CH664722A5

CH664722A5 - Maschine zum elektrischen pressschweissen oder pressloeten.

Info

Publication number: CH664722A5
Application number: CH6182/84A
Authority: CH
Inventors: Albert Mosbacher
Original assignee: Schlatter Ag
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1988-03-31
Also published as: DE3539984A1; CA1246687A; US4647750A; JPS61162286A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum elektrischen Pressschweissen oder Presslöten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei solchen Maschinen sind die Spannflächen der Elektroden in der Regel an die Grösse der zu verschweissenden bzw. zu verlötenden Werkstücke angepasst. Namentlich wenn es um das massenweise oder serienweise Verschweissen bzw. Verlöten (beispielsweise mit Hartlot) relativ kleiner Werkstücke, wie beispielsweise von Kontakten mit den Enden von Anschlussleitern, geht, tritt an bekannten Maschinen der eingangs genannten Art ein Wärmestau auf, dem auch mit Zwangskühlung der Elektroden nicht ausreichend beizukommen ist. Die Folge davon ist, dass bei den bekannten Maschinen die Elektroden oder in diese eingesetzte und die Spannflächen aufweisenden Elektrodeneinsätze nach sehr kurzer Betriebszeit infolge Abbrand und/oder Abnützung und/oder Deformation auszuwechseln sind, was eine entsprechende Stillstandszeit mit sich bringt.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass dem häufige Stillstandszeiten der Maschine verursachenden Auswechseln der Elektroden besser begegnet werden kann, womit die Häufigkeit der Stillstandszeiten ganz erheblich verringert werden kann.

Dieser Zweck wird bei der vorgeschlagenen Maschine dadurch erreicht, dass sie die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale aufweist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Dadurch, dass bei aufeinanderfolgenden Arbeitstakten jeweils unterschiedliche Flächenabschnitte der grösseren Spannfläche «zum Zuge» kommen und damit unmittelbar miterwärmt werden, können die bei vorangegangenen Arbeitstakten benützten Flächenabschnitte, namentlich bei vorhandener Zwangskühlung, über längere Zeit vollständig auskühlen und sind vergleichsweise kühl, wenn sie wieder der anderen Elektrode unmittelbar gegenüber zu hegen kommen. Dadurch wird mittelbar auch die Erwärmung der anderen Elektrode mit der kleineren Spannfläche vermindert, was deren Standzeit erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Maschine ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, wobei zu bemerken ist, dass in der Zeichnung lediglich jene Bestandteile erscheinen, die im vorliegenden Zusammenhang von Interesse und Bedeutung sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der zwei Elektrodenanordnungen einer Pressschweissmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt etwa längs der Linie II—II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1, und

Fig. 4 in vergrössertem Massstab eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 2 auf eine an einem Schieber befestigte und in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Kulisse oder Führungsbahn.

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Von der in der Zeichnung dargestellten Pressschweissmaschine 10 erkennt man eine obere Elektrode 11 und eine untere Elektrode 12. Die beiden Elektroden 11,12 sind, wie schematisch dargestellt, an einen Schweissstromtransforma-tor 13 gekoppelt, der im Arbeitstakt der Maschine den Elektroden 11,12 Stromimpulse zuführt. Im Arbeitstakt der Maschine ist die obere Elektrode 11 im Sinne des Doppelpfeiles 14 auf die untere Elektrode 12 zustellbar und dieser wieder entfernbar. In zugestellter Lage werden zwischen Spannflächen 15; 16 der oberen Elektrode 11 bzw. der unteren Elektrode 12 miteinander zu verschweissende Werkstücke 17 festgespannt.

