DE20003127U1

DE20003127U1 - Stud welding device

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Publication number: DE20003127U1
Application number: DE20003127U
Authority: DE
Original assignee: TRW Nelson Bolzenschweiss Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Nelson Bolzenschweiss Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2010-02-22

Description

PRINZ &PRINCE &

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TRW Nelson Bolzenschweiss- 21. Februar 2000 TRW Nelson Stud Welding - February 21, 2000

Technik GmbH & Co. KGTechnology GmbH & Co. KG

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58285 Gevelsberg58285 Gevelsberg

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BolzenschweißvorrichtungStud welding device

Die Erfindung betrifft eine Bolzenschweißvorrichtung, mit einem Schweißwerkzeug, das mehrere pneumatische Verbraucher aufweist.The invention relates to a stud welding device with a welding tool having several pneumatic consumers.

Mit Hilfe einer Bolzenschweißvorrichtung werden Bolzen beispielsweise an Fahrzeugkarosserien angeschweißt. Im Schweißwerkzeug, der beweglichen Einheit, in der der zu verschweißende Bolzen sitzt, sind gegebenenfalls mehrere pneumatische Verbraucher vorgesehen, z.B. Kolben-Zylinder-Einheiten. Zahlreiche Energieversorgungsschäuche, u.a. zahlreiche Pneumatikschläuche führen von einem Steuergerät (Sortierer genannt), in dem Ventile vorgesehen sind, zum Schweißwerkzeug.With the help of a stud welding device, studs are welded onto vehicle bodies, for example. In the welding tool, the movable unit in which the stud to be welded is located, several pneumatic consumers may be provided, e.g. piston-cylinder units. Numerous energy supply hoses, including numerous pneumatic hoses, lead from a control unit (called a sorter), in which valves are provided, to the welding tool.

Die Erfindung schafft eine Bolzenschweißvorrichtung, die montagefreundlicher und kostengünstiger ist und die sich durch schnellere Ansprechzeiten der pneumatischen Verbraucher am Schweißwerkzeug auszeichnet. Dies wird bei einer Bolzenschweißvorrichtung der Eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß ein einziger Druckluftversorgungsschlauch, der zum Schweißwerkzeug führt, vorgesehen ist und daß am Schweißwerkzeug wenigstens ein Ventil angebracht ist, das die Luftzufuhr zu den Verbrauchern steuert. Bei der erfindungsgemäßen Bolzenschweißvorrichtung gibt es nur einen Druckluftversorgungsschlauch, was den Aufwand bezüglich der Energiezufuhr deutlich reduziert. Die Ventile zum Schalten der Verbraucher sind nichtThe invention creates a stud welding device that is easier to assemble and less expensive and that is characterized by faster response times of the pneumatic consumers on the welding tool. This is achieved in a stud welding device of the type mentioned at the beginning by providing a single compressed air supply hose that leads to the welding tool and by at least one valve being attached to the welding tool that controls the air supply to the consumers. In the stud welding device according to the invention there is only one compressed air supply hose, which significantly reduces the effort in terms of energy supply. The valves for switching the consumers are not

nahe des Steuergerätes oder in demselben, sondern am Schweißwerkzeug vorgesehen. Damit lassen sich die Verbraucher am Schweißwerkzeug deutlich schneller steuern als bei bisherigen Bolzenschweißvorrichtungen, bei denen die Signalübertragung von den einige Meter von dem Verbraucher entfernt angeordneten Ventilen zum Verbraucher zeitlich sehr lang war.near the control unit or in the same, but on the welding tool. This means that the consumers on the welding tool can be controlled much more quickly than with previous stud welding devices, where the signal transmission from the valves located a few meters away from the consumer to the consumer took a very long time.

