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Vorrichtung zum elektrischen Anschweißen eines Kontakt-
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teils auf einem Trägerteil Zusatz zu P 24 54 804 (Patent .
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Anschweißen
eines metallischen Kontaktteils auf einem metallischen Trägerteil mittels zweier
Schweißelektroden, von denen die eine stationär am Trägerteil anliegt und von denen
die andere auf das Trägerteil zu- bzw. von ihm wegbewegbar ist, mit einem Antrieb
für die bewegbare Schweißelektrode und mit einer Zuführeinrichtung für Kontaktteil-Rohlinge,
die die Kontaktteil-Rohlinge zwischen
das Trägerteil und eine dem
Trägerteil zugekehrte Andruckfläche der bewegbaren Schweißelektrode einführt, insbesondere
nach einem der Ansprüche der Patentanmeldung P 24 54 804 (Patent . ... ...).
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In der oben genannten Patentanmeldung wird ein Verfahren vorgeschlagen,
bei dem der den Kontaktteil ergebende Kontaktteil-Rohling in eine im wesentlichen
senkrecht zu der Anbringungsfläche an der Anbringungsstelle des Kontaktteils hin-
und herbewegliche Schweiß- und Zubringungselektrode in einer definierten Einführungsrichtung
eingeführt wird, welche im wesentlichen parallel ist zu der Anbringungsfläche an
der Anbringungsstelle. Auf diese Weise kann der Weg der Schweißelektrode senkrecht
zur Anbringungsfläche möglichst kurz gehalten und die Taktzeit verkürzt werden.
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Nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtungen, wie auch Vorrichtungen
der eingangs näher erläuterten Art, haben jedoch den Nachteil, daß der Kontaktteil-Rohling
nach Freigabe durch die Zuführeinrichtung frei beweglich auf der Andruckfläche der
bewegbaren Schweißelektrode aufliegt oder lediglich von Rändern einer ggf. vorgesehenen
Aufnahmemulde für den Kontaktteil-Rohling geführt ist. Im Betrieb der Vorrichtung
unvermeidbare Vibrationen und Erschütterungen verändern Jedoch die Lage des Kontaktteil-Rohlings,
so daß exaktes Plazieren des Rohlings unmöglich ist. Selbst bei FUhrung des Kontaktteil-Rohlings
durch die Aufnahmemulde sind Betriebszustände denkbar, für die eine derartige FUhrung
nicht ausreicht. So kann es beim Einstellen der Vorrichtung im Handbetrieb durchaus
vorkommen, daß der Kontaktteil-Rohling während der langsamen Zustellbewegung der
bewegbaren Schweißelektrode beim Weiterdrehen des Antriebs von Hand aus der Aufnahmemulde
fällt, auch wenn die Führung der Aufnahmemulde fUr den schnellen automatischen Betrieb
ausreichen sollte.Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kontaktteil-Rohling von
oben kommend zum Anschweißen auf das Trägerteil aufgesetzt wird, da er in diesem
Fall nicht durch die Sohwerkraft in die Aufnahmemulde gedruckt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Weg aufzuzeigen, wie der Kontaktteil-Rohling
unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Vorrichtung angetrieben wird, von
der bewegbaren Schweißelektrode zuverlässig an die Anbringungsstelle auf dem Trägerteil
transportiert werden kann.
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Ausgehend von der eingangs erläuterten Vorrichtung wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antrieb die bewegbare Schweißelektrode unter
Vermittlung einer zwischen der bewegbaren Schweißelektrode und dem Antrieb angreifenden
Feder zum Trägerteil hin zustellt, daß zum Vorspannen der Feder eine den schweißelektrodenseitigen
Zustellweg der Feder begrenzende, entriegelbare Rasteinrichtung vorgesehen ist,
und daß die Feder und die Vorspannkraft für eine vom Antrieb unabhängige Andruckbewegung
bemessen sind, so daß die bewegbare Schweißelektrode mittels der Feder aus ihrer
durch die Rasteinrichtung festgelegten Stellung in eine den Kontaktteil-Rohling
an das Trägerteil drUckende Stellung überführbar ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß die bewegbare Schweißelektrode so lange
verrastet und damit unbeweglich bleibt, bis mittels des Antriebs die Feder auf einen
Wert vorgespannt ist, der ausreicht, um die bewegbare Schweißelektrode und damit
den Kontaktteil-Rohling an das Trägerteil zu katapultieren.
