DE2841410A1

DE2841410A1 - Bogenschweissgeraet

Info

Publication number: DE2841410A1
Application number: DE19782841410
Authority: DE
Inventors: Donald Herbert Ettinger
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1977-10-04
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1979-04-12
Also published as: CA1120554A; US4163888A; JPS5462142A

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE Mimchei, 22. September 197B

DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS -^ ΟΟ/1/1Π

PATENTANWÄLTE ^ 2641410

Aktenzeichen: Unser Zeichen: ·? 2766

Anmelder: USM Corporation

Farmington, Connecticut 06032 Zustelladresse: 131 Elliott Street

Beverly, Mass.01915

USA

"Bogenschweißgerät"

90 9815/0757

Kanzlei: Hermstraße d5, München

284H10

Die Erfindung betrifft ein Schweißgerät, das besonders zum Anschweißen von Stehbolzen an Platten geeignet ist; sie betrifft insbesondere ein Bolzenschweißgerät, das der Bedienungsperson ermöglicht, Stehbolzen an Stellen anzuschweißen, die allgemein mit bekannten Schweißgeräten dieser Art unzugänglich waren.

Eins der allgemeinen Verfahren zur Befestigung von Bauteilen an der Oberfläche einer Metallplatte besteht darin, daß man Stehbolzen verwendet, die auf die Fläche aufgeschweißt werden und so ein entweder mit Gewinde versehenes oder ein T-förmiges Befestigungselement erzeugt, das von der Fläche vorragt. Diese Stehbolzen werden im allgemeinen durch Bolzenschweißgeräte, die von der Hand gehalten werden, aufgebracht.

90981 5/0757

Typisch für solche Geräte sind die in den US-PSen 3 645 419, 3 546 42o und 3 597 572 der Anmelderin beschriebenen Geräte.

Die Bolzenschweißgeräte nach dem Stand der Technik, auf die oben· Bezug genommen wird, haben sich für die meisten Verfahren, bei denen Bolzenschweißen verwendet wird, als angemessen erwiesen; dieser Gerätetyp erwies sich auch wirtschaftlich als erfolgreich. Jedoch tritt bei vielen Anwendungen das Problem auf, daß der Bolzen normal zu einer Fläche aufgebracht werden muß, die nur einen begrenzten Zugungsraum oberhalb der Fläche aufgrund der benachbarten Konstruktionsteile besitzt. Insbesondere auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus, wo dekorative Teile um gebogene Bereiche von relativ engen Fensteröffnungen angebracht werden müssen, ist die Blechfläche, auf die der Bolzen aufgeschweißt werden muß, für ein Bolzenschweißgerät nach dem Stand der Technik, wie es im Handel erhältlich ist, relativ unzugänglich. Daher gibt es an einer Autokarosserie sowie bei anderen Konstruktionen zahlreiche Gebiete, die sich für das Bolzenschweißen anbieten, wegen mangelnden Platzes im Schweißbereich für das Werkzeug jedoch niemals nach einem solchen Verfahren bearbeitet wurden.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher ein Bolzenschweißapparat, der Bolzen an eine Werkstückfläche anbringen kann, die für Bolzenschweißgeräte nach dem Stand der Technik unzugänglich war.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Bolzenschweißgerät zur Verfügung zu stellen, das eine einfache Konstruktion und leichtes Gewicht besitzt und den obengenannten Zweck erfüllt.

Wie man bei den üblicheren Bolzenschweißgeräten nach dem Stand der Technik (wie z.B. den in den obengenannten Patentschriften beschriebenen) feststellen kann, sieht die Konstruktion vor, daß im wesentlichen alle Bewegungen, die das Bolzenschweißverfahren erleichtern, in der Mittellinie des Bolzens oder der

909815/0757

Bolzenklemmhülse angeordnet sind. Die Anordnung der verschiedenen Elemente, die zur Erzeugung der Bewegung während eines Bolzenschweißvorgangs verwendet werden, sind deshalb auch auf der Mittellinie angeordnet und verursachen Störungen, wenn der Apparat zum Anbringen eines Bolzens auf eine Fläche eines Werkstücks verwendet wird, die nur eingeschränkten Raum oberhalb der Fläche aufweist.

Daher sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die mechanischen Teile, die zur Erzeugung der Bewegungen, welche das Bolzenschweißverfahren erleichtern, notwendig sind, in einem Gebiet abseits vom Bolzen oder von dem Klemmhülsenhalter angeordnet sind und im allgemeinen erstrecken sich die Elemente, die die Bewegung erzeugen, im wesentlichen in rechten Winkeln zur Mittellinie des Bolzens.

