DE2105736A1 - :Stiftschweisswerkzeug. AnnvWarren Fastener Corp , Mount Clemens, Mich (V.St.A.); VtnBardehle, H., Dipl. Ing., Pat.-Anw, 8000 München - Google Patents

Description

TUpI.-Ing. Heinz ^ardehle

Patentanwalt

8 München 26

*ein Zeichen;
Anmelder:

arren Fastener Korporation 8a North nose Street fount Clemens, Fichigan

V.St.A.

Stiftsahwelaewerkaeug

Sie Erfindung besieht slob auf ein Stlfteehweiaawerkseug alt eine« federnde Finger aufweisenden Spannwerkaeug, deaeen federnde Finger einen Stift au ergreifen 1« Stande sind, der an eine« Werkatttok anauaohwelaeen 1st» ferner elnd Zuftlbrelnrlohtuagen Yorgeeehen, die nacheinander die Stifte bew. Sehweiae-Stifte de« Spannfutter «umführen geetatten.

Ee let bereite ein Stiftechweieewerkeeug beeenrieben worden (OB-PS 1 118 708) de« alt eine« Spannfutter yerflehen let, welohea flexible linger au« feethaiten eines Sohwelletlftee eowle einen In RttokwKrterlehtung de· Werkeeug« eloh er·treckenden Durohgang enthalt· Hinter de« finger let ein quer Terlaufender Einlae» Torgeeehent der au de« Durohgmng hinführt» wobei die Anordnung dabei eo getroffen let» daaa die In den Xlnlaee

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eingeführten Schweißetifte durch dtn betreffenden Einlass quer au ihren Achsen su de« Durchgang hingeleitet werden können. Ein auf diese Weise in den Durchgang eingeführter Schweißatift wird dann durch einen pneumatisch betätigten StSsael su einer Arbeitsstellung hin in Vorwärterichtung geschoben, in der der betreffende Schweißstift τοη den ungern des Spannfutters ergriffen wird.

Obwohl Werkzeuge der gerade beschriebenen Art alt in eines grossen Bereich τοη Poraen und Grossen liegenden Sohweißstiften zuTerlässig arbeiten, kann bei derartigen Werkseugen die Neigung auftreten, und «war insbesondere dann, wenn ein missgebildeter SohweiSstift durch den Trennungseeohanisaus hinduroh und su des Spannfutter hingelangt ist, dass lie Susannen klemen. Es kann aber auch sein, dass der su sohweisvende Stift in einer unerwünschten lage angesohweisst wird, und zwar zufolge des Verlustes der Xontrolle der Ausrichtung des betreffenden Schweifistiftes bei seinen Yorwärtsdurohgang durch das Spannfutter.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Stiftschweißwerkzeug »it einer Sohweitstift-Zuführamordnung su schaffen, die eine bessere Steuerung bsw. Xontrolle über die lage eines SohwelBstiftes ermöglicht, währenddessen der betreffende Schweißstift in die Arbeitelage des Spannfutters geführt wird. Das neu zu schaffende Sohweißwerkseug soll 1« übrigen auch eine bessere Zuverlässigkeit besitzen als bisher bekannte Schweißwerkzeuge.

Gelüst wird dl· vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch ein Stiftβohweifwerkzeug erflndungsgeaäss daduxoh, dass die linger des Spannfutters eine Tasche bilden, la die ein Sohweiistlft quer su seiner Aohse durch die Zuführeinrichtung eingeführt wird, und dass der betreffende Sohvel8»tift

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ergriffen wird, währenddessen er an «1» Verkettlok angeschweißt wird. Da· betreffeaie Werkseug enthält Asner richtungen, die die finger dee Spannfutter· βατ Seite au drüoken erlauben und dealt die Einführung dee Sehweifstiftes in die Taeohe ernögliahen.

Anhand ron Zeichnungen wird die Srfindung nachstehend en eines Ausführungsbeiepiel näher erläutert·

Fig. 1 eeigt in eiser Seitenansicht aua fell i« Schnitt ein Stlfteehweiewerkseug geaäee der Erfindung.

