DE102010061546A1

DE102010061546A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Lösen von Elektrodenkappen

Info

Publication number: DE102010061546A1
Application number: DE102010061546A
Authority: DE
Inventors: Werner Britten; Florian Höglmeier; Josef Altweck; Johann Eichenseer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg (OTH Regensburg)
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: DE102010061546B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Lösen einer Kappe von einem Schaft, wobei die auf dem Schaft aufsitzende Kappe mit dem Schaft einen ringförmigen Spalt ausbildet. Die Vorrichtung umfasst eine Führung und wenigstens zwei Ringsegmentscheiben (20a, 20b), welche einander in der Führung gegenüberliegen und miteinander einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe bilden. Die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) sind in der Führung entlang ihrer Umfangsrichtung um eine Langsachse des Schafts drehbar gelagert und zum Eingreifen mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in den Spalt zwischen Kappe und Schaft entlang einer Richtung verschiebbar gelagert, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse aufweist. Die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) sind dabei derart in der Führung gelagert, dass die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) sich beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Langsachse des Schafts bewegen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug und ein Verfahren zum Lösen einer auf einem Schaft aufsitzenden Kappe, wobei die auf dem Schaft aufsitzende Kappe mit dem Schaft einen ringförmigen Spalt ausbildet. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Lösen von Elektrodenkappen von einem Elektrodenschaft, wie sie beispielsweise beim Widerstandspunktschweißen verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
In fast allen Bereichen der blechverarbeitenden Industrie, insbesondere in der Automobilindustrie und im Karosserie- und Fahrzeugbau, erfolgt das Verbinden einzelner Bleche und Blechkomponenten primär unter Verwendung von Widerstandspunktschweißverfahren. Die zu verschweißenden Blechpaarungen werden mit Hilfe einer Schweißzange, welche zwei einander gegenüberliegende Elektroden umfasst, an einem Punkt zusammengepresst. Dies erfolgt in Abhängigkeit von den Fertigungsparametern wie Blechdicke oder Material beispielsweise unter einer Kraft von 2 bis 3 kN. Der Druck wird vor dem Schweißen für beispielsweise ca. 300 ms – die sogenannte Vorhaltezeit – aufrechterhalten, um zu gewährleisten, dass beide Bleche vollen Kontakt haben. Der Schweißstrom wird nun durch den Werkstoff von einer Elektrode zur anderen geschickt. Je nach Blechpaarung und Schweißlinsendurchmesser fließen dabei Ströme von üblicherweise 8 kA bis 11,5 kA. Am Übergang zwischen den Blechen ist der elektrische Widerstand am größten, so dass an dieser Stelle das Aufschmelzen des Werkstoffs erfolgt. Die Dauer des Stromflusses – die sogenannte Stromzeit – beträgt beispielsweise gleichfalls 300 ms. Im Anschluss wird in der sogenannten Nachhaltezeit, welche zum Beispiel 200 ms beträgt, der Druck der Schweißelektroden noch aufrechterhalten, um dem entstandenen Schweißpunkt ein Abkühlen zu ermöglichen. Die Stromstärke des Schweißstromes sowie die Vorhalte-, Strom- und Nachhaltezeit werden typischerweise an die Materialparameter angepasst.
Die Arbeitsfläche der Elektroden ist die Elektrodenkappe an der Spitze des Elektrodenschafts. Elektrodenkappen sind üblicherweise sauber gefräste Körper. Aufgrund der hohen Schweißströme bei gleichzeitig großen Anpressdrücken sind die Elektrodenkappen jedoch im Betrieb einem starken Verschleiß ausgesetzt. Ihre sauber gefräste Arbeitsfläche deformiert sich und wird mit zunehmender Anzahl von gesetzten Schweißpunkten ballig. Außerdem kommt es an der Kappenoberfläche zur Bildung einer Oxidschicht, die den Widerstand der Elektrode beeinflusst.
Um die Oxidschicht zu entfernen und die Grundform der Elektrodenkappe wiederherzustellen, fährt in großindustriellen Anwendungen ein Roboter die Elektrode in regelmäßigen Abständen, beispielsweise nach dem Setzen von jeweils 600 Schweißpunkten, zu einer Kappenfrässtation. Dort werden die Kappen, unter Verwendung von Hartmetall-Wendeschneidplatten wieder in ihre ursprüngliche Grundform gefräst.
Wenn die Elektrodenkappen sehr stark verschlissen sind, beispielsweise nach insgesamt 6000 Schweißpunkten, ist jedoch ein Kappenwechsel unumgänglich. Das Wechseln der Kappen erfolgt derzeit üblicherweise von Hand mit Hilfe von Zangen oder Abdrehhilfen, z. B. unter Verwendung von Rohrzangen. Ruckartiges Ablösen der Elektrodenkappen vom Elektrodenschaft führt jedoch zu unerwünschten Kräften und zu hohen Biege- und Torsionsmomenten. Derartige Kräfte übertragen sich auf die Lagerung der Pinolen und können einen unerwünschten Punktversatz beim nachfolgenden Schweißen am Werkstück hervorrufen.
Anstelle von Handwerkzeugen wurden auch automatische Wechselvorrichtungen für Elektrodenkappen vorgeschlagen, welche sich in eine automatische Widerstandspunktschweißanlage oder Fertigungsstrasse integrieren lassen.
Beispielsweise offenbart die DE 36 05 099 A1 eine Vorrichtung zum Auswechseln der Elektrodenkappen einer Roboter-Punktschweißzange mit zwei Exzenter-Ringschlüsseln. Die Ringscheibe eines der Exzenter-Ringschlüssel umgreift zum Kappenwechseln den zylinderförmigen Elektrodenschaft, die Ringscheibe des anderen Exzenter-Ringschlüssels die. ebenfalls zylinderförmige Elektrodenkappe. Die Ringscheiben liegen dabei aufeinander und weisen auf den einander zugewandten Seiten jeweils kleine Nocken auf. Beim Drehen der Ringschlüssel gegeneinander gleiten die Nocken aufeinander, wodurch die Elektrodenkappe gegenüber dem Elektrodenschaft entlang der Längsachse des Elektrodenschafts bewegt und dadurch vom Elektrodenschaft abgezogen wird.
Nachteilig an dieser Exzenter-Konfiguration ist einerseits, dass die Ringscheiben jeweils nur entlang eines Teilbereichs ihres Innenumfangs mit dem Zylindermantel der Elektrodenkappe bzw. des Elektrodenschafts in Kontakt kommen, so dass die Krafteinwirkung nicht entlang der gesamten Umfangslinie der Elektrodenkappe erfolgen kann und wiederum Torsionsmomente auftreten. Zudem führt das Einspannen der Elektrodenkappe in die Ringscheibe des Exzenter-Schlüssels dazu, dass die Elektrodenkappe in radialer Richtung gegen den Schaft gedrückt wird, auf dem sie aufsitzt. Dadurch aber erschwert sich das Abziehen der Elektrodenkappe vom Elektrodenschaft.
