DE10018753A1 - Schweißzange - Google Patents
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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
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
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Abstract
Dargestellt und erläutert wird eine Schweißzange, insbesondere für das Punktschweißen, mit zwei in einem Grundkörper (3) schwenkbar gelagerten Polarmen (1, 2), die die zu den an den Enden der Polarme (1, 2) angeordneten Schweißköpfen (6, 7) führenden Leitungen (10, 11, 12, 13, 14) tragen. Die Schweißzange kann ohne großen Energieaufwand schnell bewegt werden und belastet die mit ihr ausgerüsteten Schweißroboter wenig, indem die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3) aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schweißzange, insbesondere
für das Punktschweißen, mit zwei in einem Grundkörper
schwenkbar gelagerten Polarmen, die die zu an den Enden
der Polarme angeordneten Schweißköpfen führenden Leitun
gen tragen.
Schweißzangen werden zum einen für manuell durchzuführen
de Schweißaufgaben verwendet, zum anderen werden sie je
doch hauptsächlich bei Schweißrobotern in automatisierten
Fertigungsstraßen, bspw. im Automobilbau, eingesetzt. Be
sonders beim Verschweißen von Karosserieblechteilen wer
den die Schweißzangen zur Durchführung von Punktschwei
ßungen verwendet. Schweißzangen können aber auch dafür
eingesetzt werden, Bauteile mit einer länglichen Schweiß
naht zu verbinden.
Schweißzangen bestehen in der Regel aus zwei Polarmen,
die schwenkbar in einem Grundkörper gelagert sind. An den
dem Grundkörper gegenüberliegenden Enden der Polarme sind
die für die Durchführung der Schweißung notwendigen
Schweißköpfe vorgesehen. Die schwenkbare Lagerung in dem
Grundkörper ermöglicht es, die Polarme zangenartig aus
einander zu bewegen und zur Schweißung aufeinander zu zu
bewegen, so daß sie die zu verschweißenden Bauteile an
der Stelle der gewünschten Schweißnaht zwischen ihren an
ihren Enden angeordneten Schweißköpfen einklemmen können.
Entlang oder innerhalb der Polarme werden Leitungen ge
führt. Wird mit den Schweißköpfen eine Elektro- oder Wi
derstandsschweißung durchgeführt, so führen diese Leitun
gen Strom zu den Schweißköpfen. Ergänzend können weitere
Leitungen vorgesehen sein, die Kühlwasser zu den Schweiß
köpfen führen, um diese bei einer Dauerbeanspruchung zu
kühlen.
Aus der Praxis bekannte Schweißzangen sind gänzlich aus
Metall hergestellt, was den Vorteil eines robusten Auf
baus mit sich bringt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die
mit steigenden Taktzahlen der automatisierten Fertigungs
anlagen notwendig gewordenen raschen Bewegungen der
Schweißzangen mit den bekannten Schweißzangen nicht mehr
realisiert werden können, bzw. aufwendige und große Ener
giemengen verbrauchende Antriebsmotoren notwendig machen.
Je nach Schweißaufgabe können derartige Schweißzangen au
ßerdem ein Gewicht von bis zu 130 kg aufweisen, während
die derzeitigen Schweißroboter für eine durchschnittliche
Traglast von 120 kg ausgelegt sind. Die Schweißroboter
werden deshalb durch das Gewicht der Schweißzangen über
belastet, bzw. im Grenzbereich der möglichen Belastungen
betrieben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung das technische
Problem zugrunde, eine Schweißzange zu schaffen, die ohne
großen Energieaufwand schnell bewegt werden kann und die
die Schweißroboter wenig belastet.
Das technische Problem wird durch eine Schweißzange ge
löst, deren Polarme und/oder deren Grundkörper aus Faser
verbundwerkstoff hergestellt sind.
Der Einsatz von Faserverbundwerkstoff reduziert das Ge
wicht der Polarme, bzw. des Grundkörpers. Somit ist ein
geringerer Kraftaufwand notwendig, um eine derart ausge
staltete Schweißzange zu bewegen, so daß diese bei
gleichbleibender Antriebskraft rascher oder bei gleich
bleibender Bewegungsgeschwindigkeit mit geringerem ener
getischen Einsatz bewegt werden kann. Zusätzlich bietet
der Einsatz von Faserverbundwerkstoff die Möglichkeit,
die Polarme punktgenauer und präziser aufeinander zu zu
bewegen, da Faserverbundwerkstoff eine sehr hohe Steifig
keit aufweist, die ein Verwinden oder Verbiegen der Po
larme während ihrer Bewegung aufeinander zu verhindert.
