DE3530529A1

DE3530529A1 - Stud welding apparatus

Info

Publication number: DE3530529A1
Application number: DE19853530529
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Hellwig; Axel Dipl Ing Tillmann
Original assignee: Koester and Co GmbH
Current assignee: Koester and Co GmbH
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3530529C2

Abstract

A stud welding apparatus for automatic work has an electric drive for conveying the stud into the stud holder. When the stud strikes the bottom, a sequence controller detects the rise in the current and sets in motion the stroke and welding operation in a time-controlled manner, after which the parts are returned automatically to their position of rest. The apparatus can process studs of different lengths without conversion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bolzenschweißgerät mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Ein solches Gerät ist aus der EP-OS 0 058 255 bekannt. Bei diesem Gerät wird eine Anpassung an unterschiedliche Bolzenlängen durch Auswechseln einer Zwischenhülse vorgenommen.The invention relates to a stud welding device those mentioned in the preamble of claim 1 Characteristics. Such a device is from EP-OS 0 058 255 known. With this device an adaptation to different bolt lengths by changing one Intermediate sleeve made.

Bei einem Bolzenschweißgerät anderer Gattung (DE-OS 32 18 886) fällt ein Bolzen durch eine geöff nete Spannvorrichtung bis zu einem Anschlag, wonach der Bolzen gespannt wird und der Anschlag für den Schweißvorgang seitlich wegbewegt werden kann. Da durch wird das Anschweißen unterschiedlich langer Bolzen ohne Umrüsten ermöglicht.For a stud welding machine of another type (DE-OS 32 18 886) a bolt falls through an open Nete clamping device up to a stop, after which the bolt is tightened and the stop for the Welding process can be moved sideways. There the welding process will be of different lengths Allows bolts without retooling.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bolzenschweiß gerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 defi nierten Gattung zu schaffen, das einen halb- oder vollautomatischen Arbeitsablauf auch bei wechselnder Bolzenlänge ermöglicht.The object of the invention is a stud welding device defi in the preamble of claim 1 ned genus to create a half or fully automatic workflow even with changing Bolt length allows.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche definieren vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Konzepts. The solution provided according to the invention of this Task results from the characteristic features of claim 1; define the subclaims advantageous embodiments of this concept.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachste hend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die - weitgehend schematisiert - einen Axialschnitt des Geräts darstellt.A preferred embodiment will be next hend with reference to the accompanying drawing explained in more detail, which - largely schematized - represents an axial section of the device.

Ein pistolenartig gestaltetes Gehäuse 10 läßt sich mit einem Stützrohr 12 auf das mit Masse verbundene Basismaterial aufsetzen, auf das ein Bolzen aufzu schweißen ist. Im Innern des Stützrohrs 12 befindet sich ein Bolzenhalter 14 in Form einer Spannzange, die beim Durchschieben eines Bolzens auffedern kann, jedoch straff genug an dem Bolzen anliegt, um den Schweißstrom überzuleiten. Der Bolzenhalter sitzt vorzugsweise auswechselbar, um eine Anpassung an un terschiedliche Bolzenkaliber zu ermöglichen, in einer als Einführkammer dienenden Hülse 16. Die Hülse 16 weist eine seitliche Öffnung 18 auf, durch die hin durch ein Bolzen über einen Zufuhrkanal 20 einführbar ist; das Einführen kann manuell (halbautomatischer Betrieb) oder mittels einer nicht dargestellten Ver einzelungsvorrichtung (vollautomatischer Betrieb) erfolgen.A pistol-like housing 10 can be placed with a support tube 12 on the ground material connected to the ground, on which a bolt is to be welded. In the interior of the support tube 12 there is a stud holder 14 in the form of a collet which can spring open when a stud is pushed through, but lies tight enough against the stud to transfer the welding current. The bolt holder is preferably interchangeable, in order to allow adaptation to un different bolt calibers, in a sleeve 16 serving as an insertion chamber. The sleeve 16 has a lateral opening 18 through which a pin can be inserted via a feed channel 20 ; the insertion can be done manually (semi-automatic operation) or by means of a not shown single device (fully automatic operation).

Die Hülse 16 sitzt auf einer Muffe 22 aus Iso liermaterial und ist über ein flexibles Verbindungs stück 24 an ein Schweißstromkabel 26 angeschlossen. Die Muffe 22 ist mit einem Kolben 28 verbunden, der gegen die Kraft einer Druckfeder 30 im Gehäuse 10 axial verlagerbar ist.The sleeve 16 sits on a sleeve 22 made of insulating material and is connected via a flexible connecting piece 24 to a welding current cable 26 . The sleeve 22 is connected to a piston 28 which is axially displaceable in the housing 10 against the force of a compression spring 30 .