Hg. 2 seigt eine perspektirieohe felleniloht eiaee Spannfuttere dee in Jig· 1 dargeetellten Werkzeuge·

Des in den Seiohnungen dergeetellte Werkaeug enthalt ein Gehttuee 10 (fig· 1)» dee ron Hand nach Art einer Pietele festgehalten werden kann. De.· Gehäuse 10 enthält einen Aneohlag 12, der in Anlage alt eine« Werkstück V bringbar iet, an dae ein einen kureen Kopf aufweisender f-Stift S ansuschweissen ist» Bee Werkstück V besitst dabei die for· einer Hetallbleohtafel. ferner let eine Elektrodenanordnung U Torgesehen, die τοπ einer Attseenrerklelduag dee Oehäuees isoliert let und die iur Ausführung einer Torwarte· «ad Rtteksiehbewegung entsprechend angeordnet let· Die KLektrodenanordnung U enthält einen lylinier H, der gleitbar la einer Bttohse 16 axial rereehiebbar let» Diese Hülse 16 bildet ein Innenteil dee Gehäuses, welohes tob der Ameeen· uaaantelung isoliert let· Auf die Ilektrodenanordmtng 14 wird alttele einer feder 18 eine in Yorwärterlohtuag wirkende federkraft ausgeübt. Sie feder 18 wird dabei ewleehen der Bttohee 18 und eine« Ring 20» der en einer angeflansohten führung 22 befestigt ist. Diese führung 22 let ihrerseits

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an eisen vorderen Ende de« Zylindere 15 angeschraubt; eie erstreckt sich innerhalb des Zylinder« über eine geeignete Strecke, und «war sur Bildung einer Anaohlagfläche 24 für einen Kolben 26· Per Kolben 26, der in de« Zylinder 15 hin«· und herbewegbar 1st, weist eine nach vorne eich erstreckende Kolbenstange 27 auf, die duroh die Führung 22 hindurchragt sowie duroh eine darin befindliche Ringdichtung 28. Ferner erstreckt sieh die Kolbenstange 27 duroh den Ring 20· Vor des betreffenden Ring 20 weist die Kolbenstange 27 einen Endteil Bit vemlnderte« Durchmesser auf« An diesen Bndteil ist ein Ring 30 befestigt. Der Zylinder 15 weist ror und hinter des Kolben (nicht dargestellte) Durchgänge auf, duroh die Druokluft während des Betriebs des Workseugs abweohselnd eingeführt bsw· abgeführt wird, wie dies nachstehend nooh näher beschrieben werden wird. Auf diese Weise wird der erwähnte Kolben hin- und herbewegt·

An einer Torderseite des Ringes 30 dee dargestellten Werkseugs ist ein Stift-Festhaltespannfutter 32 angeschraubt, und «war Bit einer sylindrieohen Aueβenfläche (siehe auch Fig. 2)· Bas Spannfutter 32 ist rohrförmig ausgebildet; es weist Tier Itmgssohlltse auf, duroh die Tier federnde Finger 34 gebildet sind, welche ua eine axiale Bohrung herum verteilt vorgesehen sind· Airner weist das Spannfutter 32 an seine« hinteren Ende einen Flansch 36 auf, «it dessen Hilfe das Spannfutter 32 an de« Ring 30 angeschraubt wird·

Die durch das Spannfutter 32 sich hinduroherstreckende Bohrung verjüngt sieh an ihre« vorderen Ende. Jeder Finger weist dabei eine vordere und nach innen geneigte kegelfuraige Innennookenfläohe 38 auf, so dass die Finger nahesu »it der Achse des Spannfuttere susaeeentreffen. Tor den Nookenfläohen 38 der einseinen Finger ist eine flaohe Anlagefläche

