DE1540816C

DE1540816C - Welding head

Info

Publication number: DE1540816C
Application number: DE19651540816
Authority: DE
Inventors: William H. Carlsbad Calif. Hill (V.StA.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1964-07-20
Filing date: 1965-07-09
Publication date: 1973-02-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweißkopf für elektrische Widerstandsschweißungen mit zwei annähernd parallel angeordneten Hebelarmen, deren eines Ende jeweils in einem Träger schwenkbar gelagert ist und von denen der erste mit der beweglichen Elektrodenanordnung des Schweißkopfes fest verbunden und der zweite an seinem freien Ende mit einem den Schweißdruck bestimmenden Element verbunden ist, und mit einem Kopplungsglied, das unter der Wirkung des den Schweißdruck bestimmenden Elementes an den beiden Hebelarmen anliegt und an dei^ beiden Hebelarmen durch Verdrehen einer am Träger schwenkbar gelagerten Gewindestange mittels eines mit einer Anzeigevorrichtung für die Einstellung des Schweißdruckes gekoppelten Antriebs im Bereich zwischen den Lagerpunkten der beiden Hebelarme entlang bewegbar ist.The invention relates to a welding head for electrical resistance welding with two lever arms arranged approximately in parallel, one end of which is pivotably mounted in a carrier and of which the first is fixed to the movable electrode assembly of the welding head connected and the second at its free end with an element which determines the welding pressure is connected, and with a coupling member, which under the action of the welding pressure determining Element rests on the two lever arms and on both lever arms by twisting a threaded rod pivotably mounted on the carrier by means of a display device for setting the welding pressure coupled drive in the area between the bearing points is movable along the two lever arms.

Bei dem aus der USA.-Patentschrift 3 127 501 bekannten, vorstehend beschriebenen Schweißkopf sind die Hebelarme und die Gewindestange mit dem Kopplungsglied vertikal angeordnet, und es ist das Ende des zweiten Hebelarmes durch eine Schraubendruckfeder belastet. Dieser bekannte Schweißkopf hat sowohl einen relativ komplizierten Aufbau, da er drei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, parallele Glieder aufweist, und es treten außerdem verschiedenartige Verschiebungen zwischen jedem der beiden Flebel und dem Kopplungsglied auf, wodurch Reibungskräfte auftreten, welche die Kraftübertragung von der Schnuibendruckfeder auf die Elektrodenanordnung stören und daher den eingestellten Schweißdruck in nicht eindeutig delinierter Weise beeinflussen.In the case of the US Pat. No. 3,127,501 known, The welding head described above are the lever arms and the threaded rod with the Coupling member arranged vertically, and it is the end of the second lever arm through a helical compression spring burdened. This known welding head has both a relatively complicated structure, since it has three parallel links running essentially parallel to one another, and it occurs in addition, different types of displacements between each of the two fleece and the coupling member, as a result of which frictional forces occur, which disturb the force transmission from the compression spring to the electrode assembly and therefore the affect the set welding pressure in a way that is not clearly delineated.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Schweißkopfes zu vereinfachen und zugleich für eine definierte Kraftübertragung auf den Schweißkopf und damit für eine genaue Einstellbarkeit des gewünschten Schweißdruckes Sorge zu tragen.In contrast, the invention is based on the object of simplifying the construction of the welding head and at the same time for a defined power transmission to the welding head and thus for a ensure that the desired welding pressure can be precisely adjusted.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gewindestange der zweite Hebelarm ist und an ihrem freien Ende ein den Schweißdruck bestimmendes Gewicht trägt.This object is achieved according to the invention in that the threaded rod is the second lever arm and at its free end carries a weight which determines the welding pressure.

