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Punktschweißvorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Punktschweißvorrichtung mit einer
Schweißzange, welche einen eine erste Schweißelektrode tragenden Bügel hat, in dem
mittels eines Schweißzylinders eine eine zweite Schweißelektrode tragende Schubstange
in einer Geradführung axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Bügel seinerseits
schwenkbar an einer axial verschieblichen in einem Halteteil angeordneten Längsführungswelle
angelenkt ist.
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Solche Punktschuieißvorrichtungen sind z.B.
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in Automobilwerken zum Punktachweißen von Fensterrahmen im Einsatz.
Um diese Fensterrahmen nach dem PunktschweiBen nach oben wegheben zu können ist
es erforderlich, zuvor die Schweißvorrichtung nach einer Seite hin wegzuschwenken.
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Bei einer bekannten Punktschweißvorrichtung fährt die eine Schweißelektrode
tragende Schubstange bei ihrem Hub in Löserichtung gegen einen Anschlag und bewirkt
dabei durch mechanische Übertragungsglieder ein Wegschwenken der Punktschweißvorrichtung.
Beim Hub in Spannrichtung bewirkt eine Feder, daß die Punktschweißvorrichtung zurück
in ihre
Arbeitsstellung schwenkt, sobald die Schubstange sich soweit
verschoben hat, daß der Anschlag freigegeben wird. Die bekannte Punktschweißvorrichtung
hat zwar den Vorteil, daß mittels eines einzigen Betätigungszylinders sowohl die
Schwenkbewegung als auch die Spannbewegung gesteuert werden können. Die Praxis hat
jedoch gezeigt, daß der kombinierte Bewegungsablauf Ursache für eine erhebliche
Lärmbildung beim Betrieb der Punktschweißvorrichtung ist, vor allem dann, wenn die
Schubstange gegen den Anschlag fährt. Diese Lärmbildung ist bei heutigen Anforderungen
an eine humane Arbeitswelt nicht mehr hinzunehmen.
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Funktionell weist die vorbekannte Punktschweißvorrichtung den Nachteil
auf, daß bei ihr nicht sichergestellt ist, daß sich die Schweißzange voll in Arbeitsstellung
zurückgeschwenkt hat, bevor die beiden Elektroden ihre Spannbewegung voll ausführen.
In der Praxis bedeutet dies, daß mit der Punktschweißvorrichtung entweder nicht
an der richtigen Stelle geschweißt wi#rd, oder aber die zu schweißenden Gegenstände
verbogen und damit beschädigt statt geschweißt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Punktschweißvorrichtung
der eingangs genannten Art zu entwickeln, die besonders zuverlässig und geräuscharm
arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB dadurch gelöst, daß zwischen der
Längsführungswelle und dem Schweißzylinder auf der den Schweißelektroden gegenüberliegenden
Seite des Halteteils ein Betätigungszylinder zum Verschwenken des Bügels vorgesehen
ist.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Punktschweißvorrichtung liegen
in erster Linie darin, daß die Schwenkbewegung der Schweißzange völlig unabhängig
von der Zuspannbewegung wird. Deshalb kann es schaltungstechnisch sehr leicht sichergestellt
werden, daß die Zuspannbewegung erst beginnt, wenn die Schweißzange vollständig
in Arbeitsstellung zurückgeschwenkt ist. Pa jede Bewegung durch einen separaten
Betätigungszylinder gesteuert wird, ist bei der erfindungsgemäßen Punktschweißvorrichtung
keine komplizierte Mechanik zur Erzeugung des gewünschten Bewegungsablaufes erforderlich,
was auch im rauhen Betrieb über längere Zeit ein zuverlässiges Arbeiten der Punktschweißvorrichtung
gewährleistet. Desweiteren erreicht man durch die besonders einfache Gestaltung
eine geringe Geräuschsbildung bei der Bewegung der Punktschweißvorrichtung.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der
Schweißzylinder und der Betätigungszylinder doppeltwirkend ausgebildet sind.
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Durch diese Maßnahme erreicht man eine größere Zuverlässigkeit gegenüber
Anordnungen, bei denen jeweils ein Hub durch die Kraft einer Feder bewirkt wird.
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Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß
auf der den Schweißelektroden gegenüberliegenden Seite des Halteteils die LängsführungsweLle
mit einem Anschlagteil verschraubt ist, welches einerseits einen Auslegerarm zur
Abstützung des Betätigungszylinders, andererseits einen Anschlag hat, gegen den
ein Teil des ersten Betätigungszylinders bewegbar ist. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv
besonders einfach. Zugleich sind bei ihr die beiden Betätigungszylinder leicht zugänglich
zum Anschluß der erforderlichen Druckluftleitungen.
