbeden ist, da in diesem Falle die Relativbewegung nicht hälters ist dem Fachmann bekannt und muß hier genügt, um den Schalter 100 zu betätigen. nicht weiter erläutert werden.

An die untere Stirnwand 260 des Trichters 252 schließt sich eine schraubenförmig verlaufende Rampe 264 (F ig. 13) an, und die Metallteile H werden auf dieser Rampe 264 durch die Vibrations- bzw. Rüttelbewegung des Trichters 252 nach oben gefördert. Der dem Trichter 252 zugekehrte Randteil der Rampe ist in Fig. 13 mit 262 bezeichnet. Die Führungsmittel für die Metallteile umfassen eine untere Leitschiene 264 und eine obere Leitschiene 266, die angrenzend an den Randteil 262 der Rampe vorgesehen sind, um den Metallteil in die richtige Lage zu bringen, wenn dieser den Trichter 252 verläßt. Die Leitschiene 264 ist am Trichter 252 durch Schrauben 268 befestigt und hat eine nach oben ragende, mittige Rippe 270 (F i g. 14), die zwischen die Endflanschen der Metallteile H eingreift. Die Leitschienen 266 haben eine ähnliche, der Rippe 270 gegenüberliegende Rippe 272 und sind durch Schrauben 276 an einem vertikalen Plattenteil 274 befestigt. Die Leitschiene 264 ist mit dem Trichter verbunden und vibriert mit diesem derart, daß die Metallteile entlang der geneigten Fläche nach oben gefördert werden. Die Leitschiene 266 ist im Abstand von den vibrierenden Teilen angeordnet und sichert die Metallteile H gegen Abgleiten von der Schiebe 264 oder gegen Verlagerung auf derselben.

An der Platte 274 ist durch Schrauben od. dgl. ein Block 278 befestigt (Fig. 13, 14). Dieser Block 278 hat einen vertikal verlaufenden Kanal 280 mit rechteckigem Querschnitt, der die Metallteile H einzeln aufnimmt und in einer vorbestimmten Lage hält (F i g. 15). Der Kanal 280 steht mit einem Ende der Leitschiene 264 in Verbindung, und die Metallteile H fallen nacheinander vom Ende der Leitschiene 264 in den Kanal 280 und bilden einen Stapel. Der Kanal 280 ist auf drei Seiten durch den Block 278 und auf der vierten Seite durch ein Teil 276 verschlossen. Der Block 278 und das Teil 276 sind mit unterbrochenen Schlitzen 282 (F i g. 12 und 15) versehen, die sich in Längsrichtung erstrecken und sich in den Kanal 280 öffnen. Der Zweck dieser Schlitze wird später erläutert.

Eine Platte 284 ist auf der Grundplatte 242 des Trichteraufbaus durch Schrauben 286 befestigt (Fig. 12). An dieser Platte 284 ist ein Verteilerblock 288 mit einem horizontalen Stiftzuführungskanal 290 angeordnet sowie mit einem zweiten vertikalen Kanal 292 (Fig. 13). An der Platte 284 ist auch ein doppeltwirkender Zylinder 296 mit einem Kolben 298 und einer axial in den Kanal 290 ragenden Kolbenstange 300 befestigt. Die Kolbenstange 300 und der Kanal 290 haben einen rechteckigen Querschnitt, und die Kolbenstange 300 hat eine Öffnung 302 zum Aufnehmen der Metallteile H, die im Grundriß eine dem Profil der Metallteile entsprechende Hohlform hat, wenn diese in der richtigen Lage liegen (F i g. 16). In der voll eingezogenen Stellung liegt die Kolbenstange 300 mit der Öffnung 302 fluchtend unter dem ersten vertikalen Kanal, so daß der unterste der Metallteile H in die Öffnung 302 einfällt. In der ausgezogen nen Stellung der Kolbenstange 300 fluchtet die Öffnung 302 mit dem zweiten vertikalen Kanal 292.

