DE3103543C2

DE3103543C2 - Elektrisches Bolzenanschweißgerät

Info

Publication number: DE3103543C2
Application number: DE3103543A
Authority: DE
Inventors: Ernst Günter Ing.(grad.) 5750 Menden Jordan
Original assignee: Obo Bettermann OHG
Current assignee: Obo Bettermann OHG
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3103543A1; NL191113B; NL191113C; US4441007A; GB2092044B; GB2092044A; NL8200236A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bolzenan schweißgerät nach dem Oberbeg, ff des Patentanspru

ίο ches 1.

Bei einem aus der DEPS 25 1^407 bekannten Bolzenanschweißgerät vorbeschriebener Gattung, von dem die Erfindung ausgeht, ist innerhalb des Gerätegehäuses ein Betätigungsteil mit einem Ende an einem manuell betatigbaren Auslösegriff angelenkt, während das andere Ende des Betätigungsteiles an dem Schweißkolben in der Weise in Anlage gehalten ist. daß bei Betätigung des Alislosegriffs der Sciiweißkolben zusammen mit dem Bol/enhalter und einem in diesen eingesetzten Schweißbol/cn entgegen der Kraft der Fedei etwa in die Arbeitsstellung gebracht wird und bei weiterer Betätigung des Auslösegnffes der Schweißkol ben freikommt und zum Aufschweißen des Schweißkol bens nach vorne gedruckt wird.

^5<> Diese revolverab/ugartig wirksame Betäligungsvor richtung führt aber schon nach einer geringen Anzahl von in rascher Folge hintereinander durchgeführten Schweißoperationen /u erheblichen Ermudungserschei nungen des den Abzug betätigenden Fingers. Zudem besteht hierbei die Gefahr, daß das Gerät bereits st hon ausgelöst, d. h. der Schweißvorgang eingeleitet wird, ■ bevor das Schweißgerät am Werkstück, an welchem ein Bolzen angeschweißt Werden soll, lageriehlig positioniert ist.

Auch besieht während des Auslösens die Gefahr einer Lageveränderurig des zuvor lagerichtig positionierten Gerätes.
Außerdem haben derartige bekannte Bolzenan-

schweißgerät, die nach dem Kondensaiorentladungsprinzip arbeilen, den Nachteil, daß di'rch Verschleiß an den mechanischen, auf den Schweißstromkreis-Schalter wirksamen Steuerungen bedingt die Kondensator-Entladung gegenüber dem Auftreffzeitpunkt des Bolzens auf das We'ksiück sich ständig ändernd nach- oder voreilt.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Erhöhung der Funktionssicherheit eine erheblich einfachere und bequemere Bedienbarkeit anzustreben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch ' angegebenen Merkmale.

Mit dem erfindungsgemäßen Bolzenanschweißgerät wird der Vorteil erreicht, daß einerseits zum Zurückführen des Schweißkolbens und zum Spannen des recht kräftigen, auf den Schweißkolben wirksamen Federelementes beide Hände benutzt werden können, derart, daß das am Werkstück abgestützte Gerät lediglich durch Andrücken des Gerätegehäuses an das Werkstück in die Schweißbereitschaftslage gebracht werden kann, woraus eine wesentlich einfachere Handhabung als bislang resultiert.

Andererseits ist sichergestellt, daß das Gerät nicht mehr vorzeitig ausgelöst werden kann, und zwar bevor es nicht in Schweißposition gebracht worden ist.

Eine sowohl fertigungstechnisch günstige als auch besonders funktionstüchtige, einfache Gestaltung des Betätigungsorgans besteht darin, daß dieses als zum Schweißkolben achsparallel begrenzt verstellbar gelagerte und in der vorderen Endsteliung über die Bol/enhalterung mit eingesetzten Bolzen hinaus vorstehende Stange ausgebildet ist.

Zur weiteren Vereinfachung der Geräte-Handhabung ist es ferner vorteilhaft, wenn dem Betätigungsorgan ein dieses in seine vordere Endstellung drängender Kraftspeicher zugeordnet ist.

Hierdurch wird das Betätigungsorgan selbsttätig in die Ausgangsposition zurückgestellt. Es ist also nicht nötig, das Betätigungsorgan von Hand in Ausgangsposition /u verbellen. Hier/u kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausfuhrungsform dadurch, daß als Kraftspeicher für das Betätigungsorgan cmc auf letzteres aufgesteckte, mit Vorspannung angeordnete, mit dem einen Endteil an einer Schulter des Bctäiigungsorganes und mit dem anderen Endteil am Gerätegehäuse sich abstützende Schraiibjiidruckfeder ang :ordnet ist.