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Eine sehr gute Fixierung der Schweißzange erreicht man gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet,
daß der Anschlag durch- -eine vförmige Ausnehmung gebildet ist, in welche der Schweißzylinder
mit einem keilfdrmigen Teil bewegbar ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß
nach dem Einschwenken der Schweißzange in Arbeitsstellung die Schweißelektroden
sich sehr genau in der gewünschten Position befinden, so daß die PunktschweiBung
auch genau an der gewünschten Stelle des Werkstückes erfolgen kann.
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Zur weiteren Geräuschsminderung trägt es bei, wenn die Ausnehmung
mit einer Kunststoffauskleidung versehen ist. Zugleich bietet diese Ausgestaltung
den Vorteil, daß bei der Zuspannbewegung der keilförmige Teil sich besonders leicht
in der v-förmigen Ausnehmung axial verschieben kann, ohne daß dabei störende Geräusche
entstehen.
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Um Fertigungstoleranzen auszugleichen ist es günstig, wenn das Anschlagteil
eine quer zur Haupterstreckungsebene der Schweißvorrichtung verlaufende Nut hat,
in welche die Längsführungswelle drehfest eingefügt und verschraubt ist.
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Gemäß einer anderen günstigen Ausgestaltung der Erfindung erreicht
man eine einfache Verdrehsicherung der Schweißzange dadurch, daß das Anschlagteil
mit einem Vorsprung in eine Öffnung des Halteteils ragt, Bislang hat man als Verdrehsicherung
statt einer runden Längsführungswelle, wie das bei der vorliegenden Erfindung der
Fall ist, eine Vierkantstange verwendet. Eine Konstruktion mit einer solchen Vierkantstange
ist jedoch wesentlich teurer, vor allem, weil die Fertigung einer Durchgangsöffnung
mit rechteckigem Querschnitt wesentlich teurer ist, als die einer zylindrischen
Durchgangsbohrung. Desweiteren ist bei einem
Vierkant die Gefahr
eines Verkantens größer als bei einer zylindrischen Welle. Die bei der erfindungsgemäßen
Punktschweißvorrichtung vorgesehene Längsführungswelle kann mit handelsüblichen,
kunststoffbeschichteten Buchsen wartungsfrei gelagert sein.
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Vorteilhafterweise ist der Vorsprung eine Stiftschraube, welche zwischen
Halteteil und Anschlagteil ihren feststehenden Schraubkopf hat. Auf diese Weise
vermag die Verdrehsicherung zugleich mittels des Schraubkopfes einen Anschlag zu
bilden, welcher den maximalen Hub der ersten Schweißelektrode in Löserichtung begrenzt.
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Die Schweißzange wird als Ganzes in axialer Richtung verschiebbar,
wenn gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung das Halteteil in
einer Führungsschiene in Achsrichtung der Längsführungswelle verstellbar befestigt
ist.
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Um bei einer vertikalen Anordnung der er-Findungsgemäßen Punktschweißvorrichtung
das Gewicht der Schweißzange zu kompensieren, ist es vorteilhaft, wenn zwischen
einem Ausleger der Längsführungswelle und dem Halteteil eine Druckfeder abgestützt
ist. Diese stellt zugleich sicher, daß sich nach jedem Schweißvorgang der Bügel
mit der ersten Schweiß-
elektrode selbsttätig in seine Lösestellung
verschiebt.
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Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es
zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Punktschweißvorrichtung
in Arbeitsstellung, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Punktschweißvorrichtung hat
eine Führungsschiene 1, welche ortsfest an einer nicht dargestellten Halterung für
die erfindungsgemäße Punktschweißvorrichtung zu befestigen ist. Auf der Fuhrungsschiene
1 ist mittels zweier Schrauben 2 und 3 ein Halteteil 4 geschraubt. Eine Justierschraube
5 in der Führungsschiene 1 dient dazu, das Halteteil 4 nach dem Lösen der Schrauben
2 und 3 relativ zur Führung schiene- 1 feinfühlig zu verschieben.
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In einer Durchgangsbohrung 7 des Halteteils 4 ist axial verschieblich
mittels kunststoffbeschichteter, wartungsfreier Buchsen eine Längsfuhrungswelle
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gelagert, an deren in der Zeichnung gesehen oberen Ende ein Bügel 9 um eine Achse
1o schwenkbar angelenkt ist.