Der Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Spannfläche 16 von der einen Stirnseite eines ringförmigen Elektrodeneinsatzes 18 gebildet ist, der seinerseits austauschbar auf dem oberen Ende eines Elektrodenkörpers 19 im Presssitz aufgesetzt ist und mithin mit diesem elektrisch verbunden ist. Die Mantelfläche des Elektrodenkörpers 19 ist von einer massiven ortsfesten Stromführungs-Schiene 24 umgeben, deren vordere Hälfte als Spannzang 22 ausgebildet ist. An die Stromfüh-rungs-Schiene 24 ist mittels den Bolzen 20 und 23 die Traghülse 21 angeschraubt. Die Spannzange 22 weist eine Bohrung 25 auf, deren Durchmesser um ein ganz geringes Mass grösser als der Aussendurchmesser der Mantelfläche des Elektrodenkörpers 19 ist. Ausserdem weist die Spannzange 22 einen von der Bohrung 25 ausgehenden, etwa radial verlaufenden, durchgehenden Schlitz 26 (Fig. 3) auf, so dass sich die Bohrung 25 durch noch zu beschreibende Mittel verengen und damit der Elektrodenkörper 19 sich festspannen lässt.

Der Elektrodenkörper 19 ist fest auf das obere Ende einer drehbar in der Trägerhülse 21 gelagerten, hohlen Spindel 27 aufgeschraubt. Auf diese Spindel ist ausserdem eine Klemmhülse 28 mit mehreren axial einseitig offenen Bohrungen 29 aufgeschraubt. In den Bohrungen 29 sind Druckfedern 30 untergebracht, deren oberes Ende über ein Axiallager 31 an der ortsfesten Trägerhülse 21 abgestützt sind. Dadurch ist die Spindel 27 und mit ihr die Elektrode 12 stets nach unten vorgespannt.

Auf der Spindel 27 sitzt unternends ein in einer der Drehrichtungen sperrender Freilauf 32 (Fig. 2), der mittels einer Mutter 33 auf der Spindel 27 festgespannt ist. Der Freilauf 32 ist mit einem Aussenring 34 versehen, in den ein radial abstehender Mitnehmerstift 35 eingesetzt ist. Das freie Ende des Mitnehmerstiftes 35 greift in eine Führungsbahn 36 (Fig. 4) ein, die seitlich durch zwei Kulissen 37, 38 begrenzt ist. Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, besitzt die Führungsbahn 36 zwei zur Spindel 27 parallele, jedoch zueinander seitlich versetzt angeordnete Endabschnitte 39,40, die über einen dazwischen liegenden Mittelabschnitt 41 miteinander verbunden sind, wobei der Mittelabschnitt 41 schiefwinklig zur Spindel 27 verläuft.

Die Kulissen 37, 38 sind auf einem Verbindungsstück 42 aufgeschraubt, das einerseits auf dem Ende der Kolbenstange 43 eines Kolben-Zylinderaggregates 44 festgespannt ist, und an das anderseits über einen Gelenkzapfen 45 ein im wesentlichen parallel zur Spindel 27 sich erstreckender und parallel zu dieser hin und her verschiebbarer Schieber 46 angelenkt ist. Im Schieber 46 ist eine in Richtung der Spindel 27 verlaufende, längliche Ausnehmung 47 ausgebildet, in die das eine Ende des einen Armes 48 eines über einen Zapfen 49 an der Trägerhülse 21 angelenkten Winkelhebels 50 praktisch ohne Seitenspiel eingreift. Der andere (bezüglich des einen Armes 48 längs des Zapfens 49 etwas versetzt angeordnete) Arm 51 des Winkelhebels 50 greift mit seinem freien Ende an der Aussenseite der Spannzange 22 an einer dem Schlitz 26 benachbarten Stelle an.