Eine bevorzugte, robink- Gestallung /ur lösbaren Kupplung des Betatigur.gsorganes mit dem Schweißkolben ist dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsorgan eine von einem Au'löser beeinflußbare Klinke gehaltert ist. die in der vorderen Endstellung des Betiitigungs^rganes in eine Raste des .Schweißkolbens zwangsläufig eingreift.

Dabei ist es /ur weiteren Erhöhung der Lebensdauer vorteilhaft, wenn die Klinke an ihrem freien F.nde eine drehbar gelagerte Stützrolle trägt und vorzugsweise ferner die Hanke der Raste, an der sich die eingreifende Klinke abstützt, eben und /ur Längsachse des Schwcißkolbens rechtwinklig gerichtet angeordnet ist. Zur weiteren Erhöhung der funktionssicherheit des vorbeschriebenen Gerätes ist eine vorteilhafte und eifiridensche Ausgestaltung .dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsorgan, Weiches gegenüber dem Schweißkolben und dem Gerätegehäuse elektrisch isoliert ist, und am Gehäuse miteinander korrespondier rende Kontaktelemfcnte vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß s'c lediglich in der hinteren Endsiellung des Betätigungsorganes mittelbar eine Schließung des Schweißstromkreises bewirken.

Durch diese Maßnahmen ist nunmehr erstmalig sichergestellt, daß der Schweißstromkreis nur dann geschlossen werden kann, wenn das Gerat in eine lagerichtige Position zum Werkstück gebracht worden ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens einer der miteinander korrespondierenden Kontakte am anderen Kontakt sich unter Federspannung kraftschlüssig abstützt. Hierdurch kann der Gerätekopf problemlos gegen einen anderen, dem jeweiligen Werkstück und/oder Werkstoff angepaU'en Gerätekopf ausgetauscht werden, ohne daß hierbei die elektrische Leitung mühsam getrennt und wieder verbunden werden muß.

¹^ Eine weitere vorteilhafte Gestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes besteht darin, daß ein in seiner wirksamen Länge einstellbares Betätigungsorgan vorgesehen ist.

Dies ermöglicht den Halteabstand des anzuschweißenden Bolzens vom Werkstück vor dem Auslösen des Gerätes zur Veränderung des Bestr.ieunigungsweges und somit der Auftreffgeschwindigkeit des Bolzens nach dem Auslösen des Gerätes auf dem Werkstück den jeweiligen Erfordernissen exakt anzupassen.
Hierzu kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung dauurch. daß das Betätigungsorgan am freien Endteil eine längs des Betätigungsorganes verstell- und feststellbare Kappe trägt.

Zudem ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gerätes zu dessen lagerichtiger Anordnung am Werkstück, an welchem ein Bolzen angeschweißt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan am freien Ende einen mehrere, mit Abstand nebeneinander und niveaugleich angeord-

^r' nete Abstüt/stellen aufweisenden Abstandhalter trägt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung zur weiteren Vereinfachung der Handhabung und zur Erhöhung der Funktionssicherheil besteht dann, daß ein elektrischer Auslöser vorgesehen ist. der vorzugsweise zu dem auf einen Schweißstromkreis-Schalter so elektrisch wirksam werdend angeordnet ist, daß der Auslöser und der Schweißstromkreisschalter synchron schalten.

Hierdurch wird eine bislang unerreicht konstante Synchronisation der Schaltvorgänge erreicht Weitere vorteilhafte Merkmale zur Beeinflussung der auf dem Schweißkolben wirksamen Klinke durch den elektrischen Auslöser sind dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Auslöser ein zur Längserslreckung des Schweißkolbens rechtwinklig verstellbares, in einer Öse '° endendes Stellorgan aufweist, durch dessen Öse ein an der Klinke gehaltener, zur Verschieberichtung des Betäligungsorganes mindestens annähernd gleichgc richteter Finger längs verstellbar hindurchgreift.

H\n Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den ^5:3 Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Es zeig!

F i g. I ein elektrisches Bol/enanschwcißgerät im wesentlichen im Längsschnitt:

F i g. 2 ein Schaltbild desselben

Bei diesem elektrischen Bol/cnanschwcißgci.it. welches zum Einsatz für eine Fertigungsstraße konzipiert ist,.ist an einem Fiißteil 1 ein rdhrförmige/; Gehäuse 2 befestigt.

