DE4406698C1 - Bolzenschweißpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenschweißpistole zum Schweißen von Bolzen u. a. mittels Hub- oder Kurzzeitzündung, mit einer Bolzenhalteraufnahme, mit einem Kolben und mit Druckfeder- Aufnahme-, -Führungs- und -Einstellteilen, welche Teile in einem Gehäuse aus Kunststoff untergebracht sind, an dessen vorderen Ende ein Stützeinheit angebracht ist, sowie mit einer Dämpfung.

Bisher sind bei Bolzenschweißpistolen der vorstehend beschrie­ benen Art verhältnismäßig großvolumige und damit schwere Dämp­ fungsglieder in Verlängerung des Pistolengehäuses vorgesehen. An diesen Dämpfungsgliedern läßt sich der erforderliche Druck in verhältnismäßig groben Schritten theoretisch von null bis zu einem maximalen Dämpfungswert einstellen.

In DE 28 18 969 A1 ist ein Lichtbogen-Bolzenschweißgerät be­ schrieben, in dessen Gehäuse neben einer Spannvorrichtung zur Halterung eines Schweißbolzens, einer Anordnung zum Erzeugen eines Lichtschweißbogens sowie einer die Spannvorrichtung mit dem Schweißbolzen gegenüber einem Werkstück abhebende und rückstellende Hubvorrichtung eine Dämpfvorrichtung vorgesehen ist, um die über die Hubvorrichtung erfolgende Rückstellbewe­ gung des Schweißbolzens gegen das Werkstück bei jedem Schweiß­ vorgang entsprechend zu dämpfen.

Ferner ist in DE 35 32 251 C2 eine Bolzenschweißpistole mit einer Eintauchdämpfungsvorrichtung und einem Hubmechanismus vorgesehen. Hierbei ist die Eintauchdämpfungsvorrichtung in einer Vorderabdeckung der Pistole angeordnet, wobei die Bewe­ gung der Dämpfungsvorrichtung über ein Gewindeelement steuer­ bar und die Länge des freien Hubs des Bolzens und der Halte­ vorrichtung während des Eintauchhubs des Schweißzyklus ein­ stellbar ist.

In DE-OS 21 29 401 ist eine weitere Bolzenschweißpistole be­ schrieben, in deren Gehäuse eine von einem Zwischenteil bei jedem Schweißvorgang beaufschlagte Tauchdämpferanordnung vor­ gesehen ist.

Schließlich ist in DE 39 30 929 A1 ein Verfahren zum Steuern einer Bolzenschweißvorrichtung beschrieben, bei welchem ein elektromagnetischer Hubmechanismus beim Beginn des Rückhubes erforderlichenfalls strom- und spannungsfrei ist, der Rückhub jedoch durch einen Pulsstrom gedämpft wird, der durch den Hub­ mechanismus fließt. Dieser Pulsstrom beginnt sehr kurze Zeit vor dem Auftreffen eines Bolzens auf dem Werkstück und endet, wenn der Bolzen das Werkstück berührt.

