NL8304167A - Laskop voor weerstandslassen. - Google Patents

Description

* i i NI 33

Weld-Equip B.V. te Helmond

Laskop voor weerstandslassen 5

De uitvinding heeft betrekking op een laskop voor weerstandslassen, in het bijzonder voor het maken van punt-lassen.

Bekende apparaten van de bovengenoemde soort, 10 zoals bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3191000, bevatten een gestel waaraan een laselec-trode in een vaste positie is bevestigd terwijl een tweede laselectrode, praktisch tegenover de eerste electrode gelegen, beweeglijk is en in de richting van de eerste electro-15 de verplaatst kan worden. Daartoe is de tweede electrode verbonden aan een drager de beweeglijk is ten opzichte van het gestel.

De eerste electrode bevindt zich tijdens het lassen in een vaste positie; dit wil echter niet zeggen dat 20 deze positie niet gewijzigd kan worden ten opzichte van het gestel. Meestal is de eerste electrode namelijk verbonden aan een dwarsdrager die ten opzichte van het gestel verschuifbaar is.

De beweging van de drager van de tweede electrode 25 ten opzichte van het gestel wordt vaak tot stand gebracht met een voetbediening en een hefboom of ook door middel van een pneumatisch of hydraulisch bediende plunjer.

De las komt tot stand nadat de eerste en de tweede electrode in contact gebracht worden met de twee, tussen 30 de electroden opgestelde, te verbinden delen. Voor het maken van een goede lasverbinding is het noodzakelijk dat de kracht waarmee de tweede electrode tegen het werkstuk gedrukt wordt een bepaalde waarde heeft, afhankelijk onder andere van de dikte van het materiaal en het geleidingsver-35 mogen daarvan. Daartoe zijn bijvoorbeeld in het Amerikaanse octrooischrift 3191000, voorzieningen aangebracht, onder andere een veerconstructie. De lasstroom wordt ingeschakeld op het moment dat de aandrukkracht die bepaalde waarde bereikt.

8304167 2 *. i

Bij de stroomdoorgang, welke in het algemeen slechts enkele miliseconden duurt, smelt een zeer klein gedeelte van de te verbinden materialen en vormt bij ' afkoeling de las (laslens). Het vormen van een perfecte las 5 is een kritische zaak. Daarom is een juiste instelling van de druk, de stroomsterkte, stroomstarttijd en de stroom-doorlooptijd van het grootste belang; anders kan een gat gebrand worden in de materialen of er ontstaat een oxyde-huid, welke geen goede verbinding geeft.

10 Op het moment dat de electroden contact maken met de te verbinden delen en de stroom wordt ingeschakeld vindt eerst een verhitting plaats van het materiaal tussen de electroden waarbij het metaal van de te verbinden delen uitzet. Daarna vindt smelten in de overgangszone plaats.

15 Tijdens al deze fasen van het vormen van de las moeten de twee delen uiteraard tegen elkaar gedrukt blijven. Daarom is het noodzakelijk dat de beweging van de ene electrode zeer nauwkeurig geregeld wordt. Bij een te korte aandruk-duur wordt geen goede las gevórmd omdat dan nog geen 20 stolling plaats gevonden heeft.

Het hiervoor gemelde uitzetten tijdens de eerste fase van het maken van de las geeft grote problemen. Houdt men de beweeglijke electrode tijdens deze fase exact op zijn plaats dan wordt, door de uitzetting de druk tussen 25 de twee te verbinden delen te groot. De stroom of de spanning kan daardoor enigszins veranderen en een goede las is niet realizeerbaar. Men heeft dit probleem getracht op te lossen, zoals bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooi-schrift 3191000, blijkt door in het bewegingsmechanisme 30 van de beweeglijke electrode een veer in te bouwen. Deze veer, welke uiteraard een bepaalde spankracht moet opbrengen, is geplaatst tussen het gestel en de beweeglijke drager van de electrode.

Hoewel met deze constructie een zekere ver-35 betering verkregen kan worden is het gebleken dat, in het bijzonder bij het maken van zogenaamde microlassen toch onregelmatigheden optreden. Bij het maken van een 8304167 3 serie lassen achterelkaar, hetgeen in de praktijk normaal is, blijkt namelijk dat de laskwaliteit varieert.

Bij een analyse van het gehele lasproces welke geleid heeft tot de onderhavige uitvinding, werd 5 vastgesteld dat het beweeglijke deel en de daaraan verbonden electrode de uitzetting en het weer inkrimpen niet voldoende snel kon volgen en/of te laat volgde. De oorzaak daarvan werd gevonden in het te grote gewicht en dus de grote traagheid van de bewegende delen.

1q Het doel van de uitvinding is het bovenge noemde nadeel op te heffen en andere voordelen te verkrijgen.

