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Die Erfindung betrifft eine Laser-Schweißvorrichtung für ein Werkzeug einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Stanzpresse.
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Die
EP 0 593 894 B1 beschreibt ein Werkzeug für eine Stanzpresse mit einer Laser-Schweißanlage. Die Stanzpresse weist einen Rahmen auf, in welchem eine Exzenterwelle in Lagern drehbar gelagert ist. Auf dieser angetriebenen Exzenterwelle sind zwei Pleuelstangen gelagert, die mit ihrem unteren Ende mit einem Stößel, der ein Oberwerkzeug trägt, gelenkig verbunden sind. Der Rahmen der Stanzpresse trägt ein Unterwerkzeug. Bei der bekannten Stanzpresse ist im Oberwerkzeug ein Stempel eingesetzt, der mit einer im Unterwerkzeug vorhandenen Matrize zusammenwirkt, um aus einem Blechband Blechteile auszustanzen, welche im Unterwerkzeug zu jeweiligen Blechpaketen vereinigt werden. Mit dem Rahmen ist eine Laserstrahlquelle verbunden, die über optische Leiter mit einer Fokussiereinrichtung in Verbindung steht, die auf dem Unterwerkzeug angeordnet ist. Im Betrieb rotiert die Exzenterwelle und bewirkt über die Pleuelstangen eine Stanzbewegung des Stößels mit dem Oberwerkzeug zur Herstellung der einzelnen Blechteile. Mit der Matrize wird bei jedem Arbeitshub des Stößels ein weiteres Blechteil auf ein sich dort befindliches Blechteil abgelegt. Sobald sich der Stempel beim Aufwärtshub eine kleine Strecke von der Matrize entfernt hat, wird durch die Laser-Schweißanlage ein Laserstrahl von äußerst kurzer Dauer gegen eine Berührungsstelle zwischen dem abgelegten Blech und dem sich darüber befindlichen Blechteil abgegeben, um die beiden Blechteile miteinander zu verschweißen. Da sich eine Schnittkante der Matrize und/oder des Stempels im Betrieb abnützt, muss die entsprechende Arbeitsfläche periodisch abgeschliffen werden, um die Schnittkante der Matrize nachzuschärfen. Daraus ergibt sich, dass die jeweilige Schweißstelle in der Matrize einer relativen Ortsveränderung unterworfen wird, so dass grundsätzlich eine neue Einstellung mindestens der Fokussiereinrichtung der Laser-Schweißanlage notwendig wird. Die Fokussiereinrichtung weist eine vorgegebene Brennweite und einen vorgegebenen Fokussierpunkt auf, der die Schweißstelle zweier Blechteile bestimmt. Sie ist dazu auf einem Tragblock eingesetzt und weist einen Punkt auf, über welchen sie an einer Seite des Tragblocks anliegt. Diese als Führungsfläche für die Fokussiereinrichtung wirkende Seite des Tragblocks verläuft genau senkrecht zur optischen Achse der Fokussiereinrichtung und der Tragblock ist derart genau bearbeitet und an einer Stelle angeordnet, die einen derart genauen Abstand von der Schweißstelle hat und mit derart genauen Verbindungsmitteln mit dem Körper des Unterwerkzeugs verbunden ist, dass durch die Optik der Fokussiereinrichtung eine bestimmte Schweißstelle genau eingehalten ist. Der Tragblock ist ein klammerförmiges Bauteil, welches zwei Wangen aufweist, welche ein Durchgangsloch zur tragenden Aufnahme der Fokussiereinrichtung umgeben. Oben sind die beiden Wangen durch einen Schlitz voneinander getrennt und durch einen Schraubbolzen miteinander verbunden. Durch das Anziehen des Schraubbolzens wird die Fokussiereinrichtung im Tragblock festgeklemmt. Die Arbeitsfläche des Körpers des Unterwerkzeugs wirkt als Positionierfläche für den Tragblock, und diese Positionierfläche fluchtet mit der Schnittkante der Matrize, die im Körper des Unterwerkzeugs eingesetzt ist. Die untere Seite des Tragblocks, über welche dieser auf der Arbeitsfläche des Körpers des Unterwerkzeugs ruht, wirkt als Führungsfläche, welche mindestens eine Höhenstellung der im Tragblock eingesetzten Fokussiereinrichtung festlegt. Der Ort und die Stellung der Fokussiereinrichtung im Tragblock bestimmt unter anderem die Schweißstelle bei der Matrize. Der horizontale Abstand des Tragblocks von der Schweißstelle und somit insbesondere der Seite des Tragblocks ist durch zwei Positionierstifte festgelegt, die in Bohrungen im Tragblock und im Körper des Unterwerkzeugs eingesetzt sind. Der Tragblock selbst ist mittels