DE3822150A1 - Schweissaggregat zum schweissen eines vereinzelten kontaktelementes auf ein traegerelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schweißaggregat zum Schweißen eines vereinzelten Kontaktelementes auf ein Trägerelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Schweißaggregat weist üblicherweise ein Paar schienenartiger Elektrodenträger auf, an deren einem Ende jeweils eine Elektrode gelagert ist, während ihr anderes Ende jeweils an eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Die zu verschweißenden Bauteile, d.h. das Kontaktele­ ment und das Trägerelement, müssen vor der Durchführung des eigentlichen Schweißvorgangs zwischen die beiden Elektroden gebracht werden. Diese Zuführung geschieht für das Trägerelement auf einer Transportbahn, die im wesent­ lichen senkrecht zur Anordnungsrichtung der Elektroden verläuft. Nach der Positionierung des Trägerelementes zwischen den Elektroden wird das Kontaktelement auf einem zwischen den Elektrodenträgern verlaufenden Weg dem Trägerelement zugeführt und dann mit diesem verschweißt. Auf diese Weise benötigt die Zuführung für das Kontaktele­ ment keinen zusätzlichen Bauraum. Der Antrieb für die gegenseitige Bewegung der Elektroden bzw. der Elektroden­ träger, um die Elektroden mit den zu verschweißenden Bauteilen in bzw. außer Kontakt zu bringen, ist ebenfalls zwischen den Elektrodenträgern angeordnet, so daß ein Schweißaggregat mit einem sehr kompakten Aufbau erzielt ist. Allerdings war festzustellen, daß die Qualität der mit einem derartigen Schweißaggregat hergestellten Schweißverbindung relativ starken Schwankungen unterworfen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsge­ mäße Schweißaggregat derart weiterzubilden, daß trotz Beibehaltung eines kompakten Aufbaus in zuverlässiger Weise eine gute Qualität der Schweißverbindung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schweißaggre­ gat gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die starken Schwankungen in der Qualität der Schweißverbindungen auf einer Störung des sich bei Stromfluß zwischen den Elektrodenträgern aufbauenden Induktionsfeldes beruhen und daß diese Schwankungen verringert werden können, wenn möglichst wenige Bauteile, insbesondere wenige Bauteile aus einem magnetisierbaren Werkstoff, im Induktionsfeld angeordnet sind. Gemäß Patentanspruch 1 ist deshalb die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung außerhalb des Induktionsfeldes angeordnet, wodurch eine Vergleichmäßi­ gung der Schweißqualität erzielt wird. Die Ausbildung der Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung als austauschba­ re Moduleinheit gemäß Patentanspruch 2 ermöglicht deren einfache Anpassung an bauliche Gegebenheiten, beispiels­ weise Form und Größe der zu verschweißenden Bauteile, sowie ein schnelles Auswechseln. Wenn die Moduleinheit an der Tragkonstruktion des Schweißaggregats befestigt wird, ist eine sichere Lagerung erzielt, ohne daß eine zusätzli­ che Stützkonstruktion notwendig ist. Vorzugsweise sollte die Moduleinheit an der bodenseitigen Montageplatte der Tragkonstruktion des Schweißaggregats angebracht werden, da bei der Zuführung des zu verschweißenden Kontaktelemen­ tes eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, die nur bei einer sehr genauen und starren Befestigung der Vereinze­ lungs- und/oder Zuführvorrichtung erreicht werden kann, die mittels der bodenseitigen Montageplatte erzielbar ist.

Zur schnellen Montage und Demontage der Vereinzelungs­ und/oder Zuführvorrichtung ist es vorteilhaft, diese gemäß Anspruch 3 lediglich in die Tragkonstruktion des Schweiß­ aggregats einzusetzen bzw. einzuschieben, so daß die Tragkonstruktion dabei nicht verändert zu werden braucht. Dabei sollte gewährleistet sein, daß die Moduleinheit im eingebauten Zustand immer eine vorbestimmte Position einnimmt, was mit Positionierungs- und Führungselementen gemäß Anspruch 5, beispielsweise Nuten, Führungsschienen, Anschlägen oder ähnlichem, erreicht ist.

Wenn die Elektroden an jeweils einem Ende von geradlinigen Elektrodenträgern angeordnet sind, wird für die außerhalb des Induktionsfeldes angeordnete Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung ein relativ aufwendiger Aufbau notwen­ dig, um die verschweißenden Bauteile zwischen die Elektro­ den bringen zu können. Es ist deshalb gemäß Anspruch 7 und 8 wünschenswert, wenn die Elektroden relativ zur Richtung der im wesentlichen geradlinigen Elektrodenträger versetzt angeordnet sind, so daß der Zwischenraum zwischen den Elektroden leicht zugänglich ist und die Vereinzelungs­ und/oder Zuführvorrichtung einen nur einfachen Aufbau benötigt, um die Zuführung der zu verschweißenden Bauteile zu gewährleisten.