Vorzugsweise hat jeder Verbraucher ein eigenes, ihm zugeordnetes Ventil.Preferably, each consumer has its own valve assigned to it.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings:

Fig. 1 eine schematische Übersicht einer Bolzenschweißvorrichtung mit Steuerung,Fig. 1 a schematic overview of a stud welding device with control,

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Bolzenschweißwerkzeuges in Form eines Schweißkopfes,Fig. 2 is a perspective view of a stud welding tool in the form of a welding head,

Fig. 3 eine Ansicht des vorderen Teiles eines modifizierten Schweißkopfes, der zusätzlich mit einem zustellbaren Stützfuß ausgestattet ist, undFig. 3 is a view of the front part of a modified welding head, which is additionally equipped with an adjustable support foot, and

Fig. 4 eine stilisierte Schnittansicht des vorderen Teiles des Schweißkopfes nach Fig. 3.Fig. 4 is a stylized sectional view of the front part of the welding head according to Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine Bolzenschweißvorrichtung dargestellt, die ein Schweißgerät 3, ein Steuergerät in Form eines Sortierers 5 sowie ein Bolzenschweißwerkzeug 7 aufweist. In Fig. 1 sind verschiedene Formen von Bolzenschweißwerkzeugen 7 dargestellt, nämlich eine Schweißpistole 7 mit automatischer Bolzenzuführung, ein Roboterschweißkopf 7' und ein stationärer Schweißkopf 7". Der Roboterschweißkopf 7' ist beispielsweise an einen Industrieroboter 9 angeflanscht. Mit 11 ist ein Steuerschrank dargestellt. Der Industrieroboter 9 und der Steuerschrank 11 sind nicht Teil der Bolzenschweißvorrichtung. Fig. 1 shows a stud welding device which has a welding device 3, a control device in the form of a sorter 5 and a stud welding tool 7. Fig. 1 shows various forms of stud welding tools 7, namely a welding gun 7 with automatic stud feed, a robot welding head 7' and a stationary welding head 7". The robot welding head 7' is flanged to an industrial robot 9, for example. A control cabinet is shown at 11. The industrial robot 9 and the control cabinet 11 are not part of the stud welding device.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist das Bolzenschweißwerkzeug nur über wenige Leitungen mit dem Sortierer 5 verbunden, nämlich einer Zuführleitung 13, über die zu verschweißende Bolzen zugeführt werden, sowie einen einzigen Druckluftversorgungsschlauch 15, der über den Sortierer 5 an eine Druck-As can be seen from Fig. 1, the stud welding tool is connected to the sorter 5 via only a few lines, namely a feed line 13, through which the studs to be welded are fed, and a single compressed air supply hose 15, which is connected via the sorter 5 to a pressure

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luftquelle angeschlossen ist. Eine Stromverbindung ist zur Vereinfachung nicht dargestellt.air source is connected. A power connection is not shown for simplicity.

In Fig. 2 ist vergrößert der Roboterschweißkopf 7' dargestellt, der einen Anschluß 17 für einen Druckluftversorgungsschlauch 15 aufweist. Der Druckluftversorgungsschlauch 15 ist mit mehreren Kabeln zu einem Schlauch- und Kabelpaket 18 zusammengefaßt.Fig. 2 shows an enlarged view of the robot welding head 7', which has a connection 17 for a compressed air supply hose 15. The compressed air supply hose 15 is combined with several cables to form a hose and cable package 18.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist einer der Druckluftverbraucher dargestellt, nämlich ein pneumatisch zustellbarer und in axialer Richtung verstellbarer Stützfuß 31 in Form eines Kolben-Zylinder-Antriebs. Der Zylinder ist dabei mit 33 und der Kolben mit 35 bezeichnet. Die Kolbenstange 37 mit einem Andrückstück 39 erstrecken sich zum Ende 41 des Schweißkopfes 7'. Ein Ventil 43 ist am Schweißkopf 7' befestigt angeordnet, so daß die Leitungen 45 zu den beiden Arbeitsräumen links und rechts des Kolbens 35 sehr kurz sind und auf Ventilbetätigung hin schnelle Bewegungen im Kolben-Zylinder-Antrieb möglich werden.In the embodiment shown in Fig. 3, one of the compressed air consumers is shown, namely a pneumatically adjustable support foot 31 in the form of a piston-cylinder drive. The cylinder is designated 33 and the piston 35. The piston rod 37 with a pressure piece 39 extends to the end 41 of the welding head 7'. A valve 43 is attached to the welding head 7', so that the lines 45 to the two working spaces to the left and right of the piston 35 are very short and rapid movements in the piston-cylinder drive are possible when the valve is actuated.

