DE4324223A1

DE4324223A1 - Method and apparatus for welding studs to a base, e.g. an autobody sheet

Info

Publication number: DE4324223A1
Application number: DE19934324223
Authority: DE
Inventors: Georg Sklorz; Eberhard Kling
Original assignee: REMA GES fur SCHWEISTECHNIK G
Current assignee: REMA GES fur SCHWEISTECHNIK G
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-01-26

Abstract

The method and the apparatus for welding studs to a base, e.g. an autobody sheet, start from the fact that an axially displaceable stud holder (24, 26) can be axially retracted to a certain extent under welding voltage from the position assumed when a stud (28) held by it bears against the backing and can then be advanced again with the stud (28) towards the backing. So that not only the retraction but also the advance taking place after it can be accurately controlled, two electromagnets (20, 22) are mounted in the welding-head housing (12), of which one exerts a withdrawal force on the stud holder (24, 26), whereas the stud holder (24, 26) can be axially advanced by the other electromagnet (22). A further special feature is the concentric arrangement of the guide (16, 18) of the welding-head housing (12) as well as of the stud feed (76) and loading device (60, 72). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschweißen von Bol zen auf einer Unterlage, z. B. einem Karosserieblech, bei welchem der Bolzen mit seinem einen Ende auf die Unterlage aufgesetzt oder nahe an diese herangebracht wird, dann unter elektrischer Schweißspannung eine bestimmte Entfernung von der Unterlage zurückgezogen und dabei ein Lichtbogen gezogen wird, und anschließend der Bolzen an der durch den Lichtbogen angeschmolzenen Stelle gegen die Unterlage gedrückt wird, so wie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for welding bolts zen on a pad, e.g. B. a body panel, at which one end of the bolt on the base put on or brought close to it, then under electrical welding voltage a certain distance from withdrawn from the pad while drawing an arc and then the bolt on the through the arc melted point is pressed against the base, so like an apparatus for performing this method.

Bei bekannten derartigen Verfahren wird der Bolzen nach dem Ziehen eines Lichtbogens durch Federkraft nach vorn geschoben und gegen die durch den Lichtbogen angeschmolzene Stelle der Unterlage gedrückt. Damit ist der Nachteil verbunden, daß Veränderungen zur optimalen Einstellung des Vorschubs und An drucks des Bolzens entsprechend den jeweiligen Schweißbedin gungen nur sehr beschränkt möglich und umständlich auszufüh ren sind. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vor richtung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache und schnelle Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit und der An preßkraft des Bolzen gestatten.In known such methods, the bolt after the Pulling an arc pushed forward by spring force and against the spot melted by the arc Pad pressed. This has the disadvantage that Changes to the optimal setting of the feed and on pressure of the stud according to the respective welding conditions Only possible to a limited extent and cumbersome to carry out are. The invention is therefore based on the object a procedure and a procedure suitable for its implementation direction to provide a simple and fast adjustment of the feed speed and the feed allow pressing force of the bolt.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bolzen durch eine steuerbare magnetische Kraft gegen die Unterlage gedrückt wird. Die hierzu vorgeschlagene Vorrich tung hat ein in Schweißstellung bewegbares Schweißkopfgehäu se, in dem ein Bolzenhalter axial verschieblich geführt ist, welcher aus der bei Anlage eines von ihm gehaltenen Bolzens an der Unterlage eingenommenen Stellung um ein bestimmtes Maß axial zurückziehbar und anschließend wieder mit dem Bolzen gegen die Unterlage vorschiebbar ist, und ist dadurch gekenn zeichnet, daß im Schweißkopfgehäuse ein Elektromagnet gela gert ist, durch welchen der Bolzenhalter relativ zum Schweiß kopfgehäuse axial vorschiebbar ist.The above object is achieved in that the bolt by a controllable magnetic force against the Pad is pressed. The proposed Vorrich tion has a weld head housing that can be moved in the welding position se, in which a bolt holder is axially displaceably guided, which from the when a bolt held by him position on the document by a certain amount axially retractable and then again with the bolt can be pushed against the base, and is therefore characterized records that an electromagnet gela in the welding head housing is through which the stud holder relative to the sweat head housing is axially advanced.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß durch Steuerung der an dem Elektromagneten anliegenden elektrischen Spannung eine den jeweiligen Verhältnissen optimal angepaßte, auch im zeit lichen Ablauf beeinflußbare Vorschubkraft auf den Bolzen aus geübt werden kann.The invention offers the advantage that by controlling the a voltage applied to the electromagnet optimally adapted to the respective conditions, also in time Lichen sequence influence feed force on the bolt can be practiced.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird der Bolzen zunächst durch eine magnetische Kraft von der Unterlage bis in eine bestimmte Stellung zurückgezogen und dann unter Über windung dieser Kraft durch eine stärkere magnetische Kraft gegen die Unterlage gedrückt. Hierzu sind im Schweißkopfge häuse zwei Elektromagneten gelagert, von denen einer zunächst in Rückzugsrichtung auf den Bolzenhalter wirkt, bevor dieser durch den anderen Elektromagneten wieder axial vorschiebbar ist. Das in einer solchen Vorrichtung auftretende Problem, daß die beiden Elektromagnete den Bolzenhalter über unter schiedlich lange Wege verschieben müssen und trotz Abweichun gen in der axialen Ausgangsstellung der Bolzen relativ zum Schweißkopfgehäuse der Rückhub zum Ziehen des Lichtbogens sehr genau eingehalten werden muß, wird in Fortbildung der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bolzenhalter axial fest mit dem Magnetkern des ihn vorschiebenden Elektromagneten verbun den ist, während der Magnetkern des den Bolzenhalter zurück ziehenden Elektromagneten über eine beim Zurückziehen kuppel bare Freilaufkupplung mit dem Bolzenhalter zu verbinden ist. Vorzugsweise ist dabei ein Teil der Freilaufkupplung, welcher axial fest mit dem Magnetkern des den Bolzenhalten zurückzie henden Elektromagneten verbunden ist, von diesem bis gegen einen am Schweißkopfgehäuse angebrachten Anschlag zu ziehen, und es ist der mit dem Magnetkern verbundene Teil der Frei laufkupplung mit einem Klemmkonus ausgebildet, der mit dem Bolzenhalter über Kugeln zu verkeilen ist, welche in einem Käfig gehalten sind, der durch eine auf den Klemmkonusteil wirkende Feder über diesen bis gegen einen fest am Schwein kopfgehäuse angebrachten Anschlag axial vorschiebbar ist.In a preferred embodiment of the invention, the bolt first by a magnetic force from the pad to withdrawn to a certain position and then under About winding of this force by a stronger magnetic force pressed against the pad. For this are in the welding head housing two electromagnets, one of which initially acts in the retraction direction on the stud holder before it axially advanced again by the other electromagnet is. The problem encountered in such a device that the two electromagnets the bolt holder over under have to move different distances and despite deviations gene in the axial starting position of the bolt relative to Welding head housing the return stroke for pulling the arc must be adhered to very precisely Invention solved in that the bolt holder axially fixed connected to the magnetic core of the electromagnet advancing it which is while the magnetic core of the stud holder is back pulling electromagnet over a dome when pulling back bare one-way clutch is to be connected to the bolt holder. Preferably, part of the one-way clutch is which retract axially with the magnetic core of the pin holder existing electromagnet is connected, from this to against pull a stop attached to the welding head housing, and it is the part of the free connected to the magnetic core running clutch formed with a clamping cone that with the Bolt the bolt holder over balls, which is in one Cage are held by one on the clamping cone part acting spring over this until against one firmly on the pig head housing attached stop is axially advanced.