In letzterem ist eine Isolierstoffbuchse 3 gehaltert, in ^b0 welcher ein SchwsifJ'iolbcn 4 aus elektrisch leitendem Material zum Gehäuse 2 koaxial begrenzt verstellbar gelagert ist,

Am vorderen Ende trägt der Schweißkolben 4 eine

ΠηΙ/cnhaltcriing 5. in welcher ein Anschwcißbolzen 6 eingesetzt isl, der sich in uxinlcr Richtung an einen einstellbaren Anschlagbolzen 7 abstützt. Auf dem anderen Endteil des Schweißkolbcns 4 ist eine Schraubcndruckfcder 8 wirksam, die sich einerseits über eine Isolicrsloffbiichse 9 am Schweißkolben 4 und andererseits an einer im Gehäuse 2 koaxial angeordneten Stellschraube 10 abstützt, mittels welcher die Vorspannung der Feder 8 eingestellt werden kann.

Ferner ist ein stangenartiges Betätigungsorgan 11 vorgesehen, mit welchem der Schweißkolben 4 gegen die Kruft der Feder 8 verstellt werden kann. Das Betätigungsorgan 11 ragt werkslückscitig über das Gehame 2 hinaus und ist in diesem zum Schweißkolben 4 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 12 achsparallel begrenzt verstellbar gelagert.

Das Betätigungsorgan 11 besteht aus einem in einer Bohrung 13 des Gehäuses 2 geführten Kolben 14 aus

ben 4 freigibt, auch der Schweißstfomkreis geschlossen wird.

Anstelle des Fußlcilcs I₁ dem nichl dargestellte Stellorgane zum Verschieben des Gerätes in Längscrsireckung des Schweißkoibens 4 zugeordnet sindj kann auch ein Handgriff vorgesehen sein, der zur Gehäuse'· Läiigsersireckung quergefichtet ist und in welchen die gleichen Einzelleile wie im Fußteif 1 angeordnet sind.

Um das Gerät in die Schweißbereitschafislage zu bringen, wird dieses zunächst maschinell bzw. von Hand so dem Werkstück genähert, an welchen der Bolzen 6 angeschweißt wenden soll, daß sich das Betätigungsorgan 11 mit seiner Kappe 24 am Werkstück abstützt.

Bei weiterer Annäherung des Gerätegehäuses 2 an das Werkstück wird das Betätigungsorgan 11, dessen Klinke 18 so angeordnet ist. daß diese in die Raste 21 eingreifen kann, wenn sowohl das Betätigungsorgan 11 als auch der Schweißkolbcn 4 in ihren vorderen

ii' . et ' . C¹J .. je «J ■ ·«_

IMJtICI MlMI. CIIICI Cl MCI! OtcIllgC IJ UfIU dU3 CIIICI /.WCKCII

Stange 16.

Beide Stangen 15 und 16 sind zueinander koaxial angeordnet, wobei die Stange 16 in einer Bohrung einer am Ciehäuse 2 befestigten Stirnplatte 17 aus Isolierstoff gelagert ist.

An der Stange 15 ist eine Klinke 18 angelenkt, welche mittels einer Schenkelfeder 19 an den Schweißkolben 4 gedruckt ist. Die Klinke 18 trägt an ihrem freien Ende eine Rolle 20, die mit einer am SchweiBkolben 4 angeordneten Raste 21 korrespondiert, deren der Rolle 20 zugewandte, ebene Flanke 22 zur Schweißkolbenlängsachse rechtwinklig gerichtet ist.

Auf der Stange 15 ist die Schraubendruckfeder 12 gehaltert, die sich unter Vorspannung einerseits am Kolben 14 andererseits über einen Isoüerstoffring 23 am Gehäuse 2 abstützt.

Die Stange 16 trägt an ihrem freien Endteil eine aufgeschraubte Kappe 24.

Ferner sind an der Stange 16 ein Bund 25 und ein Sprengring 26 angeordnet, die die axiale Verstellbarkeit der mit dem rückwärtigen Endteil am Kolben 14 öich abstützenden Stange 16 begrenzen.

Die axiale Verstellbarkeit des Betätigungsorganes 11 entspricht mindestens der axialen Verstellbarkeit des Schweißkolbens 4.

Ferner ist im Gehäuse ein Kontaktelementenpaar 27, 28 vorgesehen, die so in Zusammenwirkung mit dem Bund 25 angeordnet sind, daß lediglich bei in der rückwärtigen Endstellung stehenden Betätigungsorgan 11 der Steuerstromkreis geschlossen ist.

An der Klinke 18 ist ein Finger 29 befestigt, der bei eingerasteter KiJike 18 zum Betätigungsorgan It achsparallel gerichtet ist

Dieser Finger 29 durchgreift eine Öse 30, die am freien Ende eines von einem elektrischen magnetischen Auslöser 31 betätigbaren Stellorganes 32 befestigt ist

Der Auslöser 31 ist im Fußteil 1 angeordnet und kann mit einem in F i g. 1 nicht dargestellten Schalter betätigt werden.

