DE8910642U1 - Bolt welding device - Google Patents

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DiPL-iNG. CONRAD KÖCHLPN,G · DiPL-iNG. CONRAD KÖCHLPN,G ·

DiPLiNG. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING DiPLiNG. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING

Anm.: OBO Bettermann OHG Beyer StraBe 135,5800 Hagen Hüingser Ring 52Note: OBO Bettermann OHG Beyer Strasse 135,5800 Hagen Hüingser Ring 52

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Ud. Nr 98.18/8.9Ud. No. 98.18/8.9

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i7,s; anschweißvcrri chtangi7,s; welding device

Die Erfindung betrifft «in,- ^olzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzenschweißpistole, für Hubzündungsschweißverfahrfin 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.The invention relates to a stud welding device, in particular a stud welding gun, for drawn arc welding processes and similar processes in which the stud is lifted from the workpiece in order to ignite a pilot arc, with a device housing, a stud holder which is guided axially displaceably in the device and can be connected to a welding power source, a first actuator which adjusts the stud holder towards the workpiece and a second motor actuator in the form of an electromagnet which causes the stud holder to be retracted in order to ignite the pilot arc.

Gattungsähnliche ßolzenanschweißvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 30 32 829 Al bekannt. Zum Stand der Technik wird ferner auf die DE 36 31 598 Al verwiesen. Stud welding devices of a similar type are known, for example, from DE 30 32 829 Al. For the state of the art, reference is also made to DE 36 31 598 Al.

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Bei den erstgenannten, gattungsgemäßen Bolzenanschweißvorrichtungen wird als erstes Stellorgan, beispielsweise eine Schraubenfeder verwendet, deren Einsatz insofern problematisch ist als bei unterschiedlichen Werkstückabständen und/oder Bolzenabmessungen in axialer Richtung gesehen, sich unterschiedliche Krafteinwirkungen der Feder ergeben, die aus der Federkonstanten resultieren.In the first-mentioned, generic bolt welding devices, the first actuator used is a helical spring, for example, the use of which is problematic in that, with different workpiece distances and/or bolt dimensions in the axial direction, different forces are exerted by the spring, which result from the spring constant.

Als zweite Stellorgane werden Elektromagneten einge-Electromagnets are used as second actuators.

nachafter

setzt, die ihrem Wesen'Zweipunktsteilglieder sind.which are, by their nature, two-point subelements.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bolzenanschweißvorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die hinsichtlich ihres Aufbaus vereinfacht und hinsichtlich ihrer Funktion verbessert ist.Based on this prior art, the invention is based on the object of creating a stud welding device of the generic type which is simplified in terms of its structure and improved in terms of its function.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäusefest gehalterten Gleichstrom-Regelmagneten gebildet
sind, dessen Anker fest mit dem Bolzenhalter gekoppelt ist, daß insbesondere der Hegelmagnet mit einerTo solve this problem, the invention proposes that both actuators are formed by a single DC control magnet fixed to the housing.
whose armature is firmly coupled to the bolt holder, that in particular the Hegel magnet with a

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gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers relativ zum Magneten erfaßbar ist und daß insbesondere eine elektrische Steuerung geräteseitig installiert ist, in diü der von der Wegmeßvorrichtung erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. eine Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regelmagneten Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.connected to a position measuring device installed in the housing, by means of which the travel of the armature relative to the magnet can be recorded and in particular an electrical control is installed on the device side, into which the actual value recorded by the position measuring device can be read, which compares this with a specified setpoint value or a sequence of setpoint values and transmits control values to the control magnet for comparing the setpoint and actual values.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Wegmeßvorrichtung ein induktiver Wegaufnehmer ist.Preferably, the position measuring device is an inductive position sensor.

Desweiteren ist bevorzugt, daß der Bolzenhalter den Anker des Regelmagneten bildet.Furthermore, it is preferred that the bolt holder forms the armature of the control magnet.

Durch den Einsatz eines Gleichstromregelmagneten wird erreicht, daß anstelle der bisher notwendigen zwei Stellorgane lediglich ein einziges Stellorgan eingesetzt werden kann.By using a DC control magnet, it is possible to use only one actuator instead of the two previously required actuators.

Solche Regelmagnete sind ihrem Wesen nach keine Zweipunktstellglieder, sondern sie sind elektromagnetische Gleichstrom-Betätigungsmagnete, insbesondere Hubmagnete,Such control magnets are not two-point actuators by their nature, but rather they are electromagnetic direct current actuating magnets, in particular lifting magnets,

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die als Stellglieder oder Teile von Stellgliedern in Steuerketten und Regelkreisen eingesetzt worden können. Sie unterscheiden sich von den üblichen Betätigungsmagneten, die Zweipunktstellglieder darstellen, in ihrem kontinuierlichen analogen Weg-Stromverhalten in Verbindung mit ihrer Gegen last bzw. in ihrem besonders definierten Kraft-Stromverhalten.which can be used as actuators or parts of actuators in control chains and control circuits. They differ from the usual actuating magnets, which represent two-point actuators, in their continuous analogue path-current behavior in connection with their counter load or in their particularly defined force-current behavior.

