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Title:
POINT WELDING ELECTRODE CAP CHANGING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/094495
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a changing device for point welding electrode caps (E) or the like, comprising a plurality of eccentrically and pivotally mounted clamping jaws that can rotate about a central electrode insertion area (131) and which are arranged in an evenly distributed manner in a stationary holder. Said clamping jaws clamp an electrode cap (E) inserted in the electrode cap insertion area (131) with the aid of at least one spring (4) so as remove said electrode cap from the welding arm. The welding arm then receives a new electrode cap (E) through a removal hole (111) from a cartridge (120), which is mounted in a feed device (110) and drops into place, and controls its correct positioning with a test sensor (52). The device according to the invention can be used on both sides of the welding arms (SA1, SA2). The invention also relates to cartridges (120) for asymmetric electrodes.

Inventors:
KAESELER WERNER (DE)
MUELLER HORST (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/005406
Publication Date:
November 28, 2002
Filing Date:
May 16, 2002
Export Citation:
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Assignee:
REU SCHWEISSTECHNIK GMBH (DE)
KAESELER WERNER (DE)
MUELLER HORST (DE)
International Classes:
B23K11/30; (IPC1-7): B23K11/30
Foreign References:
DE3323038A11985-01-10
FR2641221A11990-07-06
DE19724371C11998-10-01
Attorney, Agent or Firm:
Hanewinkel, Lorenz (Boehmert & Boehmert Ferrariweg 17 A Paderborn, DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Wechselvorrichtung für Punktschweißelektrodenkappen (E, EA, E1, E2) od. dg
1. l. mit einer Abziehvorrichtung (130) mit mehreren um einen zentralen Elektrodensteckbereich (131) herum etwa gleichverteilt in einem ortsfesten Halter (1) angeordneten ElektrodenKlemmbacken (2123), die jeweils verschwenkbar und bezüglich ihrer bogenförmigen Klemmfläche (2426) exzentrisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß die sektorförmigen Klemmbacken (2123) mit mindestens einer Feder (4) beaufschlagt sind, die eine in den ElektrodenkappenEinsteckbereich (131) eingesteckte Elektrodenkappe (E, EA, E1, E1) einklemmen, die Klemmbacken (2123) einen Sektorwinkel von ca. 90° aufweisen, ihr Sektorradius (SR) ca. 4bis 6fach größer ist als der Elektrodenradius (R), die exzentrischen Lager (2729) der Klemmbacken (2123) radial um etwa das.
2. 1/2fache des Elektrodenkappenradius (R) jeweils aus dem Sektorzentrum (SZ) versetzt sind und winkelmäßig um jeweils 2045° aus der Sektormitte versetzt sind, so daß die Elektrodenkappe (E, EA, E1, E2) wenn sie um das Zentrum (Z) des Elektrodeneinsteckbereiches (131) auf einem Führungskreis (K) bewegt wird, auch wenn dessen Radius kleiner als ein Elektrodenkappenradius (R) ist, zwischen den Klemmflächen (2426) abrollend, die Klemmflächen zusammenziehend oder öffnend, gehalten ist.
3. 2 Wechselvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen (2426) eine reibwerterhöhende Profilierung tragen.
4. Wechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen (2426) nach außen gerichtet eine Phase (P) aufweisen.
5. Wechselvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (2123) zwischen einer Deckplatte (10) und einer Bodenplatte (11), die mit Abstandshaltern (12) parallel zueinander gehalten sind, schwenkbar angeordnet sind.
6. Wechselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der parallelen Deckplatten (10,10A) und Bodenplatten (11,11A) paarweise jeweils zusammen mit Gruppen zwischenliegender Klemmbacken (2123) auf einem solchen Abstand zueinander parallel zusammengehalten sind, daß eine gelöste Elektrodenkappe dazwischen frei austreten kann.
7. Wechselvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Deckplatten (10, 10A) länger als die Bodenplatte (11,11A) ausgebildet ist und in dem somit überstehenden Bereich von Montagebohrungen (13) durchsetzt ist.
8. Wechselvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (2123) insgesamt von einer Zugfeder (4) umschlungen sind.
9. Wechselvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorecken (31,32) der Klemmbacken (2123), an denen die Feder (4) anliegt, abgerundet sind.
10. Wechselvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfeder (4) eine Wendelfeder ist.
11. Wechselvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nahe an der Abziehvorrichtung (130) ein länglich blockförmiges Magazin (120) angeordnet ist, das in einer Reihe parallel zur Längsachse des Magazins Ausnehmungen (121) zur Aufnahme je einer Punktschweißelektrodenkappe mit einem jeweiligen Überstand (US) aufweist und das in einem steil gestellten Zuführschacht (110) nach unten rutschend geführt wird, welcher eine Öffnung (111) mit einem Anschlag (112) aufweist, an dem jeweils die unterste Punktschweißelektrodenkappe (E) die aus den Ausnehmungen (121) über das Magazin (120) hervorsteht, an den Anschlag (112) in einer definierten Abnahmeposition gehalten ist.
12. Wechselvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (112) ein an die Öffnung (111) angrenzender Abschnitt der Wand des Zuführschachtes (110) ist, der einen verringerten Querschnitt aufweist.
13. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (121) des Magazins (120) zylinderförmig sind und jeweils durch deren äußeren Bereich ein Stift (124) verläuft, der mit einem Ende in einer Bohrung (123) quer zur Ausnehmung (121) steckt und jeweils die eingesteckte Elektrodenkappe (E) federnd hält.
14. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (120) einen Grundkörper (20a) mit kegelförmigen Bohrungen (125) passend zur Verjüngung einer asymmetrischen Elektrodenkappe (EA) und ein darüber angeordnetes Deckelteil (20b) mit exzentrisch zu den kegelförmigen Bohrungen (125) angeordneten kreisförmigen zum Elektrodenkappendurchmesser passenden Deckelbohrungen (126) aufweist, so daß fest eingesteckte azentrische Punktschweißelektrodenkappen (EA) stets in gleicher Orientierung darin aufgenommen werden.
15. Wechselvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Deckelbohrung (126) so über der kegelförmigen Bohrung (125) angeordnet ist, daß der Rand der kreisförmigen Deckelbohrung (126) zur einen Seite bündig mit dem Rand der kegelförmigen Bohrung (125) abschließt.
16. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stift (124), welcher in einer Bohrung (123) mit loser Passung gehalten ist, im Randbereich der kreisförmigen Bohrung (126) eine Elektrodenkappe (EA) federnd haltend, angeordnet ist.
17. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1015, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführschacht (110) einen freien Innenquerschnitt aufweist, in dem nebeneinander zwei Magazine (120) mit parallelen Längsachsen in loser Passung geführt sind, wobei deren Elektrodenkappen (E, EA) entgegengesetzt gerichtet sind und diesen zugeordnet jeweils beidseitig die Öffnungen (111) und die Anschläge (12) am Zuführschacht (110) angebracht sind.
18. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1016, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (120) einen unsymmetrischen Querschnitt aufweist und der Zuführschacht (110) jeweils einen dazu passenden Führungsquerschnitts bereich für das Magazin (120) oder die Magazine (120) aufweist, so daß azentrische Elektrodenkappen (EA) stets in gleicher Orientierung in den Öffnung (en) (111) bereitstehen.
19. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1017, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführschacht (110) eine Aufnahmekapazität von mindestens drei übereinander eingeschobenen Magazinen (120) hat.
20. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1018, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Magazinführungsbereich des Zuführschachtes (110) ein Sensor (SM) um mehrere Elektrodenkappenabstände von einem Auslauf des Zuführschachtes (110) beabstandet angeordnet ist, der mit einem Signalgeber (L) verbunden ist.
21. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1019, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführschacht (110) und die Abziehvorrichtung (130) an einem Gestell (140) angeordnet sind und diese beidseitig für Schweißwerkzeugschäfte (SA1, SA2) offen ist und somit abwechselnd von diesen benutzt werden kann und die Achsen der abzuziehenden Elektrodenkappen (E, EA, E1, E2) parallel zu den aufzunehmenden im Zuführschacht (110) orientiert sind.
22. Wechselvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Abziehvorrichtung (130) und unter dem Auslauf des Zuführschachtes (110) ein Auffangbehälter (60) für verbrauchte Elektrodenkappen (E, EA) und leere Magazine (120) angeordnet ist.
23. Wechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1021, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnungen (111) jeweils eine Prüfbohrung (51), die passend zu einer jeweils vom Schweißwerkzeugschaft hineinzusteckenden Elektrodenkappe (E, EA) ist, und einen Prüfsensor (52) enthält, angeordnet ist, der jeweils eine fehlerhaft oder ordnungsgemäß gewechselte Elektrodenkappe (E, EA) an eine Steuervorrichtung signalisiert.
Description:
Punktschweißelektrodenkappen-Wechselvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Punktschweißelektrodenkappen od. dgl. mit mehreren um einen zentralen Elektrodensteckbereich herum etwa gleichverteilt in einem ortsfesten Halter angeordneten Elektroden-Klemmbacken, die jeweils verschwenkbar und bezüglich ihrer bogenförmigen Klemmfläche exzentrisch gelagert sind.