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40 vorgesehen, die senkrecht but Achse des Spannfutters verläuft. Die vier flächen 40 liegen dabei in einer genelnsanen Ebene· Die flächen 40 sind dabei an Utefang des Spannfutters durch Bwei obere Quadranten-w_andberelohe 42 bcgrenst (die Wände 42 befinden sich oberhalb der Aohse des Spannfutters bei Zugrundelegung der Ansioht genäse fig· 1* Eine Innenteil-Ringfläche jeder Wand 42 weist dabei einen sylindrisohen Seil 44 neben der Seite 40 auf, sowie eine Höhe, die weitgehend der Dicke des Kopfes des Schweiftetlftes S entspricht, mit dem ausannen das Spannfutter verwendet werden soll· Bezüglloh der erwähnten Höhe sei noch benerkt, dass diese nicht grosser ist als die erwähnte Dicke· Tor den sylindrischen d Teil 44 verjüngt sich jede Wand 42 nach vorne eur Aohse des Spannfutters su. Auf diese Weise sind sun fell kegelföraige Nocken- bsw· Spannflachen 45 gebildet»

Die beiden unteren finger 34 (unter Zugrundelegung der Ansioht genäss fig« 1) sehliessen an ihren vorderen Enden nit Wänden 46 (Pig. 2) ab, wobei neben den Seiten 40 Parallelflachen 48 vorgesehen sind, die un den Durchmesser der Wände 44 voneinander beabstandet sind· Die betreffenden fläohen 48 weisen dabei dieselbe Höhe auf wie die Wände 44· ferner weisen die betreffenden unteren finger vor den fläohen 48 flache Nooken- biw. Kieneflächen 50 auf, die nach vorne J

der Aohse des Spannfutte»hin geneigt sind· Die flächen 4β und 50 hängen ■ t Ausnahae eines Spaltes »wischen den fingern durchgehend alt den fluchen der oberen tjuadxa&tenwände Susannen· Auf diese Welse lot «wischen den Wänden 46 «in quer verlaufender Tertikalsohlits (unter Zugrundelegung der Ansicht genäse flg. 1) gesohaffes· Dieser Vertikaloohlits stellt einen Zuführten einer Tasohe dar, die duroh die Wände 42 und 46 begrenst ist und in die der Kopf eines StIftee S quer su seiner Achse von unten her eingeführt werden kann· Die Wände 42 und 46 ergreifen den Stiftkopf

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und drücken ihn nach hinten gegen die Selten 40; der Sohaft eines so festgehaltenen Stiftes ragt naoh vorn· Über die Wände hinaus, wie dies in FIg* 1 duroh eine stark ausgesogene Linie angedeutet ist· Die unteren Finger des Spannfutters sind an der Stelle 52 abgeschrägt» τ» die Einführung eines Stiftes tu erleichtern.

Durch den Kolben 26 und durch die Kolbenstange 2? des dargestellten Werkseugs erstreckt eich in axialer Richtung eine Bohrung hinduroh. Mit dieser Bohrung wird eine Stange 54 freigleitend aufgenοι

Die Stange 52 1st dasei ein wenig langer als die GesaatlMnge der Bohrung» so dass sie von der Bohrung an den jeweiligen Ende absteht* la Ihres) vorderen Ende vermag die Stange 54 an eine« StOssel 56 ansuliegen» der eine abgerundet· Vorderetirnfläohe aufweist· Sie betreffende Stange ist la übrigen gleitbar in der Bohrung des Spannfutters aufgenommen· An Ihre« hinteren Snde 1st die Stange 54 so angeordnet» dass sie as eine* sylindrisohen Anschlag 58 anliegt» der la einer Bohrung 60 aufgenommen ist» wobei die Stange koaxial In eine· hinteren Seil des Zylinder· aufgenommen 1st· Der Anschlag 58 weist eine kegelförmig ausgebildete hintere Stirnfläche 62 auf» die an einer kegelförmigen unteren Stirnfläche einer Schraube 64 anliegt» welche in einer Querbohrung in des Endteil des Zylinders 15 eingeschraubt und In der eingestellten Stellung «ittels einer Natter 66 festgespannt 1st· Der Zugang zu der Schraube uad *u der Mutter 1st duroh ein in dem Gehäuse befindliches loch m&glloh» das normalerweise durch einen Stöpsel 68 versohloaien ist·

