用於清洗在電阻點焊中使用的電極或蓋的方法和裝置以及用於電阻點焊的裝置的製作方法

2023-06-06 03:58:06

專利名稱：用於清洗在電阻點焊中使用的電極或蓋的方法和裝置以及用於電阻點焊的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用於清洗一個在電阻點焊中使用的電極的方法、一種按照權利要求8的前序部分所述的用於電阻點焊的電極、一種按照權利要求9的前序部分所述的用於套裝到一個電極上的蓋以及一種按照權利要求12所述的用於電阻點焊的裝置。
背景技術：
例如由US 5,387,774A已知一些這樣的在電阻點焊中使用的電極或電極蓋。
在焊接過程中產生的焊接飛濺物沉積在焊接裝置的功能部件內和其上，它們例如沉積在電阻點焊裝置的電極上或沉積在電弧焊接裝置的噴嘴上並且必須隨時被排除。
對此已知一些機械的方法和不接觸的方法。
在機械的清洗中，通常使用一個旋轉的工具，例如一個罩形銑刀(Kappenfrser)，該罩形銑刀匹配於電極或蓋的外形。該機械處理的缺點是，由於動用的工具例如銑刀、刀具或刷子可能損壞待清洗的表面和使其變粗糙。這樣的後果可能導致更迅速和更強的汙染。此外還必須使工具匹配於電極相應的幾何形狀，這關係到相應的費用。
由DE 42 18 836 A1基本上已知，為了排除表面上的汙染物，通過施以一種低溫射流(Kryostrahl)進行冷處理，例如利用氮和/或乾冰。由於冷卻作用(Klteeinwirkung)導致處在表面上的汙染物的脆化並接著導致剝落。
由WO 02 49794 A1已知一種不接觸的方法，不過用於清洗電弧焊燒嘴或切割燒嘴，其中採用一種包括CO2-球丸和壓縮空氣的冷的噴丸混合物。在這種情況下，如同另外在機械清洗方法中那樣，成問題的是，特別是在自動操作的設備中，例如在機械手燒嘴(Roboterbrenner)中，必須將其單獨地向清洗站移動。用於清洗的燒嘴的這樣的位置變化導致工作流程的相應的中斷。
最後，由EP 0 074 106 A1已知，經由其在燒嘴體上的氣體接口給一個機械手燒嘴施以壓縮空氣，以便由此將氣體噴嘴從內部排空空氣。在該已知的方法中不利的是微小的清洗作用。

