DE8813771U1 - Bolzenschweißeinrichtung - Google Patents
BolzenschweißeinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bolzenschweißeinrichtung
ait eine» Gehäuse zur automatischen Verarbeitung von
SchweiBbolzen »it einen Bolzenhalter, welcher den ScfrveiBbolzen
durch seine elastische Rückstellkraft in Schveifiposition hält, eines Zufuhrkanal, durch den der Bolzen in einen innerhalb
4as Bolzenhalters angeordneten in wesentlichen zylindrischen Raun gefordert wird und einer Ladeeinrichtung, welche
nittals eine» py-junatiaehen Kolbens relativ sun Schweiebolzen
bewegbar ist, wenn sich dieser in zylindrischen Raun befindet und diesen gegen die elastische Rückstellkraft in den Bolzenhalter
einpreßt.
Bolzenschweißgeräte dieser eingangs genannten Art sind in Stand der Technik bekannt. Bolzenschweißgeräte dieser Bauart
werden z. B. in der AutomobilIndustrie eingesetzt, un Schweiebolzen,
die z. B. Befestigungsteile fur Rrensleitungen aufnennen,
an der Karosserie festzuschweiSen.
Dabei gibt es zwei grundsatzlich unterschiedliche Sohveißverfahren,
die sich in der Art unterscheiden, wie der zun ElektroschweiBen erforderliche Lichtbogen erzeugt wird.
Die erst· echveißart wird als Lichtbogenzündung bezeichnet.
Bei dieser Schveißart wird das Bolzenschweißgerät nit den in
Bolzenhalter befindlichen Schweißbolzen zunächst auf die Karosserie aufgesetzt, und ein (unter Umständen geringer)
j Strom durch den Schveißbolzen geleitet, so daß ein Kurzschluß
entsteht. Anschließend wird das Bolzenechweißgerat um eine
vorbestimmte Strecke von der Karosserie wegbewegt, wozu ein entsprechender Abstandsgeber am Bolzenschweißgerat vorhanden
ist. Durch diese Wegbewegung wird ein Lichtbogen erzeugt, der zum Schweißen ausgenutzt wird. Mach dem Zünden wird der
Schweiß&trom unter Umständen verstärkt.
Bei einen anderen Verfahren, das als Spitzenzündung bezeichnet wird, weist der Schweißbolzen eine kleine, der Karosserie
zugewandte Spitze auf. Der Schweißbolzen wird unt«r vollen
Schweißstron auf die Karosserie aufgesetzt, wobei die Spitze durch den hohen in ihr fließenden Strom in kürzester Zeit
schmilzt, wodurch dann der zum Schweißen notwendige Lichtbogen zwischen dem Schweißbolzen und der Karosserie entsteht. Bei
diesen Verfahren ist es von Bedeutung, daß der Schweißbolzen vor der Zündung relativ weit von der Karosserie wegbewegt
wird.
die Ladeeinrichtung aus einer Schubstange besteht, die «firekt
an einen pneumatisch betätigten Schubkolben befestigt ist.
Wird den Zylinder, in den der Schubkolben angeordnet ist, Druckluft zugeführt, wird die Schubstange auf den Schtreiß-
*°&idiagr;&Mgr;&eegr; zubewegt, prallt auf diesen auf und drückt ihn d&nn
gegen die elastische Rückntellkraft des Bolzenhalters in die Schweißstellung.
«ine ahnliche Ausführung zeigt die DB-OS 26 04 065. Auch
hl#r iet #in 8toe·1 vorgesehen, tfer nit einen pneumatischen
Kolben verbunden ist und den Sehweilbolcen gegen die «lastische
Rückstellkraft des Bolzenbalters in die Sohweisstellung
drückt. Zn unterschied zu der vorhergehenden Ausführung ist hier jedoch noch eine Druckfeder vorgesehen, welche durch dl«
3B Bewegung des pneumatischen Kolbens in Richtung ati* dun Bolzenhalter
zusammengedrückt wird, und den Stößel und den pneuaa-
t tt t Hif l«<l MlI $
• · 4 I 4 · 4 &bgr; «
II··
Il ··
j tlachen Kolben naoh daa Einpressen da· BoIten· wieder in
•eine Ausgang··tellung turüokfuhrt.
