Dispositif de fixation d'une electrode
专利摘要:
公开号:WO1981003299A1 申请号:PCT/CH1981/000050 申请日:1981-05-11 公开日:1981-11-26 发明作者:J Rossell 申请人:Rossell Electronique Sa;J Rossell; IPC主号:B23K11-00
专利说明:
[0001] Elektrodenhaiterung [0002] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenhalte- rung für ein Schweiss- oder Lötgerät, das einen Zuführ¬ schlitten u fasst, wobei ein Elektrodenträger bezüglich des Elektrodenwirkungsbereiches senkrecht beweglich mit Bezug auf den Zuführschlitten vorgesehen ist, mit einer Kraftmesseinrichtung für die Kraft zwischen Elektrode und Werkstück. [0003] Stand der Technik [0004] Aus der DE-OS 27 38 854 ist eine Schweissvorrichtung be¬ kannt, welche einen Zuführschlitten umfasst, in der Vor¬ richtung linear beweglich angetrieben, sowie einen Elek¬ trodenträger, welch letzterer mit Bezug auf den Zuführ- schütten ebenfalls linear beweglich ist. Eine Federan¬ ordnung, zwischen Elektrodenträger und Zuführschütten, nimmt die Kraft zwischen Elektrode und Werkstück auf. Da¬ mit kann aus der Relativverschiebung von Elektrodenträ¬ ger und Zuführschlitten anhand einer Skala die Elektroden- kraft registriert werden. Mit Hilfe eines Einstellorgans kann die Vorspannung, der zwischen Zuführschütten und Elektrodenträger angeordneten Feder, eingestellt werden. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass wohl Elek¬ troden je nach Verwendungszweck mit unterschiedlichen Ar- beitsbereichen eingesetzt werden können, dass jedoch den mit ihrer Wirkungsfläche wechselnden Anforderungen an die registrierte Kraft, z.B. für gleichen Druck, durch eine Bedienungsperson dadurch Rechnung getragen werden uss, dass sie eine entsprechend geänderte Ablesung vor- nimmt oder die FedervorSpannung ändert. Dies stellt an die Bedienungsperson relativ grosse Anforderungen. Darstellung der Erfindung [0005] Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Elektrodenhalte rung eingangs genannter Art zu schaffen, bei welcher di Elektroden ebenfalls ohne weiteres ausgewechselt werden können, ohne dass dabei für unterschiedliche Elektroden die Bedienungsperson unterschiedliche Anforderungen an die registrierte Kraft zu berücksichtigen brauchte. Die wird dadurch erreicht, dass die Halterung als lösbar am Zuführschlitten fixierbarer Kopf ausgebildet ist mit einem Montageteil und mindestens einem diesbezüglich be weglich gelagerten Elektrodenträger, wobei die Kraftmes einrichtung zwischen Träger und Montageteil angeordnet ist und/oder dadurch, dass die Kraftmesseinrichtung ein Federorgan umfasst, das mittels eines lösbar am Träger oder Montageteil angeordneten Abstützteils auswechselba ist. Müssen Elektroden ausgewechselt werden, werden nic nur diese, sondern der gesamte Kopf mit der Kraftmessei richtung gewechselt oder aber zumindest das Federorgan. [0006] Vorzugsweise wird der Träger am Montageteil senkrecht z [0007] Elektrodenwirkungsbereich linear geführt. Damit werden auch bei einem solchen Kopf die Elektroden drehmomentlo mit dem Werkstück in Kontakt gebracht. [0008] Als Kraftmesseinrichtung wird bevorzugterweise eine zwi schen Träger und Montageteil wirkende Federanordnung vorgesehen sowie ein induktiver Wegauf ehmer. Bei abge¬ hobener Elektrode sorgt mindestens ein zwischen Montage teil und Träger vorgesehenes Federorgan dafür, dass der Träger bezüglich des Montageteils in Schwebe gehalten wird. [0009] O::. [0010] Vv'i