Da die beiden Elektromagneten nur während des Rückzugs und Vorschubs auf den Bolzenhalter einwirken, kann dieser in wei ter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zwischen entge gengesetzt wirkenden Federn schwimmend in einer axialen Stel lung gehalten sein, in welcher das vordere Ende eines vom Bolzenhalter gehaltenen Bolzens über das vordere Ende eines vom vorderen Ende des Schweißkopfgehäuses abstehenden, als Anschlag dienenden Stützfußes vorragt.Since the two electromagnets only during the retreat and Feeds act on the stud holder, this can be in white ter preferred embodiment of the invention between entge counteracting springs floating in an axial position be held in which the front end of one of the Bolt held bolt over the front end of a protruding from the front end of the welding head housing as Protruding support foot protrudes.

Bereits die bevorzugte Anordnung der beiden Elektromagneten axial hintereinander gestattet eine kompakte Bauform der Vor richtung. Eine weitere Verkleinerung gegenüber bekannten Bol zenschweißköpfen, die mittels eines Schlittens axial ver schieblich sind, wird in bevorzugter praktischer Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß das Schweißkopfgehäuse einen Kolben bildet und von einem es tragenden Vorschubzylin der umgeben ist, durch welchen es bis zur Anlage des Stütz fußes an der Unterlage axial vorschiebbar ist.Already the preferred arrangement of the two electromagnets axially one behind the other allows a compact design of the front direction. Another reduction compared to known Bol welding heads that are axially ver are slidable, is in a preferred practical execution of the invention achieved in that the welding head housing forms a piston and a feed cylinder carrying it which is surrounded by which it is up to the support foot is axially advanced on the pad.