Bei einer Verbindung der unteren Elektrode mit dem oberen Elektrodenträger und der oberen Elektrode mit dem unteren Elektrodenträger gemäß Anspruch 9 ist es möglich, die bei Stromfluß zwischen den Elektrodenträgern auftretende Kraft des elektromagnetischen Induktionsfeldes, die die Elektro­ denträger in eine voneinander weggerichtete Richtung beaufschlagt, in eine Kraft umzusetzen, die die Elektroden aufeinander zu bewegt. Auf diese Weise ist während des eigentlichen Schweißvorgangs die gegenseitige Anlage der zu verschweißenden Bauteile sowie deren Anlage an die Elektroden gewährleistet und die üblicherweise aufgebrach­ te Vorspannkraft, die die gegenseitige Anlage der Bauteile und Elektroden vor und während des Schweißvorgangs sicherstellen soll, kann wesentlich verringert werden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Kontaktelemen­ tes, beispielsweise dessen sehr dünner Stege, infolge der Vorspannkraft vermieden ist.

Um einen konstruktiv einfachen Aufbau für die Vereinze­ lungs- und/oder Zuführvorrichtung zu erzielen, ist gemäß Anspruch 11 ein Vorschubschlitten vorgesehen, mittels dessen das Kontaktelement in eine gewünschte, vorbestimmte Lage relativ zum Trägerelement bringbar ist. Der Vorschub­ schlitten kann dabei einen Schieber umfassen, der das Kontaktelement in die gewünschte Lage schiebt, wodurch für den Vorschubschlitten eine nur einfache Steuerung notwen­ dig ist. Um die Positioniergenauigkeit zu erhöhen und um die Zuführung des Kontaktelementes auch über Spalte oder Ausnehmungen hinweg erreichen zu können, ist es vorteil­ haft, den Vorschubschlitten gemäß Anspruch 13 mit einer verfahrbaren Zange auszubilden, die das Kontaktelement erfassen und in jeder gewünschten Lage ablegen kann. Wenn dabei die zugenartigen Klemmbacken der Zange gemäß Anspruch 14 die gleiche oder eine geringere Stärke als das Kontaktelement aufweisen, ist gewährleistet, daß die Zange in Zwischenräume, in die das Kontaktelement hineinpaßt, ebenfalls hineinverfahren werden kann.

Zur Erhöhung der Flexibilität des Schweißaggregats sowie zur Erleichterung der Montage und Demontage im Bedarfsfall ist es wünschenswert, die Antriebseinrichtung für das Schweißaggregat gemäß Anspruch 15 in Form eines separaten Antriebsmoduls auszubilden. Wenn der Antriebsmodul belie­ big relativ zum Schweißaggregat positionierbar ist und eine Antriebsübertragungsvorrichtung vom Antriebsmodul zum Schweißaggregat vorgesehen ist, kann der Antriebsmodul bezüglich seiner Positionierung sehr gut an bauliche Gegebenheit angepaßt werden, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen. Darüber hinaus ist es möglich, den Antriebs­ modul abseits des Induktionsfeldes anzuordnen, wodurch dessen Störung oder Beeinflussung vermieden ist. Da die zu verschweißenden Bauteile ölfrei sein müssen, um eine ausreichende Qualität der Schweißverbindung zu erzielen, waren bisher sehr aufwendige Konstruktionen notwendig, um eine ausreichende Schmierung der Antriebseinrichtung bei gleichzeitiger Verhinderung von herumspritzendem Schmieröl und dessen Kontakt mit den zu verschweißenden Bauteilen zu erzielen. Wenn der erfindungsgemäße Antriebsmodul abseits des Schweißaggregats, insbesondere abseits der Elektroden und der Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung angeord­ net ist, kann ein Auftreffen von Schmieröl auf die zu verschweißenden Bauteile in einfacher Weise verhindert werden.

Ein Bowdenzug gemäß Anspruch 17 gewährleistet eine konstruktiv einfache, sehr kostengünstige und unversiell anpaßbare Antriebsübertragungsvorrichtung, so daß der Antriebsmodul relativ zum Schweißaggregat beliebig positi­ oniert werden kann, ohne den konstruktiven Aufbau der Antriebsübertragungsvorrichtung ändern zu müssen. Erfin­ dungsgemäß kann in vorteilhafter Weise die gegenseitige Bewegung der Elektroden, d.h. das Öffnen der Elektroden nach dem Schweißvorgang sowie das Schließen der Elektroden nach dem Einbringen der zu verschweißenden Bauteile, der Vorschub des Kontaktelementes zum Trägerelement, d.h. die Bewegung des Vorschubschlittens mit dem Schieber bzw. der Zange, und ggf. die Greifbewegung der Zange, d.h. deren Öffnen und Schließen mittels eines Bowdenzugs zeitlich gesteuert werden.

Um die Bewegung der Bowdenzüge in einfacher Weise zu erzeugen, ist es vorteilhaft, eine einzige, angetriebene Welle anzuordnen, auf der Kurven- bzw. Nockenscheiben angeordnet sind, deren Bewegung bevorzugterweise mittels einer Hebelkonstruktion in eine Bewegung eines Bowdenzugs umgesetzt werden kann. Nachdem der Bowdenzug seine vorbestimmte Bewegung ausgeführt hat, muß er und das von ihm gesteuerte Bauteil in die Ausgangslage zurückgeführt werden, wozu Rückstellelemente in Form von beispielsweise Federn oder ähnlichem Verwendung finden können. Wenn die Steuerung eines Bowdenzugs gemäß Anspruch 23 aus einem Satz komplementärer Kurvenscheiben besteht, kann in den Bowdenzug sowohl eine Druck- als auch eine Zugkraft eingeleitet werden, wodurch eine Anordnung eines Rück­ stellelementes überflüssig wird.