Durch den Einsatz dieser Gleicfrstromregelmagneten ist es möglich, den Bolzenhalter mittelbar oder unmittelbar allein durch eine entsprechende Erregung de"< Magneten in die gewünschte Arbeitslage definiert zu verstellen. Beispielsweise ist es möglich, den Bolzenhalter 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 eingesetzte Bolzen auf Anlage an das Werkstück gehalten wird, an welches der Bolzen angeschweißt werden soll.By using these direct current control magnets it is possible to adjust the bolt holder directly or indirectly to the desired working position simply by energizing the magnet. For example, it is possible to move the bolt holder to a basic position in which a bolt is fed in. Furthermore, the bolt holder can be moved from the basic position to a first working position in which the inserted bolt is held against the workpiece to which the bolt is to be welded.

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Schließlich ist auch der Arbeitszyklus für Hubzündungsschweißverfahren 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 Pilotlirhtbogen erzeugt wird und nachfolgend der Bolzen in das so erzeugte Schweißbad des Werkstückes abgesenkt wird.Finally, the working cycle for drawn arc welding processes is to be carried out with such direct current control magnets, in which the stud with the stud holder is first brought to the workpiece, then lifted by one to two millimeters while switching on the welding current, so that a pilot arc is generated and the stud is then lowered into the weld pool of the workpiece thus generated.

Um automatische Schweißabläufe mit diesen Gleichstromregelmagneten durchführen zu können, ist der Regelmagnet mit einer Wegmeßvorrichtung und einer elektrischen Steuerung verbunden. Mittels der Wegmeßvorrichtung kann der Stellweg des Ankers des Regelmagneten erfaßt werden und dieser Istwert in die Steuerung eingelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regelkreis mit Soll-Istwert-Vergleich und eine Sollwertausgabe, mittels derer der Regelmagnet mehr oder weniger erregbar ist, so daß hierüber die Steuerung des Bewegungsablaufes des Bolzenhalters möglich ist.In order to be able to carry out automatic welding processes with these direct current control magnets, the control magnet is connected to a position measuring device and an electrical control. The position measuring device can be used to record the travel of the armature of the control magnet and this actual value can be read into the control system. The control system comprises a control circuit with a target-actual value comparison and a target value output, by means of which the control magnet can be excited more or less, so that the movement sequence of the stud holder can be controlled.

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Ein solcher Regelmagnet kann besonders einfach auch direkt mit Bolzenhalter gekoppelt werden, sofern dieser Bolzenhalter aus magnetisierbarem Material besteht und somit der Bolzenhalter oder Bestandteile des Bolze.ihalters den Anker des Magneten bilden können.Such a control magnet can also be coupled directly to a bolt holder particularly easily, provided that this bolt holder is made of magnetizable material and thus the bolt holder or components of the bolt holder can form the armature of the magnet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft unter Vermeidung von bisher üblichen komplizierten mechanischen Bauteilen eine Bolzenanschweißvorrichtung, die äußerst exakt eingestellt werden kann und bei der eine exakte Überwachung von Schweißparametern (Abhub, Eintauchgeschwindigkeit und dergleichen) erfolgen kann.The design according to the invention creates a bolt welding device that can be adjusted extremely precisely and in which welding parameters (lift, immersion speed, etc.) can be monitored precisely, while avoiding the complicated mechanical components that were previously common.

Ein streng schematisiertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und i.n folgenden näher beschrieben.A strictly schematic embodiment is shown in the drawing and described in more detail below.

Die Zeichnungsfigur zeigt die wesentlichen Elemente d=r Bolzenschweißvorriehtu ng in Prinzipdarstellung.The drawing shows the essential elements of the stud welding device in a schematic representation.

Die Bolzenanschweißvorrichtung, beispielsweise eine Bolzenschweißpistole für Hubzündungsverfahren, besteht aus einem Gerätegehäuse, welches bei 1 schematisch angedeutet. In dem Gerätegehäuse ist ein Bolzenhalter 2 axial verschieblich geführt und gehaltert. Der Bolzenhalter 2 weist an seinem freien, dem jeweiligen Werk-The stud welding device, for example a stud welding gun for drawn arc welding, consists of a device housing, which is indicated schematically at 1. A stud holder 2 is guided and held in the device housing so that it can move axially. The stud holder 2 has a free end, which is suitable for the respective tool,