Eine derartige Wechselvorrichtung ist aus der DE 33 23 038 C2 bekannt. Bei dieser weisen die Klemmbacken jeweils abseits der Klemmfläche ein Mitnehmerprofil auf, das mit einem Gegenprofil eines dazu passenden Schraubschlüssels formschlüssig mitgenommen wird, wenn dieser durch einen Pneumatikantrieb betätigt wird, wodurch die Klemmung der Backen und beim Weiterdrehen ein Losdrehen der Elektroden erfolgt. Danach wird die Klemmung durch Rückdrehen gelöst und in bekannter Weise die gelöste Elektrode entfernt sowie eine neue Elektrode auf den Elektrodenhalter aufgesetzt, wozu der Antrieb des Schweißroboters genutzt wird.

Diese Vorrichtung ist durch den Pneumatikantrieb, eine Reibungskupplung am Schraubschlüssel, einer Abzieh-und einer Auswerfmechanik sehr aufwendig, und die Vorrichtung arbeitet nur einseitig.

Weiterhin ist aus der DE 197 24 371 Cl ein Schweißelektroden- Wechsler bekannt, der ohne einen zusätzlichen Antrieb lediglich mit der Bewegung des Schweißroboters betrieben wird. Die Elektrodenkappe wird dabei zwischen annähernd parallelen Backen erfaßt, an denen die Elektrode eine sie lösende Abrollbewegung erfährt, wenn der Roboter sie zwischen diesen durch ein Hebelgetriebe einklemmt und hindurchführt. Nach dem Lösen und Herausfallen der Elektrode muß die Vorrichtung vom Roboter in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden.

Ferner ist aus der US-6,049,053 eine Vorrichtung zum Lösen einer Elektrodenspitze bekannt, wobei die Vorrichtung eine Klemmvorrichtung mit einer Öffnung umfaßt, um die Elektrodenspitze festzuklemmen. Die Öffnung wird durch einen Motor periodisch erweitert und verkleinert, wodurch die Elektrodenspitze periodisch eingeklemmt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine wesentlich einfachere und kleinere Elektrodenkappen-Wechselvorrichtung zu schaffen, die schneller zu betreiben ist und beidseitig, also ggf. auch für beide Punktschweißelektrodenkappen einer Zange gleichzeitig, zu nutzen ist.

Die Lösung besteht darin, daß die sektorförmigen Klemmbacken mit mindestens einer Feder beaufschlagt sind, die eine in den Elektrodeneinsteckbereich eingesteckte Elektrode einklemmen, die Klemmbacken einen Sektorwinkel von ca. 90° aufweisen, ihr Sektorradius ca. 4-bis 6-fach größer ist als der Elektrodenradius, die exzentrischen Lager der Klemmbacken radial um etwa das 1 1/2-fache des Elektrodenradius jeweils aus dem Sektorzentrum versetzt sind und winkelmäßig um jeweils 20-45° aus der Sektormitte versetzt sind, so daß die Elektrode wenn sie um das Zentrum des Elektrodenkappeneinsteckbereiches auf einem Führungskreis bewegt wird, auch wenn dessen Radius kleiner als ein Elektrodenradius ist, zwischen den Klemmflächen abrollend, die Klemmflächen zusammenziehend oder öffnend, gehalten ist Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt keinen Fremdantrieb und kein klemmendes Hebelgetriebe. Die exzentrisch gelagerten sektorförmigen Klemmbacken erbringen durch die Größe der Exzentrizität und durch ihre Lage in einem zentralen Elektrodenkappeneinsteckbereich stets eine Elektrodenklemmung auch wenn die Elektrode um das Zentrum des Einsteckbereichs kreisend bewegt wird. Somit reichen die Klemmsektoren mit ihrer Klemmfläche in der dem Zentrum nächsten Schwenkstellung bis in den zentralen Einsteckbereich, den die mittig eingesteckte Elektrode einnimmt, hinein, und sie befinden sich auch aus der zentrumsnahen Lage herausgeschwenkt entsprechend der Kreisbewegung beabstandet zu dem Einsteckbereich in einer klemmenden relativen Lage zur Elektrode. Die radiale Exzentrizität der Sektorenlagerung ist zweckmäßig größer als der Elektrodenradius und kleiner als der Elektrodenkappendurchmesser und entspricht etwa 1/5 des Sektorradius. Die Sektoren schließen einen Winkel von ca. 80-90° ein. Das Schwenkgelenk ist außerdem zirkular im Sektor versetzt, wobei der Winkelversatz etwa 25° zur Symmetrieachse beträgt.

Die Klemmsektoren sind mit ihren Gelenkstiften freischwenkbar zwischen zwei Gehäuseplatten gehalten, in denen mittig eine Bohrung, den Einsteckbereich und den Kreisbewegungsbereich freilassend, eingebracht ist.

