DE202014002917U1 - Punktschweißzange - Google Patents

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Abstract

Rührreib-Punktschweißzange mit einer Schweißeinheit (1), welche ein von einem Motor (6) angetriebenes Werkzeug (2) aufweist, sowie mit einer Gegenhalteeinheit (3), welche einen Stützarm (24) aufweist, an dessen freiem Ende ein Gegenlager (5) für das Werkzeug vorgesehen ist, wobei die Schweißeinheit (1) und die Gegenhalteeinheit (3) zum Erzeugen eines Pressdruckes auf ein zwischen dem Werkzeug (2) und dem Gegenlager (5) befindliches Werkstück (7) mittels eines Antriebes (17) relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein wirksamer Bereich der Drehachse (A1) einer Motorspindel (12) des Motors (6) und ein wirksamer Bereich der Rotationsachse (A2) des Werkzeuges (2) zumindest in einem Abstand d voneinander angeordnet sind, wobei das Werkzeug (2) an einem Werkzeugarm (25) gelagert ist, der sich von der Motorspindel (12) seitlich weg erstreckt, und der Werkzeugarm (20) eine Getriebeverbindung (26) zwischen Motorspindel (12) und einer mit dem Werkzeug (2) verbundenen Werkzeugspindel (9) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rührreib-Punktschweißzange mit einer Schweißeinheit, welche ein von einem Motor angetriebenes Werkzeug aufweist, sowie mit einer Gegenhalteeinheit, welche einen Stützarm aufweist, an dessen freiem Ende ein Gegenlager für das Werkzeug vorgesehen ist, wobei die Schweißeinheit und die Gegenhalteeinheit zum Erzeugen eines Pressdruckes auf ein zwischen dem Werkzeug und dem Gegenlager befindliches Werkstück mittels eines Antriebes relativ zueinander bewegbar sind.
  • Solche Rührreib-Punktschweißzangen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden beispielsweise in der Autoindustrie Anwendung. Dabei dringt zumindest ein Abschnitt eines rotierenden Werkzeuges in ein Werkstück, das üblicherweise aus einzelnen Fügeteilen besteht (beispielsweise miteinander zu verbindende Blechteile), wobei in dem Werkstück eine Schweißverbindung durch die Rotationsbewegung des Werkzeugs in Kombination mit einem durch das Werkzeug ausgeübten Druckes hergestellt wird. Durch die Reibungswärme zwischen dem rotierenden Werkzeug und dem Werkstück (bestehend aus Fügeteilen bzw. Fügepartnern) wird der Grundwerkstoff des Werkstücks teigförmig und durch die rotierende Bewegung und die Anpresskraft miteinander verrührt/verbunden.
  • Das Dokument EP 1 674 188 B1 zeigt eine Rührreib-Punktschweißzange, bei welcher ein erster Motor ein Werkzeug antreibt und ein zweiter Motor eine Schubbewegung des Werkzeuges in Achsrichtung des rotierenden Werkzeugs ermöglicht. Die Achse des ersten Motors stimmt darin mit der Achse des Werkzeuges überein, wodurch ein robuster einfacher Aufbau gegeben ist.
  • Eine ähnliche Anordnung ist ebenso aus der Druckschrift EP 2 072 174 A1 bekannt geworden, in welcher die Achse eines rotierenden Werkzeuges mit der Achse eines das rotierende Werkzeug antreibenden Motors übereinstimmt.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Rührreib-Punktschweißzangen haben den Nachteil gemeinsam, dass das für die Schweißarbeiten verwendete, angetriebene (Reib-)Werkzeug nur stark eingeschränkt in Bezug auf die zu verschweißenden Fügeteile positionier- und orientierbar ist. Dies liegt darin begründet, dass die zu verschweißenden Fügeteile häufig Bestandteil komplexer Konstruktionen sind, die den Arbeitsraum des Werkzeuges abhängig von den Abmessungen der Rührreib-Punktschweißzangen limitieren. Der konstruktive Aufbau bekannter Rührreib-Punktschweißzangen, insbesondere das Anbringen des Werkzeugantriebs an der Achse des Werkzeuges, führt zu einer räumlichen Ausdehnung des Verbunds von Werkzeugantrieb und Werkzeug, der die Positionierung und Orientierung des Werkzeuges in Bezug auf das Werkstück (z. B. der Fügeteile) stark einschränkt.