Aus dem bisher Gesagten ergibt sich folgende Wirkungsweise: Solange die Kolbenstange 43 des beispielsweise doppelt wirkenden Aggregates 44 eingezogen bleibt, drückt der Arm 51 auf die Spannzange 22, womit der Elektrodenkörper 19 festgespannt bleibt und die Spindel 27 an einer Drehung verhindert ist. Bewegt sich dagegen die Kolbenstange 43 nach oben, wird auch der Schieber 46 über das Verbindungsstück 42 nach oben gestossen. Damit gibt das obere Ende der Ausnehmung 47 den Arm 48 frei, der Arm 51 drückt nicht mehr auf die Spannzange 22 und der Elektrodenkörper 19 kann sich nun im Gleitsitz in in der Bohrung 25 verdrehen, ebenso wie die Spindel 27 sich verdrehen kann. Gleichzeitig wandert aber der axial nicht bewegliche Mitnehmerstift 35 in der Führungsbahn 36 von oben nach unten und durchläuft deren schiefwinkligen Mittelabschnitt 41. Dadurch wird der Ring 34 in jener Richtung etwas verdreht, in der der Freilauf 32 sperrt. Damit verdreht sich auch die Spindel 27 und mit ihr der Elektrodenkörper 19 mit dem Einsatz 18 um ein Winkelmass, das unter anderen Dingen vom Mass der seitlichen Versetzung der Endabschnitte 39, 40 der Führungsbahn 36 abhängt. Sobald die Kolbenstange 43 wieder eingezogen wird, durchläuft der Mitnehmerstift 35 die Führungsbahn 36 von unten nach oben, ohne indessen eine Verdrehung der Spindel 27 zu bewirken, da der Freilauf 32 diese Drehbewegung des Ringes 34 nicht überträgt. Am Schluss der Rückzugsbewegung der Kolbenstange 43 trifft das obere Ende der Ausnehmung 47 wieder auf den Arm 48, der den Winkelhebel 50 (in Fig. 1 gesehen) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, was dessen Arm 51 veranlasst, die Spannzange 22 wieder zu klemmen.

Bei der dargestellten Maschine 10 ist noch eine weitere, wahlweise verwendbare Einrichtung vorgesehen, um nach jedem Schweisstakt den Elektrodenkörper 19 und dessen Einsatz 18 nicht nur zu drehen, sondern auch um ein gewisses Mass abzusenken. Diese Einrichtung kannim Interesse einer automatischen Zuführung und Wegführung der Werkstücke 17 dann nützlich oder erforderlich sein, wenn diese Werkstücke beispielsweise eine Prägung aufweisen und die Spannflächen der Elektroden eine zu dieser Prägung gegengleiche Form.

Der Schieber 46 weist eine weitere Ausnehmung 52 auf, in der der eine Arm 53 eines weiteren Winkelhebels 54 möglichst spielfrei eingreift. Der Winkelhebel 54 ist auf einem Zapfen 55 gelagert, der sich mittels eines Knopfes 56 axial herausziehen lässt, um den Winkelhebel zu entfernen.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, trägt der andere, gegabelt ausgebildete Arm 57 des Winkelhebels 54 einen zum Zapfen 55 parallelen Stift 58, der in eine Kerbe 59 eingreift, die an der Unterseite eines Schiebers 60 ausgebildet ist. Der Schieber 60 ist etwa hufeisenförmig ausgebildet und umgreift (in Fig. 1 gesehen) von rechts her eine ebenfalls auf der Spindel 27 aufgeschraubte Hubhülse 61. Die der Kerbe 59 gegenüberliegende Seite des Schiebers 60 weist eine Schiebefläche mit einer schrägen Absetzung 62 auf. Mit dem Schieber 60 wirkt eine Hubgabel 63 zusammen, die ebenfalls hufeisenförmig ausgebildet ist, jedoch die Hubhülse 61 in Fig. 1 gesehen von links her umgreift und sich auf der Hubhülse 61 zentriert. An der dem Schieber 60 zugekehrten Seite besitzt die Hubgabel 63 ebenfalls eine mit einer schrägen Absetzung 64 versehene Schiebefläche.