Die DE 35 15 597 A1 beschreibt ein alternatives, Verfahren zum selbstständigen Auswechseln von Elektrodenkappen an Schweißelektrodenschäften, bei welchem der Elektrodenschaft in einer Ringscheibe und die Elektrodenkappe unter Verwendung einer Sichelscheibe festgeklemmt wird. Ringscheibe und Sichelscheibe werden gegeneinander verdreht und gleichzeitig entlang der Axialrichtung des Elektrodenschafts voneinander entfernt. Durch die überlagerte Dreh- und Zugbewegung wird die Elektrodenkappe vom Elektrodenschaft abgezogen.
Eine weitere Wechselvorrichtung für Elektrodenkappen ist in der Gebrauchsmusterschrift DE 299 14 968 U1 beschrieben. Keilelemente werden seitwärts, d. h. senkrecht zur Axialrichtung des Elektrodenschafts, in den Spalt zwischen Elektrodenschaft und Elektrodenkappe eingeführt und schieben dabei die Elektrodenkappen in Axialrichtung von dem Elektrodenschaft ab. Diese Konfiguration hat gegenüber den vorgenannten Lösungen den Vorteil, dass die Kräfte gleichmäßig auf beiden Seiten der Elektrodenkappe angreifen und die Elektrodenkappe nicht gegen den Mantel des Elektrodenschafts gepresst wird. Jedoch führt das Einschieben der Keilelemente in den Spalt notwendigerweise zu einer unerwünschten Querkraft auf die Elektrodenzange und damit zu einem Ermüden des Pinolenmaterials sowie einem möglichen Punktversatz der Schweißpunkte.
Es besteht daher Bedarf nach einer verbesserten Vorrichtung zum Lösen von Elektrodenkappen, welche ein schnelles Ablösen von Elektrodenkappen vom Elektrodenschaft unter Vermeidung unerwünschter Quer- oder Torsionskräfte auf den Elektrodenschaft gestattet.
ÜBERSICHT ÜBER DIE VORLIEGENDE ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
Eine Vorrichtung zum Lösen einer Kappe von einem Schaft gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Führung und wenigstens zwei Ringsegmentscheiben, welche einander in der Führung gegenüberliegen und miteinander einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe bilden. Die Ringsegmentscheiben sind in der Führung entlang einer Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben um eine Längsachse des Schafts drehbar gelagert und zum Eingreifen mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft verschiebbar entlang einer Richtung gelagert, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse aufweist. Die Ringsegmentscheiben sind ferner derart in der Führung gelagert, dass die Ringsegmentscheiben sich beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegen, zumindest in einer Konfiguration, in der die Ringsegmentscheiben mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt das schnelle und einfache Lösen einer Kappe von einem Schaft, mit dem die Kappe einen ringförmigen Spalt ausbildet, wobei störende Torsionsmomente und Querkräfte auf den Elektrodenschaft weitgehend vermieden werden.
Die Verschiebbarkeit der Ringsegmentscheiben in der Führung in einer Richtung radial bezüglich der Längsachse erlaubt das Einführen eines inneren Abschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Schaft und Kappe. Durch anschließendes Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts kann die Kappe von dem Schaft abgestreift werden. Da das Abstreifen vornehmlich unter Einsatz von Axialkräften erfolgt, wird der Schaft keinen oder nur vernachlässigbaren Querkräften und Torsionskräften ausgesetzt. Zudem ermöglicht die Ausbildung der Ringsegmentscheiben ein Angreifen entlang des gesamten oder nahezu gesamten ringförmigen Spalts zwischen Schaft und Kappe und damit eine vorteilhafte Kraftverteilung und ein gleichmäßiges Ablösen der Kappe von dem Schaft.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Unterseite der Ringsegmentscheiben und/oder ein Lagerabschnitt der Führung, auf welchem die Ringsegmentscheiben aufliegen, wenigstens entlang eines Teilbereichs ihrer Umfangsrichtung als schiefe Ebene ausgebildet. Dies ermöglicht eine zumindest teilweise Umsetzung einer Drehbewegung der Ringsegmentscheiben relativ zur Führung in eine Axialbewegung, wenn die Ringsegmentscheiben wenigstens zum Teil in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen. Eine Drehbewegung entlang der schiefen Ebene führt dann zu einer den Spalt aufspreizenden Kraft und damit zu einem Ablösen der Kappe von dem Schaft.
Vorzugsweise umfasst die Führung eine ringförmige oder kreisförmige Scheibe, die an ihrer Unterseite wenigstens zwei Stiftelemente aufweist, wobei die Ringsegmentscheiben an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der Stiftelemente aufweisen und die Ausnehmung in einer Richtung schräg zur Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der Ringsegmentscheiben orientiert ist. Eine Drehbewegung der ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe lässt sich auf diese Weise über die Stiftelemente, welche in die schlitzförmigen Ausnehmungen der Ringsegmentscheiben eingreifen, in eine Drehbewegung der Ringsegmentscheiben sowie eine gleichzeitige Bewegung der Ringsegmentscheiben radial einwärts übertragen. Durch die Wahl der Orientierung bzw. Richtung der Ausnehmung lässt sich das Verhältnis von Radialbewegung zu Querbewegung geeignet einstellen, beispielsweise an den Durchmesser des Schafts bzw. der Kappe anpassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung vier Ringsegmentscheiben, wobei eine erste Ringsegmentscheibe und eine zweite Ringsegmentscheibe einander in der Führung gegenüberliegen und eine dritte Ringsegmentscheibe und eine vierte Ringsegmentscheibe einander in der Führung gegenüberliegen, wobei die erste und zweite Ringsegmentscheibe eine erste Öffnung zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe ausbilden, die dritte Ringsegmentscheibe und die vierte Ringsegmentscheibe eine zweite Öffnung zum Aufnehmen eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe ausbilden, die erste Ringsegmentscheibe auf der dritten Ringsegmentscheibe aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe auf der vierten Ringsegmentscheibe aufliegt. Die erste und zweite Öffnung können konzentrische Öffnungen, insbesondere im Wesentlichen kreisförmige Öffnungen, sein und gemeinsam den Aufnahmeraum zum Aufnehmen des Schaftabschnitts und/oder des Kappenabschnitts bilden.
In einer Weiterbildung sind die Ringsegmentscheiben derart in der Führung gelagert, dass die erste Ringsegmentscheibe mit der dritten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft zusammenwirkt, um den Spalt aufzuspreizen, und/oder die zweite Ringsegmentscheibe mit der vierten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft zusammenwirkt, um den Spalt aufzuspreizen.
Die erste, zweite, dritte und vierte Ringsegmentscheibe gemäß der vorangehenden Ausführungsform können in der Führung entlang ihrer Umfangsrichtung um eine Längsachse des Schafts drehbar gelagert sein und zum Eingreifen wenigstens eines inneren Teilabschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft zu der Längsachse verschiebbar gelagert sein. Dabei können die Ringsegmentscheiben derart in der Führung gelagert sein, dass sich die erste Ringsegmentscheibe gegenüber der dritten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegt und sich die zweite Ringsegmentscheibe gegenüber der vierten Ringsegmentscheibe beim Drehen um den Schaft gleichzeitig in Richtung der Längsachse des Schafts bewegt.
