焊接电极单元、焊接装置和用于产生焊接连接的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种焊接电极单元（1），包括再调节装置（4）和动力学作用连接地连接到该再调节装置（4）的焊接电极（6），其中该再调节装置（4）这样设计，使得焊接电极（6）能够线性地运动，并且该再调节装置（4）具有蓄能器（8），所述焊接电极（6）能通过该蓄能器加载预定的力。根据本发明专利技术，预紧的蓄能器（8）能够通过操纵元件（12）在作用方面从力源（14）上脱耦。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种根据权利要求I的前序部分所述的焊接电极单元，一种用于折叠和在边缘侧材料结合地连接金属板的装置(折边焊接装置)，该装置带有根据权利要求I所述的焊接电极单元，和一种用于产生焊接连接的方法。根据本专利技术的焊接电极单元用于产生材料结合的连接(可能采用位于金属板之间的粘结剂)，通过该连接使得至少两个金属板部件相对于彼此固定。有利的是，待连接的金属板在建立材料结合的连接之前就已经借助于形式为折叠连接的形状配合的连接相互(预)连接或相互预定位。然后通过焊接连接产生材料结合的连接，通过焊接连接在预定的焊点实现要连接的金属板的局部熔化。通过建立的焊接连接，金属板相对于彼此固定(保持在位)，以进一步的处理。根据本专利技术的焊接电极单元可以用于所谓的凸焊中，其中两个金属板在至少一个金属板部件的挤压作用下相对于彼此定位和固定，也可以用于没有这种挤压的金属板部件的焊接，也即在金属板在重叠区域中全表面接触时焊接所述金属板。由现有技术已知大量用于产生固定连接(用于随后进一步处理的暂时定位目的的连接)的装置和方法。在确保特定的表面质量时，没有已知的固定连接(暂时的焊接连接)可 以通过生成焊接点而确保规定的强度(在要连接的部件的基础材料的两侧上都熔化材料结合的连接)，尤其是满足根据DVS-指南第2902和2926号(DVS :德国焊接协会)所述的碰撞安全的焊接连接所要求的强度。由W02009/135938 Al已知用于在形状匹配的部件上建立固定连接的方法和工具，其中，线性引导的焊接电极以可预先设定的接触压力放置在需要连接的金属板装置的预定焊接点处，并随后以升高的连接压力进行对应的焊接。在此，该焊接电极通过相应的伺服单元可直线运动地引导，其中，为了补偿金属板材料在焊接点处熔化过程中发生的重新调节的行程，在焊接过程中，伺服单元的活塞通过气动单元加载压缩气体。而且，在DE102005018520A1中描述了一种用于电气压力焊接的装置。其中所述的焊接装置包括所谓的再调节装置，其具有多个沿进给方向并行地和/或串接地设置的弹簧元件。而且，从根据DE8910447U1的现有技术中已知用于焊接电极的支撑装置，其中同样应当保证，焊接电极可以立即跟随由于焊接熔化而发生滑动的工件。为此，在相应的支架(其可以通过伺服装置调节)和承接电极的电极保持器之间，插入压缩空气缸形式的弹性中间元件，该压缩空气缸可以在其轴向长度上调节。根据压力腔中的、由外部耦接的压力源调节的压力，电极的焊接压力可以根据每种情形的要求而适应或定尺寸。在上述焊接装置的情形下，应当通过焊接电极相应的弹性可运动的支承确保这样的情形下焊接电极可靠的再调节，在所述情况中连接区域中的工件材料转变为黏稠状状态(并局部通过进入的焊接电极挤压)。一系列的试验表明，具有这样的再调节装置的焊接装置只能够产生这样的焊接连接，其确保用于连接的金属板部件随后的处理的可靠固定，同时保持所需的表面质量，但是存在于碰撞安全连接中的强度要求不能够得到满足。本专利技术的目的在于提供一种焊接电极单元或用于在边缘侧材料结合地连接金属板的装置和一种用于产生焊接连接的方法，从而可以获得改进强度的焊接连接。另一方面应当确保，虽然有改进了强度的焊接连接，在金属板连接背对焊接电极的侧上，不会出现由于焊接产生的、可察觉的表面损坏。通过本专利技术，应当确保在焊接点处具有增强的强度的焊接质量，以及例如由汽车制造商所要求的视觉质量(表面质量)应当得到相应的保障。