einem Schraubbolzen mit dem Körper des Unterwerkzeugs verbunden. Die Positionierstifte sind mit ihren Längsmittelachsen und der Schraubbolzen mit seiner Längsmittelachse miteinander in Linie ausgerichtet, d. h. sie bestimmen eine Ebene, in welcher die optische Achse der Fokussiereinrichtung enthalten ist. Nach den Angaben der vorgenannten Druckschrift kann dadurch der Tragblock äußerst schmal gebaut werden, so dass es möglich ist, auf einem eng begrenzten Raum mehrere, auf dieselbe Matrize wirkende Fokussiereinrichtungen der Laser-Schweißanlage zu montieren, so dass jeweils zwei Blechteile im Blechpaket an mehreren Stellen gleichzeitig miteinander verschweißt werden können. Wenn das Nachschärfen der Schnittkante der Matrize durchgeführt werden muss, wird das Unterwerkzeug ausgebaut und, bei schon entfernter Fokussiereinrichtung, der Tragblock durch Lösen des Schraubbolzens vom Körper des Unterwerkzeugs entfernt. Danach kann nun die Arbeitsfläche in bekannter Art und Weise abgeschliffen werden, um die verschiedenen Schnittkanten nachzuschärfen. Entscheidend dabei ist, dass beim Abschleifen nicht nur der Bereich des Körpers des Unterwerkzeugs, sondern gleichzeitig und in demselben Maß auch der Bereich der Positionierfläche des Körpers des Unterwerkzeugs, die die Höhenstellung des Tragblocks und folglich der Fokussiereinrichtung bestimmt, abgeschliffen wird. Damit kann nach der genannten Bearbeitung der Tragblock ohne Weiteres wieder mit dem Körper des Unterwerkzeugs verbunden werden und die Fokussiereinrichtung kann wieder montiert werden. Eine zeitraubende und aufwendige Neuausrichtung insbesondere des Tragblocks auf die Schweißstelle, die sich relativ nicht zur Positionierfläche verschoben hat, soll somit wegfallen.
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Die aus der vorgenannten Druckschrift bekannte Stanzpresse mit einer Laser-Schweißanlage erlaubt es zwar, innerhalb einer einzigen Vorrichtung ein Blechteil zu stanzen und mit einem weiteren Blechteil zu verschweißen. Nachteilig ist aber, dass eine Anpassung der Laser-Schweißanlage auf geänderte Einsatzbedingungen, die eine Neuausrichtung des Laserstrahls erforderlich machen, äußerst schwierig ist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Laser-Schweißvorrichtung für ein Werkzeug einer Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der eine einfache Ausrichtung mindestens eines Laserstrahls auf mindestens eine bestimmte Position, insbesondere eine Schweißstelle, möglich ist. Außerdem soll ein für die erfindungsgemäße Laser-Schweißvorrichtung besonders geeignetes Werkzeug sowie eine für das erfindungsgemäße Werkzeug besonders geeignete Werkzeugmaschine, insbesondere eine Bearbeitungsmaschine wie eine Stanzmaschine, geschaffen werden.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Laser-Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch das erfindungsgemäße Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Laser-Schweißkopfs,
- 2 eine Draufsicht auf den Laser-Schweißkopf der 1,
- 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 2,
- 4 eine Ausführungsform einer Voreinstell-Vorrichtung zusammen mit dem Laser-Schweißkopf der 1 bis 3,
- 5 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Voreinstell-Vorrichtung,
- 6 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 5,
- 7a und 7b eine vergrößerte Darstellung des Details I und des Details II der 6,
- 8 eine Draufsicht auf eine Adapterplatte,
- 9a und 9b eine schematische Darstellung des Montagevorgangs des Laserkopfes der 1 bis 3 auf der Adapterplatte der 8,
- 10 eine schematische Darstellung eines Werkzeugs für eine Werkzeugmaschine zusammen mit dem Laser-Schweißkopf der 1 bis 3,
- 11 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der 10,
- 12 einen Schnitt entlang der Linie C-C der 11,
- 13 eine perspektivische Darstellung des Laser-Schweißkopfs zusammen mit einer Ausführungsform einer Schweißkopf-Halterung,
- 14a und 14b die Schweißkopf-Halterung der 13 ohne Laser-Schweißkopf und ohne Zentrierplatte, und
- 15a und 15b eine Ausführungsform der Zentrierplatte in perspektivischer Ansicht und in Draufsicht.