Zum Auslöser 31 führt eine den Schweißstromkreis beeinflussende Steuerleitung 33.

Zudem ist eine Schweißstromzuleitung 34 vorgesehen, die über elektrisch flexible, bandförmige Leitungen mit dem Schweißkolben 4 verbunden ist.

Der auf die Klinke 18 wirksame Auslöser 31 ist so elektrisch geschaltet, daß beim Schließen dessen * Stromkreises zum Lösen der Klinke 18, wobei das Stellorgan 32 den Finger 29 gemäß der Zeichnung nach unten soweit verstellt, bis die Klinke 18 den Schweißkol-ϋίϊύίίέιΐϋπ^έΓι Stencil, ifi uäa wcTäicgcnäüSC CiiigcSCiiG- ben.

Dabei wird über die Klinke 18 und die Raste 21 der Schwcißkolben 4 in seine hintere F.ndstellung mitgenommen und gleichzeitig die Feder 8 weiter vorgespannt.

2~> Ist die hintere Endstellung des Betätigungsorganes 11 erreicht, schließen die Kontakte 27, 28 einen elektrischen Steuerkreis, der das Anlegen einer elektrischen Spanning an den elektromagnetischen Auslöser 31 bewirkt, so daß letzter so lange nicht auf die Klinke 18 wirksam werden kann, so lange nicht das Gerät in die lagerichtige Position zum Werkstück gebracht worden ist.

Nach Betätigung eines dem Auslöser 31 zugeordneten beispielsweise manuell betätigbaren Schalters wird an dem Auslöser 31 eine elektrische Spannung angelegt, wonach das Stellorgan 32 elektromagnetisch nach unten verstellt wird und über die Öse 30 und den Finger 29 die Klinke 18 mitnimmt, wonach der Schweißkolben 4 durch die Kraft der Feder 8 nach vorne schnellt und den

•Ό Bolzen 6 an das Werkstück andrückt.

Beim Einschalten des Auslösers 31 ist durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte elektrische Steuerung beeinflußt ein Ein-Ausschalter des Schweißstromkreises so geschaltet worden, daß während des Auftreffens des Bolzens 6 auf das Werkstück eine Kondensator-Entladung erfolgt. Anstelle der Kappe 24 kann an der Stange 16 auch ein z. B. drei Füße aufweisender, nicht dargestellter Abstandhalter in axialer Richtung der Stange 16 verstellbar angeordnet werden, mit welchem nicht nur der jeweils erforderliche Abstand des Bolzens 6 vom Werkstück in der in der Zeichnung dargestellten Schweißbereitschaftslage fixiert werden kann, sondern mit welchem das Gerät auch zum Werkstück zwangsläufig lagerichtig ausgerichtet wird, wenn sich alle drei,

" mit radialem Abstand von der Schweißkolbenachse befindlichen Füße am Werkstück abstützen. Dies ist insbesondere bei Handgeräten erforderlich, während bei stationären Geräten gemäß Ausführungsbeispiel ein stangen formiger Abstandhalter ausreicht die Lage des Gerätes zu bestimmen.

Die Kappe 24 kann auch aus elektrisch leitendem, verschleißfestem Werkstoff, z. B. aus Beryllium-Kupfer, bestehen und an die Schweißstromleitung angeschaltet sein, um über die Kappe 24 die Schweißstrommasselei-

^Λ tung an das Werkstück anzulegen, wie dies in F i g. 2 in gestrichelten Linien alternativ dargestellt ist.

fm Gehäuse 2 sind dem Kolben 14 gegenüber noch ein Fenster 36 mit einer Markierung und im Kolben 14

7 8

In der Fi g. 2 ist ferner ein elektrischer Kondensator eine mit der Markierung zusammenwirkende, durch das

37, die zuvor beschriebene elektrische Steuerung 38 Fenster ablesbare Skala vorgesehen, an welcher der

sowie ein als Taster ausgebildeter, in die Stcuerleitung jeweils vorgewählte Abstand (Luftspalt) z.wischen dem

angeordneter, manuell betätigbarer Schalter 39 darge- in Schwcißbercitschaftslage gehaltene Bolzen 6 und

stellt. *> dem Werkstück abgelesen werden kann.

