DE3619654C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißspannvor­ richtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs ange­ gebenen Art.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE-OS 31 20 772 bekannt. Dort wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kraftfahrzeugkörpers beschrieben. Hierzu ist eine Verbindungsstation vorgesehen, in der eine Vielzahl von Spannvorrichtungen zum Halten der zu verschweißenden Bleche in Schweißposition vorgesehen ist. Parallel neben den Spannvorrichtungen sind Schweißvorrichtungen - teilweise auf dem gleichen Trägerarm - angeordnet. Beide Vorrichtungen sind unabhängig voneinander beweg­ bar.

Eine derartige Verbindungsstation ist sehr aufwendig aufgebaut, da jede Schweißvorrichtung einen eigenen Schweißkraftzylinder aufweist und über Leitungen mit zentral angeordneten Schweißtransformatoren verbunden ist. Bei einem Umrüsten auf ein anderes Bauteil muß ferner die gesamte Verbindungsstation umgebaut werden, wobei auch die Leitungsverbindungen zwischen Schweiß­ zangen und Schweißtransformatoren sowie die Ansteuerlei­ tungen der Schweißkraftzylinder neu verlegt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schweiß­ spannvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein geringer Raumbedarf erreicht wird, so daß sie auch an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungs­ gemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Aufgrund der Lenkerkopplung der Schweißzange mit der Spannvorrichtung ist zum Verschwen­ ken der Schweißzange in die Schweißposition kein zusätz­ licher Antrieb notwendig. Durch das Anordnen von Kon­ taktflächen für eine Roboter-Schweißzange ist weiterhin an der Schweißspannvorrichtung selbst weder ein Schweiß­ kraftzylinder noch die Verbindung zu einem Schweißtrans­ formator notwendig. Vielmehr können die Kontaktflächen von Schweißrobotern mit üblichen Schweißzangen bedient werden. Dadurch wird sowohl der Schweißstrom als auch die Schweißkraft in die vorrichtungsseitige Schweißzange eingeleitet. Da die Kontaktflächen abseits der Schweiß­ punkte liegen, können sie leicht vom Schweißroboter erreicht werden. Dadurch kann der Roboter sie schnell und unkompliziert anfahren, wodurch die Bearbeitungszeit gesenkt werden kann. Darüber hinaus besteht dadurch der Vorteil, daß auch für einen Schweißroboter unzugängliche Stellen geschweißt werden können. Ein zusätzlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß die leicht zugänglichen Schweißstellen von den gleichen Roboter Schweißzangen selbst unmittelbar hergestellt werden können.

Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 2 und 3 beschreiben vorteilhafte Anordnungspunkte für die Lenkerhebel. Dadurch wird erreicht, daß beim Spannen der Spannvorrichtung der Zangenkör­ per bereits lagerichtig positioniert wird und daß beim Schließen der Zange zum Herstellen der Schweißpunkte keine Lageänderung des Zangenkörpers mehr auftritt, der zu einem Versetzen der Schweißelektroden in Bezug auf den zu setzenden Schweißpunkt führt.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß ein ein­ faches Ausrichten des Zangenkörpers auf den zu setzenden Schweiß­ punkt möglich ist. Darüber hinaus kann die Ausgangslage der Schweißelektroden vor Aufbringen der Schweißkraft dadurch variiert werden (wie Anspruch 5 vorschlägt).

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 hat den Vorteil, daß aufgrund der Einstellbarkeit der Zangenkörper an unterschiedlichen Spann­ vorrichtungen verwendet werden kann und damit universell einsetz­ bar ist.

Eine vorteilhafte Möglichkeit zum Aufbringen der Schweißkraft und zum Schließen der Schweißelektroden bei kleinstem Bauraum schlägt die Weiterbildung nach Anspruch 7 vor.

Die Ansprüche 8 bis 9 beschreiben Möglichkeiten, wie die ortsver­ änderbare Schweißelektrode ohne separate Wasserkühlung angeord­ net werden kann, ohne daß eine Überhitzung zu befürchten ist. Als wärmeleitender Werkstoff, der elektrische Isolationseigen­ schaften sowie gute Gleiteigenschaften aufweist, wird Polyamid 6.6 vorgeschlagen.