Durch synchrone Bewegung der ersten Ringsegmentscheibe gegenüber der dritten Ringsegmentscheibe und der zweiten Ringsegmentscheibe gegenüber der vierten Ringsegmentscheibe entlang der Längsachse des Schafts wirkt auf die Kappe eine beidseitig gleichmäßige Kraft entlang der Längsrichtung des Schafts.
Vorzugsweise variiert dabei die Dicke der ersten, zweiten, dritten und vierten Ringsegmentscheibe entlang wenigstens eines Abschnitts der jeweiligen Umfangsrichtung der entsprechenden Ringsegmentscheibe, wobei das Ende mit der größeren Dicke der ersten Ringsegmentscheibe in dieselbe Richtung weist wie das Ende mit der kleineren Dicke der dritten Ringsegmentscheibe und/oder wobei das Ende mit der größeren Dicke der zweiten Ringsegmentscheibe in dieselbe Richtung weist wie das Ende mit der kleineren Dicke der vierten Ringsegmentscheibe. Besonders vorzugsweise variiert die entsprechende Dicke stetig entlang wenigstens eines Abschnitts der Umfangsrichtung, vorzugsweise entlang der gesamten Umfangsrichtung.
Die Konfiguration der vorgenannten Ausführungsform mit zwei Paaren aufeinanderliegender Ringsegmentscheiben, deren einander zugewandte Seiten in entgegengesetzte Richtung geneigt sind, erlaubt ein schnelles Aufspreizen des Spaltes zwischen Kappe und Schaft bei nur geringfügiger Drehung der Ringsegmente gegeneinander und setzt daher das auf den Schaft wirkende Torsionsmoment weiter herab.
In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen umfasst die Führung eine erste ringförmige oder kreisförmige Scheibe, welche an ihrer Unterseite wenigstens zwei erste Stiftelemente aufweist, und umfasst die erste und zweite Ringsegmentscheibe an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der ersten Stiftelemente, wobei die Ausnehmung in einer ersten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der ersten und zweiten Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der ersten und zweiten Ringsegmentscheiben orientiert ist. Ferner umfasst die Führung eine zweite ringförmige oder kreisförmige Scheibe, welche an ihrer Oberseite wenigstens zwei zweite Stiftelemente aufweist, wobei die dritte und vierte Ringsegmentscheibe an ihrer Unterseite jeweils zumindest eine schlitzfömige Ausnehmung zum Aufnehmen eines der zweiten Stiftelemente aufweist und die Aufnehmung in einer zweiten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der dritten und vierten Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der dritten und vierten Ringsegmentscheiben orientiert ist. Die zweite Richtung kann insbesondere spiegelbildlich zu der ersten Richtung orientiert sein bzw. mit der ersten Richtung einen rechten Winkel bilden.
Die vorgenannte Ausführungsform ist zum Kappenlösen besonders geeignet. Beim Drehen der ersten Scheibe bzw. der zweiten Scheibe bewegen sich die Stiftelemente in ihrer zugehörigen Ausnehmung, und die erste und dritte Ringsegmentscheibe bewegen sich aufgrund der zwischen ihnen wirkenden Haftreibungskräfte synchron und unter Beibehaltung ihrer relativen Lage entlang einer Umfangsrichtung des Schafts und gleichzeitig radial einwärts. Sind die schiefen Ebenen der Ringsegmentscheiben einander zugewandt, aber entgegensetzt orientiert, wie mit Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform beschrieben, bleibt die Gesamtdicke von erster und dritter Ringsegmentscheibe bei der gemeinsamen Drehbewegung konstant. Auf diese Weise erfolgt eine gemeinsame Einwärtsbewegung des inneren Teilabschnitts der ersten und dritten Ringsegmentscheibe in den Spalt zwischen Kappe und Schaft, bis die ersten Stiftelemente das Ende der schlitzförmigen Ausnehmung erreicht haben und die Innenseiten der ersten und dritten Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Kappe und Schaft eingreifen und an dem Schaft anliegen. Ausgehend von dieser Konfiguration erfolgt nun beim weiteren Drehen der ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe eine Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe. Dabei gleitet die Unterseite der ersten Ringsegmentscheibe mit ihrer schiefen Ebene auf der schiefen Ebene der Oberseite der dritten Ringsegmentscheibe, so dass sich die Gesamtdicke von erster und dritter Ringsegmentscheibe erhöht und den Spalt zwischen Schaft und Kappe spreizt, wodurch die Kappe von dem Schaft gelöst wird.
Entsprechend bewegen sich die zweite und vierte Ringsegmentscheibe zunächst synchron in den Spalt zwischen Schaft und Kappe hinein und spreizen beim Weiterdrehen der zweiten ringförmigen oder kreisförmigen Scheibe unter gegenseitiger Verschiebung den Spalt zwischen Kappe und Schaft auf.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl in einer automatisch betriebenen Wechselvorrichtung für Elektrodenkappen als auch in einem manuell betriebenen Handwerkzeug eingesetzt werden. Zum Einsatz in einem Handwerkzeug ist die Vorrichtung besonders geeignet, weil die Erfindung aufgrund der Verwendung von Ringsegmentscheiben, welche sich in den Spalt zwischen Kappe und Schaft bewegen und den Spalt aufspreizen, eine besonders kompakte Bauweise sowie ein Ablösen der Kappe bei nur geringfügiger Drehbewegung erlaubt. Da die Ringsegmentscheiben in dem Spalt zwischen Kappe und Schaft angreifen, ist ferner ein Arretieren des Schafts beim Kappenlösen entbehrlich. Ein Ansetzen des Kappenwechslers und ein Zentrieren auf den Spalt genügt. Durch anschließende Drehbewegung der Ringsegmentscheiben gegeneinander, wie sie sich mit zwei Händen bequem und schnell ausführen lässt, kann dann die Kappe leicht und einfach von dem Schaft abgeschoben werden. Das Handwerkzeug kann dazu insbesondere zwei Griffelemente umfassen, wobei ein erstes Griffelement unmittelbar oder mittelbar an zwei Ringsegmentscheiben angreift und ein zweites Griffelement unmittelbar oder mittelbar an der Aufnahme und/oder an zwei weiteren Ringsegmentscheiben angreift.
Die Ringsegmentscheiben weisen vorzugsweise einen konstanten Radialdurchmesser senkrecht zur Umfangsrichtung auf. Der Radialdurchmesser der Ringsegmentscheiben kann jedoch auch entlang einer Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben variieren, wobei die Ringsegmentscheiben als Sicheln ausgebildet sein können.