line andere Auführungefon eine· BoltenaenweiBgerite· seigt
daa 08-OM ·&bgr; 11 »43. Diese· Oerit iat für die Durchführung
de· Spitseniündungeveffahren« ausgelegt. Ua einen auareiehenden
Abatand von dar su aehwelftenden Oberfliohe au haben, iat
die··· Gerate ao auegelegt, dai eich der Bolsenhalter um
eine größere Strecke von der SehweiBf liehe eurückbewegen
kann. Mm iat, im Unterschied su vorbeeohriebenen Bolsen- ,
•chweißgeraten hier auch kein StöAel vorhanden, sondern ··
iat «in· Raste im Zuführkanal angeordnet, die wegklappt oder swangaweiee weggeklappt wird, wenn ein Bolsen in den
Zuführkanal eingeschoben wird und gegen den der Bolsen anschlägt, wenn der Bolsenhalter in Achtung auf dieae Rast &psgr;
bewegt wird. Der Bolsen wird also durch die Raste festgehalten und die sum Einpressen des Schweißbolzene erforderliche
Kraft wird durch die Zurüekbewegung de· Bolsenhalters aufgebracht.
aus der Kinematik bzw. der Kinetik des Ladevorgangs ergeben. Bei allan Ausführungen im Stand der Technik beschleunigt der
pneumatische Kolben zunächst den StöBel, bzw. den Bolzenhalter, bis der StöBel schließlich auf den SchweiBbolzen auftrif-25
ft. In diesem Punkt hat der Kolben mit dem damit verbundenen
StöBel (der Bolzenhalter beim DE-GM 85 11 543) die maximale
kinetische Energie. Gleichzeitig ist die Kraft, die erforderlich ist, um den Bolzenhalter gegen seine elastischen Rückstellkräfte
auseinanderzupressen, in dieser Stellung aufgrund 30
der Gesetzmäßigkeiten der Elastizitätslehre am geringsten.
Der Kolben mit dem StöBel (der Bolzenhalter) wird beim Auftreffen auf den Schweißbolzen abgebremst und schiebt den
SchweiBbolzen mit sich verringernder Kraft gegen die gleichzeitig sich erhöhenden elastischen Rückstellkräfte des
35
aufgewandte Kraft nimmt somit während des Einschiebens ab,
wahrend die st» linachieben erforderliche Kraft zunimmt.
Bei der DF-OS 26 04 065 wird dieae ungünstige Charakteristik noch durch die gegen den Kolben wirkende Feder verstärkt.
Aufgrund dieaer Charakteristik kommt es des öfteren vor,
daB der BoI sen nioh'c genau die vorausbereehnete Ende teilung
in BolsenschweiAgerät erreicht. Znsbesondere bein Verfahren
mit der Liohtbogensündung ist es jedoch erforderlich, daft
die !Position des SohveiBbolzens relativ zur fiehweiftflache
in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter genau festgelegt wird, um SohweiBstellen mit reproduzierbaren
Feetigkeitskennwerten «u erhalten.
Weiterhin haben die bekannten BolzenschweiBgeräte den Nachteil,
daB sie verhältnismäßig lang sind, worauf im Stand der Technik häufig hingewiesen wird. Die groBe Länge der
BolzenachweiBgeräte beeinträchtigt aber den Einoatz dieser Geräte an engen Stellen und erschwert auch deren Gebrauch
bei manueller Handhabung.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bolzenechweifigerät au schaffen, welches ein präzise
Einführung des SchweiBbolzens in den Bolzenhalter ermöglicht.
Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, ein BolzenschweiBgerät zu schaffen, welches einen nur geringen
Platzbedarf hat und auch an engen Stellen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Anspruchs 1 gelöst. Zu bevorzugende Ausfuhrungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäBe BolzenschweiSgerät seigt einen völlig
anderen Aufbau, als die im Stand der Technik bekannten Ausführungen.
Während im Stand der Technik grundsätzlich eine lineare Bewegung zwischen Bolzennalter und Ladeeinrichtung
erfolgt, die die vorstehend aufgeführten Nachteile hat.
j wird bei der erflndungegeniAen Lötung ttu ersten Mal «in·
■loh drehend« Ladeeinrichtung angewandt» Durch den Abstand zvi*«hen der Drehaohee dieeer Ladeeinrichtung und des Angriffepunkt
der eohubetange wird ein Hebeleyeturn geschaffen,
dae auf einfach· Meise eo auegelegt werden kann, daft eich
die EinpreAkraft wahrend dee Einpreeeene dtse Bolzene nicht
erniedrigt, eondern erhöht, wae la Gegensatz zu den Auefülbrungen
im Stand der Technik eteht.
den Bolzenhalter zu positionieren, da die a» Ende dee Einpreßvorgange
auftretende Kraft durch Abstimmung dee Hebeleyetens
präziee voraushastimmt werden kann.
wesentlicher Vorteil, der die Erfindung von Stand der Technik
unterscheidet. Dadurch, daß die Einpreßkraft eo vorbeetiamt werden kann, daB eie am Ende dee EinpreBvorgangee, wenn die
elastischen Rückstellkraft« dee Bolzenhaltere besondere
hoch sind, ebenfalle groB ist, kann der Bolzenhalter eo auegelegt werden, daB die elastische Rückstellkraft gegenüber
den Ausführungen im Stand der Technik erhöht istv. Durch eine erhöh*« elastische Rückstellkraft werden aber, wenn
der Bolzen von Bolzenhalter aufgenommen ist, auch erhöhte Anpreßkräfte zwischen den Bolzenhalter und dem Bolzen wirksam.
Diese erhöhten Anpreßkräfte bewirken nun wiederum eine größere elastische (Hertz'sehe) Abplattung zwischen dem Bolzenhalter
und dem Bolzen bzw., je nach Material, auch eine größere plastische Verformung. Dadurch vergrößert sich die Fläche,
über die der Schweißstrom auf den Schweißbolzen übertragen
wird, vas zu aehreren Vorteilen führt. Zum einen kann, falls
dies gewünscht ist, bei gleichem Verschleiß am Bolzenhalter alt höheren Schweißströmen gearbeitet werden. Zum ary-teren
reduziert sich, falls der Schweißstrom gegenüber früheren Ausführungen beibehalten wird, der Verschleiß des Bolzenhal-
^ durch den Schweißstrom.
■ · « 4
j Sa lrgebnis wird alsd durch di· orfindungegemiAe Vorrichtung
nicht nur &Mgr;« FtIzielen d«s eehveiftvorgangee erhöht,
auch dia Bedingungen der gähveiAetroiiübertragung verbessert.
6 GemaA einer beeondere tu bevorzugenden Ausführungsform der
§ sehen Kolben« auf die drehbare Ladeeinrichtung »it drei
' Sohubetangen. Die erete Schubetange iet dann unmittelbar en
der Ladeeinrichtung angeordnet und gelenkig »it dieser
| _ _ veirriUnuen. uvimikig &iacgr;&iacgr;&tgr; äiääär ereten sönüov^ängs ist «in«
Schubstange verbunden und dieoe wiederua ist gelenkig
ait einer dritten Schubstange verbunden. Die dritte Schubetange ist ait dea pneumatischen Kolben verbunden und bewegt
sich daher in der gleichen Bewegungsrichtung des Kolbens. Da hier auch eiise Verschiebung gegenüber der Symmetrieebene
des Kolbens eifolgen kann, wird diese mit dem Koben verbundene
Bewegung als Bewegung bezeichnet, die sur Kolbenbewegung parallel erfolgt.