Die Steigerung der Wärmeabfuhr wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 erzielt. Nämlich dadurch, daß der Längsanschlag bei geöffneten Schweißelektroden an dem Zangenkörper anliegt, kann die dort vorhandene Wärme in den Zangenkörper abgeführt wer­ den, der aufgrund seiner relativ großen Oberfläche die anfallenden Wärmemengen problemlos an die Umgebungsluft abstrahlen kann. Im geschlossenen Zustand der Schweißelektroden wird die im Längsan­ schlag eingeleitete Wärme über die Isolierung ebenfalls an den Zangenkörper abgeführt, so daß kein gefährlicher Wärmestau dort entstehen kann.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 10 wird verhindert, daß der Zangenkörper beim Einschwenken in die Schweißposition seit­ lich versetzt wird. Zudem werden dadurch die Führungen der Lenkerhebel von der Aufnahme von Seitenkräften befreit.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels näher dargestellt. Es stellt dar:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Schweißspannvorrichtung im ausgeschwenkten Zustand;

Fig. 2 die Schweißspannvorrichtung im einge­ schwenkten Zustand;

Fig. 3 die Anordnung der Schweißspannvorrichtung während des Schweißens.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schweiß­ spannvorrichtung 1 dargestellt. Sie dient zum Herstellen von Schweißpunkten an den Flanschen 2 der zu verschweißenden Bleche 3. Um die zu verschweißenden Bleche 3 in der Schweißposi­ tion festzuhalten, dient die Spannvorrichtung 4. Sie besteht in an sich bekannter Weise aus dem Halter 5, der ortsfest angeordnet ist. An dem Halter 5 ist die feststehende Spannklaue 6 angeordnet, die einen festen Anschlag für die zu verschweißenden Bleche 3 aufweist. Weiterhin weist die Spannvorrichtung 4 eine bewegliche Spannklaue 7 auf, die im Drehpunkt 8 an der feststehenden Spann­ klaue 6 befestigt ist. Betätigt wird die Spannklaue 7 von einem Lenker 9, der einerseits im Drehpunkt 10 mit der Spannklaue 7 verbunden ist und andererseits bei 11 verschwenkbar in dem Halter 5 gelagert ist. Betätigt wird der Lenker 9 entweder hydrau­ lisch oder pneumatisch oder über einen nicht näher dargestellten Handhebel.

An der feststehenden Spannklaue 6 ist weiterhin der Zangenkörper 12 in einem Halteblech 13 längsverschiebbar gehalten. Das Halte­ blech 13 sowie die entsprechende Führungsfläche der Spannklaue 6 für den Zangenkörper 12 sind aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt. Das vordere Ende des Zangenkörpers 12 ist über einen Lenkerhebel 14 mit der Spannklaue 7 gelenkig verbun­ den. Der Zangenkörper 12 ist in diesem Bereich zangenartig aufge­ baut und trägt die beiden Elektroden 15 und 16.

Am rückwärtigen Ende des Zangenkörpers 12 ist ebenfalls ein Lenkerhebel 17 angeordnet, der winkelförmig aufgebaut ist und drehbar (Drehpunkt 18) sowohl an dem Halter 5 einerseits als auch an dem Zangenkörper 12 (Drehpunkt 19) befestigt ist. Abgestützt wird der Lenkerhebel 17 über einen einstellbaren Anschlag 20 und eine rechtwinklig dazu angeordnete Schraubendruckfeder 21.