Als vorteilhaft hat sich für die Rückstellung der Klemmsektoren in eine klemmende Grundstellung sowie in die klemmende Arbeitslage die Anordnung einer alle Sektorkörper umschlingende, unter Zugspannung stehende Federanordnung erwiesen, die z. B. insgesamt aus einer umschließenden Wendelfeder besteht.

Da die beiden Halteplatten eine Bohrung aufweisen, können die jeweils losgedrehten Elektroden frei auf der dem Roboterarm entgegengesetzten Seite austreten. Die Vorrichtung ist von beiden Seiten zu benutzen.

Für einen äußerst schnellen Elektrodenwechsel sind zweckmäßig zwei der Vorrichtungen insbesondere mit konzentrischen Zentralachsen mit einem Abstand zum Durchtritt der abgelösten Elektrodenkappen aufeinandergeschichtet. Dadurch können die beiden Punktschweißelektroden der zusammengehörigen Schweißarme quasi gleichzeitig von ihren verbrauchten Kappen befreit werden.

Zur Erleichterung der Elektrodenkappeneinführung in den Einsteckbereich, ist an den Klemmflächen jeweils ein-oder beidseitig eine abgeschrägte Phase ausgearbeitet. Außerdem kann an der Bohrung in den Halteplatten eine Abphasung ausgearbeitet sein.

An dem Halter der Elektrodenkappen-Lösevorrichtung ist vorteilhaft auch mindestens eine Elektrodenkappenzuführung angeordnet, von der der Roboterarm jeweils mit der kappenlosen Elektrode eine neue oder erneuerte Kappe aufnehmen kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, für die Elektrodenkappenwechselvorrichtung ein Zuführmagazin für Punktschweißelektrodenkappen bereitzustellen, das es auf einfache Weise ermöglicht, jeweils eine Punktschweißelektroden- kappe an einem vorbestimmten Ort bereitzuhalten, die der automatisch gesteuerte Schweißwerkzeugschaft aufnehmen kann, wobei jeweils eine weitere Punktschweißelektrode nach Entnahme einer ersten Punktschweißelektrode an demselben Ort wie die erste bereitgestellt wird, so daß die automatische Steuerung des Schweißwerkzeugschaftes zur Aufnahme einer neuen Punktschweißelektrode immer denselben Ort anzusteuern hat.

Die Punktschweißelektrodenkappen werden dazu in einem Magazin in einer geraden Reihe bereitgehalten. Die Punktschweißelektroden- kappen werden dabei in Ausnehmungen in dem Magazin, beispielsweise Bohrungen, aufgenommen und darin durch einen lateral angeordneten Federmechanismus durch Einklemmen gehalten.

Dabei sind die Punktschweißelektrodenkappen so in das Magazin einzuführen, daß ihre Öffnung, die der Aufnahme des Schweißwerkzeugschaftes dient, zugänglich bleibt. Die Bereitstellung jeweils einer Punktschweißelektrodenkappe an einem Ort und einer weiteren Punktschweißelektrodenkappe an dem gleichen Ort, nachdem die erste Elektrodenkappe aus dem Magazin entnommen wurde, wird dadurch ermöglicht, daß das Magazin selbst in einem Zuführschacht geführt wird, der eine besonders gestaltete Öffnung zur Entnahme jeweils einer Punktschweiß- elektrodenkappe aufweist. Der Zuführschacht kann in seinem Querschnitt ein Magazin einschließlich der in dessen Ausnehmungen enthaltenen diese überragenden Punktschweißelek- trodenkappen aufnehmen, wobei das Magazin selbst ungehindert durch den Querschnitt des Zuführschachtes in Längsrichtung des Magazins gleiten kann. Der Querschnitt des Zuführschachtes wird so gestaltet, daß ein Magazin mit in den Aufnahmeöffnungen enthaltenen Punktschweißelektrodenkappen frei in Längsrichtung des Magazins durch seinen Querschnitt bis zu dem Punkt gleiten kann, wo ein in den Schacht hineinragender Anschlag auf den aus dem Magazin herausragenden Kappenrand trifft und das Magazin an einer weiteren Bewegung nach unten gehindert wird. Ein solcher Anschlagbereich ist, beispielsweise eine Verengung des Querschnitts des Zuführschachtes oder eine so angeordnete Nase, daß wenn die Punktschweißelektrodenkappe an diesem Anschlagbereich anstößt, sie genau vor der Öffnung des Zuführschachtes zur Entnahme angeordnet ist.