20
P Gem&e einer weiteren, su bevorzugenden Ausführungsform sind
20
an den Drehgelenken dieser drei Schubstangen Rollen angeordnet, die in einer Führungsschiene angeordnet sind. Durch diese
Änörcurang läSi. sich eine präzise und einfache Funfüng der
ersten Schubstange erreichen. Durch die entsprechende Au$>rahl
der Abmessungen der Schubstangen und insbesondere des Winkels zwischen der ersten Schubstange und der zweiten Schubstange,
läßt sich die Kinematik der Bewegungsübertragung dieses Schub-
Gemäß einer weiteren, zu bevorzugenden Ausführungsform ist 30
die erste Schubstange, die mit der Ladeeinrichtung verbunden ist, senkrecht zur Bewegongsebsi$s ües pneumatischen Kolbens
angeordnet. Durch diese Bauform ergibt sich eine fc*»«?ond^s
kompakte und gedrängte Bauweise der Bolzenschweißeinrxc&tung,
die wesentlich kurzer baut, als im Stand der Technik bekannte 35
daß dss Anschweißen von Beizen zus Beispiel an Sngsteiien
der Karosserie ermöglicht wird, die mit einer Bolzenscnweißelnrichtrpg,
wie aie im Stand der Technik bekannt sind, nicht
können.
_ «eitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfol-&ogr;
genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 den vorderen Teil eines Ausführungsbeispieles einer Bolzenschweißeinrichtung gemäß der
Erfindung?
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Ladeeinrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1
vordere Teil eines Ausführungebeispiels einer Bolzenschweißeinrichtung dargestellt. Bezüglich des vollständigen Aufbaus
einer solchen Schweißeinrichtung wird auf die zum Stand der
Technik mitgeteilten Druckschriften verwiesen. Weiterhin
20
ist bei der Darstellung der Abstandsgeber, mit dem der Abstand von der Flache, auf die der Schweißbolzen aufgeschweißt
werden soll, festgelegt wird, nicht dargestellt.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung eines Bolzensehweißgerates,
das generell mit 1 bezeichnet ist, eignet sich besonders für die Durchführung des Liehtbogen-Zündungsverfahrens.
Das Bolzcnsehwelßgerit &igr; weist an seinem vorderen
Ende einen, schematlsch dargestellten Bolsenhalter 2 auf. Dieser Bolzenhalter hat Span 3, die sich beim Einführen
eines Schweißbolzene 4 elastisch aufspreizen und den Schweißbolsen
durch die dabei auftretende elastische Rückstellkraft festhalten.
Dar Bolzenhalter umsehließt einen weitgehend tyllndrizohen
Raus B.
ZU dies— zylindrischen Im S ataOst ein, ebenfalls
tisch daitfastelllet lufuhrlfaBial 6« der an I— Bnde In
Bekannter Helm alt einer aut oat !»Chan Zuführeinrichtung
verband— werden kam. Der SchweiSbolzen wird durch Luftdruck,
d. h. also , entlang des Zuführkanals 6 in den zylindrisch— Raw» % befördert. Die Verbindung d— Zufuhrkanals
6 alt der nietet dargestellten autoaatischen Zuführeinrichtung
erfolgt über einen Schlauch 7, der mit den Zuführkanal 6 verbunden ist. Der Schlauch 7 ist in der Figur 1
■atisch ait nur eine» Stack »einer Länge dargestellt.
In d— Bolzenhalter ist ein zylindrischer Schlitz 10 vorgesehen, in den die Ladeeinrichtung, nachfolgend als Ladehebel
bezeichnet 11, eintreten kann.
und kann sich zwischen den beiden, in der Figur l dargestellten,
Extreapositionen bewegen.
Bei einer Bewegung des Ladehebele Il in ührzeigerricfetung in
20
Bolzenhalters 3 aus, so daB ein SchveiBbolzen in den zylindrischen
Rau» gefördert werden kann.
