DE9205165U1 - Device for testing the external shape of electrically conductive parts - Google Patents
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Dr.ThomasU.Becker Becker fr &Mgr;&OHgr;&Igr;&Igr;&Rgr;&Ggr; Dr. Karl-Ernst MüllerDr.ThomasU.Becker Becker for &Mgr;&OHgr;&Igr;&Igr;&Rgr;&Ggr; Dr. Karl-Ernst Müller
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Vorrichtung zur Prüfung der äußeren Form von elektrisch leitenden TeilenDevice for testing the external shape of electrically conductive parts
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der äußeren Form von elektrisch leitenden Teilen.The invention relates to a device for testing the external shape of electrically conductive parts.
Sowohl der Stand der Technik wie auch die Erfindung werden nachstehend anhand eines Prüfgerätes für Elektrodenköpfe von Schweißzangen näher beschrieben, ohne jedoch auf diesen Anwendungsbereich beschränkt zu sein.Both the prior art and the invention are described in more detail below using a testing device for electrode heads of welding guns, but are not limited to this area of application.
Schweißzangen finden in zahlreichen Bereichen der Technik Anwendung, beispielsweise in der Automobilindustrie. Hier werden einzelne Blechteile mit Schweißzangen punktgeschweißtWelding tongs are used in numerous areas of technology, for example in the automotive industry. Here, individual sheet metal parts are spot welded with welding tongs
Die verwendeten Schweißzangen besitzen entsprechende Elektrodenköpfe, meist aus Kupfer, die sich jedoch im Laufe der Benutzung deformieren beziehungsweise verbrauchen.The welding guns used have corresponding electrode heads, usually made of copper, which, however, deform or wear out over the course of use.
Eisenhüttenstraße 2 ■ D-4030 Ratingen 1 -Telefon (0)21 0?'83088 + 9<l 2901 Telex ^72&Oacgr;??23 · Teletex 2102323-patbrev Telefax (0)21 02/83069Eisenhüttenstrasse 2 ■ D-4030 Ratingen 1 -Telephone (0)21 0?'83088 + 9<l 2901 Telex ^72&Oacgr;??23 · Teletex 2102323-patbrev Fax (0)21 02/83069
Dabei wird die Kontakt fläche im Bereich der Elektrodenköpfe größer. Der Schweißstrom verteilt sich demzufolge auf eine größere Fläche, so daß die Stromdichte kleiner wird. Im Ergebnis werden Schweißpunkte schlechterer Qualität erhalten.The contact surface in the area of the electrode heads becomes larger. The welding current is therefore distributed over a larger area, so that the current density becomes lower. As a result, weld spots of poorer quality are obtained.
Es ist bekannt, derartige Elektroden anschließend in einem Fräskopf nachzufräsen, um die ursprüngliche Form wieder herzustellen. Dies gelingt aber nicht immer, da auch der Fräskopf Verschleißerscheinungen unterliegt und/oder die Fräsmesser abbrechen können. Die Folge ist, daß die Elektrodenköpfe auch nach dem Fräsen nicht immer die gewünschte Sollform aufweisen. Visuell sind derartige Abweichungen jedoch nur bedingt feststellbar.It is known that such electrodes can be subsequently re-milled in a milling head in order to restore their original shape. However, this does not always work because the milling head is also subject to wear and/or the milling blades can break off. The result is that the electrode heads do not always have the desired shape even after milling. However, such deviations can only be detected visually to a limited extent.
So liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der die äußere Form von elektrisch leitenden Teilen wie Elektroden von Schweißzangen rationell und sicher überprüft werden kann. Dabei soll eine möglichst objektive, vorzugsweise in der Nähe der Fräsmaschine einsetzbare Prüfvorrichtung Verwendung finden.The invention is therefore based on the object of demonstrating a possibility with which the external shape of electrically conductive parts such as electrodes of welding guns can be checked efficiently and safely. A testing device that is as objective as possible and can preferably be used near the milling machine should be used.
Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe von der Überlegung aus, eine Prüfvorrichtung vorzuschlagen, die eine der äußeren Form des Prüfteils angepaßte Aufnahmeeinrichtung umfaßt, die nur dann ein positives Prüfergebnis anzeigt, wenn die Form des Prüfteils innerhalb gewisser tolerierbarer Abweichungen von der Sollform liegt. In diesem Zusammenhang soll die elektrische Leitfähigkeit der Prüfteile ausgenutzt werden mit der Folge, auch die Prüfvorrichtung entsprechend aus elektrisch leitenden Bauteilen zu gestalten .To solve this problem, the invention is based on the idea of proposing a test device that includes a receiving device adapted to the external shape of the test part, which only indicates a positive test result if the shape of the test part lies within certain tolerable deviations from the target shape. In this context, the electrical conductivity of the test parts is to be exploited, with the result that the test device is also designed accordingly from electrically conductive components.