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Die dabei von der bewegbaren Schweißelektrode auf den Kontaktteil-Rohling
ausgeübten Beschleunigungskräfte fixieren diesen in Verbindung mit den Massenträgheitskräften
des Kontaktteil-Rohlings an der Andruckfläche der bewegbaren Schweißelektrode. Die
Andruckfläche kann, sofern sie senkrecht zur Zustellrichtung der bewegbaren Schweißelektrode
verläuft, eben sein; sie kann aber auch eine Aufnahmemulde aufweisen, die den Kontaktteil-Rohling
bei Querbeschleunigungen führt.
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Als Rasteinrichtung sind Klinken denkbar, an denen die bewegbare Schweißelektrode
bzw. ihre Halterung einrastet, wobei die Klinken so ausgebildet sein können, daß
sie in vorbestimmten Stellungen des.Antriebs entriegelbar sind.
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Eine derartige Lösung würde Jedoch zusätzliche Steuereinrichtungen
zum Auslösen der Klinken bedingen. Konstruktiv einfacher gestalten sich Ausführungsformen,
bei denen die Rasteinrichtung ein bei Überschreiten einer vorbestimmten, auf die
Rasteinrichtung einwirkenden Kraft Uberwindbares Hemmglied aufweist. Als Hemmglied
können beispielsweise federbelastete, in Ausnehmungen der bewegbaren Schweißelektrode
bzw. ihrer Halterung einschnappende Rasten vorgesehen sein, die aufgrund ihrer Formgebung
lediglich Kräften bis zu einer vorbestimmten Größe Widerstand entgegensetzen können.
Wachsen diese Kräfte über den vorbestimmten Wert hinaus, so wird die Raste aus der
Ausnehmung herausgedrückt und die bewegbare Schweißelektrode freigegeben.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere auch
für die Vorrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldurch (dem Hauptpatent) von Bedeutung
ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung eine der bewegbaren Schweißelektrode
benachbarte Abscherdüse aufweist, durch die hindurch zur Bildung des Hemmglieds
der Rasteinrichtung drahtf8riges Material für Kontaktteil-Rohlinge zwischen die
Andruckfläche der bewegbaren Schweißelektrode und das Trägerteil einführbar ist,
daB-die bewegbare Schweißelektrode eine mit der Abscherdüse zusammenwirkende und
den Kontakttoil-Rohlint während der Zustellbewegung vom drantförmigen Material abschneidende
Abscherkante aufweist, und daß die zum AusfUhren der Andruckbewegung bemessene Vorspannkraft
kleiner gewählt ist als die zum Abschneiden des Kontaktteil-Rohlings auf zubringende
Kraft. In dieser Ausführungsfori dient das über die Abscherdilsö hinausrqende Stück
des
drahtförmigen Materials als Hemmglied, an dem die Scherkante
der Schweißelektrode während des gesamten Spannvorgangs der Feder anliegt. Da sich
die Feder unmittelbar nach Abschneiden des Kontaktteil-Rohlings zu entspannen beginnt
und somit Beschleunigungskräfte auf den Kontaktteil-Rohling ausübt, wird dieser
vom Abschneiden bis zum Andrucken an das Trägerteil gegen die Andrtokfläche der
bewegbaren Schweißelektrode gepreßt und fixiert. Da die Zuführeinrichtung den Kontaktteil-Rohling
bis zum Moment des Abschneidens, d.h.
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bis zum Beginn der Entspannbewegung der Feder, hält, hat diese Ausführungsform
darüber hinaus den Vorteil, daß sie auch in einer von der Vertikalrichtung abweichenden
Richtung der Zustellbewegung der bewegbaren Schweißelektrode betrieben werden kann.