Die Öffnung des Zuführschachtes hat mindestens einen solchen Querschnitt, daß die Punktschweißelektrode durch einen eingeführten Schweißwerkzeugschaft durch diese herausgeführt werden kann jeweils nach Entnahme einer Punktschweißelek- trodenkappe gleitet das Magazin nun weiter in Richtung des Anschlages und die nächste Punktschweißelektrodenkappe, bis sie an dem Anschlag anliegt und in der gleichen Position wie die vorherige Punktschweißelektrode vor der Öffnung des Zuführschachtes positioniert ist In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung auf azentrische Punktschweißelektrodenkappen angepaßt, so daß azentrische Punktschweißelektrodenkappen jeweils in derselben Ausrichtung durch die Öffnung in dem Zuführschacht zugänglich sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß azentrische Elektrodenkappen in einer vorherbestimmbaren Lage auf den Schaft eines Schweißwerkzeuges aufgeschlagen werden können. Bei dieser Ausführungsform weist das Magazin Aufnahmeöffnungen auf, die mit einer kegeligen Bohrung versehen sind, wobei die große Öffnung dieser Bohrung von einem Deckel mit kreisförmiger Öffnung azentrisch abgedeckt wird. Bevorzugt entspricht die kegelige Bohrung dem Flankenwinkel der Elektrodenkappe. Weiterhin bevorzugt schließt der Rand der Bohrung zur einen Seite hin bündig mit dem Rand der Kegelbohrung ab. Auf diese Weise richtet sich eine azentrische Punktschweißelektrodenkappe beim Einführen in die Aufnahmeöffnung des Magazins so in der Aufnahmeöffnung aus, daß ihre Flanke von der Kegelbohrung geführt wird und entsprechend diese Stellung der Punktschweißelektrodenkappe in dem Magazin festgelegt werden kann.

Vorzugsweise ist der Zuführschacht mit einem für zwei parallele Magazine passenden Innenquerschnitt ausgestattet. Die Magazine werden mit ihren eingesetzten Elektrodenkappen entgegengesetzt gerichtet angeordnet, und entsprechend sind die Anschläge und Entnahmeöffnungen in dem Schacht zu beiden Seiten angeordnet.

Die Schweißzange kann dadurch mit beiden Zangenarmen gleichzeitig oder nacheinander nach einer kurzen Positionierzeit auf die beiden neuen Elektrodenkappen zugreifen.

In der Nähe der Elektrodenkappenentnahmeöffnungen ist der Kappenabzieher angeordnet, der von beiden Seiten zu benutzen ist und somit von den beiden Roboterarmen nacheinander genutzt wird bevor die neuen Kappen aufgesetzt werden.

Die Querschnitte der Magazine und des Zuführschachtes sind derart zueinander passend unsymmetrisch ausgebildet, indem z. B. eine Kante abgeschrägt ist, daß die Magazine stets nur in einer bestimmten Richtung bei richtiger Orientierung zur Entnahmeöffnung und auch bei asymmetrischer Kappenausbildung einzubringen sind. Bevorzugt können mehrere Magazine gereiht eingesetzt werden, wobei ein Melder am Schacht vor der Entnahme der letzten Kappen ein Nachfüllsignal abgibt.

Im Bereich zwischen dem Kappenabzieher und den Elektrodenkappen- Entnahmeöffnungen sind bevorzugt zwei einander entgegengesetzt gerichtete Prüfbohrungen auf deren Grund ein Prüfsensor angeordnet ist, in einer Prüfstation eingebracht, die von dem Schweißwerkzeugschaft, der auf der entsprechenden Seite agiert, angefahren wird, wobei jeweils nach dem Abziehen der Kappe geprüft wird, ob sie wirklich entfernt worden ist, und nach dem Aufsetzen der neuen Kappe geprüft wird, ob sie richtig angenommen wurde. Im Fehlerfalle wird jeweils die zuvor vorgenommene Prozedur des Abziehens bzw. Aufnehmens wiederholt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeigen Fig. 1-10.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt I-I der Abziehvorrichtung.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Abziehvorrichtung.

Figur 3 zeigt eine Klemmbacke im Detail in Aufsicht.

Figur 4 zeigt eine Klemmbacke in Seitenansicht.

Figur 5 zeigt eine Seitenansicht der Zuführvorrichtung für Punktschweißelektrodenkappen mit einem Zuführschacht, der neben einem Elektrodenkappenabzieher an einer gemeinsamen Montageschiene befestigt ist.

Figur 6 zeigt die andere Seite der Vorrichtung verkürzt.

Figur 7 zeigt eine Aufsicht auf ein Magazin zur Verwendung in der vorliegenden Zuführvorrichtung.

Figur 8 zeigt einen Querschnitt in Richtung der Längsachse durch ein Magazin.

Figur 9 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Magazin für asymmetrische Elektrodenkappen.

Figur 10 zeigt einen Querschnitt eines Schachtes mit zwei Magazinen.

Auf einer Grundplatte 11, Fig. 1, einer Halterung 1 ist mit Abstandshaltern 12 eine abgenommene Deckplatte 10 montiert, und zwischen der Grundplatte 11 und der Deckplatte 10 sind Lagerstifte 27-29 durchgehend eingesetzt, mit denen jeweils eine etwa sektorförmige Klemmbacke 21-23 verschwenkbar exzentrisch gelagert ist.

