WO2005108001A1 - Clamping device for laser welding nickel shims - Google Patents

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WO2005108001A1
WO2005108001A1 PCT/EP2005/004985 EP2005004985W WO2005108001A1 WO 2005108001 A1 WO2005108001 A1 WO 2005108001A1 EP 2005004985 W EP2005004985 W EP 2005004985W WO 2005108001 A1 WO2005108001 A1 WO 2005108001A1
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clamping device
clamping
vacuum
force
fixing
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PCT/EP2005/004985
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Johannes Voit
Stephan Trassi
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Hueck Folien Gmbh & Co. Kg
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Definitions

  • the invention relates to a clamping device for laser welding
  • the forces F1 and F2 indicate the direction of pull of the people. While one person pulls the film off, the tensioning device is held by a second person with F2.
  • the magnetic adhesive force which is dependent on the peeling length, is large at the beginning of the peeling and decreases continuously as the sheet is removed. If one of the two people pulls too much, permanent deformation of the welded sheet can occur. The parts can also slip away from the people, the film and that
  • the aim of the invention is to improve the clamping tools used, the following requirements and criteria are to be met:
  • the parts are to be fixed with respect to the laser beam, taking into account the component tolerance depending on the type of welding joint. A reduction in the joint gap and a distortion during welding should be prevented, which requires a good fixation. Any joining errors that occur should nevertheless be able to be eliminated without great effort.
  • the welding point should be easily accessible and allow easy removal of the workpiece without the risk of damage after welding. Splashes and metal vapor deposits can occur during the welding process, the seam underside and seam seams should be protected against oxidation by a protective gas, furthermore the clamping device can also be exposed to laser beams, which has to be taken into account by a suitable material selection of the clamping device.
  • the object of the invention is therefore a clamping device for aligning and fixing molded parts to be welded, consisting of at least one lower part with means for holding the molded parts, characterized in that the lower parts are vacuum clamping plates and that the holding forces by means of a fluidic control with at least one Clamping plate for a holding force for aligning the weld metal and a fixing force for welding are variably adjustable.
  • the solution to the stated task is a special vacuum clamping device with a special control for the contact pressure.
  • vacuum technology is used according to the invention instead of the magnetic clamping device.
  • the permanent magnets are replaced by vacuum clamping bars, where the structure shown in Fig.1 a remains essentially unchanged.
  • a vacuum clamping device generally consists of a clamping plate and a vacuum pump. Other accessories include liquid separators, valves, rotary unions and multiple distributors.
  • the actual clamping force arises from the atmospheric air pressure or the pressure difference between the workpiece top and the clamping plate and is influenced by the size of the clamping surface.
  • the principle applies to the application of vacuum clamping technology: the larger the workpiece support, the greater the holding force.
  • vacuum technology is important due to the material-independent clamping. Almost all materials such as aluminum, all non-ferrous metals, all plastics, glass, ceramics, graphite, rubber, wood, foils, steel and partly also porous materials can be held. In addition to the clamping surface, all workpiece surfaces (unevenness of the workpiece surface can be carried out to a certain degree) are possible for machining if the device is designed accordingly. Damage or tensioning of the workpieces such as when holding with vices, mechanical or hydraulic quick clamps, or clamps are largely excluded, which is an important aspect for the non-positive and form-fitting joining of the nickel foils.
  • Vacuum clamping technology is also suitable for a large number of other types of processing such as grinding, turning, milling, testing, measuring or welding. It is irrelevant whether the workpiece to be clamped has a flat surface or whether it is a spatial component.
  • sintered metal plates or ceramic clamping plates are used as vacuum clamping plates.
  • Porous sintered clamping plates and ceramic clamping plates are ideally suited for clamping extremely thin-walled parts down to less than 0.1 mm and soft materials (rubber, metal foils). A deformation of the component when fixing is almost completely impossible due to the good contact surface.
  • Sintered metal plates are usually made of sintered bronze or aluminum, ceramic clamping plates made of aluminum oxide. Compared to the previous magnetic clamping device, the device according to the invention has the following advantages:
  • a high fixing force can be set for the welding process.
