DE69703376T2 - Punktschweisselektroden-Fräswerkzeug mit automatischer Späneableitung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen abnehmbaren Schleifkopf zum Abschleifen der Elektroden von feststehenden oder von Robotern getragenen Widerstandspunktschweißgeräten.
• Insbesondere betrifft sie einen Schleifkopf mit einer steuerbaren Schnittgeschwindigkeit und einem hohen Spanausstoßvermögen.
• Es ist allgemein bekannt, daß bereits, insbesondere in der am 8. September 1995 im Namen der Anmelderinnen eingereichten Patentanmeldung Nr. 95 10645 oder im Patent DE 8816 328 U, ein Schleifkopf vorgeschlagen wurde, der einen im wesentlichen zylindrischen Körper aufweist, welcher abnehmbar in einen Werkzeughaltekranz montiert wird, der mit einem Getriebemotor oder einer Freilaufvorrichtung verbunden ist, der (die) einem Betätigungshebel zugeordnet ist.
• Dieser zylindrische Körper weist eine konkave radiale Fläche in Form einer Mulde auf, in die mindestens eine prismenförmige, axial durchlaufende Wölbung in Form eines Kreissektors mündet.
• Der Schleifkopf umfaßt zudem mindestens eine abnehmbare Schneidklinge, die so ausgebildet ist, daß sie gegen eine radiale Fläche der prismenförmigen Wölbung anliegt und an dieser befestigt wird.
• Diese Klinge weist eine Schneidkante auf, die relativ zur Wölbung vorsteht und deren Form dem Profil des Ansatzstückes entspricht, das man abschleifen möchte.
• Selbstverständlich kann der Schleifkopf, wenn er zur Durchführung eines Abschleifens der Elektroden in situ (ohne deren Demontage) vorgesehen ist, doppelt ausgeführt sein, um gleichzeitig die beiden koaxialen Elektroden ein- und derselben Zange zu behandeln. In diesem Fall weisen die beiden radialen Flächen des Körpers zwei koaxiale, relativ zu einer Symmetriemittelebene symmetrische Hohlräume auf. Die Klinge weist ihrerseits zwei Schneidkanten auf, die relativ zu dieser Ebene im wesentlichen symmetrisch verlaufen.
• Es zeigt sich, daß diese Lösung, die eine genaue Steuerung der Schnittiefe und der bei jeder Drehung abgehobenen Materialmenge erlaubt, jedoch den Nachteil aufweist, daß sie zum Verstopfen neigt.
• Tatsächlich sammeln sich die durch die Schneidkanten im Laufe eines Schleifvorgangs gebildeten Späne im Volumen der prismenförmigen Wölbung an, der während des Schleifens durch die Elektroden verschlossen wird. Diese Späne füllen schließlich die prismenförmige Wölbung aus und werden darin so eingeklemmt, daß am Ende des Schleifvorgangs häufig ein manuelles Eingreifen zum Entfernen der Späne erforderlich wird.
• Ferner besteht ein weiterer Nachteil dieser Lösung darin, daß die Schneidklinge nur an einer ihrer Hauptflächen in Anlage gehalten wird und somit Vibrationsphänomenen ausgesetzt wird, die Ungenauigkeiten und sogar einen frühzeitigen Verschleiß des Kopfes erzeugen.
• Ziel der Erfindung ist es daher insbesondere, diese Nachteile zu beseitigen.
• Zu diesem Zweck schlägt sie einen Schleifkopf vor, dessen Körper folgendes aufweist:
• - mindestens eine radiale Hauptfläche, die eine Wölbung in Form einer Mulde aufweist, die im wesentlichen komplementär zu derjenigen des Ansatzstückes ist, das man abschleifen möchte;
• - einen radialen Schlitz, der in die Wölbung einmündet und zur Aufnahme einer Schneidklinge mit einer im wesentichen komplementären Form bestimmt ist, deren Kante in einem vorbestimmten Abstand von der Wand der Hohlraums verläuft;
• - von der Klinge im Schlitz abnehmbare Blockiermittel, wie im Patent DE 88 16 328 U beschrieben; dadurch gekennzeichnet, daß:
• - die radiale Fläche an einem Kreissektor benachbart dem Schlitz eine konkave Vertiefung aufweist, die in einer axialen Ebene ein gekrümmtes Profil aufweist, dessen Tiefe von der Mitte des Körpers aus zunimmt, dann abnimmt, um an der zylindrischen Wand des Körpers einen minimalen Wert zu erreichen, wobei diese Vertiefung dazu dient, die Späne aufzunehmen und zu kanalisieren, die durch die Klinge erzeugt werden, um sie im wesentlichen an der radialen Fläche des Körpers radial nach außen abzuführen.