Als Antrieb für die angetriebene Welle kann eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen Verwendung finden. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß jedoch ein Elektromotor verwendet. Wenn das erfindungsgemäße Schweißaggregat in Verbindung mit anderen Maschinen, beispielsweise als eine Teileinheit eines Stanz-Biegeautomaten verwendet wird, ist es vorteil­ haft, die bei derartigen Maschinen bereits vorhandene Antriebsvorrichtungen, beispielsweise das Zentralrad eines Stanz-Biegeautomaten, auch als Antrieb für die Welle des Antriebsmoduls zu verwenden. Ein eigener Antrieb für den Antriebsmodul ist dann nicht mehr notwendig, wodurch ein kostengünstiger und kompakter Aufbau des Schweißaggregats erzielt wird.

Als Kontaktelemente können die sogenannte Pille, die ein vorgefertigtes Kontaktplättchen ist, oder ein sogenanntes tape Verwendung finden, das von einem bandartigen Aus­ gangsmaterial mittels eines Messers abgeschnitten wird. Wenn mit dem erfindungsgemäßen Schweißaggregat derartige tapes verschweißt werden sollen, ist es vorteilhaft, in der Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung ein Messer anzuordnen und dessen Schneidbewegung über einen weiteren Bowdenzug zu steuern.

Weitere Ziele, Anwendung und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich. Es zei­ gen:

Fig. 1a, 1b und 1c verschiedene Ansichten der Tragkon­ struktion, der Elektrodenträger und der Elektroden des erfindungsgemäßen Schweißaggregats,

Fig. 2 das Schweißaggregat gemäß Fig. 1 mit eingebauter Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung,

Fig. 3a, 3b und 3c die einzelnen Phasen der Vereinzelung und Zuführung eines Kontaktelementes in Form einer Pille,

Fig. 4 eine modifizierte Ausführungsform des Schweißaggre­ gats gemäß Fig. 2 zur Verwendung eines Kontaktelementes in Form eines tape,

Fig. 5 das Schweißaggregat gemäß Fig. 1 mit einer modifizierten Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung,

Fig. 6a und 6b einen Antriebsmodul zur zeitlichen Steuerung der Bewegung der Bowdenzüge und

Fig. 7 Anordnungsmöglichkeiten des Antriebsmoduls bei einem Stanz-Biegeautomaten.

Gemäß Fig. 1 weist ein Schweißaggregat einen schienenarti­ gen, im wesentlichen geradlinigen oberen Elektrodenträger 10 sowie einen entsprechenden unteren Elektrodenträger 12 auf, die an ihrem einen Ende jeweils eine Elektrode 8 bzw. 9 tragen. Zur Umsetzung der bei Stromfluß zwischen den Elektrodenträgern 10 und 12 wirkenden elektromagnetischen Kraft, die die Elektrodenträger 10 und 12 voneinander weg gerichtet beaufschlagt, in eine aufeinander zu gerichtete Bewegung der Elektroden 8 und 9 ist die obere Elektrode 8 mit dem unteren Elektrodenträger 12 und die untere Elektrode 9 mit dem oberen Elektrodenträger 10 verbunden. Darüber hinaus sind die Elektroden 8 und 9 relativ zur Richtung der im wesentlichen geradlinigen Elektrodenträger 10 und 12 seitlich und nach unten versetzt angeordnet, indem Elektrodenhalterungen 16 und 18 seitlich und nach unten von den Elektrodenträgern 10 und 12 hervorstehen. Auf diese Weise ist der Zwischenraum zwischen den Elektroden 8 und 9, in dem der eigentliche Schweißvorgang stattfindet, von allen Seiten leicht zugänglich.

Der obere Elektrodenträger 10 ist an einer in etwa C-förmigen Tragkonstruktion des Schweißaggregats, die eine bodenseitige Montageplatte 2, eine Vertikalwand 4 und einen Querriegel 6 umfaßt, fest angebracht, während der untere Elektrodenträger 12 entlang von Führungen 14 gemäß Fig. 1 vertikal verschiebbar ist, wodurch der Zwischenraum zwischen den Elektroden 8 und 9 geöffnet und geschlossen werden kann. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, den unteren Elektrodenträger 12 feststehend und den oberen Elektrodenträger 10 verschieblich oder beide Elektroden­ träger 10 und 12 jeweils verschieblich auszubilden, um eine Relativbewegung zwischen den Elektroden 8 und 9 zu erzielen.