Zur Unterstutzung der Führungswirkung der Andruckfläche der bewegbaren Schweißelektrode
kann auch in dieser Ausführungsform in der Andruckfläche eine Aufnahmemulde für
den abgeschnittenen Kontaktteil-Rohling vorgesehen sein.
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Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der maximale Federungsweg der
Feder durch Anschläge begrenzt ist. Auf diese Weise können Zusatzfunktionen der
bewegbaren Schweißelektrode auch mit größerer Krafteinwirkung ausgeführt werden
als es die Federeigenschaften der Feder ansonsten zuließen. Insbesondere können
die Kontaktteil-Rohlinge mit einer größeren, vom Antrieb aufgebrachten Kraft abgeschnitten
werden,und auch die Andruckkraft der bewegbaren Schweißelektrode während des Anschweißens
kann größer als die Andruckkraft der Feder gewählt sein. Um die Vorspannung der
Feder einstellen zu können, ist zweckmäßigerweise der Abstand der Anschläge voneinander
einstellbar gemacht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
zwischen dem Antrieb und der bewegbaren
Schweißelektrode eine Andruckfeder
mit Spiel in ihrer Wirkungsrichtung angeordnet ist, und daß das Spiel mindestens
gleich dem maximalen Federungsweg der Feder gewählt ist.
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Die Andruckfeder ist so bemessen, daß sie die bewegbare Schweißelektrode
und damit den Kontaktteil-Rohling mit einer zum Anschweißen ausreichend hohen Andruckkraft
gegen da8 Trägerteil preßt. Diese Andruckkraft kann ein Vielfaches der zum Vorspannen
der Feder erforderlichen Kraft sein. Da die Andruckfeder mit einem das Vorspannen
der Feder nicht behindernden Spiel zwischen dem Antrieb und der bewegbaren Schweißelektrode
angeordnet ist, läuft der Spannvorgang der Feder unabhängig vom Andruckvorgang während
des Schweißens ab und kann insbesondere für sich Justiert werden.
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Andererseits reicht die Kraft der Feder aus, um den Kontaktteil-Rohling
so lange sicher gegen das Trägerteil gedrückt zu halten, bis die nachfeigende Zustellbewegung
des Antriebs das Spiel der Andruckfeder ausgeglichen hat und die bewegbare Schweißelektrode
über die Andruckfeder anpreßt.
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In einer konstruktiv einfachen Ausfühuungsform ist vorgesehen, daß
die Feder als Schrauben- oder Tellerfeder ausgebildet und um eine an einem Ende
in einer stationären Führung in Wirkrichtung der Feder verschiebbar geführte Stange
herum angeordnet ist, an deren anderem Ende der Antrieb schiebend angreift, und
daß die Feder zwischen einem am anderen Ende der Stange befestigten Auflager und
einer Halterung der bewegbaren Schweißelektrode angeordnet ist. Als Antrieb können
Nockenräder vorgesehen sein, die auf das andere Ende der Stange einwirken. Die Vorrichtung
kann damit in dieser Äusführungsform auch als Zusatzeinrichtung zu herkömmlichen
nockenbetätigten Biegemaschinen Verwendung finden.
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Bei Verwendung einer zusätzlichen Andruckfeder kann diese im Zusammenhang
mit der letztgenannten Ausführungsform als
Schrauben- oder Tellerfeder
ausgebildet und koaxial über oder in die Feder greifend zwischen einem am anderen
Ende der Stange angeordneten Auflager und der Halterung der verschiebbaren Schweißelektrode
angeordnet sein. In dieser Ausführrngsform wird die Andruckfeder beim Andrücken
des Kontaktteil-Rohlings an das Trägerteil der Feder parallel geschaltet. Die Feder
erhöht damit den von der Andruckfeder ausgeübten Druck auf den Kontaktteil-Rohling
und ermöglicht die Verwendung schwächer dimensionierter Andruckfedern. Die spezielle
Anordnung der Andruckfeder ermöglicht darüber hinaus besonders kompakte Bauformen.
