DE2105736B2 - Bolzenschweisspistole - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bolzenschweißpistole mit einem federnde Finger aufweisenden Spanmverkzcug, dessen federnde Finger einen Bolzen zu ergreifen imstande sind, der an einem Werkstück anzuschweißen ist. Ferner sind Zulülireinrichlungen vorgesehen, die nacheinander die Bolzen dem Spannfutter zuzuführen gestatten.

Es ist bereits eine Bolzenschweißpistole beschrieben worden (britische Patentschrift 1 118 708). die mit einem Spannfutter versehen ist, welches flexible Finger zum Festhalten eines Bolzens sowie einen ir Rückwärtsrichtung des Werkzeugs sich erstreckendei Durchgang enthält. Hinter dem Finger ist ein quei verlaufender Einlaß vorgesehen, der zu dem Durchgang hinführt, wobei die Anordnung dabei so getroffen ist, daß die in den Einlaß eingeführten Bolzen durch den betreffenden tinlaß que;· zu ihren Achsen zu dem Durchgang hingeleitet werden können. Ein

ία auf diese Weise in den Durchgang eingeführter Bolzen wird dann durch einen pneumatisch betätigten Stößel zu einer Arbeitsstellung hin in Vorwärtsrichtung geschoben, h der der betreffende Bo! ten von den Fingern des Spannfutters ergriffen wird.

Es sind auch schon Bolzenschweißpistolen mil einem federnde Finger enthaltenden Spannfutter bekannt (USA.-Paientschrift 3 4S7 190, USA.-Patentschrift 3 448 236), dessen Finger einen Bolzen während dessen Anschweißung an ein Werkstück festzuspannen imstande sind, und außerdem sind bei diesen Bolzenschweißpistolen Zuführeinrichtungen für eine nacheinander erfolgende Zuführung der Bolzen quei zu ihrer Achse zu dem Spannfutter hin vorgesehen.

Obwohl Werkzeuge der gerade beschriebenen ArI mit in einem großen Bereich von Formen und Größen liegenden Bolzen zuverlässig arbeiten, kann bei derartigen Werkzeugen die Neigung auftreten, und zwar insbesondere dann, wenn ein mißgebildeter Bolzen durch den Trennungsmechanismus hindurch und zu dem Spannfutter hingelangt ist, daß sie zusammenklemmcn. Es kann aber auch sein, daß der zu schweißende Bolzen in einer unerwünschten Lage angeschweißt wird, und zwar zufolge des Verlustes der Kontrolle der Ausrichtung des betreffenden BoI-zens bei seinem Vorwärtsdurchgang durch das Spannfutter.

Der Erfindung liegt dahe,^r die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bolzenscliweißpistole mit einei Bolzen-Zuführanordnung zu schaffen, die eine bessere Steuerung bzw. Kontiolle über die Lage eines Bolzens ermöglicht, währenddessen der betreffende Bolzen in die Arbeitslage des Spannfutters geführt wird. Die Bolzenschweißpistole soll im übrigen auch eine bessere Zuverlässigkeit besitzen als bisher.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Finger des Spannfutters eine Tasche bilden, in die ein Bolzen quei zu seiner Achse durch die Zuführeinrichtung eingeführt wird, und daß der betreffende Bolzen ergriffen wird, währenddessen er an ein Werkstück angeschweißt wird. Das betreffende Werkzeug enthält ferner Einrichtungen, die die Finger des Spannfutters zur Seite zu drücken erlauben und damit die Einführung des Bolzens in die Tasche ermöglichen.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispicl näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in einer Seitenansicht zum Teil irr Schnitt eine Bolzenschweißpistole gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht einei Spannfutter des in Fi g. 1 dargestellten Werkzeugs.