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In den 1 bis 3 ist nun ein allgemein mit 1 bezeichneter Laser-Schweißkopf, also eine Laser-Schweißvorrichtung, dargestellt, welcher für ein in den 9 bis 13 gezeigtes Werkzeug 100 einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Stanzmaschine, bestimmt ist. Zur Einstellung der Fokuslage und der Fokusgröße eines oder mehrerer von dem Laser-Schweißkopf 1 emittierten Laserstrahlen dient eine in den 4 bis 9 dargestellte Voreinstell-Vorrichtung 20.
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Der in den 1 bis 3 dargestellte Laser-Schweißkopf 1 ist grundsätzlich bekannt und wird daher nachfolgend nur soweit beschrieben, als dies für das Verständnis der Funktionsweise des Werkzeugs 100 sowie einer dieses Werkzeug 100 verwendenden Bearbeitungsmaschine erforderlich ist. Der Laser-Schweißkopf 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welches eine Lichtleitfaser 3 mündet, über die dem Laser-Schweißkopf 1 ein von einer nicht-gezeigten Strahlungsquelle erzeugter Laserstrahl zuführbar ist. Die Lichtleitfaser 3 ist in einer Spannhülse 4 gehalten. Der aus ihr austretende Laserstrahl gelangt zu einer Strahlaufbereitungseinheit 5 und dann zu einem Umlenkspiegel 6. In einer Öffnung 7 des Gehäuses 2 ist ein Schutzglas 8 vorgesehen, durch welches der vom Umlenkspiegel 6 umgelenkte Laserstrahl aus dem Gehäuse 2 austritt. Ein derartiger Laser-Schweißkopf 1 ist insoweit bekannt und muss daher nicht mehr näher beschrieben werden.
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Wesentlich ist nun, dass der in den 1 bis 3 dargestellte Laser-Schweißkopf 1 eine oder mehrere mechanische Zentrierelemente, im hier gezeigten Fall zwei mechanische Zentrierelemente 9a und 9b, aufweist, über welche er - wie nachstehend beschrieben - in entsprechend ausgebildete mechanische Zentrieraufnahmen eingesetzt werden kann.
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Um nun den oder die aus dem Laser-Schweißkopf 1 austretenden Laserstrahlen L1, L2 (siehe dazu 5) bereits vor der Montage des Laser-Schweißkopfs 1 auf dem Werkzeug 100 auf die beim Verschweißen im Werkzeug 100 benötigten Anforderungen hinsichtlich Fokuslage und Fokusdurchmesser abstimmen zu können, ist die in den 4 bis 9 dargestellte Voreinstell-Vorrichtung 20 vorgesehen, deren Aufbau und Funktionsweise nachstehend erläutert wird. Dem Fachmann ist aber aus dieser Beschreibung ersichtlich, dass die Verwendung einer derartigen Voreinstell-Vorrichtung 20 zwar bevorzugt, aber nicht zwingend erforderlich ist. Vielmehr ist es auch möglich, die Justage der Laserstrahlen L1, L2 auch im Werkzeug 100 durchzuführen.