Die Vorrichtung weist allgemein einen Hauptkörper auf, der ein Ende zur Anlage am Werkstück besitzt und zur Erzeugung eines Bolzenschweißbogens mit einer Stromquelle verbunden ist. Am Enderdas am Werkstück anliegt ist eine Vorrichtung zum Ergreifen eines Bolzens vorgesehen; diese Vorrichtung zum Ergreifen eines Bolzens ist an einem Hebelarm befestigt, dessen Längsachse nicht mit der Bolzenachse ausgerichtet ist, wenn der Bolzen in der Bolzengreifvorrichtung angeordnet ist. Es ist eine Vorrichtung vorgesehen, um den Hebelarm in Querrichtung zu seiner Längsachse zu bewegen, um die Bolzengreifvorrichtung relativ zu einer Werkstückfläche zurückzuziehen, um die Schweißbogenbildung zwischen dem in der Bolzengreifvorrichtung gehaltenen Bolzen und der Werkstückfläche hervorzurufen. Das Gerät weist ferner eine Vorrichtung auf, um danach die Bolzengreifvorrichtung nach der Werkstückfläche vorzuschieben, um den darin gehaltenen Bolzen auf der Fläche zu befestigen.

Zu einem klaren Verständnis der Erfindung werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den Figuren beschrieben.

009815/0757

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von unten;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, die Einzelheiten der Konstruktion gemäß Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, ähnlich Fig. 2, die jedoch Einzelheiten der Konstruktion in einer Stufe während des Betriebs des Geräts zeigt;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, ähnlich der Fig. 2 und 3, die Einzelheiten der Konstruktion während einer anderen Stufe im ^aufe de=? Betriebs des Geräts zeigt;

Fig. 5 ist eine Seitenteilansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die Einzelheiten der Konstruktion darstellt;

Fig. 6 ist eine Seitenteilansicht ähnlich Fig. 5, die Einzelheiten der Konstruktion während eines Verfahrensschritts der Vorrichtung zeigt;

Fig. 7 ist ein Schnitt entlang 3^11-VII in Fig. 5, der weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist ein Schnitt entlang der Linien VIII-VIII in Fig. 5, der weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist ein Schnitt entlang IX-IX in Fig. 5; Fig. 1o ist ein Schnitt, der Einzelheiten eines Teils des in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Geräts zeigt, die zur besseren Klarheit in vergrößertem Maßstab dargestellt sind;

Fig. 11 ist eine Aufsicht auf die Konstruktion gemäß Fig. 1o und

Fig. 12 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 1o, der eine modifizierte Ausführungsform der Konstruktion gemäß Fig. 1o und 11 zeigt.

In den Figuren, insbesondere in den Figuren 1 bis 4, wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bogenschweißgerats gezeigt, das einen Hauptkörper 1o mit einem Paar gemeinsam

90981S/0757

sich erstreckender Rahmenteile 11 und 12 besitzt. Der Körper 1o weist eine obere Platte 13 auf, die die Rahmenteile 11 und 12 verbindet, und bei der dargestellten Ausführungsform sind die Teile 11 und 12 sowie die Platte 13 aus einem einzigen Metallblech geformt.

Ein Paar Schrauben 14, 15, dient zum Befestigen eines Winkelarms 16 oben auf der Platte 13 und zum Befestigen eines elektrisch betätigten Magneten 17 unten an der Platte 13. Ein Pistolenhandgriff 18 ist an der sich nach oben erstreckenden Flansch des Winkelarms 16 befestigt und erstreckt sich oberhalb des Hauptkörpers 1o des Schweißgeräts. Der Handgriff 18 kann aus einem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein und wird mit einem Abzug19 versehen, der mit einem (nicht dargestellten) Schalter, der innerhalb des Handgriffs angeordnet ist, verbunden ist.

Der Abzug 19 ist nach außen vom Handgriff federbeaufschlagt und wenn er vom Zeigefinger des Benutzers angepreßt wird, schließt er die Kontakte im Schalter, der mit einem Paar Leitungsdrähten 2o, 21 verbunden ist. Der Schalter kann von irgendeinem bekannten Typ sein, der Kontakte besitzt, die den Kreis beim Drücken des Abzugs 19 schließen können und ihn öffnen, wenn der Abzug 19 in die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung zurückgekehrt ist.

Zurückkommend auf die Rahmenteile 11 und 12 ist festzustellen, daß das Hinterende jedes Teils mit einem Stift 22 verbunden ist, der sich durch jedes Teil und durch das Ende eines Hebelarms 23 erstreckt, der mitten zwischen den Rahmenteilen und sich mit Ihnen gemeinsam erstreckend angeordnet ist. Ein Paar Isolierbuchsen 24 und 25 dienen dazu, den Hebelarm in Abstand zu den Rahmenteilen zu halten.

An dem dem Stift 22 gegenüberliegenden Ende des Hebelarms 23 ist ein Empfangs- oder Aufnahmeblock mit einer darin gebildeten

909815/0757

kreisförmigen Bohrung 27 im wesentlichen in rechten Winkeln zum Hebelarm angeordnet. Eine Klemmhülse 28, die einen Bolzen ergreift, ist in der Bohrung 27 aufgenommen und mittels einer Feststellschraube 29, die durch die Wand des Blockteils 26, die die Bohrung 27 bildet, hindurchgeschraubt ist, an der Stelle gehalten.