Durch" die Vereinigung des zweiten Hebelarmes und der Gewindestange zu einem Bauteil tritt beiThrough "the union of the second lever arm and the threaded rod into one component occurs

ίο einer Verschwenkung der Hebelarme während des Schweißvorganges eine Reibung nur noch zwischen dem Kopplungsglied und dem mit der Elektrodenanordnung versehenen ersten Hebelarm auf, die leicht durch die Anwendung einer Rolle ausgeschaltet werden kann. Dadurch ist eine völlig ungestörte Kraftübertragung von dem Gewicht auf den Schweißkopf möglich, und es wird der eingestellte Schweißdruck auch mit hoher Genauigkeit eingehalten. Dabei ist noch von Vorteil, daß ein Gewicht etets die gleiche Kraft liefert, wogegen eine Feder Ermüdungserscheinungen unterworfen ist. Endlich wird durch die Vereinigung von zweitem Hebelarm und Gewindestange zu einem Bauteil auch eine erhebliche Vereinfachung des Schweißkopfes erzielt.ίο a pivoting of the lever arms during the During the welding process, there is only friction between the coupling member and the one with the electrode arrangement provided first lever arm, which can be easily switched off by using a roller can. As a result, there is a completely undisturbed transmission of force from the weight to the welding head possible, and the set welding pressure is maintained with a high degree of accuracy. It is Another advantage is that a weight always delivers the same force, whereas a spring shows signs of fatigue is subject. Finally, through the union of the second lever arm and the threaded rod A considerable simplification of the welding head is also achieved for a component.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing described and explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Schweißkopfes nach der Erfin- dung,Fig. 1 is a perspective view on an enlarged scale of a welding head according to the invention manure,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Schweißkopf nach Fig. 1,F i g. 2 shows a plan view of the welding head according to FIG. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den Schweißkopf nach F i g. 1 undF i g. 3 shows a longitudinal section through the welding head according to FIG. 1 and

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen dem ersten und dem zweiten Hebelarm des erfindungsgemäßen Schweißkopfes.Fig. 4 is a schematic representation of the relationships between the first and the second lever arm of the welding head according to the invention.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Schweißkopf einen ersten Hebelarm 10 und einen zweiten Hebelarm 12 auf, die bei 10 α und 12 a in einem Traggestell 14 schwenkbar gelagert sind und miteinander über ein Kfaftübertragungsglied oder Läufer 16 in Wirkverbindung stehen. Der erste Hebelarm 10 ist, wie aus F i g. 4 ersichtlich, von der Art, bei dem die Last zwischen dem Schwenkpunkt und dem Angriffspunkt der Kraft angreift. Das erste Ende 18 des ersten Hebelarmes 10 bildet einen Schwenkpunkt F;) und ist bei 10 α in dem Traggestell 14 durch übliche Mittel wie Lagerböcken und Schrauben 20 gelagert, während das andere Ende 19 den Kraftarm E* bildet. Das zweite Ende 19 trägt ein Paar zur Elektrodenhalterung dienende Arme 24, von denen jeder eine Elektrodenanordnung 26 aufweist, und definiert den Kraftarm F_:!E_:j dieses Hebels.As can be seen from the drawing, the welding head has a first lever arm 10 and a second lever arm 12, which are pivotably mounted in a support frame 14 at 10 α and 12 a and are in operative connection with one another via a shaft transmission member or rotor 16. The first lever arm 10 is, as shown in FIG. 4 can be seen of the type in which the load acts between the pivot point and the point of application of the force. The first end 18 of the first lever arm 10 forms a pivot point F;) and is mounted at 10 α in the support frame 14 by conventional means such as bearing blocks and screws 20, while the other end 19 forms the power arm E * . The second end 19 carries a pair of electrode holding arms 24, each of which has an electrode assembly 26, and defines the force arm F _:! E _: j this lever.

Der zweite Hebelarm 12 weist ebenfalls ein erstes Ende 28 auf, das als Schwenkpunkt Ft in einem drehbaren Block 29 gelagert ist, und ein zweites Ende 32, an dem ein festes Lastglied oder Gewicht 30 befestigt ist, nämlich die Last L> nach Fig. 4.The second lever arm 12 also has a first end 28 which is mounted as a pivot point Ft in a rotatable block 29, and a second end 32 to which a fixed load member or weight 30 is attached, namely the load L> according to FIG. 4 .