In Fortbildung des Konzepts der konzentrischen Anordnung des Vorschubzylinders, des Schweißkopfgehäuses, des Doppelmagne ten und des Bolzenhalters wird vorgeschlagen, daß letzterer als innerhalb der Elektromagneten gelagerter Zylinder ausge bildet ist, an dessen vorderen Ende, über den Umfang ver teilt, axial vorstehende, radial nach einwärts federnd vorbe lastete Spannzangenhebel aufschwenkbar gelagert sind, welche den Bolzen beim Schweißvorgang radial halten, wobei vorzugs weise in dem Zylinder ein druckfluidbetätigter Ladekolben axial verschieblich geführt ist, an dessen vorderen Ende axial vorstehende Haltearme gelagert sind, welche den Bolzen beim Schweißvorgang axial abstützen. Diese Bauform wird da durch optimal vollendet, daß der Ladekolben eine axiale Durchgangsbohrung hat, die an einen die Bolzen zuführenden Schlauch anschließbar ist, und daß die Haltearme, über den Umfang verteilt, gegen Federkraft radial aufschwenkbar gela gert sind. Die genannten Maßnahmen zur konzentrischen Anord nung der Teile können mit Vorteil auch unabhängig von dem er findungsgemäßen Vorschubmagneten angewandt werden.In further development of the concept of the concentric arrangement of the Feed cylinder, the welding head housing, the double magnet ten and the bolt holder is proposed that the latter as a cylinder stored inside the electromagnet is formed, at the front end, over the circumference divides, axially projecting, radially inward springing past loaded collet levers are pivotally mounted, which hold the stud radially during the welding process, with preference example in the cylinder a pressure fluid-actuated charging piston is axially displaceable, at the front end axially protruding holding arms are mounted, which the bolt Support axially during the welding process. This design is there by optimally completed that the loading piston has an axial Has through hole that on a feed the bolts Hose can be connected, and that the holding arms, via the Circumference distributed, can be swung open radially against spring force are. The measures mentioned for concentric arrangement Parts can also be used independently of which he feed magnets according to the invention are used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Bolzen schweißkopf im axialen Längsschnitt.An embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. This shows a bolt welding head in axial longitudinal section.

Der in der Zeichnung insgesamt mit 10 bezeichnete Bolzen schweißkopf ist im Unterschied zu bisher gebräuchlichen Gerä ten nicht auf einem verfahrbaren Schlitten gelagert, sondern bildet mit seinem äußeren Gehäuse 12 mittels eines daran an gebrachten oder ausgebildeten Flanschrings 14 einen Kolben, der in einem Vorschubzylinder 16 druckmittelbetätigt axial verschieblich geführt ist. Der Vorschubzylinder 16 ist sei nerseits mit einer Tragplatte 18 verbunden, die z. B. an ei nem Arm eines Schweißroboters befestigt werden kann.The bolt welding head, designated in the drawing as a whole by 10 , is, in contrast to hitherto conventional devices, not mounted on a movable slide, but instead forms with its outer housing 12 by means of a flange ring 14 attached or formed thereon a piston which actuates pressure medium in a feed cylinder 16 is guided axially displaceable. The feed cylinder 16 is on the other hand connected to a support plate 18 which, for. B. can be attached to an arm of a welding robot.

Im hinteren Bereich des Schweißkopfgehäuses 12 sind axial ne beneinander zwei ringförmige Elektromagneten 20 und 22 befe stigt. Sie wirken bei Erregung in entgegengesetzter axialer Richtung auf einen Hohlzylinder 24, der zusammen mit an sei nem vorderen Ende gelagerten Spannzangenhebeln 26 einen Bol zenhalter bildet, der die anzuschweißenden Bolzen 28 radial eingespannt hält und während des Schweißvorgangs relativ zu einer nicht gezeigten Unterlage, z. B. einem Karosserieblech, axial führt. In the rear area of the welding head housing 12 , two annular electromagnets 20 and 22 are axially adjacent to one another. They act on excitation in the opposite axial direction on a hollow cylinder 24 , which forms a bolt holder together with his front end of the collet levers 26 , which holds the bolts 28 to be welded on radially and during the welding process relative to a base, not shown, e.g. B. a body panel, leads axially.

Von den beiden Magneten 20 und 22 ist der letztere stärker ausgebildet als der erste. Als Magnetkern des Elektromagneten 22 dient der im Durchmesser verstärkte hintere Teil des Hohl zylinders 24. Bei Erregung wirkt der Elektromagnet 22 somit unmittelbar auf den Bolzenhalter 24, 26, indem er diesen axial vorschiebt. Die Vorschubkraft und -geschwindigkeit sind durch die elektrische Erregung des Magneten zu steuern.Of the two magnets 20 and 22 , the latter is stronger than the first. As the magnetic core of the electromagnet 22 , the diameter of the rear part of the hollow cylinder 24 is used . When excited, the electromagnet 22 thus acts directly on the bolt holder 24 , 26 by axially advancing it. The feed force and speed are controlled by the electrical excitation of the magnet.