Das untere Ende der Klemmhülse 28 weist mehrere federartige Finger auf, die einen Bolzen S aufnehmen und greifen, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.Der obere Teil der Klemmhilse 28 weist Innengewinde zur Aufnahme einer Justierschrai.be 3o kombiniert mit einer Sperrmutter 31 auf. Die "Justierschraube 3o kann in die Klemmhülse 28 hineinbewegt oder aus ihr herausbewegt werden, um die Länge des Bolzenteils S, die sich von der Hülse erstreckt, zu begrenzen, wenn verschieden lange Bolzen in dem Gerät verwendet werden.

Am vorderen Ende des Hauptkörpers 1 ο ist ein im wesentlichen U-förmiges Teil 32 mit dem vorderen Ende der Rahmenteile 11 und 12 verbunden. Das U-förmige Verbindungsteil 32 besitzt ein unteres Teil , das um die Hülse 28 herumgeformt ist und so einen Funkenschutzschild in geringem Abstand zur Klemmhülse zu bilden.

Die Rahmenteile 11 und 12 weisen jeweils eine nach innen gebogene Flansch 34 , 35 auf, die eine mit Gewinde versehene Bohrung enthalten. Ein Paar Justierschrauben 36, 37 wird in die Flanschen34, 35 eingedreht und ein Paar Sperrmuttern 38, 39 hält die Schrauben in der eingestellten Stellung.

Der Winkelarm 16 weist an jeder Seite ein Paar Lappen 4o, 41 auf, die sich nach vorne und oberhalb der Flanschen 34 bzw. 35 erstrecken. Die Lappen 4o, 41 weisen an ihrer Unterseite ein rohrförmiges Teil 42 bzw. 43 auf, das aus einem

909815/0757

isolierenden Material hergestellt ist. Ein Paar Spiralfedern 44, 45 werden von den rohrförmigen Teilen 42, 43 aufgenommen.

Wie man am besten aus Fig. 2 sieht, weist der Hebelarm 23 ein Querteil 46 auf, das sich nach beiden Teilen des Hebelarms erstreckt und zwischen den rohrförmigen Teilen 42 und 43 und den Flanschen 34, 3 5 angeordnet ist. An jeder Seite des Querteils 46 ist ein Stutzen 47 bzw. 48 angebracht, der aus isoliertem Material hergestellt ist und sich durch den Ouerarm 46 hindurch erstreckt. Die Stutzen 47, 48 weisen Kopfteile auf, die sich unterhalb des Querarms befinden, um als Anschlag für die Justierschrauben 36, 37 zu dienen, während sich der Schaftteil vom Ouerarm nach oben erstreckt, um die Spiralfedern 44 bzw. 45 aufzunehmen.

Aufgrund dieser Anordnung wird der Hebelarm 23 durch die Spiralfedern 44, 45 nach unten in eine Stellung beaufschlagt, in der die Justierschrauben 36, 37 in Kontakt mit den isolierten Stutzen 47, 48 treten.

Ungefähr auf halbem Weg zwischen der Klemmhülse 28 und dem Drehbolzen 22 ist der bewegliche Zylinder der Magnetspule 17 an dem Hebelarm 23 mittels eines Stifts 49 befestigt. Eine Netzleitung 5o ist ebenfalls mit dem Hebelarm 23 verbunden und dient zur Zuführung des Schweißstroms nach dem Hebelarm hin während der Betätigung des Geräts.

Ein Paar Drähte 51, 52 verbinden den Magneten 17 mit einem Steuerkreis, der aus Gründen der größeren Einfachheit fortgelassen wurde.

In der Praxis kann der Kreis, in dem die Leitungsdrähte 2o, 21, die Spulendrähte 51, 52 und die Netzleitung 5o verbunden sind, nach dem Lehren des Standes der Technik gebildet werden und braucht hier deshalb nicht im Einzelnen erläutert zu

909815/0757

werden, da er nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Zum Beispiel kann der in der US-PS 3 582 6o2 beschriebene Kreis leicht modifiziert werden, um durch Betätigung des Abzugs 19 den Magneten 17 und die Metzleitung 15 unter Strom zu setzen* um die gewünschte Betätigung der obenbeschriebenen Elemente hervorzurufen, wie im einzelnen in der unten gegebenen Beschreibung des Betriebs des Schweißgeräts erläutert wird.