Die federnden finger 34 des Spannfutters 32 des dargestellten werkseugs nehmen eine geschlossene stellung ein,

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In der el« den Kopf tin«a Stift· S la der daduroh gebildeten Taaoh· ergreifen, bie si« durch Druckausübung Io einer offenen Stellung gehalten werden, und «war daduroh» dass ale unter der Wirkung des Kolbens 26 in Bttekwartariehtung gedrückt werden· Mit diese» Kolben bewegen eioh dann die betreffenden Finger 34 gcaelnsaa» so dass die flächen 38 gegen die abgerundete vordere Stirnfläche dee StBssels 56 gedrückt wird· Eine deartige Druckausübung der finger 34 gegen den StSeeel 36 tritt bei« Betrieb dee Werkseuge dann auf» wenn der Kolben 26 in eine hintere Stellung bewegt iet, wie dlee rig· erkennen läeat. Der Stuaacl let dabei an einer Rüekwertabewegung durch seine Anlage an der Stange 54 gehindert* die Ihreraeite an des Anechlag 58 anliegt« Daa Ausaass der Öffnung der Pinger kann dabei dadurch eingestellt werden» daea die axiale Lage des Anaohlaga 53 «ittela der Schraube 64 entsprechend eingestellt wird· Sie federung der Pinger reloht dabei aus, vm die betreffenden Pinger und den Kolben hinreichend weit in Torwarteriohtung au liehen und daalt die Finger au aobJfraaen» wenn Druckluft Tor de» Kolben abgeführt wird· Die Flächen der finger führen dabei in Torwartsrlohtung auf der Stirnfläche dee Stöeeela 56 eine Gleitbewegung aua«

Auf einer Unterseite eines Vorderteile des Oehäuees 10 dea dargestellten Werkacuga iet ein Bügel 70 angebracht» der einen Sohlitateil aufweist, in welche« ein flexibles, au-3aa«cngesetatce Sohweliatift-Cuführrohr 72 featgekleaart ist. Sea Rohr 72 weiat eine Bohrung τοη ϊ-fSralge« Querschnitt auf» us einen ungehinderten Durchgang eines Sehweltstlftea bew. stifte· S au ereftgliohcn» währenddessen der betreffende Stift.in der Lage festgehalten wird» in der er aufgenomen worden ist. Der betreffende Stift bewegt eioh dabei quer au eeiaer Achse. Duroh in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Zuführeinriohtuagen werden die Stifte S

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nacheinander dem Rohr zugeführt und längs des Rohres mit Hilfe von Druckluft geleitet. Hierfür können irgendwelche geeigneten Einrichtungen verwendet werden, wie sie bereits an anderer Stelle beschrieben sind (GB-PS 1 146 332).

Ein vorderer Endteil des Rohres 72 liegt an einem nichtmetallischen Afcfnahmeblock 76 an, in welchem ein Durchgang 74 enthalten ist, der eine Fortsetzung der Bohrung in dem Rohr darstellt und der einen entsprechenden Querschnitt aufweist. Der Block 76 ragt durch eine öffnung in einem hinteren Endteil der Anlage 12 hinduroh und läuft in einer zum XeIl zylindrischen fläche 78 aus, die komplementär zu der zylindrischen Aussenfläche des Spannfutters 32 ausgebildet ist und an dieser dicht anliegt. Der Ring 30 weist zwei herabhängende Ohren 79 auf, und zwar zu jeder Seite des Blockes 76 eines. Auf diese Weise ist verhindert, dass das Spannfutter um seine Achse gedreht werden kann. Der Durchgang 74 1st zu der Tasche des Spannfutters ausgerichtet, wenn das betreffende Spannfutter in seiner hintere Lage ist, in der die Pinger offen sind, wie dies Pig. 1 erkennen lässt. Sodann wird ein durch das Rohr 72 hinduroh geblasener Stift S durch die in der Anlage 12 befindliche öffnung quer zu seiner Achse in der !Tasche des Spannfutters aufgenommen.

