DE3929669A1 - Bolzenanschweissvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzenschweißpistole, für Hubzündungsschweiß­ verfahren und ähnliche Verfahren, bei denen der Bolzen zwecks Zündung eines Pilotlichtbogens vom Werkstück abgehoben wird, mit einem Gerätegehäuse, einem im Gerät axial verschieblich geführten, an eine Schweißstromquelle anschließbaren Bolzenhalter, einem den Bolzenhalter zum Werkstück hin verstellenden ersten Stellorgan und einem das zwecks Zündung des Pilotlichtbogens erforderliche Zurückziehen des Bolzenhalters bewirkenden zweiten motorischen Stellorgans in Form eines Elektromagneten.

Gattungsähnliche Bolzenanschweißvorrichtungen sind bei­ spielsweise aus der DE 30 32 829 A1 bekannt. Zum Stand der Technik wird ferner auf die DE 36 31 598 A1 ver­ wiesen.

Bei den erstgenannten gattungsgemäßen Bolzenanschweiß­ vorrichtungen wird als erstes Stellorgan, beispiels­ weise eine Schraubenfeder verwendet, deren Einsatz inso­ fern problematisch ist als bei unterschiedlichen Werk­ stückabständen und/oder Bolzenabmessungen in axialer Richtung gesehen, sich unterschiedliche Krafteinwir­ kungen der Feder ergeben, die aus der Federkonstanten resultieren.

Als zweite Stellorgane werden Elektromagneten einge­ setzt, die ihrem Wesen nach Zweipunktstellglieder sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine Bolzenanschweißvor­ richtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die hin­ sichtlich ihres Aufbaus vereinfacht und hinsichtlich ihrer Funktion verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäuse­ fest gehalterten Gleichstrom-Regelmagneten gebildet sind, dessen Anker fest mit dem Bolzenhalter ge­ koppelt ist, daß insbesondere der Regelmagnet mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers relativ zum Magneten erfaßbar ist und daß insbesondere eine elek­ trische Steuerung geräteseitig installiert ist, in die der von der Wegmeßvorrichtung erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regelmagneten Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Wegmeßvorrich­ tung ein induktiver Wegaufnehmer ist.

Desweiteren ist bevorzugt, daß der Bolzenhalter den Anker des Regelmagneten bildet.

Durch den Einsatz eines Gleichstromregelmagneten wird erreicht, daß anstelle der bisher notwendigen zwei Stell­ organe lediglich ein einziges Stellorgan eingesetzt werden kann.

Solche Regelmagnete sind ihrem Wesen nach keine Zwei­ punktstellglieder, sondern sie sind elektromagnetische Gleichstrom-Betätigungsmagnete, insbesondere Hubmagnete, die als Stellglieder oder Teile von Stellgliedern in Steuerketten und Regelkreisen eingesetzt werden können. Sie unterscheiden sich von den üblichen Be­ tätigungsmagneten, die Zweipunktstellglieder dar­ stellen, in ihrem kontinuierlichen analogen Weg- Stromverhalten in Verbindung mit ihrer Gegenlast bzw. in ihrem besonders definierten Kraft-Stromverhalten.

Durch den Einsatz dieser Gleichstromregelmagneten ist es möglich, den Bolzenhalter mittelbar oder unmittel­ bar allein durch eine entsprechende Erregung des Magneten in die gewünschte Arbeitslage definiert zu verstellen. Beispielsweise ist es möglich, den Bolzen­ halter in eine Grundstellung zu überführen, in welcher ein Bolzen zugeführt wird. Desweiteren kann der Bolzenhalter aus der Grundstellung in eine erste Arbeitsposition überführt werden, in welcher der ein­ gesetzte Bolzen auf Anlage an das Werkstück gehalten wird, an welches der Bolzen angeschweißt werden soll.

Schließlich ist auch der Arbeitszyklus für Hub­ zündungsschweißverfahren mit solchen Gleichstromregel­ magneten durchzuführen, bei welchen der Bolzen mit dem Bolzenhalter zunächst an das Werkstück herangeführt, dann unter Einschaltung des Schweißstromes um ein bis zwei Millimeter abgehoben wird, so daß ein Pilotlichtbogen erzeugt wird und nachfolgend der Bolzen in das so er­ zeugte Schweißbad des Werkstückes abgesenkt wird.

Um automatische Schweißabläufe mit diesen Gleichstrom­ regelmagneten durchführen zu können, ist der Regel­ magnet mit einer Wegmeßvorrichtung und einer elek­ trischen Steuerung verbunden. Mittels der Wegmeßvor­ richtung kann der Stellweg des Ankers des Regelmagneten erfaßt werden und dieser Istwert in die Steuerung ein­ gelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regel­ kreis mit Soll-Istwert-Vergleich und eine Sollwert­ ausgabe, mittels derer der Regelmagnet mehr oder weniger erregbar ist, so daß hierüber die Steuerung des Bewegungsablaufes des Bolzenhalters möglich ist.