Een laskop voor weerstandslassen volgens de uitvinding, in het bijzonder voor het maken van puntlassen, 15 bevat een gestel waaraan een eerste laselectrode in een vaste positie is bevestigd en een drager voor een, praktisch tegenover de eerste electrode gelegen, tweede electrode, welke drager zodanig beweeglijk is ten opzichte van het gestel dat de tweede electrode in de richting 20 van de eerste electrode verplaatst kan worden en is daardoor gekenmerkt dat de tweede electrode bevestigd is aan een element dat zodanig schuifbaar verbonden is aan de drager dat het -een beweging kan uitvoeren in een richting welke praktisch evenwijdig is aan de bewegings-25 richting van de drager.

De hierboven genoemde drager is te vergelijken met het beweeglijke deel zoals dat bij apparaten volgens de stand van de techniek toegepast wordt. Deze drager moet uiteraard beweeglijk zijn om de verbinding 30 met de werkstukken tot stand te brengen. De bewegende electrode is echter niet direct aan de drager bevestigd maar aan een apart element. Doordat dit element schuifbaar is ten opzichte van de drager kan het bij het uitzetten van het metaal van de te verbinden delen in de eerste 35 fase bewegen en de uitzetting en het daarop volgend krimpen volgen. Het element kan veel lichter uitgevoerd worden dan de drager omdat de grote krachten die bij het werken met het 8304167 4 * t lasapparaat uitgeoefend moeten worden, bijvoorbeeld door de bovenvermelde voetbediening of de pneumatische bediening, niet direct op het element aangrijpen maar op de drager.

5 Bij het begin van het lasprocédé moet de elec trode die aan het element verbonden is uiteraard in de richting van de andere electrode bewogen worden. Daar de beweging ingeleid wordt door een beweging van de . drager moet er een verbinding zijn tussen de drager en 10 het element zodanig dat voldoende druk op de te verbinden werkstukken uitgeoefend wordt. Anderzijds moet het element beweeglijk zijn ten opzichte van de drager.

Bij voorkeur wordt hiertoe gébruik gemaakt van een verende verbinding tussen de beide delen. 15 Een eenvoudige oplossing is daarbij het gebruik van een drukveer. Een dergelijke drukveer kan dan gemakkelijk aangebracht worden tussen het boveneinde van het element en een vast deel van de drager. De veerkracht van deze veer moet nauwkeurig vastgesteld worden om enerzijds 20 de oorspronkelijke aandrukkracht te leveren en anderzijds voldoende gecomprimeerd te kunnen worden bij de uitzetting van de metalen. Men kan deze veerkracht uiteraard realiseren door een nauwkeurige keuze maar men zou ook gebruik kunnen maken van een instelconstructie 25 waarmee de spankracht van de veer geregeld kan worden.

Bij voorkeur is het element uitgevoerd als een hol lichaam. Daardoor wordt de massa en dus ook de traagheid van het element verkleind. Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm is het element uitgevoerd als 30 een hol prisma. Door de prismatische vorm wordt draaien van het element en dus van de daaraan verbonden electrode vermeden. Dit is vooral van belang wanneer de electrode zich niet in de as van het element bevindt maar via een dwarsstang daaraan verbonden is.

35 8304167 * f + 9 5

Ten einde de beweeglijkheid van het element ten opzichte van de drager te vergroten worden volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding de drager en het element van elkaar gescheiden gehouden door 5 een aantal langwerpige naalddragers.

Ten einde de traagheid van het element zo laag mogelijk te houden wordt het bij voorkeur vervaardigd uit een metaal met een soortelijk gewicht beneden vier, in het bijzonder aluminium.

10 Ook de drager kan voor zover wat de sterkte be treft toelaatbaar vervaardigd worden uit een licht materiaal bijvoorbeeld aluminium en of een kunststof. Indien zoals boven aangeduid langwerpige naaldlagers toegepast worden tussen drager en element is het volgens een bijzon-15 dere uitvoeringsvorm van de uitvinding voordelig om ter plaatse waar de naalden rusten tegen de beide delen hard metalen strippen aan te brengen op drager en/of element.

Deze hard metalen strippen kunnen bijvoorbeeld door lijmen op de delen bevestigd worden. In de tekening toont: 20 figuur 1 schetsmatig een laskop voor weerstands- lassen volgens de uitvinding ter illustratie van het principe ; figuur 2 een aanzicht van een praktische uitvoering van een laskop voor weerstandslassen volgens de uit-25 vinding; en figuur 3 een dwarsdoorsnede volgens de lijn A-A van de in figuur 2 weergegeven laskop.