Insbesondere für Spaltschweisselektroden wird vorge¬ schlagen, dass der Montageteil mindestens einen Zwi¬ schenträger umfasst, woran ein Elektrodenträger gela¬ gert ist, wobei der Zwischenträger am Montageteil paral- lel zum Elektrodenwirkungsbereich, vorzugsweise durch . lineares Verschieben, einstellbar ist. Damit sind zwei in besagter Richtung relativ zueinander verschiebbare Teile vorgesehen, an denen je eine Elektrode angebracht werden kann, deren Abstand über die Zwischenträger einstellbar ist. Vorzugsweise wird auch am Zwischenträger und Elek-' trodenträger eine Kraftmesseinrichtung angeordnet, ins¬ besondere dann, wenn es notwendig ist, bei einem vorge¬ sehenen Elektrodenpaar, wie bei Spaltschweisselektroden, die Kraft bei jeder Teilelektrode spezifisch zu regi- strieren. Werden am Montageteil zwei Zwischenträger vor¬ gesehen, die je in Richtung parallel zum Elektroden¬ wirkungsbereich symmetrisch mittels eines Einstellorgans positionierbar sind, so ergibt sich die Möglichkeit die Elektrodenspaltweite symmetrisch zu verstellen. [0011] Unter Verwendung des erwähnten induktiven Wegaufnehmers ergibt sich ein äusserst kompakter Aufbau der Halterung dadurch, dass der Träger mittels mindestens einer Kolben/ Zylinderanordnung am Montageteil geführt ist und dass der induktive Wegaufnehmer, vorzugsweise mit Induktionsspule an der Zylinderwandung und Magnetkern am Kolben, darin integriert ist. [0012] Kurzbeschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird beispielsweise anhand von Figuren er¬ läutert. Es zeigen : [0013] Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungs- gemässe Elektrodenhalterung, [0014] Fig. 2 eine Aufsicht auf den Elektrodenkopf gemäss [0015] Fig. 1, [0016] Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Elektrodenhalterung für Spaltschweiss-Elektroden, [0017] -Fig. 4 eine Aufsicht auf die Halterung gemäss Fig. 3, [0018] Fig. 5 eine Frontansicht der Elektrodenhalterung gemäss Fig. 4, [0019] Fig. 6 eine Aufsicht auf eine weitere Ausbildungsvarian¬ te der Elektrodenhalterung gemäss Fig. 3, [0020] Fig. 7 eine Frontansicht der Halterung gemäss Fig. 6, [0021] Fig. 8 einen Wegaufnehmer in einer Brückenschaltung zur Auswertung von Positionssignalen, wie an Elektro¬ denköpfen gemäss den Fig. 1 bis 7 erzeugt, [0022] Fig. 9 eine weitere AusführungsVariante der Brücken¬ schaltung gemäss Fig. 8, [0023] Fig. 10 den Amplitudengang der Uebertragungskennlinie einer Brücke gemäss den Fig. 8 oder 9, qualitativ dargestellt, Fig. 11 den qualitativ dargestellten Phasengang des [0024] Brücken-Ausgangssignals gemäss den Fig. 8 und 9, [0025] Fig. 12 die Kombination einer Charakteristik und der Uebertragungskennünie eines Wegaufnehmers, wie beispielsweise in den Fig. 7 und 8 dargestellt, zur Bildung einer Kraftaufnehmer-Kennlinie, wie mit den Halterungen gemäss den Fig. 1 bis 7 realisiert. [0026] Beschreibung der Einzelfiguren [0027] In Fig. 1 ist eine Elektrodenhalterung 7 dargestellt. Der Montageteil 75 umfasst eine mittels einer Festzieh- sσhraube 77 anzieh- resp. lösbare Befestigungsvorrich- tung 79 zur Befestigung am Zuführorgan resp. Zuführ¬ schlitten 5 der Löt- oder Schweissvorrichtung. An einem Elektrodenträger 81 ist beispielsweise in einer Büchse 83 ein Führungskolben 85 befestigt, welcher in seinem oberen Teil mit Rollkugeln als Kugelkolben 87 ausgebil- det ist und in einem Zylinder 89, letzterer fest am