Vorzugsweise überspannen die Ringsegmentscheiben einen Winkelbereich von 30° bis 180°, besonders vorzugsweise von 90° bis 150°.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Lösen einer Kappe von einem Schaft, wobei die auf dem Schaft aufsitzende Kappe mit dem Schaft einen ringförmigen Spalt ausbildet, mit den Schritten des Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder eines Abschnitts der Kappe in einen von zwei einander gegenüberliegenden Ringsegmentscheiben ausgebildeten Aufnahmeraum, des Einführens wenigstens eines Abschnitts der Ringsegmentscheiben in den Spalt zwischen Schaft und Kappe durch Bewegen der Ringsegmentscheiben in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Schafts aufweist, sowie des Abschieben der Kappe von dem Schaft durch Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik die vorangehend mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebenen Vorteile.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einführen der Ringsegmentscheiben in den Spalt und/oder das Bewegen der Ringsegmentscheiben in Richtung der Längsachse des Schafts unter gleichzeitigem Drehen der Ringsegmentscheiben entlang einer Umfangsrichtung des Schafts.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts und/oder wenigstens eines Abschnitts der Kappe in einen von vier Ringsegmentscheiben ausgebildeten Aufnahmeraum, wobei sich eine erste Ringsegmentscheibe und eine zweite Ringsegmentscheibe gegenüberliegen und miteinander eine erste Öffnung bilden und wobei sich eine dritte Ringsegmentscheibe und eine vierte Ringsegmentscheibe gegenüberliegen und miteinander eine zweite Öffnung bilden, wobei die erste Ringsegmentscheibe auf der dritten Ringsegmentscheibe aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe auf der vierten Ringsegmentscheibe aufliegt und der Aufnahmeraum die erste Öffnung und die zweite (Öffnung umfasst und wobei ferner das Einführen in den Spalt das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der ersten Ringsegmentscheibe und wenigstens eines Abschnitts der dritten Ringsegmentscheibe in den Spalt und das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der zweiten Ringsegmentscheibe und wenigstens eines Abschnitts der vierten Ringsegmentscheibe in den Spalt umfasst.
Vorzugsweise umfasst das Abschieben der Kappe das Aufspreizen des Spalts.
In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen behalten die erste Ringsegmentscheibe und die dritte Ringsegmentscheibe während des Einführens in den Spalt ihre Relativposition zueinander bei und/oder behalten die zweite Ringsegmentscheibe und die vierte Ringsegmentscheibe während des Einführens in den Spalt ihre Relativposition zueinander bei.
Vorzugsweise umfasst in den vorgenannten Ausführungsformen das Abschieben der Kappe eine Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe und/oder eine Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe.
In einer Weiterbildung umfasst das Abschieben der Kappe gleichzeitig zur Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe eine Axialbewegung der ersten Ringsegmentscheibe relativ zur dritten Ringsegmentscheibe entlang der Längsachse des Schafts und/oder umfasst das Abschieben der Kappe gleichzeitig zur Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe eine Axialbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe relativ zur vierten Ringsegmentscheibe entlang der Langsachse des Schafts.
In einer bevorzugten Ausführung werden die Ringsegmentscheiben beim Einführen in den Spalt über in schlitzförmige Ausnehmungen an der Oberseite und/oder Unterseite der Ringsegmentscheiben eingreifende Stiftelemente geführt.
In den vorgenannten Ausführungsformen kann der Schaft insbesondere der Elektrodenschaft einer Schweißzange sein und kann die Kappe insbesondere die auf den Elektrodenschaft aufgesetzte Elektrodenkappe einer Schweißzange sein.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Widerstandsschweißen mit (a) einer wiederholten Durchführung der Schritte 1 bis 3, wobei Schritt 1 das Heranführen einer Werkstoffpaarung an eine Widerstandsschweißvorrichtung mit zumindest einer Schweißzange mit zumindest zwei gegenüberliegenden Elektroden umfasst, Schritt 2 das Zusammenpressen von Werkstoff und Elektroden an einem Punkt umfasst und Schritt 3 das Anlegen eines durch beide Elektroden und den Werkstoff fließenden Schweißstromes umfasst, und (b) nach wiederholter Durchführung der Schritte 1 bis 3 dem Wechsel der Elektrodenkappen, wobei das Lösen einer Elektrodenkappe von einem Elektrodenschaft das Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungen umfasst.
Die Erfindung ermöglicht das schnelle Lösen der Elektrodenkappe vom Elektrodenschaft und vermeidet dabei unerwünschte Quer- und Torsionskräfte auf den Elektrodenschaft nahezu vollständig. Dadurch wird einerseits einem vorschnellen Ermüden des Pinolenmaterials des Elektrodenschafts vorgebeugt. Gleichzeitig wird ein unerwünschtes Verschieben oder Verdrehen der Elektrodenschäfte und ein damit verbundener Punktversatz der Schweißpunkte vermieden und dadurch die Präzision des Schweißverfahrens insgesamt gesteigert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Merkmale und zahlreichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kappenlösen lassen sich am besten anhand einer detaillierten Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen verstehen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Elektrodenschafts mit Kappe zeigt;
2a eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kappenlösewerkzeugs in geöffneter Stellung zeigt;
2b eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kappenlösewerkzeugs in geöffnetem Zustand zeigt;
3a die Ringelementscheiben des Kappenlösewerkzeugs in ihrer Grundstellung zeigt;
3b die Ringelementscheiben des Kappenlösewerkzeugs in gegeneinander verdrehter Stellung zeigt;
4 ein Griffstück des Kappenlösewerkzeugs mit Zylinderstiften in perspektivischer Ansicht zeigt;
5a eine perspektivische Ansicht des Kappenlösewerkzeugs in zugestelltem Zustand zeigt;
5b eine Schnittansicht des Kappenlösewerkzeugs in dem zugestelltem Zustand der 5a zeigt;
6a eine perspektivische Ansicht des Kappenlösewerkzeugs in überfedertem Zustand zeigt; und
6b das Kappenwechselwerkzeug in dem überfederten Zustand der 6a in einer Schnittansicht zeigt.
1 zeigt einen Elektrodenschaft 10 mit aufgesetzter Elektrodenkappe 12, wie er in Schweißzangen für Widerstandspunktschweißanlagen Verwendung findet. Die Elektrodenkape 12 bildet mit dem Elektrodenschaft 10 einen ringförmigen Kappenspalt 14. Durch die Elektrodenkappe 12 fließen während des Schweißbetriebs elektrische Ströme von üblicherweise 8 kA bis 11,5 kA. Gleichzeitig werden dabei die Elektrodenkappen unter hohem Druck auf das zu schweißende Werkstuck gepresst. Aufgrund der dadurch hervorgerufenen Verschleißerscheinungen ist es nötig, die Elektrodenkappe 12 in regelmäßigen Abständen zu wechseln.
Zum Lösen bzw. Abschieben der Elektrodenkappe 12 vom Elektrodenschaft 10 dient das erfindungsgemäße Handwerkzeug, welches in 2a schematisch in einer perspektivischen Ansicht und in 2b in einer Schnittansicht gezeigt ist.
