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Die Erfindung betrifft eine Mehrpunktschweißzange gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
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Punktschweißvorrichtungen sind seit geraumer Zeit in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt und finden beispielsweise beim Zusammenbau von Blechteilen im Fahrzeugbau unter Zuhilfenahme eines Industrieroboters Verwendung. Dabei wird unterschieden zwischen einem indirekten Widerstandspunktschweißen, bei dem der Strom zwischen zwei benachbart angeordneten Elektroden entlang der Bauteilkontur fließ, und einem direkten Widerstandspunktschweißen mit gegenüberliegend angeordneten Elektroden bzw. Elektrodenspitzen eines Elektrodenpaars, wodurch der Schweißstrom senkrecht durch die zu fügenden Bauteile fließt, sowie ein direkter Kraftfluss zwischen den Elektroden des betreffenden Elektrodenpaares zu verzeichnen ist. Bezüglich des indirekten Punktschweißverfahrens wird beispielsweise auf die
DE 602 12 943 T2 verwiesen. Darüber hinaus ist aus der
DE 672 682 A eine Punktschweißvorrichtung nach Art des indirekten Widerstandspunktschweißens mit zwei benachbart zueinander angeordneten Elektroden bekannt, die zum einen in einem Elektrodenkopf mittels Ritzel höhenverstellbar und zum anderen in ihrer Beabstandung veränderlich respektive seitlich verstellbar sind. Zur Seitenverstellung sind Schlittenführungen vorgesehen, die mittels je einer Spindel betrieben sind. Aus der
US 5 285 043 A ist eine Punktschweißvorrichtung nach Art des indirekten Widerstandspunktschweißens bekannt, welche zwei oder mehr Elektroden aufweist, deren Elektrodenschaft auf eine Platte wirkt. Die Platte ist innerhalb einer Kammer auf einer Kugel derart gelagert, dass die Platte in der Lage ist, zum Ausgleich des auf die Elektroden wirkenden Druckes sich wie eine Wippe auf dem Ball zu neigen. Die
EP 1 844 889 A1 beschreibt eine Punktschweißvorrichtung nach Art des indirekten Widerstandspunktschweißens, welche die Regelung der Anpresskraft wenigstens einer Elektrode unabhängig von einer anderen Elektrode vor und/oder während des Schweißvorgangs mittels eines Motors vorsieht. Die
DE 10 2007 063 432 A1 beschreibt eine Punktschweißvorrichtung nach Art des indirekten Widerstandspunktschweißens mit zwei oder mehr an einem Schweißkopf angeordneten variablen Schweißelektroden derart, dass der Schweißpunktabstand, die Schweißpunkthöhe, der Aufsetzwinkel und die mittels der Schweißelektroden auf die zu fügenden Bleche übertragene Kraft veränderbar sind. Bezüglich des direkten Widerstandspunktschweißens ist aus der
DE 690 09 130 T2 eine Punktschweißvorrichtung mit zwei in einem veränderbaren Abstand parallel nebeneinander angeordneten Punktschweißzangen bekannt, die jeweils einen feststehenden bzw. stationären C-förmigen Zangenarm und einen axial verstellbaren Zangenarm aufweisen. Die Zangenarme einer jeden Punktschweißzange tragen jeweils eine Elektrode eines Elektrodenpaars. Die Elektrodenspitzen der Elektroden eines jeden Elektrodenpaars sind gegenüberliegend angeordnet bzw. aufeinander zu gerichtet. Zwischen den Elektroden eines jeden Elektrodenpaares sind die zu fügenden Bleche angeordnet. Jedem Elektrodenpaar ist ein Schweißtransformator zugeordnet. Die Leitung des Schweißstroms erfolgt je Elektrodenpaar mittels Elektrokabel, mittels sogenannter elektrisch leitfähiger und flexibler Shuntelemente sowie bezüglich des stationären Zangenarms mittels desselben, der seinerseits als Leiter für den Schweißstrom fungiert. Eine der beiden Punktschweißzangen ist in Linearführungen relativverschiebbar zur anderen Punktschweißzange ausgebildet, wozu ein Spindeltrieb mit Servomotor dient. Zudem ist aus der
