DE19746669A1 - Bolzenschweißvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bolzenschweißvorrichtungen, die herkömm­ licherweise T-förmige Bolzen verwenden, welche einen Schaft und einen Kopf mit einem größeren Durchmesser als der Schaft aufweisen. Solche Bolzen, auf die als "T-Bolzen" Bezug genommen wird, werden häufig in großen Mengen bei der Herstellung von Automobilen verwendet. Mit dem an ein Werkstück geschweißten Schaft schafft der Kopf eine geeignete Basis für weitere Anbringungen, die an das Werkstück befestigt werden sollen.

Um eine hohe Anbringungsrate an das Werkstück zu erzielen, werden T-Bolzen normalerweise automatisch durch eine Zuführvorrichtung an die Bolzenschweißvorrichtung zugeführt. Sollte jedoch ein Bolzen fehlerhaft zugeführt sein, kann Hemmen der Schweißvorrichtung auftreten, was folglich den Betrieb der Fertigungslinie zum Halten bringt, während die Hemmung behoben und die Schweißvorrichtung in ihren normalen Betriebsmodus zurückgeführt wird.

Ein Ansatz, um das zuvor genannte Problem zu überwinden, ist in dem US-Patent 5,305,940 beschrieben, das auf dieselbe Anmelderin wie bei der vorliegenden Erfindung überschrieben worden ist, und dessen Offenbarung hierdurch unter Bezugnahme eingefügt wird. In dem '940-Patent ist ein Federmittel vorgesehen, das wie eine Wäscheklammer funktioniert, welches der axialen Bohrung der Bolzenschweißvorrichtung benachbart und so an­ geordnet ist, daß es mit einer Umfangsfläche des Kopfes eines T-Bolzens, der durch einen Querdurchgang in fluchtende Lage mit der axialen Bohrung zugeführt worden ist, in Eingriff kommt und diese hält, wobei die axiale zugeführt worden ist, in Eingriff kommt und diese hält, wobei die axiale Bohrung einen Durchmesser aufweist, der dem des Kopfes des T-Bolzens entspricht.

Bei dieser Anordnung jedoch ist die Einstellung der Federkraft für ein Halten des Bolzens kritisch; jede Abweichung von der Haltekraft, die erforderlich ist, kann eine richtige Halteoperation für den Bolzen und somit eine richtige Zuführung stören. Auch tendieren schwerere Bolzen, wie z. B. solche aus nichtrostendem Stahl hergestellte, und solche, die auch eine geringere Schaftlänge aufweisen, dazu, aus dieser Art von Federhalterung herauszuschnellen und sich selbst in eine potentielle Hemmposition in der axialen Bohrung der Bolzenschweißvorrichtung schräg zu stellen.

Es ist ein primärer Zweck und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, sich den zuvor genannten Problemen zu widmen und daher eine Bolzenschweißvorrichtung zu schaffen für eine Verwendung bei einem Schweißen von T-Bolzen an ein geeignetes Werkstück, bei der die Möglich­ keit, daß ein T-Bolzen in der Schweißvorrichtung gehemmt wird, vermieden wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Auf­ nehmer geschaffen, der angepaßt ist, um einen T-Bolzen von einer Zuführ­ vorrichtung aufzunehmen, die einen T-förmigen Querdurchgang aufweist, durch den ein T-Bolzen zu einer axialen Bohrung passieren kann, welche einen Durchmesser aufweist, die dem des Kopfes des T-Bolzens entspricht. Ein Kolben ist für eine Bewegung in der axialen Bohrung des Aufnehmers derart angebracht, daß er bei einer Bewegung von einer eingefahrenen Position zu einer vorgeschobenen Position den in der axialen Bohrung befindlichen T-Bolzen befördert, um ihn gegen ein Werkstück für ein Anschweißen daran zu positionieren. Ein Gelenkpunkt-Glied in Form eines Paares von federnd-vorgespannten Kugelgliedern ist der axialen Bohrung dort benachbart angeordnet, wo der Querdurchgang mit der axialen Bohrung zusammentrifft. Die Kugelglieder kommen mit der Unterseite des oberen Abschnittes der Umfangsfläche des Kopfes des T-Bolzens, der durch den Querdurchgang zugeführt worden ist, in Eingriff, und veranlassen ihn somit, gekippt oder in eine Richtung abgelenkt zu werden, in welcher der Schaft­ abschnitt des T-Bolzens eher von der Verbindungsstelle zwischen dem Zuführschlitz und der axialen Bohrung weggedreht, als zu ihr hingedreht wird, wobei dessen letztere Position in einem Hemmen resultieren könnte. Während seiner Vorwärtsbewegung kommt der Kolben mit dem Kopf des T-Bolzens in dessen fehlerhaft ausgerichteten oder abgelenkten Position in Kontakt, wie oben beschrieben, befördert ihn nach vorne und veranlaßt ihn, eine richtige Orientierung in der Aufnahmebohrung einzunehmen. Die fe­ dernd-vorgespannten Kugelglieder geben nach, wenn der T-Bolzen einmal von dem Kolben nach vorne gedrückt wird, so daß die Kugelglieder selbst dem Kopf des T-Bolzens keinen Widerstand leisten, wenn dieser nach vorne bewegt wird, noch halten die Kugelglieder den Kopf oder greifen ihn. Ihr einziger Zweck ist es, den T-Bolzenschaft aus einer potentiellen Hemm­ position zu kippen oder zu drehen, wobei das vordere Ende des Schaftes des T-Bolzens gegen die Verbindungsstelle zwischen dem Zuführschlitz und der Bohrung festklemmen kann.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, der in der Erfindung verwendeten Bolzenschweißpistole;

Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt des Aufnahmeabschnitts entspre­ chend der Erfindung, die zeigt, wie der T-Bolzen in die axiale Bohrung der Bolzenschweißvorrichtung eintritt;

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht im Querschnitt des Aufnahmeab­ schnitts der Bolzenschweißvorrichtung, welche die Lage der fe­ dernd-vorgespannten Kugelglieder zeigt;

Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt des Aufnahmeabschnitts entspre­ chend der Erfindung, die den T-Bolzen zeigt, wie er in der axia­ len Bohrung vor dem Eingriff durch den Kolben gekippt ist; und

Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf das Ende des Aufnahmeab­ schnitts der Bolzenschweißvorrichtung mit fiktiv gezeigten federnd­ vorgespannten Kugelgliedern.

Nun auf Fig. 1 bezugnehmend ist eine Bolzenschweißvorrichtung 2 gezeigt, die zu großem Teil eine herkömmliche Konstruktion ist, und einen Kolben 4 aufweist, der zwischen einer vorgeschobenen Position (in Fig. 1 gezeigt) und einer eingefahrenen Position (nicht gezeigt) beweglich ist. Ein Auf­ nahmeabschnitt 6 ist ebenfalls gezeigt, der angepaßt ist, um einen T-Bolzen T aus einer Zuführvorrichtung 8 aufzunehmen, von der nur ein Teil in Fig. 1 gezeigt ist. Der Aufnahmeabschnitt 6 weist eine axiale Bohrung 10 auf, in der sich ein T-Bolzen in dem Weg des Kolbens 4 befinden kann, der sich durch die Bohrung von seiner eingefahrenen in seine vorgeschobene Position bewegen kann, wobei er den Bolzen zu einem Nasenstück 12 befördert, um hierdurch den Bolzen gegen das Werkstück für ein An­ schweißen daran anzuordnen.

Der Aufnahmeabschnitt 6 ist detaillierter in Fig. 2-5 gezeigt, und es ist dargestellt, daß er die Bohrung 10, wie oben gesagt, und einen T-Bolzen-Auf­ nahmezuführschlitz 14, der mit der Zuführvorrichtung verbunden ist (nicht gezeigt), aufweist. Der Zuführschlitz 14 befindet sich quer zu der axialen Bohrung 10 und wird durch einen schmalen Durchgang 16 und einen darüberliegenden weiteren Durchgang 18, die jeweils dem Schaftabschnitt des T-Bolzens T und dessen Kopfabschnitt 22 entsprechen, definiert.