  • the clamping times are significantly shorter due to the vacuum clamping, since no further mechanical fastenings are required.
  • Wood and partly also porous materials can be held with the clamping device.
  • FIG.2 An exemplary embodiment of the claimed invention is shown in Fig.2.
  • 2 mean the clamping bars, 3 the 2/2 way valves, 4 the vacuum manometer, 5 the display with LED, 6 the adjustable throttle valves.
  • the vacuum to be generated must be used in a targeted manner.
  • a fluid power circuit diagram with fluid power components, it is not only possible to generate a single constant contact pressure, but also to create variably adjustable forces as required.
  • the 2/2 way valves for the adjustable throttle valves are switched to the forward direction, as are the 2/2 way valves for the vacuum pump.
  • the maximum achievable vacuum is determined and thus the clamping force for the weld metal is controlled. If the LED of the pressure switch lights up, it is no longer necessary to adjust the throttles. The desired pressure has then been achieved.
  • the maximum adhesive force should be set for welding. To do this, the 2/2 way valves for the throttles must be set to the blocking direction, the other 2/2 way valves to the forward direction. This means that the maximum vacuum that can be generated by the vacuum pump can act on the clamping surfaces, making it impossible for the foils to slip.
  • four clamping bars are to be used, all of which are individually pneumatically switched. Their length is chosen so that the two variable film widths can be stretched and welded.
  • the four vacuum gauges are only used for further securing and to check whether there are any leaks.
  • a rotary vacuum pump without oil lubrication can be used as a vacuum pump. These can work maintenance-free over large periods.
  • leakage losses mainly depend on the workpiece size, its flatness and roughness. Leakages occur, for example, from the protective gas flowing in on the underside, but they only occur to a small extent.
  • liquid separator is not necessary with the present solution. Liquid separators are only used where coolants and lubricants are used. To the tightness of To secure hose connections, special greases are used for vacuum technology for sealing.

Abstract

The invention relates to a clamping device for aligning and fixing, in the position correct for joining, shaped parts to be welded. Said clamping device comprises at least one base having means for retaining the shaped parts. The bases are vacuum clamping plates and the retaining forces can be variably adjusted by means of a fluidic control using at least one clamping plate for a retaining force for aligning the article to be welded and a fixing force for welding.

Description

Spannvorrichtung für das Laserschweißen von Nickel - ShimsClamping device for laser welding of nickel shims
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für das Laserschweißen vonThe invention relates to a clamping device for laser welding
Nicke Shims".Nodding Shims ".
„Shims" sind Messplättchen, Keile, Klemmstücke, oder auch"Shims" are measuring plates, wedges, clamping pieces, or also
Ausgleichsscheiben. Hier sind insbesondere dünne Folien gemeint.Shims. Thin foils are particularly meant here.
Der bisherige Vorgang des Schweißens und die Abnahme der verschweißten Folie sind auf Abb.1 dargestellt. Zwei Dauermagnetreihen 1 pro Spannfläche sind bündig in entsprechenden Nuten eingebracht, die Nickelfolie 1a schließt den Magnetkreis. Die Richtung der elektromagnetischen Durchflutung T (Detta) ist in Abb. 1 dargestellt. Zur Fixierung der zu verschweißenden Nickelfolien (Shims) werden derzeit magnetisierte Auflagebleche verwendet. Diese müssen jedoch nach dem Schweißvorgang mit einem hohen Kraftaufwand von der Folie entfernt werden, wobei es zu Kratzern auf der Nickelfolienoberfläche oder sogar zu Beulen kommen kann. Derart beschädigte Bleche sind für das daran anschließende Prägen ungeeignet, da sich jede kleinste Unregelmäßigkeit beim Prägeprozeß mit abbildet.The previous process of welding and the removal of the welded foil are shown in Fig.1. Two permanent magnet rows 1 per clamping surface are inserted flush in corresponding grooves, the nickel foil 1a closes the magnetic circuit. The direction of the electromagnetic flux T (Detta) is shown in Fig. 1. Magnetized support plates are currently used to fix the nickel foils (shims) to be welded. However, after the welding process, these have to be removed from the foil with a high level of force, which can lead to scratches on the nickel foil surface or even dents. Sheets damaged in this way are unsuitable for the subsequent embossing, since every smallest irregularity is also reflected in the embossing process.