Der im Gehäuse 12 vor dem Vorschubmagneten 22 angeordnete, relativ schwächere Elektromagnet 20 wirkt bei Erregung in Rückzugsrichtung auf den Hohlzylinder 24, allerdings nicht direkt, sondern über eine Freilaufkupplung 30. Sie besteht aus einem Kugelkäfig 32, der eine Vielzahl über den Umfang verteilter Kugeln 34 auf der äußeren Umfangsfläche des Hohl zylinders 24 führt, sowie einem mit den Kugeln 34 zusammen wirkenden Klemmkonus 36, der mit dem Magnetkern 38 des Elek tromagneten 20 verbunden ist und sich als Innenkonus in Rich tung axial von vorn nach hinten erweitert. Aus dieser Neigung der Konusfläche folgt, daß bei einer durch Erregung des Elek tromagneten 20 ausgelösten Rückzugsbewegung des Magnetkerns 38 und des Klemmkonus 36 die Kugeln 34 zwischen dem Klemmko nus 36 und dem Hohlzylinder 24 festgeklemmt werden, so daß der Magnetkern 38 über den Klemmkonus 36 und die Kugeln 34 den Bolzenhalter 24, 26 axial mit zurückzieht. Diese Rück zugsbewegung erfolgt gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 40, die im Ausführungsbeispiel eine axial zwischen dem Elek tromagneten 20 und dem Klemmkonus 36 eingesetzte Gummifeder ist.The relatively weaker electromagnet 20 arranged in the housing 12 in front of the feed magnet 22 acts on the hollow cylinder 24 when excited in the retraction direction, but not directly, but via a one-way clutch 30 . It consists of a ball cage 32 which carries a plurality of balls 34 distributed over the circumference on the outer circumferential surface of the hollow cylinder 24 , and a clamping cone 36 which cooperates with the balls 34 and is connected to the magnetic core 38 of the electromagnet 20 and itself extended axially from the front to the rear as an inner cone. From this inclination of the conical surface it follows that the balls 34 are clamped between the clamping cone 36 and the hollow cylinder 24 when the magnetic core 38 and the clamping cone 36 are triggered by excitation of the electromagnet 20 , so that the magnetic core 38 is clamped over the clamping cone 36 and the balls 34 axially retract the bolt holder 24 , 26 . This return pull movement takes place against the action of a return spring 40 , which in the exemplary embodiment is a rubber spring inserted axially between the electromagnet 20 and the clamping cone 36 .

Der axiale Weg des Kugelkäfigs 32 und des mit dem Magnetkern 38 verbundenen Klemmkonus 36 ist auf etwa 1,5 mm begrenzt, indem beide axial relativ zueinander verschieblichen Teile jeweils mit einem radial äußeren Flansch ausgebildet sind und diese Flanschen in den Ringraum zwischen zwei mit axialem Ab stand in das zylindrische Schweißkopfgehäuse 12 eingesetzten Sprengringen 42 und 44 eingreifen. In der axial vorderen Stellung liegt der Flansch des Kugelkäfigs 32 am vorderen Sprengring 42 an und der die Kugeln 34 übergreifende Klemmko nus 36 ist durch die Rückstellfeder 40 in seine vordere End stellung in Anlage am Kugelkäfig 32 geschoben, wobei die Klemmung zwischen dem Klemmkonus, den Kugeln 34 und dem Hohl zylinder 24 aufgehoben ist, so daß der letztere relativ zum Kugelkäfig 32 und Klemmkonus 36 axial verschieblich ist. Wird in dieser Stellung der Elektromagnet 20 erregt, zieht er über seinen Magnetkern 38 den Klemmkonus 36 axial zurück, wobei zunächst eine Verspannung über die Kugeln 34 mit dem Hohlzy linder 24 erfolgt und dieser etwa 1,2 bis 1,5 mm mit zurück gezogen wird, bis der äußere Flansch am Klemmkonus 36 gegen den als Anschlag dienenden hinteren Sprengring 44 stößt.The axial path of the ball cage 32 and the clamping cone 36 connected to the magnetic core 38 is limited to approximately 1.5 mm in that both parts which are axially displaceable relative to one another are each formed with a radially outer flange and these flanges into the annular space between two with an axial ab stood in the cylindrical welding head housing 12 inserted snap rings 42 and 44 . In the axially forward position, the flange of the ball cage 32 rests against the front snap ring 42 and the clamping cone 36 which overlaps the balls 34 is pushed into its front end position by the return spring 40 in contact with the ball cage 32 , the clamping between the clamping cone, the Balls 34 and the hollow cylinder 24 is lifted so that the latter is axially displaceable relative to the ball cage 32 and clamping cone 36 . If the electromagnet 20 is energized in this position, it pulls the clamping cone 36 axially back via its magnetic core 38 , whereby tension is first applied via the balls 34 to the hollow cylinder 24 and this is pulled back by approximately 1.2 to 1.5 mm until the outer flange on the clamping cone 36 abuts the rear snap ring 44 serving as a stop.