Die Arbeitsweise des Geräts läßt sich am besten anhand der Figuren 2, 3 und 4 erläutern. Gemäß Fig. 2 soll ein Stehbolzen S mittels des Bolzenschweißverfahrens an die Oberfläche W des Werkstücks angesetzt werden. Der Bolzen S wird in die Klemmhülse 28 eingesetzt und die Justierschraube so gedreht, daß der Bolzen leicht unten über den Fttnkenschutzschild übersteht. Wenn der Bolzen S auf die Oberfläche W des Werkstücks aufgesetzt wird, verursacht der abwärts gerichtete Druck auf den Griff 18, daß der Hebelarm 23 um den Drehbolzen 22 schwenkt und die Federn 44, 45 zusammendrückt, bis das Funkenschutzschild die Oberfläche W des Werkstücks berührt, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Justierschrauben 36, 37 wurden so angeordnet, daß noch Raum zwischen dem Querteil 46 und den rohrförmigen Teilen 42, 43 bleibt.

Man bemerkt, daß durch das Schwenken des Hebelarms 23 der Stift 49 seine Stellung verändert, wodurch sich der Magnet— anker in den Magnetkörper bewegt. Wie jedoch oben festgestellt wurde, wird nicht der gesamte Spalt verschoben, der beim Fertigmachen des Geräts justiert und eingestellt wurde.

Wie in Fig. 4 gezeigt, bewirkt das manuelle Drücken des Abzugs 19, daß der (nicht dargestellte) Schalter im Griff geschlossen wird, der den mit den Leitungsdrähten 2o, 21 verbundenen Kreis schließt. Der Kreis ist so angeordnet, daß die Netzleitung 5o unter Strom gesetzt und der Magnet 17 ebenfalls durch die Leitungen 51, 52 erregt wird. Die Erregung des Magneten bewirkt, daß der Hebelarm 23 angehoben wird, welcher sich um den Drehbolzen 22 verschwenkt, und der Bolzen

90981S/0757

von der Oberfläche W des Werkstücks angehoben oder verschoben wird.

Wenn der Bolzen S von der Oberfläche W des Werkstücks angehoben wird, fließt ein elektrischer Bogen von der Oberfläche W des Werkstücks nach dem Bolzen S. Die Wärme des Lichtbogens, die die Oberfläche W des Werkstücks und den Bolzen S zum Schmelzen bringt, erzeugt eine geschmolzene Metallfläche am Ende des Bolzens und ein kleines Schmelzbad von geschmolzenem Material an der Oberfläche des Werkstücks. Mach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, die in Millisekunden gemessen werden kann, wird der Kreis unterbrochen und der Magnet 17 vom seimer Stromquelle abgeschaltet, was bewirkt, daß die Federn 44 und 45 den Hebelarm 23 um den Schwenkpunkt am Drehbolzen 22 nach unten drücken. Aufgrund der Abwärtsbewegung des Arms 23 wird das geschmolzene Ende des Bolzens S in das geschmolzene Metall an der Oberfläche W des Werkstücks eingetaucht und so das Bolzenschweißen zu Ende geführt.

In dem Fig. 5 bis 8 wird, eine andere Äusführungsform gemäß der Erfindung mit einer Bolzemzuführautoeatik dargestellt, die in eine ähnliche Konstruktion eingebaut wurde, wie die oben anhand der Figuren Ί bis 4 beschriebene.

Die Äusführungsform gemäß Fig. 5 bis 8 weist ein dekoratives Gehäuse 53 auf, das für die Bedienungsperson einem Handgriff bildet und die verschiedenen Arbeitselemente des Schweißgeräts enthält.

Innerhalb des Gehäuses 53 ist ein Hauptkörper 54 mit einem Paar Rahmenteilen 55, 56 angeordnet, die zwischen den Wänden des Gehäuses 53 gehalten werden. Zusätzlich zu den Rahmenteilen 55, 56 weist der Hauptkörper 54 des Schweißgeräts eine obere Platte 57 auf, die an einem Elektromagneten 58 befestigt ist. Der Magmet 58 ist am hinteren Ende an der Platte 57 mittels eimer Schraube befestigt und eine Schraube 6o am vorderem Ende des

§09815/0757

Magnets dient zur Befestigung des Magnets und eines Arms

61 an der Platte.

Am hinteren Ende des Hauptkörpers 54 ist ein Stift 62 zwischen den Rahmenteilen 55 und 56 befestigt. Ein Hebelarm 63 mit Armteilen 64 und 65 ist mittels eines Stifts

62 am Hauptkörper 54 befestigt und wird durch ein Paar von isolierter Abstandsstücken 66, 67 im Abstand von den Rahmenteilen 55, 56 gehalten. Die Armteile 64, 65 erstrecken sich von Stift 62 aus nach vorne und sind an einem Aufnahme- und Empfangsblock 68 befestigt, der im vorderen Ende des Schweißgeräts angeordnet ist. Der Aufnahme- oder Empfangsblock 68 wfiist eine kreisförmige Bohrung 69 auf, die mit einem geeigneten Gewinde zur Aufnahme einer Klemmhülse 7o, die den Bolzen hält, versehen ist.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform endet jedes Armteil 64, 65 U-förmig unter Bildung eines Funkenschutzschilds 71, wie am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Ebenso wie in der vorstehenden Ausführungsform sind die Armteile 64 und 65 im wesentliehen auf halben Weg zwischen dem Drehbolzen 62, um den sich der Hebelarm 63 dreht, und der Klemmhülse 7o mittels eines Stifts 72 an dem beweglichen Teil des Magneten 58 befestigt.