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Dieser Bügel 9 trägt eine erste Schweißelektrode 12. Eine zweite Schweißelektrode
13 ist am in der Zeichnung gesehen oberen Ende einer Schubstange 14 angeordnet.
Diese Schubstange 14 ist in einer nicht dargestellten Geradführung des Bügels9 axial
verschieblich gehalten, so daß der Abstand der Schweißelektroden 12, 13 veränderbar
ist. Zur Verschiebung der Schubstange 14 dient ein doppeltwirkender Schweißzylinder
15.
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Auf der den Schweißelektroden 12, 13 gegen-Uberliegenden Seite des
Halteteils 4 ist ein keilförmiger Teil 16 mit der Kolbenstange des Schweißzylinders
15 verbunden, der in Arbeitsstellung der Punktschweißvorrichtung in der v-förmigen
Ausnehmung 17 eines Anschlagteils 18 liegt. Diese v-fdrmige Ausnehmung 17 ist zur
Geräuschadämpfung mit einer Kunststoffauskleidung 2o versehen. Das Anschlagteil
1B ist mit der Lsngsführungswelle 8 fest und relativ zueinander unverdrehbar verschraubt.
Um dabei Maßtoleranzen ausgleichen zu können, ragt die Längsfü.hrungswelle 8 in
eine quer verlaufende Nut 21 des Anschlagteils 18.
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Das Anschlagteil 18 hat einen Auslegerarm 22, gegen den ein zweiter,
doppeltwirkender Be-
tätigungszylinder 23 abgestützt ist. Dieser
Betätigungszylinder 23 stützt sich andererseits gegen ein Winkelstück 24 des Schweißzylinders
15 ab.
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Um ein Verdrehen der gesamten im Halteteil 4 gehaltenen Anordnung
um die Längsachse der Längsführungswelle 8 zu verhindern, ragt das Anschlagteil
18 mit dem zylindrischen Schaftteil 25 einer Stiftschraube 26 in eine Bohrung 28
des Halteteils 4. In diese Bohrung kann zur Verringerung der Reibung eine kunststoffbeschichtete
Buchse eingesetzt sein. Der Schraubkopf 29 dieser Stiftschraube 26 begrenzt dabei
die maximal mögliche Annäherung des Anschlagteils 18 an das Halteteil 4.
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Die beschriebene Punktschweißvorrichtung wird in der dargestellten
vertikalen Lage benutzt. Um auszuschließen, daß durch das Gewicht der Schweißzange
diese sich relativ zum Halteteil 4 in eine untere Stellung schiebt, ist im Halteteil
4 eine Druckfeder 30 angeordnet, welche sich gegen eine Stiftschraube 31 abstützt,
die ihrerseits in einen Ausleger 32 der Längsfhrungawelle 8 geschraubt ist.
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Die beschriebene Punktschweißvorrichtung wirkt wie folgt. Dargestellt
ist die Arbeitsstellung, in der die Schweißelektroden 12, 13
fest
gegen ein nicht dargestelltes Werkstück gefahren sind. Nachdem die Punktschweißung
durchgeführt wurde, fährt die Schubstange 14 durch entsprechende Druckbeaufschlagung
des Schweißzylinders 15 in der Zeichnung gesehen nach unten. Dadurch ist die Druckfeder
3o in der Lage, die Längsführungswelle 8 nach oben zu schieben, bis daß der Schraubkopf
29 gegen das Halteteil 4 stößt. Durch diese Verschiebung bewegt sich die erste Schweißelektrode
12 ebenfalls vom Werkstück weg.
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Anschließend wird der Betätigungszylinder 23 druckbeaufschlagt. Dadurch
verschwenkt sich die Schweißzange als Ganzes um die Achse lo, wobei das keilförmige
Teil 16 sich aus der v-förmigen Ausnehmung 17 hebt. Diese Schwenkbewegung ermöglicht
es, das geschweißte Werkstück frei nach oben wegzuheben.
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Ist ein neues Werkstück eingefahren, so wird die Punktschweißvorrichtung
durch umgekehrte Druckbeaufschlagung des Betätigungszylinders 23 zunächst wieder
in Arbeitsstellung geschwenkt. Anschließend wird der Schweißzylinder 15 druckbeaufschlagt,
so daß die Schubstange 14 mit der zweiten Schweißelektrode 13 sich gegen das Werkstück
bewegen kann und durch die Reaktionskraft der Bügel 9 nach unten fährt und dadurch
auch die erste Schweißelektrode gegen das Werkstück zieht, bis daß die Punktschweißung
erfolgen kann.