Wie am besten in Fig. 3 und 5 gezeigt, sind ein Paar von federnd-vorge­ spannten Kugelgliedern 24, vorzugsweise aus Stahl, in Durchgängen 26 des Aufnahmeabschnitts 6 positioniert gezeigt, die mit der Bohrung 10 dort in Verbindung stehen, wo der breite Durchgang 18 für den Kopf 22 des T-Bolzens T mit der axialen Bohrung zusammentrifft. Jeder der Durchgänge 26 weist eine Stellschraube 28 und ein Schraubenfederglied 30 auf, das gegen das Kettenglied 24 drückt und dessen Federkraft mittels der Stell­ schraube 28 verändert werden kann. Die jeweiligen Durchmesser der Aus­ gangslöcher der Durchgänge 26 sind natürlich kleiner als die Durchmesser der Kugelglieder und der Durchgänge selbst, wodurch sichergestellt wird, daß die Kugelglieder 24 die Durchgänge weder aufgrund Schwerkraft noch durch Druck von den Federgliedern 30 verlassen. Die Kugelglieder 24 wirken als Gelenk- oder Schwenkpunkte an der Unterseite der oberen Umfangsfläche des Kopfes 22 des Bolzens T, wie genauer unten beschrieben werden wird.

Die Bolzenschweißvorrichtung gemäß der Erfindung funktioniert wie folgt. Wenn ein Bolzen T in die Bohrung 10 aus dem Zuführschlitz 14 eintritt, nähert sich die Unterseite des Kopfabschnittes 22 den vorragenden Ober­ flächen der Kugelglieder 24 in der axialen Bohrung 10, wie am besten in Fig. 2 und 3 gezeigt. Eine weitere Querbewegung des Bolzens T in die axiale Bohrung veranlaßt die Kugelglieder als Gelenkpunkt zu agieren, um die der Bolzen T sich selbst in einer fehlerhaft ausgerichteten oder abgelenk­ ten Position dreht, in der sich das Vorderende des Schaftes 20 fort von der Verbindungsstelle des Zuführschlitzes und der Bohrung entfernt, wie am besten in Fig. 4 gezeigt. Jeder einzelne Bolzen T verhält sich auf diese Art; d. h., er wird durch die Kugelglieder 24 gekippt, um in eine Richtung fort von einer potentiellen Hemmposition zu drehen, in der das vordere Ende des Schaftes an der Verbindungsstelle zwischen dem Zuführschlitz 14 und der Bohrung 10 hängenbleiben kann, bevor der Kolben 4 vorrücken kann, um mit dem Kopf des Bolzens T in Kontakt zu kommen. Wenn sich der T-Bolzen einmal in seiner abgelenkten Position befindet, drückt die nach vorne gerichtete Kraft des Kolbens 4 den Kopf 22 des Bolzens T nach vorne und richtet eventuell den fehlerhaft ausgerichteten Bolzen T innerhalb der Aufnahmebohrung aus, aber ein gutes Stück nachdem das vordere Ende des Schaftes 20 die Verbindungsstelle zwischen dem Zuführschlitz und der Bohrung freigegeben hat. Es ist wichtig zu betonen, daß die Kugelglieder 24 nicht wirksam sind, um den Bolzen T in irgendeiner Position zu halten, sondern lediglich als Gelenkpunkte wirken, um die der Bolzen in eine abgelenkte Position schwenkt. Und wegen der genauen Lage der Kugel­ glieder kann der T-Bolzen nur in der einen Richtung drehen oder schwen­ ken, so daß sich der Schaft 20 von der Verbindungsstelle zwischen der Aufnahmebohrung und dem Zuführschlitz wegdreht. Wenn der Kolben einmal den Kopf des T-Bolzens berührt, zwingt er den Kopf des Bolzens an den Vorspannungen der Kugelglieder vorbei, was diese veranlaßt, momentan in ihre jeweiligen Durchgänge 26 zurückzuweichen.

Bei vorherigen Anordnungen, wenn der Bolzen T dem Kolben in einer normalen Stellung vorgelegt worden ist, d. h. mit dem in einem rechten Winkel gegenüber der Achse der Bohrung und dem Kolben gehaltenen Kopf, wurde herausgefunden, daß dann der Kolben gegenüber einer zufälligen Verschiebung oder einem Kippen in eine von mehreren falsch ausgerichteten Richtungen anfällig war, wenn er von dem Kolben getroffen worden ist. Auf diese Art würde das vordere Ende des Schaftes häufig beim Freigeben der Verbindungsstelle zwischen dem Zuführschlitz und der axialen Bohrung des Aufnehmers versagen, was natürlich in einer Hemmung resultierte. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch ist das vordere Ende des Schaftes 20 des T-Bolzens immer in derselben Art gekippt oder abgelenkt, d. h., es wird von der zuvor genannten Verbindungsstelle entfernt positioniert, so daß Hemmen vermieden wird.

Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich bei schwereren T-Bolzen, die aus nicht-rostendem Stahl konstruiert sind, und auch bei T-Bolzen, die einen relativ kurzen Schaft im Vergleich zu dem Durchmesser des Kopfes aufweisen, da diese Arten von Bolzen dahingehend tendieren, leicht destabili­ siert zu werden, wenn sie von einem herkömmlichen Federmittel gegriffen oder gehalten werden. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch werden solche T-Bolzen leicht in eine Richtung gekippt, welche den Bolzen von einer potentiellen Hemmposition fortdreht, wie oben beschrieben. Und in dieser Position werden sie leicht in eine ausgerichtete Position durch die Kraft des Kolbens zurückbewegt, wenn der Schaft des T-Bolzens einmal die Verbin­ dungsstelle zwischen dem Zuführschlitz und der Aufnahmebohrung freigege­ ben hat.

Das Vorhergehende bezieht sich auf eine bevorzugte, beispielhafte Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung; es sei jedoch klargestellt, daß andere Ausführungsformen und Varianten hiervon innerhalb des Gegenstandes der Erfindung möglich sind, wobei letzterer durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims (8)

1. Bolzenschweißvorrichtung, die aufweist:

• - einen Kolben, der zwischen einer vorgeschobenen und einer einge­ fahrenen Position beweglich ist,
• - einen Aufnehmer zum Aufnehmen eines T-Bolzens von einer Zu­ führvorrichtung, mit einem T-förmigen Querdurchgang, durch den der T-Bolzen zu einer axialen Bohrung passieren kann, die einen Durchmesser aufweist, der dem des Kopfes des T-Bolzens ent­ spricht,
• - wobei der Kolben für eine Bewegung in der axialen Bohrung des Aufnehmers angeordnet ist, so daß der Kolben bei einer Bewegung von seiner eingefahrenen Position in seine vorgeschobene Position den in der axialen Bohrung befindlichen T-Bolzen befördert, um den T-Bolzen gegen ein Werkstück zum Anschweißen daran zu pla­ zieren, und
• - zu der axialen Bohrung benachbarte Gelenkpunkt-Glieder zum Kontaktieren eines oberen Abschnittes der Umfangsfläche des Kop­ fes des durch den Querdurchgang in die axiale Bohrung zugeführ­ ten T-Bolzens, wodurch der T-Bolzen veranlaßt wird, um die Gelenkpunkt-Glieder in eine abgelenkte Position zu drehen, die von einer potentiellen Hemmposition in der axialen Bohrung ent­ fernt ist.

2. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Gelenkpunkt- Glied ein Paar von Kugelgliedern ist, die in einem Paar von Durch­ gängen in dem Aufnehmer angeordnet sind, die mit der axialen Boh­ rung in Verbindung stehen, wobei die Kugelglieder einen etwas größe­ ren Durchmesser als die Ausgangslöcher der Durchgänge aufweisen, und die Kugelglieder ein federnd-vorgespanntes Mittel aufweisen, um die Kugelglieder zu veranlassen, ein wenig in die axiale Bohrung vorzura­ gen.

3. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Kugelglieder aus Stahl bestehen.

4. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die potentielle Hemmposition für den T-Bolzen eine solche ist, bei der das vordere Ende des Schaftabschnitts des T-Bolzens gegen eine Verbindungsstelle zwischen dem T-förmigen Querdurchgang und der axialen Bohrung hängenbleibt.

5. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die abgelenkte Position für den T-Bolzen eine solche ist, bei der das vordere Ende des Schaftabschnitts des T-Bolzens von der Verbindungsstelle zwischen dem T-förmigen Querdurchgang und der axialen Bohrung entfernt ist.

6. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der T-Bolzen einen relativ kurzen Schaft im Vergleich zu dem Durchmesser seines Kopfes aufweist.

7. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der T-Bolzen aus einem relativ schweren Material, wie z. B. nicht-rostendem Stahl, be­ steht.

8. Bolzenschweißvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Federvorspan­ nungsmittel für die Kugelglieder mit Gewinde versehene Mittel zum Verändern der Vorspannung des Federvorspannungsmittels aufweist.