DE4203056C2 - Schweißaggregat, insbesondere für Vielpunktschweißmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Aus der DE-AS 10 59 588 ist eine Vielpunktschweißmaschine mit gekühlten und durch Druckmittel betätigten Elektroden bekannt. Generell hat diese Anordnung den Vorteil, daß zum Aufbringen des Schweißdruckes nur ein bereits vorhan­ denes Medium, nämlich das Kühlmittel, verwendet werden kann. Dadurch entfällt die Installation eines separaten Druckmittelkreislaufes. In der Regel werden alle Schweiß­ aggregate der Maschine an den Kühlwasserkreislauf paral­ lel geschaltet.

Die elektrische Energieübertragung erfolgt über Kabel. Dies hat den Nachteil, daß Befestigungspunkte für die Kabel vorgesehen werden müssen, die einen erhöhten Bauaufwand bedeuten und gleichzeitig ein Aneinanderrücken der einzelnen Schweißaggregate begrenzen. Aus diesem Grund muß deshalb ein Mindestabstand zwischen zwei Schweißaggregaten eingehalten werden, der einzig und allein durch die Befestigung der zur Stromübertragung dienenden Kabel bedingt ist.

Eine gattungsbildende Vorrichtung ist aus der DE 29 48 038 A1 bekannt. Hier wird die Elektrodenkappe direkt an der beweglichen Kolbenstange befestigt, die im Schweiß­ zylinder verschiebbar gelagert ist. Zur Übertragung des Schweißstromes zwischen dem Schweißzylinder und der Kol­ benstange sind Kontaktlamellen vorgesehen, die ringförmig die Kolbenstange umschließen. Zum Aufbringen des Schweiß­ druckes und zum Verfahren der Kolbenstange und damit der Elektrodenkappe wird die Kühlflüssigkeit verwendet, die üblicherweise Wasser mit entsprechenden Zusätzen ist.

Nachteilig ist es bei dieser Anordnung, daß zwischen den mit Kühlflüssigkeit gefüllten Räumen und der Stromüber­ tragung nur ein Dichtungssatz vorhanden ist. Wird dieser Dichtungssatz undicht, gelangt Kühlflüssigkeit direkt mit den Kontaktlamellen in Berührung, wodurch Probleme hin­ sichtlich Korrosion und Stromübergangsverhalten auftreten können. Auch ist die Kühlmittelführung relativ komplex aufgebaut und bedingt sogar Schaltelemente zur Strömungs­ umkehr. Dadurch ist sie relativ störanfällig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Schweißaggregat der eingangs ge­ nannten Gattung derart weiterzubilden, daß Kühlmittel und Stromübertragung sicher voneinander getrennt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Lösung basiert auf dem Gedanken, daß die Stromübertragung zwischen Gehäuse und Elektrodenhalter baulich getrennt wird von der Lagerung des Kolbens bzw. der Kolbenstange. Durch das Aufteilen auf zwei verschiedene Bauteile kann damit der Stromübergang optimal ausgelegt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß Kühlmittel in diesen Bereich gelangt. Damit kann auch die Kühlmittelführung verein­ facht werden, so daß insbesondere keine Strömungs­ richtungsumkehr stattfinden muß. Damit entfallen auch entsprechende Sperreinrichtungen, so daß der Kühlmittel­ kreislauf innerhalb des Schweißaggregates weniger störan­ fällig ist.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Kontakt­ lamellen zum Stromübergang gleichzeitig auch zum Führen des beweglich angeordneten Elektrodenhalters dienen kön­ nen. Somit kann eine Vielpunktschweißmaschine gebaut wer­ den, bei der die Schweißaggregate sehr eng beieinander angeordnet werden können.

Die Unteransprüche 2 bis 4 beschreiben vorteilhafte Aus­ führungen der Erfindung. Es hat sich allgemein als vor­ teilhaft erwiesen, die Kontaktlamellen an drei Seiten des Elektrodenhalters anzuordnen. Damit können hohe Schweiß­ ströme problemlos übertragen werden, die sonst bei her­ kömmlicher Übertragung des Schweißstromes bereits sehr dicke und damit biegestarre Elektrokabel erfordern wür­ den.