Eine mit der oberen Wandung des horizontalen Kanalteils 290 in Verbindung stehende Leitung 304 ist mit einer Druckmittelquelle 306 verbunden, welche dem Kanal 290 Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, zuführt, und zwar gegenüber der Verbindungsstelle des Kanals 290 mit dem zweiten vertikalen Kanal 292. Durch Schrauben 308 ist an der Unterseite des Blocks 288 ein Rohrflansch 310 befestigt, in welchem eine flexible, lange Zufuhrleitung 236 für Metallteile befestigt ist, die am anderen Ende mit der Schweißpistole 220 verbunden ist (Fig. 11). Die Leitung 236 besteht aus einem flexiblen Rohr mit einer inneren Bohrung 312, deren Form dem Profil der anzuliefernden MetallteileH entspricht (Fig. 17). Die Bohrung ist etwas größer als die hindurchgehenden Metallteile H, aber knapp genug, um zu verhindern, daß die Metallteile sich in der Leitung 236 verklemmen, so daß sie ihre vorbestimmte Lage beibehalten. Vorzugsweise besteht diese Leitung 236 aus einem Kunststoff und die Wandung der Bohrung 312 ist glatt und ohne Unregelmäßigkeiten, die den Durchgang der Metallteile H behindern könnten. Werkstoffe, wie Nylon, Polypropylen und Polyäthylen, sind zu diesem Zweck gut geeignet. Das am besten geeignete Material ist jedoch auf Grund von Versuchen Polyurethan.

Nach Fig. 13 hat der Druckmittelzylinder296 an seine beiden Enden angeschlossene Druckmittelleitungen 314 und 316, wobei Beaufschlagen der Leitung 316 den Kolben 298 und die Kolbenstange 300 nach vorn verschiebt, wobei der Metallteil H durch den horizontalen Kanal durchgeschoben wird. Am äußeren Ende des Kolbenhubs, wenn die Öffnung 302 der Kolbenstange 300 mit dem zweiten vertikalen Kanal 292 fluchtet, wird Druckmittel über die Leitung 306 und die Leitung 304 eingelassen, um den Metallteil durch den Kanal 292 in die Leitung 236

. zur Schweißpistole zu blasen.

Wie am besten aus Fig. 16 ersichtlich ist, sind die rückwärtigen Oberkanten der Öffnung 302, die dem zweiten vertikalen Kanal 292 abgekehrt sind, bei 318 abgeschrägt, um zu gewährleisten, daß der nächste Metallteil H im Stapel im ersten vertikalen Kanal 280 sich nicht gegen die Kante der Öffnung 302 verklemmt, wenn die Kolbenstange 300 zum Transport eines der Metallteile H nach vorn bewegt wird.

Fig. 18, 19 und 20 zeigen Abwandlungsformen der Konstruktion, die das System für T-förmige Metallteile geeignet machen. Fig. 18 zeigt einen Schnitt ähnlich der Fig. 15 für den ersten vertikalen Kanal zum Stapeln der Metallteile mit einem Blockteil 320, der einen rechteckigen vertikalen Kanal 322 aufweist, der die Köpfe der Metallteile T passend aufnimmt, und mit zwei voneinander abstehenden Platten 324 und 326, die am Block 320 an ihren Enden im Abstand voneinander durch Schrauben 328 und Stifte 330 befestigt sind und die Schenkel der Metallteile T zwischen sich führen.

F i g. 19 zeigt das Vorderende einer Kolbenstange 332, die der Kolbenstange 300 ähnlich ist, wobei die Formung der Öffnung 334 jedoch dem Metallteil T entspricht. Die Öffnung 334 ist am rückwärtigen oberen Ende bei 336 ähnlich abgeschrägt, wie die Öffnung 302. F i g. 20 zeigt eine Metallteil-Zufuhrleitung 236' mit einer T-förmigen Bohrung 312' für die Metallteile T, die im übrigen ganz der Leitung 236 in Fig. 17 entspricht.