DE 10 2012 008 831 A1 eine sogenannte Doppelpunktschweißzange mit zwei Elektrodenpaaren bekannt, die jeweils eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen und deren Elektrodenspitzen gegenüberliegend angeordnet sind. Die ersten Elektroden sind an einem C-förmigen Zangenarm und die zweiten Elektroden an einem axial verstellbaren Zangenarm angeordnet. Dem verstellbaren Zangenarm ist eine Kraftquelle in Form eines Pneumatikzylinders zugeordnet. Um die während des Schweißvorgangs in die Elektroden einzuleitende Kraft zu vergleichmäßigen, sind dieselben im Bereich ihres Krafteinleitungspunktes mit einem Koppelgelenk verbunden, welches einen zweiarmigen Hebel aufweist. Der mittlere Gelenkpunkt des besagten Hebels ist mit einem die erforderliche Druckkraft aufbringenden Linearantrieb in Form eines Pneumatikzylinders wirkverbunden, wogegen die freien Enden des Hebels jeweils über eine Koppel mit einem Elektrodenschaft einer Schweißelektrode schwenkbar verbunden sind. Jedem Elektrodenpaar ist ein separater Schweißtransformator zugeordnet, welcher mittels eines Sekundärstromkabels mit der zweiten, dem verstellbaren Zangenarm zugeordneten Schweißelektrode elektrisch verbunden ist. Der Stromrückfluss erfolgt über die zugeordnete erste Schweißelektrode am feststehenden C-förmigen Zangenarm und schließlich über denselben zurück zum Schweißtransformator. Aus dem Stand der Technik sind überdies auch sogenannte X-Schweißzangen bekannt, bei denen zumindest einer der Zangenarme schwenkbar ausgebildet ist. Schließlich ist aus der
DE 40 22 664 A1 eine sogenannte Bondvorrichtung bekannt, mit einer Einspannvorrichtung zum Einspannen eines Bondwerkzeugs, wobei die Einspannvorrichtung eine Hubbewegung ausführen kann. Ferner ist eine Wärmequelle vorgesehen, mit der das Bondwerkzeug erhitzbar ist, und auch eine Schweißspannungsquelle, die mit den Elektroden des Bondwerkzeugs verbunden bzw. verbindbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine zu dem Anmeldungsgegenstand nächstliegenden Stand der Technik (
DE 10 2012 008 831 A1 ) alternative Mehrpunktschweißzange zu schaffen, welche einfacher in der Herstellung und Montage ist, leicht baut und kompakter in der Bauweise ist sowie eine vereinfachte Energie- und Medienzuführung aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Flexibilität der Mehrpunktschweißzange im Hinblick auf Schweißaufgaben mit verschiedenen Schweißpunktabständen, wie sie beispielsweise bei der Fertigung von verschiedenen Fahrzeugen auf ein und derselben Fertigungslinie erforderlich sein können, zu verbessern. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, für jede Elektrode eine reproduzierbare sowie identische Elektrodenkraft bereitzustellen.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch eine Mehrpunktschweißzange zum Fügen von Bauteilen durch Widerstandsschweißen, mit einem Grundkörper und mit zumindest zwei beabstandet voneinander angeordneten und eine erste und eine zweite Elektrode aufweisenden Elektrodenpaaren zur Einleitung je eines Schweißstromes in die Bauteile,
- - wobei die ersten Elektroden von einem ersten Zangenarm und die zweiten Elektroden von einem zweiten Zangenarm der Mehrpunktschweißzange getragen sind,
- - wobei zumindest ein Zangenarm verstellbar am Grundkörper gelagert ist und mittels des zumindest einen Zangenarms sowie einer demselben zugeordneten Kraftquelle eine Elektrodenkraft in die Bauteile einleitbar ist,
- - wobei wenigstens einer der Zangenarme längsgeteilt ausgebildet ist und entsprechend der Anzahl der Elektrodenpaare voneinander elektrisch isolierte Teilarme aus einem elektrisch leitenden Werkstoff aufweist, welche Teilarme derart untereinander verbunden sind, dass diese im Falle einer Verstellbarkeit des betreffenden Zangenarms eine gemeinsame und gleiche Bewegung durchführen, und
- - wobei die besagten Teilarme zumindest teilweise einen elektrischen Leiter zur Versorgung wenigstens einer der ersten oder der zweiten Elektroden mit elektrischem Schweißstrom ausbilden.