• Vorteilhafterweise kann der Körper zwei einander axial gegenüberliegende radiale Schlitze aufweisen. In diesem Falle können die benachbarten axialen Ränder der beiden Klingen, die jeweils in die beiden Schlitze eingreifen, in ihren Mittelteilen zwei entsprechende halbzylindrische Kerben aufweisen, die einander zugewandt sind, um einen zylindrischen Durchgang zu begrenzen, in den ein Befestigungskeil eingreifen kann, der durch eine in dem Körper ausgebildete Radialurchgangsbohrung läuft.
• So erhält man eine äußerst einfache und dennoch sehr wirksame, lösbare Befestigung der Klingen.
• Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung als nicht einschränkendes Beispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Gerätes zum Abschleifen von Punktschweißelektroden;
• Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht eines Doppelschleifkopfes, der in dem in Fig. 1 dargestellten Gerät einsetzbar ist;
• Fig. 3 eine Ansicht der oberen Fläche des in Fig. 2 gezeigten Schleifkopfes;
• Fig. 4 einen Teilachsschnitt, der in größerem Maßstab das Profil der konkaven Vertiefung, die zum Auswerfen der Späne dient, und das der Schneidkante der beiden Klingen zeigt;
• Fig. 5 einen Schnitt durch den Schleifkopf, der das Prinzip der Befestigung der Klingen veranschaulicht.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel besteht das Schleifgerät aus einem pneumatischen Getriebemotor 1, wobei ein (nicht gezeigtes) Abtriebsritzel desselben in einen gezackten Werkzeughaltekranz 2 eingreift, der verdrehbar in einem Parallelepipedgehäuse 3 montiert ist, das den Körper des Getriebemotors 1 axial verlängert.
• Die beiden einander gegenüberliegenden Hauptflächen 4, 5 des Gehäuses 3 sind mit zwei kreisförmigen Öffnungen versehen, die koaxial zum gezackten Kranz 2 angeordnet sind und einen Durchmesser aufweisen, der im wesentlichen gleich dem mittleren Durchmesser des letzteren ist.
• Das Gehäuse 3 wird somit von einer Seite zur anderen von einem zylindrischen Durchgang 6 durchquert, der im wesentlichen von der Innenfläche des Kranzes 2 begrenzt wird, mit dem ein Doppelschleifkopf, z. B. der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Art, in Eingriff treten und an diesem befestigt werden kann.
• Dieses Schleifgerät kann auf einem unbeweglichen oder einem beweglichen Träger montiert sein.
• Es dient zum gleichzeitigen Abschleifen der beiden Elektroden 7, 8 einer Schweißzange (die mit der gestrichelten Linie 9 schematisch dargestellt ist). Zu diesem Zweck werden die Elektroden 7, 8 der (geöffneten) Schweißzange zu beiden Seiten des Werkzeughaltekranzes 2 koaxial herangeführt. Das durch die Zange erfolgte Einspannen bewirkt anschließend den Eingriff der Elektroden 7, 8 im Kontakt mit den beiden Schneidprofilen des Schleifkopfes (der gewissermaßen zwischen den beiden Elektroden eingeklemmt wird).
• Die durch den Getriebemotor 1 erzeugte Drehbewegung des Werkzeughaltekranzes 2 und damit des Schleifkopfes bewirkt anschließend das gleichzeitige Abschleifen der beiden Elektroden 7, 8. Die Dicke des abgehobenen Metalls kann durch eine Vorrichtung, welche die Drehzahl, die Klemmkraft der Schweißzange und/oder die Drehgeschwindigkeit des Schleifkopfes berücksichtigt, vorab bestimmt werden.
• Der in Fig. 2 gezeigte Schleifkopf 10 weist einen z. B. aus Stahl bestehenden zylindrischen Körper 11 auf, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Kranzes 2 entspricht, mit dem er in Eingriff tritt.
• Die lösbare Befestigung des Kopfes 10 am Kranz wird hier einerseits durch formschlüssige Kupplungen 12, die auf einer der kreisförmigen Einfassungen des Körpers 11 vorgesehen sind und die in im wesentlichen komplementäre Ausbildungen des Kranzes 2 eingreifen, und andererseits durch einen Sicherungsbügel erreicht, der in eine kreisförmige Auskehlung 13 eingreift, die benachbart zur anderen kreisförmigen Einfassung des Körpers 11 vorgesehen ist.