Der untere Elektrodenträger 12 ist über eine Feder 22 am Querriegel 6 der Tragkonstruktion abgestützt und mit einem gemäß Fig. 1 nach oben geführten Bowdenzug 20 verbunden. Beim Anziehen des Bowdenzugs 20 wird der untere Elektro­ denträger 12 entgegen der Kraft der Feder 22 entlang den Führungen 14 nach oben verschoben, wodurch die Elektrode 8 von der Elektrode 9 abgehoben wird. Wenn dann in den dabei entstehenden Zwischenraum zwischen den Elektroden 8 und 9 die zu verschweißenden Bauteile eingesetzt sind, wird der Bowdenzug 20 freigegeben, wodurch der untere Elektroden­ träger 12 aufgrund der Kraft der Feder 22 in die in Fig. 1 dargestellte Position zurückbewegt wird, so daß die Elektroden 8 und 9 sich mit den zwischen ihnen angeordne­ ten zu verschweißenden Bauteilen in Anlage befinden. Wenn dann in nicht dargestellter Weise an die Elektrodenträger 10 und 12 über Kabelanschlüsse 23 und 24 (siehe Fig. 2) eine Spannung angelegt wird werden die zwischen den Elektroden 8 und 9 angeordneten Bauteile miteinander verschweißt, wobei zwischen den Elektrodenträgern 10 und 12 ein Induktionsfeld erzeugt wird.

Fig. 2 zeigt das Schweißaggregat gemäß Fig. 1 mit einer zusätzlich angebrachten Vereinzelungs- und/oder Zuführvor­ richtung 39, die der Vereinzelung und Zuführung des Kontaktelementes zwischen die Elektroden 8 und 9 dient.

Die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung 39 ist unterhalb der Elektrodenträger 10 und 12 und somit außerhalb des zwischen den Elektrodenträgern 10 und 12 wirkenden Induktionsfeldes angeordnet und auf der boden­ seitigen Montageplatte 2 der Tragkonstruktion des Schweiß­ aggregats gelagert. Die Vereinzelungs- und/oder Zuführvor­ richtung ist in ihrer Gesamtheit in Form einer Modulein­ heit in die Tragkonstruktion des Schweißaggregats einsetz­ bar und aus dieser entnehmbar, wobei zur Erzielung einer vorbestimmten Position zwischen der Moduleinheit und der Tragkonstruktion des Schweißaggregats nicht dargestellte Positionierungs- und Führungselemente, beispielsweise Nuten, Anschläge und Vorsprünge etc. angeordnet sind. Die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung 39 kann gemäß Fig. 1a von vorne bzw. gemäß Fig. 1c von links auf die bodenseitige Montageplatte aufgeschoben und in bekannter Weise mittels Schrauben oder einer Klemmverbindung in einer vorbestimmten Lage fixiert werden.

Die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung 39 umfaßt einen Vorschubschlitten 45, der gemäß Fig. 2 nach rechts und links bewegbar ist, wobei die Bewegung des Vorschub­ schlittens 45 einer zeitlichen Steuerung mittels eines Bowdenzugs 26 unterliegt. Wenn der Bowdenzug 26 gezogen wird, wird das obere Ende des Winkelhebels 28 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 30 gemäß Fig. 2 nach oben bewegt, wodurch der Winkelhebel 28 um einen Drehpunkt 28 a verschwenkt wird, so daß das untere Ende des Winkelhebels 28 eine gemäß Fig. 2 nach rechts gerichtete Bewegung ausführt. Diese Bewegung wird auf den Vorschubschlitten 45 übertragen, so daß dieser ebenfalls nach rechts bewegt wird, wodurch ein Kontaktelement in eine gewünschte, vorbestimmte Lage relativ zu den Elektroden 8 und 9 sowie einem Trägerelement bringbar ist. Gemäß Fig. 2 umfaßt die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung 39 des weiteren eine Zange, die das Kontaktelement erfassen und in der gewünschten Lage absetzen kann, sowie einen weiteren Bowdenzug 32 zur Steuerung der Greifbewegung der Zange 40, dem eine Rückstellfeder 34 zugeordnet ist. Die einzelnen Phasen der Vereinzelung und Zuführung des Kontaktelementes sind in den Fig. 3a, 3b und 3c dargestellt.

Gemäß Fig. 3a ist auf dem Vorschubschlitten 45 eine Vorrichtung 41 angeordnet, um eine im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Bewegung des Bowdenzuges 32 in eine gemäß Fig. 3a nach rechts bzw. links gerichtete Bewegung einer Steuerstange 44 umzuset­ zen. Da eine derartige Vorrichtung 41 an sich hinlänglich bekannt ist, beispielsweise in Form von Kipphebeln oder Nockenscheiben, wird an dieser Stelle nicht weiter auf sie eingegangen. Die Steuerstange 44 trägt an ihrem Ende eine Zange 40, die zwei Klemmbacken 40 a und 40 b umfaßt, mittels derer ein Kontaktelement in Form einer vorgefertigten Pille 38 erfaßt und transportiert werden kann. Darüber hinaus ist auf dem Vorschubschlitten 45 ein Führungsteil 37 angeordnet, das in Anlagekontakt mit einem Führungsrad 36 a eines Querschiebers 36 steht und dessen Querbewegung steuert. Bei einer Verschiebung des Vorschubschlittens 45 werden demgemäß das Führungsteil 37, die Zange 40, die Steuerstange 44 und die Vorrichtung 41 zur Umsetzung der Bewegung des Bowdenzugs 32 verschoben.