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Durch diese Maßnahme sind in vorteilhafter Weise zumindest teilweise herkömmliche Elektrokabel entbehrlich. Hieraus resultieren Einsparungen an Material und Gewicht sowie eine Minderung des Herstellungs- und Montageaufwandes. Die Mehrpunktschweißzange ist kompakter in der Bauweise und baut leichter. Die Teilarme bestehen dabei bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die feste Verbindung zwischen den Teilarmen kann bei Gewährleistung der besagten elektrischen Isolierung form-, kraft- und/oder stoffschlüssiger Art sein.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach ist vorgesehen, dass die elektrische Isolierung zwischen den Teilarmen durch einen Luftspalt und/oder durch ein elektrisch nicht leitendes Isolierelement zwischen den Teilarmen gebildet ist. So können beispielsweise als Isolierelement eine Kunststofffolie oder -platte oder eine Keramikplatte zum Einsatz kommen. Um eine einfache kostengünstige Montage des wenigstens einen längsgeteilten Zangenarms zu gewährleisten, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der wenigstens eine längsgeteilte Zangenarm grundkörperseitig unter Vermittlung zumindest eines Isolierelementes, beispielsweise der vorbeschriebenen Art, von einem Aufnahmeelement gehaltert, welches Aufnahmeelement starr oder verstellbar mit dem Grundkörper der Mehrpunktschweißzange verbunden ist. Um die elektrische Kontaktierung der Teilarme über je ein Sekundärstromkabel mit je einem zugeordneten Schweißtransformator zu erleichtern, bildet das Aufnahmeelement gleichzeitig voneinander elektrisch isolierte Kontaktelemente zur Kontaktierung der als elektrische Leiter ausgebildeten Teilarme aus. Mit der Montage des wenigstens einen längsgeteilten Zangenarms werden gleichzeitig die Voraussetzungen für eine schnelle und einfache Kontaktierung mit besagten Sekundärstromkabeln geschaffen. Separate Stromanschlüsse in diesem Bereich der Teilarme des wenigstens einen längsgeteilten Zangenarms sind entbehrlich, woraus insbesondere Einsparungen an Material, Gewicht und Fertigungszeit resultieren. Bevorzugt sind die besagten elektrischen Kontaktelemente durch eine geteilt ausgebildete Spannplatte des Aufnahmeelements gebildet. Um für jede Elektrode eine reproduzierbare sowie identische Elektrodenkraft bereitzustellen, ist in Bezug auf eine Mehrpunktschweißzange in Form einer Zweipunktschweißzange vorgesehen, dass die ersten oder zweiten Elektroden des zumindest einen verstellbar am Grundkörper gelagerten Zangenarms axial verschiebbar an einem unter Vermittlung eines Isolierelements am Zangenarm festgelegten Aufnahmeblock gelagert und mittelbar über einen kraftausgleichenden zweiarmigen Kipphebel derart axial am Aufnahmeblock abgestützt sind, dass je ein freies Ende eines Hebelarms des Kipphebels den Krafteinleitungspunkt für eine Elektrode ausbildet. Bevorzugt sind dabei die Elektroden axial federkraftbelastet ausgebildet und zwar derart, dass die Elektroden bei geöffneter Mehrpunktschweißzange stets eine definierte Grundstellung am Aufnahmeblock einnehmen. Um die Flexibilität der Mehrpunktschweißzange im Hinblick auf Schweißaufgaben mit verschiedenen Schweißpunktabständen zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Elektroden in ihrer Beabstandung verstellbar ausgebildet sind. Wie die Erfindung weiter vorsieht, sind des Weiteren zur elektrischen Verbindung von einem jeden Elektrodenpaar zugeordneten Schweißtransformator zum jeweiligen Teilarm und von diesem zur zugeordneten ersten oder zweiten Elektrode Elektrokabel oder Strombänder vorgesehen. Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, weist zumindest ein Teilarm eine oder mehrere in Längsrichtung desselben sich erstreckende Aufnahmenuten für Kühlwasserschläuche oder -rohre einer Kühlvorrichtung der Mehrpunktschweißzange auf, wodurch die Mehrpunktschweißzange noch kompakter sowie montage- und bedienerfreundlicher ausgebildet ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 die erfindungsgemäße Mehrpunktschweißzange in einer perspektivischen Seitenansicht mit einem schwenkbaren und einem feststehenden bzw. stationären Zangenarm,
- 2 ein Aufnahmeelement für einen schwenkbar gelagerten Zangenarm der Mehrpunktschweißzange nach 1 in einer perspektivischen Zusammenbauansicht mit dem Zangenarm,
- 3 eine Schnittdarstellung des Aufnahmeelements nach 2,
- 4 das Aufnahmeelement samt Zangenarm in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Halterung der Elektroden am schwenkbar gelagerten Zangenarm nach 1,
- 6 eine Vorderansicht der Halterung nach 5 (teilweise geschnitten dargestellt), und
- 7 eine perspektivische Darstellung einer Halterung der Elektroden an einem feststehenden bzw. stationären Zangenarm der Mehrpunktschweißmaschine nach 1.
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1 zeigt eine Mehrpunktschweißzange 1 in X-Bauweise, mit einem Grundkörper 2 sowie einem ersten, vorliegend oberen Zangenarm 3 und einem zweiten, vorliegend unteren Zangenarm 4. Der Grundkörper 2 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Anbindung an einen nicht zeichnerisch dargestellten Schweißroboter ausgebildet und verfügt hierzu zur Befestigung über eine Schnellwechselkupplung 5.
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Der erste, obere Zangenarm 3 ist einenends verstellbar, vorliegend schwenkbar am Grundkörper 2 gelagert. Dem ersten, oberen Zangenarm 3 ist eine als Kraftquelle 6 ausgebildeter Schwenkantrieb am Grundkörper 2 zugeordnet, vermittels derselben/desselben eine Elektrodenkraft in zu fügende Bauteile einleitbar ist. Bevorzugt ist die Kraftquelle 6 respektive der Schwenkantrieb durch einen Pneumatikzylinder gebildet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagten Pneumatikzylinder, sondern erfasst jedwede andere geeignete Kraftquelle 6, wie z. B. einen hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betriebenen Servomotor (nicht zeichnerisch dargestellt). Der zweite, untere Zangenarm 4 ist feststehend bzw. stationär ausgebildet und einenends am Grundkörper befestigt.
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Die Mehrpunktschweißzange 1 weist des Weiteren zur Einleitung eines Schweißstroms in die zu fügenden Bauteile aus Metall durch Widerstandsschweißen zwei beabstandet voneinander angeordnete und eine erste und eine zweite Elektrode 7a, 7b; 8a, 8b aufweisende Elektrodenpaare 7, 8 auf. Die jeweils ersten Elektroden 7a, 8a der Elektrodenpaare 7, 8 sind anderenends des ersten, oberen Zangenarms 3 angeordnet. Die jeweils zweiten Elektroden 7b, 8b der Elektrodenpaare 7, 8 sind anderenends des zweiten, unteren Zangenarms 4 angeordnet.