In figuur 1 is 1 een gestel waaraan een blok 2 met behulp van de schroef 3 vast bevestigd is. De standaard 30 1 draagt een eerste, onderste, laselectrode 5. De balk 4 is met behulp van de bout 6 aan de standaard 1 bevestigd en daarlangs in hoogte verstelbaar. Aan het blok 2 is een drager 7 bevestigd op een zodanige wijze dat hij langs het blok 2 op. en neer kan schuiven. Deze beweging wordt naar 35 twee zijden begrensd door eindschakelaars en wordt teweeg gebracht door een pen 8 die bijvoorbeeld met een pneumatisch werkende cilinder is gekoppeld. Onder de drager 7 8304167 6 bevindt zich balk 9 die met behulp van een bout 10 vast bevestigd is aan de kolom 1. Bij een neergaande beweging van de pen 8 wordt een veer 11, die zich tussen de drager 7 en de balk 10 bevindt ingedrukt. In een holte 12 van de 5 drager 7 bevindt zich een element 13 dat in deze holte op en neer kan schuiven. Aan dit element is aan de onderzijde een holle dwarsbalk 14, gevat in een kunststofhouder (figuur 2), vast verbonden welke de tweede laselectrode 15 draagt, die geïsoleerd is ten opzichte van electrode 5.

10 Tussen de bovenzijde van het element 13 en de bodem van de holte 12 bevindt zich een drukveer 16. Tussen de drager 7 en het element 13 bevinden zich naalden of kogels 17 ter vermindering van de wrijving tussen de laatst genoemde delen.

15 De werking van de in figuur 1 weergegeven laskop voor weerstandslassen kan als volgt kort samengevat worden.

Nadat de bijvoorbeeld door puntlassen te verbinden delen tussen de electroden 5 en 15 zijn geplaatst wordt door druk met de pen 8, tegen de veerkracht van de veer 11 20 in een neerwaartse beweging van de drager 7 teweeg gebracht. Deze neerwaartse beweging wordt door middel van de veer 16 overgebracht op het element 13 en de daaraan verbonden tweede laselectrode 15. Op het moment dat de electrode 15 de te verbinden delen raakt en tevens tegen de 25 electrode 5 aandrukt wordt de veer 16 enigszins ingedrukt. Deze veer bepaalt dan de druk die door de electroden op de te verbinden delen uitgeoefend wordt. Door middel van een schakelaar, welke verbonden is met het element 13 wordt de lasstroom ingeschakeld zodra de aandrukkracht een bepaalde 30 waarde bereikt. Het is van essentieel belang dat deze kracht gehandhaafd blijft gedurende de hele lascyclus welke meestal niet meer dan enkele miliseconden in beslag neemt. Tijdens de lascyclus vindt uitzetting plaats van de te verbinden delen en~vervolgens inkrimpen. Het is van essen-35 tieel belang dat de electroden tijdens de lascyclus deze beweging ten gevolge van de thermische werking navolgen.

8304167 7

Indien de veer 16 niet aanwezig zou zijn zou de aan-drukkracht daardoor sterk oplopen. De veer 16 maakt het echter mogelijk dat de kracht een vrijwel constante waarde behoudt ondanks de uitzetting op de lasplaats en 5 het daarop volgende krimpen. Men zou kunnen menen dat hetzelfde bereikt zou kunnen worden wanneer het element 13 vast verbonden zou zijn aan de drager 7 en een veer geplaatst zou zijn tussen de pen 8 en de drager 7. Door- • dat de gehele lasbewerking van de te verbinden delen zeer · snel verloopt is het noodzakelijk dat de op en neer gaande beweging van het element 13 deze in de gestelde tijd kan volgen. Zou de gehele drager, welke uit constructieve overwegingen een vrij groot gewicht en dus een vrij grote traagheid heeft op en neer bewogen moe-ten worden dan is het praktisch onmogelijk de aan-drukkracht tussen de electroden 5 en 15 op het werkstuk uitgeoefend, constant te houden. Bij de constructie volgens de uitvinding echter behoeft slechts het element 13 op en neer te bewegen en dit element heeft 20 een aanzienlijk geringere massa dan de drager 7. Daardoor wordt het mogelijk de aandrukkracht tussen de electroden 5 en 15 vrijwel constant te houden. De massa van het element 13 kan bovendien verminderd worden door het element hol uit te voeren; bovendien kan de 25 wrijving tussen de drager 7 en het element 13 aanzienlijk verminderd worden door de rollen of kogels 17.

Een verdere verkleining van het gewicht van het element 13 kan verkregen worden door materiaalkeuze. Men kiest bij voorkeur voor dit element een materiaal met een soor-30 telijk gewicht beneden vier in het bijzonder aluminium. De keuze van het materiaal van de drager 7 wordt meer door constructieve overwegingen bepaald; toch kiest men ook daarvoor bij voorkeur aluminium. De gehele constructie wordt daardoor lichter en de bewegings-35 snelheid van de drager 7 kan groter gekozen worden.

