DE10230204A1 - Schweißvorrichtung mit Spanneinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Schweißvorrichtung (10) weist eine mindestens ein Spannelement (16) enthaltende Werkstück-Spanneinrichtung (12) auf, wobei das Spannelement (16) als Schweißelement (18) ausgebildet ist. Hierbei ist vorgesehen, dass die Spanneinrichtung (12) eine Kniehebel-Spanneinrichtung (14) ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung mit einer mindestens ein Spannelement enthaltenden Werkstück-Spanneinrichtung, wobei das Spannelement als Schweißelement ausgebildet ist, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Schweißvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Die DE 197 40 239 A1 offenbart einen hydropneumatisch betätigbaren Kraftspanner mit einem pneumatischen Horizontalhub und einem hydro-pneumatischen Vertikalhub. Der Kraftspanner ist mit einem integrierten Schweißkopf versehen zur Durchführung von elektrischen Widerstands-Punktschweißungen beziehungsweise -Buckelschweißungen an Werkstücken, insbesondere an Fahrzeug-Karosserieblechen. Diese bekannte Schweißvorrichtung erlaubt somit das Spannen und Schweißen von Werkstücken in einem einzigen Vorgang. Jedoch weist sie einen konstruktiv verhältnismäßig kompliziert ausgebildeten Spannmechanismus auf, der insbesondere bei einer Schweißvorrichtung mit einer Mehrzahl an entsprechenden Spann-/Schweißelementen besonders aufwendig und somit nachteilig ist.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen konstruktiv relativ einfach ausgebildeten und ansteuerbaren Spannmechanismus aufweist.
• Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spanneinrichtung eine Kniehebel-Spanneinrichtung ist. Eine Kniehebel-Spanneinrichtung ist relativ einfach realisierbar und erlaubt ein sicheres Spannen insbesondere von blechförmigen Werkstücken in einer Schweißvorrichtung. Dabei ist aus der DE 297 01 730 U1 der Einsatz einer Kniehebel-Spanneinrichtung in einer Schweißvorrichtung an sich bekannt, jedoch erfüllt diese Kniehebel-Spanneinrichtung lediglich eine Spannfunktion und nicht zusätzlich beziehungsweise gleichzeitig auch eine Schweißfunktion. Eine erfindungsgemäße multifunktionelle Kniehebel-Spann-/Schweißeinrichtung ist im Vergleich zu traditionellen Spann-/Schweißeinrichtungen aufgrund der zusätzlich erzielbaren, konstruktiv relativ einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung besonders vorteilhaft.
• Die Kniehebel-Spanneinrichtung weist eine Mehrzahl an Spannelementen auf, die voneinander unabhängig ansteuerbar sind. Mittels dieser konstruktiv einfach aufgebauten und variabel aktivierbaren Spanneinrichtung lässt sich eine an die jeweilige Werkstückgeometrie und/oder Werkstücksteifigkeit angepasste Werkstückfixierung und somit auch eine entsprechend flexibel angepasste Werkstückschweißung durchführen. Beispielsweise können die Spannelemente gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten, das heißt nacheinander, zur Werkstückfixierung aktiviert werden, wobei die entsprechende Schweißung gleichzeitig mit dem Spannvorgang oder gegebenenfalls auch zeitverzögert hierzu erfolgen kann.
• Mit Vorteil ist die Kniehebel-Spanneinrichtung mit einem motorischen Antriebsaggregat verbunden. Hierdurch wird eine automatisierte Werkstückfixierung in der Schweißvorrichtung ermöglicht, wobei die Fixierungs- und/oder Schweißabfolge verhältnismäßig einfach an die jeweils zu erfüllenden Fertigungsanforderungen angepasst werden kann.
• Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann mindestens ein Spannelementpaar vorgesehen sein, das zwei zueinander gegenü berliegende und voneinander beabstandete Spannelemente enthält zur Ermöglichung einer Zwischenanordnung mindestens eines zu spannenden und gegebenenfalls gleichzeitig zu schweißenden Werkstücks. Eine derartige Schweißvorrichtung eignet sich besonders zum Spannen und Schweißen eines oder mehrerer Fahrzeug-Karosseriebleche, die mittels einer Mehrzahl an zu- einander geeignet beabstandet angeordneten Spannelementen lagegenau in der Schweißvorrichtung fixiert werden können. Dabei kann das Fixieren des zu schweißenden Blechs unter sukzessiver Aktivierung der Spannelemente in einer Blecherstreckungsrichtung erfolgen.