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Die Elektroden 7a, 7b; 8a, 8b respektive Schweißelektroden sind so an den Zangenarmen 3, 4 angebracht, dass sich mit dem Schließen der Mehrpunktschweißzange 1 zwei Stromkreise über die zu verschweißenden Bauteile ergeben. Es handelt sich dabei bevorzugt um zwei voneinander unabhängig regelbare Stromkreise mit separat angesteuerten Schweißtransformatoren 9, 10. Die Regelung erfolgt über Strommessspulen auf konstanten Strom (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, sind die Zangenarme 3, 4 jeweils längsgeteilt ausgebildet und weisen entsprechend der Anzahl der Elektrodenpaare 7, 8, also zwei Elektrodenpaare 7, 8, zwei untereinander verbundene Teilarme 3a, 3b; 4a, 4b auf. Die Teilarme 3a, 3b; 4a, 4b eines jeden Zangenarms 3, 4 sind als elektrische Leiter ausgebildet und bestehen demgemäß aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus einem Metall, bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Zwischen den Teilarmen 3a, 3b; 4a, 4b eines jeden Zangenarms 3, 4 ist eine elektrische Isolierung vorgesehen. Die elektrische Isolierung ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Isolierelementes 11 in Form einer Kunststofffolie oder -platte oder einer Keramikplatte bewirkt (vgl. insbes. 1-4). Demgegenüber kann sowohl in Alleinstellung oder in Kombination mit vorstehender Maßnahme auch ein isolierender Luftspalt vorgesehen sein (nicht zeichnerisch dargestellt). Die Teilarme 3a, 3b; 4a, 4b sind insbesondere derart untereinander verbunden, dass diese im Falle einer Verstellbarkeit des betreffenden Zangenarms 3, 4, welches gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für den ersten, oberen Zangenarm 3 zutrifft, eine gemeinsame und gleiche Bewegung durchführen.
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Die Teilarme 3a, 3b; 4a, 4b eines jeden Zangenarms 3, 4 sind vorliegend kraftschlüssig mittels mechanischer Befestigungselemente in Form von Befestigungsschrauben 12 untereinander fest jedoch lösbar verbunden (vgl. 1). Die Befestigungsschrauben 12 sind beispielsweise in elektrisch isolierenden Buchsen aus Kunststoff oder Keramik geführt (nicht zeichnerisch dargestellt). Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese bevorzugte Befestigungsmaßnahme, sondern erfasst unter Berücksichtigung der besagten elektrischen Isolierung auch Befestigungsmaßnahmen form- und/oder stoffschlüssiger Art. Was die stoffschlüssige Befestigung anbelangt, ist diese bevorzugt mittels eines Klebstoffes bewirkt, welcher gleichzeitig der elektrischen Isolierung dienen kann.
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Die aus Teilarmen 3a, 3b bzw. 4a, 4b bestehenden Zangenarme 3, 4 sind grundkörperseitig unter Vermittlung von Isolierelementen 13 mittels je eines Aufnahmeelements 14, 15 aus vorzugsweise Metall am Grundkörper 2 der Mehrpunktschweißzange 1 gehaltert. Gemäß den 2 bis 4 ist das Aufnahmeelement 14 des ersten, oberen schwenkbaren Zangenarms 3 zur axialen Aufnahme des Zangenarms 3 kastenförmig ausgebildet. Das Aufnahmeelement 14 ist mehrteilig ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus zwei Seitenteilen 16, 17, die gleichzeitig eine einstückig mit denselben ausgebildete erste, vorliegend untere Deckplatte 18 ausbilden, sowie einer zweiten, vorliegend oberen Deckplatte 19. Die Seitenteile 16, 17 des Aufnahmeelements 14 weisen gleichzeitig eine einstückig mit denselben ausgebildete Schwenkaufnahme 20 zur schwenkbaren Halterung des ersten, oberen Zangenarms 3 am Grundkörper 2 auf. Die Seitenteile 16, 17 sowie die Deckplatten 18, 19 sind mittels hier nicht zeichnerisch dargestellter, jedoch in 1 ersichtlicher mechanischer Befestigungselemente, insbesondere Befestigungsschrauben untereinander fest jedoch lösbar verbunden. Die durch die Seitenteile 16, 17 gebildete Schwenkaufnahme 20 weist eine erste Lagerstelle 21 auf, die ihrerseits als Schwenklager fungiert, sowie eine zweite Lagerstelle 22, die der Anbindung der Kraftquelle 6 zur Krafteinleitung dient.