  • Aus diesem Grunde wurden Rührreib-Punktschweißverbindungen bei Fügeteilen, wie diese beispielsweise in Fahrzeugrahmen- bzw. Fahrzeugtürrahmenkonstruktionen anzutreffen sind, solcherart durchgeführt, dass eine schlank ausgeführte Gegenhalteeinheit auf eine Innenseite der zu verschweißenden Fügeteile heran geführt wird und das Reibwerkzeug von außen an die Fügeteile heran gefahren wird, da die räumlicher Ausdehnung der Werkzeugantriebs- und Werkzeuganordnung eine umgekehrte Vorgangsweise nicht zulässt. Da die dem Werkzeug zugänglichen Außenflächen häufig Sichtflächen (also Flächen, die auch bei dem Endprodukt sichtbar sind) darstellen, müssen die Schweißstellen aufwendig und kostenintensiv nachbearbeitet werden, um Spuren der Schweißbearbeitung möglichst unsichtbar zu machen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Rührreib-Punktschweißzange zu schaffen, welche eine einfache und kostenschonende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von eingeschränkt zugänglichen Fügeteilen ermöglicht, bei welcher Sichtflächen gezielt geschont werden können.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Rührreib-Punktschweißzange der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß ein wirksamer Bereich der Drehachse einer Motorspindel des Motors und ein wirksamer Bereich der Rotationsachse des Werkzeuges zumindest in einem Abstand d voneinander angeordnet sind, wobei das Werkzeug an einem Werkzeugarm gelagert ist, der sich von der Motorspindel seitlich weg erstreckt, und der Werkzeugarm eine Getriebeverbindung zwischen Motorspindel und einer mit dem Werkzeug verbundenen Werkzeugspindel aufweist. Indem das Werkzeug an einem Werkzeugarm gelagert ist, der sich von der Motorspindel und somit dem Motor (also dem Werkzeugantrieb) weg erstreckt, kann das Werkzeug in Verbund mit dem Werkzeugarm so konzipiert sein, dass dieses auch an schwer zugängliche Werkstücke beispielsweise innenseitig heran geführt werden kann. So ist der Werkzeugarm vorzugsweise möglichst schlank ausgeführt, um den Arbeitsraum der Rührreib-Punktschweißzange zu maximieren. Unter dem Begriff „wirksamer Bereich” wird im Rahmen dieser Offenbarung jener Bereich der Drehachse bzw. der Rotationsachse verstanden, entlang welchem sich die Motorspindel bzw. das Werkzeug erstreckt. Der Abstand d bezeichnet den geringsten Abstand zwischen diesen beiden wirksamen Bereichen und beträgt beispielsweise zwischen 5 cm und 100 cm, vorzugsweise zwischen 10 cm und 20 cm, 20 cm und 30 cm, 30 cm und 40 cm, 40 cm und 50 cm, 50 cm und 60 cm oder 60 cm und 70 cm. Die Drehachse der Motorspindel und die Rotationsachse des Werkzeuges könnten beispielsweise in einer Ebene liegen und zueinander geneigt sein, sodass sich diese in einem Punkt schneiden. Sofern sich die Motorspindel bzw. das Werkzeug nicht bis hin zu diesem Schnittpunkt erstrecken, ist im Sinne dieser Offenbarung der wirksame Bereich der Achsen zueinander beabstandet.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützarm von der Gegenhalteeinheit seitlich absteht. Der Stützarm und der Werkzeugarm bilden dabei je einen Schenkel einer U-förmigen Rührreib-Punktschweißzange, die durch eine Schwenkbewegung besonders einfach um Hindernisse geführt werden kann.