Im Bereich des Drehpunktes 19 weist der Zangenkörper 12 zwei Kontaktflächen 22 und 23 auf. Die Kontaktfläche 23 ist einstückig mit dem Zangenkörper 12 ausgebildet. Die Kontaktfläche 22 ist an einem Elektrodenkörper 24 befestigt, dessen vorderes Ende die Elektroden 16 trägt. Der Elektrodenschaft 24 ist über eine Füh­ rungshülse 25, deren vorderes flanschförmiges Ende sichtbar ist, in dem Zangenkörper 12 geführt. Die Führungshülse ist aus einem elektrischen Isoliermaterial mit guten Gleiteigenschaften und guter Wärmeableitung hergestellt. Bevorzugt wird hierzu Polyamid 6.6 verwendet.

Im Bereich der Elektrode 16 ist auf dem Elektrodenschaft 24 ein Längsanschlag 26 aufgeklemmt. Der Längsanschlag dient dazu, die maximale Rückfahrbewegung des Elektrodenschaftes 24 zu begren­ zen. Ausgelöst wird diese Rückfahrbewegung des Elektrodenschaftes 24 durch eine im Zangenkörper 12 eingebaute Feder. Der Längsan­ schlag 26 wird am Zangenkörper 12 über ein im Querschnitt U-för­ mig aufgebautes Führungsblech 27 geführt. Das Führungsblech besteht ebenfalls aus elektrisch nicht leitendem, gut wärmeleiten­ dem Material.

In Fig. 2 ist die Schweißspannvorrichtung in der Spannstellung dargestellt. Hierbei halten die beiden Spannklauen 6, 7 die zu verschweißenden Bleche 3. In diese Stellung gelangt die Spannvor­ richtung dadurch, daß der Lenker 9 nach links bewegt wird. Dadurch wird die Spannklaue 7 um ihren Drehpunkt 8 ver­ schwenkt, so daß ihr vorderes Ende mit den zu verschweißenden Blechen in Kontakt gelangt und diese gegen die feststehende Spannklaue 6 drückt. Gleichzeitig wird über die Lenkerhebel 14 und 17 der Zangenkörper 12 mit verschwenkt und zwar dreht er um den Drehpunkt 19 beim Spannen der Spannvorrichtung 4. Dadurch gelangt der Flansch 2 der zu verschweißenden Bleche 3 zwischen die geöffneten Elektroden 15, 16. Das Halteblech 13 ist derart aufgebaut und angeordnet, daß die Kippbewegung des Zangenkörpers 12 nicht behindert wird. Lediglich ein seitliches Versetzen des Zangenkörpers 12 ist hierdurch ausgeschlossen.

In Fig. 3 ist die Schweißstellung dargestellt. Um die beiden Elektroden 15, 16 zusammenzufahren und den Schweißdruck auszu­ üben, werden die beiden Kontaktflächen 22, 23 gegeneinanderge­ drückt. Dies wird durch die Schweißzange des Schweißroboters erzielt. Hierzu richtet der Schweißroboter seine Schweißzange auf die Kontaktflächen 22, 23 aus und schließt seine Schweißzange. Die Schließkraft der Schweißzange des Schweißroboters bewirkt, daß der Elektrodenschaft 24 entgegen der Federkraft nach innen ver­ schoben wird. Gleichzeitig wird über die Kontaktfläche 23 der Zangenkörper 12 zurückgezogen. Hierbei wird die Rückstellkraft der Feder 21 überwunden und der Lenkerhebel verschwenkt um seinen Drehpunkt 18 im Uhrzeigersinn. Gleichzeitig dreht sich der Zangenkörper 12 um den Drehpunkt 19 und mit ihm der Lenker­ hebel 14 um seine beiden Anlenkpunkte.

Anschließend wird der Schweißstrom eingeschaltet. Aufgrund der Isolierung des Elektrodenschaftes 24 gegenüber dem Zangenkörper 12 entsteht kein Kurzschluß. Hierzu trägt auch das Führungsblech 27 für den Längsanschlag 26 bei. Gleichzeitig wird über den Längsanschlag 26 in das Führungsblech 27 ein Teil der an der Schweißstelle anfallenden Wärme und der übrige Teil über den Elektrodenschaft 24 in den Zangenkörper 12 abgeleitet. Dadurch wird eine Überhitzung des Elektrodenschaftes 24 vermieden. Gleich­ zeitig wird dadurch eine Wasserkühlung des Elektrodenschaftes 24 überflüssig.