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Die Voreinstell-Vorrichtung 20 weist einen an und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Höhenmessturm 21 auf, welcher einen höhenverstellbaren Ausleger 22 (siehe dazu auch 4) besitzt. Des Weiteren ist eine Brücke 23 vorgesehen, auf welcher - wie nachstehend beschrieben - der Laser-Schweißkopf 1 bei der Voreinstellung des oder der Laserstrahlen L1, L2 montiert ist. Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich taucht der Ausleger 22 in einen durch die Wangen 23a und 23b sowie ein diese verbindendes Trägerteil 23c aufweisende Brücke 23 festgelegten Freiraum 24 ein. Das Trägerteil 23c weist eine Durchtrittsöffnung 26 für den mindestens einen Laserstrahl L1, L2 auf, so dass ein vom Ausleger 22 gehaltenes Probeteil 25 durch den oder die aus dem Laser-Schweißkopf 1 austretenden Laserstrahlen L1, L2 beaufschlagbar ist.
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Die Brücke 23 trägt eine in einer definierten Stellung auf ihr befestigte Adapterplatte 30, in welche der Laser-Schweißkopf 1 mittels seiner Zentrierelemente 9a, 9b einsetzbar ist. Die Adapterplatte 30 ist nun in 8 dargestellt. Sie weist einen Grundkörper 31 auf, in dem eine Anzahl von Öffnungen 32 vorgesehen ist, in welche Verbindungselemente (nicht gezeigt) einsetzbar sind, mittels derer die Adapterplatte 30 auf der Brücke 23 in einer definierten Position festlegbar ist. Die Adapterplatte 30 besitzt des Weiteren eine den Grundkörper 31 durchsetzende Durchtrittsöffnung 33 für den oder die aus dem Laser-Schweißkopf 1 austretenden Laserstrahlen L1, L2, welche im montierten Zustand der Adapterplatte 30 mit einer Durchtrittsöffnung (nicht gezeigt) des Trägerteils 23c der Brücke 23 fluchtet, so dass der mindestens eine vom Laser-Schweißkopf 1 emittierte Laserstrahl L1, L2 durch die beiden Durchtrittsöffnungen hindurch in den unter dem Trägerteil 23c liegenden Freiraum 24 eintreten kann. Es sind Zentrieraufnahmen 35a und 35b vorgesehen, welche - wie nachstehend beschrieben - mit den Zentrierelementen 9a, 9b des Laser-Schweißkopfs 1 zusammenwirken.
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Bevor nun der detaillierte Aufbau der Adapterplatte 30 beschrieben wird, soll zuerst anhand der 9a und 9b der Montagevorgang des Laser-Schweißkopfs 1 auf der Adapterplatte 30 beschrieben werden: In einem ersten Montageschritt werden die Zentrierelemente 9a, 9b in die Zentrieraufnahmen 35a, 35b eingesetzt und anschließend in einem zweiten Montageschritt in einer Einsatzrichtung A nach vorne geschoben, bis ein Zentrieranschlag 10a, 10b der Zentrierelemente 9a, 9b des Laser-Schweißkopfs 1 an einem entsprechenden Anschlag 37a bzw. 37b der Zentrieraufnahmen 35a, 35b anschlägt. In einem dritten Montageschritt erfolgt dann eine Lagefixierung der Zentrierelemente 9a, 9b und somit des Laser-Schweißkopfs 1 in den Zentrieraufnahmen 35a, 35b der Adapterplatte 30, indem in ein entsprechendes Spannelement 38, z. B. eine Spannschraube, betätigt wird.
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Die Ausbildung der Zentrieraufnahmen 35a und 35b der Adapterplatte 30 ist insbesondere den Detaildarstellungen der 7a und 7b zu entnehmen. Es wird bevorzugt, dass die Zentrieraufnahmen 35a und 35b als in den Grundkörper 31 der Adapterplatte 30 einbringbare Einsätze 36a, 36b ausgebildet sind. Es wäre grundsätzlich natürlich auch möglich, die Zentrieraufnahmen 35a und 35b unmittelbar im Grundkörper 31 der Adapterplatte 30 auszubilden. Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung als Einsätze 36a, 36b besitzt den Vorteil einer einfacheren Herstellbarkeit. Vorzugsweise sind diese Einsätze 36a, 36b auswechselbar ausgebildet. Dies besitzt den Vorteil, dass durch einen einfachen Austausch der die Zentrieraufnahmen 35a und 35b ausbildenden Einsätze 36a, 36b die Adapterplatte 30 an unterschiedliche Laser-Schweißköpfe 1, die abweichende Zentrierelemente 9a, 9b besitzen, angepasst werden kann.