Die Entfernung der geschweißten „ShiπV-Zylinder ist umständlich und störanfällig: Zuerst müssen 4 Schrauben entfernt werden, dann erst kann das Schweißgut mit dem Haftsystem aus dem Lagerblock herausgehoben und voneinander getrennt werden.The removal of the welded “ShiπV cylinders is cumbersome and prone to failure: First 4 screws have to be removed, only then can the weld metal with the adhesive system be lifted out of the bearing block and separated from each other.
Das Abziehen der Folie erfolgte bisher manuell folgendermaßen und ist in Abb.la dargestellt: Die Kräfte F1 und F2 zeigen die Zugrichtung der Personen an. Während eine Person die Folie abzieht, wird die Spannvorrichtung von einer zweiten Person mit F2 gehalten. Die von der Abziehlänge abhängige Magnet- Haftkraft ist zu Beginn des Abziehens groß, und nimmt bei zunehmender Entfernung des Bleches ständig ab. Zieht eine der beiden Personen zu stark, so kann es zu bleibenden Verformungen des zusammengeschweißten Bleches kommen. Die Teile können den Personen auch entgleiten, die Folie und dasUp to now, the film has been removed manually as follows and is shown in Fig.la: The forces F1 and F2 indicate the direction of pull of the people. While one person pulls the film off, the tensioning device is held by a second person with F2. The magnetic adhesive force, which is dependent on the peeling length, is large at the beginning of the peeling and decreases continuously as the sheet is removed. If one of the two people pulls too much, permanent deformation of the welded sheet can occur. The parts can also slip away from the people, the film and that
BESTATIGUNGSKOPIE Spannwerkzeug zu Boden fallen. Zusätzliche besteht die Gefahr von Riss- und Schnittwunden während des Entfernens des Schweißgutes durch scharfe Kanten.BESTATIGUNGSKOPIE Fall clamping tool to the ground. There is also the risk of tears and cuts during the removal of the weld metal due to sharp edges.
Ein weiterer Nachteil der bestehenden Spannvorrichtung ist das nur mit großem Kraftaufwand mögliche passgenaue Bestücken mit den zu verschweißenden Nickelfolien. Ein Korrigieren von Stoßfehlem lässt sich aufgrund der großen Verschiebekraft nur ruckartig ausführen, da der Dauermagnet eine konstante Haftkraft auf die Auflagefläche ausübt.Another disadvantage of the existing tensioning device is that it is only possible to fit the nickel foils to be welded with great force. Correcting impact errors can only be carried out jerkily due to the large displacement force, since the permanent magnet exerts a constant adhesive force on the contact surface.
Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der eingesetzten Spannwerkzeuge, dabei sind folgende Ansprüche und Kriterien zu erfüllen: Die Teile sind bezüglich des Laserstrahles unter Beachtung der von der Schweiss-Stoßart abhängigen Bauteiltoleranz zueinander zu fixieren. Dabei soll eine Verminderung des Fügespaltes und ein Verzug während des Schweißens verhindert werden, was eine gute Fixierung voraussetzt. Auftretende Fügefehler sollen dennoch ohne hohen Kraftaufwand beseitigt werden können. Die Schweißstelle soll gut zugänglich sein und eine leichte Entnahme des Werkstückes ohne der Gefahr eine Beschädigung nach dem Schweißen ermöglichen. Während des Schweißvorganges können Spritzer und Metalldampfniederschläge auftreten, die Nahtunter- und Nahtoberseite soll vor Oxidation durch ein Schutzgas geschützt sein, weiters kann die Spannvorrichtung auch Laserstrahlen ausgesetzt sein, was durch eine entsprechende Werkstoffwahl der Spannvorrichtung zu berücksichtigen ist.The aim of the invention is to improve the clamping tools used, the following requirements and criteria are to be met: The parts are to be fixed with respect to the laser beam, taking into account the component tolerance depending on the type of welding joint. A reduction in the joint gap and a distortion during welding should be prevented, which requires a good fixation. Any joining errors that occur should nevertheless be able to be eliminated without great effort. The welding point should be easily accessible and allow easy removal of the workpiece without the risk of damage after welding. Splashes and metal vapor deposits can occur during the welding process, the seam underside and seam seams should be protected against oxidation by a protective gas, furthermore the clamping device can also be exposed to laser beams, which has to be taken into account by a suitable material selection of the clamping device.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Spannvorrichtung zum fügegerechten Ausrichten und Fixieren von zu verschweißenden Formteilen, bestehend aus mindestens einem Unterteil mit Mitteln zum Halten der Formteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteile Vakuum-Spannplatten sind und dass die Haltekräfte mittels einer fluidtechnischen Steuerung mit mindestens einer Spannplatte für eine Haltekraft zum Ausrichten des Schweißgutes und einer Fixierkraft zum Schweißen variabel einstellbar sind.The object of the invention is therefore a clamping device for aligning and fixing molded parts to be welded, consisting of at least one lower part with means for holding the molded parts, characterized in that the lower parts are vacuum clamping plates and that the holding forces by means of a fluidic control with at least one Clamping plate for a holding force for aligning the weld metal and a fixing force for welding are variably adjustable.
Die Lösung der angeführten Aufgabe ist eine spezielle Vakuum- Spanneinrichtung mit einer speziellen Steuerung für den Anpressdruck.The solution to the stated task is a special vacuum clamping device with a special control for the contact pressure.
Um zu große Haftkräfte zu vermeiden und ein leichtes fügegerechtes Einrichten der Schweißrohlinge zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß anstelle der Magnet-Spannvorrichtung die Vakuumtechnologie eingesetzt.In order to avoid excessive adhesive forces and to ensure easy fitting of the welding blanks, vacuum technology is used according to the invention instead of the magnetic clamping device.
Die Dauermagneten werden durch Vakuumspannleisten ersetzt, wo der im Abb.1 a dargestellte Aufbau im wesentlichen erhalten bleibt.The permanent magnets are replaced by vacuum clamping bars, where the structure shown in Fig.1 a remains essentially unchanged.
Eine Vakuum - Spanneinrichtung besteht im Allgemeinen aus einer Spannplatte sowie einer Vakuumpumpe. Als weiteres Zubehör stehen unter anderem Flüssigkeitsabscheider, Ventile, Drehdurchführungen und Mehrfachverteiler zur Verfügung. Die eigentliche Spannkraft entsteht durch den atmosphärischen Luftdruck beziehungsweise durch die Druckdifferenz zwischen Werkstückoberseite und der Spannplatte und wird durch die Größe der Aufspannfläche beeinflusst. Für die Anwendung der Vakuum- Spanntechnik gilt der Grundsatz: Je größer die Werkstückauflage umso größer die Haltekraft.A vacuum clamping device generally consists of a clamping plate and a vacuum pump. Other accessories include liquid separators, valves, rotary unions and multiple distributors. The actual clamping force arises from the atmospheric air pressure or the pressure difference between the workpiece top and the clamping plate and is influenced by the size of the clamping surface. The principle applies to the application of vacuum clamping technology: the larger the workpiece support, the greater the holding force.