Ein solcher Regelmagnet kann besonders einfach auch direkt mit Bolzenhalter gekoppelt werden, sofern dieser Bolzenhalter aus magnetisierbarem Material be­ steht und somit der Bolzenhalter oder Bestandteile des Bolzenhalters den Anker des Magneten bilden können.

Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft unter Vermeidung von bisher üblichen komplizierten mechanischen Bau­ teilen eine Bolzenanschweißvorrichtung, die äußerst exakt eingestellt werden kann und bei der eine exakte Überwachung von Schweißparametern (Abhub, Eintauchge­ schwindigkeit und dergleichen) erfolgen kann.

Ein streng schematisiertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnungsfigur zeigt die wesentlichen Elemente der Bolzenschweißvorrichtung in Prinzipdarstellung.

Die Bolzenanschweißvorrichtung, beispielsweise eine Bolzenschweißpistole für Hubzündungsverfahren, besteht aus einem Gerätegehäuse, welches bei 1 schematisch ange­ deutet. In dem Gerätegehäuse ist ein Bolzenhalter 2 axial verschieblich geführt und gehaltert. Der Bolzen­ halter 2 weist an seinem freien, dem jeweiligen Werk­ stück zugewandten Endteil eine Aufnahme für einen Bolzen 3 auf. Um den Bolzenhalter im gewünschten Ablaufschema zum Werkstück hin bzw. von diesem weg verstellen zu können, ist ein gehäusefest gehalterter Gleichstrom­ regelmagnet 4 vorgesehen, dessen Anker 5 über ein Kupplungsstück 6 mit dem Bolzenhalter 2 verbunden ist. Der Regelmagnet 4 ist mit einer gehäusefest installier­ ten Wegmeßvorrichtung 7 gekoppelt, die beispielsweise mechanisch die jeweilige Stellung des Ankers 5 relativ zu dem eine entsprechende Ankeraufnahme aufweisenden Regelmagneten 4 erfaßt. Diese jeweilige tatsächliche Stellung ist als Istwert bezeichnet. Der Istwert kann von der Wegmeßvorrichtung 7 über eine Leitungsverbindung in eine geräteseitig installierte elektrische Steuerung 8 eingelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regel­ kreis mit Soll-Istwert-Vergleich, wobei der von der Wegmeßvorrichtung 7 erfaßte Ist-Wert eingelesen, mit dem fest eingestellten oder programmäßig erfaßten Soll­ wert verglichen wird und dieser Sollwert über eine Leitungs­ verbindung zur Einflußnahme auf den Regelmagneten 4 benutzt wird. Durch die entsprechende Erregung des Regelmagneten 4 wird der Anker 5 und damit der Bolzenhalter 2 bzw. der Bolzen 3 im Regelschema ver­ stellt, wobei eine exakte Einstellung und Überwachung der Schweißparameter erfolgen kann.

Vorzugsweise kann die Wegmeßvorrichtung 7 ein induktiver Wegaufnehmer üblicher Bauart sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine insgesamt äußerst einfache Bolzenschweißvorrichtung geschaffen, die mit wenigen Bauteilen eine äußerst präzise Arbeits­ weise ermöglicht.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt,sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (3)

1. Bolzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzen­ schweißpistole, für Hubzündungsschweißverfahren und ähnliche Verfahren, bei denen der Bolzen zwecks Zündung eines Pilotlichtbogens vom Werkstück abge­ hoben wird, mit einem Gerätegehäuse, einem im Gerät axial verschieblich geführten, an eine Schweißstrom­ quelle anschließbaren Bolzenhalter, einem den Bolzen­ halter zum Werkstück hin verstellenden ersten Stell­ organ und einem das zwecks Zündung des Pilot­ lichtbogens erforderliche Zurückziehen des Bolzen­ halters bewirkenden zweiten motorischen Stell­ organes in Form eines Elektromagneten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäusefest gehalterten Gleichstrom-Regel­ magneten (4) gebildet sind, dessen Anker (5) fest mit dem Bolzenhalter (2) gekoppelt ist, daß insbe­ sondere der Regelmagnet (4) mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung (7) verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers (5) relativ zum Magneten (4) erfaßbar ist, und daß insbe­ sondere eine elektrische Steuerung (8) geräteseitig installiert ist, in die der von der Wegmeß­ vorrichtung (7) erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regel­ magneten (4) Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.

2. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßvorrichtung (7) ein induktiver Wegaufnehmer ist.

3. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenhalter (2) den Anker (5) des Regelmagneten (4) bildet.