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Die zweite, obere und als Spannplatte des Aufnahmeelements 14 ausgebildete Deckplatte 19 ist geteilt ausgebildet, vorliegend zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere Metall. In Anlehnung an den für die Zangenarme 3, 4 verwendeten Werkstoff besteht diese bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Deckplattenteile sind mittels eines oder mehrerer Isolierelemente 23 als voneinander elektrisch isolierte Kontaktelemente 24a, 24b zur Kontaktierung je eines als elektrischen Leiter ausgebildeten Teilarms 3a, 3b ausgebildet. Insoweit weisen die betreffenden Isolierelemente 23 nicht zeichnerisch dargestellte Ausnehmungen auf, die eine Kontaktierung des jeweiligen Kontaktelements 24a, 24b mit dem zugeordneten Teilarm 3a, 3b erlauben.
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Die Kontaktelemente 24a, 24b weisen Anschlussflächen 25a, 25b, insbesondere Schraubflächen auf, die der Anbindung je eines nicht zeichnerisch dargestellten Elektrokabels oder Strombandes dienen. Das Elektrokabel oder Stromband stellt die elektrische Verbindung zum jeweils zugeordneten Schweißtransformator 9, 10 her.
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Das Aufnahmeelement 15 des zweiten, unteren feststehenden bzw. stationären Zangenarms 4 zur axialen Aufnahme des Zangenarms 4 ist weitestgehend identisch mit dem vorstehend beschriebenen Aufnahmeelement 14 ausgebildet. Der Zangenarm 4 kann mit dem Grundkörper 2 starr oder wie vorliegend bevorzugt mittels des in 1 dargestellten Aufnahmeelements 15 schwenkbar mit dem Grundkörper 2 der Mehrpunktschweißzange 1 verbunden sein. Das Aufnahmeelement 15 verfügt dazu über eine Anbindung 44, um mittels Ausgleichszylinder 43 mit dem Grundkörper 2 schwimmend gelagert zu sein. Dadurch können vorteilhaft Positioniertoleranzen zum Bauteil ausgeglichen werden.
Die elektrische Kontaktierung der Teilarme 4a, 4b des zweiten, unteren Zangenarms 4 mittels Kontaktelemente 24a, 24b ist zum Aufnahmeelement 14 identisch gelöst.
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Wie den 1, 5 bis 6 weiter zu entnehmen ist, sind die ersten Elektroden 7a, 8a des verstellbar respektive schwenkbar am Grundkörper 2 gelagerten ersten, oberen Zangenarms 3 mittels erster Linearführungen 26 in je einem Führungsteil 28a eines Aufnahmeblocks 28 axial verschiebbar gelagert. Der Aufnahmeblock 28 ist seinerseits unter Vermittlung eines Isolierelements 27 elektrisch isoliert am Zangenarm 3 festgelegt. Des Weiteren sind die Elektroden 7a, 8a mittelbar über einen kraftausgleichenden zweiarmigen Kipphebel 29 derart axial am Aufnahmeblock 28 abgestützt, dass je ein freies Ende eines Hebelarms 29a, 29b des Kipphebels 29 den Krafteinleitungspunkt für eine Elektrode 7a, 8a ausbildet. Die Krafteinleitungspunkte sind vorliegend jeweils durch eine Kontaktrolle 29c am Hebelarm 29a, 29b gebildet. Überdies sind die Elektroden 7a, 8a axial federkraftbelastet ausgebildet und zwar derart, dass die Elektroden 7a, 8a bei geöffneter Mehrpunktschweißzange 1 stets eine definierte Grundstellung am Aufnahmeblock 28 einnehmen. Vorliegend werden hierzu beispielgebend Schraubendruckfedern 30 vorgesehen, die sich jeweils einenends an dem jeder Elektrode 7a, 8a zugeordneten Führungsteil 28a des Aufnahmeblocks 28 und anderenends mittelbar über einen beweglichen Bestandteil der ersten Linearführung 26, vorliegend über eine im Führungsteil 28a axial geführte Welle 26a, an der Elektrode 7a, 8a abstützen. Die ersten Linearführungen 26 können beispielsweise als Gleitlager mit besagter Welle 26a oder als Gleitschiene mit Linearkugellagereinheiten