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Von Vorteil sind aber andererseits auch Ausführungsformen, bei denen
die Andruckfeder wiederum als Schrauben- oder Tellerfeder ausgebildet, in diesem
Fall Jedoch in Serie zur Feder zwischen dem Auflager und der Halterung um die Stange
herum angeordnet ist. Voraussetzung dieser AusfUhrungsform ist jedoch, daß die Andruckfeder
stärker ist als die eingangs erwähnte Feder, da das Spiel der Andruckfeder in diesem
Fall gegen den Druck dieser Feder überwunden werden muß, bevor die Andruckfeder
zum Eingriff kommt. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist Jedoch, daß sowohl
die Andruckfeder als auch die erstgenannte Feder frei zugänglich sind und somit
Justiereinrichtungen vorgesehen werden können,die eine voneinander unabhängige Justierung
beider Federn zulassen. Ue die den Beschleunigungskräften der vorgespannten Feder
entgegenwirklinden Trdgheltskrdfte möglichst gering zu halten, wird die Andruckfeder
zweckmäßigerweise zwischen der Feder und dem Auflager angeordnet, so daß sich die
Feder beim Entspannen an der Andruckfeder abstützen kann, die Andruckfeder jedoch
nicht mitbeechleunigen muß.
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Eine Ausführungsform, die sowohl eine Änderung der Vorspannung der
Feder als auch des SPiels der Andruckfeder ermöglicht, besteht darin, daß die Feder
an einer entlang der
Stange verschiebbaren Hülse geführt ist, deren
eines Ende als Betätigungsorgan für die Halterung der bewegbaren Schweißelektrode
ausgebildet und mit einem Sitz für das halterungsseitige Ende der Feder versehen
ist, und deren anderes Ende eine den maximalen Federungsweg festlegende Anschlagfläche
aufweist. Zum Justieren der Vorspannung und des Spiels können die Abstände des Sitzes
und der Anschlagfläche vom Betätigungsorgan einstellbar gestaltet sein.
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Im folg6nden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung
einer ersten Ausfuhrungsform einer Schweißvorrichtung mit zwei in Serie geschalteten
Federn, und Fig. 2 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform mit parallel geschalteten
Federn.
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Fig. 1 zeigt eine Schweißvorrichtung mit einer an einem Maschinenrahmen
1 gehaltenen stationären Schweißelektrode 3, der gegenüberliegend eine an einer
gabelförmigen und bei 5 am Maschinenrahmen 1 angelenkten Halterung 7 gehaltene bewegbare
Schweißelektrode 9 angeordnet ist. Die Schweißelektroden 3, 9 dienen zum elektrischen
Anschweißen metallischer Kontaktteil-Rohlinge 11 auf einem metallischen Trägerteil
13 und sind zu diesem Zweck mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbindbar.
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Die bewegbare Schweißelektrode 9 ist als Zubringerelektrode für die
Kontaktteil-Rohlinge 11 ausgebildet. Sie weist eine zum Trägerteil 13 hin offene
Aufnahmemulde 15 auf, in die der Kontaktteil-Rohling mittels einer nicht dargestellten
Zuführeinrichtung in der dem Trägerteil 13 abgekehrten Endstellung der Schweißelektrode
9 einftihrbar ist.
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In ihrer anderen Endstellung drückt die bewegbare Schweißelektrode
9 den in die Aufnahmemulde 15 eingeführten Kontaktteil-Rohling an das Trägerteil
13, welches seinerseits auf der stationären Schweißelektrode 3 aufliegt, an.
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Die Kontaktteil-Rohlinge werden im Verlauf der Zustellbewegung der
bewegbaren Schweißelektrode 9 entlang der in Fig. 1 punktiert eingezeichneten Linie
17 von drahtförmigem Material 19 abgeschnitten, welches bei abgehobener Schweißelektrode
9 mittels der Zuführeinrichtung durch eine Abscherdüse 21 in die Aufnahmemulde 15
eingeschoben wird.