• Die obere Fläche 14 und die untere Fläche 15 des Kopfes 10 weisen jeweils eine Wölbung in Form einer Mulde auf, deren Profil dem eines Ansatzstückes einer Schweißelektrode 7 oder 8 aus Fig. 1 entspricht.
• Diese Wölbung weist einen flachen kreisförmigen Boden 16 auf, der durch eine Kehle 17 mit einem gekrümmten Profil und dann durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 verlängert ist, der sich bis zur Fläche 14, 15 erstreckt, die dabei die Form eines Kranzes 19 aufweist.
• Der Schleifkopf 10 weist ferner zwei axial durchgängige Schlitze 20, 21 mit rechteckigem Querschnitt auf, die relativ zur Achse des Kopfes einander diametral gegenüberliegen. Diese beiden Schlitze 20, 21, die in die beiden Wölbungen einmünden, erstrecken sich von der Mittelachse des Kopfes weg radial über eine Strecke, die kleiner als der Radius des Kopfes (bis zum Kranz 19) ist.
• In jeden dieser Schlitze 20, 21 greift eine Klinge 22, 23 mit komplementärem Querschnitt ein, die zwei Schneidkanten 24, 25 aufweist, deren Form einem Halbprofil des Ansatzstückes der Elektrode entspricht, die man abschleifen möchte, wobei diese beiden Kanten 24, 25 jeweils in einem vorbestimmten Abstand relativ zur Wand der Wölbungen vorspringen.
• Hinsichtlich ihrer Blockierung weisen die axialen Ränder der beiden Klingen in ihren Mittelteilen zwei einander zugewandte, halbzylindrische Kerben 26, 27 auf, die einen zylindrischen Durchgang begrenzen, der senkrecht zu einer im Körper 11 ausgebildeten koaxialen Radialdurchgangsbohrung 28 angeordnet ist. Die Blockierung wird dabei durch einen Vorsteckstift 29 gewährleistet, der durch die Bohrung läuft und den Durchgang durchquert. Es handelt sich dabei um eine besonders einfache, kostengünstige und leicht lösbare Art der Blockierung.
• Durch diese Anordnungen werden die Klingen 22, 23 mit Präzision (an vier Seiten) in den rechteckigen Schlitzen 20, 21 gehalten und durch den Vorsteckstift 29 axial blockiert.
• Sie unterliegen daher keinen Vibrationen, und die erreichte Präzision ist verbessert.
• Erfindungsgemäß ist jede der konkaven Hauptflächen des Schleifkopfes in einem nahe den beiden Klingen gelegenen Bereich mit zwei entsprechenden konkaven Vertiefungen 30, 31 versehen, die in einer radialen Ebene einen Querschnitt in Form eines Kreissektors aufweisen, der sich von der Mittelachse des Kopfes weg erstreckt, um in seiner zylindrischen Wand auszulaufen. Diese beiden Vertiefungen bilden eine Kerbe in den Kränzen 19, die diesen jeweils benachbart angeordnet sind.
• Wie in Fig. 4 zu sehen, ist jede der Vertiefungen blind (nicht durchgängig) und weist in der Axialebene ein gekrümmtes Profil auf, dessen Tiefe relativ zur Hauptfläche von der Mitte des Körpers (wo sie sich auf der Höhe des Bodens der Wölbung befindet) aus zunimmt und dann nach dem Passieren eines Maximums anschließend zur zylindrischen Wand des Körpers hin abnimmt. Bei diesem Beispiel mündet sie etwas unterhalb des Kranzes in die zylindrische Wand des Körpers ein.
• Vorteilhafterweise kann die der Schneidklinge gegenüberliegende radiale Einfassung der Vertiefung eine gekrümmte Form aufweisen.
• Durch diese Anordnungen treten die durch die Schneidkanten 24, 25 der Klingen 22, 23 gebildeten Späne in Eingriff mit den konkaven Vertiefungen 30, 31 und werden unter der gemeinsamen Wirkung der Zentrifugalkraft und der Wände der Vertiefungen 30, 31 durch eine Öffnung, die während des Abschleifens zwischen der Elektrode und dem Werkzeughaltekranz des Schleifgerätes freigeblieben ist, radial entfernt. Diese Lösung gestattet es, jegliches Verstopfungsphänomen und somit jede durch eine solche Verstopfung bedingte Ungenauigkeit des Abschleifens zu vermeiden.