Das Vorsehen von Führungsleisten gemäß Anspruch 4 stellt eine zusätzliche Führungsfläche zur Verfügung, so daß die Kontaktlamellen nicht die gesamte Führungsaufgabe des Elektrodenhalters übernehmen müssen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematisierte Frontansicht einer Viel­ punktschweißmaschine;

Fig. 2a, b, je eine Seiten- und Rückansicht der Maschine nach Fig. 1 im Detail mit dem erfin­ dungsgemäßen Schweißaggregat;

Fig. 3a, b einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch das erfindungsgemäß aufgebaute Schweißaggre­ gat.

In Fig. 1 ist schematisiert eine Vielfachpunktschweißma­ schine 1 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einem verschwenkbaren Oberteil 2, das ein Gestell 3 trägt, an dem, entsprechend der Anzahl der zu setzenden Schweißpunkte, eine Vielzahl von Schweißaggregaten 4 be­ festigt ist. Die Schweißaggregate 4 arbeiten mit Gegen­ elektroden 5 zusammen, die ortsfest an einem weiteren Ge­ stell 6 befestigt sind. Die zu verschweißenden Bleche sind in Fig. 1 mit 7 bezeichnet.

In Fig. 2a, b ist ein Ausschnitt, der in Fig. 1 schema­ tisiert dargestellten Vielpunktschweißmaschine gezeigt. An dem Gestell 3 sind die Schweißaggregate 4 ange­ schraubt. Das Schweißaggregat 4 besteht aus einem Gehäuse 8 und einem daran beweglich geführten Elektrodenhalter 9.

Über die Schlauchleitungen 10 und 11 wird von einer zen­ tralen Zuführleitung 12 bzw. zentralen Ableitung 13 Kühl­ wasser zu jedem Schweißaggregat 4 zu- und abgeführt.

Die zum Schweißen notwendige elektrische Energie wird über das Gestell 3, in das darin befestigte Gehäuse 8 und von dort in den Elektrodenhalter 9, der an seinem unteren Ende die Elektrodenkappe 14 trägt, zugeführt.

Wie die Fig. 2a und 2b deutlich zeigen, werden somit keine Elektrokabel zum Zuleiten der elektrischen Energie benötigt. Deshalb können die einzelnen Schweißaggregate, - wie die Längsansicht nach Fig. 2b zeigt - eng benach­ bart zueinander angeordnet werden.

In Fig. 3a ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsge­ mäß aufgebautes Schweißaggregat 4 dargestellt. Wie insbe­ sondere aus dem Querschnitt nach Fig. 3b ersichtlich ist, ist das Gehäuse 8 im Querschnitt u-förmig aufgebaut. Es weist die beiden Schenkel 15 und 16 auf, die über den Stegbereich 17 miteinander verbunden sind. Der Steg 17 ist verstärkt ausgeführt und mit einer Längsbohrung 18 versehen, in der ein Kolben 19 beweglich geführt ist.

Das aus dem Gehäuse 8 herausragende Kolbenende 20 trägt den Elektrodenhalter 9. An dem Elektrodenhalter 9 ist in üblicher Weise die Elektrodenkappe 14 über ihren Schaft 21 befestigt.

Zur Kühlung ist der Elektrodenschaft 21 hohl ausgeführt und mit einer Kühlmittelzufuhrleitung 22 durchsetzt, die in der Elekrodenkappe 14 mündet. Zugeführt wird das Kühlmittel über die Schlauchleitung 11 in die Bohrung 24 im Gehäuse 8. Von dort strömt es in die Längsbohrung 18 und über den hohl ausgeführten Kolben 19 in die Kühl­ mittelzufuhrleitung 22.

Das in der Elektrodenkappe 21 ausströmende Kühlwasser strömt am Außenumfang der Kühlmittelzufuhrleitung entlang und durch die Bohrungen 23 zur in Fig. 3a nicht dargestellten Schlauchleitung 10.