Wird nun der Schieber 46 mit der Kolbenstange 43 angehoben, führt der Winkelhebel 54 eine Drehung (in Fig. 1) im Uhrzeigersinn aus, wodurch der Stift 58 den Schieber 60 quer zur Spindel 27 verschiebt. Sobald die schrägen Absetzungen 62,64 aufeinander zu liegen kommen, kann sich die Hubgabel 63, auf die die Hubhülse ihrer Schulter 61' infolge der Wirkung der Federn 30 drückt, um ein dem Tiefenmass der Absetzungen 62, 64 entsprechendes Mass absenken. Da

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gleichzeitig der Winkelhebel 50 die Spannzange 22 gelockert hat. wird die Spindel und mit ihr der Elektrodenkörper 19 nicht nur — wie vorstehend beschrieben — etwas verdreht, sondern zugleich noch abgesenkt. Beim Zurückziehen des Schiebers 46 wird die Spindel 27 über die Hubhülse 61 gegen die Kraft der Federn 30 wieder angehoben und sodann schliesst der Winkelhebel 50 die Spannzange 22 wieder. Ein neuer Arbeitstakt kann einsetzen. Wird die Absenkbewegung des Elektrodenkörpers 19 nicht gebraucht, wird der Winkelhebel 54 durch Herausziehen seines Zapfens einfach entfernt.

Am unteren Ende der hohlen Spindel 27 sind an dieser noch Mittel befestigt, um den die Form eines unten offenen Bechers aufweisenden Elektrodenkörper 19 zwangsweise mit einem Kühlmittel zu kühlen. Diese Mittel weisen ein auf das untere Ende der Spindel 27 unter Zwischenlage einer Dichtung (ohne Bezugsziffer) aufgeschraubtes Anschlussrohr 65 auf. Dieses Rohr 65 weist eine etwa auf mittlerer Höhe abgesetzte. durchgehende Bohrung 66 auf. In den Abschnitt kleineren Durchmessers dieser Bohrung 66 ist ein Steigrohr 67 eingesetzt, das sich unter Freilassung eines Mantelraumes 68 in der Spindel 27 bis zu deren oberen Ende erstreckt. Dort ist das Steigrohr 67 mit einem Verteilkörper 69 bestückt. Im Bereich des grösseren Durchmessers der Bohrung 66 ist das Anschlussrohr 65 mit durchgehenden Querbohrungen 70 versehen und im Bereich dieser Querbohrungen 70 ist das Anschlussrohr 65 von einer gegen dessen Aussenfläche abgedichtete Muffe 71 umgeben, die ihrerseits einen Abzweigstutzen 72 aufweist.

Unternends ist auf das Anschlussrohr 65 unter Zwischenlage einer Dichtung 73 ein Winkelstück 74 aufgeschraubt, das ebenfalls die Muffe 71 axial festlegt. An das Winkelstück 74 schliesst eine Zuleitung 75 an, die ein Kühlmittel in Richtung des Pfeiles 76 führt, d.h. zuführt. In den Abzweigstutzen 72 ist dagegen ein Anschlussnippel 77 eingeschraubt, an den eine Wegführleitung 78 anschliesst. Wird Kühlmittel über die Zuleitung 75 unter Druck zugeführt, fliesst dieses durch das Winkelstück 74 in das im Anschlussrohr 65 verankerte Steigrohr 67, in diesem nach oben bis zum Verteilkörper 69, der das Kühlmittel veranlasst, die freie Innenwand des Elektrodenkörpers 19 zu bestreichen. Anschliessend fliesst das Kühlmittel durch den freien Mantelraum 68 zum Anschlussrohr 65 zurück, dort durch die Bohrungen 70 aus diesem heraus, wird sodann von der Muffe 71 aufgenommen und über den Abzweigstutzen 72 der Wegführleitung 78 zugeführt.