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Die Kontur der Zentrieraufnahmen 35a und 35b ist auf die Außenkontur der Zentrierelemente 9a, 9b abgestimmt, und zwar vorzugsweise derart, dass nicht nur ein axialer Anschlag für jedes der beiden Zentrierelemente 9a, 9b ausgebildet ist, sondern dass auch eine Ausrichtung der Zentrierelemente 9a, 9b und somit des Laser-Schweißkopfs 1 erreicht wird.
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Wie am besten wiederum aus den 7a und 7b zu entnehmen ist, wird des Weiteren bevorzugt, dass die Einsätze 36a, 36b zweiteilig ausgeführt sind. Jeder der beiden Einsätze 36a, 36b besteht vorzugsweise aus einem ersten Teil 36a' bzw. 36b' und einem zweiten Teil 36a'', 36b''. Die jeweils ersten Teile 36a', 36b' weisen jeweils den Zentrieranschlag 37a, 37b auf, in welchen beim vorstehend beschriebenen Einsetzvorgang des Laser-Schweißkopfs 1 in die Adapterplatte 30 der keilförmige vordere Teil 9a', 9b' der Zentrierelemente 9a, 9b eintaucht, so dass ein definierter Anschlag in der axialen Einsetzrichtung A ausgebildet ist. Die zweiten Teile 36a'', 36b'' der Einsätze 36a, 36b weisen - wie am besten aus der Draufsicht der 8 ersichtlich ist - eine halbschalenartige Form auf, auf deren Oberfläche im montierten Zustand der zweite Teil 9a'', 9b'' der Zentrierelemente 9a, 9b, welche halbkreisförmig ausgebildet sind, aufsetzt. Durch die vorstehend beschriebene komplementäre Ausgestaltung der Zentrierelemente 9a bzw. 9b und der Zentrieraufnahmen 35a bzw. 35b wird in einfacher Art und Weise eine Ausrichtung des Laser-Schweißkopfs 1 auf der Adapterplatte 30 ermöglicht, welche eine exakte Positionierung des Laser-Schweißkopfs 1 auf der Adapterplatte 30 und somit auf der die Adapterplatte 30 tragenden Brücke 23 ermöglicht.
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Durch ein Feststellen des Spannelements 38 beaufschlagt dessen vorderes Ende 38' eine hintere Fläche 9b''' (siehe 3) des in axialer Einsetzrichtung A hinteren zweiten Zentrierelements 9b, wodurch dieses und folglich auch das erste Zentrierelement 9a mit seinem vorderen Teil 9b', 9a' gegen die Zentrieranschläge 37b, 37a des Einsatzes 36b bzw. 36a gepresst wird.
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Um nun die Fokuslage und/oder den Fokusdurchmesser des mindestens einen von dem Laser-Schweißkopf 1 emittierten Laserstrahls L1, L2 auf die beim nachfolgenden Bearbeitungsvorgang auftretenden Anforderungen einstellen zu können, wird - wie in 4 schematisch dargestellt - der Ausleger 22 samt dem in ihm aufgenommenen Probeteils 25 mittels des Höhenmessturms 21 in eine Position relativ zur Brücke 23 und somit zum Laser-Schweißkopf 1 gebracht, welche später dem Relativabstand zwischen dem im Werkzeug 100 eingesetzten Laser-Schweißkopf 1 und dem zu bearbeitenden Werkstück W entspricht. Die Laserstrahlen L1 und L2 werden dann solange justiert, bis die gewünschte Fokuslage und der Fokusdurchmesser erreicht ist.
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Nach Abschluss dieses Justiervorgangs wird der Laser-Schweißkopf 1 von der Adapterplatte 30 abgenommen, indem die Klemmung zwischen den Zentrierelementen 9a, 9b und den Zentrieraufnahmen 35a, 35b durch ein Lösen des Spannelements 38 aufgehoben und der Laser-Schweißkopf 1 - entsprechend dem vorstehend beschriebenen Einsetzvorgang - von der Adapterplatte 30 gelöst wird.