Der Betriebsablauf des Systems wird nun insbesondere an Hand der Fig. 21 beschrieben:

F i g. 21 zeigt einen schematischen Verdrahtungsplan der elektrischen Steuerkreise für das an Hand der Figuren veranschaulichte System. Einige Merkmale dieser Steuerkreise wurden bereits im Zusammenhang mit Fig. 10 beschrieben, so daß sich eine

ins einzelne gehende Wiederholung der Eigenschaften dieser Steuerkreise hier erübrigt. Da auch der eigentliche Schweißstromkreis zum Anliefern von Schweißstrom an die Schweißpistole 220 nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört, ist dieser in Fig. 21 nicht dargestellt. Es ist jedoch zu bemerken, daß im Steuerkasten224 nach Fig. 11 ein Stromkreis zur Versorgung der Pistole 220 mit Schweißstrom vorgesehen ist. Der obere Teil der Fig. 21 zeigt einen Teil eines solchen Schweißstromkreises mit normalerweise offenen Relaiskontakten CR-Za, einem Metallblech P und einem Metallteil B in Form eines Stiftes, Knopfes od. dgl., der daran anzuschweißen ist. Nach Schließen der Kontakte CR-3a fließt Schweißstrom durch das Blech? und den Metallteil, so daß die Teile verschweißt werden. Der Buchstabe »B« bedeutet hier allgemein einen beliebigen Stift oder Knopf, der sich von den Metallteilen T oder H in der vorangehenden Beschreibung unterscheiden kann, da die Austeilvorrichtung nach der Erfindung sich für viele unregelmäßig geformte Artikel aller Art eignet, und an Stelle eines knopfförmigen Metallteils B auch ein anderer Gegenstand entsprechend der folgenden Beschreibung ausgeteilt werden kann.

Der übrige Teil der Fig. 21 zeigt einen mit 110 V Wechselstrom belieferten Steuerkreis mit geeigneten Schaltmitteln 350, z. B. in Form des Schalters 100 in Fig. 1 oder eines durch einen Abzug betätigten Schalters an der Schweißpistole 220, wie bei 352 in Fig. 11 angedeutet ist. In jedem Falle ist aus Fig. 11 bzw. 21 ersichtlich, daß durch Schließen der Schaltmittel normalerweise offene Relaiskontakte CR-3 a, CR-Zb und CR-Zc geschlossen werden. Schließen dieser Kontakte bewirkt das Einleiten des Schweißvorgangs, Erregen des Steuerrelais CR-I und Erregen der Zeitverzögerungsrelais TD-I und TD-2. Erregen des Steuerrelais CR-2 öffnet normalerweise geschlossene Kontakte CR-2 α, wodurch das Relais CR-Z abfällt und seine Kontakte öffnet, um die Stromversorgung zu den zu verschweißenden Teilen P und B zu unterbrechen. Entregen des Relais CR-Z beeinflußt jedoch nicht den Betrieb der Zeitverzögerungsrelais und CR-2, da diese durch Schließen der normalerweise offenen Kontakte CR-2b und TD-Ia eingeschaltet sind.

Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Relais TD-I schließen sich die entsprechenden Kontakte TD-I b, wodurch das Relais RC-A und auch der Elektromagnet 5-1 erregt werden, um ein zugehöriges, nicht dargestelltes Druckmittelventil so zu betätigen, daß der druckmittelbetätigte Mechanismus der Schweißpistole 220 den Kolben in eine Lage zurückzieht, in der ein weiterer, auf das Blech P aufzuschweißender Metallteil B aufgenommen werden kann. Nach Betätigung des Elektromagneten 5-1 zieht sich also der Kolben der Schweißpistole 220 zurück, um einen weiteren Metallteil aufzunehmen. Da jedoch dieses Zurückziehen praktisch sofort erfolgt, ist die Pistole sofort bei Betätigung der Zuführvorrichtung zur Aufnähme des folgenden Metallteiles vorbereitet.

Erregen des Relais CR-4 schließt normalerweise offene Kontakte CR-4 a, wodurch Elektromagnete 5-2 und 5-3 betätigt werden, die jeweils mit einem Druckmittelventil (nicht gezeichnet) verbunden sind,