按照本专利技术，该目的分别通过独立权利要求的所有特征而达到。根据本专利技术，建议一种焊接电极单元，尤其是用于焊接车身或车身元件的折叠车身板材的焊接电极单元，其包括再调节装置和与该再调节装置可动力学地作用连接的焊接电极，其中该再调节装置这样构造，使得焊接电极尤其是相对于焊接电极单元可通过其固定在支承装置上的紧固点(或者相对壳体，再调节装置集成在该壳体中)线性可运动。在此，该再调节装置具有蓄能器，在焊接运行过程中或在与相应的焊接点接触的过程中，该焊接电极能够通过该蓄能器加载预定的(特别有利地是恒定的，尤其是可调的)力或压力。在此，该蓄能器能够通过操纵元件(也称为分离和耦接元件)从动力或压力源在作用方面脱耦(在力或压力方面分开)。通过将预张紧的蓄能器从动力源上脱耦，根据本专利技术，实现了这样一种焊接过程，在整个焊接过程中，焊接电极以基本恒定的力或基本恒定的压力(偏差小于 或等于设定的额定值的百分之五)作用在相应的焊接点上。由此，在焊接点区域，在焊接过程中由于系统原因而出现的金属板材料的熔化以及伴随发生的材料的滑移(就行程而言)通过再调节装置得到补偿。焊接电极的(行程)补偿或再调节运动由此发生，即，没有由于到动力源的反馈或从动力源获得反馈发生的震动作用到蓄能器上并因此作用于压紧的焊接电极上。在焊接过程中的实际再调节运动由于实现的脱耦因此仅仅通过蓄能器作用而实现。这样，相比现有技术，实现了明显增加的焊接质量。有利地这样构造蓄能器，使得其在整个焊接相关的作用范围上具有线性的力-行程曲线，所述作用范围也就是在焊接过程中必须作为再调节行程(从再调节运动中获得的焊接电极顶端的行程)得到补偿的范围。为此，蓄能器有利地形成为螺旋弹簧。蓄能器的其它实施方式为弹性体、液压或气动存储器，或其合适的组都包括在本专利技术中。在优选的第一实施方式中，其根据第一运行模式构建和运行，该焊接电极单元通过设置在壳体中的再调节装置(例如弹簧蓄能器的形式)形成，该再调节装置通过与之串联的活塞缸单元(例如液压或气动缸单元)沿作用方向(也就是朝向焊接点)以合适的弹性力加载在活塞杆以及与之相连的焊接电极上。有利的是，蓄能器在组装过程中就已经预紧地设置在壳体中，从而通过该预紧确保了焊接电极和焊接点(金属板)之间在焊接过程中希望的接触压力。而且，通过从运行方向看设置在蓄能器下游的活塞缸单元，该活塞缸单元能够通过外部动力源或压力源(例如气动或液压源形式，例如压缩机或液压泵)加载压力，在活塞缸单元的缸中可运动地引导的活塞能够克服预紧的蓄能器的弹性力而运动，而连接到活塞杆上的焊接电极能够逆着作用方向(在从焊接点离开的方向)运动或缩回到规定的基本位置。此外，例如设计为螺旋弹簧的蓄能器通过作用于螺旋弹簧上的调节螺栓可变地预调节到预紧状态(或“精调”)。这样，在焊接位置，施加在焊接点上的焊接力通过蓄能器在安装时就已经设定的预紧力，通过活塞缸单元的活塞的剩余的剩余行程和调节螺栓的位置确定。通过(尤其机械地)锁定活塞或保持通过外部动力源在活塞上产生的压力，蓄能器能够保持在压缩状态，因此焊接电极能够保持在其缩回的基本位置。随着焊接电极位于基本位置，根据本专利技术的焊接电极单元有利地位于预定的基本位置，其中，焊接电极的顶端相对于希望的焊接点间隔规定的距离，从而使得焊接点能够仅仅通过焊接电极的线性(移出)运动而被接触(有利地正交地接触焊接点)。到其预定基本位置的运动例如能够通过作业机器人而发生。在优选实施方式中调节到规定的基本位置，在该基本位置中，有利地以位置固定的方式紧固在相应的折叠装置的夹具上的焊接电极单元与夹具一起运动，使得已经移回到基本位置的、“预紧的”焊接电极通过夹具的闭合自动定位在规定的基本位置中。通过活塞缸单元的压力作动，活塞进而焊接电极能够从缩回的基本位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·科尼利厄斯，J·胡什纳，S·莱丁格，F·尼古劳斯，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯系统工程有限责任公司，
类型：
国别省市：