Aus Fig. 9 ersieht man, daß zusätzlich zu den Armteilen 64, 65 ein Paar Verbindungsteile 73, 74 drehbar am Drehbolzen 72 an ihrem einen Ende befestigt sind , während ihr anderes Ende schwenkbar an einem Stehbolzen-Zuführungsarm 75, der Seitenteile 76 und 77 aufweist, befestigt ist. Die Seitenteile 76, 77 erstrecken sich nach vorne bis zu einem Punkt oberhalb des FunkenschutzSchilds 71, wo sie von einem mit Schlitz versehenen zylindrischen Knauf 78 aufgenommen und von einem Stift 79 gehalten werden.

Der geschlitzte Knauf 78 ist mit einer Bolzenzuführungsstange 8o verbunden, die sich nach unten in die kreisförmige Bohrung

909816/07S7

χ 284Η10

IC

69 erstreckt. Die Bolzenzuführungsstange 80 hat einen etwas geringeren Durchmesser als die Bohrung 69, so daß sie im Gleitsitz in die Bohrung paßt, während der Knauf 78 weiter als die Bohrung ist und einen Schulterteil aufweist, der in Kontakt mit dem Block 68 steht, um die Erstreckung der Stange in die Klemmhülse Io bis auf einen Punkt benachbart zum Ende der Klemmhülse zu begrenzen, wie in Fig. 5 dargestellt.

Aus Fig. 5 in Zusammenhang mit Fig. 7 ist ersichtlich, daß ungefähr auf halbem Wege zwischen dem Verbindungspunkt des Magneten 58 mit dem Hebelarm 63 und dem Empfangs- oder Aufnahmeblock 68 die Armteile 64, 65 sich nach oben erstrecken und eine Sattelplatte 81 bilden, auf der ein doppelt wirkender Luftzylinder 82 angebracht ist. Der Zylinder 82 hat eine Kolbenstange 83, die nach unten zwischen den Seitenteilen 76 und 77 des Stehbolzen-Zuführungsarms 75 vorragt und ist über einen Verbindungssteg 84 schwenkbar an dem Bolzen-Zuführungsarm befestigt.

In Zusammenhang mit Fig. 7 wird ersichtlich, daß der Hebelarm 63 auf ähnliche Weise wie bei den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen nach der Oberfläche des Werkstücks hin federbeaufschlagt ist. Wie hier dargestellt, weisen die Rahmenteile 55, 56, ein Paar untere Flanschen 85 bzw. 86 auf, in die Justierschrauben 87, 88 eingeschraubt sind. Der obere Bereich der einzelnen Rahmenteile 55, 56 weist ein paar obere Flanschen 89 bzw. 90 auf, die jeweils an ihrer Unterseite ein rohrförmiges Teil 91, 92 besitzen. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist der Hebelarm 63 ein Paar isolierte Bolzen 93, 94 auf, bei denen sich ein Teil nach oben erstreckt, um ein Paar Spiralfedern 95, 96 aufzunehmen, die ihrerseits von den rohrförmigen Teilen 91, 92 aufgenommen werden. Der untere Teil der Bolzen 93, 94 dient ferner als Anschlag für die Justierschrauben 87, 88.

909815/0757

284Η10

Wie man am besten den Figuren 5 und 6 entnehmen kann, ist eine biegsame Luftleitung 97 an eine geeignete Druckluftquelle angeschlossen und mit dem Zylinder 82 verbunden; ferner sind elektrische Verbindungen mit dem Magneten 58 und dem Hebelarm 63 ähnlich wie bei der oben erwähnten Ausführungsform vorhanden. Ein Auslöser 98 dient zur Betätigung eines in dem Gehäuse 53 angeordneten Schalters, der mit einem Kreis verbunden ist, welcher die Tätigkeiten des Geräts der Reihe nach steuert, wie im folgenden beschrieben wird. Die verschiedenen Elemente des Schaltkreises brauchen im einzelnen nicht erläutert zu werden, da zahlreiche Anordnungen dieser Art zusammen mit der Erfindung verwertet werden können, um die erwünschten Ergebnisse zu erhalten und diese Elemente an sich nicht Teil der Erfindung sind.