Wenn die Elektromagneten 20, 22 nicht erregt sind und ein zwischen den Spannzangenhebeln 26 gehaltener Bolzen 28 noch nicht gegen eine Unterlage angedrückt wird, halten eine oder mehrere vordere axiale Federn 46 im Zusammenwirken mit einer oder mehreren hinteren axialen Federn 48 den Hohlzylinder 24 schwimmend in einer axialen Mittelstellung. Die vorderen Fe dern 46 sind axial zwischen der vorderen Gehäuseendwand 50 und einem auf den Hohlzylinder 24 aufgeschraubten Federlager 52 eingespannt. Die hinteren Federn 48 sind in axialen Sack bohrungen im hinteren Ende des Hohlzylinders 24 aufgenommen und zwischen diesem und einem festgeschraubten Verschlußdec kel 54 eingespannt, welcher eine hintere Gehäuseendwand des Schweißkopfgehäuses bildet. Axiale Verschiebungen des Hohlzy linders 24 durch Erregung der Elektromagneten 20 und 22 füh ren zum wechselweisen stärkeren Spannen oder Entspannen der Federn 46 und 48, welche danach die Tendenz haben, den Hohl zylinder 24 wieder in seine schwimmende Mittellage zurückzu stellen. If the electromagnets 20 , 22 are not energized and a bolt 28 held between the collet levers 26 is not yet pressed against a support, one or more front axial springs 46 in cooperation with one or more rear axial springs 48 hold the hollow cylinder 24 floating in one axial center position. The front feet 46 are axially clamped between the front housing end wall 50 and a spring bearing 52 screwed onto the hollow cylinder 24 . The rear springs 48 are bored in axial blind holes in the rear end of the hollow cylinder 24 and clamped between this and a screwed closure 54 , which forms a rear housing end wall of the welding head housing. Axial displacements of the Hohlzy cylinder 24 by excitation of the electromagnets 20 and 22 lead to alternately stronger tensioning or relaxation of the springs 46 and 48 , which then have the tendency to return the hollow cylinder 24 to its floating central position.

An der Gehäusevorderwand 50 ist in bekannter Weise ein Stütz fuß 56 befestigt, der axial nach vorn in den Bereich neben den von den Spannzangenhebeln 26 gehaltenen Bolzen 28 ragt. Die Halterung 58 des Stützfußes 56 gestattet durch Schraub eingriff oder mittels Klemmschraube eine stufenlose axiale Verstellung des Stützfußes relativ zum Gehäuse 12.On the housing front wall 50 , a support foot 56 is fixed in a known manner, which projects axially forward into the area next to the bolts 28 held by the collet levers 26 . The bracket 58 of the support foot 56 allows a continuous axial adjustment of the support foot relative to the housing 12 by screw engagement or by means of a clamping screw.

Im Hohlzylinder 24 ist ein Ladekolben 60 axial verschieblich geführt. Er bildet mit dem Hohlzylinder 24, ebenso wie auch das Gehäuse 12, 14 mit dem Vorschubzylinder 16, eine doppelt wirkende, d. h. in beiden axialen Richtungen antreibbare Zy linder-Kolben-Einheit. Zu diesem Zweck befindet sich in dem Hohlzylinder 24 eine gegen die äußere Umfangsfläche des Lade kolbens 60 dichtende Trennwand 62, welche zusammen mit einer vorderen Ringrippe 64 und einer hinteren Ringrippe 66 des La dekolbens 60, welche gegen die innere Umfangsfläche des Hohl zylinders 24 dichten, eine vordere und eine hintere Zylinder kammer begrenzt, die über angedeutete Druckluftanschlüsse 68 einzeln mit Druckluft beaufschlagt werden können, um den La dekolben 60 wahlweise im Hohlzylinder 24 vorzuschieben oder axial zurückzuziehen. In entsprechender Weise kann durch Druckbeaufschlagung wahlweise der vorderen oder hinteren Zy linderkammer des Vorschubzylinders 16 über getrennte Druck luftanschlüsse 70 der Bolzenschweißkopf 10 relativ zur Trag platte 18 axial vorfahren und zurückgezogen werden.A charging piston 60 is axially displaceably guided in the hollow cylinder 24 . It forms with the hollow cylinder 24 , as well as the housing 12 , 14 with the feed cylinder 16 , a double-acting, ie drivable in both axial directions, cylinder-piston unit. For this purpose, there is in the hollow cylinder 24 against the outer peripheral surface of the loading piston 60 sealing partition 62 , which together with a front annular rib 64 and a rear annular rib 66 of the loading piston 60 , which seal against the inner peripheral surface of the hollow cylinder 24 , a front and a rear cylinder chamber limited, which can be acted upon individually by compressed air connections 68 with compressed air in order to either push the decompression piston 60 in the hollow cylinder 24 or to withdraw it axially. In a corresponding manner, by pressurizing either the front or rear cylinder chamber of the feed cylinder 16 via separate compressed air connections 70, the stud welding head 10 can be moved axially relative to the support plate 18 and retracted.