Neben den guten Haltekräften hat die Vakuumtechnik durch das werkstoffunabhängige Spannen Bedeutung. Es können nahezu alle Materialien wie Aluminium, alle Nichteisen-Metalle, sämtliche Kunststoffe, Glas, Keramik, Graphit, Gummi, Holz, Folien, Stahl und zum Teil auch poröse Materialien gehalten werden. Außer der Spannfläche sind bei entsprechender Gestaltung der Vorrichtung sämtliche Werkstückflächen (Unebenheiten der Werkstückoberfläche bis zu einem gewissen Grad durchführbar) zum Bearbeiten möglich. Beschädigungen oder Verspannungen der Werkstücke wie beim Halten mit Schraubstöcken, mechanischen oder hydraulischen Schnellspannern, oder Spannpratzen sind weitgehend ausgeschlossen, was ein wichtiger Aspekt für das kraft- und formschlüssige Fügen der Nickel-Folien ist. Die Spannzeiten sind minimal, da das Halten der Nickel-Folien über die Vakuum-Steueranlage per Knopfdruck geschieht. Die Vakuumspanntechnik ist auch für eine Vielzahl von weiteren Bearbeitungsarten wie Schleifen, Drehen, Fräsen, Prüfen, Messen oder Schweißen geeignet. Dabei ist unerheblich, ob das zu spannende Werkstück eine ebene Fläche aufweist oder ob es sich um ein räumliches Bauteil handelt.In addition to the good holding forces, vacuum technology is important due to the material-independent clamping. Almost all materials such as aluminum, all non-ferrous metals, all plastics, glass, ceramics, graphite, rubber, wood, foils, steel and partly also porous materials can be held. In addition to the clamping surface, all workpiece surfaces (unevenness of the workpiece surface can be carried out to a certain degree) are possible for machining if the device is designed accordingly. Damage or tensioning of the workpieces such as when holding with vices, mechanical or hydraulic quick clamps, or clamps are largely excluded, which is an important aspect for the non-positive and form-fitting joining of the nickel foils. The clamping times are minimal because the nickel foils are held at the push of a button via the vacuum control system. Vacuum clamping technology is also suitable for a large number of other types of processing such as grinding, turning, milling, testing, measuring or welding. It is irrelevant whether the workpiece to be clamped has a flat surface or whether it is a spatial component.
Grundsätzlich können alle Flächengeometrien, sofern eine ausreichend große Fläche vorhanden ist, mittels Vakuum fixiert werden. Mit dem umfangreichen zur Verfügung stehenden Standardrepertoire an Vakuumkomponenten können sehr viele Werkstückarten gespannt werden. Werkstückgröße, Materialbeschaffenheit und Bearbeitungsmethode entscheiden über den Einsatz des jeweiligen Spannsystems.In principle, all surface geometries can be fixed with a vacuum if there is a sufficiently large surface. With the extensive standard repertoire of vacuum components available, a large number of workpiece types can be clamped. Workpiece size, material properties and processing method determine the use of the respective clamping system.
Da die Standardsysteme nicht direkt nutzbar sind, wurde ein entsprechend abgewandeltes System für die werkstückgerechte Spannung entwickelt. Dabei wurde je nachdem, ob große, kleine, sehr dicke oder sehr dünne Werkstücke, wie zum Beispiel die 120 μm dicken Nickelfolien, zu fixieren sind, eine Sondervorrichtung unter weitestgehender Verwendung von Standardkomponenten konstruiert.Since the standard systems cannot be used directly, a modified system for workpiece-specific clamping was developed. Depending on whether large, small, very thick or very thin workpieces, such as the 120 μm thick nickel foils, are to be fixed, a special device was constructed using standard components as far as possible.
Für den erfindungswesentlichen Einsatzzweck werden z.B. als Vakuumspannplatten Sintermetallplatten oder Keramikspannplatten verwendet.For the essential purpose of the invention, e.g. sintered metal plates or ceramic clamping plates are used as vacuum clamping plates.