In dem Kolben 28 ist gleitbeweglich ein Positio nierstift 32 geführt, der koaxial zu dem Bolzenhalter angeordnet ist und dazu dient, einen in der Einführ kammer befindlichen Bolzen in den Bolzenhalter 14 zu schieben. Hierfür weist der Positionierstift 32 über einen großen Teil seiner Länge Innengewinde auf, in dem sich eine Schraubspindel 34 befindet, die mit der Welle eines Elektromotors 36 gekuppelt ist. Zwischen der Muffe 22 und der Druckfeder 30 nimmt das Gehäuse 10 noch eine Solenoidspule 38 auf, die gemeinsam mit dem Kolben 28 einen Hubmagneten bildet. Motor 36, Spule 38, ein (nicht dargestellter) Schweißstromschalter sowie ein Auslöseschal ter 40 sind mit einer ebenfalls nicht dargestellten Steuer anordnung verbunden, die vorzugsweise mit einem Mikropro zessor bestückt ist und für den nachstehend geschilderten Arbeitsablauf programmiert wird:In the piston 28 , a positioning pin 32 is slidably guided, which is arranged coaxially with the pin holder and serves to push a pin located in the insertion chamber into the pin holder 14 . For this purpose, the positioning pin 32 has an internal thread over a large part of its length, in which there is a screw spindle 34 which is coupled to the shaft of an electric motor 36 . Between the sleeve 22 and the compression spring 30 , the housing 10 also receives a solenoid coil 38 , which together with the piston 28 forms a solenoid. Motor 36 , coil 38 , a welding current switch (not shown) and a trigger switch 40 are connected to a control arrangement, also not shown, which is preferably equipped with a microprocessor and is programmed for the workflow described below:

Nach Aufsetzen des Stützrohrs 12 an einer gewünschten Position und Einsetzen eines Bolzens in die Einführkammer über Kanal 20 kann der Schalter 40 betätigt werden. Darauf hin legt die Steueranordnung eine Niederspannung von wenigen Volt an die Einführkammer und danach setzt die Steueranord nung den Motor 36 mit einer Drehrichtung in Betrieb, bei der der Positionierstift 32, der natürlich gegen Drehung ge sichert ist, in Richtung des Bolzenhalters 14 verlagert wird. Sein freies Ende stößt dabei auf den Bolzen und schiebt diesen in den Bolzenhalter, bis der Bolzen auf dem Basisma terial aufstößt. Da die Spindel 34 über eine Schiebeführung 42 mit der Welle des Motors 36 gekuppelt ist und außerdem im Kolben 28 gelagert und abgestützt ist, kann der Motor 36 auch nach Aufsitzen des Bolzens weiterlaufen, wobei die Spindel 34 den Kolben 28, dieser die Muffe 22, diese die Hülse 16 und diese schließlich den Bolzenhalter 14 mitneh men, wobei die Druckfeder 30 komprimiert wird.After placing the support tube 12 at a desired position and inserting a bolt into the insertion chamber via channel 20 , the switch 40 can be actuated. Thereupon, the control arrangement applies a low voltage of a few volts to the insertion chamber and then the control arrangement sets the motor 36 into operation with a direction of rotation in which the positioning pin 32 , which is of course secured against rotation, is displaced in the direction of the bolt holder 14 . Its free end hits the bolt and pushes it into the bolt holder until the bolt strikes the base material. Since the spindle 34 is coupled to the shaft of the motor 36 via a sliding guide 42 and is also supported and supported in the piston 28 , the motor 36 can continue to run even after the bolt has been seated on, the spindle 34 the piston 28 , this the sleeve 22 , this take the sleeve 16 and this finally the bolt holder 14 men, the compression spring 30 is compressed.

Bei Auftreffen des Bolzens auf das an Masse liegende Ba sismaterial wird die Niederspannung kurgeschlossen, und dies wird von der Steueranordnung erfaßt und als Startsignal für ein festgelegtes Zeitintervall benutzt, an dessen Ende der Motor 36 ausgeschaltet wird. Dieses Zeitintervall wird so festgelegt, daß die Bauteile 14, 16, 22, 28, 34 einen vor bestimmten Hub gegen die Kraft der Feder 30 entsprechend der axialen Erstreckung der Zündspitze des Bolzens zurücklegen, die beim Schweißen verdampft. When the bolt hits the grounded base material, the low voltage is closed and this is detected by the control arrangement and used as a start signal for a fixed time interval, at the end of which the motor 36 is switched off. This time interval is determined so that the components 14 , 16 , 22 , 28 , 34 cover a predetermined stroke against the force of the spring 30 in accordance with the axial extension of the ignition tip of the bolt, which evaporates during welding.