Da die Spindel 27 eine Drehbewegung und gegebenenfalls eine Auf- und Ab-Bewegung ausführt, ist die Muffe 71 drehbar, wenngleich dichtend auf dem Anschlussrohr 65 gelagert. Der unmittelbar unternends an der Spindel 27 festgeschraubte Teil 74' des Winkelstückes 74 ist in bezug auf dieses drehbar auszubilden. Die axialen Bewegungen der Spindel 27 werden durch flexible Ausbildung der Leitungen 75 und 78 aufgenommen.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Maschine zum elektrischen Pressschweissen oder Presslöten, mit zwei in Arbeitstakten aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Elektroden (11,12), die einander zugekehrte Spannflächen (15, 16) aufweisen, die dazu bestimmt sind, zu verschweissende bzw. zu verlötende Werkstücke (17) zwischen sich festzuklemmen und diesen den zur Verschweissung bzw. Verlötung erforderlichen Strom zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfläche (16) der einen Elektrode (12) grösser als die Spannfläche (15) der anderen Elektrode ist, und dass Mittel (44,42, 36, 35, 32, 27) vorgesehen sind, um zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitstakten der Maschine die eine Elektrode (12) in bezug auf die andere (11) zu verstellen, so dass bei aufeinanderfolgenden Arbeitstakten jeweils unterschiedliche Flächenabschnitte der grösseren Spannfläche (16) der Spannfläche (15) der anderen Elektrode (11) zugekehrt sind.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, bei der die eine Elektrode (12) zu Beginn eines Arbeitstaktes ortsfest ist und die andere Elektrode (11) auf die eine Elektrode hin zustellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (12) die grössere Spannfläche (16) aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Maschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die grössere Spannfläche (16) der einen Elektrode (12) die Form eines Kreises oder eines Kreisringes aufweist.

4. Maschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, um die grössere Spannfläche (16) der einen Elektrode (12) zwischen zwei Arbeitstakten zu bewegen, dazu eingerichtet sind, eine Drehung deren Spannfläche (16) um eine rechtwinklig zu deren Mittelpunkt stehende Achse und um einen vorbestimmten Winkel zu verdrehen.

5. Maschine nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreis- oder kreisringförmige Spannfläche (16) an einem Einsatz (18) ausgebildet ist, der austauschbar im Körper (19) der einen Elektrode (12) eingesetzt ist.

6. Maschine nach einem der Patentansprüche 2 — 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (12) an dem einen Ende einer drehbar gelagerten Spindel (27) befestigt ist, und dass auf der Spindel (27) ein in einer Drehrichtung sperrender Freilauf (32) sitzt, dessen Mitnehmer (35) in eine parallel zur Spindel (27) hin und her bewegbare Führungsbahn (36) eingreift, deren Verlauf zumindest teilweise schiefwinklig zur Spindel (27) ist.

7. Maschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (12) in einer Spanneinrichtung (22) angeordnet ist, die synchron mit der Hin- und Herbewegung der Führungsbahn (36) lösbar und spannbar ist.

8. Maschine nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (36) an einem parallel zur Spindel (27) hin und her bewegbaren Schieber (46) befestigt ist, an den ein die Spanneinrichtung (22) lösender und spannender Spannhebel (50) gekoppelt ist.

9. Maschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Mittel (52, 54, 60, 63) vorgesehen sind, um wahlweise und gleichzeitig mit der Drehung der einen Elektrode (12) diese in axialer Richtung hin und her zu bewegen.

10. Maschine nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Mittel einen wahlweise auf eine ortsfeste Achse (55) aufsetzbaren Winkelhebel (54) aufweisen, dessen eines Ende (53) an den Schieber (46) und dessen anderes Ende (57) an ein quer zur Spindel (27) verschiebbares Keilstück (60) gekoppelt ist, das seinerseits mit einem gegengleich geformten, bezüglich der Spindel (27) ortsfesten Keilstück (63) zusammenwirkt.

11. Maschine nach einem der Patentansprüche 2 — 10, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Elektrode (12) zwangsgekühlt ist.

12. Maschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (27) hohl ist und an ihrem anderen Ende mit Mitteln (65, 71, 74, 75, 78) versehen ist, um ein Kühlmittel der einen Elektrode zuzuführen und von dieser wegzuführen.