Das in den Zeichnungen dargestellte Werkzeut enthält ein Gehäuse 10 (Fig. Π, das von Hand nacl·

^r>5 Art einer Pistole festgehalten werden kann. Das Gehäuse 10 enthält einen Anschlag 12. der in Anlage mit einem Werkstück W bringbar ist. an das cir einen kurzen Kopf aufweisender T-Bolzen S atmi-

schweißen ist. Das Werkstück II' besitzt dabei die Form einer Metallbleehtafel. Ferner ist eine Elektrodeiumordiumg 14 vorgesehen, die von einer Außen-Verkleidung des Gehäuses isoliert ist und die zur Ausführung einer Vorwärts- und Rückziehbewegung entsprechend angeordnet ist. Die Elektrodenanordnuny 14 enthält einen Zylinder 14, der gleitbar in einer Büchse 16 axial verschiebbar ist. Diese Hülse J6 biklet ein Innenteil des Gehäuse-,, welches von der Aiißenummantelung isoliert ist. Auf die Elekiroclenanordnung 14 wird mittels einer Feder 18 eine in Vdiwärtsrichtung wirkende Federkraft ausgeübt. Die Feder 18 wird dabei zwischen der Büchse 18 und einem Ring 20, der an einer angeflanschten Führung 22 befestigt ist. Diese Führung 22 ist ihrerseits an einem vorderen Ende des Zylinders 15 angeschraubt; sie erstreckt sich innerhalb des Zylinders über eine |eeignete Strecke, und zwar zur Bildung einer Anichlagflache 24 für einen Kolben 26. Der Kolben 26, der in dem Zylinder 15 hin- und herbewegbar ist, weist eine nach vorne sich er treckende Kolben-Stange 27 auf, die durch die Führung 22 hindurchragt sowie dutch eine darin befindliche Ringdichtung 28. Ferner erstreckt sich die Kolbenstange 27 durch ucn Ring 20. Vor dem betreffenden Ring 20 weisi die Kolbenstange 27 einen Endteil mit vermindertem Durchmesser auf. An diesem Endteil ist ein Ring 30 befestigt. Der Zylinder 15 weist vor und hinter dem Kolben (nicht dargestellte) Durchgänge auf, durch die Druckluft während des Betriebs des Werkzeugs abwechselnd eingeführt bzw. abgeführt wird, wie dies nachstehend noch näher beschrieben werden wird. Auf diese Weise wird der erwähnte Kolben hin- und herbewegt.

An einer Vorderseite des Ringes 30 des dargestellten Werkzeugs ist ein Bolzen-Festhaltespannfutter 32 angeschraubt, und zwar mit einer zylindrischen Außenfläche (siehe auch F i g. 2). Das Spannfutter 32 ist rohrförmig ausgebildet; es weist vier Li'ngsschlitze auf, durch die vier federnde Finger 34 gebildet sind, welche um eine axiale Bohrung herum verteilt vorgesehen sind. Ferner weist das Spannfutter 32 an ssinem hinteren Ende einen Flansch 36 auf, mit dessen Hilfe das Spannfutter 32 an dem Ring 30 angeschraubt wird.

Dic durch das Spannfutter 32 sich hindurchstrckkende Bohr,mg verjüngt sich an ihrem vorderen Ende. Jeder Finger 34 weist dabei eine vordere und .lach innen geneigte kegelförmige Innennockcnfläche 38 auf, so daß die Finger nahezu mit der Achse des Spannfutters zusammentreffen. Vor den Nockenflachen 38 der einzelnen Finger ist eine flache Anlageflächc 40 vorgesehen, die senkrecht zur Achse des Spannfutters verläuft. Die vier Flächen 40 liegen dabei in einer gemeinsanv.-n Ebene. Die Flächen 40 s.ind dabei am Umfang des Spannfutters durch zwei obere Quadranten-Wandbereiche 42 begrenzt (die Wände 42 befinden sich oberhalb der Achse des Spannfutters bei Zugrundelegung der Ansicht gemäß Fig. 1. Eine Innenteil-Ringfläche jeder Wand 42 weist dabei einen zylindrischen Teil 44 neben der Seite 40 auf, sowie eine Höhe, die weitgehend der Dicke des Zopfes des Bolzens S entspricht, mit dem zusammen das Spannfutter verwendet werden soll. Bezüglich der erwähnten Höhe sei noch bemerkt, daß diese nicht größer ist als die erwähnte Dicke. Vor dem zylindrischen Teil 44 verjüngt sich jede Wand 42 nach vorn zur Achse des Spannfutters zu. Auf diese Weise sind zum Teil kegelförmige Nacken- bzw. Spannflüihen 4S gebildet.