oder als Kombination aus beiden ausgeführt sein (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen wird die von der Mehrpunktschweißzange 1 erzeugte Kraft unabhängig von der aktuell zu verzeichnenden Elektrodenposition im Verhältnis 0,5/0,5 auf beide Elektrodenpaare 7, 8 verteilt. So sind reproduzierbare Schweißergebnisse gewährleistet. Durch die ersten Linearführungen 26 wird gleichzeitig ein Wegausgleich zur Kompensation von beispielsweise unterschiedlichen Fräsabträgen und/oder unterschiedlichen Gesamtblechdicken generiert. Der Kraft-Weg-Ausgleich realisiert bevorzugt bis zu 20 mm vertikalen Versatz. So können vorteilhaft beide am freien Ende des in je einer Schaftaufnahme 31a, 31b gehalterten Elektrodenschaftes 32a, 32b der Elektroden 7a, 8a angeordneten Schweißkappen 33a, 33b hintereinander mit herkömmlichen Fräsern bearbeitet werden. Der Einsatz von Doppelfräsern ist ebenfalls denkbar (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Gemäß 6 ist der mit der besagten Welle 26a der ersten Linearführung 26 verbundenen Schaftaufnahme 31a, 31b jeweils eine über das Isolierelement 41 elektrisch isolierte Verdrehsicherung 38 zugeordnet, die ihrerseits einen Führungsbolzen 38a aufweist, welcher in der Führungsnut 28b des Aufnahmeblocks 28 geführt wird. Durch diese Maßnahme ist vorteilhaft vermieden, dass bei einem Schweißkappenfräsen und -wechsel sowie bei Wartungsarbeiten, wie z.B. einem Elektrodenschaftwechsel durch ein Herausschrauben des Elektrodenschaftes 23a, 23b aus der Schaftaufnahme 31a, 31b dieselbe mit dreht. Vorteilhafter Weise ist die Führungsnut 28b derart ausgeführt, dass Relativbewegungen der Elektroden 7a, 8a; 7b, 8b bei Verstellung des Elektrodenabstandes sowie axiale Bewegungen der Elektroden 7a, 8a ermöglicht werden können.
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Wie den 1, 5 bis 6 noch zu entnehmen ist, sind die ersten Elektroden 7a, 8a in Pfeilrichtung (6) in ihrer Beabstandung verstellbar ausgebildet, um beispielsweise bei der Fertigung mehrerer Fahrzeugtypen auf einer Fertigungslinie den Elektrodenabstand variabel (stufenlos) einstellen zu können. Insoweit ist gemäß 5 ein Servomotor 34 (bevorzugt Elektromotor) vorgesehen, der seinerseits am Aufnahmeblock 28 befestigt ist und über ein Getriebe 35, vorliegend Winkelgetriebe, mit Spindeltrieb 36 mit dem der jeweiligen Elektrode 7a, 8a zugeordneten Führungsteil 28a des Aufnahmeblocks 28 wirkverbunden ist.
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Die Führungsteile 28a samt der angeschlossenen ersten Elektroden 7a, 8a sind dazu jeweils mittels vorliegend zweiter Linearführungen 37 relativ zum Aufnahmeblock 28 seitlich verschiebbar geführt. Die Linearführungen 37 sind jeweils durch einen fest mit dem Aufnahmeblock 28 verbundenen Führungsbolzen 37a gebildet auf denen das betreffende Führungsteil 28a mittels einer Führungsbohrung 37b desselben aufgefädelt und axial geführt ist. Eine Antriebsspindel 36a des Spindeltriebs 36 greift in eine entsprechend ausgebildete Gewindebohrung 36b des jeweiligen Führungsteils 28a ein. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass dabei eines der Führungsteile 28a ein Linksgewinde und das andere ein Rechtsgewinde aufweist.
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Um auch während der seitlichen Verschiebung der Führungsteile 28a samt erster Elektroden 7a, 8a den mittelbaren Kontakt zwischen dem Kipphebel 29 und den Elektroden 7a, 8a zu erhalten, sind die Stirnflächen der Wellen 26a entsprechend großflächig dimensioniert und gleiten somit über dem gesamten seitlichen Verstellweg an der jeweils zugeordneten Kontaktrolle 29c entlang.