Das Elektrodenkappenlösewerkzeug umfasst eine als Ringschale ausgebildete Führung 16 mit einer zentralen Öffnung 18, in die der Elektrodenschaft 10 und die Elektrodenkappe 12 zumindest teilweise aufgenommen werden können. In der Führung 16 sind ein erstes Paar von Ringsegmentscheiben mit einer ersten Ringsegmentscheibe 20a und einer zweiten Ringsegmentscheibe 20b sowie ein zweites Paar von Ringsegmentscheiben mit einer dritten Ringsegmentscheibe 22a und einer vierten Ringsegmentscheibe 22b um eine Längsachse Z des Werkzeugs (die im Betrieb mit der Achse des in das Werkzeug eingeführten Elektrodenschafts 10 übereinstimmt) drehbar und radial bezüglich der Längsachse Z verschiebbar gelagert.
Die Konfiguration der Ringsegmentscheiben und ihre relative Anordnung ist in der Abbildung der 3a in weiteren Einzelheiten gezeigt. Die erste Ringsegmentscheibe 20a liegt mit ihrer Unterseite auf der Oberseite der dritten Ringsegmentscheibe 22a auf. Die Unterseite der ersten Ringsegmentscheibe 20a und die Oberseite der dritten Ringsegmentscheibe 22a sind dabei jeweils entlang ihrer Umfangsrichtung als schiefe Ebene ausgebildet. Wie aus der Darstellung der 3a zu ersehen ist, nimmt die Dicke der ersten Ringsegmentscheibe 20a entlang der Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn kontinuierlich zu, die Dicke der dritten Ringsegmentscheibe 22a kontinuierlich ab. Das Ende 24 mit der kleineren Dicke der ersten Ringsegmentscheibe 20a ist dabei dem Ende 26 mit der größeren Dicke der dritten Ringsegmentscheibe 22a benachbart. Entsprechend ist auf der gegenüberliegenden Seite der Ringsegmentscheiben das Ende 28 mit der größeren Dicke der ersten Ringsegmentscheibe 20a dem Ende 30 mit der kleineren Dicke der dritten Ringsegmentscheibe 22a benachbart. Die Gradienten der schiefen Ebene der Unterseite der ersten Ringsegmentscheibe 20a und der schiefen Ebene der Oberseite der dritten Ringsegmentscheibe 22a sind betragsmäßig gleich, aber entgegengerichtet, so dass die Gesamtdicke von erster Ringsegmentscheibe 20a und dritter Ringsegmentscheibe 22a über den Gesamtumfang der Ringsegmentscheiben konstant ist.
Der ersten Ringsegmentscheibe 20a liegt in der Führung 16 die zweite Ringsegmentscheibe 20b gegenüber. Der dritten Ringsegmentscheibe 22a liegt entsprechend die vierte Ringsegmentscheibe 22b gegenüber. Die zweite Ringsegmentscheibe 20b liegt mit ihrer Unterseite auf der Oberseite der vierten Ringsegmentscheibe 22b auf. Der Aufbau der zweiten Ringsegmentscheibe 20b und der vierten Ringsegmentscheibe 22b entspricht dabei demjenigen der ersten Ringsegmentscheibe 20a bzw. dritten Ringsegmentscheibe 22a. Insbesondere sind auch die Unterseite der zweiten Ringsegmentscheibe 20b und die Oberseite der vierten Ringsegmentscheibe 22b jeweils als schiefe Ebene ausgebildet, wobei das Ende mit der kleineren Dicke der zweiten Ringsegmentscheibe 20b wiederum dem Ende mit der größeren Dicke der vierten Ringsegmentscheibe 22b zugewandt ist und umgekehrt. Die Gradienten der schiefen Ebene der zweiten Ringsegmentscheibe 20b und der vierten Ringsegmentscheibe 22b sind wiederum einander betragsmäßig gleich, aber entgegengerichtet. Auch die Gesamtdicke von zweiter Ringsegmentscheibe 20b und vierter Ringsegmentscheibe 22b bleibt daher entlang des Umfangs der Ringsegmentscheiben konstant.
Die Öffnung zwischen der ersten Ringsegmentscheibe 20a und der ihr gegenüberliegenden zweiten Ringsegmentscheibe 20b und die Öffnung zwischen der dritten Ringsegmentscheibe 22a und der ihr gegenüberliegenden vierten Ringsegmentscheibe 22b bilden zusammengenommen einen Abschnitt des Aufnahmeraums 18 zum Aufnehmen des Elektrodenschafts 10 bzw. der Elektrodenkappe 12.
Das dem Aufnahmeraum 18 zugewandte Innenprofil von zweiter Ringsegmentscheibe 20b und vierter Ringsegmentscheibe 22b entspricht dabei vollständig dem dem Aufnahmeraum 18 zugewandten Innenprofil der ersten Ringsegmentscheibe 20a und dritten Ringsegmentscheibe 22a und geht durch Drehung um 180° um die Längsachse Z aus ihm hervor.
In der Führung 16 werden die erste Ringsegmentscheibe 20a und die zweite Ringsegmentscheibe 20b nach oben durch eine erste Ringscheibe 32 abgeschlossen, welche mit einem ersten Griffelement 34 operativ verbunden ist und in der Führung 16 um die Längsache Z drehbar gelagert ist. Die untere Innenseite der Führung 16, auf welcher die dritte Ringsegmentscheibe 22a und die vierte Ringsegmentscheibe 22b aufliegen, ist entsprechend als zweite Ringscheibe 36 ausgebildet und mit einem zweiten Griffelement 38 operativ verbunden.
Wie in der Darstellung der 4 gezeigt ist, weist die mit dem ersten Griffelement 34 verbundene erste Ringscheibe 32 an ihrer Unterseite zwei einander diametral gegenüberliegende zylinderförmige Stiftelement 40a, 40b auf. Entsprechend weist die zweite Ringscheibe 36 der Führung 16 an ihrer Oberseite zwei einander diametral gegenüberliegende zylinderförmige Stiftelemente auf (in den Figuren nicht gezeigt). Die Stiftelemente der ersten Ringscheibe 32 bzw. der zweiten Ringscheibe 36 dienen der Kraftübertragung von dem ersten Griffelement 34 bzw. zweiten Griffelement 38 auf das obere Paar von Ringsegmentscheiben 20a, 20b bzw. auf das untere Paar von Ringsegmentscheiben 22a, 22b. Dazu weist die erste Ringsegmentscheibe 20a an ihrer Oberseite eine schlitzförmige Ausnehmung 44a auf, in welche das Stiftelement 40a von oben eingreift. Die Ausnehmung 44a ist schräg zur Umfangsrichtung der Ringsegmentscheibe 20a und schräg zur Radialrichtung der Ringsegmentscheibe 20a orientiert. In der gezeigten Ausführung bildet die Längsachse der Ausnehmung 44a sowohl mit der Radialrichtung als auch mit der Umfangsrichtung der Ringsegmentscheibe 20a jeweils einen Winkel von etwa 45°. Durch geeignete Wahl der Winkel lässt sich das Verhältnis von Drehbewegung um die Längsachse Z und Einwärtsbewegung bzw. Auswärtsbewegung in radialer Richtung vorgeben und beispielsweise auf den Durchmesser von Elektrodenschaft 10 bzw. Elektrodenkappe 12 einstellen.