Beim Betrieb des dargestellten Werkzeugs wird das Werkstück W mit einer Anschlussklemme einer elektrischen Energiequelle verbunden, wie zum Beispiel einer Kondensatorentladeeinheit. Die Elektrodenanordnung 14 wird dabei mit der anderen Anschlussklemme der betreffenden Energiequelle verbunden, und zwar über eine flexible Litzenleitung 80, die mit dem Ring 20 verbunden 1st. Die Auslösung eines Schweißzyklus erfolgt dabei dann, wenn ein Druckknopf 82 herabgedrüokt wird und wenn das als Anlage 12 bezeichnete Anlageteil 12 in Anlagebeziehung zu dem Werkstück W gebracht wird. Wenn das darge-

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stellte Werkzeug etwa in einer Lage ist, um an ein Werkstück ¥ herangeführt zu werden, dann befindet sich ein Stift S in einer Stellung, wie sie in fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. In dieser Lage wird der betreffende Stift S festgehalten, wobei sein an das Werkstück anzusohweissendes Ende von dem Anlageteil 12 absteht und zwar durch die Wirkung des dabei in einer vorderen Stellung befindlichen Spannfutters 32. Die Elektrodenanordnung 1st in Fig. 1 in einer vordersten Stellung dargestellt, in der sie durch die Eeder 18 gedrückt wird, bis der Ring 20 an einer Rückseite (nicht dargestellt) des Blockes 76 zur Anlage kommt. Das Spannfutter 32 ist in Fig. 1 in seiner hinteren Stel- (j lung dargestellt, die es nur kurzzeitig einnimmt, um einen Stift während des Betriebs des Werkzeugs aufzunehmen. Ferner dient diese Stellung dazu, zu dem betreffenden Zeitpunkt die Position in Bezug auf den Durchgang 74 festzulegen. Um das Anlageteil mit dem Arbeitsstück in Berührung zu bringen, wird daher zu diesem Zeitpunkt Druckluft hinter den Kolben 26 geführt, wodurch das Spannfutter in seiner vorderen Stellung gehalten wird. Das Gehäuse wird in Yorwärtsrichtung gedrüokt, währenddessen der Stift die Elektrodenanordnung zurückhält. Auf diese Weise wird eine Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem Gehäuse hervorgerufen, zufolge der ein Hikroschalter (nicht dar- J gestellt) betätigt wird. Daraufhin wird ein (nicht dargestellter) Hubmagnet gespeist, der die Elektrodenanordnung zurückzieht und einen Prüf- bzw. Überwachungslichtbogen zwischen dem Stift und dem Werkstück zieht. Darjnifhin wird der volle Schweißatrom wirksam gemacht, und der Hubmagnet wird wieder aberrefct· Dadurch vermag die Feder 18 den Stift zu dtm Werkstück unter Bildung einer Sohweissung hinzuführen.

Während des Betriebs des dargestellten Werkzeuge wird das

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Spannfutter in seiner vordersten Stellung gehalten, und uwar mittels Druckluft, die hinter dea Kolben wirkt. Dies geaohliht dabei eö lange, bis der Schweißetromkreia unterbrochen wird, was dann der Full ist, wenn dae Verkaeug weggenommen wird, das heiest duroh freigäbe dee angesehweiasten Stiftes von des Spannfutter. In Abhängigkeit von einer derartigen Freigabe wird ein (nicht dargestelltes) Ventil betätigt, das Druokluft in den Zylinder 15 Tor des Kolben 26 ein «ut ret en ernöglioht. Auaserdem wird die hinter des betreffenden Zylinder befindliehe Luft abgeführt. Dadurch wird das Spannfutter in seine aus Hg. 1 erelehtllche stellung geführt. Gleiohaeitig wird ein neuer Stift S duroh das Rohr 72 für die Aufnahme in der Sasohe dee Spannfutters hindurohgeblasen, und unmittelbar danach wird Druckluft wieder hinter den Kolben 26 wirksam gemaoht, während die Luft von der Vorderseite des Kolbens abgeführt wird« Dadurch wird das betreffende Werkseug wieder in einen Zustand gebraoht, in welchem es für die Ausführung eines weiteren S_ohweiflsyklus bereit ist.