In den Figuren 10 bis 12 wird eine automatische Bolzenzuführanordnung dargestellt, in der eine Bolzenzuführleitung 99 mit dem Aufnahme- oder Empfangsblock 68 verbunden ist. Die Bolzenzuführleitung 99 besteht im allgemeinen aus biegsamem Material und besitzt eine Innenbohrung 100, die T-förmig ist, um mit Köpfen versehene Bolzen aufzunehmen, wenn sie in einer Richtung normal zu ihren Bolzenachsen durch die Leitung zugeführt werden. Die Bolzenzuführleitung 99 kann mittels irgendeiner geeigneten Vorrichtung, die eine rasche Abtrennung des Geräts von dem Zuführschlauch ergibt, mit dem Aufnahmeoder Empfangsblock 68 verbunden werden. Wie dargestellt, paßt die T-förmige Innenbohrung 100 des Zuführschlauchs 99 mit einer ähnlichen T-förmigen Bohrung 101 im Aufnahme- oder Empfangsblock 68 zusammen. Die T-förmige Bohrung 101 im Aufnahmeblock 68 durchschneidet die kreisförmige Bohrung 69, in der der Kopfbolzen achsial nach der Hülse 70 geleitet wird. Die Federwirkung der Hülse 70 bewirkt, daß der Bolzen am Platz gehalten wird, wobei der Durchmesser des Bolzenkopfs etwas größer ist als der Innendurchmesser der Hülse.

909815/0757

284H10

Es ist zu bemerken, daß die T-förmige Bohrung 101 in dem Aufnahmeblock 68 die kreisförmige Bohrung 69 in einem leicht nach unten gerichteten Winkel durchschneidet.

Es wurde festgestellt, daß durch Einführung dieses nach unten gerichteten Winkels beim Schnitt der Bohrung 69 mit der T-förmigen Bohrung 101 Bolzen, die mittels Druckluft durch die Zuführleitung 99 zugeführt werden, weniger Neigung zum Verklemmen am Schnittpunkt der beiden Bohrungen besitzen und aufgrund des leichten Winkels, der der Zuführbahn gegeben wird, besser ausgerichtet sind, um den Stoß von der Bolzenzuführstange 80 aufzunehmen.

Es wurde gefunden, daß im allgemeinen ein Winkel von 1/2 bis 5 ausreicht, um den Bolzen in die kreisförmige Bohrung 69 so einzuführen, daß die auftretenden Fälle von Verklemmen in dem Gerät minimal gehalten werden.

In Figur 10 erstreckt sich die Bolzenzuführungsleitung 99 nach oben und erreicht den Aufnahmeblock 68 in einem nach oben gerichteten Winkel, während in Figur 12 eine andere Anordnung dargestellt ist, in der die Bolzen-Zuführungsleitung im wesentlichen rechtwinklig zur kreisförmigen Bohrung 69 verläuft. Jedoch wird in beiden Fällen der nach unten gerichtet Winkel des Schnitts der T-förmigen Bohrung 101 mit der kreisförmigen Bohrung 69 in dem Aufnahmeblock eingehalten, um eine verbesserte Zuführungsbahn zu schaffen, die zu geringeren Störungen bei dem Zuführvorgang führt.

Gemäß den Figuren 5 und 6 ist das Gerät im Betrieb ähnlich mit einem Steuerkreis verbunden, wie das vorher in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 beschriebene Gerät. Jedoch ist zusätzlich der doppelwirkende Zylinder 82 an eine geeignete Druckluftquelle durch die Luftleitung 97 angeschlossen und die Bolzen-Zuführungsleitung 99 ist an einen Vorrat von mit Kopf versehenen

909815/0757

- >6 -4J

Bolzen angeschlossen, die so angeordnet sind, daß sie mittels* Druckluft durch die Bolzenzuführungsleitung nach dem Empfangsblock 68 geführt werden. Die Zuführung der Bolzen wie auch die Tätigkeit des doppelwirkenden DruckluftZylinders 82 können mittels irgendeiner passenden Steuerkreisanordnung durchgeführt werden. Die Steuerkreisanordnung kann auch eine Modifizierung der -in der US-PS 3582602 beschriebenen sein, um die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise zu erreichen; die Modifizierung kann der Fachmann aufgrund seiner Fähigkeit ohne weiteres durchführen.