Die beiden unteren Finger 34 (.unter Zugrundelegung der Ansieht gemäß F ig. I) schließen an ihren vorderen Enden mit Wänden 46 (Fig. 2) ab, wobei neben den Seiten 40 ParallelfRichen 48 vorgesehen sind, die um den Durchmesser der Wände 44 voneinander beabstandet sind. Die betreffenden Flächen 48 weisen dabei dieselbe Höhe auf wie die Wände

ic 44. Ferner weisen die betreffenden unteren Finger vor den Flächen 48 flache Nocken- bzw. Klemmflächen 50 auf, die nach vorn zu der Achse des Spannfutters hin geneigt sind. Die Flächen 48 und 50 hängen mit Ausnahme eines Spaltes zwischen den Fingern durchgehend mit den Flächen der oberen Quadrantenwände zusammen. Auf diese Weise ist zwischen den Wänden 46 ein quer verlaufender Vertikalschlitz (unter Zugrundelegung der Ansicht gemaß Fig. 1) geschaffen. Dieser Vertikalschlitz stellt einen Zuführteil ein. Tasche dar die durch die Wände 42 und 46 begrerzt ist und in die der Kopf eines Bolzens S quer zu seiner Achse \on unten her eingeführt werden kann. Die Winde 42 und 46 ergreifen den Bo'izenkopf und drücken ihn nach hinten

as gegen die Seiten 40; der Schaft eines so festgehaltenen Bolzens ragt nach vorn über die Wände hinaus, wie dies in F i g. 1 durch eine stark ausgezogene Linie angedeutet ist. Die unteren Finger des Spannfutters sind an der Stelle 52 abgeschrägt, um die Einführung eines Bolzens zu erleichtern.

Durch den Kolben 26 und durch die Kolbenstange 27 des dargestellten Werkzeugs erstreckt sich in axialer Richtung eine Bohrung hindurch. Mit dieser Bohrung wird eine Stange 54 freigleitend aufgenommen.

Die Stange 52 ist dabei ein wenig länger als die Gesamtlänge der Bohrung, so c'nß sie von der Bohrung an dem jeweiligen Ende absteht. An ihrem vorderen Ende vermag die Stange 54 an einem Stößel 56 anzuliegen, der eine abgerundete Vorderstirnfläche aufweist. Die betreffende Stange ist im übrigen gleitbar in der Bohrung de Spannfutters 32 aufgenommen. An ihrem hinderen Ende ist die Stange 54 so angeordnet, daß sie an einem zylindrischen Anschlag 58 anliegt, der in einer Bohrung 60 aufgenommen ist, wobei die Stange koaxial in einem hinteren Teil des Zylinders 15 aufgenommen ist. 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 dem Endteil des Zylinders 15 cingeschraubt und in der eingestellten Stellung mittels einer Mutter 66 festgcspanrt ist. Der Zugang zu der Schraube und zu der Mutter ist durch ein in dem Gehäuse 10 befindliches Loch möglich, das normo'jrweise durch einen Stöpsel 68 verschlossen ist.

Die federnden Finger 34 des Spannfutters 32 des dargestellten Werkzeugs nehmen eine geschlossene Stellung ein, in der sie den Kopf eines Bolzens 5 in

der dadurch gebildeten Tasche ergreifen, bis sie durch Druckausübung in einer offenen Stellung gehalten werden, und zwar dadurch, daß sie unter der Wirkung des Kolbens 26 in Rückwärtsrichtung gedrückt werden. Mit diesem Kolben bewegen sich dann die betreffenden Finger 34 gemeinsam, so daß die Flacher¹ 38 gegen die abgerundete vordere Stirnfläche des Stößels 56 gedruckt wird. Eine derartige Druckausübung der Finger 34 gegen den Stößel 36

;ritt beim Betrieb des Werkzeugs dann auf. wenn [lcr Kolben 26 in eine hintere Stellung bewegt ist. wie dies Fig. 1 erkennen läßt. Der Stößel ist dabei an einer Rückwärtsbewegung durch seine Anlage an der Stange 54 gehindert, die ihrerseits an dem Anschlag 58 anliegt. Das Ausmaß der öffnung der Finger kann dabei dadurch eingestellt werden, daß die axiale Lage des Anschlags 58 mittels der Schraube 64 entsprechend eingestellt wird. Die Federung der Finger reicht dabei aus, um die betreffenden Finger und den Kolben hinreichend weit in Vorwärtsrichtung zu ziehen und damit die Finger zu schließen, wenn Druckluft vor dem Kolben abgeführt wird. Die Flächen der Finger führen dabei in Vorwärtsrichtung auf der Stirnfläche des Stößels 56 eine Gleitbewegung aus.