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung der äußeren Form von elektrisch leitenden Teilen mit folgenden Merkmalen:In its most general embodiment, the invention relates to a device for testing the external shape of electrically conductive parts with the following features:
- einer Aufnahme, die eine der äußeren Form des Prüfteils angepaßte Öffnung aufweist,- a holder having an opening adapted to the external shape of the test piece,
- die Aufnahme liegt - in Einsteckrichtung des Prüfteils betrachtet - mit ihrem vorderen Ende elektrisch isoliert gegen eine Grundplatte an,- the holder rests - viewed in the direction of insertion of the test part - with its front end electrically insulated against a base plate,
- die Grundplatte ist an eine Betriebsspannung und die Aufnahme ebenso wie das Prüfteil an Masse (Null-Potential) anschließbar .- the base plate can be connected to an operating voltage and the holder as well as the test part can be connected to ground (zero potential).
Bevor Einzelheiten und Ausführungsformen der Prüfvorrichtung beschrieben werden, soll zunächst eine Darstellung der Funktion erfolgen.Before details and embodiments of the test device are described, the function should first be described.
Das Prüfteil, beispielsweise die Schweißelektrode, wird in die Aufnahme der Prüfvorrichtung eingeführt. In der Regel weisen Elektrodenköpfe von Schweißzangen eine kegelstumpfartige Spitze auf, so daß auch die Aufnahme entsprechend eine kegelstumpfartige Öffnung besitzt.The test part, for example the welding electrode, is inserted into the holder of the test device. As a rule, electrode heads of welding tongs have a truncated cone-shaped tip, so that the holder also has a corresponding truncated cone-shaped opening.
Sind die äußeren Abmessungen der Elektrodenspitze nun größer als die Abmessungen der Aufnahmeöffnung, so wird die Spitze des Prüfteils nicht die Grundplatte erreichen und diese kontaktieren. Die Folge ist, daß keine elektrische Verbindung zwischen dem Prüfteil und der Grundplatte erfolgt. Die entsprechende Elektrode muß also nachgefräst werden .If the outer dimensions of the electrode tip are larger than the dimensions of the receiving opening, the tip of the test piece will not reach the base plate and make contact with it. The result is that there is no electrical connection between the test piece and the base plate. The corresponding electrode must therefore be re-milled.
Weist der Elektrodenkopf eine optimale Form auf, so wird er nach Einsetzen in die Aufnahme einerseits mit seiner Umfangsflache gegen die Innenwand der Aufnahmeöffnung anliegen (also Null-Potential gegen Null-Potential), gleichzeitig mit seiner Spitze aber auch die an eine Betriebsspannung angeschlossene Grundplatte kontaktieren, so daß ein entsprechender Stromkreis geschlossen wird, was wie nachstehend noch näher erläutert - über eine zugehörige Einrichtung dann angezeigt wird.If the electrode head has an optimal shape, then after it has been inserted into the holder, its peripheral surface will rest against the inner wall of the holder opening (i.e. zero potential against zero potential), but at the same time its tip will also contact the base plate connected to an operating voltage, so that a corresponding circuit is closed, which is then displayed via an associated device, as explained in more detail below.
Im dritten Fall weist der Elektrodenkopf eine vom Sollmaß abweichende kleinere Form auf. In diesem Fall findet zwar keine oder nur teilweise Kontaktierung zwischen der Umfangsfläche des Elektrodenkopfes und der Innenwand der Aufnahmeöffnung statt; gleichwohl wird aber die Spitze des Elektrodenkopfes die elektrisch leitende Grundplatte kontaktieren und ein entsprechendes Signal an die Anzeigeeinrichtung geben .In the third case, the electrode head has a smaller shape than the nominal size. In this case, there is no or only partial contact between the peripheral surface of the electrode head and the inner wall of the receiving opening; nevertheless, the tip of the electrode head will contact the electrically conductive base plate and send a corresponding signal to the display device.
Die positive Anzeige des Prüfvorgangs wird in diesem Fall bewußt in Kauf genommen, weil eine kleinere Querschnittsfläche eines Elektrodenkopfes in der Regel nicht stört. In this case, the positive indication of the test procedure is consciously accepted because a smaller cross-sectional area of an electrode head is generally not a problem.
Grundsätzlich soll die Form der Aufnahmeöffnung der äußeren Form des Prüfteils angepaßt werden. Im Extremfall wird die Form der Aufnahmeöffnung der maximalen Sollform des Prüfteils entsprechen.Basically, the shape of the receiving opening should be adapted to the external shape of the test piece. In extreme cases, the shape of the receiving opening will correspond to the maximum desired shape of the test piece.