Mon¬ tageteil 75 angebracht, linear in Richtung P beweglich ist. Im oberen Teil ist der Zylinder 89 mit einem Gewin¬ de 91 versehen, worin eine Auswechsel- oder allenfalls Einstellschraube 93 eingeschraubt ist. Zwischen der Schraube 93 und dem oberen Ende des Kugelkolbens 87 ist feine Druckfeder 95 angebracht, deren Weg/Kraft-Charak- teristik bekannt ist. Eine weitere Feder 97, eine Zugfe¬ der, ist einerseits in einer Halterung 99 am Montageteil 75 befestigt, durch eine Bohrung 101 durchgeführt und andererseits am Trägerteil 81 eingehängt. Diese Zugfeder 101 trägt das Gewicht des Elektrodenträgers 81 mitsamt der beispielsweise mittels Imbusschrauben 103 festge- spannten Elektrode 105. [0028] Am Montageteil 75 ist ein weiterer Zylinder 107 befe- stigt. In einer koaxialen Büchse 109 gleitet ein Führungs¬ anker 111, der in seinem unteren Teil in der Bohrung 113 eines am Elektrodenträger 81 befestigten AnkerStücks 115 sitzt. Das Ankerstück 115 ist ebenfalls, d.h. wie der Anker 111 in der Büchse 109, in einer entsprechend dimensionierten unteren Büchse 117 am Montageteil 75 ge¬ führt. Zwischen der Aussenwandung der Büchse 109 und der Innenwandung des Zylinders 107 sind zwei Spulen 119 und 121 angeordnet, in einer Zentrumsbohrung 123 des Ankers 111 ein Kern 125, vorzugsweise ein Ferritkern, eingelas- sen. Wie anhand der Fig. 8 bis 12 noch erläutert werden wird, bilden die Spulen 119, 121 und der Kern 125, die sich relativ zueinander wie Elektrodenträger 81 zum Montageteil 75 bewegen, einen induktiven Wegaufnehmer. Die elektrischen Anschlüsse für die Spulen 119 und 121 sind nicht dargestellt. Grundsätzlich werden durch Ver¬ schiebung des Kernes 125 die Induktivitätswerte der beiden Spulen gegensinnig verändert, was, sind die bei¬ den Spulen beispielsweise in eine induktive Messbrücke eingeschaltet, eine Indikation über die Relativposition von Montageteil 75 und Träger 81 liefert und damit der Elektrodenposition. [0029] Bei Kenntnis der Feder-Charakteristik der Druckfeder 95 ergibt sich mit dem induktiven Wegaufnehmer ein Druckauf- nehmer. Aus dem registrierten Weg kann auf die Kraft F geschlossen werden, die zwischen Werkstück und Elektrode [0030] _0" 105 herrscht. Damit ist an der kopfförmigen Halterung, kombiniert mit ohnehin vorzusehenden Führungen, ein ein¬ facher, preisgünstiger und präziser Kraft- resp. Druσk- aufnehmer realisiert. [0031] In Fig. 3 ist ein Kopf mit der bereits anhand von Fig. 1 beschriebenen Technik realisiert, insbesondere für Spalt¬ schweisselektroden, dargestellt. [0032] In der Aufsicht entspricht die Darstellung gemäss Fig. 3 für symmetrisch zu verstellende Spaltschweisselektroden der Aufsicht gemäss Fig. 4 und der Frontansicht gemäss Fig. 5, wogegen dieselbe Fig. 3 für asymmetrisch zu ver¬ stellende Spaltschweisselektroden der Aufsicht gemäss Fig. 6 und der Frontansicht gemäss Fig. 7 entspricht. [0033] Der Montageteil 123, wiederum mit einer Halterung 127 und dazu einer Feststellschraube 125, weist beidseits je ein Paar achsparalleler, fest daran angeordneter Führungs- zapfen 129a, 129b und 131a, 131b auf. Diese Führungszapfen 131 und 129 gleiten je in Führungsbohrungen 133a, 133b und 135a, 135b, je paarweise an Zwischenträgern 137a resp. 137b vorgesehen. Somit sind die Zwischenträger 137 be¬ züglich des Montageteils 123 in Richtung P linear ver- schiebüch gelagert. Die Verstellung der beiden Zwischen¬ träger 137 erfolgt mittels eines Stellkopfes 139, vor¬ zugsweise mit Planetenuntersetzung, wie sie bei Mikro¬ metern üblich ist, welche mittels einer Gewindestange 141b in einer Gewindebohrung 143b den Zwischenträger 137b antreibt, wobei die Gewindestange 141b axial fest, jedoch drehbar, im Montageteil 123 bei 145 gelagert ist. Auf der anderen Seite des Montageteils 123 ist der Lagerteil 145 mit der Gewindestange 141a fortgesetzt, . welche in einer Gewindebohrung 143a im Zwischenträger 137a sitzt. Zur spiegelbildlich symmetrischen Betätigung der beiden Zwi- schenträger. 137 mit Bezug auf die Mittelebene E des [0034] Montageteils 123 sind die Gewinde zwischen Gewindestange 141a / Gewindebohrung 143a und Gewindestange 141b / Ge¬ windebohrung 143b in umgekehrter Drehrichtung geschnitten [0035] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind weitere Führungszapfen 147 resp. 149"beidseits über- und unterhalb der Gewinde¬ stange 141a, b vorgesehen und laufen in entsprechend an¬ geordneten Führungsbohrungen in den Zwischenträgern 137a, 137b. Dadurch ist eine spielfreie Führung der Teile 137, 123 gewährleistet, deren relative Position mit Hilfe des Stellkopfes 139 exakt vorgenommen werden kann. [0036] Beide Zwischenträger weisen in Analogie zu den Ausführun¬ gen von Fig. 1 je einen, wie beschrieben ausgebildeten induktiven Wegaufnehmer, als Ganzes mit 150a resp. 150b bezeichnet, auf, weiter eine Kugelkolbenführung mit Druckfeder, je als Ganzes mit 151a resp. 151b bezeichnet. An jedem Zwischenträger 137a und 137b ist ein Elektroden¬ träger, analog zur Darstellung von Fig. 1 ausgebildet, und als Ganzes mit 153a resp. 153b bezeichnet, aufgehängt Die Zugfederaufhängung für die Feder analog der Feder 97 von Fig. 1 ist mit 156a resp. 156b bezeichnet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann eine weitere Spule 155 vorgese¬ hen sein, so dass die ganze Anordnung, wie anhand von Fig. 9 noch zu beschreiben sein wird, als Differenztrans¬ formator wirkt. Somit sind gemäss den Fig. 3,4 und 5 die Zwischenträger bezüglich des Montageteils 123 symme¬ trisch in Richtung P verstellbar, die Elektrodenträger 153a resp. 153b ihrerseits in Richtung P„ und unabhängig voneinander bezüglich der ihnen zugeordneten Zwischenträ- ger 137a resp. 137b. [0037] Mit Hilfe der beiden je an Zwischenträger und Elektroden¬ träger vorgesehenen Druckfederanordnungen 151 und den Wegaufnehmern 150 auch je an Zwischenträger und Elektro- denträger vorgesehen, wird die auf jede der vorgesehenen Spaltelektroden wirkende Auflagekraft F. 2 erfasst. [0038] Wie in Fig. 6 dargestellt, besteht eine zweite Variante eines Elektrodenkopfes, insbesondere für Spaltelektroden darin, dass am Montageteil 123 nur ein Zwischenträger [0039] 137b vorgesehen ist, wobei, wie aus dieser Figur ersicht¬ lich, der eine Elektrodenträger 153b mit dem Zwischenträ¬ ger 137b in gleicher Art und Weise, wie in Fig. 1 - 5- dargestellt, verbunden ist. Da kein zweiter Zwischenträ- ger 137a gemäss Fig. 4 vorgesehen ist, ist der zweite [0040] Elektrodenträger 153c in Richtung P„ verschiebüch, di¬ rekt am Montageteil 123' befestigt. Mit Hilfe des Stell¬ knopfes 139' und der Gewindestange 141b in eine Gewinde¬ büchse 143b am Zwischenträger 137b eingreifend, 'wird der Zwischenträger in Richtung P bezüglich des Montageteils 123' verstellt. [0041] In Fig. 8 ist die Schaltungsanordnung der