Nach Ablauf dieses ersten Zeitintervalls wird die Spule 38 an Spannung gelegt, so daß der Kolben 28 und alle mit ihm verbundenen Teile unter weiterer Kompression der Feder 30 sich in Richtung des Motors 36 bewegt. Dabei ist zu beach ten, daß - da der Motor stillsteht und folglich keine re lative Verlagerung zwischen Spindel und Positionierstift möglich ist - auch der Stift und damit auch der Bolzen sich vom Basismaterial wegbewegen. Nach einem weiteren vorgegebe nen Zeitintervall wird die Spule abgeschaltet und der Schweiß stromkreis wird geschlossen. Die Feder 30 beschleunigt nun den Kolben und die mit ihm verbundenen Teile in Richtung auf das Basismaterial, und sobald der Bolzen auftrifft, fließt der Schweißstrom. Nach Beendigung des Schweißvorganges wird der Motor 36 in umgekehrter Drehrichtung betrieben, bis ein deutlicher, von der Steueranordnung erkannter Motorstroman stieg anzeigt, daß der Positionierstift wieder seine Aus gangslage erreicht hat und der Motor auszuschalten ist. Da mit ist das Gerät für den nächsten Schweißvorgang vorberei tet.After this first time interval has elapsed, the coil 38 is energized so that the piston 28 and all parts connected to it move with further compression of the spring 30 in the direction of the motor 36 . It should be noted that - since the motor is at a standstill and consequently no relative displacement between the spindle and the positioning pin is possible - the pin and thus also the bolt move away from the base material. After a further specified time interval, the coil is switched off and the welding circuit is closed. The spring 30 now accelerates the piston and the parts connected to it towards the base material, and as soon as the bolt hits, the welding current flows. After completion of the welding process, the motor 36 is operated in the reverse direction of rotation until a clear motor current detected by the control arrangement rose indicates that the positioning pin has reached its starting position again and the motor is to be switched off. This means that the device is ready for the next welding process.

Die Feder 30 ist im Gehäuse an einem Lagerrohr 44 abge stützt, in dem auch der Kolben 28 geführt ist. Spindel und Positionierstift können gegenüber dem Kolben durch Endla gendämpfer abgestützt sein, um ein Verklemmen der Spindel im Positionierstift zu verhindern.The spring 30 is supported abge in the housing on a bearing tube 44 , in which the piston 28 is guided. Spindle and positioning pin can be supported against the piston by end dampers to prevent the spindle from jamming in the positioning pin.

Wenn einmal kein Bolzen in die Einführkammer gelangt ist, wird bei Betätigen der Auslösung der Positionierstift schließlich selbst auf einen Anschlag auftreffen. Dies führt zu einem starken Anstieg der Motorbelastung, die sich als Motorüberstrom bemerkbar macht. Bei dieser Drehrichtung des Motors jedoch reagiert die Steueranordnung mit einer Drehrichtungsumkehr, so daß das Gerät auf den nächsten Ar beitsgang vorbereitet wird.If no bolt ever gets into the insertion chamber, becomes the positioning pin when the trigger is actuated eventually hit a stop yourself. This leads to a sharp increase in engine load, which increases as motor overcurrent. With this direction of rotation of the engine, however, the control arrangement responds with a Reversal of direction of rotation so that the device on the next ar preparation is prepared.

Claims

1.Bolt welding device with a stud holder into which a stud to be welded onto a workpiece can be inserted from an insertion chamber by means of a positioning pin coaxial with the stud holder, and with a lifting magnet arrangement for lifting the stud holder with the stud from a workpiece against the force of a compression spring, thereby characterized in that the positioning pin ( 32 ) can be driven by an electric motor ( 36 ), that the bolt holder is connected to a low voltage, and that a control arrangement is provided which is designed for the detection of the low voltage short circuit when the bolt strikes the workpiece lying on the ground is and a corresponding start signal for the sequence of further operations, he testifies.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control arrangement is designed as a time control arrangement.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized net that the control arrangement comprises a microprocessor.

4. Apparatus according to claim 1, characterized by a screw gear ( 32 , 34 ) between the motor ( 36 ) and positioning pin.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the helical gear comprises a motor ( 36 ) driven, supported in the armature ( 28 ) of the lifting magnet spindle ( 34 ), the threaded portion of which is in active engagement with a counter thread of the positioning pin ( 32 ).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the spindle ( 34 ) with the motor ( 36 ) is rotatably coupled, but axially displaceable.

7. Apparatus according to claim 2 and claim 6, characterized in that the timing arrangement is programmed for the following workflow:

- After switching on the device, the motor runs with the pin being advanced through the positioning pin until the current increase is detected,
- The start signal triggers a fixed time interval during which the motor continues to rotate in the same direction and causes the anchor and the bolt holder connected to it to advance against the compression spring,
- the solenoid is excited by further lifting the armature with the bolt holder and bolt,
- the solenoid is de-energized and the welding circuit is closed,
- After completion of the welding process, the motor is operated in the opposite direction by pulling back the positioning pin into the starting position.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the control arrangement one for overcurrent of the motor responsive circuit to detect the end position of the positioning pin.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that in the event of motor overcurrent due to the position being hit the direction of rotation of the motor is reversed.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that in the event of motor overcurrent as a result of reaching the starting position the engine is stopped.