In der Ausgangsstellung, die in Figur 5 gezeigt wird , wurde ein Stehbolzen S mit der Oberfläche W des Werkstücks verschweißt und das Gerät wird gerade von der Oberfläche des Werkstücks zurückgezogen, wobei der Bolzen S aus der Hülse 70 herausgezogen wird. Wenn das Gerät von dem angeschweißten Bolzen S entfernt ist, wird dem Steuerkreis entweder manuell oder automatisch, wie z.B. durch Unterbrechung der Erdung zwischen dem Gerät und der Oberfläche W des Werkstücks,ein Signal zugeführt und ein "Fertig"-Zustand im Steuerkreis herbeigeführt. In diesem Punkt wird der Zylinder 82 aktiviert und zieht sich zurück, wodurch die Kolbenstange 83 die Seitenteile 76, 77 anhebt; dies führt dazu, daß die Bolzenzuführstange in die in Figur 6 gezeigte Stellung zurückgezogen wird. Auf diesen Vorgang hin wird ein Bolzen mittels Druckluft durch die Bolzen-Zuführungsleitung 99 in den Aufnahmeblock 68 geführt, der beim Schnitt der T-förmigen Bohrung 101 im Block mit der kreisförmigen Bohrung 69 einrastet. Der doppelwirkende Zylinder 82 wird dann erregt, um die Kolbenstange 83 zurückzuziehen und die Bolzenzuführungsstange wird in die in Figur 5 gezeigte Stellung abgesenkt, was den Bolzen S in Eingriff mit dem Endteil der Hülse 70 treibt.

Der Luftdruck wird am Zylinder 82 aufrechterhalten und das Gerät wird nun auf eine Weise betätigt, die im wesentlichen mit dem Betrieb des in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Geräts übereinstimmt.

909815/0757

ZO

Der Bolzen S wird, wie in Figur 5 dargestellt, zur Oberfläche W geführt und ein leichter Druck wird auf das Gerät ausgeübt, bis das Funkenschutzschild 71 die Oberfläche W des Werkstücks berührt. Dies führt dazu, daß der Hebelarm 63 nach oben bewegt wird und'den Magnetanker mechanisch in den Magnetkörper verschiebt, wie dies auch bei der vorherigen Ausführungsform der Fall ist. Der Auslöser 98 wird dann gedrückt, was bewirkt, daß der Hebelarm 63 erregt wird und der Magnet 58 hebt den Bolzen und entfernt ihn von der Oberfläche W des Werkstücks, um den Bogen zu erzeugen. Danach bewegen die Federn 95, 96 den Hebelarm 63 unter Druck nach unten und der Bolzen S wird in das Bad aus geschmolzenem Metall eingetaucht, wodurch er bleibend an der Oberfläche W des Werkstücks befestigt wird.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß selbst mit den Abänderungen der Figuren 5 bis 12 das Gerät einfach betrieben werden kann und ein Werkzeug darstellt, dessen Bolzensetzteil in bisher unzugängliche Bereiche zum Setzen von Kopfbolzen eingeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Bogenschweißgerat zur Verfügung gestellt, das zum Setzen von Bolzen an einer Werkstück-Oberfläche verwendet wird. Das erfindungsgemäße Gerät erlaubt es der Bedienungsperson, einen Bolzen an einen Bereich eines Werkstücks zu schweißen, der bisher für bekannte Schweißpistolen des üblichen Typs unzugänglich war. Dies erreicht man im wesentlichen dadurch, daß man die Hülse, die den Bolzen ergreift, im Bezug zu den Betriebselementen des Geräts so anordnet, daß, wenn der Bolzen normal zu einer Werkstück-Oberfläche angeordnet ist, die Betriebselemente seitlich vom Bolzen versetzt sind.

909815/0757

Claims

Patentansprüche

Bogenschweißgerät mit einem Hauptkörper mit einem an einem Werkstück anliegenden Ende, einer Vorrichtung zur Verbindung des Geräts mit einer Stromquelle zur Erzeugung eines Bolzenschweißbogens und einer Vorrichtung zum Ergreifen eines Bolzens, die an dem Ende der Schweißpistole, die an dem Werkstück zur Anlage gelangt, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (28; 70) zur Ergreifung des Bolzens an einem Hebelarm (23; 63) befestigt ist, dessen Längsachse mit der Bolzenachse nicht ausgerichtet ist, wenn der Bolzen in der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) angeordnet ist,daß eine Vorrichtung (17; 58) zur Bewegung des Hebelarms (23; 63) in einer Richtung quer zu seiner Längsachse vorgesehen ist, um die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) von einer Werkstück-Oberfläche (W) zurückzuführen und einen Schweißbogen zwischen dem darin gehaltenen Bolzen (S) und der Werkstückfläche (W) zu bilden, und eine Vorrichtung (44, 45; 35,36) vorgesehen ist, um die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) nach der Werkstückoberfläche (W) zu drücken, um einen darin gehaltenen Bolzen (S) an der Werkstückoberfläche (W) zu befestigen.
2. Bogenschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Hebelarms mit der Bolzenachse im wesentlichen einen rechten Winkel bildet, wenn der Bolzen in der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) angeordnet ist.