Gemäß Fig. 3a befindet sich der Vorschubschlitten 45 in seiner linksseitigen Endstellung, wobei das Führungsteil 37 soweit nach links verschoben ist, daß das Führungsrad 36 a unter der Wirkung eines nicht gezeigten Federelementes eine nach oben gerichtete Bewegung des Querschiebers 36 ermöglicht. Aufgrund dieser nach oben gerichteten Bewegung des Querschiebers kann eine Pille 38 zwischen die Klemmbacken 40 a und 40 b der Zange geschoben werden. Die Pillen 38 werden in bekannter und deshalb nicht gezeigter Weise entlang einer Führungsbahn bewegt bzw. nachgescho­ ben, wobei als Antrieb eine Federvorspannung, eine rotierende Bürste, eine Klemmführung oder ähnliches verwendet werden kann. Nach dem Einschieben der Pille 38 zwischen die Klemmbacken 40 a und 40 b der Zange 40 wird der Bowdenzug 32 entlastet, wodurch eine Feder 42 die Steuerstange 44 gemäß Fig. 3a nach links drückt und die Klemmbacken 40 a und 40 b der Zange 40 schließt, so daß die Pille 38 fest zwischen den Klemmbacken 40 a und 40 b gehalten ist. Dieser Zustand ist in Fig. 3a dargestellt.

Wenn daraufhin der Bowdenzug 26 gemäß Fig. 2 angezogen wird, wird der Vorschubschlitten 45 über den Winkelhebel 28 gemäß den Fig. 2 und 3 nach rechts verfahren. Dabei erzwingt das Führungsteil 37 eine nach unten gerichtete Bewegung des Führungsrades 36 a und des Querschiebers 36, wodurch die in der Führungsbahn aufgereihten Pillen 38 nachrücken bzw. nachgeführt werden können. Die nach rechts gerichtete Bewegung des Führungsschlittens 35 bedingt ebenfalls eine nach rechts gerichtete Bewegung der Steuerstange 44 und der Zange 40 sowie der in der Zange 40 festgehaltenen Pille 38. Auf diese Weise kann die Pille 38 in eine gewünschte Position unter oder über einem Trägerelement 43 gebracht werden, wie es in Fig. 3b dargestellt ist. Nachdem die Zange 40 ihre gewünschte Endposition erreicht hat, können ihre Klemmbacken 40 a und 40 b durch Betätigung des Bowdenzugs 32 geöffnet werden, indem die Steuerstange 44 gemäß Fig. 3c nach rechts verschoben wird, wodurch die eine Klemmbacke 40 a zu einer Drehung um einen Schwenkpunkt 40 c veranlaßt wird und auf diese Weise die Pille 38 freigibt. Wenn nunmehr der in Fig. 2 gezeigte Bowdenzug 36 entlastet wird, fährt der Vorschubschlitten 45 aufgrund der Wirkung der Rückstell­ feder 30 in seine linksseitige Endposition zurück, in der mittels des Querschiebers 36 eine Pille 38 zwischen die geöffneten Klemmbacken 40 a und 40 b geschoben werden kann, woraufhin die Klemmbacken 40 a und 40 b mittels Entlastung des Bowdenzugs 32 geschlossen werden und die Pille 38 zwischen den Klemmbacken 40 a und 40 b fixiert ist, wie es in Fig. 3c gezeigt ist. Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich entsprechend, wobei nach der Positionie­ rung der Pille 38 auf dem Trägerelement 43 die Elektroden 8 und 9 aufeinander zu verfahren werden, so daß sie in Anlagekontakt mit der Pille 38 und dem Trägerelement 43 stehen, und der eigentliche Schweißvorgang ausgeführt werden kann.

Um zu gewährleisten, daß dem Transport der Pille 38 infolge der räumlichen Abmessungen der Zange 40 keine zusätzlichen Beschränkungen auferlegt sind, ist vorgese­ hen, daß die Klemmbacken 40 a und 40 b in ihrer senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 3 gemessenen Stärke dünner oder gleich der entsprechenden Stärke der Pille 38 sind.

Statt einer vorgefertigten Pille kann auch ein von einem bandartigen Ausgangsmaterial abgeschnittenes Element, ein sogenanntes tape, als Kontaktelement verwendet werden. Ein für die Verwendung eines tape als Kontaktelement modifi­ ziertes Schweißaggregat ist in Fig. 4 dargestellt. Da alle wesentlichen Teile des Schweißaggregats gemäß Fig. 2 auch beim Schweißaggregat gemäß Fig. 4 vorgesehen sind und diese darüber hinaus mit den entsprechend gleichen Bezugszeichen versehen sind, wird an dieser Stelle auf eine nochmalige Beschreibung dieser Teile verzichtet.

Das bandartige Ausgangsmaterial 47 wird gemäß Fig. 4 von links mittels einer bekannten Klemm-Fördervorrichtung 48, die Klemmbacken umfaßt, die im geschlossenen, das bandar­ tige Ausgangsmaterial 47 klemmenden Zustand nach rechts und im offenen, das bandartige Ausgangsmaterial 47 freigebenden Zustand nach links bewegt werden, wodurch eine nach rechts gerichtete Förderung des Ausgangsmateri­ als 47 bewirkt wird. Die zeitliche Steuerung der Bewegung der Klemmbacken erfolgt dabei wiederum über einen Bowden­ zug 49 und eine zugeordnete Rückstellfeder 49 a.