ίο welches durch Erregen des zugehörigen Elektromagneten verstellt wird; der Elektromagnet 5-2 und sein Ventil steuern die Druckmittelversorgung durch die Leitungen 314 und 316 zum Zylinder 296 (Fig. 13). Bei entregtem Elektromagneten5-2 wirkt der Druckmitteldruck durch die Leitung 314 und drückt den Kolben 298 an das Hinterende des Zylinders 296, d. h. in Fig. 13 nach rechts, so daß die Kolbenstange 300 in ihrer normalen zurückgezogenen Stellung in Fig. 13 steht und die Öffnung302 mit dem ersten vertikalen Kanal 280 fluchtet. Wenn der Elektromagnet 5-2 erregt wird, stellt sich das Ventil um, die Leitung 314 wird entlüftet und die Leitung 316 unter Druck gesetzt, wodurch sich der Kolben 298 und die Kolbenstange 300 nach vorn (d. h. in Fig. 13 nach links) bewegen, und den Stift od. dgl. in der Öffnung 302 zum zweiten vertikalen Kanal 292 verschieben. Entsprechend bewirkt Erregen des Elektromagneten 5-3 Verstellung des zugehörigen Ventils derart, daß Druckmittel durch die Leitung 306 dem Kanal 304 zuströmt und dadurch den Metallteil durch den Kanal 292 in die Leitung 236 drückt, von wo er unter Druck der Schweißpistole 220 zugeführt wird. Das Zeitverzögerungsrelais TD-2 ist auf eine so lange Verzögerungszeit eingestellt, daß der Metallteil tatsächlich in dieser Zeit an die Pistole gelangt. Nach Ablauf von TD-2 öffnen sich dessen normalerweise geschlossenen Kontakte TD-2a, TD-I wird entregt, und die Kontakte TD-Ib öffnen sich, um die Elektromagnete 5-1, 5-2 und 5-3 zu entregen, worauf alle Teile der Schaltung in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.

Wie bereits erwähnt, haben die Wände des ersten vertikalen Kanals 280 unterbrochene Schlitze 282 (Fig. 12 und 15). Ein Teil der Luft aus der Leitung 306 umströmt die Kolbenstange 300 in der horizontalen Leitung 290 und gelangt bis in die vertikale Leitung 280, wo sie den Stapel von Metallteilen H nach oben drückt; deshalb bilden die Schlitze 282 Auslässe für die Luft und verhindern, daß die Metallteile im Kanal 280 schweben.

Wie aus Fig. 18 ersichtlich, ist infolge des gewählten Abstandes zwischen den Platten 324 und 326 der vertikale Kanal 322 aus dem gleichen Grund nach außen offen.

Schutz wird nur für eine Schweißpistole im Rahmen der Patentansprüche begehrt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schweißpistole zum Anschweißen von Metallteilen an ein Werkstück, bei welcher jeweils ein anzuschweißendes Metallteil von einer Zuführungseinrichtung automatisch in einen Zylinderraum im Kopf der Schweißpistole eingeführt wird und von einem in dem Zylinderraum hin- und herbewegbaren Stempel mit dem Werkstück in Berührung gebracht wird, worauf der Schweißvorgang selbsttätig abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Schaltung (100; 350, CR-3, CR-2, TD-I, TD-2, CR-4, S-I, 5-2, 5-3) vorgesehen ist, die auf Grund der Beendigung eines Schweißvorganges die Zuführungseinrichtung (222, 296) betätigt, daß am Kopf (30) der Schweißpistole ein rohrförmiger Anschlag (32) vorgesehen ist, der ein innerhalb des rohrförmigen Anschlages (32) axial bewegbares Haltefutter (64) für das anzuschweißende Metallteil (B) aufweist und beim Schweißvorgang am Werkstück (P) anliegt, und daß der Schweißstrom beim Erreichen derjenigen Relativstellung zwischen dem Anschlag (32) und dem Haltefutter (64) eingeschaltet wird, in welcher die vordere Fläche des Anschlags (32) gegenüber derjenigen des Haltefutters (64) in Richtung auf das Werkstück (P) vorspringt.

2. Schweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführeinrichtung (222, 296) Zuführelemente (264, 266) zum aufeinanderfolgenden Zuführen und Stapeln der Metallteile sowie zum Ausrichten derselben in dem gebildeten Stapel und eine Transporteinrichtung (300, 302) zugeordnet sind, welche letztere dem Stapel den jeweils untersten Metallteil entnimmt und in das Haltefutter (64) führt.

3. Schweißpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführelemente (264,266) einen Vibrator umfassen, der auf einen die durch einen Auslaß (262) dem Stapel nacheinander zuzuführenden Metallteile enthaltenden und mit dem Stapel in Verbindung stehenden Vorratsbehälter einwirkt.