gemäss Fig. 1 als eine Variante vorgesehenen zwei Spulen 119 und 121, mit dem Kern 125 dargestellt. Diese Anordnung kann je zwischen Elektrodenträgern und Zwischenträgern gemäss - 1.0 - [0042] Fig. 3 -'7 resp. Montageteil, gemäss Fig. 3,6,7 vor¬ gesehen sein. Die beiden Spulen 119 und 121 sind in eine induktive Brücke mit den weiteren Festimpedanzen Z und Z2 geschaltet. Die Brücke wird durch einen Wech- selspannungsgenerator 160 gespiesen. Der Abgriff zwische den beiden Spulen 119 und 121 ist über eine Registrie¬ rungseinheit 163 mit dem Abgriff zwischen den beiden Festimpedanzen Zη und Z_ verbunden. Anstatt die Brücke mit dem Wechselspannungsgenerator galvanisch verbunden zu speisen, ist es gemäss Fig. 9 möglich, wie als Beispi in Fig. 3 dargestellt wurde, das Ausgangssignal des Weeh selspannungsgenerators 160 über eine Primärwicklung 155 transformatorisch in die Brücke wiederum aus den Spulen 119, 121, Z. und Z_ sowie mit der Registriereinheit 163 einzukoppeln. In diesem Fall wirken die beiden Spulen 119 und 121 mit der Primärspule 155 als Differenztransforma- tor. In beiden Ausführungsvarianten gibt die Registrier¬ einheit 163 ein Signal ab, welches die Relativposition zwischen Kern 125 und den beiden vorgesehenen Spulen 119 und 121 angibt, und damit, da die Spulen einerseits am Montageteil oder an mindestens einem vorgesehenen Zwi¬ schenträger angeordnet sind und der Kern 125 an mindesten einem vorgesehenen Elektrodenträger, ein Ausgangssignal, das die Relativposition in P_-Richtung zwischen mindesten dem einen vorgesehenen Elektrodenträger und dem Montage¬ teil angibt. [0043] In Fig. 10 ist der Amplitudengang ü(s) des Ausgangs¬ signals ü(s) der Registriereinheit 163 in Funktion des Verschiebungsweges s des Kernes 125 mit Bezug auf die in [0044] Fig. 8 eingezeichnete Nullposition 0 qualitativ eingetrag [0045] O In Fig. 11 ist, qualitativ, der Phasengang *- (s) von ü(s) dargestellt. Mit der Detektion der Momentanamplitude U(s) und des Phasenvorzeichens * (s) besagten AusgangsSignals ü(s) wird, gemäss Fig. 10 gestrichelt eingetragen, eine eindeutige Indikation über die genannte Relativposition erhalten. [0046] In Fig. 12 ist einerseits die Abhängigkeit der Kraft F vom Weg s zwischen Elektrodenträger und Zwischenträger und damit indirekt Elektrodenträger und Montageteil oder vom Elektrodenträger direkt mit Bezug auf den Montageteil eingetragen. In beiden Fällen entspricht s somit der Relativposition von Elektrode und Montageteil. Liegt' die eine betrachtete Elektrode in Ruheposition bei s , so gibt der beschriebene induktive Wegaufnehmer ein Ausgangs¬ signal gemäss- ü ab. Trifft die Elektrode bei der Bewe¬ gung des Montageteils auf das Werkstück auf, so wird sie mit ihrem Elektrodenträger gegen die Kraft der Druckfeder 95 gemäss Fig. 1 angehoben. Die durch die Feder 95 ausge- übte Reaktionskraft folgt dem in Fig. 12 mit e, beispiels¬ weise eingetragenen Verlauf. Dabei nimmt das Ausgangs¬ signal des induktiven Wegaufnehmers gegen den Nullwert hin ab. Vorzugsweise wird die Druckfeder so eingestellt, dass bei Zurückweichen der Elektrode um die Wegstrecke s durch die Feder der für die Arbeitswirkung vorgegebene [0047] SOLL-Druck resp. die SOLL-Kraft F .. ausgeübt wird. Somit ist die Elektrode an ihrer Wirkungsposition angelangt, wenn am Ausgang der in Fig. 8 oder 9 dargestellten Regi¬ strierungseinheit 163 ein Nullsignal als U ,, erscheint. Dieses Ausgangssignal kann somit unter Vorgabe der Feder¬ charakteristik e als Regelgrösse verwendet werden. Um [0048] OV.