Die dritte Ringsegmentscheibe 22a weist an ihrer Unterseite eine entsprechende schlitzförmige Ausnehmung 45a zur Aufnahme eines Stiftelements 42a der zweiten Ringscheibe 36 auf (in den Figuren nicht gezeigt).
Entsprechend weist die zweite Ringsegmentscheibe 20b an ihrer Oberseite eine schlitzförmige Ausnehmung 44b zur Aufnahme des Stiftelements 40b der ersten Ringscheibe 32 auf. Die schlitzförmige Ausnehmung 44b ist wiederum sowohl zur Radialrichtung als auch zur Umfangsrichtung der zweiten Ringsegmentscheibe 20b geneigt, wobei die Neigung betragsmäßig der der schlitzförmigen Ausnehmung 44a der ersten Ringsegmentscheibe 20a entspricht, aber entgegengesetzt orientiert ist, wie in 3a gezeigt. Eine entsprechende schlitzförmige Ausnehmung 45b zur Aufnahme eines Stiftelementes 42b der zweiten Ringscheibe 36 ist an der Unterseite der vierten Ringsegmentscheibe 22b ausgebildet (in 3a nicht gezeigt).
Wie aus der Schnittdarstellung der 2b zu erkennen ist, ist die erste Ringscheibe 32 nach oben über federnde Druckstücke 46 an einer fest oder lösbar mit der Führung 16 verbundenen Deckringscheibe 48 gelagert. In der Grundstellung sind die Druckstücke 46 leicht vorgespannt. Sie ermöglichen ein Verschieben der ersten Ringsegmentscheibe 20a und der zweiten Ringsegmentscheibe 20b sowie der ersten Ringscheibe 32 gegen die Rückstellkraft der Druckstücke 46 entlang der Längsachse Z.
Zum Lösen einer Elektrodenkappe 12 von einem Elektrodenschaft 10 wird das Kappenlösewerkzeug zunächst über die Elektrodenkappe 12 gestülpt, bis sich die dem Aufnahmeraum 18 zugewandten Innenseiten der Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a, 22b auf Höhe des Kappenspalts 14 befinden. Diese Konfiguration ist in der Schnittansicht der 2b gut zu erkennen.
Ausgehend von dem in 2a und 2b gezeigten geöffneten Zustand werden darin die Griffelemente 34, 38 aufeinanderzubewegt. Die zylinderförmigen Stiftelemente 40a, 40b, 42a und 42b bewegen sich dabei in den schlitzförmigen Ausnehmungen 44a, 44b, 45a und 45b der Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a und 22b, so dass die Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a und 22b senkrecht zur Längsachse Z radial einwärts wandern und schließlich mit ihrem dem Aufnahmeraum 18 zugewandten inneren Teilabschnitt in den Kappenspalt 14 eingreifen. Die schlitzförmigen Ausnehmungen 44a, 44b, 45a und 45b sind dabei so auf den Durchmesser des Elektrodenschafts 10 bzw. der Elektrodenkappe 12 abgestimmt, dass die zylinderförmigen Stiftelemente 40a, 40b, 42a und 42b das jeweilige Ende der schlitzförmigen Ausnehmung 44a, 44b, 45a und 45b erreichen, wenn die Innenabschnitte der Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a und 22b innerhalb des Kappenspalts 14 an der Mantelfläche des Elektrodenschafts anliegen 10 bzw. fast anliegen, zumindest aber den unteren Randabschnitt der Elektrodenkappe 12 hintergreifen.
Aufgrund der Haftreibung zwischen der ersten Ringsegmentscheibe 20a und der darunterliegenden dritten Ringsegmentscheibe 22a behalten die erste und dritte Ringsegmentscheibe während des Zustellens ihre Relativposition zueinander bei und bewegen sich gemeinsam in den Kappenspalt 14 hinein. Ein Verdrehung der ersten Ringsegmentscheibe 20a gegenüber der dritten Ringsegmentscheibe 22a erfolgt dabei zunächst nicht, sodass die Gesamtdicke von erster und dritter Ringsegmentscheibe während der Zustellbewegung erhalten bleibt. Entsprechend behalten auch die zweite Ringsegmentscheibe 20b und die darunterliegende vierte Ringsegmentscheibe 22b ihre Relativposition während des Einführens in den Kappenspalt 14 zunächst bei.
In 5a und 5b ist das Kappenlösewerkzeug in maximaler Radialzustellung gezeigt. Die erste Ringsegmentscheibe 20a, die zweite Ringsegmentscheibe 20b, die dritte Ringsegmentscheibe 22a und die vierte Ringsegmentscheibe 22b liegen mit ihren Innenabschnitten in dem Kappenspalt 14 an der Mantelfläche des Elektrodenschafts 10 an und hintergreifen den unteren Randabschnitt der Elektrodenkappe 12.
Ausgehend von dieser Position, in der die endgültige Radialzustellung erreicht ist und die zylindrischen Stiftelemente 40a, 40b, 42a und 42b am jeweiligen Ende der schlitzförmigen Ausnehmungen 44a, 44b, 45a und 45b der Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a und 22b angelangt sind, erfolgt beim weiteren Verdrehen der Griffelemente 34, 38 gegeneinander eine Verdrehung der ersten Ringsegmentscheibe 20a gegenüber der darunterliegenden dritten Ringsegmentscheibe 22a sowie eine Verdrehung der zweiten Ringsegmentscheibe 20b gegenüber der darunterliegenden vierten Ringsegmentscheibe 22b. Die erste Ringsegmentscheibe 20a gleitet dabei die schiefe Ebene der darunterliegenden dritten Ringsegmentscheibe 22a hinauf, wie in der Abbildung der 3b illustriert. Entsprechend gleitet die zweite Ringsegmentscheibe 20b die schiefe Ebene der darunterliegenden vierten Ringsegmentscheibe 22b hinauf. Dabei vergrößert sich die Gesamtdicke der Schichtung aus erster Ringsegmentscheibe 20a und dritter Ringsegmentscheibe 22a in Axialrichtung Z. Entsprechend vergrößert sich die Gesamtdicke der Schichtung aus zweiter Ringsegmentscheibe 20b und vierter Ringsegmentscheibe 22b entlang der Axialrichtung Z. Die erste Ringsegmentscheibe 20a und die zweite Ringsegmentscheibe 20b bewegen sich daher gegen die Rückstellkraft der federnden Druckstücke 46 aufwärts, bis der Innenrand ihrer Oberseite an der Unterseite des Randes der Elektrodenkappe 12 anliegt. Diese Konfiguration ist in der Darstellung der 6a und 6b gezeigt.