Poröse Sinterspannplatten und Keramikspannplatten sind hervorragend geeignet zum Spannen von extrem dünnwandigen Teilen bis weniger als 0,1 mm und weichen Werkstoffen (Gummi, Metallfolien). Eine Verformung des Bauteils beim Fixieren ist aufgrund der guten Auflagefläche fast gänzlich ausgeschlossen. Hergestellt werden Sintermetallplatten üblicherweise aus Sinterbronze- oder Aluminium, Keramikspannplatten aus Aluminiumoxid. Gegenüber der bisherigen magnetischen Spannvorrichtung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung folgende Vorteile auf:Porous sintered clamping plates and ceramic clamping plates are ideally suited for clamping extremely thin-walled parts down to less than 0.1 mm and soft materials (rubber, metal foils). A deformation of the component when fixing is almost completely impossible due to the good contact surface. Sintered metal plates are usually made of sintered bronze or aluminum, ceramic clamping plates made of aluminum oxide. Compared to the previous magnetic clamping device, the device according to the invention has the following advantages:
Es ist damit möglich, eine niedrigere Kraft für das fügegerechte Einrichten derIt is thus possible to set up a lower force for the fitting
Nickelfolien und ein gegebenenfalls notwendiges Beseitigen von Fügefehlem mit den Vakuumspannflächen zu verwirklichen. Das formschlüssiges Einrichten der Folien ist durch die verstellbare Kraft leicht möglich, ein Verspannen oderTo realize nickel foils and a possibly necessary removal of joining errors with the vacuum clamping surfaces. The form-fitting set-up of the foils is easily possible due to the adjustable force
Beschädigen des Werkstückes nach dem Schweißvorgang nahezu ausgeschlossen.Damage to the workpiece after welding is almost impossible.
Für den Schweißvorgang kann eine hohe Fixierkraft eingestellt werden.A high fixing force can be set for the welding process.
Die Spannzeiten sind aufgrund des Vakuumspannens deutlich kürzer, da keine weiteren mechanischen Befestigungen erforderlich sind.The clamping times are significantly shorter due to the vacuum clamping, since no further mechanical fastenings are required.
Es können nahezu alle Materialien wie Kunststoffe, Nichteisenmetalle, Glas,Almost all materials such as plastics, non-ferrous metals, glass,
Holz und teilweise auch poröse Materialien mit der Spannvorrichtung gehalten werden.Wood and partly also porous materials can be held with the clamping device.
Eine beispielhafte Ausführung der beanspruchten Erfindung zeigt Abb.2. Darin bedeuten 2 die Spannleisten, 3 die 2/2 Wegventile, 4 das Unterdruckmanometer, 5 die Anzeige mit LED, 6 die einstellbaren Drosselventile.An exemplary embodiment of the claimed invention is shown in Fig.2. Therein, 2 mean the clamping bars, 3 the 2/2 way valves, 4 the vacuum manometer, 5 the display with LED, 6 the adjustable throttle valves.
Um die erforderlichen Kräfte für das Spannen des Werkstückes zu erreichen, muß das zu erzeugende Vakuum gezielt eingesetzt werden. Durch die Konzipierung eines fluidtechnischen Schaltplanes mit fluidtechnischen Bauteilen ist es möglich, nicht nur eine einzige konstante Anpresskraft zu erzeugen, sondern nach Bedarf variabel einstellbare Kräfte zu schaffen. Hierzu werden die 2/2 Wegeventile bei den einstellbaren Drosselventilen auf Durchlassrichtung geschalten, genauso die 2/2 Wegeventile für die Vakuumpumpe.In order to achieve the required forces for clamping the workpiece, the vacuum to be generated must be used in a targeted manner. By designing a fluid power circuit diagram with fluid power components, it is not only possible to generate a single constant contact pressure, but also to create variably adjustable forces as required. For this purpose, the 2/2 way valves for the adjustable throttle valves are switched to the forward direction, as are the 2/2 way valves for the vacuum pump.