Der Kolben 19 wird in seiner Ruheposition von der im Kol­ beninnern angeordneten Druckfeder 25 gehalten, die auf einem Federhalter 26 angeordnet ist, der in der Bohrung 18 unverschiebbar eingesetzt ist. Der Federhalter 26 ist hohl ausgebildet und besitzt Einlaßbohrungen 27 und 28 zum Eintritt des Kühlwasser in seinen Innenraum. Die Stromzuführung zur Elektrodenkappe 14 geschieht über das Gestell und das daran befestigte Gehäuse 8. Zwischen dem Gehäuse 8 und dem Elektrodenhalter 9 sind sowohl im Bereich der Schenkel 15 und 16 als auch des Steges 17 Kontaktlamellen 29, 30 und 31. Diese Kontaktlamellen, die nach Art von Lagernadeln aufgebaut sind, gestatten zum einen eine reibungsarme Bewegung des Elektrodenhalters 9 gegenüber dem Gehäuse 8 und zum andern eine verlustarme Stromübertragung vom Gehäuse 8 auf den Elektrodenhalter 9.

Damit die Kontaktlamellen 29, 30 und 31 nicht die gesamten Führungsaufgaben für den Elektrodenhalter 9 übernehmen müssen, sind noch die Führungsleisten 32 vorgesehen, die mit den Stirnseiten 33 und 34 der Schenkel 15 und 16 zu­ sammenwirken und hier eine Längsführung bilden. Die Kon­ taktlamellen 29, 30 und 31 sind in entsprechenden Aufnah­ men des Elektrodenhalters 9 befestigt.

Zum Ausfahren des Elektrodenhalters 9 in Richtung auf die zu verschweißenden Bleche wird nach dem Schließen der Vielpunktschweißmaschine 1 der Wasserkreislauf abge­ sperrt. Dadurch und unterstützt durch einen im Wasser­ kreislauf angeordneten, allgemein bekannten Druckverstär­ ker baut sich in der Längsbohrung 18 ein Wasserdruck auf, der den Kolben 19 entgegen der Druckfeder 25 verschiebt. Damit wird gleichzeitig der Elektrodenhalter 9 mit der Elektrodenkappe 21 gegen das zu verschweißende Blech ge­ drückt und hierbei die Schweißkraft aufgebaut.

Sobald der Schweißpunkt gesetzt ist, schaltet der Druck­ verstärker um. Dadurch sinkt der Wasserdruck in der Längsbohrung 18, so daß der Kolben von der Druckfeder wieder zurückgeschoben wird in die in Fig. 3a gezeigte Stellung. Anschließend wird der Wasserkreislauf wieder geöffnet, so daß das Kühlwasser seine Kühlungsaufgabe wieder wahrnehmen kann.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Kühlwasser­ druck nach dem Absperren als geschlossenes System zu nutzen, um die Schweißkraft auszugleichen.

Claims (4)

1. Schweißaggregat, insbesondere für eine Vielfach­ schweißmaschine, welches an einem beweglichen Ge­ stell der Schweißmaschine befestigt und an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist, wobei das Kühlmittel zusätzlich zum Aufbauen und Halten der Schweißkraft dient, wozu das Schweißaggregat aus einem elektrisch leitenden Gehäuse mit darin ver­ fahrbar angeordnetem Kolben besteht und das Kühl­ mittel im Gehäuse zugeführt wird und durch den Kol­ ben bis zur Elektrodenkappe strömt, und die Strom­ übertragung zwischen Gehäuse und Elektrodenkappe über im Gehäuse angeordnete Kontaktlamellen er­ folgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und daß der Kolben (19) mit einem im wesentli­ chen L-förmig aufgebauten, elektrisch leitenden Elektrodenhalter (9) verbunden ist, welcher zwi­ schen den Schenkeln (15, 16) des Gehäuse (8) ge­ führt ist und daß der Kühlmittelabfluß über den Elektrodenhalter (9) erfolgt.

2. Schweißaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlamellen (29, 30, 31) sowohl an der Innenseite der das u- bildenden Schenkel (15, 16) als auch an dem die Schenkel verbindenden Steg (17) vorgesehen sind.

3. Schweißaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlamellen (29, 30, 31) an dem Elektrodenhalter (9) befestigt sind.

4. Schweißaggregat nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Elektrodenhalter (9) Führungsleisten (33, 34) befestigt sind, die mit den Stirnseiten der Schenkel (15, 16) des Gehäuses (8) zusammenwirken .