• Das Schweißelement ist vorzugsweise als elektrischer Widerstandsschweißkopf ausgebildet. Die Schweißvorrichtung kann somit als Heftvorrichtung insbesondere von blechförmigen Werkstücken genutzt werden. Hierzu kann das Spannelement auch ortsfest, das heißt nicht lageverschieblich in der Schweißvorrichtung angeordnet sein, wobei allerdings eine Kniehebelbewegung des Spannelements weiterhin gewährleistet sein muss.
• Mit Vorteil weist das Spannelement ein Werkstück-Auflageelement auf, das eine Werkstück-Auflagefläche enthält und in Bezug auf das gegenüberangeordnete Schweißelement elektrisch entgegengesetzt gepolt ist. Dabei ist die Werkstück-Auflagefläche vorzugsweise im Wesentlichen eben ausgebildet und größer als die Schweißkontaktfläche des Schweißelements. Hierdurch wird eine sichere und lagestabile Positionierung eines oder mehrerer, insbesondere blechförmiger Werkstücke ermöglicht. Ferner ist zur Durchführung einer Punkt- und/oder Buckelschweißung am Werkstück bei Einsatz eines Schweißelements mit elektrischem Widerstandsschweißkopf eine schweißtechnisch stets korrekte Positionierung des Schweißelements beziehungsweise Spannelements gewährleistet, nämlich direkt gegenüber des Werkstück-Auflageelements.
• Die Schweißvorrichtung ist vorzugsweise als Blech-Schweißvorrichtung ausgebildet ist. Hierzu ist die Schweiß vorrichtung mit einer Mehrzahl an voneinander geeignet beabstandeten und gegebenenfalls in Bezug auf die Spannpunkte beziehungsweise Schweißpunkte am Blech lageverstellbaren Spannelementen versehen, die vorteilhaft mittels eines Kniehebel-Spannmechanismus relativ einfach und zuverlässig betätigbar sind.
• Die Schweißvorrichtung weist entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform eine lageverstellbare Spanneinrichtungs-Trägerstruktur auf. Die Lageverstellung kann beispielsweise eine Drehbewegung der Trägerstruktur um eine Achse sein, die mittels eines Antriebsaggregats erzielt werden kann. Hierdurch ist es möglich, eine günstige Positionierung der Schweißvorrichtung zu erzielen, beispielsweise hinsichtlich einer insbesondere automatisierten Werkstückbeschickung.
• Mit Vorteil ist die Schweißvorrichtung mit einer Steuereinrichtung eines Bearbeitungszentrums verbunden. Dabei ist insbesondere der Kniehebelmechanismus der Werkstück-Spanneinrichtung relativ einfach und zuverlässig mittels der Steuereinrichtung ansteuerbar.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
• Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 eine perspektivische Gesamtansicht auf eine erfindungsgemäße Schweißvorrichtung;
• 2 eine Seitenansicht auf eine Spanneinheit der Schweißvorrichtung der 1 in vergrößertem Maßstab,
• 3 eine perspektivische Hinteransicht auf die Spanneinheit der 2.
• Die 1 bis 3 zeigen in schematischen Darstellungen eine Schweißvorrichtung 10, die eine Werkstück-Spanneinrichtung 12 mit einer Mehrzahl an Spannelementen 16 aufweist zur Fixierung eines oder mehrerer Werkstücke, insbesondere von Fahrzeug-Karosserieblechen (nicht in den Figuren dargestellt). Dabei ist jedes der Spannelemente 16 als Schweißelement 18 ausgebildet. Somit erfüllt die Werkstück-Spanneinrichtung 12 mittels eines jeweiligen Spannelements 16 sowohl eine Spannfunktion als auch eine Schweißfunktion. Die Spanneinrichtung 12 ist vorteilhaft als Kniehebel-Spanneinrichtung 14 ausgebildet. Hierzu weist jedes Spannelement 16 einen Kniehebelmechanismus 30 auf, der an sich bekannt ist, so dass diesbezüglich auf eine eingehendere Beschreibung verzichtet wird. Die Spannelemente 16 beziehungsweise Schweißelemente 18 sind mittels einer Steuereinheit (nicht in den Figuren dargestellt) voneinander unabhängig ansteuerbar. Dabei kann ein jeweiliges Spannelement 16 und somit auch Schweißelement 18 entsprechend Doppelpfeil 32 geschwenkt werden, indem ein Hebel 36 des Kniehebelmechanismus 30 in eine geeignete Drehbewegung um die Achse 34 versetzt wird (siehe 2).