Durch das manuelle Einstellen des angesaugten Luftmassenstromes mittels der Drosselventile wird der maximal erzielbare Unterdruck festgelegt und damit die Spannkraft für die Schweißgutbestückung kontrolliert, wird der eingestellte Unterdruck mit Druckschaltern, bei denen der gewünschte Druck eingestellt und durch Inaugenscheinnahme geprüft wird. Leuchten die LED der Druckschalter auf, ist ein weiteres Einstellen der Drosseln nicht mehr nötig Der gewünschte Druck ist dann erzielt worden. Zum Schweißen soll die maximale Haftkraft eingestellt werden. Dafür müssen die 2/2 Wegeventile bei den Drosseln auf Sperrrichtung, die anderen 2/2 Wegeventile auf Durchlassrichtung gestellt werden. Somit kann der durch die Vakuumpumpe maximal erzeugbare Unterdruck auf die Spannflachen wirken, ein mögliches Verrutschen der Folien ist dann unmöglich. Wie aus der Abb3 ersichtlich ist, sollen vier Spannleisten verwendet, die alle einzeln pneumatisch geschalten sind. Deren Länge ist so gewählt, dass die zwei variablen Folienbreiten aufgespannt und geschweißt werden können.By manually adjusting the intake air mass flow using the throttle valves, the maximum achievable vacuum is determined and thus the clamping force for the weld metal is controlled. If the LED of the pressure switch lights up, it is no longer necessary to adjust the throttles. The desired pressure has then been achieved. The maximum adhesive force should be set for welding. To do this, the 2/2 way valves for the throttles must be set to the blocking direction, the other 2/2 way valves to the forward direction. This means that the maximum vacuum that can be generated by the vacuum pump can act on the clamping surfaces, making it impossible for the foils to slip. As can be seen in Fig3, four clamping bars are to be used, all of which are individually pneumatically switched. Their length is chosen so that the two variable film widths can be stretched and welded.
Die vier Unterdruckmanometer dienen nur zur weiteren Sicherung und zur Begutachtung, ob evtl. Leckagen vorhanden sind.The four vacuum gauges are only used for further securing and to check whether there are any leaks.
Als Vakuumpumpe kommt eine Rotationsvakuumpumpe ohne Ölschmierung in Frage. Diese können über große Zeiträume hinweg wartungsfrei arbeiten.A rotary vacuum pump without oil lubrication can be used as a vacuum pump. These can work maintenance-free over large periods.
Zumeist werden diese Vakuumpumpen bei einem Unterdruck von ca. 900 mbar betrieben. Da alle Pumpen dieser Bauart das gleiche Vakuum erreichen, ist auch die Haltekraft unabhängig von der Pumpengröße. Allein entscheidend für die Benutzung der systemabhängigen Pumpengröße sind Leckverluste. Das heißt die Luftmenge, die verloren geht, muss von der Pumpe abgesaugt werden, ohne dass das Vakuum abfällt.Most of these vacuum pumps are operated at a negative pressure of approx. 900 mbar. Since all pumps of this type achieve the same vacuum, the holding force is also independent of the pump size. Leakage losses alone are decisive for the use of the system-dependent pump size. This means that the amount of air that is lost must be extracted by the pump without the vacuum dropping.
Diese Leckverluste hängen hauptsächlich von der Werkstückgröße, dessen Ebenheit und Rauhigkeit ab. Auftretende Leckagen entstehen zum Beispiel durch das auf der Unterseite einströmende Schutzgas, die jedoch nur in geringem Maß auftreten.These leakage losses mainly depend on the workpiece size, its flatness and roughness. Leakages occur, for example, from the protective gas flowing in on the underside, but they only occur to a small extent.
Nicht benötigte Flächen (Rückseite und seitliche Flächen) der gesinterten Aluminiumspannauflagen werden üblicherweise mit aluminiumbedampften Abdeckfolien abgedichtet. Diese sind auswechselbar, da sie im Laufe der Zeit altern. Sie sind einfach abzuziehen, es bleiben keine Klebstoffreste zurück.Surfaces that are not required (back and side surfaces) of the sintered aluminum clamping pads are usually sealed with aluminum-coated cover foils. These are interchangeable as they age over time. They are easy to peel off, there are no adhesive residues left.