Bei weiterer Verdrehung des ersten Griffelements 34 gegen das zweite Griffelement 38 wird über die Oberseite der ersten Ringsegmentscheibe 20a und der gegenüberliegenden zweiten Ringsegmentscheibe 20b eine Axialkraft in Richtung der Längsachse Z auf den unteren Rand der. Elektrodenkappe 12 ausgeübt, so dass sich die Elektrodenkappe 12 in Axialrichtung von dem Elektrodenschaft 10 löst. Ausgehend von der in 6a und 6b gezeigten Position ist dazu nur noch eine geringe relative Verdrehung der Griffelemente, beispielsweise um weniger als 5°, notwendig, so dass auf die Elektrodenkappe 12 im Wesentlichen ausschließlich Axialkräfte wirken und Torsionskräfte und Querkräfte auf den Elektrodenschaft 10 weitestgehend vermieden werden. Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht auf diese Weise ein schnelles und dabei verschleißarmes Ablösen der Elektrodenkappe 12 vom Elektrodenschaft 10.
Die Deckringscheibe 48 lässt sich in der gezeigten Ausführung von der Führung 16 lösen, so dass sich die Ringsegmentscheiben 20a, 20b, 22a und 22b einfach austauschen lassen, um sie an unterschiedliche Durchmesser des Elektrodenschafts 10 bzw. der Elektrodenkappe 12 anzupassen. In der Praxis werden drei unterschiedliche Kappendurchmesser (13 mm, 16 mm und 20 mm) verwendet, sodass entsprechend drei Sätze von Ringsegmentscheiben vorgesehen werden können.
Die Erfindung wurde vorangehend am Beispiel des Lösens von Elektrodenkappen von einem Elektrodenschaft veranschaulicht. Wie der Fachmann unmittelbar einsieht, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern vorteilhaft überall dort einsetzbar, wo eine Kappe von einem Schaft gelöst werden soll und Schaft und Kappe einen ringförmigen Spalt ausbilden, in den die Ringsegmentscheiben eingreifen können.
Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und die Figuren dienen allein der Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der damit erreichten technischen Effekte, sollen die Erfindung aber nicht beschränken. Der Umfang der Erfindung ergibt sich allein aus den nachfolgenden Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

10: Elektrodenschaft
12: Elektrodenkappe
14: Kappenspalt
16: Führung
18: Öffnung
20a: erste Ringsegmentscheibe
20b: zweite Ringsegmentscheibe
22a: dritte Ringsegmentscheibe
22b: vierte Ringsegmentscheibe
24: Ende mit kleinerer Dicke der ersten Ringsegmentscheibe 20a
26: Ende mit größerer Dicke der dritten Ringsegmentscheibe 22a
28: Ende mit größerer Dicke der ersten Ringsegmentscheibe 20a
30: Ende mit kleinerer Dicke der dritten Ringsegmentscheibe 22a
32: erste Ringscheibe
34: erstes Griffelement
36: zweite Ringscheibe
38: zweites Griffelement
40a, 40b: Stiftelemente der ersten Ringscheibe 32
42a, 42b: Stiftelemente der zweiten Ringscheibe 36
44a: schlitzförmige Ausnehmung der ersten Ringsegmentscheibe 20a
44b: schlitzförmige Ausnehmung der zweiten Ringsegmentscheibe 20b
45a: schlitzförmige Ausnehmung der dritten Ringsegmentscheibe 22a
45b: schlitzförmige Ausnehmung der vierten Ringsegmentscheibe 22b
46: federnde Druckstücke
48: Deckringscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3605099 A1 [0007]
DE 3515597 A1 [0009]
DE 29914968 U1 [0010]

Claims

Vorrichtung zum Lösen einer Kappe (12) von einem Schaft (10), wobei die auf dem Schaft (10) aufsitzende Kappe (12) mit dem Schaft (10) einen ringförmigen Spalt (14) ausbildet, mit: einer Führung (16); und wenigstens zwei Ringsegmentscheiben (20a, 20b), welche einander in der Führung (16) gegenüberliegen und miteinander einen Aufnahmeraum (18) zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts (10) und/oder eines Abschnitts der Kappe (12) bilden; wobei die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in der Führung (16) entlang ihrer Umfangsrichtung um eine Längsachse (Z) des Schafts (10) drehbar gelagert sind und zum Eingreifen mit wenigstens einem inneren Teilabschnitt der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in den Spalt (14) zwischen Kappe (12) und Schaft (10) entlang einer Richtung verschiebbar gelagert sind, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse (Z) aufweist; und wobei die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) derart in der Führung (16) gelagert sind, dass die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) sich beim Drehen um den Schaf (10) gleichzeitig in Richtung der Längsachse (Z) des Schafts (10) bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher eine Unterseite der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) und/oder ein Lagerabschnitt der Führung (16), auf welchem die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) aufliegen, wenigstens entlang eines Teilbereichs ihrer Umfangsrichtung als schiefe Ebene ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Führung (16) eine ringförmige oder kreisförmige Scheibe umfasst (32), die an ihrer Unterseite wenigstens zwei Stiftelemente (40a, 40b) aufweist, und bei welcher die Ringsegmentscheiben (20a, 20b) an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung (44a, 44b) zum Aufnehmen eines der Stiftelemente (40a, 40b) aufweisen, wobei die Ausnehmung (44a, 44b) in einer Richtung schräg zur Umfangsrichtung der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) und schräg zur Radialrichtung der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) orientiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit vier Ringsegmentscheiben (20a, 20b, 22a, 22b), wobei eine erste Ringsegmentscheibe (20a) und eine zweite Ringsegmentscheibe (20b) einander in der Führung (16) gegenüberliegen und eine dritte Ringsegmentscheibe (22a) und eine vierte Ringsegmentscheibe (22b) einander in der Führung (16) gegenüberliegen und konzentrische Öffnungen zum Aufnehmen wenigstens eines Abschnitts des Schafts (10) und/oder eines Abschnitts der Kappe (12) bilden, wobei die erste Ringsegmentscheibe (20a) auf der dritten Ringsegmentscheibe (22a) aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe (20b) auf der vierten Ringsegmentscheibe (22b) aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Ringsegmentscheiben (20a, 20b, 22a, 22b) derart in der Führung gelagert sind, dass die erste Ringsegmentscheibe (20a) mit der dritten Ringsegmentscheibe (22a) beim Drehen um den Schaft (10) zusammenwirkt, um den Spalt (14) aufzuspreizen, und/oder die zweite Ringsegmentscheibe (20b) mit der vierten Ringsegmentscheibe (22b) beim Drehen um den Schaft (10) zusammenwirkt, um den Spalt (14) aufzuspreizen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Dicke der ersten (20a), zweiten (20b), dritten (22a) und vierten (22b) Ringsegmentscheibe entlang wenigstens eines Abschnitts ihrer jeweiligen Umfangsrichtung variiert, insbesondere stetig variiert, wobei das Ende (28) mit der größeren Dicke der ersten Ringsegmentscheibe (20a) in dieselbe Richtung weist wie das Ende (30) mit der kleineren Dicke der dritten Ringsegmentscheibe (22a) und/oder wobei das Ende mit der größeren Dicke der zweiten Ringsegmentscheibe (20b) in dieselbe Richtung weist wie das Ende mit der kleineren Dicke der vierten Ringsegmentscheibe (22b).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welcher die Führung (16) eine erste ringförmige oder kreisförmige Scheibe (32) umfasst, welche an ihrer Unterseite wenigstens zwei erste Stiftelemente (40a, 40b) aufweist, und bei welcher die erste (20a) und zweite (20b) Ringsegmentscheibe an ihrer Oberseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung (44a, 44b) zum Aufnehmen eines der ersten Stiftelemente (40a, 40b) aufweist, wobei die Ausnehmung (44a, 44b) in einer ersten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der ersten (20a) und zweiten (20b) Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der ersten (20a) und zweiten (20b) Ringsegmentscheiben orientiert ist, und bei welcher die Führung (16) eine zweite ringförmige oder kreisförmige Scheibe (36) umfasst, welche an ihrer Oberseite wenigstens zwei zweite Stiftelemente (42a, 42b) aufweist, und bei welcher die dritte (22a) und vierte (22b) Ringsegmentscheibe an ihrer Unterseite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ausnehmung (45a, 45b) zum Aufnehmen eines der zweiten Stiftelemente (42a, 42b) aufweist, wobei die Ausnehmung (45a, 45b) in einer zweiten Richtung schräg zur Umfangsrichtung der dritten (22a) und vierten (22b) Ringsegmentscheiben und schräg zur Radialrichtung der dritten (22a) und vierten (22b) Ringsegmentscheiben orientiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Handwerkzeug mit zumindest zwei Griffelementen (34, 38) ist, wobei ein erstes Griffelement (34) unmittelbar oder mittelbar an zwei Ringsegmentscheiben (20a, 20b) angreift und ein zweites Griffelement (38) unmittelbar oder mittelbar an der Führung (16) und/oder an zwei weiteren Ringsegmentscheiben (22a, 22b) angreift.