Am vorderen Ende des Ladekolbens 60 sind vier Haltearme 72 radial verschwenkbar gelagert. Sie werden durch eine gemein same Ringfeder 74 mit ihren vorderen Enden zusammengeführt, so daß diese in der gezeigten Stellung einen anzuschweißenden Bolzen 28 an seinem hinteren Ende axial abstützen können. An dererseits lassen sich die Haltearme 72 gegen die Wirkung der Ringfeder 74 radial aufschwenken, um einen Bolzen 28 beim La devorgang axial zwischen ihnen hindurch nach vorn zu führen. Die Zuführung der Bolzen 28 erfolgt zentral durch den Lade kolben 60 hindurch. Zu diesem Zweck ist er als Hohlkolben ausgebildet, und in seine axiale Durchgangsbohrung führt, von hinten kommend, ein Rohr 76, an dessen hinteres Ende ein nicht gezeigter Zuführschlauch angeschlossen ist, so daß die anzuschweißenden Bolzen 28 mit Druckluft durch diesen Schlauch und das Rohr 76 hindurch vor den Ladekolben 60 und die Haltearme 72 vorgeschoben werden können. Das Rohr 76 ist am Verschlußdeckel 54 festgelegt, so daß beim Zurückziehen des Ladekolbens 60 die Haltearme 72 auf der Außenseite des Rohrstücks 78 zurückgezogen und dabei radial auseinanderge drückt werden und die Bolzen 28 zwischen ihnen hindurchge führt werden können. Die radial elastischen Spannzangenarme 26 sind einzeln oder als Teile einer mehrfach längsge schlitzten Büchse mit einem äußeren Bund an ihrem hinteren Ende mittels einer Überwurfmutter 80 am vorderen Ende des Hohlzylinders 24 befestigt. Die Überwurfmutter 80 sitzt ver schieblich in einer Führungsbuchse 81, die in eine Bohrung in der Gehäuseendwand 50 eingesetzt ist und eine als Spritz schutz dienende, an der Spannzange 26 anliegende Gummiman schette 82 trägt.At the front end of the loading piston 60 , four holding arms 72 are radially pivoted. They are brought together by a common ring spring 74 with their front ends so that they can axially support a bolt 28 to be welded at its rear end in the position shown. On the other hand, the holding arms 72 can be swung open radially against the action of the annular spring 74 in order to guide a bolt 28 axially between them during the La devorgang. The feed of the bolts 28 takes place centrally through the loading piston 60 . For this purpose, it is designed as a hollow piston, and leads into its axial through bore, coming from behind, a tube 76 , to the rear end of which a connecting hose, not shown, is connected, so that the bolts 28 to be welded with compressed air through this hose and the tube 76 can be advanced in front of the loading piston 60 and the holding arms 72 . The tube 76 is fixed to the cover 54 so that when the loading piston 60 is pulled back, the holding arms 72 on the outside of the tube piece 78 are retracted and pressed radially apart and the bolts 28 can be passed between them. The radially elastic collet arms 26 are fastened individually or as parts of a multiply slotted sleeve with an outer collar at its rear end by means of a union nut 80 at the front end of the hollow cylinder 24 . The union nut 80 is slidably ver in a guide bushing 81 which is inserted into a bore in the housing end wall 50 and serves as a splash guard, which rests on the collet 26 rubber collar 82 .

Die vorstehend beschriebene Schweißvorrichtung funktioniert wie folgt:The welding device described above works as follows:

Nach dem Anschweißen eines Bolzens 28 werden durch Druckbe aufschlagung der vorderen Zylinderkammer des Vorschubzylin ders 16 und der hinteren Zylinderkammer des Hohlzylinders 24 das Schweißkopfgehäuse 12 und der Ladekolben 60 axial zurück gefahren, wobei die Haltearme 72 außerhalb des Rohrs 76 zu rückgezogen und dabei aufgeschwenkt werden. Mittels Druck luft wird ein weiterer Bolzen 28 über den Zuführschlauch und das Rohr 76 zwischen die konvergierenden Spannzangenhebel 26 geschossen, wo sich der Bolzen 28 vor den vorderen Enden der Haltearme 72 fängt. Anschließend wird der Ladekolben 60 durch Druckbeaufschlagung der zugeordneten vorderen Zylinderkammer im Hohlzylinder 24 bis in die vordere Endstellung vorgescho ben, wobei die vorderen Enden der Haltearme 72 am hinteren Ende des Bolzens 28 zur Anlage kommen und diesen in eine be stimmte axiale Relativstellung mit Bezug auf die Spannzangen hebel 26 vorschieben, so daß der Bolzen 28 mit seinem vorde ren Ende gegenüber den Spannzangenhebeln vorsteht.After welding a bolt 28 , the welding head housing 12 and the loading piston 60 are axially retracted by pressure loading the front cylinder chamber of the feed cylinder 16 and the rear cylinder chamber of the hollow cylinder 24 , the holding arms 72 being withdrawn outside the tube 76 and being swung open in the process. By means of compressed air, a further bolt 28 is shot over the feed hose and the tube 76 between the converging collet levers 26 , where the bolt 28 catches in front of the front ends of the holding arms 72 . Then the loading piston 60 is pushed by pressurizing the associated front cylinder chamber in the hollow cylinder 24 into the front end position, the front ends of the holding arms 72 coming into contact with the rear end of the bolt 28 and this in a certain axial relative position with reference to the Push the collet lever 26 so that the bolt 28 protrudes with its front end opposite the collet levers.