8304167

V

8

In figuur 2 zijn delen welke overeenkomen met de delen welke in figuur 1 weergegeven zijn met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Bij deze praktische uitvoeringsvorm bevindt de drukveer 16 5 zich tussen de bovenzijde van het element 13 en een hoekbalk 17 die bij 18 door middel van een bout op de beweeglijke drager zijn bevestigd. Met 19 is een schroef aangegeven waarmee de voorspanning van de veer 16 ingesteld kan worden.

10 Uit de dwarsdoorsnede volgens de lijn A-A

in figuur 2, welke in figuur 3 is weergegeven, blijkt in het bijzonder dat het element 13 .een hol prisma is. Door de prismatische vorm en de opsluiting van het prisma tussen de drager 7 en de hoeklijst 20 wordt 15 draaiing van het element 13 voorkomen. De electrode 15 blijft daardoor nauwkeurig gericht boven de electrode 5« De hoeklijst 20 is met de drager 7 verbonden door middel van de bouten 21 welke door slopgaten in het element 13 steken. Tussen de drager 7 en de hoek-20 lijst 20 enerzijds en het prismatische element 13 bevinden zich langgestrekte naaldlagers. Deze naald-lagers bestaan uit de rollen 22 welke gevat zijn in plaatvormige kooien 23. Op de schuine kanten van de drager 7 en de hoeklijst 20 bevinden zich hard 25 stalen strippen 24. Overeenkomstige hard stalen strippen bevinden zich op het prismatische element 13. Deze strippen zijn in het bijzonder noodzakelijk wanneer de . delen 7, 20 en 13 uit aluminium of kunststof bestaan. Zij kunnen aan de diverse delen door lijmen bevestigd zijn.

30 De drager 7 kan langs het blok 2 schuiven door middel van de inrichting die met 25 is aangeduid. Deze bestaat uit stalen hoeklijsten 26 en daartegen rustende langgerekte lagerblokken 27.

Door de opstelling van het prisma, dat over een 35 hoek van in hoofdzaak 45° om de lengte as is gedraaid worden bijzondere constructieve voordelen bereikt.

8304167 * ft' 9

Zowel het element als de drager kunnen van kunststof vervaardigd zijn. Hierdoor wordt enerzijds een gunstige waarde bereikt voor het aantal lassen, dat per tijdseenheid kan worden uitgevoerd -immers door het geringer gewicht van de 5 laskop kan deze sneller op en neer bewogen worden- anderzijds door het geringe gewicht van het element een gunstige waarde bereikt voor de volgsnelheid van de electrode.

De laskop volgens de uitvinding kan, zoals voor de deskundige duidelijk zal zijn ook worden toegepast bij 10 solderen met behulp van "reflow"-technieken.

Doordat het prisma over 45° gedraaid is kan de ^ bevestiging door middel van pennen of bouten, die over een diagonaal gericht zijn uitgevoerd worden, waardoor een opdeling van de lagers wordt vermeden en een compacte 15 bouwwijze mogelijk wordt.

8304167

Claims (11)

1. Laskop voor weerstandslassen, in het bijzonder voor het maken van puntlassen, bevattende een gestel waar- 5 aan een eerste laselectrode in een vaste positie is bevestigd en een drager vóór een, praktisch tegenover de eerste electrode gelegen, tweede electrode, welke drager zodanig beweeglijk ten opzichte van het gestel is dat de tweede electrode in de richting van de eerste electrode verplaatst 10 kan worden, met het kenmerk, dat de tweede electrode bevestigd is aan een element dat zodanig schuifbaar verbonden is aan de drager dat het een beweging kan uitvoeren in een richting welke praktisch evenwijdig is aan de bewegingsrichting van de drager.

2. Laskop, volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het element en de drager door tenminste een veer met elkaar verbonden zijn.

3. Laskop, volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de veer een combinatie van een druk- en een trekveer 20 is. τ r

4. Laskop, volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het element een hol lichaam is.

5. Laskop, volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat hèt holle lichaam een prismatische doorsnede heeft.

6. Laskop., volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat het element en de drager van elkaar gescheiden zijn door een aantal langwerpige naaldlagers.

7. Laskop, volgens conclusie 1, 2, 3, 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat het element uit een materiaal bestaat 30 met een soortelijk gewicht beneden vier.

8. Laskop, volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het element uit aluminium of kunststof bestaat.

9. Laskop, volgens conclusie 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de naalden van de lagers tegen hard stalen 35 strippen lopen welke op het element, op de hoeklijst 20 en op de drager zijn bevestigd. 8304167 Λ*

10. Laskop, volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de hard stalen strippen door lijmen zijn bevestigd.

11. Laskop, volgens een der conclusies 5 tot en met 10, met het kenmerk, dat de doorsnede van het prisma 5 rechthoekig is en over een hoek van in hoofdzaak 45° is gedraaid om de lengte as. 8304167