Kanzlei: Herrnstraße 15, München 22

ORiGiNAL WSPECTED
3. Bogenschweißgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Vorrichtung zur Bewegung des Hebelarms (23; 63) einen Magneten (17; 58) enthält, der zwischen dem Hauptkörper (10; 54) des Schweißgeräts und dem Hebel (23; 63) angeschlossen ist.
4. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch' gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Drücken der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) nach der Werkstückoberfläche (W) eine Feder (44, 45; 95, 96) enthält, die zwischen dem Körper (10; 54) und dem Hebelarm (23; 63) angeordnet ist.
5. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) an einem Ende des Hebelarms (23; 63) befestigt ist und das entgegengesetzte Ende des Hebelarms (23; 63) schwenkbar mit dem Hauptkörper (10; 54) des Schweißgeräts befestigt ist.
6. Bogenschweißgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (17; 58) zur Bewegung des Hebelarms (23; 63) zwischen dem einen Ende des Hebelarms und dem gegenüberliegenden Ende des Hebelarms angeordnet ist.
7. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Drücken der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) nach der Werkstückoberfläche (W) hin zwischen der Vorrichtung (17; 58) zur Bewegung des Hebelarms (23; 63) und dem einen Ende des Hebelarms, an dem die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) befestigt ist, angeordnet ist.
8. Bogenschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung des Hebelarms (23; 63) einen Magneten (17; 58) enthält, der zwischen dem Hauptkörper (10; 54) des Geräts und dem Hebelarm (23; 63) angeordnet ist, und die Vorrichtung zum Drücken der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) nach der Werkstück-Oberfläche (W) hin eine Feder (44, 45; 95, 96) aufweist, die zwischen dem Hauptkörper (10; 54) des Geräts und dem Hebel-

90981 5/0757

~³~ 2041410

arm (23; 63) angeordnet ist.
9. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) an einem Ende des Hebelarms (23; 63) befestigt ist und das gegenüberliegende Ende des Hebelarms schwenkbar mit dem Hauptkörper (10; 54) des Schweißgeräts verbunden ist.
10. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere '), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (17; 58) ?ur Bewegung des Hebelarms (23; 63) zwischen dem anderen Ende des Hebelarms und dem gegenüberliegenden Ende des Hebels angeordnet ist.
11. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (80,99,100,101) zur aufeinanderfolgenden Zuführung von Bolzen (S) nach der Bolzengreifvorrichtung (28; 70) vorhanden ist.
12. Bogenschweißgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Zuführung der Bolzen (S) eine Stange (80), die zu einer hin- und hergehenden Bewegung aus einer ersten Stellung entfernt von der Bolzengreifvorrichtung (28;70) in eine zweite Stellung innerhalb der Bolzengreifvorrichtung (28;7O) angebracht ist, und eine Vorrichtung (15) enthält, die an dem Hebelarm (23; 63) zur Bewegung der Stange (80) zwischen der ersten und der zweiten Stellung angebracht ist.
13. Bogenschweißgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hin- und hergehende Stange (80) an einem zweiten Arm (75) angebracht ist, wobei sich dieser Arm benachbart zu dem Hebelarm (23; 63) und mit diesem erstreckt und die Bolzengreifvorrichtung (28; 70) mit einem Ende des Hebelarms (23; 63) verbunden ist und das gegenüberliegende Ende des Hebelarms an dem Hauptkörper (10; 54) der Schweißvorrichtung befestigt ist.

909815/0757

2041410
14. Bogenschweißgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, insbesondere 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (75) eine Stange (80) aufweist, die mit seinem einen Ende verbunden ist, und das gegenüberliegende Ende des zweiten Arms (75) am Verbindungspunkt des Hebelarms (23, 63) mit dem Hauptkörper (10; 54) des Schweißgeräts mit dem Hauptkörper (10; 54) verbunden ist.
15. Bogenschweißgerät zum Anschweißen von Kopfbolzen an eine Werkstück-Oberfläche, wobei die Bolzen nacheinander in eine Bolzenhaltehülse eingeführt werden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnahmeblock (26; 68) vorgesehen ist, der eine erste zylindrische Bohrung (27, 69), durch welche ein Bolzen (S) achsial in Abwärtsrichtung nach der Hülse (28; 70) geführt wird, und eine zweite Bohrung (101) aufweist, die in dem Block (26; 68) gebildet ist und einen im wesentlichen T-förmigen Innenquerschnitt besitzt, um einen Kopfbolzen (S) , der darin in einer Richtung normal zur Bolzenachse geführt wird, aufzunehmen, wobei die zweite Bohrung (101) nach unten gerichtet ist und einen Winkel im Bereich von 0,5 bis 5 bildet, um die erste Bohrung (24; 69) zu schneiden.
16. Bogenschweißgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Stange (80) vorgesehen ist, deren eines Ende von einem Punkt oberhalb des Schnittpunkts der ersten (27; 69) mit der zweiten (101) Bohrung in eine Stellung in der Hülse (28; 70) bewegbar ist, um in Kontakt mit dem Kopf des Bolzens zu gelangen, der an der Kreuzung von erster und zweiter Bohrung angeordnet ist, und den Bolzen (S) in die Hülse (28; 70) zu bewegen.

909815/0757