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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bolzenschweißvorrichtung der im Oberbegriff
des Patentanspruchs angegebenen Art.
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Derartige
Bolzenschweißvorrichtungen
verwenden herkömmlicherweise
T-förmige Bolzen,
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.
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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.
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Ein
Ansatz, um das zuvor genannte Problem zu überwinden, ist bei einer Bolzenschweißvorrichtung
der angegebenen Art in
US
5,305,940 A beschrieben. Hierbei ist ein Federmittel vorgesehen, das
wie eine Wäscheklammer
funktioniert, welches der axialen Bohrung der Bolzenschweißvorrichtung benachbart
und so angeordnet 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 Bohrung einen Durchmesser aufweist, der dem des
Kopfes des T-Bolzens entspricht.
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Bei
dieser Anordnung ist jedoch 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.
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Es
ist weiterhin aus
DE
19 52 466 C3 eine Bolzenschweißpistole für anzuschweißende Kopfbolzen
bekannt, die eine Ladevorrichtung, eine Ladekammer und einen Bolzeneinlass
mit einer diesem zugeordneten Bolzenführung besitzt, die den Bolzenschaft
nach vorne zum Bolzenspannfutter hin ausgerichtet zuführt. Um
ein Verkanten eines zugeführten Kopfbolzens
in der Ladekammer zu verhindern, weist die Ladekammer einen Druckmitteldurchlass
auf, der dem Bolzeneinlass gegenüberliegt
und so gerichtet ist, daß das
Druckmittel gegen den Bolzen in der Kammer wirkt und dessen vorderes
Ende vom Bolzeneinlass wegdrückt.
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Es
ist ein primärer
Zweck und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, 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 Möglichkeit,
daß ein T-Bolzen
in der Schweißvorrichtung
gehemmt wird, vermieden wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Bolzenschweißvorrichtung der angegebenen
Art geschaffen, bei der die Glieder durch ein Paar von federndvorgespannten
Kugelgliedern gebildet sind, die in einem Paar von Durchgängen, die
mit der axialen Bohrung in Verbindung stehen, in dem Aufnehmer angeordnet
sind, wobei die Kugelglieder einen etwas größeren Durchmesser als die Ausgangslöcher der Durchgänge aufweisen,
und die Kugelglieder ein federnd vorgespanntes Mittel aufweisen,
das auf die Kugelglieder derart einwirkt, dass sie ein wenig in
die axiale Bohrung vorragen.
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Wenn
ein T-Bolzen in die axiale Bohrung eintritt, kommen die Kugelglieder
mit der Kante zwischen der dem Schaft zugewandten Unterseite und 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 Schaftabschnitt 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 TBolzens 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 federndvorgespannten 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 Hemmposition 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.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung.
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1 ist
eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, der in der
Erfindung verwendeten Bolzenschweißpistole;
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2 ist
ein schematischer Querschnitt des Aufnahmeabschnitts entsprechend
der Erfindung, die zeigt, wie der T-Bolzen in die axiale Bohrung
der Bolzenschweißvorrichtung
eintritt;
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3 ist
eine schematische Draufsicht im Querschnitt des Aufnahmeabschnitts
der Bolzenschweißvorrichtung,
welche die Lage der federnd-vorgespannten Kugelglieder zeigt;
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4 ist
ein schematischer Querschnitt des Aufnahmeabschnitts entsprechend
der Erfindung, die den T-Bolzen zeigt, wie er in der axialen Bohrung vor
dem Eingriff durch den Kolben gekippt ist; und
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5 ist
eine schematische Draufsicht auf das Ende des Aufnahmeabschnitts
der Bolzenschweißvorrichtung
mit fiktiv gezeigten federndvorgespannten Kugelgliedern.
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Nun
auf 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 1 gezeigt)
und einer eingefahrenen Position (nicht gezeigt) beweglich ist.
Ein Aufnahmeabschnitt 6 ist ebenfalls gezeigt, der angepaßt ist,
um einen T-Bolzen T aus einer Zuführvorrichtung 8 aufzunehmen,
von der nur ein Teil in 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 Anschweißen daran anzuordnen.
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Der
Aufnahmeabschnitt b ist detaillierter in 2-5 gezeigt,
und es ist dargestellt, daß er die
Bohrung 10, wie oben gesagt, und einen 7-Bolzen-Aufnahmezuführschlitz 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.
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Wie
am besten in 3 und 5 gezeigt, sind
ein Paar von federnd-vorgespannten 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 Kugelglied 24 drückt und dessen Federkraft mittels
der Stellschraube 28 verändert werden kann. Die jeweiligen
Durchmesser der Ausgangslöcher
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 Umfangsfläche
des Kopfes 22 des Bolzens T, wie genauer unten beschrieben werden
wird.
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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
Oberflächen
der Kugelglieder 24 in der axialen Bohrung 10,
wie am besten in 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 abgelenkten Position
dreht, in der sich das Vorderende des Schaftes 20 fort
von der Verbindungsstelle des Zuführschlitzes und der Bohrung
entfernt, wie am besten in 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
Kugelglieder kann der T-Bolzen nur in der einen Richtung drehen
oder schwenken, 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.
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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., er wird von der zuvor
genannten Verbindungsstelle entfernt positioniert, so daß Hemmen
vermieden wird.
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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 destabilisiert 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 Verbindungsstelle zwischen
dem Zuführschlitz
und der Aufnahmebohrung freigegeben hat.