Die Höhe der von der Schweißzange des Schweißroboters auszuüben­ den Kraft wird bestimmt von der Vorspannkraft der Feder 21, die über den Anschlag 20 bestimmt wird und der Kraft der Feder, die den Elektrodenschaft 24 in die Ausgangsstellung drückt.

Nach Beendigung des Schweißvorganges öffnet der Schweißroboter seine Schweißzange und fährt zu einer weiteren Schweißstelle. Aufgrund der Feder 21 und der Rückholfeder des Elektrodenschaf­ tes 24 verschwenkt der Zangenkörper 12 aus der in Fig. 3 gezeig­ ten Stellung in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Damit sind die Elektroden 15, 16 außer Kontakt mit den verschweißten Blechen 3. Sodann wird der Lenker 9 zurückgezogen, so daß die Spannklaue 7 öffnet, wobei gleichzeitig der Zangenkörper 12 zurückgeschwenkt wird. Es wird dann die in Fig. 1 gezeigte Stellung erreicht.

Claims (10)

1. Schweißspannvorrichtung, bestehend aus einer Spannvorrichtung zum Fest­ spannen der zu verschweißenden Bleche in Schweiß­ position und aus einer Schweißzange, die parallel zur Spannvorrichtung angreift,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißzange aus einem über Lenkerhebel (14, 17) an der Spannvorrichtung (4) befestigten Zangenkörper (12) besteht,
der mindestens eine bewegliche Schweißelektrode (16) und in seinem den Schweißelektroden (15, 16) abgewandten Bereich Kontaktflächen (22, 23) zum Ansetzen des Elektrodenpaares (22′, 23′) der Schweißzange eines Schweißroboters aufweist, wobei mittels der Lenkerhebel (14, 17) bei ge­ schlossener Spannvorrichtung (4) die Schweißelek­ troden (15, 16) in Schweißposition gebracht sind und
mittels des Elektrodenpaares (22′, 23′) des Schweißroboters die Schweißelektroden (15, 16) der Schweißzange gegeneinander gepreßt werden und der Schweißstrom zu den Schweißelektroden (15, 16) eingeleitet wird.

2. Schweißspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenkörper (12) über einen ersten Lenkerhebel (14), der an dem schweißelektroden­ seitigen Ende des Zangenkörpers (12) angeordnet ist, mit der beweglichen Spannklaue (7) der Spannvorrichtung (4) verbun­ den ist.

3. Schweißspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenkörper (12) über einen zweiten Lenkerhebel (17), der am rückwärtigen Zangen­ körperende angeordnet ist, mit der feststehenden Spannklaue (6) der Spannvorrichtung (4) verbunden ist.

4. Schweißspannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lenkerhebel (17) L-förmig ausgebildet ist und von einem Kraftspeicher (21) gegen einen ortsfesten Anschlag (20) gehalten ist.

5. Schweißspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (20) einstellbar ist.

6. Schweißspannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Lenkerhebel (14, 17) über Schraubenspindeln einstellbar ist.

7. Schweißspannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsveränderbare Schweißelek­ trode (16) in dem Zangenkörper (12) in einer Führung längs­ verschiebbar gelagert ist und mit ihrem rückwärtigen Ende mit einer der Kontaktflächen (22) verbunden ist.

8. Schweißspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine Führungs­ buchse (25) aus verschleißfestem, wärmeleitendem Werkstoff mit elektrischen Isolationseigenschaften aufweist.

9. Schweißspannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsveränderbare Schweiß­ elektrode (16) einen Längsanschlag (26) aufweist, der aus einem wärmeleitenden, elektrische Isolationseigenschaften aufweisenden Werkstoff besteht.

10. Schweißspannvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenkörper (12) über einen elektrisch isolierten Haltebügel (13) unter Zwischen­ schaltung einer Isolationsschicht an der Spannvorrichtung (4) längsgeführt gehalten ist.