  • Ein besonders robuster und einfacher Aufbau der Erfindung ist gegeben, indem die Drehachse der Motorspindel und die Rotationsachse des Werkzeugs im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
  • In einer günstigen Variante der Erfindung ist die Getriebeverbindung als Riemenantrieb mit einem Riemen und je einer der Motorspindel und der Werkzeugspindel zugeordneten Riemenscheibe ausgebildet ist. Hierdurch kann eine Drehbewegung der Motorspindel besonders einfach, robust und effizient auf die Werkzeugspindel übertragen werden.
  • Um die Qualität von Schweißverbindungen zu optimieren, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Gegenlager einen Kraftmesssensor zur Messung des Pressdruckes aufweist. Der Kraftsensor erlaubt eine Messung bzw. eine Anpassung (Regelung) des Pressdruckes, mit welchem das Werkzeug auf das Werkstück gepresst wird und kann beispielsweise als Kraftmessdose ausgeführt sein. Alternativ zur Regelung kann der Pressdruck auch gesteuert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Werkzeugarm eine Niederhalteeinheit zum Anpressen des Werkstückes mit einer Anstellkraft an das Gegenlager auf. Die Niederhalteeinheit erlaubt somit ein Fixieren des Werkstückes, wodurch die Gefahr eines ungewollten Verrutschens desselben im Zuge einer Bearbeitung vermieden werden kann. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Werkstück aus mehreren (Füge-)Teilen besteht und eine Relativbewegung der zu verbindenden Teile vorgebeugt werden soll.
  • In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung weist die Niederhalteeinheit eine das Werkzeug umgebende Niederhaltehülse auf, welche in Richtung der Rotationsachse des Werkzeugs verschiebbar ist und zueinander in Umfangsrichtung beabstandete Segmente aufweist. Die Segmente sind dabei vorzugsweise ringförmig angeordnet. Beispielsweise können drei um einen Winkel von 120° zueinander versetzte Segmente vorgesehen sein. Die Beabstandung der Segmente erlaubt die Abfuhr von bei der Bearbeitung des Werkstücks entstehendem Überschussmaterial.
  • In einer kostengünstigen und robusten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Niederhalteeinheit zumindest ein zwischen der Niederhaltehülse und dem Werkzeugarm angeordnetes Federelement zum Erzeugen der Anstellkraft aufweist. In alternativen Varianten können beliebige andere Methoden angewandt werden, die geeignet sind eine Anstellkraft auf die Niederhaltehülse zu übertragen.
  • Um den Schweißvorgang besonders effizient und die Sichtflächen besonders glatt auszuführen, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Werkzeug ein an dessen Umfang anbringbares Schneidmittel zur Entfernung von Überschussmaterial aufweist. Unter Überschussmaterial wird beispielsweise ein Schweißgrat verstanden. Das Schneidmittel ist vorzugsweise lösbar an dem Werkzeug befestigbar, wodurch ein Tausch des Schneidmittels möglich ist.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gegeben, indem die Gegenhalteeinheit ortsfest mit einem Manipulator verbunden ist. Typische Manipulatoren sind aus den Bereichen der Robotik bekannt (beispielsweise SCARA-Roboteranordnungen) und können in diesem Zusammenhang verwendet werden. Durch die ortsfeste Verbindung der Gegenhalteeinheit mit einem Manipulator ist eine Relativbewegung des Werkzeuges in Bezug auf den Manipulator möglich, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad zur Positionierung des Werkzeuges gewonnen wird. Das Werkzeug kann somit besonders vielseitig eingesetzt und an das Werkstück herangeführt werden.
  • Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden anhand mehrerer beispielhaften, nicht einschränkenden Ausführungsformen näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht sind. Hierbei zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung einer Rührreib-Punktschweißzange gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
  • 3 eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform,
  • 4 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Niederhalteeinheit samt Werkzeug,
  • 5 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Niederhalteeinheit,
  • 6 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Niederhalteeinheit samt Werkzeug mit einem Schneidmittel,
  • 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rührreib-Punktscheißzange vor dem Schweißvorgang und
  • 8 eine schematische Darstellung der Rührreib-Punktschweißzange gemäß 7 während dem Schweißvorgang.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung einer Rührreib-Punktschweißzange gemäß dem Stand der Technik erkennbar. Diese verfügt über eine Schweißeinheit 1 mit einer Werkzeugspindel 9, an welcher ein Werkzeug 2 angebracht ist, wobei eine Gegenhalteeinheit 3 in Bezug auf die Schweißeinheit 1 verschiebbar ist. Die Gegenhalteeinheit 3 ist dabei ortsfest mit einem in 1 nicht dargestellten Manipulator verbunden. Um an einem Werkstück 7 (siehe 7 und 8) Schweißarbeiten durchzuführen, wird die Gegenhalteeinheit 3 um das Werkstück 7 herum und innenseitig an dieses heran geführt. Das Eindringen des Werkzeuges 2 erfolgt daher auf der gegenüberliegenden Außenseite des Werkstückes 7, wodurch Oberfläche der Außenseite im Allgemeinen nachhaltig verändert wird (es verbleibt ein sogenanntes „Pinloch”). Wie eingangs beschrieben, ist es daher häufig notwendig, die Außenseiten des Werkstückes 7 nachzubehandeln.
  • Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Darin ist eine Schweißeinheit 1 gezeigt (in weiterer Folge beziehen sich sämtliche Bezugszeichen auf 2 und, sofern nicht anders definiert, auf die danach folgenden Figuren), welche in Bezug auf eine Gegenhalteeinheit 3 verschiebbar ist. Die Gegenhalteeinheit 3 ist dabei ortsfest mit einem Manipulator 28 verbunden. Die Schweißeinheit 1 verfügt über einen Motor 6, der dazu eingerichtet ist, eine Motorspindel 12 zu drehen, deren Drehachse mit A1 bezeichnet ist. Der Motor 6 kann elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch ausgeführt sein. Die Motorspindel 12 erstreckt sich hin zu einer Getriebeverbindung 26, welche vorzugsweise als Riementrieb 10 mit einem Riemen 29 und je einer Riemenscheibe 30a und 30b auf der Motorspindel 12 und einer Werkzeugspindel 9 ausgeführt ist. Die Werkzeugspindel 9 ist in einem Werkzeugarm 25 gelagert, der sich von der Werkzeugspindel 9 seitlich weg erstreckt. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Werkzeugarm 25 normal zur Werkzeugspindel 9 orientiert. Die Drehbewegung der Motorspindel 12 wird über die Getriebeverbindung 26 auf die Werkzeugspindel 9 übertragen, wobei die Werkzeugspindel 9 mit einer Werkzeugaufnahme 8 drehfest verbunden ist. Die Werkzeugaufnahme 8 enthält ein Werkzeug 2, welches im Allgemeinen in die Werkzeugaufnahme 8 einbringbar ist, indem das Werkzeug 2 beispielsweise eingeschoben wird. Das Werkzeug 2 ist mit der Werkzeugaufnahme 8 fest verbindbar (beispielsweise durch eine Wurmschraubverbindung). Das in die Werkzeugaufnahme 8 eingesetzte Werkzeug 2 weist eine Rotationsachse A2 auf, welche in der gezeigten Ausführungsform parallel zur Drehachse A1 orientiert ist. Die beiden Achsen A1 und A2 liegen dabei in einem Abstand d voneinander. In einer alternativen Ausführungsform könnten die Achsen auch anders in Bezug aufeinander orientiert sein – wichtig ist, dass das Werkzeugs 2 weit genug von der Motorspindel 12 und dem Motor 6 in Anstand liegt, sodass das Werkzeug 2 flexibel eingesetzt werden kann.
  • An der dem Werkzeug 2 gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Gegenlager 5, welches an einem Stützarm 24 angeordnet ist und gemeinsam mit diesem Bestandteil der Gegenhalteeinheit 3 ist. Das Gegenlager 5 ist dazu eingerichtet, ein Werkstück 7 (siehe 7 und 8) zwischen dem Gegenlager 5 und dem Werkzeug 2 bzw. einer in 4 dargestellten Niederhalteeinheit 18 festzuklemmen.