Hierdurch ist der Lastarm F-J.,* dieses Hebels definiert. Der Schwenkblock 29 ist in dem Traggestell mit Hilfe eines Wellenabschnittes gelagert, der in eine Bohrung des Traggestelles eingesetzt ist, während der zweite Hebelarm 12 im wesentlichen auf seiner ganzen Länge mit einem Gewinde versehen ist und eine Gewindebohrung in dem Läufer 16 durchdringt. Der Läufer 16 weist zwei Räder 32 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff wie Phenolharz auf,This defines the load arm FJ., * Of this lever. The pivot block 29 is mounted in the support frame with the aid of a shaft section which is inserted into a bore in the support frame, while the second lever arm 12 is provided with a thread essentially over its entire length and penetrates a threaded hole in the rotor 16. The rotor 16 has two wheels 32 made of an electrically insulating material such as phenolic resin,

die auf dem ersten Hebelarm 10 aufsitzen und auf ihm abzurollen vermögen. Das Kraftübertragungsglied 16 liefert so die Kraft E% für den zweiten Hebelarm und die Last L₃ für den ersten Hebelarm.which sit on the first lever arm 10 and are able to roll on it. The force transmission member 16 thus supplies the force E% for the second lever arm and the load L ₃ for the first lever arm.

Es ist leicht ersichtlich, daß bei der oben beschriebenen Anordnung der beiden Hebelarme durch Ändern der Stelle, an der der Läufer 16 den ersten Hebelarm 10 berührt, die Länge des Kraftarmes F2E2 des zweiten Hebelarmes und die Länge des Lastarmes F3L3 des ersten Hebelarmes verändert werden können und sich entsprechend das mechanische Übersetzungsverhältnis der beiden Hebel ändert. Durch diese einfache Maßnahme kann infolgedessen die Elektrodenkraft in einem bestimmten Wertebereich, der von dem Gewicht des Lastgliedes 30 abhängt, geändert werden, wobei die jeweiligen Längen, der Momentarme der Hebelarme 10 und 12 von der Stellung des Läufers 16 bestimmt sind.It is easy to see that with the arrangement of the two lever arms described above, by changing the point at which the runner 16 contacts the first lever arm 10, the length of the force arm F2E2 of the second lever arm and the length of the load arm F3L3 of the first lever arm can be changed and the mechanical transmission ratio of the two levers changes accordingly. As a result of this simple measure, the electrode force can be changed in a certain range of values that depends on the weight of the load member 30, the respective lengths of the moment arms of the lever arms 10 and 12 being determined by the position of the rotor 16.

Wenn bei einer Ausführungsform der Erfindung das Lastglied 30 ein Gewicht von etwa 300 g hat und die beiden Hebelarme eine Länge von 11,4 cm haben, kann durch Verändern der Stellung des Läufers 16 die Anpreßkraft der Elektrode in einem Bereich von etwa 9 g bis etwa 900 g variiert werden.In one embodiment of the invention, when the load link 30 has a weight of about 300 g and the two lever arms have a length of 11.4 cm, can be changed by changing the position of the rotor 16 the contact pressure of the electrode can be varied in a range from about 9 g to about 900 g.