• Die Werkstück-Spanneinrichtung 12 enthält eine Mehrzahl an Spannelementpaaren 22, die jeweils zwei zueinander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Spannelemente 16 enthalten. Somit können ein oder mehrere Werkstücke (zum Beispiel Karosseriebleche) in der Schweißvorrichtung 10 zwischen den gegenüberliegenden Spannelementen 16 angeordnet und sicher fixiert werden. Gegebenenfalls können die Werkstücke auch während des Spannvorgangs geschweißt werden, da das jeweilige Spannelement 16 gleichzeitig auch die Funktion eines Schweißelements 18 ausübt. Dies ist deshalb möglich, weil die Spannelemente 18 jeweils einen elektrischen Widerstands- schweißkopf aufweisen unter Ausbildung eines entsprechenden Schweißelements 18.
• Die Spannelemente 16 weisen jeweils ein Werkstück-Auflageelement 24 auf, das eine im Wesentlichen eben ausgebildete Werkstück-Auflagefläche 26 enthält und in Bezug auf das gegenüberangeordnete Schweißelement 18 elektrisch entgegengesetzt gepolt ist. Die Werkstück-Auflagefläche 24 ist größer als die Schweißkontaktfläche des Schweißelements 18 beziehungsweise des Widerstandsschweißkopfs. Eine derartig ausgebildete Schweißvorrichtung 10 eignet sich besonders zum Anbringen von Heftschweißungen in Form von Schweißpunkten an einem blechförmigen Werkstück. Hierzu sind die Spannelemente 16 vorzugsweise umfangsförmig in einem Randbereich eines zwischenangeordneten Werkstücks beziehungsweise Blechs (nicht in den Figuren dargestellt). positioniert.
• Die Schweißvorrichtung 10 enthält eine mittels eines motorischen Antriebsaggregats.20 lageverstellbare Spanneinrichtungs-Trägerstruktur 28. Auch die Kniehebel-Spanneinrichtung 14 ist zur Betätigung des Kniehebelmechanismus 30 mit dem Antriebsaggregat 20 verbunden. Ferner kann die Schweißvorrichtung 10 mit einer zentralen Steuereinrichtung zum Beispiel eines Bearbeitungszentrums verbunden sein.

Claims (10)

1. Schweißvorrichtung (10) mit einer mindestens ein Spannelement (16) enthaltenden Werkstück-Spanneinrichtung (12), wobei das Spannelement (16) als Schweißelement (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (12) eine Kniehebel-Spanneinrichtung (14) ist.
2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebel-Spanneinrichtung (14) eine Mehrzahl an Spannelementen (16) enthält, die voneinander unabhängig ansteuerbar sind.
3. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebel-Spanneinrichtung (14) mit einem motorischen Antriebsaggregat (20) verbunden ist.
4. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannelementpaar (22) vorgesehen ist, das zwei zueinander gegenüberliegende und voneinander beabstandete Spannelemente (16) enthält zur Ermöglichung einer Zwischenanordnung mindestens eines zu spannenden und gegebenenfalls gleichzeitig zu schweißenden Werkstücks.
5. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißelement (18) als elektrischer Widerstandsschweißkopf ausgebildet ist.
6. Schweißvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (16) ein Werkstück-Auflageelement (24) aufweist, das eine Werkstück-Auflagefläche (26) ent hält und in Bezug auf das gegenüberangeordnete Schweißelement (18) elektrisch entgegengesetzt gepolt ist.
7. Schweißvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Auflagefläche (24) im Wesentlichen eben ausgebildet ist und größer als die Schweißkontaktfläche des Schweißelements (18).
8. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Blech-Schweißvorrichtung ausgebildet ist.
9. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine lageverstellbare Spanneinrichtungs-Trägerstruktur (28) aufweist.
10. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Steuereinrichtung eines Bearbeitungszentrums verbunden ist.