Als einzusetzende Faserverbundwerkstoffe bieten sich Koh
lefaserverbundwerkstoffe und/oder Glasfaserverbundwerk
stoffe an. Kohlefaserverbundwerkstoffe haben den Vorteil
besonders steif und gegenüber Glasfaserverbundwerkstoffen
leichter zu sein. Glasfaserverbundwerkstoffe bieten den
Vorteil, daß sie bei immer noch guten Steifigkeitswerten
und im Vergleich zu Metallen geringem Gewicht gegenüber
Kohlefaserverbundwerkstoffen günstiger in der Anschaffung
sind.
Besonders zweckmäßig ist es deshalb, die Polarme aus Koh
lefaserverbundwerkstoff herzustellen, um somit bei den
hauptsächlich bewegten Teilen die Vorteile der hohen
Steifigkeit und des geringen Gewichtes auszunutzen, und
den Grundkörper aus Glasfaserverbundwerkstoffen herzu
stellen, um somit eine Kostenreduzierung zu ermöglichen.
Die Steifigkeit der Polarme und damit die Möglichkeiten
einer präzisen Führung der Bewegung der Polarme wird da
durch in vorteilhafter Weise ergänzt, daß die Polarme als
I-Profile ausgestaltet sind. Besonders das I-Profil bie
tet eine in sich besonders verwindungssteife Ausgestal
tung eines Polarms.
Für die behinderungsfreie Bewegung der Polarme ist es
zweckmäßig, die Leitungen innenanliegend in dem I-Profil
zu führen. Auf diese Weise werden diese Leitungen durch
das I-Profil geschützt, wodurch verhindert wird, daß die
Leitungen während einer Bewegung an nicht mit den Polar
men mitbewegten Teilen hängen bleiben und beschädigt wer
den.
Die bei automatisierten Fertigungsstraßen regelmäßig ge
wünschte flexible Einsetzbarkeit der Schweißroboter wird
besonders dadurch unterstützt, daß die Polarme lösbar an
dem Grundkörper befestigt sind und die von den Polarmen
getragenen Leitungen über Steckverbindungen mit in dem
Grundkörper angeordneten Leitungsanschlüssen verbunden
sind. Diese Anordnung ermöglicht es nämlich, die Polarme
rasch auszutauschen, so daß je nach durchzuführender
Schweißaufgabe unterschiedliche Polarme rasch miteinander
ausgetauscht und eingesetzt werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläu
tert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Schweißzange in einer Draufsicht und
Fig. 2 einen Polarm der in Fig. 1 dargestellten
Schweißzange in einer Schnittansicht entlang der
Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Schweißzange, die aus Polarmen 1 und 2
und einem Grundkörper 3 besteht. Die Polarme 1 und 2 sind
fest mit Zangenarmen 4 und 5 des Grundkörpers 3 verbun
den. Da diese Zangenarme 4 und 5 drehbar zueinander gela
gert sind, sind auch die fest mit ihnen verbundenen Po
larme 1 und 2 schwenkbar in dem Grundkörper 3 gelagert.
An dem dem Grundkörper abgewandten Ende weist jeder Po
larm 1 und 2 einen herkömmlichen Schweißkopf 6 und 7 auf.
Die Schweißköpfe 6 und 7 sind in gekühlten Halterungen 8
und 9 gehalten. Die gekühlten Halterungen 8 und 9 werden
mit Kühlwasser gekühlt, das über Zuführleitungen 10 und
11 und Abführleitungen 12 und 13, die entlang der Polarme
1 und 2 geführt werden, den Halterungen 8 und 9 zugeführt
wird.