Die Einstellung der Elektrodenkraft wird dadurch ermöglicht, daß an dem ersten Ende 28 des zweiten Hebelarmes 12 ein Kegelrad 36 befestigt wird, das mit einem zweiten Kegelrad 38 in Eingriff steht, das mit einer mit einer Kurbel 42 versehenen Welle 40 in zwei Lagerwinkeln 41 drehbar gelagert ist, die an dem Traggestell 14 befestigt sind. Durch Drehen der Kurbel 42 werden die Zahnräder 38 und 36 sowie der zweite Hebelarm 12 in Umdrehung versetzt, so daß der Läufer 16 sich an dem zweiten Hebelarm entlangbewegt und den Berührungspunkt mit dem ersten Hebelarm 10 ändert. Hierdurch wird die mechanische Übersetzung der Hebelanordnung und entsprechend die Größe der Elektrodenkraft verändert. The adjustment of the electrode force is made possible that at the first end 28 of the second Lever arm 12 a bevel gear 36 is attached, which is in engagement with a second bevel gear 38, the with a shaft 40 provided with a crank 42 is rotatably mounted in two bearing brackets 41, which at the support frame 14 are attached. By turning the crank 42, the gears 38 and 36 as well the second lever arm 12 is set in rotation, so that the rotor 16 is on the second lever arm moves along and changes the point of contact with the first lever arm 10. This makes the mechanical Translation of the lever arrangement and accordingly the size of the electrode force changed.

Um eine Anzeige der Elektrodenkraft bei den verschiedenen Stellungen des Läufers 16 zu haben, ist mit der Kurbelwelle 40 ein üblicher, Zahlenrollen aufweisender Zähler 44 gekoppelt. Es kann daher durch Messen der Elektrodenkraft bei verschiedenen Stellungen des Läufers mit Hilfe einer üblichen Kraftmeßvorrichtung und Aufzeichnen der Anzeige des Zählers für jede dieser Stellungen eine Kurve oder Tabelle aufgestellt werden, welche die genaue Kraft der Elektroden bei einer speziellen Anzeige des Zählers angibt.In order to have an indication of the electrode force in the various positions of the rotor 16, is a conventional counter 44 having number rollers is coupled to the crankshaft 40. It can therefore by measuring the electrode force at different positions of the rotor with the help of a conventional Force measuring device and recording the reading of the counter for each of these positions a curve or a table can be drawn up showing the exact force of the electrodes for a specific display of the counter.

Da der Schweißkopf für eine Serienschweißung eingerichtet ist, berühren beide Elektroden die gleiche Seite eines Werkstückes 46, das in üblicher Weise auf einem nicht leitenden Tisch 48 aufliegt, der einen Teil des Schweißkopfes bilden kann, aber nicht zu bilden braucht. Der erste Hebelarm 10 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, die von einem elektrisch isolierenden Glied 50 getrennt sind und durch geeignete, nicht näher dargestellte Verbindungsmitel, wie beispielsweise isolierte Bolzen, zu einer Einheit verbunden sind. An jeder Hälfte des ersten Hebelarmes 10 ist ein vorzugsweise bandförmiger Leiter 52 befestigt, der zu einem Anschluß 54 führt. Die Anschlüsse sind an einem Teil des Traggestelles 14 befestigt. Wenn nun mit den Anschlüssen 54 eine nicht näher dargestellte, bei Schweißgeräten übliche Energiequelle angeschlossen ist und die Elektroden in Kontakt mit dem Werkstück 46 gebracht werden und die Schweißstromquelle eingeschaltet ist, fließt ein elektrischer Strom über die beiden Leiter, die voneinander isolierten Abschnitte des ersten Hebelarmes, die Elektrodenarme und das Werkstück und bildet einen Schmelz- oder Schweißpunkt an den unter den beiden Elektroden vereinigten Flächen.Since the welding head is set up for series welding, both electrodes touch the same Side of a workpiece 46 which rests in the usual manner on a non-conductive table 48, which can form part of the welding head, but does not need to form. The first lever arm 10 is composed of two parts which are separated by an electrically insulating member 50 and by suitable connecting means, not shown in detail, such as insulated bolts connected to a unit. On each half of the first lever arm 10 is a preferably band-shaped Conductor 52 attached, which leads to a terminal 54. The connections are on part of the support frame 14 attached. If now with the connections 54 a not shown, in welding devices Usual energy source is connected and the electrodes are brought into contact with the workpiece 46 and the welding power source is switched on, an electric current flows through the two Conductor, the isolated sections of the first lever arm, the electrode arms and the Workpiece and forms a melting or welding point at the united under the two electrodes Surfaces.