Nunmehr wird an der nächsten Schweißstelle durch Druckbeauf schlagung der hinteren Zylinderkammer des Vorschubzylinders 16 der Bolzenschweißkopf 10 axial vorgeschoben, wobei zu nächst der gegenüber dem Stützfuß 56 axial ein wenig vorste hende Bolzen 28 gegen das Karosserieblech stößt (in der Zeichnung ist der Bolzen in dieser Stellung, aber das Schweißkopfgehäuse noch in seiner hinteren Stellung gezeigt). Da jedoch der Bolzenhalter 24, 26 durch die Federn 46, 48 im Gehäuse 12, 50, 54 axial schwimmend gelagert ist, weicht er unter Spannung der Federn 48 (falls es sich um Druckfedern handelt) bzw. 46 (falls es sich um Zugfedern handelt) zurück, bis auch der Stützfuß 56, der einen Anschlag bildet, am Ka rosserieblech zur Anlage kommt. Dies ist die Ausgangssitua tion für den Schweißvorgang.Now at the next welding point by pressurizing the rear cylinder chamber of the feed cylinder 16, the stud welding head 10 is advanced axially, the axially slightly protruding bolt 28 protruding against the support leg 56 against the body panel (in the drawing, the bolt is in this position , but the welding head housing is still shown in its rear position). However, since the bolt holder 24 , 26 is axially floating in the housing 12 , 50 , 54 by means of the springs 46 , 48 , it gives way under tension of the springs 48 (if the springs are compression springs) or 46 (if the springs are tension springs) ) back until the support foot 56 , which forms a stop, comes to rest on the body sheet. This is the starting point for the welding process.

Als nächstes wird der Elektromagnet 20 betätigt, der über seinen Magnetkern 38 den Klemmkonus 36 axial zurückzieht und dabei über die sich im Konus verklemmenden Kugeln 34 den Hohlzylinder 24, die Spannzangenhebel 26, den Ladekolben 60, die Haltearme 72 und den Bolzen 28 unter Spannung der Gummi feder 40 mit zurückzieht, bis nach etwa 1,2 bis 1,5 mm Weg länge der radial äußere Flansch am Klemmkonus 36 gegen den als Anschlag wirkenden, fest im Gehäuse 12 sitzenden Spreng ring 44 stößt. Da während dieser kurzen, definierten Rück zugsbewegung über einen bei 84 angedeuteten elektrischen An schluß am hinteren Ende des Hohlzylinders 24 Schweißspannung angelegt ist, die über die Spannzangenhebel 26 und Haltearme 72 auf den Bolzen 28 übertragen wird, wird ein Lichtbogen ge zogen, der das Karosserieblech an der Schweißstelle und das gegenüberliegende, vordere Ende des Bolzens 28 erhitzt und verflüssigt.Next, the electromagnet 20 is actuated, which axially retracts the clamping cone 36 via its magnetic core 38 and thereby the hollow cylinder 24 , the collet levers 26 , the loading piston 60 , the holding arms 72 and the bolt 28 under tension of the balls 34 jamming in the cone Rubber spring 40 with retracts until after about 1.2 to 1.5 mm path length of the radially outer flange on the clamping cone 36 against the stop ring, which is firmly seated in the housing 12 , detonates ring 44 . Since during this short, defined return movement via an electrical connection indicated at 84, at the rear end of the hollow cylinder 24, welding voltage is applied, which is transmitted via the collet levers 26 and holding arms 72 to the bolt 28 , an arc is drawn which causes the body panel at the weld and the opposite front end of the bolt 28 heated and liquefied.

Im nächsten Schritt muß der Bolzen 28 mit einer bestimmten Geschwindigkeit und Anpreßkraft wieder gegen das Karosserie blech gedrückt werden. Hierzu wird, während der erste Magnet 20 eingeschaltet bleibt, der zweite, stärkere Elektromagnet 22 aktiviert, der den Bolzenhalter 24, 26 zusammen mit dem Ladekolben 60 und den Haltearmen 72 axial nach vorn schiebt. Dabei werden über die Kugeln 34 auch der Klemmkonus 36 und der Kugelkäfig 32 mitgenommen, bis letzterer mit seinem äuße ren Flansch gegen den Sprengring 42 stößt und dadurch festge halten wird. Da der Klemmkonus 36 noch ein wenig weiter nach vorn mitgenommen werden kann, bis seine Bewegung durch den Kugelkäfig 32 begrenzt wird, löst sich die Klemmung der Ku geln 34, so daß der Elektromagnet 22 den Bolzenhalter 24, 26 noch weiter vorschieben und den Bolzen 28 mit der vorbestimm ten Anpreßkraft gegen die Schweißstelle am Karosserieblech drücken kann. Das Abschalten der Schweißspannung erfolgt da bei in herkömmlicher Weise. Nach Beendigung des Schweißvor gangs werden auch die Elektromagneten 20, 22 abgeschaltet, und der vorstehend beschriebene Arbeitsvorgang kann dann wie derholt werden.In the next step, the bolt 28 must be pressed against the body panel at a specific speed and contact pressure. For this purpose, while the first magnet 20 remains switched on, the second, stronger electromagnet 22 is activated, which pushes the bolt holder 24 , 26 together with the loading piston 60 and the holding arms 72 axially forward. In this case, the clamping cone 36 and the ball cage 32 are also taken along with the balls 34 until the latter abuts the snap ring 42 with its outer flange and will thereby hold festge. Since the clamping cone 36 can be taken a little further forward until its movement is limited by the ball cage 32 , the clamping of the Ku loosens 34 so that the electromagnet 22 push the bolt holder 24 , 26 even further and the bolt 28th can with the predetermined pressure force against the weld on the body panel. The welding voltage is switched off in a conventional manner. After completion of the welding operation, the electromagnets 20 , 22 are also switched off, and the above-described operation can then be repeated.