Der Ladehebel weist eine weitere Achse 13 auf, an der gelenkig die Schubstange 14 angeordnet ist. Zb zurfickgeklappten Zustand
befindet sich die Achse 13 in der ait 13' bezeichneten Stellung.
01« Achse 12 des Ladehebele ist an einer Sohienenanordnung
20 befestigt, die an ihr— Ende fest alt dea BolzensohweiB-gerat
1 verbunden ist. Die Sohienenanordnung bildet Führungsschienen
zur Führung einer zweiten Schubstange 15 und einer dritten Schubstange 16. Zwischen der ersten Schubstange
14 und der zweiten Schubstange 15 ist eine Oelenkachse 21
3d
vorgesehen, so daft sich die beiden Schubstangen gegeneinander
verdrehen können. Auf dieser Achse ist weiterhin eine Rolle 22 angeordnet, dl· das unter· 2nd« der Schubstange in der
Führungsschiene 20 fuhrt. Di· zweite Schubstange 15 ist an
ihrem unters» End· weiterhin alt einem Gelenk 23 versehen, über das si· alt der dritten Schubstange 16 verbunden ist.
Auch auf der Gelenkachse 23 befindet sich eine Rolle 24, in
der diese Schubstang· in der Führungsschiene 20 geführt
ist. Di« Schubstang· 16 ist fiber «inen BinstellaechanisBUs
30, dar ein Gewinde 31 und «ine Schraube 32 aufweist, alt
einer Kolbenstange 33 verbunden. Diese Kolbenstange 33 ist alt einer Dichtung 34 gegenüber dea Bolzenschweißgerät
abgedichtet und nimmt einen pneumatischen Kolben 35 auf, der in einen pneumatischen Zylinder 36 verschieblich geführt
ist. Die Führungsschienenanordnung alt den Schubstangen und dea Ladehebel ist an einem Bauteil 40 angeordnet, welches
alt einer Oberwurfmutter 41 alt den übrigen Teilen des Bolzenfichweißgerätes verbunden ist.
pneumatisch in seine hinter· Stellung bewegt, d. h. *u Minen
unteren Totpunkt hin (der ober· Totpunkt ist die in Fig. l
dargestellt· Stellung). Dadurch schwenkt der Ladehebel Il nach unten, so daß «in Schweißbolzen durch den Zuführkanal
6 in den zylindrischen Raum 5 la Bolzenhalter geführt werden kann. Anschließend wird der pneumatische Kolben nach vorne
bewegt, wodurch sieh auch die Schubstange 16 alt dea Gelenk 24 in der Darstellung dar Fig. 1 nach links bewegen. Aufgrund
der Anordnun9 der Schubstangen in der Führungsschiene führt
diese Bewegung cu einer Bewegung der ersten Schubstange 14 in Fig. l nach oben hin, wodurch der Ladehebel von seiner
geöffneten stellung in eine geschlossene Stellung wechselt.
Der vordere Teil des Ladehebels Ha kommt in Kontakt mit dem SchweiÄboUen 4 und drückt ihn gegen die elastische Rückstell-
26
30
36
it it· ··· ·· et
kraft in die Position, die in Fig. 1 und Pig. 2 dargestellt
ist.
Die Kinematik des Einpressens des SchweiBbolzens in die in
Pig. l und 2 gezeigte Stellung, kann bei diesem Ausführuisgsbeispiel
des erfindungsgemäBen BolzenschweiBgerätes im wesentlichen
durch zwei Maßnahmen beeinflußt werden. Zum einen ist von Bedeutung, welche Länge und welche Winkelstellung die
zweite Schubstange 15 gegenüber der dritten Schubstenge 16 und der ersten Schubstange 14 aufweist. Zum zweiten ist von
Bedeutung, an welchem Punkt die erste Schubstange am Ladehebel angelenkt ist.
Durch eine entsprechende Abstimmung dieser geometrischen
1B Daten in bezug auf den Verschiebeweg und die Versehiebekraft
des Kolbens sowie auf die elastische Rückstellkraft des Bolzenhalters lassen sieh die gewünschten kinematischen Bedingungen
auf eine einfache Weise realisieren.