In einer nachgeschalteten Schneidvorrichtung 50 wird ein Element vorbestimmter Länge vom bandartigen Ausgangsmate­ rial 47 abgeschnitten, indem ein von einem Bowdenzug 51 gesteuertes Messer 52 entgegen der Kraft einer Rückstell­ feder 53 geschlossen wird. Das vereinzelte tape wird dann in der anhand der Fig. 2 und 3 erläuterten Weise mittels der Zange 40 zwischen die Elektroden 8 und 9 auf einem Trägerelement angeordnet und dort mit diesem verschweißt.

Die Zange 40 erfordert zwar einen relativ aufwendigen Aufbau durch die Anordnung mehrerer Klemmbacken 40 a und 40 b sowie einer Steuerung zu deren Öffnen und Schließen, sie erlaubt aber, das Kontaktelement auch über Spalte, Ausnehmungen und Erhebungen hinweg dem Trägerelement zwischen den Elektroden zuzuführen. Wenn diese Vorteile bei einem Schweißaggregat nicht genutzt werden sollen, da beispielsweise Spalte, Ausnehmungen oder Erhebungen nicht vorhanden sind, ist es möglich, statt der Zange 40 einen Schieber zu verwenden, der einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist und mittels dessen die Pille oder das abgeschnittene tape in die gewünschte Position geschoben werden kann. Ein Schweißaggregat für die Verschweißung eines tapes unter Verwendung eines Schiebers zur Positio­ nierung des tapes ist in Fig. 5 dargestellt, wobei dem Schweißaggregat gemäß Fig. 4 gleiche Bauteile mit jeweils entsprechend gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das bandartige Ausgangsmaterial 47 wird mittels der Klemm-För­ dervorrichtung 48 gemäß Fig. 5 von links nach rechts vorgeschoben, wobei der Vorschub von dem Bowdenzug 49 und der dazugehörigen Rückstellfeder 49 a gesteuert wird. Nachdem das vordere, gemäß Fig. 5 rechtsseitige Ende des bandartigen Ausgangsmaterials 47 um ein vorbestimmtes Maß in die Schneidvorrichtung 50 hineinverfahren worden ist, wird der Bowdenzug 51 für das Messer 52 betätigt, so daß das Messer 52 entgegen der Kraft der Rückstellfedern 53 und 54 nach oben verfahren wird und dabei ein tape vom bandartigen Ausgangsmaterial 47 abschert. Das tape kommt in einer einem Schieber 56 gegenüberliegenden Position zum Stillstand und wird mittels Betätigung eines Bowdenzuges 58 von dem Schieber 56 aus dem Messer 52 zwischen die Elektroden 8 und 9 geschoben, wo es mit einem nicht gezeigten Trägerelement verschweißt wird. Bei Entlastung des Bowdenzugs 58 kehrt der Schieber 56 infolge einer Rückstellfeder 60 in seine Ausgangslage zurück, woraufhin der Bowdenzug 51 entlastet wird und das Messer 52 aufgrund der Rückstellfeder 53 in seine in Fig. 5 gezeigte Stellung zurückfährt, so daß das bandartige Ausgangsmaterial 47 wieder vorgeschoben, ein tape abgeschert und das tape zwischen die Elektroden 8 und 9 geschoben werden kann.

Da der konstruktive Aufbau des Schiebers gemäß Fig. 5 gegenüber dem Aufbau der Zange gemäß Fig. 2 und 4 wesentlich vereinfacht ist und einen entsprechend geringe­ ren Bauraum erfordert können die Klemm-Fördervorrichtung 48 und die Schneidvorrichtung 50 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 denjenigen Bauraum einnehmen, der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 von der Steuerung der Zange eingenommen wurde. Auf diese Weise ist gemäß Fig. 5 ein sehr kompaktes Schweißaggregat erzielt.

Wie aus den zuvor beschriebenen Beispielen hervorgeht, werden die einzelnen Bewegungsabläufe des Schweißaggregats von einen externen Antriebsvorrichtung, die vorzugsweise in Form eines separaten Antriebsmoduls ausgebildet ist, ausgelöst, wobei eine Antriebsübertragungsvorrichtung, beispielsweise in Form von zeitlich gesteuerten Bowdenzü­ gen, vorgesehen ist, um die Antriebskraft des Antriebsmo­ duls auf das Schweißaggregat zu übertragen. Bowdenzüge eignen sich besonders zur Antriebsübertragung, da sie eine beliebige Positionierung des Antriebsmoduls relativ zum Schweißaggregat ermöglichen, so daß bauliche Gegebenheiten optimal ausgenutzt werden können. Darüber hinaus kann der Antriebsmodul auf diese Weise abseits des sich den Elektrodenträgern ausbildenden Induktionsfeldes angeordnet sein, so daß dieses nicht beeinflußt wird.

Um eine geringstmögliche Beeinflussung des sich zwischen den Elektrodenträgern aufbauenden Induktionsfeldes zu erhalten, sollten die Bowdenzüge an Anschlußstellen, die außerhalb des Induktionsfeldes, bevorzugterweise an der den Elektroden abgewandten Seite des Schweißaggregats angeordnet sind, mit dem Schweißaggregat verbunden werden.