Die Auslosung der Luftaufnahme auf der Torderseite des Kolbens 26 sua Zwecke des Zurtteksiehene des Spannfutters und die Zuführung eines Stiftes auf die Entspannung des Spannfutters tob eine« suror angeschwellten Stift nach Ablauf einer kurzen Tersögerungeseit anstatt naoh Aberregung des Hubmagneten gewährleistet, dass das Spannfutter in seine hintere Stellung lurttokgesogen ist» bevor ein neuer Stift sugefohrt wir*. Dies trifft auch tfttr des lall su, dass eine Yersögerung bei #er Vegnabme des Yerkseuga von eines angesohwelsstea Stift auftritt (sue Beispiel In de« Tall, dass das Testgreifen dee Spannfuttere an de« angesehweissten Stift von der Art ist, dass de* auf die Yordereeite des Kolbeas 26 ausgeübte Druek nioht ausreioht, diese Kraft sm überwinden und las Spannfutter von de« betreffenden Stift absusiehen)·

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Claims (1)

1. atentansprüche

   ,J ^:tift«;chvf»iBwerkzeug mit einem federnde finger enthaltenden •Spannfutter, dessen finger «inen iichwei^stift während dessen Anschwellung an ein ' erkstück festzuspannen im Stande sind, und mit 7uführeinrichtungen für eine nacheinander

   Zuführung der SchweiPstifte zu dem Spannfutter, gekennzeichnet, da-n die Finger (34) des Spannfutters (32) eine Tasche bilden, in die ein SchweiPstift quer au seiner Achse durch die Zufuhreinrichtungen (74) ein^ührbar ist und in der der jeveiJJ.ce rchweiflstift während ^ «einer \nschreiPung an ein "erkstück festgespannt ist, und ™ das ^ruckeinrichtungen (56) vorgesehen sind, die die Pinger (34) des spannfutter.^ (32) f'ir eine "infiihrung eines schveiP-stiftes in die Tasche voneinander weg zu bewegen erlauben.

   •erkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^ewegungseinrichtungen (26) zur Hin- und Herbewegung des spannfutters (32) zwischen einer hinteren Stellung, in der das Spannfutter (32) einen r>chweisstift von den 7ufi5hreinrichtungen (74) her aufzunehmen vermag, wHhrend die finger (34) des Spannfutters (32) durch dip ojruckeinrichtung (56) voneinander weg gehalten werden, un^ einer vorderen stellung, in der de*- jeweilige SchweiPstift fir die 4nschwei"ung an ä einem rerVstück bereitgehalten ist, vorgesehen sind,

   erkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR die einrichtungen zum Auseinanderführen der finger (34) des spannfutters (32) einen stßflel (56) enthalten, der von einer axialen Bohrung des Spannfutters (32) aufgenommen ist, und iaP die Pewegungseinrichtungen (26) eine Relativbewegung zwischen dem spannfutter (32) und dem Stößel (56) hervorrufen, und zwar derart, daß auf den Stflflel (56) ein "ruck ausgeübt und schräg verlaufende SpannflHchen (38) der finger (34) des spannfutters /32) in Anlage miteinander gelangen.

   BAD ORIGINAL

   4# verkxeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar», die Tasche begrenzende vandteile (42 und 46) der finger (34) schräg verlaufende Spannflächen (45 und 50) aufweisen, die an dem Kopf eines Schweif"Stiftes in der Tasche sur Anlage kommen und denfoetreffenden 3chweiPstift unter sicherer ^estepannung gegen Anlagen (40) führen, die durch die Pinger (34) gebildet sind.

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