Vorzugsweise ist die Grundplatte gegenüber der Aufnahme lösbar angeordnet. Auf diese Weise kann die Aufnahme je nach Prüfteil - ausgetauscht werden.Preferably, the base plate is arranged so that it can be detached from the holder. This allows the holder to be exchanged depending on the test part.
Die elektrische Isolierung zwischen Grundplatte und Aufnahme erfolgt beispielsweise über eine Isolierplatte, wie sie im Handel erhältlich ist (zum Beispiel ein sogenanntes Hartpapier oder eine Polyesterfolie).The electrical insulation between the base plate and the holder is achieved, for example, by means of an insulating plate, as is commercially available (for example a so-called hard paper or a polyester film).
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Grundplatte eine Mittenöffnung auf, die koaxial zum benachbarten Öffnungsmund der Aufnahme, jedoch kleiner als diese ausgebildet ist.According to one embodiment of the invention, the base plate has a central opening which is coaxial with the adjacent opening mouth of the receptacle, but smaller than it.
Die Mittenöffnung soll verhindern, daß sich durch Abrieb bildender Metallstaub absetzt.The central opening is intended to prevent metal dust from settling due to abrasion.
Die Grundplatte kann beispielsweise an eine 24 V Betriebsspannung angeschlossen werden.The base plate can, for example, be connected to a 24 V operating voltage.
Um einen Kurzschluß bei der Kontaktierung des Prüfteils mit der Grundplatte zu verhindern, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, entlang der elektrischen Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Grundplatte mindestens einen Begrenzungswiderstand anzuordnen.In order to prevent a short circuit when the test part is contacted with the base plate, one embodiment of the invention provides for at least one limiting resistor to be arranged along the electrical connection between the voltage source and the base plate.
Entlang der elektrischen Verbindung zwischen der Spannungsquelle und der Grundplatte kann auch eine Einrichtung zur Anzeige des Kontaktierungszustandes zwischen Prüfteil und Grundplatte vorgesehen werden. Vorzugsweise wird diesA device can also be provided along the electrical connection between the voltage source and the base plate to indicate the contact status between the test part and the base plate. This is preferably
eine optische Anzeige sein, beispielsweise mit entsprechenden LEDs. Ebenso kann aber auch eine akustische oder elektrische Anzeige erfolgen. Werden LEDs verwendet, so wird diesen vorzugsweise jeweils ein Vorwiderstand zugeordnet .a visual display, for example with appropriate LEDs. An acoustic or electrical display can also be used. If LEDs are used, they are preferably assigned a series resistor.
Sowohl die Grundplatte wie die Aufnahme können aus jedem elektrisch leitfähigen Material bestehen, beispielsweise gehärtetem Metall.Both the base plate and the holder can be made of any electrically conductive material, for example hardened metal.
Zur Prüfung der äußeren Form von Elektrodenkopfen einer Schweißzange zum Punktschweißen wird die genannte Vorrichtung vorzugsweise doppelt ausgeführt, um beide Elektrodenköpfe gleichzeitig prüfen zu können. Hierzu wird vorgeschlagen, spiegelbildlich zur Baueinheit von Aufnahme und Grundplatte eine zweite, funktionsgleiche Baueinheit aus einer Aufnahme und einer Grundplatte anzuordnen und die beiden Grundplatten elektrisch isolierend gegeneinander zu montieren. Dabei können die Grundplatten an ein und dieselbe Spannungsquelle angeschlossen werden, während die Aufnahmen jeweils wieder an Null-Potential liegen.To test the external shape of the electrode heads of a welding gun for spot welding, the device mentioned is preferably designed in duplicate so that both electrode heads can be tested simultaneously. To this end, it is proposed to arrange a second, functionally identical unit consisting of a holder and a base plate as a mirror image of the unit consisting of the holder and base plate and to mount the two base plates so that they are electrically insulated from one another. The base plates can be connected to one and the same voltage source, while the holders are each at zero potential.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und läßt sich an jedem beliebigen Ort installieren, beispielsweise unmittelbar neben einer Fräseinrichtung.The device according to the invention is simply constructed and can be installed at any location, for example directly next to a milling device.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen . Further features of the invention emerge from the features of the subclaims and the other application documents.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an embodiment.
Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung zur Prüfung der äußeren Form von Elektrodenköpfen in einer Explosionsdarstellung, einschließlich des Anschlusses an eine Spannungsquelle.The single figure shows a test device according to the invention for testing the external shape of electrode heads in an exploded view, including the connection to a voltage source.
Die Prüfvorrichtung besteht aus zwei metallischen Grundplatten 10, zwischen denen eine Isolierschicht 12 verläuft und zwei Aufnahmen 14, die ober- beziehungsweise unterseitig gegen die zugehörigen Grundplatten 10 anliegen.The test device consists of two metal base plates 10, between which an insulating layer 12 runs, and two holders 14, which rest on the top and bottom against the associated base plates 10.