Mit 40 ist ein Werkstück bezeichnet, an welchem der Hierdurch erübrigt sich die Messung des Luflspaltes

im Gerät gehaltene Bolzen 6 angeschweißt werden soll. miiiel.i einer Fühler-Lehre.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische;. Bolzenanschweißgerät mit einem im Gerätegehäuse axial begrenzt verstellbar gelagerten Schweißkulben, un dessen einem Ende eine das vordere Gerätegehäuseende überragende BoI-zenhalterung vorgesehen ist und auf dessen anderes Ende ein Kraftspeicher, insbesondere ein Federelemem, drückt, ferner ein Betätigungsorgan aufweist, mit welchem der .Schweißkolben gegen die Kraft seines Federelementes in seine hintere Endstellung verstellt und ein vom Schweißkolben getragener Bolzen bis zum Auslösen des Schweißvorganges mit Abstand vom Werks'ück gehalten wird, an welchem der Bolzen angeschweißt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (11) als /um Schweißkolben (4) achsparallel begrenzt verstellbar gelagerte und in der vorderen Endstellung über die Bolzenhalterung (5) mit eingesetzten Bolzen (t>, hinaus vorstehende, werkstückseitig so absiüt/barc Stange ausgebildet ist, daß bei Annäherung des Gerätegehäuses (2) an das Werkstuck dabei auch der Schweißkolben {4) zwangsläufig in die Schweißbereitschaftslage zurückgedrängt wird.

2. Bolzenanschweißgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dem Betätigungsorgan (11) ein dieses in seine vordere Endstellung drängender Kraftspeicher zugeordnet ist.

3 Bol/enaiischweißgeräi nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftspeicher für das Betätigung organ (11) eine auf letzteres aufgesteckte, mit Vorspannung angeordnete, mit dem einen Endteil au einer Schulter ues Betätigungsorganes (11) und mit dem anderen Endteil am Geräte-Gehäuse (2) sich abstutzende Schr.rubendruckfeder (12) angeordnet ist.

4. Bol/enanschweißgerät nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsorgan (11) cmc von einem Auslöser (31) beeinflußbare Klinke (18) gehaltert ist. die it. der vorderen Hndstellunp des Betatigungsorganes(l 1) in eine Raste (21) des Schweißkolbens (4) zwangsläufig eingreift.

5. Bol/enanschwciHgerai nach Anspruch 4. dadurch gekerin/eichnei. daß die Klinke (18) an ihrem freien Ende eine drehbar gelagerte Stützrolle (20) trägt.

6. Bol/enansi hwcißgerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Flanke (22) der Raste (21). an der sich die eingreifende Klinke (18) abstut/t, eben und zur Längsachse des Schwcißkolbens (4) rechtwinklig gerichtet angeordnet ist.

7 Bolzenanschweißgerät nach einen-, der Ansprü ehe I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsorgan (II). welches gegenüber dem Schweißkolben (4) und dem Geräte-Gehäuse (2) elektrisch isoliert ist. und am Gehäuse (2) miteinan der korrespondierende Kontaktelemente (27, 28) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß sie lediglich in der hinteren Endstcllung des Beläti-'fjüngsorgänes (11)> mittelbar eine Schließung des Schweißstromkfeises bewirken.

8. Bölzenanschweißgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der miteinander korrespondierenden Kontakte (28) am änderen Kontakt (27) sich unter Federspannung kfaftschlüssig abslützl.

9. Balzenanschweißgerät nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner wirksamen Länge einstellbares Betätigungsorgan (11) vorgesehen ist.

ί

10. Bölzenanschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (11) am freien Endteil eine längs des Setätigungsorganes verstell- und feststellbare Kappe (24) trägt.

m

11. Bolzenanschweißgerät nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (11) am freien Ende einen mehrere, mit Abstand nebeneinander niveaugleich angeordnete Abstutztstellen aufweisenden Abstand

is halter trägt.

12. Bolzenanschweißgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Auslöser(31) vorgesehen ist.

IJ. Bol/enanschweißgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Auslöser (31) auf einen Schweißstromkreisscbalier so elektrisch wirksam werdend angeordnet ist, daß der Auslöser (31) und der .Schweißstromkreisschalter synchron schulten.

²^ 14. Bolzenanschweißgerät nach einem der Ansprüche 12 oder Ii, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische. Auslöser (31) ein zur Längserstrek kung des Schweißkolbens (4) rechtwinklig verstellbares, in einer öse (30) endendes Stellorgan (32)

ίο aufweist, durch dessen Öse (30) ein ander Klinke (18) gehaltener, zur Verschieberichtung des Betätigungscrganes (1!) mindestens annähernd gleichgerichteter Finger (29) längsverstellbar hindurchgreift.