Auf einer Unterseite eines Vorderteils des Gehäuses 10 des dargestellten Werkzeugs ist ein Bügel 70 angebracht, der einen Schlitzteil aufweist, in welchem ein flexibles, zusammengesetztes Bolzen-Zuführrohr 72 festgeklemmt ist. Das Rohr 72 weist eine Bohrung von T-förmigem Querschnitt auf, um einen ungehinderten Durchgang eines Bolzens S zu ermöglichen, währenddessen der betreffende Bolzen in der Lage festgehalten wird, in der er aufgenommen worden ist. Der betreffende Bolzen bewegt sich dabei quer zu seiner Achse. Durch in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Zuführeinrichtungen werden die Bolzen S 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 (britische Patentschrift 1 146 332).

Ein vorderer Endteil des Rohres 72 liegt an einem nichtmetallischen Aufnahmeblock 76 an. in welchem ein Durchgang 74 enthalten ist, der eine Fortsetzung der Bohrung in dem Rohr 72 darstellt und der einen entsprechenden Querschnitt aufweist. Der Block 76 ragt durch eine Öffnung in einem hinteren Endteil der Anlage 12 hindurch und läuft in einer zum Teil 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 ist zu der Tasche des Spannfutters ausgerichtet, wenn das betreffende Spannfutter in seiner hinteren Lage ist. in der die Finger offen sind, wie dies F i g. 1 erkennen läßt. Sodann wird ein durch das Rohr 72 hindurch geblasener Bolzen .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 ist. Die Auslösung eines Schweißzyklus erfolgt dabei dann, wenn ein Druckknopf 82 herabgedrückt wird und wenn das als Anlage 12 bezeichnete Anlageteil 12 in Anlagebeziehuna zu dem Werkstück W gebracht wird. Wenn das dargestellte Werkzeug etwa in einer Lage ist. um an ein Werkstück W herangeführt zu werden, dann befindet sich ein Bolzen S' in einer Stellung, wie sie in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. In dieser Lace wird der betreffende Bolzen .S' festgehalten, wobei sein an das Werkstück anzuschweißendes Ende von dem Anlageteil 12 absteht, und zwar durch die Wirkung des dabei in einer vorderen Stellung befindlichen Spannfutters 32. Die Elektrodenanordnung ist in F i g. I in einer vordersten Stellung

ίο dargestellt, in der sie durch die Feder 18 gedruckt wird, bis der Ring 20 an einer Rückseite (nicht dargestellt) des Blockes 76 zur Anlage kommt. Das Spannfutter 32 ist in F i g. 1 in seiner hinteren Stellung dargestellt, die es nur kurzzeitig einnimmt, um einen Bolzen 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 Anlagetei'l mit dem Arbeitsstück in Berührung zu bringen.

ao wird daher zu diesem Zeitpunkt Druckluft hinter den Kolben 26 geführt, wodurch das Spann futter in seiner vorderen Stellung gehalten wird. Das Gehäuse wird in Vorwärtsrichtung gedruckt, währenddessen der Bolzen die Elektrodenanordnung zurückhält. Auf diese Weise wird eine Relativbewegung zw.ichen der Elektrodenanordnung u id dem Gehäuse hervorgerufen, zufolge der ein Mikroschalter (nicht dargestellt) betätigt wird. Daraufhin wird ein (nicht dargestellter) Hubmagnet gespeist, der die Elektrodenanordnung zurückzieht und einen Prüfbzw. Überwachungslichtbogen zwischen dem Bolzen und dem Werkstück zieht. Daraufhin wird der volle Schweißstrom wirksam gemacht, und der Hubmagnet wird wieder aberregt. Dadurch vermag die Feder 18 den Bolzen zu dem Werkstück unter Bildung einer Schweißung hinzuführen.