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Die der Abscherdüse 21 benachbarte Kante 23 ist als Scherkante ausgebildet,
die den Kontaktteil-Rohling 11 beim Zustellen der bewegbaren Schweißelektrode 9
vom drahtförmigen Material 19 abschneidet.
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Um die bewegbare Schweißelektrode 9 auf die stationäre Schweißelektrode
3 zustellen zu können, ist ein nicht dargestellter Antrieb vorgesehen, der in Richtung
eines Pfeils 25 über eine Betätigungseinrichtung 27 an der Halterung 7 der bewegbaren
Schweißelektrode 9 angreift und diese aufgrund des geringen Schwenkwinkels im wesentlichen
senkrecht zu ihrer Andruckfläche zustellt. Die Kraftübertragung erfolgt über zwei
in Serie geschaltete, um eine Stange 29 herum angeordnete Federn 31 und 33, von
denen die erstere in nachstehend erläuterter Weise als Zubringerfeder und die letztere
als Andruckfeder dient. Die Stange 29 ist an ihrem der Halterung 7 zugekehrten Ende
in einer Führung 35 des Maschinenrahmens 1 in Zustellrichtung der bewegbaren Schweißelektrode
9 verschiebbar geführt und weist an ihrem der Halterung 7 abgekehrten Ende einen
als Auflager für die Andruckfeder 33 dienenden, aufgeschraubten Ring 37 auf.
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Die Zubringerfeder 31 ist an einer an der Stange 29 verschiebbar geführten
Hülse 39 gehalten, die sich mittels
eines angeformten Betätigungsorgans
41 an der Halterung 7 abstützt. Das gegenüberliegende Ende der Hülse 39 weist eine
Anschlagfläche 43 auf, die mit einer zwischen der Zubringerfeder 31 und der Andruckfeder
33 um die Stange 29 herum angeordnete Ringscheibe 45 zusammenwirkt und ein Spiel
definiert, welches durch Verschieben der Stange 29 in Richtung des Pfeils 25 überwunden
werden muß, bevor die Andruckfeder 33 über die Hülse 39 und das Betätigungsorgan
41 auf die Halterung 7 einwirken kann. Der Abstand der Anschlagfläche 43 von der
Ringscheibe 45 kann ggf. änderbar gestaltet sein. Das der Halterung 7 zugekehrte
Ende der Zubringerfeder 31 stützt sich gegen einen auf die Hülse 39 aufgeschraubten
Ring 47 bezüglich des Abstands zum Betätigungsorgan 41 Justierbar ab.
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Um zu verhindern, daß der Kontaktteil-Rohling 11 während der Zustellbewegung
der Schweißelektrode 9 aus der Aufnahmemulde 15 fällt, wird die Schweißelektrode
9 mit der Zubringerfeder 31 gegenüber der Zustellgeschwindigkeit der Stange 29 beschleunigt.
Die Zubringerfeder 31 wird hierbei im Verlauf der Zustellbewegung der Stange 29
unter Vermittlung der Hülse 39, der Halterung 7 und der Schweißelektrode 9 gegen
das in die Aufnahmemulde 15 hineinragende Ende des drahtförmigen Materials 19 vorgespannt
und entspannt sich beim Abscheren des Kontaktteil-Rohlings 11. Das in die Aufnahmemulde
15 ragende Ende des drahtförmigen Materials 19 dient hierbei als Hemmglied,das die
Schweißelektrode 9 freigibt, wenn die vom Antrieb an der Scherkante 23 aufgebrachte
Zustellkraft die zum Abscheren des Kontaktteil-Rohlings 11 erforderliche Kraft übersteigt.