Wie die Figur zeigt, weist jede der Aufnahmen 14 eine kegelstumpfförmige Öffnung 16 auf, wobei das verjüngte Ende in Richtung auf die zugehörige Grundplatte 10 weist.As the figure shows, each of the receptacles 14 has a frustoconical opening 16, with the tapered end pointing towards the associated base plate 10.
Zwischen jeder Aufnahme 14 und der zugehörigen Grundplatte 10 ist wiederum eine Isolierschicht 18 angeordnet, die jedoch in Verlängerung der Öffnung 16 eine Aussparung aufweist.Between each receptacle 14 and the associated base plate 10, an insulating layer 18 is arranged, which, however, has a recess in the extension of the opening 16.
Die Grundplatten 10 sind an eine Spannungsquelle (24 V) (zwischen den Punkten 20, 24) über entsprechende Kabel angeschlossen, wobei entlang der elektrischen Verbindung jeweils ein Begrenzungswiderstand 22 angeordnet ist.The base plates 10 are connected to a voltage source (24 V) (between points 20, 24) via appropriate cables, with a limiting resistor 22 arranged along each electrical connection.
Die Aufnahmen 14 liegen gemeinsam an einem mit 24 gekennzeichneten Null-Potential.The recordings 14 are all connected to a zero potential marked 24.
Zwischen der Spannungsquelle und dem Null-Potential 24 ist ein LED 26 mit einem Vorwiderstand 28 gelegt. Weitere LEDs 29, 30 mit zugehörigen Vorwiderständen 32, 34 liegen jeweils zwischen der Spannungsquelle 20 und den zugehörigenAn LED 26 with a series resistor 28 is placed between the voltage source and the zero potential 24. Additional LEDs 29, 30 with associated series resistors 32, 34 are each placed between the voltage source 20 and the associated
Leitern 36, 38 zu den Grundplatten 10.Ladders 36, 38 to the base plates 10.
Oberhalb der Prüfvorrichtung ist ein Elektrodenkopf 40 einer Schweißzange schematisch dargestellt, der ebenfalls an einem Null-Potential 42 anliegt.Above the test device, an electrode head 40 of a welding gun is shown schematically, which is also connected to a zero potential 42.
Zur Prüfung der äußeren Form des Elektrodenkopfes 40 wird dieser in die zugehörige Aufnahme 16 eingeführt. Ist seine Form größer als die der Aufnahme 16, so wird die Spitze 40a des Elektrodenkopfes 40 die zugehörige Grundplatte 10 nicht kontaktieren und es erfolgt keine entsprechende Signalanzeige über das zugehörige LED.To check the external shape of the electrode head 40, it is inserted into the corresponding receptacle 16. If its shape is larger than that of the receptacle 16, the tip 40a of the electrode head 40 will not contact the corresponding base plate 10 and no corresponding signal will be displayed via the corresponding LED.
Entspricht die Form des Elektrodenkopfes 40 jedoch der Sollform, so erfolgt eine elektrische Kontaktierung zwischen der Elektrodenkopf-Spitze 40a und der zugehörigen Grundplatte 10, was in einer entsprechenden LED-Anzeige resultiert .However, if the shape of the electrode head 40 corresponds to the desired shape, an electrical contact is made between the electrode head tip 40a and the associated base plate 10, which results in a corresponding LED display.
Außer der optischen Anzeige kann an den, den Leitern 36, zugeordneten Punkten 44, 46 auch elektrisch der Elektrodenzustand in der Prüfstellung angezeigt werden, zum Beispiel zur Weiterverarbeitung in einer Datenverarbeitungsanlage, an die gleichzeitig die Fräseinheit zur automatischen Wiederholung des Fräsvorgangs zugeschaltet sein kann, falls die Prüfung negativ war.In addition to the optical display, the electrode status in the test position can also be displayed electrically at the points 44, 46 assigned to the conductors 36, for example for further processing in a data processing system, to which the milling unit can be connected at the same time for automatically repeating the milling process if the test was negative.
Da der obere und untere Teil der Prüfvorrichtung elektrisch gegeneinander isoliert sind, erfolgt die Prüfung von zwei gleichzeitig zugeführten Elektrodenköpfen 40 unabhängig voneinander mit der Folge, daß die entsprechende Prüfung ebenfalls unabhängig durchgeführt und angezeigt wird.Since the upper and lower parts of the test device are electrically isolated from each other, the testing of two electrode heads 40 fed simultaneously is carried out independently of each other, with the result that the corresponding test is also carried out and displayed independently.
Claims (10)
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