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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 Gleichstromregelmagnet 4 vorgesehen, dessen Anker 5 über ein Kupplungsstück 6 mit dem Bolzenhalter 2 verbunden ist. Der Regelmagnet 4 ist mit einer gehäusefest installierten 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 Regelkreis mit Soll-Istwert-Vergleich, wobei der von der Wegmeßvorrichtung 7 erfaßte Ist-Wert eingelesen, mit dem fest eingestellten oder programmäßig erfaßten Sollwert verglichen wird und dieser Sollwert über eine Leitungsverbindung zur Einflußnahme auf den Regelmagneten 4 benutzt wird. Durch die entsprechende Erregung despiece has a receptacle for a bolt 3. In order to be able to adjust the bolt holder in the desired sequence towards or away from the workpiece, a DC control magnet 4 is provided which is fixed to the housing and whose armature 5 is connected to the bolt holder 2 via a coupling piece 6. The control magnet 4 is coupled to a position measuring device 7 which is fixed to the housing and which, for example, mechanically detects the respective position of the armature 5 relative to the control magnet 4 which has a corresponding armature receptacle. This respective actual position is referred to as the actual value. The actual value can be read from the position measuring device 7 via a cable connection into an electrical control 8 installed on the device. The control system comprises a control circuit with a target-actual value comparison, whereby the actual value recorded by the position measuring device 7 is read in, compared with the set or programmed target value and this target value is used via a line connection to influence the control magnet 4. By energising the

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Regelmagnetg." 4 wird der Anker 5 und damit- der Tjolz&nh&ltii 1 bzw. der Bolzen 3 is Ragelschesra verstellt, wc rl eine exakte Einstellung und Überwachung der Schweißparameter erfolgen kann.The armature 5 and thus the tension member 1 or the bolt 3 are adjusted vertically by means of the control magnet 4, so that the welding parameters can be precisely set and monitored.

Vorzugsweise kann die Wegmeßvorrichtung 7 ein induktiver Wegaufnehmer üblicher Bauart sein.Preferably, the position measuring device 7 can be an inductive position sensor of conventional design.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine insgesamt äußerst einfache Bolzenschweißvorrichtung geschaffen, die mit wenigen Bauteilen eine äußerst präzise Arbeitsweise ermöglicht.The design according to the invention creates an extremely simple stud welding device that enables extremely precise operation with just a few components.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt,sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not limited to the embodiment, but is variable in many ways within the scope of the disclosure.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual and combination features disclosed in the description and/or drawing are considered essential to the invention.

Claims (3)

t &igr; ■ ■ ü 1 &bull; · · · ■ ■ &igr; % OBO 9818/89 - 9 Schutzansprüche:t &igr; ■ ■ ü 1 &bull; · · · ■ ■ &igr; % OBO 9818/89 - 9 Protection claims: 1. BolzenanschweißvorrichL ; ·g, insbesondere BolzenschweirPistole. fur Hubzündungsschweißverfahren und ähnliche Ve*iahrsn, bai denen der Bolzen zwecks Zün.jung eines Pilotlicht nogens vom Werkstück abgehoben wird, mit singt.; - erätegehäuse, 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 erfoirderliche Zurückziehen des Bolzenhalters bewirkenden zweiten motorischen Stellorganes in Form eines Elektromagneten, dadurch ge kennzeichnet, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäusefest gehalterten Gleichstrom-Regelmagneten (4) gebildet sind, dessen Anker (5) fest mit dem Bolzenhalter (2) gekoppelt ist, daß insbesondere der Regelmagnet (4) mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung (7) verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers (5) relativ1. Stud welding device, in particular a stud welding gun for drawn arc welding processes and similar processes in which the stud is lifted from the workpiece in order to ignite a pilot arc, with a device housing, a stud holder which is guided axially displaceably in the device and can be connected to a welding current source, a first actuating element which adjusts the stud holder towards the workpiece and a second motor-driven actuating element in the form of an electromagnet which effects the retraction of the stud holder required in order to ignite the pilot arc, characterized in that both actuating elements are formed by a single direct current control magnet (4) which is fixed to the housing and whose armature (5) is fixedly coupled to the stud holder (2), in particular that the control magnet (4) is connected to a displacement measuring device (7) which is fixed to the housing and by means of which the actuating path of the armature (5) is relatively * · · I &igr; " · · ■ I I t ■* · · I &igr; " · · ■ I I t ■ OBO 9818/89OBO 9818/89 - 10 -- 10 - zum Magneten (4) erfaßbar ist, und daß insbesondere eine elektrische Steuerung (?) geräteseitig installiert ist, in die der von der Wegmeßvorrichtung (7) erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regelaiagneten (4) Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.to the magnet (4) can be detected, and that in particular an electrical control (?) is installed on the device side, into which the actual value detected by the position measuring device (7) can be read, which compares this with a predetermined target value or a sequence of target values and transmits control values to the control magnet (4) for comparing the target and actual values. 2. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßvorrichtung (7) ein induktiver Wegaufn.ehmer ist.2. Stud welding device according to claim 1, characterized in that the displacement measuring device (7) is an inductive displacement sensor. 3. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenhalter (2) den Anker (5) des Regelmagneten (4) bildet.3. Stud welding device according to claim 1 or 2, characterized in that the stud holder (2) forms the armature (5) of the control magnet (4).