Verfahren zum Lösen einer Kappe (12) von einem Schaft (10), wobei die auf den Schaft (10) aufsitzende Kappe (12) mit dem Schaft (10) einen ringförmigen Spalt (14) ausbildet, mit folgenden Schritten: Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts (10) und/oder eines Abschnitts der Kappe (12) in einen von zwei einander gegenüberliegenden Ringsegmentscheiben (20a, 20b) ausgebildeten Aufnahmeraum (18); Einführen wenigstens eines Abschnitts der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in den Spalt (14) zwischen Schaft (10) und Kappe (12) durch Bewegen der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung bezüglich der Längsachse (Z) des Schafts (10) aufweist; und Abschieben der Kappe (12) von dem Schaft (10) durch Bewegen der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in Richtung der Längsachse (Z) des Schafts (10).
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Einführen der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in den Spalt (14) und/oder das Bewegen der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) in Richtung der Längsachse (Z) des Schafts (10) unter gleichzeitigem Drehen der Ringsegmentscheiben (20a, 20b) entlang einer Umfangsrichtung des Schafts (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welchem das Abschieben der Kappe (12) das Aufspreizen des Spalts (14) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welchem das Einführen in den Aufnahmeraum (18) das Einführen wenigstens eines Abschnitts des Schafts (10) und/oder wenigstens eines Abschnitts der Kappe (12) in einen von vier Ringsegmentscheiben (20a, 20b, 22a, 22b) ausgebildeten Aufnahmeraum (18) umfasst, wobei sich eine erste Ringsegmentscheibe (20a) und eine zweite Ringsegmentscheibe (20b) gegenüberliegen und miteinander eine erste Öffnung bilden und wobei sich eine dritte Ringsegmentscheibe (22a) und eine vierte Ringsegmentscheibe (22b) gegenüberliegen und miteinander eine zweite Öffnung bilden, wobei die erste Ringsegmentscheibe (20a) auf der dritten Ringsegmentscheibe (22a) aufliegt und die zweite Ringsegmentscheibe (20b) auf der vierten Ringsegmentscheibe (22b) aufliegt und der Aufnahmeraum (18) die erste Öffnung und die zweite Öffnung umfasst; und wobei das Einführen in den Spalt (14) das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der ersten Ringsegmentscheibe (20a) und wenigstens eines Abschnitts der dritten Ringsegmentscheibe (22a) in den Spalt (14) und/oder das gemeinsame Einführen wenigstens eines Abschnitts der zweiten Ringsegmentscheibe (20b) und wenigstens eines Abschnitts der vierten Ringsegmentscheibe (22b) in den Spalt (14) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die erste Ringsegmentscheibe (20a) und die dritte Ringsegmentscheibe (22a) während des Einführens in den Spalt (14) ihre Relativposition zueinander beibehalten und/oder die zweite Ringsegmentscheibe (20b) und die vierte Ringsegmentscheibe (22b) während des Einführens in den Spalt (14) ihre Relativposition zueinander beibehalten.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem das Abschieben der Kappe (12) eine Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe (20a) relativ zur dritten Ringsegmentscheibe (22a) und/oder eine Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe (20b) relativ zur vierten Ringsegmentscheibe (22b) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das Abschieben der Kappe (12) gleichzeitig zur Drehbewegung der ersten Ringsegmentscheibe (20a) relativ zur dritten Ringsegmentscheibe (22a) eine Axialbewegung der ersten Ringsegmentscheibe (20a) relativ zur dritten Ringsegmentscheibe (22a) entlang der Längsachse (Z) des Schaftes (10) umfasst und/oder bei welchem das Abschieben der Kappe (12) gleichzeitig zur Drehbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe (20b) relativ zur vierten Ringsegmentscheibe (22b) eine Axialbewegung der zweiten Ringsegmentscheibe (20b) relativ zur vierten Ringsegmentscheibe (22b) entlang der Längsachse (Z) des Schafts (10) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei welchem die Ringsegmentscheiben (20a, 20b, 22a, 22b) beim Einführen in den Spalt (14) über in schlitzförmige Ausnehmungen (44a, 44b, 45a, 45b) an der Oberseite und/oder Unterseite der Ringsegmentscheiben (20a, 20b, 22a, 22b) eingreifende Stiftelemente (40a, 40b, 42a, 42b) geführt werden.
Verfahren zum Widerstandsschweißen, umfassend: (a) eine wiederholte Durchführung der Schritte 1 bis 3, wobei Schritt 1 das Heranführen einer Werkstoffpaarung an eine Widerstandsschweißvorrichtung mit zumindest einer Schweißzange mit zumindest zwei gegenüberliegenden Elektroden umfasst; Schritt 2 das Zusammenpressen von Werkstoff und Elektroden an einem Punkt umfasst; und Schritt 3 das Anlegen eines durch beide Elektroden und den Werkstoff fließenden Schweißstromes umfasst; und (b) nach wiederholter Durchführung der Schritte 1 bis 3 das Wechseln der Elektrodenkappen (12), wobei das Lösen einer Elektrodenkappe (12) von einem Elektrodenschaft (10) das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16 umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17 unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.