Als Antriebsmodul zur Bewegung der Bowdenzüge sowie zu deren zeitlicher Steuerung können eine Vielzahl von Konstruktionen Verwendung finden. Zur Erzeugung der Bewegung der Bowdenzüge kann jeweils ein Schrittmotor oder eine Hydraulikanordnung benutzt werden, die jeweils vorzugsweise einer elektronischen Steuerung mittels eines Mikroprozessors oder eines Kleinstcomputers unterworfen werden. In den Fig. 6a und 6b ist eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung eines Antriebsmoduls 62 dargestellt. Auf einer angetriebenen Welle 63, die über eine Kupplung 66 mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor, beispielsweise einem Elektromotor oder dem Zentralrad einer Stanz-Biegeeinheit verbunden ist, sind eine Vielzahl von Steuerkurven bzw. Kurven- oder Nockenscheiben 64 angeordnet. Jeder Kurven­ scheibe 64 ist eine Kurvenrolle 68 zugeordnet, die an einem Ende eines Hebelarms 72, der um ein Schwenklager 70 schwenkbar ist, angebracht ist. An dem Hebelarm 72 ist darüber hinaus der zugeordnete Bowdenzug angebracht. Die Kurvenrolle 68 liegt auf der Führungsfläche der Kurven­ scheibe 64 auf. Wenn die Welle 63 gedreht wird, dreht sich die Kurvenscheibe 64 entsprechend mit. Wenn eine Erhöhung bzw. eine Nocke der Kurvenscheibe 64 mit der Kurvenrolle 68 in Anlage gerät, wird diese gemäß Fig. 6b radial angehoben, wodurch der Hebelarm 72 zu einer Schwenkung in Gegenuhrzeigerrichtung um das Schwenklager 70 veranlaßt wird. Diese Bewegung des Hebelarms bedingt eine Verschie­ bung des am Hebelarm 72 befestigten Bowdenzugs, wodurch eine Kraft auf das Schweißaggregat übertragen wird. Die Größe der Verschiebung des Bowdenzuges ist dabei von dem Durchmesser der Steuerkurve, der Höhe der Erhebung bzw. des Nockens und der Anordnung des Befestigungspunktes des Bowdenzugs am Hebelarm 72 abhängig und kann mittels Variation dieser Parameter in gewissen Grenzen verändert werden. Wie aus den zuvor erläuterten Ausführungsbeispie­ len zu entnehmen war, können die Vorschubbewegung der Zange und der Pille bzw. des tape, das Öffnen und Schließen der Zange, das Öffnen und Schließen der Elektroden, der Vorschub des bandartigen Ausgangsmateri­ als, die Bewegung des Messers und die Bewegung des Schiebers jeweils mittels eines Bowdenzugs gesteuert werden. Es ist aber auch möglich, weitere Bewegungen oder Zeitpunkte, beispielsweise den Beginn des Schweißvorgangs mittels einer Kurvenscheibe, die auf der gemeinsamen Welle 63 angeordnet ist, zu steuern. Die Anzahl der auf der Welle 63 angeordneten Kurvenscheiben ist beliebig variier­ bar, wie es in Fig. 6a strichpunktiert angedeutet ist.

In Fig. 7 sind einige Anordnungsmöglichkeiten des separa­ ten Antriebsmoduls bei Verwendung des Schweißaggregats im Zusammenhang mit einem Stanz-Biegeautomaten dargestellt. Der Stanz-Biegeautomat weist ein angetriebenes Zentralrad auf, über das eine Vielzahl von nicht dargestellten Stanz-Biegeeinheiten antreibbar ist. Den Stanz-Biegeein­ heiten nachgeschaltet bzw. diesen zwischengeschaltet ist ein Schweißaggregat, das den zuvor geschilderten Aufbau aufweist. Der zugehörige Antriebsmodul, der über Bowden­ züge mit dem Schweißaggregat in Verbindung steht, kann entweder direkt am Zentralrad an einer oberen Position 62/1 oder einer unteren Position 62/2 oder mit einem separaten Antriebsmotors an einer Position 62/3 oder 62/4 angeordnet werden. Es sind selbstverständlich eine Viel­ zahl weiterer Anordnungen möglich, so daß der Antriebsmo­ dul an die jeweiligen baulichen Gegebenheiten anpaßbar ist.

Ein Schweißaggregat zum Verschweißen eines vereinzelten Kontaktelementes, etwa einer Pille oder eines tape, mit einem Trägerelement weist Elektroden, die an schienenarti­ gen, stromdurchflossenen Elektrodenträgern gelagert sind, und eine außerhalb des zwischen den Elektrodenträgern wirkenden Induktionsfeldes angeordnete Vereinzelungs­ und/oder Zuführvorrichtung auf, die von einer austauschba­ ren Moduleinheit gebildet wird. Die Moduleinheit ist an der Tragkonstruktion des Schweißaggregats, bevorzugterwei­ se an deren bodenseitiger Montageplatte, unterhalb der Elektrodenträger anbringbar und umfaßt einen Vorschub­ schlitten mit einem Schieber oder einer Zange, mittels dessen das Kontaktelement in eine gewünschte Lage relativ zum Trägerelement bringbar ist. Das Schweißaggregat wird von einem separaten Antriebsmodul angetrieben, der über eine Antriebsübertragungsvorrichtung, beispielsweise zeit­ lich gesteuerte Bowdenzüge, mit dem Schweißaggregat verbunden ist und beliebig relativ zu diesem positioniert werden kann.