Während des Betriebs des dargestellten Werkzeugs wird das Spannfutter in seiner vordersten Stellung gehalten, und zwar mittels Druckluft, die hinter dem Kolben wirkt. Dies geschieht dabei so lange, bis der Schweißstromkreis unterbrochen wird, was dann der Fall ist. wenn das Werkzeug weggenommen wird, das heißt durch Freigabe des angeschweißten Bolzens von dem Spannfutter. In Abhängigkeit von einer derartigen Freigabe wird ein (nicht dargestelltes) Ventil betätigt, das Druckluft in den Zylinder 15 vor dem Kolben 26 einzutreten ermöglicht. Ai'Berdem wird die hinter dem betreffenden Zylinder belindliche Luft abgeführt. Dadurch wird das Spannfutter 32 in seine aus F i g. 1 ersichtliche Stellung geführt. Gleichzeitig wird ein neuer Holzen 5 durch das Rohr 72 für die Aufnahme in der Tasche des Spannfutters hindurchgeblasen, und unmittelbar danach wird Druckluft wieder hinter dem Kolben 26 wirksam gemacht. wUlv rend die Luft von der Vorderseite des Kolbens ab geführt wird. Dadurch wird das betreffende Werk zeug wieder in einen Zustand gebracht, in welchen es für die Ausführung eines weiteren Schweißzyklu bereit ist.

Die Auslösung der Luftaufnahme auf der Vorder seite des Kolbens 26 zum Zwecke des Zurückziehen des Spannfutters und die Zuführung eines Bolzen auf die Entspannung des Spannfutters von eirem zu vor angeschweißten Bolzen nach Ablauf einer kurze Verzögerungszeit anstatt nach Aberregung des Hut magneten gewährleistet, daß das Spannfutter in sein hintere Stellung zurückgezogen ist. bevor ein neu« Bolzen zugeführt wird. Dies trifft auch für den Fa

zu, daß eine Verzögerung bei der Wegnahme des Werkzeugs von einem angeschweißten Bolzen auftritt (zum Beispiel in dem Fall, daß das Festgreifen des Spannfutters an den angeschweißten Bolzen von der Art ist, daß der auf die Vorderseite des Kolbens

26 ausgeübte Druck nicht ausreicht, diese überwinden und das Spannfutter von dem b den Bolzen abzuziehen).

Schutz wird nur für eine Bolzenschweißp Rahmen der Ansprüche begehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bolzenschweißpistole mit einem federnden Finger enthaltenden Spannfutter, dessen Finger einen Bolzen während dessen Anschweißung an ein Werkstück festziispannen imstande sind, und mit Zuführeinrichtungen für eine nacheinander erfolgende Zuführung der Bolzen quer zu ihrer Achse zu dem Spannfutter, dadurch gekennzeichnet daß die Finger (34) des Spannfutters (32) eine Tasche bilden, in die ein Bolzen durch die Zuführeinrichtungen (74) einführbar ist und in der der jeweilige Bolzen während seiner Anschweißung an ein Werkstück festgespannt ist, und daß Druckeinrichtungen (56) vorgesehen sind, die die Finger (34) des Spannfutters (32) für eine Einführung eines BoI-üens in i'^;··; Tasche voneinander weg zu bewegen erlauben.

2. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß Bewegungseinrichtungen (26) zur Hin- und Herbewegung des Spannfutters (32) zwischen einer hinteren Stellung, in der das Spannfutter (32) einen Bolzen von den Zuführeinrichtungen (74) her aufzunehmen vermag, während die Finger (34) des Spannfutters (32) durch die Druckeinrichtung (56) voneinander weg gehalten werden, und einer vorderen Stellung, in der der jeweilige Bolzen für die Anschweißimg an Einern Werkstück bereitgehalten ist, vorgesehen sird.

3. Bolzenschweißpistole ..ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Auseinanderführen der Finger (34) des Spannfutters (32) einen Stößel (56) enthalten, der von einer axialen Bohrung des Spannfutters (32) aufgenommen ist. und daß die Bewegungseinrichtungen (26) eine Relativbewegung zwischen dem Spannfutter (32) und dem Stößel (56) hervorrufen, und zwar derart, daß auf den Stößel (56) ein Druck ausgeübt und schräg verlaufende Spannflächen (38) der Finger (34) des Spannfutters (32) in Anlage miteinander gelangen.

4. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche begrenzende Wandteile (42 und 46) der Finger (34) schräg verlaufende Spannflächen (45 und 50) aufweisen, die an dem Kopf eines Bolzens in der Tasche zur Anlage kommen und den betreffenden Bolzen unter sicherer Festspannung gegen Anlagen (40) führen, die durch die Finger (34) gebildet sind.