  • Die Gegenhalteeinheit 3 weist einen Antrieb 17 auf, der mit einem Gehäuse 11 der Gegenhalteeinheit 3 verbunden und/oder in diesem aufgenommen ist und mit der Schweißeinheit 1 in Eingriff steht, indem der Antrieb 17 die Schweißeinheit 1 relativ zu der Gegenhalteeinheit 3 verschieben kann. Sämtliche Bestandteile der Gegenhalteeinheit 3 sind auswechselbar. Der Antrieb 17 kann elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch ausgeführt sein, ermöglicht die Axialbewegung der Schweißeinheit 1 und erzeugt so die für den Schweißprozess nötige Anpresskraft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb 17 als elektrischer Motor ausgeführt, welcher eine Antriebsspindel 31 antreibt, auf welcher eine Mutter 32 sitzt, die ortsfest mit der Schweißeinheit 1 verbunden ist (Kugelspindelantrieb). Somit kann eine Drehbewegung der Spindel in einfacher Weise in eine Vorschubbewegung der Schweißeinheit 1 umgewandelt werden.
  • Das Gehäuse 11 weist eine Montageplatte 4 auf, mittels welcher die Gegenhalteeinheit 3 mit dem Manipulator 28 verbindbar ist. Alternativ dazu kann der Manipulator 28 ebenso mit anderen Bereichen bzw. in anderer Art und Weise mit der Gegenhalteeinheit 3 verbunden sein. Der Stützarm 24 ist mit dem Gehäuse 11 fest verbunden.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform. Darin ist das Gegenlager 5 erkennbar, auf welchem ein Kraftmesssensor 14 in Form einer Kraftmessdose angebracht ist, auf welchem wiederum ein Amboss 15 befestigt ist, der dazu eingerichtet ist, das Werkstück 7 (siehe 7 und 8) zwischen dem Amboss 15 und der Schweißeinheit 1 festzuklemmen. Die Kraftübertragung auf die Gegenhalteeinheit 3 erfolgt dabei über die Kraftmessdose auf das Gegenlager 5. Der bei einem Schweißvorgang aufgewendete Pressdruck, mit welchem das Werkstück 7 beaufschlagt wird, wird daher über den Amboss 15 direkt auf die Kraftmessdose übertragen und ist somit exakt messbar, da lediglich die lageabhängige Gewichtskraft des Ambosses 15 sowie die Anstellkraft der optionalen Niederhalteeinheit 18 zusätzlichen Einfluss auf die Kraftmessung des Pressdruckes hat. Der Ambos 15 ist auswechselbar und kann somit an die verschiedenen Füge- bzw. Schweißaufgaben angepasst werden. Alternativ dazu kann der Kraftmesssensor 14 auch an beliebiger anderer zur Kraftmessung geeigneter Stelle angebracht werden.