Der Stützfuß 31 wird dann in Richtung V verschoben, wenn der Bolzen auf das Werkstück W (siehe Fig. 2) aufgesetzt wird. Es kommt zu einerThe support foot 31 is then moved in direction V when the bolt is placed on the workpiece W (see Fig. 2). This results in a

Berührung des Abstützstückes 39 mit dem Werkstück, so daß anschließend, wenn die sogenannte Schweißachse 47 in Richtung R verfahren wird, sich das Schweißwerkzeug über den Stützfuß am Werkstück abstützen kann und das Werkstück nicht verschoben wird.
25Contact of the support piece 39 with the workpiece, so that subsequently, when the so-called welding axis 47 is moved in direction R, the welding tool can be supported on the workpiece via the support foot and the workpiece is not displaced.
25

Der Stützfuß ist längenverschieblich und kann so der Länge der Bolzen sowie der Geometrie des Werkstückes angepaßt werden. Der Stützfuß muß auch nicht zwingend zugestellt werden, es ist aufgrund dieser Ausbildung des Stützfußes als Kolben-Zylinder-Antrieb auch möglich, ihn nur optional einzusetzen. The support foot is adjustable in length and can therefore be adapted to the length of the bolts and the geometry of the workpiece. The support foot does not necessarily have to be moved; due to the support foot's design as a piston-cylinder drive, it is also possible to use it only optionally.

Der zustellbare Stützfuß ist darüberhinaus nicht auf die Verwendung im Zusammenhang mit nur einem Druckluftversorgungsschlauch und einem am Schweißwerkzeug vorgesehen Ventil beschränkt.
35Furthermore, the adjustable support foot is not limited to use in conjunction with only one compressed air supply hose and one valve provided on the welding tool.
35

Ein weiterer pneumatischer Verbraucher ist in Fig. 4 dargestellt, nämlich ebenfalls ein Kolben-Zylinder-Antrieb 49, der rechtwinklig zur Schweißachse 47 angeordnet ist und bei ausgefahrener Kolbenstange die Schweiß-Another pneumatic consumer is shown in Fig. 4, namely also a piston-cylinder drive 49, which is arranged at right angles to the welding axis 47 and, when the piston rod is extended,

achse 47 klemmen kann. Auch das für diesen Verbraucher vorgesehene Ventil 53 ist am Schweißwerkzeug befestigt.axis 47. The valve 53 intended for this consumer is also attached to the welding tool.

Zwischen dem in Fig. 2 gezeigten Anschluß 17 und den Ventilen 43 und 53 sind Druckluftverteiler vorgesehen (nicht dargestellt).Compressed air distributors (not shown) are provided between the connection 17 shown in Fig. 2 and the valves 43 and 53.

Ein weiterer Verbraucher ist in Fig. 4 dargestellt, nämlich eine sogenannte Luftkühleinrichtung für einen elektrischen Linearantrieb in Form mehrerer Spulen 57, die einen Permanentmagneten 59 im Inneren der Spulen, welcher mit der Schweißachse 47 gekoppelt ist, verschieben. Die Luftkühleinrichtung besteht aus einem Ventil 61, das Druckluft über den Druckluftversorgungsschlauch 15 (in Fig. 4 nicht gezeigt) erhält. Ein zu den Spulen 57 führender Schlauch 63 führt bei entsprechender Schaltung des Ventils 61 die Druckluft, um die Spulen 57 zu kühlen. Das Kühlen erfolgt, wie erwähnt, gesteuert, beispielsweise temperaturgesteuert, d.h., wenn die Spulen 57 oder das Gehäuse 65 eine bestimmter Temperatur überschreiten, wird das Ventil 61 entsprechend geschaltet.Another consumer is shown in Fig. 4, namely a so-called air cooling device for an electric linear drive in the form of several coils 57, which move a permanent magnet 59 inside the coils, which is coupled to the welding axis 47. The air cooling device consists of a valve 61, which receives compressed air via the compressed air supply hose 15 (not shown in Fig. 4). A hose 63 leading to the coils 57 carries the compressed air when the valve 61 is switched accordingly in order to cool the coils 57. As mentioned, the cooling takes place in a controlled manner, for example temperature-controlled, i.e. when the coils 57 or the housing 65 exceed a certain temperature, the valve 61 is switched accordingly.