Claims (28)

1. Schweißaggregat zum Schweißen eines vereinzelten Kontaktelementes auf ein Trägerelement, mit einer Elektro­ denanordnung und schienenartigen stromdurchflossenen Elek­ trodenträgern, gekennzeichnet durch eine außerhalb des zwischen den Elektrodenträgern (10, 12) wirkenden Induk­ tionsfeldes angeordnete Vereinzelungs- und/oder Zuführvor­ richtung (39).

2. Schweißaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrich­ tung (39) eine austauschbare, an einer Tragkonstruktion (2, 4, 6) des Schweißaggregats befestigbare Moduleinheit ist.

3. Schweißaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Moduleinheit seitlich in die Tragkon­ struktion (2, 4, 6) einschiebbar ist.

4. Schweißaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduleinheit auf einer bodenseiti­ gen Montageplatte (2) der Tragkonstruktion gelagert ist.

5. Schweißaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bodenseitige Montageplatte (2) Positio­ nierungs- und Führungselemente für die Moduleinheit aufweist.

6. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenträger (10, 12) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

7. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (8, 9) relativ zur Richtung der im wesentlichen geradlinigen Elektroden­ träger (10, 12) versetzt angeordnet sind.

8. Schweißaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektroden (8, 9) relativ zu den Elektrodenträgern (10, 12) seitlich und/oder nach unten versetzt sind.

9. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein oberer (10) und ein unterer Elektrodenträger (12) sowie eine obere (8) und eine untere Elektrode (9) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Elektrode (8) mit dem unteren Elektrodenträger (12) und die untere Elektrode (9) mit dem oberen Elektrodenträger (10) verbunden ist.

10. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung (39) unterhalb der Elektrodenträger (10, 12) angeordnet ist.

11. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungs- und/oder Zuführvorrichtung (39) einen Vorschubschlitten (45) um­ faßt, mittels dessen das Kontaktelement (38) in eine gewünschte Lage relativ zum Trägerelement (43) bringbar ist.

12. Schweißaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorschubschlitten (45) einen Schieber (56) aufweist, mittels dessen das Kontaktelement (38) in die gewünschte Lage geschoben werden kann.

13. Schweißaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorschubschlitten (45) eine verfahrbare Zange (40) umfaßt, mittels der das Kontaktelement (38) in der gewünschten Lage ablegbar ist.

14. Schweißaggregat nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zange (40) zwei Klemmbacken (40 a, 40 b) aufweist, die vorzugsweise zungenartig mit einer Stärke ausgestattet sind, die gleich der oder geringfügig kleiner als die Stärke des Kontaktelementes (38) ist.

15. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch einen separaten Antriebsmodul (62).

16. Schweißaggregat nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmodul (62) beliebig relativ zum Schweißaggregat positionierbar ist und eine Antriebsüber­ tragungsvorrichtung (20, 26, 32, 49, 51, 58) zum Schweiß­ aggregat aufweist.

17. Schweißaggregat nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsübertragungsvorrichtung zumin­ dest einen zeitlich gesteuerten Bowdenzug (20, 26, 32, 49, 51, 58) umfaßt.

18. Schweißaggregat nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsübertragungsvorrichtung einen ersten Bowdenzug (20), der die aufeinander zu bzw. voneinander weggerichtete Bewegung der Elektrodenträger (10, 12) bzw. der Elektroden (8, 9) steuert, sowie einen zweiten Bowdenzug (26; 49, 58) aufweist, der den Vorschub des Kontaktelementes (38) zum Trägerelement (43) steuert.

19. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 17 oder 18, gekennzeichnet durch einen dritten Bowdenzug (32), der die Greifbewegung der Zange (40) steuert.

20. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Bowdenzüge mittels Kurvenscheiben (64) erfolgt, die auf einer gemeinsamen, angetriebenen Welle (63) angeordnet sind.

21. Schweißaggregat nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Welle (63) mittels eines Elektromotors antreibbar ist.

22. Schweißaggregat nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Welle (63) mittels eines Zentralrades einer Stanz-Biegeeinheit antreibbar ist.

23. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bowdenzug (20, 26, 32, 49, 51, 58) ein Satz komplementärer Kurvenscheiben zur Einleitung einer Zug- und Druckkraft zugeordnet ist.

24. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen der Bowdenzüge an das Schweißaggregat außerhalb des Induk­ tionsfeldes, vorzugsweise auf der den Elektroden (8, 9) abgewandten Seite angeordnet sind.

25. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement eine vorgefertigte Pille (38) ist.

26. Schweißaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement ein von einem bandartigen Ausgangsmaterial (47) abgeschnittenes Element (tape) ist.

27. Schweißaggregat nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch ein Messer (52) zum Abschneiden des Kontaktelemen­ tes.

28. Schweißaggregat nach Anspruch 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegung des Messers (52) über einen Bowdenzug (51) steuerbar ist.