ΓI „ W;F-O bei Verwendung unterschiedlicher Elektroden die unter¬ schiedlichen SOLL-Kräfte zu berücksichtigen, werden die Federn entweder mit den Elektroden ausgewechselt oder unterschiedliche Köpfe mit den entsprechenden Federn ein- gesetzt. [0049] Mit der bekannten Weg/Kraft-Charakteristik der an den beschriebenen Elektrodenköpfen vorgesehenen Federn und dem Vorsehen des beschriebenen Wegaufnehmers, kann somit für eine Druckregelung zwischen den vorgesehenen Elek¬ troden und dem Werkstück ein SOLL-Wegsignal vorgegeben werden, d.h. das AusgangsSignal des Wegaufnehmers wird als Regelgrösse mit einem SOLL-Wert, welches dem SOLL-Weg und damit dem SOLL-Druck entspricht, verglichen.
权利要求:
ClaimsPatentansprüche: 1. Elektrodenhalterung füreinSchweiss- oder Lötgerät, das einen Zuführschlitten umfasst, wobei ein Elek¬ trodenträger bezüglich des Elektrodenwirkungsberei- ches senkrecht beweglich mit Bezug auf den Zuführ- schütten vorgesehen ist, mit einer Kraftmesseinrich¬ tung für die Kraft zwischen Elektrode und Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass sie als lösbar am Zuführschlitten fixierbaren Kopf ausgebildet ist mit einem Montageteil (75; 123; 137a, b, c) und mindestens einem diesbezüglich beweg¬ lich gelagerten Elektrodenträger (81; 153a, b, c) , wo¬ bei die Kraftmesseinrichtung (95; 107 - 123; 150) zwi¬ schen Träger und Montageteil angeordnet ist und/oder dass die Kraftmesseinrichtung ein Federorgan (95) um- fasst, das mittels' eines lösbar am Träger oder Mon¬ tageteil angeordneten Abstützteils (93) auswechselbar ist» 2. Elektrodenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger am Montageteil senkrecht (P„) zum Elektrodenwirkungsbereich linear geführt ist. 3. Elektrodenhalterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung eine zwischen Träger und Montageteil wirkende Federanordnung (95) umfasst sowie einen induktiven Wegaufnehmer (107 - 123; 150). 4. Elektrodenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Montageteil und Träger mindestens ein Federorgan (97) angeordnet ist, um das Gewicht des Trägers am Montageteil federnd zu halten. 5. Elektrodenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageteil mindestens einen Zwischenträger (137a, 137b) umfasst, woran ein Elektrodenträger (153a, b) gelagert ist, wobei der Zwischenträger am Montageteil parallel (P-.) zum Elektrodenwirkungsbe¬ reich,vorzugsweise- durch lineares Verschieben,einstell¬ bar is-c -• 6. Elektrodenhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an Zwischenträger und Elektrodenträger eine Kraft¬ messeinrichtung angeordnet ist. 7. Elektrodenhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Montageteil zwei Zwischenträger vorgesehen sind, die je in Richtung parallel (P-.) zum Elektro¬ denwirkungsbereich symmetrisch mittels eines Ein- stellor.gans (139) positionierbar sind. 8. Elektrodenhalterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mittels mindestens einer Kolben/Zy¬ linder-Anordnung am Montageteil geführt ist und dass der induktive Wegaufnehmer,vorzugsweise mit Induktions¬ spule an der Zylinderwandung und Magnetkern am Kolben, darin integriert ist.
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同族专利:
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