DE3530529C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bolzenschweißgerät mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Ein derartiges Gerät ist aus der US-PS 37 92 223 bekannt; zwar wird dort primär ein pneuma­ tisch arbeitendes Gerät beschrieben, doch ist auch die Möglichkeit des elektrischen Antriebs des Positionierstiftes erwähnt.

Für die Ablaufsteuerung eines solchen Geräts wird zumindest ein Startsignal benötigt. Hier könnte man auf die Lehre der US-PS 41 17 298 zurückgreifen, wonach die Steuerschaltung einen mit Niederspan­ nung betriebenen Kurzschlußdetektor aufweist. Damit lassen sich aber nicht alle lageabhängigen Steuersignale gewinnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgleiche Gerät dahingehend weiterzubilden, daß die lageabhängigen Steuersignale für die Ab­ laufsteuerung in einfacher und preisgünstiger Weise abgeleitet wer­ den können.

Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, während die Unter­ ansprüche zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Konzepts definieren; es ist darauf hinzuweisen, daß die Gegenstände der letzteren teilweise an sich bekannt sind, nämlich aus der bereits genannten US-PS 41 17 298 bzw. der DE-PS 32 15 453.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachste­ hend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die - weitgehend schematisiert - einen Axialschnitt des Geräts darstellt.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (6)

1. Bolzenschweißgerät mit einem Bolzenhalter, in den ein auf ein Werkstück aufzuschweißender Bolzen aus einer Einführkammer mittels eines zum Bolzenhalter koaxialen, elektromotorisch antreibbaren Positionierstift einschiebbar ist, mit einer Hubmagnetanordnung zum Abheben des Bolzenhal­ ters mit dem Bolzen von einem Werkstück gegen die Kraft der Druckfeder und mit einer Steueranordnung für die Ablaufsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schraubgetriebe (32, 34) zwischen Motor (36) und Positionierstift vorgesehen ist, das eine vom Motor (36) angetriebene, im Anker (28) des Hubmagneten abgestützte Spindel (34) umfaßt, deren Gewindeabschnitt in Wirkeingriff mit einem Gegengewinde des Positionierstifts (32) steht, daß die Spindel (34) mit dem Motor (36) drehfest, jedoch axialverschieblich gekuppelt ist, und daß die Steueranordnung einen auf Überstrom des Motors ansprechenden Schaltkreis zum Erkennen der Endlage des Positionierstifts aufweist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Motorüber­ strom infolge Auftreffens des Positionierstifts auf einen Anschlag die Motordrehrichtung umgekehrt wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Motorüber­ strom infolge Erreichens der Ausgangslage der Motor stillgesetzt wird.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueran­ ordnung als Zeitsteueranordnung ausgebildet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung einen Mikroprozessor umfaßt.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuer­ anordnung für den nachstehenden Arbeitsablauf programmiert ist:

• - nach Einschalten des Geräts läuft der Motor unter Vorschub des Bolzens durch den Positionierstift bis zur Erkennung des Auf­ sitzens des Bolzens,
• - ein Startsignal löst ein festes Zeitintervall aus, während wel­ chem der Motor mit gleichem Drehsinn weiterläuft und einen Vor­ hub des Ankers und des mit ihm verbundenen Bolzenhalters gegen die Druckfeder bewirkt,
• - der Hubmagnet wird erregt unter weiterem Abheben des Ankers mit Bolzenhalter und Bolzen,
• - der Hubmagnet wird entregt und der Schweißstromkreis wird ge­ schlossen,
• - nach Beendigung des Schweißvorgangs wird der Motor in Gegen­ richtung betrieben unter Zurückziehen des Positionierstifts in die Ausgangslage.