Beim Schweißen von Bolzen mittels Hub- oder Kurzzeitzündung ist jedoch im allgemeinen erst bei Bolzen mit einem Durchmes­ ser von etwa 8 bis 10 mm Bolzenschweißpistolen mit einer Dämp­ fung erforderlich, da, wenn diese verhältnismäßig dicken und damit eine entsprechend große Grundfläche aufweisenden Bolzen nicht nur mit der erforderlichen Geschwindigkeit von 70 mm/s auf Grundmetall auftreffen, sondern auch ungedämpft in dieses eintauchen, ein Großteil des Schmelzgutes verspritzt werden würde und damit Bolzen mit einem Durchmesser von 8 bis 10 mm und größer, wenn überhaupt, in keinem Fall ordnungsgemäß auf das Grundmaterial aufgeschweißt würden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bolzenschweißpistole zum Schweißen von Bolzen u.ä. mittels Hub- oder Kurzzeitzün­ dung zu schaffen, mit welcher auf einfache Weise in Abhängig­ keit vom Durchmesser der zu verschweißenden Bolzen ein weitge­ hend optimales Schweißergebnis erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Bolzenschweißpistole nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kenn­ zeichnenden Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Ansprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Gehäuse der Bolzenschweißpistole ein Dämpfungselement gesi­ chert untergebracht, das in Abhängigkeit vom Durchmesser der zu verschweißenden Bolzen ein- und ausschaltbar ist. Oder an­ ders ausgedrückt, da, wie vorstehend ausgeführt, bis zu einem Bolzendurchmesser von 8 bis 10 mm die geforderten guten Schwei­ ßergebnisse ohne Dämpfung erreicht werden, wird das gemäß der Erfindung im Pistolengehäuse gesichert untergebrachte Dämp­ fungselement erst dann eingeschaltet, wenn Bolzen mit einem Durchmesser von 10 mm zu verschweißen sind. Durch das Einschal­ ten des Dämpfungselements ist bewirkt, daß im Moment des Auf­ treffens des zu verschweißenden Bolzens auf das Grundmaterial und damit im Moment des Eintauchens des Bolzens in das an die­ ser Stelle geschmolzene Grundmaterial das eingeschaltete Dämp­ fungselement zu wirken beginnt, und dadurch die Eintauchge­ schwindigkeit in das Schmelzgut verzögert wird; hierdurch ist dann mit Erfolg nicht nur ein Verspritzen des geschmolzenen Schmelzgutes unterbunden, sondern gleichzeitig ein weitgehend optimales Verschweißen auch von Bolzen mit einem Bolzendurch­ messer von 10 mm oder mehr sowie eine hervorragende Wulstbil­ dung am Fuß der Bolzen gewährleistet.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement so in dem Pistolengehäuse untergebracht, daß dessen Längsachse etwa parallel zur Kolben-Längsachse ver­ läuft. Darüber hinaus ist das Dämpfungselement so in dem Pi­ stolengehäuse ausgerichtet, daß sich dessen Betätigungsteil in Richtung des dem Bolzenhalter abgewandten Pistolenendes er­ streckt. Das Einschalten und damit ein Auslösen des Dämpfungs­ elements erfolgt dadurch, daß ein am Kolben schwenkbar gehal­ tertes Auslöseteil vor Beginn eines Schweißvorgangs in eine solche Position verschwenkt wird, daß zu demselben Zeitpunkt, an welchem der zu verschweißende Bolzen auf das Grundmetall auftrifft, oder unmittelbar davor, das in eine Betätigungspo­ sition gebrachte Auslöseteil beispielsweise auf die als Betä­ tigungsteil dienende Kolbenstange des Dämpfungselements auf­ trifft; dadurch wird das Eindringen des Bolzens in das Schmelzgut in angemessener Weise verzögert. Selbstverständlich kann auch bei dem im Gehäuse untergebrachten Dämpfungselement beispielsweise in Anpassung an das Grundmaterial, auf welches ein Bolzen geschweißt wird, bzw. unter Berücksichtigung sowohl des Grundmaterials als auch des Materials des Bolzens eine entsprechende Dämpfung eingestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Auslöseteil beispielsweise kreissegment- oder sichelförmig ausgebildet sein, und wenn das Dämpfungselement nicht benötigt wird, da beispielsweise Bolzen bis zu einem Durchmesser von 8 bis 10 mm verschweißt werden, in einer Aussparung im Kolben unterge­ bracht werden. Wenn jedoch Bolzen mit einem Durchmesser von 10 mm oder mehr verschweißt werden sollen, läßt sich das kreis­ segment- oder sichelförmige Auslöseteil von außen, d. h. von der Gehäuseaußenseite, manuell, beispielsweise durch Ver­ schwenken in die Auslöseposition bringen, so daß beim Auftref­ fen des zu verschweißenden Bolzens auf das Grundmaterial das Auslöseteil auf den Betätigungsteil des Dämpfungselements auf­ trifft und dadurch den Dämpfungsvorgang genau beim Eintauchen des Bolzens in das Schweißgut auslöst. Selbstverständlich kann das Auslöseteil auch eine andere, dem Fachmann zweckmäßig er­ scheinende Form haben, beispielsweise halbkreisförmig oder länglich ausgebildet sein, so daß es durch ein Verstellen oder Verschieben von außen manuell in die erforderliche Auslösepo­ sition gebracht werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform anhand der Zeichnung erläutert, in welcher die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung wichtigen Teile im Inneren der Pistole gestrichelt angedeutet sind.

In der Zeichnung ist in Draufsicht schematisch eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Bolzenschweißpistole dargestellt, die ein vorzugsweise einteiliges Gehäuse 10 mit angegossenem Griff 10′, einen im Griff gehalterten Auslöseknopf 14 sowie ein am vorderen, in der Zeichnung linken Ende des Gehäuses 10 angebrachte Stützeinheit 13 mit vorzugsweise drei Stützfüßen 130 aufweist, von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind. Im Inneren des Gehäuses ist strichpunktiert ein schema­ tisch dargestellter Kolben 15 wiedergeben, auf dessen hinte­ res, in der Zeichnung rechtes Ende eine nicht näher darge­ stellte Druckfeder wirkt, welche in ebenfalls nicht näher dar­ gestellten Aufnahme- und Führungsteilen untergebracht ist und deren Federdruck über eine schematisch angedeutete Kappe 16 einstellbar ist.

An dem vorderen, in der Zeichnung linksseitigen Ende des Kol­ bens 15 ist eine in eine Bolzenhalteraufnahme 11 übergehende Verlängerung angedeutet. In dem vorderen freien Ende der Bol­ zenhalteraufnahme 11 ist ein Bolzenhalter 17 eingesetzt; fer­ ner ist das aus dem Pistolengehäuse 10 vorstehende Ende der Bolzenhalteraufnahme 11 von einer elastischen, ziehharmonika­ förmig ausgebildeten Schutztülle 12 umschlossen.