20
Claims (9)
- • I Il III» I» Il ··B c h u t &zgr; a &eegr; a xt r fl a h aI· BoltenechweiBeinriehtung cur automatischen Verarbeitung von Schweißbolzen alt «inan Oahäu·· und einem Bolzenhalter, welcher den echweißbolzen durch seine elastieohe Rückstellkraft in eehwelßposition halt, einen Zufuhrkanal, durch den der ftolzen in «Imü innerhalbIQ dee BoIzenhaltare angeordneten la wesentlichen zylindrischen Raun befördert wird, sowie einer Ladeeinrichtung, welche aittels eines pneumatischen Kolbens relativ zua Schweifibolzen bewegbar ist und diesen gegen die elastische Rückstellkraft in den Bolzenhalter einpreßt,dadurch gekennzeichnet, diidie Ladeeinrichtung (11) um eine in bezug auf das Gehäuse feststehende Achse (12) drehbar angeordnetist, daß zwischen Ladeeinrichtung (11) und dea pneumatischen Kolben (35) eindeetene ein Hebel (£4) angeordnet ist, wobei der Anlenkpunkt (13) dieses Hebels (14) an der Ladeeinrichtung la Abstand von deren 2g Drehachse (12) positioniert ist und daß Ladeeinrichtung (11), Hebel (14) und die Bewegung des pneumatischen Kolbens (35) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Ladeeinrichtung (11) zwischen einer Ladeposition, in der der Zuführkanal freigegeben ist, und einer Position, in der die Ladeeinrichtung den Bolzen (4) in den Bolzenhalter (3) einpreßt, schwenkbar ist.
- 2. Bolzenschweißeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch g5 gekennzeichnet, daß zwischen Ladeeinrichtung (11)
4* · « I · * · I I · · · · I * · · · j und pneumatischen Kolben (3S) mindestens swei Hebel (14, 15) angeordnet sind, wobei diese Hebel gelenkig miteinander verbunden eind. - 3. Bolzenschwelfeinriehtung gemäß Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dae die Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung (11) und dem pneumatischen Kolben (35) durch einen ersten (14), zweiten (15) und dritten (16) ausgebildeten Hebel erfolgt, die jeweils als Schubstangen ausgebildet sind, wobei die erste Schubstange (14) »it der zweiten Schubstange (15) und die zweite Schubstange (15) ait der dritten Schubstange (16) über jeweils ein Drehgelenk (21, 23) Miteinander verbunden sind und wobei sich die dritte Schubstange(16) parallel sun pneumatischen Kolben (35) bewegt.
- 4. Bolzenschweißeinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Drehgelenken (21, 23) der Schubstangen Rollen (22, 24) angeordnet sind, die2Q in einer in bezug auf das Gehäuse feststehenden Fuhrungeschiene (20) aufgenommen sind.
- 5. Bolsenecmweißeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schubstange (14), die mit der Ladeeinrichtung verbunden ist, sich im wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des pneumatischen Kolbens (35) bewegt.
- 6. Bolzenschweißeinrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung aus eine» flachen Rebel (U) besteht, welcher durch einen in der Bewegungsrichtung des Hebels angeordneten Schlitz im Seifenhalter (3) in den zylindrischen Raum (5) im Bolzenhalter eingreift.I · t 1 · ■ t » ·• · · I » I ♦ · It* C* r · &iacgr; - &iacgr; »t Ilj
- 7. Bolzenschveißgerät nach Anspruoh 6/ dadurch g«k«nn- !•iohnat, dad dar Habal (11) eine in etwa halbkrei·- fömige Ceatalt aufweist.6
- 8. BolsensehweiAeinrichtung gemäß »indeetene eines der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (13) der ersten Schubstange (14) an der Ladeeinrichtung (11) an dieser beweglich angeordnet ist.
- 9. Bolzenschweißeinrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange in einem Schlitz in der Ladeeinrichtung geführt ist.
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