Um die Schweißenergie zu liefern, wenn die Elektroden mit der richtigen Kraft aufsitzen, kann in Verbindung mit dem ersten Hebelarm 10 eine übliche Auslösevorrichtung vorgesehen sein. Solch eine Vorrichtung kann typisch ein von einem Arm und einer Feder gebildeter Mechanismus sein, der einen Mikroschalter 62 betätigt, der über geeignete elektrische Leitungen mit der nicht dargestellten Energiequelle in Verbindung steht, beispielsweise über die Leiter 61 und den Anschluß 63. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann eine solche Vorrichtung den Arm 24 umfassen, der von dem ersten Elektrodenarm 10 absteht, und ein Betätigungskabel 66, das eine Bohrung in dem Arm 64 durchdringt und an einer Feder 68 befestigt ist, die mit dem Traggestell 14 verbunden ist. Die Kraft der Feder 68 ist groß genug, um in der Ruhestellung einen Anschlag 70, der an dem Kabel 66 befestigt ist, mit dem Arm 64 in Eingriff zu halten. Wenn also der Schweißkopf außer Tätigkeit ist, übt die Feder 68 auf den Arm 64 eine Kraft aus, die groß genug ist, um den ersten Hebelarm 10 an einem Verschwenken zu hindern. Wenn jedoch das Betätigungskabel 66 in F i g. 1 genügend weit nach rechts bewegt wird, beispielsweise durch die Betätigung eines Pedals oder einer hydraulischen oder elektrischen, nicht näher dargestellten Einrichtung, wird der Anschlag 70 von dem Arm 64 fortbewegt, so daß der Arm 64 freigegeben und der Mikro-Schalter 62 im wesentlichen in dem gleichen Augenblick betätigt wird, in dem der erste Hebelarm 10 die Elektroden in Eingriff mit dem Werkstück 46 bringt.In order to deliver the welding energy when the electrodes are seated with the correct force, a conventional triggering device can be provided in connection with the first lever arm 10. Such a device can typically be a mechanism formed by an arm and a spring which actuates a microswitch 62 which is connected to the energy source (not shown) via suitable electrical lines, for example via the conductors 61 and the connection 63. As shown in FIG. 1, such a device may include the arm 24 extending from the first electrode arm 10 and an actuation cable 66 which penetrates a bore in the arm 64 and is attached to a spring 68 which is connected to the support frame 14. The force of the spring 68 is great enough to keep a stop 70, which is attached to the cable 66, in engagement with the arm 64 in the rest position. So when the welding head is inactive, the spring 68 exerts a force on the arm 64 which is great enough to prevent the first lever arm 10 from pivoting. However, if the actuation cable 66 in FIG. 1 is moved sufficiently far to the right, for example by actuating a pedal or a hydraulic or electrical device, not shown in detail, the stop 70 is moved away by the arm 64, so that the arm 64 is released and the microswitch 62 is essentially in is actuated at the same moment in which the first lever arm 10 brings the electrodes into engagement with the workpiece 46.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Welding head for electrical resistance welding with two almost parallel Lever arms, one end of which is pivotably mounted in a carrier and of which the first firmly connected to the movable electrode arrangement of the welding head and the second is connected at its free end to an element which determines the welding pressure is, and with a coupling member that is determined by the action of the welding pressure Element rests against the two lever arms and can be pivoted on the two lever arms by rotating one on the carrier mounted threaded rod by means of a with a display device for setting the Welding pressure coupled drive in the area between the bearing points of the two lever arms is movable along, characterized in that that the threaded rod is the second lever arm (12) and at its free end a weight which determines the welding pressure (30) carries.