Die sektorförmigen Klemmbacken 21-23 sind mit ihren etwa kreisförmigen Klemmflächen 24-26 auf ein Zentrum Z der Anordnung hin gerichtet und werden durch eine außen alle Sektoren umschließende Wendelfeder 4 dorthin orientiert so gehalten, daß die Klemmflächen jeweils mit dem zum jeweiligen sektorexzentrischen Lagerstift nächstgelegenen Abschnitt, also dem vom Zentrum Z entferntest gelegenen Abschnitt, zu diesem hin orientiert sind. Der Sektorradius SR entspricht etwa dem 4-bis 6-fachen des Elektrodenradiusses R.

Die radiale Exzentrizität 30 entspricht etwa dem 1 1/2-fachen des Elektrodenradiusses R. Der Klemmbackensektor hat einen Winkelbereich von ca. 90° und die Winkelexzentrizität W des Lagerstiftes im Klemmbackensektor 21-23 beträgt jeweils ca.

25°. Die Feder 4 greift jeweils an den beiden abgerundeten Sektorecken 31,32 der Klemmbackensensoren an, die einerseits etwa das Sektorzentrum SZ bilden und andererseits an den Klemmflächenbereich grenzen, der dem Lagerstift 27-29 jeweils am nächsten liegt. Da der Hebelarm jeweils von dem Sektorzentrum SZ zum jeweiligen Lagerstift 27-29, der etwa der Exzentrizität 30 entspricht, etwa nur 1/3 so lang ist wie der Hebelarm zur anderen Ecke 32, bildet die Feder 4 daran ein größeres Rückstellmoment aus, so daß die Sektoren in die lose Klemmstellung gezogen werden und bei fehlender Elektrode dort gehalten werden. Dadurch ist ein zentraler Einsteckbereich E im wesentlichen freigehalten für das Einführen einer Schweißelektrode mit einer Elektrodenkappe.

Wird eine Elektrodenkappe nach dem Einstecken auf einem kleinen Führungskreis K von dem Roboter bewegt, so werden die Sektoren 21-23 an ihren Klemmflächen 24-26 davon erfaßt und je nach der Richtung der Kreisbewegung in eine die Klemmung lockernde oder verstärkende Stellung verschwenkt. Ist in letzterem Fall die Klemmung stark genug, daß die Reibung an den Klemmbacken überwiegt, so dreht sich die Elektrodenkappe auf der Schweißelektrode los. Bei einer kleinen zurückkreisenden Bewegung wird sie freigegeben.

In einer exzentrischen Stellung der Elektrode zur Einführöffnung im Halter 1 läßt sich die Elektrodenkappe von der Elektrode abstreifen, worauf sie in den Klemmbacken noch lose gehalten bleibt. Beim Einführen der nächsten Elektrode mit Kappe, wird die noch verbliebene an der anderen Seite herausgedrückt.

Zur Erleichterung des Einführens der Elektrode mit der Schweißkappe ist jeweils an der nach außen gerichteten Kante der Klemmfläche 24-26 eine Phase P angebracht, wie Fig. 4 in Seitenansicht zeigt. Die Phase P ermöglicht das Einführen auch bei einer leicht versetzten Stellung der Sektoren zu ihrer Normalposition in Gleichverteilung. Die Klemmfläche 24-26 ist mit einer rauhen Profilierung versehen, um den Reibwert zu erhöhen.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Doppelvorrichtung. Bei dieser sind zwischen zwei äußeren Deckplatten 10,10A mit Abstandshaltern 12 zwei zueinander beabstandete innere Bodenplatten 11,11A gehalten, zwischen denen jeweils an den Lagerstiften je ein Satz von Klemmbacken 21-23 gehalten ist.

Der Astand der inneren Bodenplatten 11,11A zueinander ist so groß, daß eine freigewordene Elektrodenkappe dort austreten kann. In den beiden Werkzeugen kann von jeder Seite eine Elektrode E1, E2 mit Kappe eingeführt werden und dann im kleinen Kreis geführt werden, um die Kappe loszudrehen.

Die beiden Deckplatten 10,10A sind an einer Seite überstehend ausgebildet, so daß sie mit den freistehenden Bereichen stationär in Bohrungen 13 befestigt werden können.