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Die 10 bis 13 zeigen nun schematisch den im Werkzeug 100 montierten Laser-Schweißkopf 1. Das Werkzeug 100 weist in bekannter Art und Weise ein Oberwerkzeug 100a und ein Unterwerkzeug 100b auf, welche von einer nicht gezeigten Bearbeitungsmaschine periodisch relativ zueinander bewegt werden und derart eine Abfolge von Arbeitshüben ausführen. Der Laser-Schweißkopf 1 dient dazu, im Werkzeug 100 für mindestens ein Werkstück W, W1, W2 einen Schweißvorgang durchzuführen. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem ein bifokaler Laser-Schweißkopf 1, welcher zwei Laserstrahlen L1 und L2 emittiert, verwendet wird, werden - wie aus 10 ersichtlich - gleichzeitig zwei Werkstücke W1, W2 laserbeaufschlagt. Dem Fachmann ist aber auf nachfolgender Beschreibung ersichtlich, dass diese Ausgestaltung - bifokaler Laser-Schweißkopf 1 und gleichzeitige Einwirkung auf zwei Werkstücke W1, W2 - nur exemplarischen Charakter besitzt. Vielmehr ist es auch möglich, einen nur einen einzigen Laserstrahl L1 emittierenden, also monofokalen Laser zu verwenden. Bei entsprechender Ausgestaltung des Laser-Schweißkopfs 1 ist es auch möglich, mehr als zwei Laserstrahlen L1, L2 einzusetzen. Ebenso ist es nicht zwingend, dass - bei einem bifokalen Laser - gleichzeitig zwei Werkstücke W1, W2 zur Herstellung jeweils eines Schweißpunkts laserbeaufschlagt werden. Nachstehend wird aber davon ausgegangen, dass ein bifokaler Laser-Schweißkopf 1 verwendet wird, der jeweils einen Schweißpunkt an einem jeden der beiden Werkstücke W1, W2 herstellt, da dies die Allgemeinheit der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkt.
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Die zu schweißenden Werkstücke W, W1, W2 werden - wie ebenfalls aus 10 ersichtlich ist - dem Werkzeug 100 sukzessive von einer in den Figuren nicht gezeigten Zuführvorrichtung zugeführt. Während eines Arbeitshubs des Werkzeugs 100 werden - wie vorstehend beschrieben - zwei Werkstücke W1, W2 laserbeaufschlagt. Nach dem diese Schweißpunkte auf den Werkstücken W1 und W2 angebracht wurden, wird das Werkzeug 100 geöffnet und derart vorgeschoben, dass im nächsten Arbeitstakt wiederum zwei Werkstücke W durch den Laser-Schweißkopf 1 beaufschlagbar sind.
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Der Laser-Schweißkopf 1 ist auf einer Schweißkopf-Halterung 110 angeordnet, welche in den 13 bis 15b dargestellt ist. Sie weist einen Grundkörper 111 auf, der eine Durchtrittsöffnung 112 für den mindestens einen Laserstrahl L1, L2 besitzt. Es sind Verbindungselemente 113a, 113b vorgesehen, welche zur Befestigung der Schweißkopf-Halterung 110 auf dem Oberwerkzeug 100a dienen. Bevorzugt wird, dass die Verbindungselemente 113a, 113b dämpfende Eigenschaften haben, so dass beim Bearbeitungsvorgang auftretende Schwingungen und/oder Vibrationen des Oberwerkzeugs 100a nicht oder nur gedämpft zur Schweißkopf-Halterung 110 und somit zum Laser-Schweißkopf 1 übertragen werden.
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Wie am besten aus der 13 ersichtlich, wird bevorzugt, dass der Laser-Schweißkopf 1 nicht direkt auf der Schweißkopf-Halterung 110 montiert ist, sondern dass eine Zentrierplatte 120 vorgesehen ist, welche zwischen einer obere Fläche der Schweißkopf-Halterung 110 und einer unteren Fläche des Laser-Schweißkopfs 1 angeordnet ist. Diese Zentrierplatte 120 dient zur Ausrichtung des Laser-Schweißkopfs 1 im Werkzeug 100, wie nachstehend beschrieben. Die Schweißkopf-Halterung 110 weist zwei Positioniereinheiten 130a und 130b auf, welche jeweils von einem Einstellorgan 131 a, 131b betätigbar sind. Jede der beiden Positioniereinheiten 130a, 130b weist ein über die Oberfläche 110' der Schweißkopf-Halterung 110 hervorstehendes Positionierelement 132a, 132b auf. Die Zentrierplatte 120 besitzt jeweils eine Aussparung 123a, 123b für jeweils eines der vorgenannten Positionierelemente 132a, 132b, wie dies am besten aus den 14a und 14b ersichtlich ist. Im montierten Zustand der Zentrierplatte 120 sind die Positionierelemente 132a, 132b in den Aussparungen 123a, 123b aufgenommen, so dass eine Bewegung eines oder beider Positionierelemente 132a, 132b - wie nachstehend beschrieben - in einer entsprechenden Bewegung der Zentrierplatte 120 resultiert.