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Die Abmessungen und Eigenschaften der Zubringerfeder 31 und ihre mittels
des Rings 47 einstellbare Vorspannung sind so bemessen, daß die Schweißelektrode
9 bis
an das Trägerteil 13 herangeführt und der in der Aufnahmemulde
15 liegende Kontaktteil-Rohling an das Trägerteil 13 angedrückt wird. Die hierfür
erforderliche Vorspannung kann im Einzelfall auch so klein sein, daß sie nicht zum
Abscheren des Kontaktteil-Rohlings 11 ausreicht. In diesem Fall wird die Zubringerfeder
31 so weit zusammengedrückt, daß die Anlagefläche 43 an der Ringscheibe 45 zur Anlage
kommt. Das Abscheren des Kontaktteil-Rohlings 11 erfolgt dann unter Vermittlung
der wesentlich stärkeren, als Tellerfeder ausgebildeten Andruckfeder 33, deren Aufgabe
es ist, den von der Zubringerfeder 31 auf den am Trägerteil 13 anliegenden Kontaktteil-Rohling
11 ausgeübten Druck auf einen zum Anschweißen ausreichenden Wert zu erhöhen. Dieser
Wert kann im Einzelfall ein Vielfaches, beispielsweise das 3- bis 4-fache der von
der Zubringerfeder 31 aufgebrachten Druckkraft sein. Die Andruckkraft der Andruckfeder
33 kann mittels des Rings 37 Justiert werden.
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Figur 2 zeigt eine schematische Teilansicht einer anderen Ausführungsform
einer Schweißvorrichtung, bei der die Bezugszahlen gleichwirkender Teile gegenüber
den Bezugszahlen nach Figur 1 um die Zahl 100 erhöht sind, so daß zur Erläuterung
der Wirkungsweise hierzu auf die Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen wird.
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Die Schweißvorrichtung unterscheidet sich im wesentlichen durch die
Ausgestaltung ihrer Betätigungseinrichtung 127, deren Zubringerfeder 131 gleichachsig
innerhalb einer Andruckfeder 133 angeordnet ist..Durch die Zubringerfeder 131 tritt
eine Stange 129, deren eines Ende in einer Führung 135 in Richtung der Zustellbewegung
einer an einer Halterung 107 gehaltenen bewegbaren Schweißelektrode 109 geführt
ist. Auf das andere, in Richtung eines Pfeils 125 von einem Antrieb her
betätigbare
Ende der Stange 129 ist ein Auflagerring 151 für das der Halterung 107 abgekehrte
Ende der Zubringerfeder 131 aufgeschraubt. Das andere Ende der Feder 131 sttitzt
sich an einem verschiebbar an der Stange 129 geführten Betätigungsorgan 141 der
Halterung 107 ab. Die Andruckfeder 133 ist in einem als Auflager dienenden, auf
die Stange 129 aufgeschraubten Ringsitz 153 gehalten. Während mit Hilfe des Auflagerrings
151 die Vorspannung der Zubringerfeder 131 einstellbar ist, kann mit Hilfe des Ringsitzes
153 der Abstand zwischen dem Betätigungsorgan 141 und dem vom Ringsitz 153 abgekehrten
Ende der Andruckfeder 133 eingestellt werden. Um die Zubringerfeder 131 vorspannen
zu können, kann die Schweißelektrode 109 in der im Zusammenhang mit Fig.1 erläuterten
Weise verrastet werden.
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Abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 1 kann die Verrastung
der bewegbaren Schweißelektrode auch durch Rasten bewerkstelligt werden, die mittels
an der Stange vorgesehener Nocken entriegelt werden.
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Fig. 2 zeigt darüber hinaus eine Rasteinrichtung, die anstelle der
Verrastung nach Fig. 1 oder auch zusätzlich bei sehr dünnem Drahtmaterial verwendbar
ist. Die se Rasteinrichtung weist eine in einer Führung 155 am Maschinenrahmen verschiebbar
gehaltene Raste 157 auf, die von einer Feder 159 in eine Ausnehmung 161 der Halterung
107 gedrückt wird. Die Form des in die Ausnehmung 161 eingreifenden Teils der Raste
157 ist so gewählt, daß die Halterung 107 durch quer zur Verschieberichtung der
Raste 157 angreifende Kräfte geeigneter Größe entriegelbar ist.