  • In 4 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Niederhalteeinheit 18 samt Werkzeug 2 erkennbar, die in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einem Gehäuse 13 der Schweißeinheit 1 angebracht ist. Die Niederhalteeinheit 18 weist eine Niederhaltehülse 16 auf, die das Werkzeug 2 umgibt und vorzugsweise konzentrisch zu dem Werkstück 2 angeordnet ist. Die Niederhaltehülse 16 ist zwischen einem oberen und einen unteren Haltering 20 und 21 festgehalten, wobei die Niederhaltehülse 16 zur Verankerung zwischen den beiden Halteringen 20 und 21 eine flanschartige Erweiterung 32 aufweist, die in einem zwischen den Halteringen 20 und 21 gebildeten Hohlraum eingeschlossen ist. Die Niederhaltehülse 16 ist axial verschiebbar zwischen den Halteringen 20 und 21 aufgenommen und wird durch zumindest ein Federelement 19 in eine Auslenkungsposition gedrückt, in welcher die flanschartige Erweiterung gegen den oberen Haltering 20 drückt und von diesem festgehalten wird. Bei dem Federelement 19 kann es sich beispielsweise um eine Spiralfeder handeln. Die Niederhaltehülse 16 weist an dem der flanschartigen Erweiterung gegenüberliegenden Ende einzelne Segmente 27 auf (auch in 5 erkennbar), welche in Umfangsrichtung des Niederhaltehülse 16 angeordnet und zueinander beabstandet sind. Die Segmente 27 können beispielsweise durch Einschnitte in die Niederhaltehülse 16 realisiert und somit einstückig mit der Niederhaltehülse 16 ausgeführt werden. Die Niederhaltehülse 16 bzw. die Segmente 27 der Niederhaltehülse 16 überragen in der genannten Auslenkungsposition das Werkzeug 2, welches in einer Werkzeugaufnahme 8 mittels einer ersten Wurmschraubverbindung 34 festgehalten und mit der Werkzeugspindel 9 drehfest verbunden ist. Wird ein Schweißvorgang eingeleitet, so wird die Schweißeinheit an das Werkstück 7 (siehe 7 und 8) herangeführt, wobei die Niederhaltehülse 16 bzw. die Segmente 27 das Werkstück 7 zuerst kontaktieren. Das Werkstück 7 wird in Folge zwischen dem Gegenlager 5 bzw. dem Amboss 15 und der Niederhaltehülse 16 bzw. den Segmenten 27 fixiert, wobei die Federkraft des zumindest einen Federelements 19 maßgebend für die Anstellkraft ist, mit welcher das Werkstück 7 festgehalten wird. So kann ein Verrutschen vorgebeugt werden (insbesondere wenn das Werkzeug 2 in das Werkstück 7 eindringt). Die Schweißeinheit 1 wird hierfür auf das Werkstück 7 zubewegt, wodurch sich die Niederhaltehülse 16 entgegen der Federkraft des zumindest einen Federelements 19 relativ zu dem Werkzeug 2 verschiebt. Die Niederhaltehülse 16 ist dabei soweit verschiebbar, dass das Werkzeug 2 vollständig freigegeben wird und die Niederhaltehülse 16 überragt. Die Bearbeitung des Werkstückes 7 kann somit durch das Werkzeug 2 ungehindert erfolgen, das Werkstück 7 wird dabei durch die Niederhaltehülse 16 bzw. die Segmente 27 in seiner Position festgehalten. Die Beabstandung der Segmente 27 erlaubt die Abfuhr von Überschussmaterial, welches bei der Bearbeitung des Werkstücks 7 abgetragen werden kann.
  • 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Niederhaltehülse 16, in welcher drei Segmente 27 dargestellt sind, wobei diese im Winkel von 120° zueinander entlang des Umfangs der Niederhaltehülse 16 versetzt und in Abstand voneinander gelegen sind.
  • Eine Weiterentwicklung des Werkzeuges 2 ist in 6 dargestellt, in der die Niederhalteeinheit 18 mitsamt dem Werkzeug 2 dargestellt ist. Das Werkzeug 2 weist dabei in einem dem Werkstück 7 (siehe 7 und 8) bei der Bearbeitung zugewandten Endbereich ein Schneidmittel 22 auf, welches mittels einem Schneidmittelhalter 23 beispielsweise über eine zweite Wurmschraubverbindung 35 mit dem Werkzeug 2 drehfest verbunden ist. Das Schneidmittel 22 ist vorzugsweise als Klinge ausgebildet und dient der Abtragung von bei der Bearbeitung des Werkstücks 7 entstehendem Überschussmaterial. Die Klinge kann wechselbar ausgeführt sein.
  • 7 und 8 zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rührreib-Punktschweißzange (ohne Niederhalteeinheit 18) vor und während dem Schweißvorgang. Zuerst wird die Gegenhalteeinheit 3 an das Werkstück 7 herangeführt. Im Anschluss kann die Schweißeinheit 1 und somit das rotierenden Werkzeug 2 mit Hilfe des Antriebs 17 auf das Werkstück 7 zubewegt werden. 8 zeigt die Rührreib-Punktschweißzange aus 7 während der Bearbeitung des Werkstücks 7. Das Werkzeug 2 ist darin in das Werkstück 7 eingedrungen und rotiert um die Rotationsachse A2.