Der Gebrauch eines Flüssigkeitsabscheiders ist bei der vorliegenden Lösung nicht von Nöten Flüssigkeitsabscheider finden nur dann ihren Einsatz, wo mit Kühl- und Schmierstoffen gearbeitet wird. Um die Dichtheit von Schlauchverbindungen zu sichern, werden spezielle Fette für die Vakuumtechnik zum Abdichten eingesetzt. The use of a liquid separator is not necessary with the present solution. Liquid separators are only used where coolants and lubricants are used. To the tightness of To secure hose connections, special greases are used for vacuum technology for sealing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Spannvorrichtung zum fügegerechten Ausrichten und Fixieren von zu verschweißenden Formteilen, bestehend aus mindestens einem Unterteil mit Mitteln zum Halten der Formteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteile Vakuum-Spannplatten sind und dass die Haltekräfte mittels einer fluidtechnischen Steuerung mit mindestens einer Spannplatte für eine Haltekraft zum Ausrichten des Schweißgutes und einer Fixierkraft zum Schweißen variabel einstellbar sind.1. Clamping device for aligning and fixing molded parts to be welded, consisting of at least one lower part with means for holding the molded parts, characterized in that the lower parts are vacuum clamping plates and that the holding forces by means of a fluid technology control with at least one clamping plate for a holding force for aligning the weld metal and a fixing force for welding are variably adjustable.
2. Spannvorrichtung nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumspannplatten aus einem laserbeständigen Material, z.B. aus Sintermetall oder Keramik bestehen.2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the vacuum clamping plates made of a laser-resistant material, e.g. made of sintered metal or ceramic.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannplatten aus 4 oder mehr Spannleisten bestehen, die über eine fluidtechnische Steuerung mit unterschiedlichen Unterdrücken beaufschlagt werden.3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the clamping plates consist of 4 or more clamping strips which are acted upon by a fluid power control with different negative pressures.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung des Unterdruckes in den Spannleisten mindestens 2 Druckstufen über 2/2-Wegeventile eingestellt werden.4. Clamping device according to claim 3, characterized in that for controlling the negative pressure in the clamping bars at least 2 pressure levels are set via 2/2-way valves.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kraft eine Haltekraft für das fügegerechte Einrichten des Werkstückes ist und dass eine weitere Kraft das Fixieren des Werkstückes bewirkt.5. Clamping device according to claim 3, characterized in that the one force is a holding force for the fitting of the workpiece and that a further force causes the fixing of the workpiece.
6. Spannvorrichtung nach 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die fluidtechnischen Steuerung ein Vakuum im Bereich von 0 bis ca. 900 mbar erzeugt wird. 6. Clamping device according to 1, characterized in that a vacuum in the range from 0 to approximately 900 mbar is generated by the fluid power control.
7. Spannvorrichtung nach 1 und 3, dadurch gekennzeichnet die Länge der Spannleisten variabel ist.7. Clamping device according to 1 and 3, characterized in that the length of the clamping strips is variable.
8. Spannvorrichtung nach 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eingestellte Druck der fluidtechnischen Steuerung mit Druckschaltern kontrolliert wird.8. Clamping device according to 6, characterized in that the set pressure of the fluid power control is checked with pressure switches.
9. Spannvorrichtung nach 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Vakuums eine Rotationsvakuumpumpe ohne Ölschmierung verwendet wird.9. Clamping device according to 1, characterized in that a rotary vacuum pump without oil lubrication is used to generate the vacuum.
10. Spannvorrichtung nach 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nicht benötigte Flächen der Spannleisten mit Abdeckfolien abgedichtet sind.10. Clamping device according to 1, characterized in that surfaces of the clamping strips that are not required are sealed with cover foils.
11. Spannvorrichtung nach 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckfolien aluminumbedampft sind.11. Clamping device according to 10, characterized in that the cover foils are vapor-coated with aluminum.
12. Spannvorrichtung nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abdichtung der Schlauchverbindungen spezielle Fette für die Vakuumtechnik eingesetzt werden.12. Clamping device according to 1, characterized in that special greases for vacuum technology are used for sealing the hose connections.
13. Spannvorrichtung nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Spannleisten ein Schutzgas gegen Oxidation eingebracht wird.13. Clamping device according to 1, characterized in that a protective gas against oxidation is introduced between the clamping bars.
14. Spannvorrichtung nach 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Leckagen beim Einströmen des Schutzgases Unterdruckmanometer eingesetzt werden.14. Clamping device according to 1, characterized in that a vacuum manometer is used to secure against leakage when the protective gas flows in.
15. Spannvorrichtung nach 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige des Unterdruckes LED's eingesetzt werden. 15. Clamping device according to 1, characterized in that are used to display the vacuum LEDs.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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