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Die erste Positioniereinheit 130a weist eine Anzahl von in einem Kanal 136a geführten Kraftübertragungselementen 137, z. B. Rollen, auf. Wird nun das Einstellorgan 131 a betätigt, so bewirkt eine Vorwärtsbewegung desselben, dass das vordere Ende dieses Einstellorgans 131a das zu diesem benachbart liegende Kraftübertragungselement 137 beaufschlagt und ebenfalls nach vorne bewegt. Diese Vorwärtsbewegung wird über die weiteren Kraftübertragungselemente 137 auf das erste Positionierelement 132a übertragen, so dass sich dieses in der Darstellung der 13 und 14b nach rechts bewegt. Die Zentrierplatte 120 folgt dann dieser Bewegung. Eine Betätigung des Einstellorgans 131 a in der entgegengesetzten Richtung bewirkt, dass die hierdurch hervorgerufene Kraftbeaufschlagung des verschiebbar im Kanal 136a eingesetzten Positionierelements 132a aufgehoben wird, so dass dieses Positionierelement 132a durch die Wirkung einer Rückstellfeder 138a zurückbewegt wird, wobei die Zentrierplatte 120 dieser Bewegung folgt.
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Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das zweite Positionierelement 132b der zweiten Positioniereinheit 130b in einem zweiten Kanal 136b verschiebbar gelagert und vom Einstellorgan 131b beaufschlagbar ist. Eine Verschiebung des Einstellorgans 131b in der Darstellung der 13 und 14b nach vorne bewirkt eine korrespondierende Auslenkung des zweiten Positionierelements 132b und somit der Zentrierplatte 120. Wird das Einstellorgan 131b in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so wird die Kraftbeaufschlagung des Positionierelements 132b aufgehoben, so dass dieses durch die Wirkung einer Rückstellfeder 138b zurückbewegt werden kann.
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Die Zentrierplatte 120 weist - wie aus den 15a und 15b ersichtlich - eine Zentrieraufnahme 141, hier in der Form einer Zentriernut, auf, in welche die Zentrierelemente 9a, 9b des Laser-Schweißkopfs 1 einsetzbar sind. Es sind Zentrieranschläge 142a, 142b vorgesehen, welche - wie bei der Adapterplatte 30 - Anschläge für die Zentrierelemente 9a, 9b ausbilden. Die Kontur der Zentrieraufnahme 141 ist wiederum auf die Kontur der Zentrierelemente 9a, 9b abgestimmt. Sind - wie beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel - die Zentrierelemente 9a, 9b in ihrem unteren Bereich halbkreisförmig, wird bevorzugt, dass die Zentrieraufnahme 141 halbschalenförmig ausgebildet ist.
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Es ist eine Verriegelungseinrichtung 143 vorgesehen, welche dazu dient, den Laser-Schweißkopf 1 in der Zentrierplatte 120 lagezufixieren. Im hier beschriebenen Fall weist die Verriegelungseinrichtung 143 einen beweglich in der Zentrierplatte 120 angeordneten Hebel 144 auf, der von einem Betätigungsorgan 145, z. B. einem Gewindestift, beaufschlagt ist. Durch ein Betätigen des Betätigungsorgans 145 beaufschlagt der Hebel 144 die hintere Fläche des zweiten Zentrierelements 9b. Hierdurch entsteht ein Kraftschluss zwischen den Zentrierelementen 9a, 9b und den Zentrieranschlägen 142a, 142b, wodurch der Laser-Schweißkopf 1 in einer definierten Position in der Zentrierplatte 120 lagefixiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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