Der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt durch den Polarm 2
zeigt, daß der Polarm 2 als I-Profil ausgebildet ist. In
nenanliegend in dem I-Profil werden die Zuführleitung 11
und die Abführleitung 13 geschützt geführt. Ebenfalls in
nenanliegend in dem I-Profil wird eine Stromleitung 14
geführt, die den Schweißkopf 7 mit Strom versorgt. Der
nicht darstellte Querschnitt des Polarms 1 ist dem des
Polarms 2 ähnlich und weist neben der in Fig. 1 darge
stellten Zuführleitung 10 und Abführleitung 12 ebenfalls
eine vom ihm geführte Stromleitung auf, die den Schweiß
kopf 6 mit Strom versorgt.
Die Zuführleitungen 10 und 11 und die Abführleitungen 12
und 13 sind an den Verbindungsstellen der Polarme 1 und 2
mit den Zangenarmen 4 und. 5 in schnell zu lösende, im Be
trieb dichte, nicht dargestellte Steckverbindungen einge
führt. Die in den Polarmen 1 und 2 geführten Stromleitun
gen 14 stehen in ebenfalls leicht zu lösender Verbindung
mit in den Zangenarmen 4 und 5 vorgesehenen Stroman
schlüssen.
Die Polarme 1 und 2 sind aus Kohlefaserverbundwerkstoff
gefertigt, während die Zangenarme 4 und 5 des Grundkör
pers 3 aus Glasfaserverbundwerkstoff gefertigt sind.
Die Polarme 1 und 2 können mit dem Grundkörper 3 zusammen
bewegt werden und durch Schwenkbewegungen der Zangenarme
4 und 5 aufeinander zu oder voneinander fort bewegt wer
den. Da die Polarme aus Kohlefaserverbundwerkstoff und
die Zangenarme 4 und 5 aus Glasfaserverbundwerkstoff her
gestellt sind, lassen sie sich ohne großen Energieaufwand
leicht bewegen. Durch die Steifigkeit des Kohlefaserver
bundwerkstoff können die Polarme 1 und 2 punktgenau ohne
Verwindungen und Verbiegungen aufeinander zugeführt wer
den, so daß die Schweißköpfe 6 und 7 an der gewünschten
Schweißstelle präzise zueinander ausgerichtet werden kön
nen, um eine genaue Schweißnaht oder einen genauen
Schweißpunkt herzustellen.
Die schnell lösbaren Verbindungen der Zuführleitungen 10
und 11 und der Abführleitungen 12 und 13 sowie der Strom
leitungen 14 ermöglichen einen raschen Austausch der Po
larme, so daß ausgehend von einem Grundkörper Schweißzan
gen für verschiedene Schweißaufgaben durch einfaches Austauschen
der Polarme in rascher Abfolge zueinander bereit
gestellt werden können.
1
Polarm
2
Polarm
3
Grundkörper
4
Zangenarm
5
Zangenarm
6
Schweißkopf
7
Schweißkopf
8
gekühlte Halterung für
6
9
gekühlte Halterung für
7
10
Zuführleitung für Kühlwasser
11
Zuführleitung für Kühlwasser
12
Abführleitung für Kühlwasser
13
Abführleitung für Kühlwasser
14
Stromleitung
Claims (6)
1. Schweißzange, insbesondere für das Punktschweißen,
mit zwei in einem Grundkörper (3) schwenkbar gelager
ten Polarmen (1, 2), die die zu den an den Enden der
Polarme (1, 2) angeordneten Schweißköpfen (6, 7) füh
renden Leitungen (10, 11, 12, 13, 14) tragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polarme (1, 2) und/oder der Grundkörper (3)
aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.
2. Schweißzange nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2)
und/oder der Grundkörper (3) aus Kohlefaserverbund
werkstoff hergestellt sind.
3. Schweißzange nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2)
und/oder der Grundkörper (3) aus Glasfaserverbund
werkstoff herstellt ist.
4. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) als I-
Profil ausgestaltet sind.
5. Schweißzange nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen
(10, 11, 12, 13, 14), insbesondere die Stromleitungen und
Kühlwasserleitungen, innenanliegend in dem I-Profil
geführt sind.
6. Schweißzange nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (1, 2) lösbar
an dem Grundkörper (3) befestigt sind und die von den
Polarmen (1, 2) getragenen Leitungen (10, 11, 12, 13, 14)
über Steckverbindungen mit in dem Grundkörper (3) an
geordneten Leitungsanschlüssen verbunden sind.
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