Eine andere Möglichkeit, die Luftkühleinrichtung zu verwirklichen, besteht darin, sie mit dem Ventil 53 zu steuern, indem vom Ventil 53 eine Leitung 71 zu den Spulen 57 führt. Das Ventil 53 ist wie ein Wechselschalter ausgeführt, d.h., wenn der Kolben-Zylinder-Antrieb 49 die Schweißachse 47 klemmt, strömt keine Druckluft über die Leitung 71 zu den Spulen 57, da diese zu diesem Zeitpunkt auch nur einen geringen Stromfluß oder überhaupt keinen Stromfluß aufweisen. Wird die Klemmung aber aufgehoben, was deshalb erfolgt, weil die Antriebsachse durch den Linearantrieb bewegt werden soll, wird das Ventil 53 entsprechend betätigt, damit der Zylinder des Kolben-Zylinder-Antriebs 49 drucklos ist. Durch dieses Umschalten kann Druckluft über die Leitung 71 zu den Spulen 57 gelangen, so daß diese immer dann gekühlt werden, wenn sie stark stromdurchflossen sind.Another way of implementing the air cooling device is to control it with the valve 53 by having a line 71 lead from the valve 53 to the coils 57. The valve 53 is designed like a changeover switch, i.e. when the piston-cylinder drive 49 clamps the welding axis 47, no compressed air flows through the line 71 to the coils 57, since at this time they only have a small current flow or no current flow at all. However, if the clamp is released, which happens because the drive axis is to be moved by the linear drive, the valve 53 is actuated accordingly so that the cylinder of the piston-cylinder drive 49 is depressurized. This switching allows compressed air to reach the coils 57 via the line 71, so that they are always cooled when there is a high current flowing through them.

Wieder eine andere Möglichkeit der Umsetzung der Luftkühleinrichtung besteht darin, daß aus dem Zylinder des Kolben-Zylinder-Antriebs 49 immer dann Luft in Richtung Spulen 57 abgelassen wird, wenn dieser drucklos geschaltet wird.Yet another possibility for implementing the air cooling device is that air is released from the cylinder of the piston-cylinder drive 49 in the direction of the coils 57 whenever this is depressurized.

Alternativ oder zusätzlich wird die Abluft des Kolben-Zylinder-Antriebs 71 für den Ladestift 73 zur Kühlung verwendet, dessen Arbeitsräume mehr VoIu-Alternatively or additionally, the exhaust air of the piston-cylinder drive 71 is used for cooling the loading pin 73, whose working spaces require more volume.

men aufweisen als die des Antriebs 49. Mit 75 ist das zugehörige Ventil für den Antrieb 71 bezeichnet. Die Abluft beider Antriebe 49,71 kann auch gesammelt und über dieselben Leitungen zu den Spulen 57 geführt werden.than those of the drive 49. The corresponding valve for the drive 71 is designated 75. The exhaust air from both drives 49,71 can also be collected and led to the coils 57 via the same lines.

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Claims

1. Stud welding device, with a welding tool (7; 7';7") which has several pneumatic consumers, characterized in that a single compressed air supply hose (15) is provided which leads to the welding tool and that at least one valve (43; 53; 61; 75) is attached to the welding tool which controls the air supply to the consumers.

2. Stud welding device according to claim 1, characterized in that each consumer has its own valve (43; 53; 61; 75).

3. Stud welding device according to claim 1 or 2, characterized in that a hydraulically adjustable support foot (31) is provided on the welding tool as a consumer, which contact the workpiece in the activated state.

4. Stud welding device according to claim 3, characterized in that the support foot (31) is a piston-cylinder drive adjustable in the axial direction.

5. Stud welding device according to one of the preceding claims, characterized in that an air cooling device for an electric linear drive of the welding axis is provided as a consumer.