Im oberen Teil des Pistolengehäuses 10 ist oberhalb des Kol­ bens 15 ein Dämpfungselement 2 ortsfest so gesichert unterge­ bracht, daß dessen Längsachse 20 etwa parallel zu der Kolben­ längsachse 150 verläuft. An dem in der Zeichnung rechtsseiti­ gen Ende des Dämpfungselements 2 steht von diesem ein Betäti­ gungsteil 21 in Form beispielsweise einer Kolbenstange vor. Im hinteren, in der Zeichnung rechten Teil des Kolbens 15 ist in diesem eine Aussparung 4 ausgebildet, in welcher ein um eine Achse 30 schwenkbares Auslöseteil 3 vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist das Auslöseteil 3 in eine Auslöseposition verschwenkt, in welcher das freie Ende des aus dem Dämpfungselement 2 vorstehenden Betätigungsteils 21 dem Auslöseteil 3 in einem Abstand gegenüberliegt, welcher einem - vergrößert wie­ dergegebenen - Abhub entspricht, da in der Zeichnung der Kol­ ben 15 in der zurückgezogenen und damit von einem nicht näher dargestellten Grundmaterial abgehobenen Position schematisiert wiedergegeben ist.

Selbstverständlich ist zur Einstellung einer gewünschten Dämp­ fung an dem Dämpfungselement 2 eine - in der schematischen Darstellung der Zeichnung nicht näher wiedergegebene - Ein­ stellmöglichkeit vorgesehen, welche von außen über eine eben­ falls nicht näher dargestellte, durch eine speziell ausgebil­ dete Kappe verschlossene Öffnung zugänglich ist. Ferner ist eine in dem Pistolengehäuse ausgebildete Öffnung nicht näher dargestellt, welche so bemessen ist, daß das Auslöseteil 3 aus einer Position, in welcher es im wesentlichen in der Ausspa­ rung 4 untergebracht ist, von außen manuell in die in der Zeichnung schematisch wiedergegebene Auslösestellung gebracht werden kann.

Wenn während des Betriebs ein nicht näher dargestellter Bolzen mit einem Durchmesser von beispielsweise 10 mm in den Bolzen­ halter 17 eingesetzt ist, wird die Pistole 1 mit dem einge­ setzten Bolzen auf ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Grundmetall aufgesetzt und anschließend in die in der Zeich­ nung schematisch wiedergegebene Auslöseposition gebracht, aus welcher der Kolben durch den von einer nicht dargestellten Fe­ der ausgeübten Druck mit der eingangs erwähnten, vorteilhaften Geschwindigkeit von etwa 70 mm/s auf das Grundmaterial zu be­ wegt wird. Im Moment des Auftreffens des Bolzens auf das ge­ genüber der Bolzengrundfläche geschmolzene Grundmaterial trifft das in die in der Zeichnung angedeutete Auslösestellung gebrachte Auslöseteil 3 auf das freie Ende des von dem Dämp­ fungselement 2 vorstehenden Betätigungsteils 21, wodurch über einen am anderen Ende des Betätigungsteils 21 im Inneren des Dämpfungselements 2 angebrachten (nicht dargestellten) Kolben eine Dämpfung- ausgelöst wird, die bewirkt, daß ein in dem Bol­ zenhalter 17 gehalterte Bolzen gedämpft und damit verzögert in das Schmelzgut im Grundmaterial eindringt.

Durch eine entsprechende Bemessung und Einstellung der Dämp­ fung des Dämpfungselements 2 kann somit in einfacher Weise si­ chergestellt werden, daß das der Bolzengrundfläche gegenüber­ liegende Schmelzgut nicht verspritzt wird, sondern in Form eines Wulstes am Außenumfang des aufgeschweißten Bolzens er­ starrt. Gegebenenfalls kann die Ausbildung des Wulstes noch dadurch gefördert und verbessert werden, daß an dem freien En­ de des Bolzenhalters 17 ein Keramikring vorgesehen wird.

Claims (3)

1. Bolzenschweißpistole zum Schweißen von Bolzen u.ä. mittels Hub- oder Kurzzeitzündung, mit einer Bolzenhalteraufnahme, mit einem Kolben (15) und mit Druckfeder-Aufnahme-, -Führungs- und -Einstellteilen, welche Teile in einem Gehäuse (10) aus Kunst­ stoff untergebracht sind, an dessen vorderen Ende eine Stüt­ zeinheit angebracht ist, sowie mit einer Dämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß im Pistolengehäuse (10) ein Dämpfungsele­ ment (2) ortsfest gesichert untergebracht ist, das in Abhän­ gigkeit vom Durchmesser der zu verschweißenden Bolzen ein- und ausschaltbar ist.

2. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Betätigungsteil (21) des Dämpfungselements (2), dessen Längsachse (20) etwa parallel zur Kolbenlängsachse (150) verläuft, sich in Richtung des dem Bolzenhalter (17) abgewandten Pistolenendes erstreckt, und durch ein am Kolben (15) schwenkbar gehaltertes Auslöseteil (3) betätigbar ist.

3. Bolzenschweißpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Auslöseteil (3) kreissegment- oder sichelförmig ausgebildet ist und zur Betätigung des Dämpfungselements (2) aus einer Aussparung (4) im Kolben (15) von außen manuell in eine Auslöseposition verschwenkbar ist.