Im einzelnen zeigt Figur 5 einen leicht zur Vertikalen geneigten Zuführschacht 110, in welchem nebeneinander zwei und hintereinander mehrere Magazine 120 stecken. Der Zuführschacht 110 weist zur Ansichtsseite eine Öffnung 111 auf, an deren weiteren Seite ein Anschlag 112 vorhanden ist. Der Anschlag 112 ist so angeordnet, daß eine Punktschweißelektrodenkappe E, die sich in einer Ausnehmung 121 in dem Magazin 120 befindet, von dem Anschlag 112 an der Weiterbewegung nach unten gehindert wird und so die Ausnehmung 121 mit der darin befindlichen Punktschweißelektrode E vor der Öffnung 111 des Zuführschachtes 110 positioniert wird. An einer senkrechten Montageschiene 140, ist der Zuführschacht 110 etwas geneigt befestigt, so daß ein darin befindliches Magazin 120 aufgrund der Schwerkraft durch den Zuführschacht 110 rutscht. Diese Bewegung des Magazins 120 in dem Zuführschacht 110 wird jeweils durch das Anliegen einer Punktschweißelektrodenkappe, die sich in einer Ausnehmung 121 des Magazins 120 befindet, an den Anschlag 112 gestoppt. Der Anschlag 112 kann aus einer an der Innenwand des Zuführschachtes 110 in Richtung des Magazins 120 angeordneten Nase oder justierbaren Platte bestehen oder dadurch gebildet werden, daß die Außenwand des Zuführschachtes 110 in dem Bereich, in dem der Anschlag 112 gebildet ist, nämlich auf der unteren Seite der Öffnung 111, in Richtung auf das Magazin gebogen ist, so daß der innere Querschnitt des Zuführschachtes 110 in diesem Bereich des Anschlages verringert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform rutscht das Magazin 120 aufgrund der Schwerkraft durch den Zuführschacht 110 und fällt nach Entnahme der letzten Punktschweißelektrodenkappe aus der obersten Ausnehmung 121 unten aus dem Zuführschacht 110 heraus.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zuführschacht 110 eine solche Länge auf, daß mehrere Magazine 120 übereinander darin Platz haben. Damit ein Nachbeschicken mit neuen Magazinen ohne enge Zeitgrenzen erfolgen kann, ist in einem Abstand A mehrere Elektrodenkappen vor der Öffnung 111 ein Sensor SM angeordnet, der das Fehlen eines Magazins dort an eine Signalleuchte L meldet.

Figur 6 zeigt den unteren Abschnitt der Elektrodenwechsel- vorrichtung 110 von der anderen Seite als Figur 5. Aus dem Führungskanal ist im bildlich vorderen Bereich das Magazin 120 ein Stück weit ausgetreten, das mit seiner geschlossenen Rückseite zu sehen ist. Dahinter tritt das zweite Magazin 120 aus, das mit den geleerten Ausnehmungen 121 und der in der Entnahmeöffnung 111 befindlichen Elektrodenkappe E zu sehen ist.

Außerdem ist an dem Gestell 140 der Kappenabzieher 130 mit seiner Abziehöffnung 131 zu sehen, in der eine gebrauchte Elektrodenkappe E steckt, die bei dem nächsten Abziehvorgang jeweils auf der entgegengesetzten Seite vom zugreifenden Schweißarm SA1, SA2 herausgedrückt wird. Die drei Schwenkachsen 27-29 der innenliegenden Klemmbacken sowie die Spannfeder 4, die die Klemmbacken in ihre Grundposition verbringt, sind dargestellt.

Etwa auf halbem Weg zwischen der Abziehöffnung 131 und der Entnahmeöffnung 111 befindet sich eine Prüfstation 50, die beidseitig Prüfbohrungen 51 mit innenseitigen Prüfsensoren 52 enthält. Die Prüfbohrungen sind jeweils passend zu der Kappenform der zentrischen oder azentrischen Elektrodenkappen E.

Unter der Wechselvorrichtung befindet sich ein Auffangbehälter 60, in den die abgezogenen Kappen und die geleerten Magazine 20 fallen.

Figur 7 zeigt eine Aufsicht auf ein Magazin 120 zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung mit etwa zylindrischen Ausnehmungen 121 zur Aufnahme von Punktschweißelektroden. Eine randseitig die Ausnehmung 121 durchdringende Bohrung 123, die in eine sich darin anschließende Bohrung 12 kleineren Durchmessers übergeht, nimmt eine Klemmvorrichtung, beispielsweise einen Stift oder Federstab 124 auf. Dieser Stift 124 ist in der engen Bohrung 122 arretiert und kann sich innerhalb der weiteren anschließenden Bohrung 123 federnd ausweichend bewegen, wenn er durch eine Punktschweißelektrodenkappe E in der Ausnehmung 121 aus seiner ursprünglichen Position herausgedrückt wird. Im Beispiel ist nur eine Ausnehmung 121 mit einer Elektrodenkappe E bestückt.