  • In alternativen Ausführungsformen könnte beispielsweise die Schweißeinheit 1 mit einem Manipulator 28 verbunden sein, und die Gegenhalteeinheit 3 die Relativbewegungen ausführen. Wesentlich sind die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken, welche in Anbetracht dieser Lehre durch einen Fachmann in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden können und trotzdem als solcher aufrechterhalten bleiben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1674188 B1 [0003]
    • EP 2072174 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Rührreib-Punktschweißzange mit einer Schweißeinheit (1), welche ein von einem Motor (6) angetriebenes Werkzeug (2) aufweist, sowie mit einer Gegenhalteeinheit (3), welche einen Stützarm (24) aufweist, an dessen freiem Ende ein Gegenlager (5) für das Werkzeug vorgesehen ist, wobei die Schweißeinheit (1) und die Gegenhalteeinheit (3) zum Erzeugen eines Pressdruckes auf ein zwischen dem Werkzeug (2) und dem Gegenlager (5) befindliches Werkstück (7) mittels eines Antriebes (17) relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein wirksamer Bereich der Drehachse (A1) einer Motorspindel (12) des Motors (6) und ein wirksamer Bereich der Rotationsachse (A2) des Werkzeuges (2) zumindest in einem Abstand d voneinander angeordnet sind, wobei das Werkzeug (2) an einem Werkzeugarm (25) gelagert ist, der sich von der Motorspindel (12) seitlich weg erstreckt, und der Werkzeugarm (20) eine Getriebeverbindung (26) zwischen Motorspindel (12) und einer mit dem Werkzeug (2) verbundenen Werkzeugspindel (9) aufweist.
  2. Rührreib-Punktschweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützarm (24) von der Gegenhalteeinheit (3) seitlich absteht.
  3. Rührreib-Punktschweißzange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A1) der Motorspindel (12) und die Rotationsachse (A2) des Werkzeuges (2) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
  4. Rührreib-Punktschweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverbindung (26) als Riemenantrieb (10) mit einem Riemen (29) und je einer der Motorspindel (12) und der Werkzeugspindel (9) zugeordneten Riemenscheibe (30a, 30b) ausgebildet ist.
  5. Rührreib-Punktschweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (5) einen Kraftmesssensor (14) zur Messung des Pressdruckes aufweist.
  6. Rührreib-Punktschweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugarm (25) eine Niederhalteeinheit (18) zum Anpressen des Werkstückes (7) mit einer Anstellkraft an das Gegenlager (5) aufweist.
  7. Rührreib-Punktschweißzange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalteeinheit (18) eine das Werkzeug (2) umgebende Niederhaltehülse (16) aufweist, welche in Richtung der Rotationsachse (A2) des Werkzeuges (2) verschiebbar ist und zueinander in Umfangsrichtung beabstandete Segmente (27) aufweist.
  8. Rührreib-Punktschweißzange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalteeinheit (18) zumindest ein zwischen der Niederhaltehülse (16) und dem Werkzeugarm (25) angeordnetes Federelement (19) zum Erzeugen der Anstellkraft aufweist.
  9. Rührreib-Punktschweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (2) an seinem Umfang ein Schneidmittel (22) zur Entfernung von Überschussmaterial aufweist.
  10. Rührreib-Punktschweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalteeinheit (3) ortsfest mit einem Manipulator (28) verbunden ist.
DE201420002917 2014-04-07 2014-04-07 Punktschweißzange Expired - Lifetime DE202014002917U1 (de)

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DE201420002917 DE202014002917U1 (de) 2014-04-07 2014-04-07 Punktschweißzange

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DE202014002917U1 true DE202014002917U1 (de) 2014-05-26

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