Claims (4)

1. Abnehmbarer Schleifkopf (10) für ein Gerät, das zum Abschleifen der Elektroden (7, 8) von Punktschweißgeräten (9) im Hinblick auf deren Wiederverwendung dient, wobei jede derselben ein drehbares Ansatzstück aufweist und dieses Gerät mit einem Werkzeughaltekranz (2) arbeitet, der mit Mitteln (1) zum Erzeugen einer Drehbewegung versehen ist und in dem der Kopf (10) abnehmbar montiert ist, der folgendes aufweist:

- einen zylindrischen Kopf (11) mit mindestens einer radialen Fläche (14, 15), die eine Wölbung in Form einer Mulde aufweist, die im wesentlichen komplementär zu der des Ansatzstückes ist, das man abschleifen möchte;

- mindestens einen radialen Schlitz (20, 21), der in die Wölbung einmündet und dazu dient, eine Schneidklinge (22, 23) mit im wesentlichen komplementärer Form aufzunehmen, deren Kante (24, 25) in einem vorbestimmten Abstand von der Wand der Wölbung verläuft;

- von der Klinge (22, 23) im Schlitz (20, 21) lösbare Blockiermittel (29);

dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Fläche (14, 15) an einem benachbart dem Schlitz (20, 21) gelegenen Kreissektor eine konkave Vertiefung (30, 31) aufweist, die in einer Axialebene mit einem gekrümmten Profil versehen ist, dessen Tiefe von der Mitte des Kopfes (10) aus zunimmt und dann abnimmt, um an der zylindrischen Wand des Körpers (11) einen minimalen Wert zu erreichen, wobei diese Vertiefung (30, 31) dazu dient, die von der Klinge (22, 23) erzeugten Späne aufzunehmen und zu kanalisieren, um sie radial nach außen abzuziehen.

2. Schleifkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (11) zwei einander axial gegenüberliegende radiale Schlitze (20, 21), die sich jeweils von seiner Mitte aus auf einem Teil seines Radius erstrecken und in die Wölbung einmünden, sowie zwei konkave Vertiefungen (30, 31) aufweist, die jeweils benachbart den Schlitzen (20, 21) liegen.

3. Schleifkopf nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (11) zwei parallele, radiale Flächen (14, 15) aufweist, die im wesentlichen symmetrisch zu einer Symmetriemittelebene verlaufen, wobei diese beiden radialen Flächen zwei einander gegenüberliegende Wölbungen aufweisen, in die jeder der Schlitze (20, 21) einmündet, und daß die Klingen (22, 23) jeweils zwei einander gegenüberliegende Schneidklingen (24, 25) aufweisen, die jeweils in einem vorbestimmten Abstand von den Wänden der beiden Wölbungen vorstehen.

4. Schleifkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Ränder der beiden Klingen (22, 23), die in die Schlitze (20, 21) eingreifen, in ihren Mittelteilen zwei entsprechende halbzylindrische Kerben (26, 27) aufweisen, welche einander zugewandt sind und einen zylindrischen Durchgang festlegen, in den ein Keil (29) eingreift, der durch eine im Körper (11) ausgebildete Radialdurchgangsbohrung (28) läuft.