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Was die elektrische Verbindung der Teilarme 3a, 3b des ersten oberen Zangenarms 3 mit den Elektroden 7a, 8a anbelangt, ist diese mittels in 1 gezeigter Elektrokabel 39 oder Strombänder realisiert. Einenends sind die Elektrokabel 39 mit dem jeweils zugeordneten Teilarm 3a elektrisch verbunden (1) und anderenends an eine hierzu vorgesehene Anschlussfläche 40 der Schaftaufnahme 31a, 31b angeschlossen (5). Ein stromführender Teil der Schaftaufnahme 31a, 31b, gemäß der 6 der untere Teil der Schaftaufnahme 31a, 31b, samt Elektrode 7a, 8a ist dazu mittels eines Isolierelements 41 zum oberen Teil der Schaftaufnahme 31a, 31b, zum Aufnahmeblock 28 und zu den übrigen an demselben angeschlossenen Bauteilen elektrisch isoliert ausgebildet.
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Die Halterung der zweiten Elektroden 7b, 8b am zweiten, unteren Zangenarm 4 ist gemäß 7 weitestgehend identisch der vorstehend beschriebenen Halterung der ersten Elektroden 7a, 7b am ersten, oberen Zangenarm 3 ausgebildet. Sie unterscheidet sich zu dieser lediglich dadurch, dass der oben beschriebene vertikale Kraft-Weg-Ausgleich der Elektroden 7b, 8b mittels Kipphebel 29 und Schraubendruckfedern 30 sowie erster Linearführungen 26 entbehrlich ist, da es sich hier um einen feststehenden bzw. über Ausgleichszylinder 43 mit dem Grundkörper 2 verbundenen Zangenarm 4 handelt. Der Kraft-Weg-Ausgleich wird durch die Halterung der ersten Elektroden 7a, 8a am ersten, oberen Zangenarm 3 bewirkt. Ansonsten verfügt die Halterung der zweiten Elektroden 7b, 8b am zweiten, unteren Zangenarm 4 ebenfalls über die oben beschriebene Möglichkeit der Verstellung der Beabstandung der zweiten Elektroden 7b, 8b korrespondierend zur Verstellung der Beabstandung der ersten Elektroden 7a, 8a der Elektrodenpaare 7, 8.
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Wie den 1, 5-7 schließlich noch zu entnehmen ist, weisen die Schaftaufnahmen 31a, 31b Kühlwasser-Anschlusselemente 42 für nicht zeichnerisch dargestellte Kühlwasserschläuche oder -rohre (Vorlauf / Rücklauf) einer Kühlvorrichtung der Mehrpunktschweißzange 1 zum Kühlen der Elektroden 7a, 7b; 8a, 8b auf. Die Führung derselben im Bereich der Zangenarme 3, 4 ist mittels in Längsrichtung derselben sich erstreckender Aufnahmenuten 43 der Teilarme 3a, 3b; 4a, 4b realisiert. Die Kühlwasserschläuche oder -rohre verlaufen vorteilhaft innerhalb der besagten Aufnahmenuten 43 (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf eine Mehrpunktschweißzange 1, insbesondere Zweipunktschweißzange, des X-Typs ab. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Bauweise, sondern erfasst auch eine Mehrpunktschweißzange 1 des C-Typs, bei der ein erster feststehender Zangenarm in Anlehnung an den eingangs beschriebenen Stand der Technik (
DE 10 2012 008 831 A1 ) C-förmig ausgebildet ist und der andere bewegliche Zangenarm zur Aufbringung der erforderlichen Druckkraft auf die Elektroden axial beweglich ist. Auch hier können die Zangenarme erfindungsgemäß längsgeteilt ausgebildet sein und deren elektrisch isoliert ausgebildete Teilarme zumindest teilweise als elektrische Leiter zur Versorgung der Elektroden mit Schweißstrom fungieren (nicht zeichnerisch dargestellt).