Figur 8 zeigt eine Querschnittsansicht durch ein Magazin 120 gemäß Figur 6 und zeigt die randseitig der Ausnehmungen 121 angeordneten Stifte 124, die in den randseitig zur Ausnehmung 121 angeordneten Bohrungen 122,123 verläuft. Die Ausnehmungen 121 sind Blindbohrungen in einer annähernd zylindrischen Form, so daß sich in die Ausnehmungen 121 eingesetzte Punktschweißelektrodenkappen E so in die Ausnehmungen 121 einführen lassen, daß diese zu einem bestimmten Maß US aus dem Magazin vorstehen. Das Maß US des Vorstehens korrespondiert funktional mit der Lage des Anschlags 112 in dem Zuführschacht 110.

Figur 9 zeigt eine Ausführungsform des Magazins 120 im Querschnitt, das besonders für azentrische Elektrodenkappen EA geeignet ist. Die Ausnehmung 121 zur Aufnahme der azentrischen Elektrodekappe EA ist als kegelförmige Bohrung im Grundkörper 20a ausgeführt. Diese kegelförmige Bohrung hat den gleichen Flankenwinkel wie die Elektrodenkappe. Oberhalb der kegelförmigen Bohrung 125 befindet sich eine kreisförmige Deckelbohrung 126, die innerhalb eines plattenförmigen Deckels 20b angeordnet ist und deren Durchmesser dem der Elektrodenkappe in loser Passung entspricht.

Ein solches Magazin 120 weist daher sowohl ein Grundbauteil 20a mit kegelförmigen Bohrungen 125 auf sowie ein plattenförmiges Deckelteil 20b auf. Durch die Anordnung der Bohrung 126 exzentrisch zu der kegelförmigen Bohrung 125 wird erreicht, daß sich azentrische Elektrodenkappen EA, wenn sie in beliebig verdrehter Lage in das Magazin gedrückt werden, sich so weit verdrehen, bis ihre Flanke vollständig auf der Wandung der Kegelbohrung aufliegt. Diese Drehung erfolgt zu der Seite hin, auf der der Rand der Deckelbohrung am nächsten an die Kegelbohrung angrenzt. In einer bevorzugten Ausführungsform, die dargestellt ist, schließt der Rand der Deckelbohrung 126 mit einem Rand der Kegelbohrung 125 ab, so daß der gegenüberliegende Rand der Deckelbohrung 126 den größtmöglichen Abstand zu dem darunterliegenden Rand der Kegelbohrung 125 aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht der Durchmesser der Deckelbohrung 126 in loser Passung dem Außendurchmesser der Punktschweißelektrodenkappe. Wie zuvor bei Figur 8 beschrieben, ist in dem Deckel 20b als Klemmmechanismus ein Stift 124 vorhanden, der sich innerhalb der Bohrung 123 bewegen kann. Der Stift 124 schneidet den äußeren Randbereich der Deckelbohrung 126, so daß eine Punktschweißelektrodenkappe, die eingeführt wird, von dem Stift 124 festgeklemmt wird.

Figur 10 zeigt einen Querschnitt des Zuführschachtes 110 mit zwei Magazinen 120. Diese sind mit ihren Elektrodenüberständen US jeweils zum Anschlag 112 gerichtet eingesetzt, der in den freien Querschnitt hineinragt.

Die Magazine 120 sind an einer rückseitigen Kante mit einer Abschrägung 28 versehen, der je ein Orientierungseinsatz 29 im Schacht entsprechend zugeordnet ist.

Fig. 7 und 8 zeigen außerdem Anphasungen 27 an einem Ende des Magazins 120, die der leichteren Einführung in den Zuführschacht dienen.

Bezugszeichenliste 1 Halter 10,10A Deckplatte 11,11A Bodenplatte 12 Abstandhalter 13 Montagebohrungen 14 Zuführschacht 15 Entnahmeöffnungen 16 Anschlag 17 Magazin 18 Ausnehmung 19 enge Bohrung 20 weite Bohrung 21 Federstift 22 Kegelbohrung 23 Deckelbohrung 24 Abziehvorrichtung 25 Abziehöffnung/Einsteckbereich 140 Gestell 20a Grundkörper von 120 20b Deckel von 120 21,22,23 Klemmbacken 24,25,26 Klemmflächen 27-29 Achsen 30 rad. Exzentrizität 31 innere Sektorecke 32 äußere Sektorecke 33 Feder 34 Prüfstation 35 Prüfbohrung 36 Prüfsensor 60 Auffangbehälter A Abstand E Elektrodenkappe E1, E2 Elektroden EA azentrische Elektrodenkappe K Führungskreis L Ladeleuchte/Signalgeber P Phase R Elektrodenradius SA1 ; SA2 Schweißarm SM Magazinsensor SR Sektorradius SZ Sektorzentrum US Überstand W Winkelexzentrizität Z Zentrum