Claims

1. Method for welding bolts on a base, for. B. a body panel, in which the bolt ( 28 ) is placed with one end on the base or brought close to it, then a certain distance from the base layer is withdrawn under electric welding voltage and thereby an arc is drawn, and then the bolt ( 28 ) is pressed against the base at the point melted by the arc, characterized in that the bolt ( 28 ) is pressed against the base by a controllable magnetic force ( 22 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the bolt ( 28 ) is first withdrawn by a magnetic force ( 20 ) from the base to a certain position and then overcoming this force by a stronger magnetic force ( 22 ) against the Pad is pressed.

3. The method according to claim 2, characterized in that the first magnetic force ( 20 ) via a coupling in the retraction direction one-way clutch ( 30 ) pulls the bolt ( 28 ) up to a stop ( 44 ) limited distance from the base.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the bolt ( 28 ) is brought axially through the magnet generating the magnetic forces ma electromagnets ( 20 , 22 ) and an axially displaceable charging piston ( 60 ) through to the base.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the bolt ( 28 ) and the electromagnets ( 20 , 22 ) together with a firmly connected support foot ( 56 ), opposite to which the bolt ( 28 ) in the Starting position protrudes, are pushed by a pressure ( 16 ) acting over its entire circumference until the support leg ( 56 ) bears against the base, the bolt ( 28 ) being pressed back relative to the support leg ( 56 ) against spring force ( 46 , 48 ) .

6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, with a be in welding position movable welding head housing ( 12 ) in which a stud holder ( 24 , 26 ) is guided axially displaceably, which from the when a bolt held by him ( 28 ) in the position occupied by a certain amount axially retractable and then with the Bol zen ( 28 ) can be pushed against the base, characterized in that in the welding head housing ( 12 ) an electromagnet ( 22 ) is mounted, through which the Bolzenhal ter ( 24 , 26 ) can be advanced axially relative to the welding head housing ( 12 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that two electromagnets ( 20 , 22 ) are gela gert in the welding head housing, one of which initially acts in the retraction direction on the bolt holder ( 24 , 26 ) before this by the other electromagnet ( 22 ) again axially advance bar.

8. The device according to claim 7, characterized in that the bolt holder ( 24 , 26 ) is axially fixed to the magnetic core of the advancing electromagnet ( 22 ), while the magnetic core ( 28 ) of the bolt holder ( 24 , 26 ) retracting electromagnet ( 20 ) is to be connected to the bolt holder ( 24 , 26 ) by means of a one-way clutch ( 30 ) that couples when retracting.

9. The device according to claim 8, characterized in that a part of the one-way clutch ( 30 ) which is axially fixed to the magnetic core ( 38 ) of the bolt holder ( 24 , 26 ) to be withdrawn electromagnet ( 20 ), from this to one on the welding head housing ( 12 ) attached stop ( 44 ) is to be pulled.

10. The device according to claim 9, characterized in that the part of the one-way clutch ( 30 ) connected to the magnetic core ( 38 ) is formed with a clamping cone ( 36 ) which with the bolt holder ( 24 , 26 ) via balls ( 34 ) is wedged, which are held in a cage (32) which is axially advanceable by acting on the clamping cone (36) spring (40) on this up against a fixed housing on Schweißkopfge (12) attached to the stop (42).

11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the bolt holder ( 24 , 26 ) between oppositely acting springs ( 46 , 48 ) is held floating in an axial position in which the front end of one of the bolt holder ( 24th , 26 ) held Bol zens ( 28 ) protrudes beyond the front end of a from the front end of the welding head housing ( 12 ), serving as a stop support foot ( 56 ).

12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the welding head housing ( 12 ) forms a piston ( 14 ) and is surrounded by a feed cylinder ( 16 ) carrying it, through which it rests against the support foot ( 56 ). is axially advanced on the pad.

13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the bolt holder ( 24 , 26 ) is designed as a radially inside the electromagnet ( 20 , 22 ) mounted cylinder ( 24 ), at its front end, distributed over the circumference , axially protruding, radially after a resiliently preloaded collet lever ( 26 ) are fixed, which hold the bolt ( 28 ) during the welding process ra dial.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that in the cylinder ( 24 ) a pressure fluid-actuated charging piston ( 60 ) is axially displaceably supported at the front end axially projecting holding arms ( 72 ), wel che the bolt ( 28 ) during the welding process support axially.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the loading piston ( 60 ) has an axial through bore through which a bolt ( 28 ) feeding, on the pig head housing ( 12 , 54 ) fixed tube ( 76 ), and that the holding arms ( 72 ), distributed over the circumference, mounted so that they can be swung open radially against spring force ( 74 ) and spread out through the tube ( 76 ) when the loading piston ( 60 ) is pulled back.