發明內容
由此出發，本發明的目的是，特別為電阻點焊提供一種用於清洗電極方法，特別是清洗一個可套裝到電極上的蓋，以便能夠有效地清洗而不會較長時間地中斷焊接裝置的工作流程。此外本發明的目的還在於，提供一種電極和一種蓋，借其可以實施所述方法。此外本發明的目的還在於，提供一種適用於所述方法的用於電阻點焊的裝置。
為達到該目的，建議一種方法，它具有權利要求1中所述的特徵。該方法的特徵在於，給所述電極和/或蓋施以一種冷的介質，其中在冷的介質與待清洗的功能部件之間的溫度差大於80開，並且各功能部件的溫度高於室溫。
通過給待清洗的功能部件施以冷的介質，導致一種快速的冷卻(一種所謂的驟冷(Schockgefrieren))。由於在功能部件如電極和必要時存在的蓋與汙染物例如焊接飛濺物之間在材料特性上的區別，導致各功能部件相對於汙染物的區別顯著的收縮過程，從而最終將在表面上粘附的汙染物去除。這樣去除的汙染物然後可以以簡單的方式通過吹入壓縮空氣排除或簡單地從電極或蓋上脫落。由於待清洗的電極或套裝在其上的蓋不必移到一個單獨的站，因此，通過本發明的方法總體上大大縮短了清洗時間。此外不需要提供一個單獨的清洗裝置。還令人驚喜地顯示出，藉助於通過電極或通過蓋來輸入冷的介質並不導致這些構件以及其他必要時裝入的塑料件或電子構件的脆化。為了輸入冷的介質，在清洗階段中可以利用焊接裝置現有的用於供給介質的輸入裝置。當然也可以設置單獨的輸入裝置。
按照本發明的一種進一步構成設定，冷的介質從電極的電流輸入側和/或在其側面輸入。由於在該實施形式中避免了從前面亦即經由電極或蓋的端側進行輸入，電極為了清洗可以保持定位在其焊接位置，以致由此相對於介質的端側輸入得到一種顯著的時間利益。
按照本發明的一種特別的實施形式設定，所述介質的溫度低於77開。利用這樣的介質溫度可以特別有效和快速地清洗電極或其蓋。
按照本的另一種實施形式設定，特別在從外面清洗電極或其蓋時，所述介質為一種混合物，該混合物包括一種載體介質和一些固相或液相的顆粒。按這種方式可以通過顆粒的動能有利地影響清洗效果。
有利的是，採用壓縮空氣和/或二氧化碳作為載體介質，這特別在壓縮空氣的情況下在自動化的設備中實際上隨處可供使用。
特別有利的是，採用乾冰、乾冰球丸和/或二氧化碳雪作為介質或作為混合物的顆粒。乾冰球丸或二氧化碳雪在撞到待清洗的表面上時產生一種機械能，它附加地加強清洗效果。
此外有利的是，所述介質為處於壓力下的液態形式的二氧化碳。
為了達到所述目的，還建議一種用於電阻點焊的電極，它具有權利要求8中所述的特徵。該電極具有一個本身已知的用於輸入一種冷卻劑的輸入裝置，特別在電極頂端的區域內。按照本發明設定，用於輸入冷的介質的輸入裝置按照權利要求1至7構成。藉助於冷的介質清洗電極特別是電極頂端，因為電極和粘附在電極上的汙染物由於它們的不同的材料特性通過快速的冷卻(驟冷)分別經受一種不同的材料膨脹，亦即在汙染物中比在電極中導致更強的收縮，由此導致無汙染物的去除。本發明的電極現在的優點是，以簡單的方式可以在電極上實施清洗而沒有結構的變化。在焊接過程中，輸入裝置將冷卻介質例如冷卻水輸入到電極中或電極頂端中。然後同一輸入裝置在清洗過程中代替冷卻介質特別是將冷的介質輸入到電極中。在這種情況下原則上也有可以在焊接過程中利用冷的介質也實施電極的冷卻，從而可以放棄冷卻介質或冷卻水。
為達到所述目的，還建議一種按照要求9所述的用於套裝到一個在電阻點焊中使用的電極上的蓋。該蓋的特徵在於具有一個輸入裝置，用於按照權利要求1至7將冷的介質輸入到蓋中。由此由於以上所述的收縮效應而導致對蓋的清洗，亦即導致粘附在蓋的表面上的汙染物的去除。當然，藉助於將冷的介質輸入到蓋中還能去除在電極的沒被蓋覆蓋的表面上的汙染物，只要這樣的汙染物存在。但前提是，通過將冷的介質輸入到蓋中還這樣地冷卻電極的待清洗區域，使得在冷的介質與待清洗的電極表面之間的溫度差大於80開並且待清洗表面的溫度高於室溫。
在此按照本發明的一種實施形式設定，所述輸入裝置由至少一個輸入通道構成。藉助該輸入通道，可以目標對準地將冷的介質輸入到蓋中，從而可以按這種方式確保最佳地向蓋供以冷的介質。
所述輸入通道可以構成為通孔。藉助該通孔可以用冷的介質通過電極或蓋。輸入通道也可以構成為盲孔。當將冷的介質間隔地通過壓力衝擊輸入到輸入通道時，特別建議盲孔。在各次壓力衝擊之間，冷的介質基本上無壓力地接觸輸入通道，從而在間歇期間導致先前輸入的冷的介質的回流。如果將冷的介質特別是CO2以液相輸入給輸入裝置，則在輸入過程中導致降壓繼而導致介質從液態經由CO2-雪到氣態的升華。然後在間歇時導致現在氣態的介質從輸入裝置或盲孔中的回流。在本發明的進一步構成中設定，將輸入通道設置成使冷的介質從電極的電流輸入側的側面進入到蓋中。在這裡，沿電極的中軸線或基本上沿電極的中軸線延伸的一側被理解為電流輸入側。藉助於這種輸入方式，冷的介質差不多從後面而不是從前面，亦即不經由電極或蓋的端側進行輸入。由此可以在清洗過程中將電極與其蓋保持在其焊接位置不變，因此可以節省裝調時間。
此外本發明的蓋的優點是，在焊接過程中還可以用於冷卻電極頂端。在這方面可以設定，在焊接過程中，代替冷的介質，給所述蓋施以冷卻水或一種另外的冷卻介質，而在清洗情況下，使用冷的介質。當然，即使在有蓋情況下，也可以在焊接過程中將冷的介質既用於清洗又用於冷卻電極。
最後，為了達到所述目的，建議一種用於電阻點焊的裝置。該裝置具有一個按照權利要求8的特徵的電極或一個沒有冷卻劑引導的電極和必要時一個套裝到電極上的按照權利要求9至11的特徵的蓋以及一個控制裝置。該控制裝置與電極和蓋作用連接。此外還設定，按照權利要求1至7的特徵構成控制裝置，用於控制供給和截斷冷的介質。在這方面以有利的方式是，還將已在電阻點焊裝置或焊接設備上存在的控制裝置用於冷的介質的供給。


由以下藉助附圖對各實施例的描述得出本發明的其他的目的、優點、特徵和應用可能性。其中全部描述的和/或圖示的特徵本身或以任何有意義的組合均構成本發明的目標，而且不受其在各權利要求中的歸納或其引用關係的約束。
其中圖1為本發明的清洗方法構成的用於電阻點焊的電極的一種可能的實施形式的縱剖面圖；
圖2為本發明的清洗方法構成的用於套裝到一個包括水冷部分的電極上的蓋的一種可能的實施形式的縱剖面圖；以及圖3按圖2的蓋，套裝到一個無水冷部分的電極上。
具體實施例方式
圖1中示出一個用於電阻點焊的電極1的端部，該電極在焊接過程中面向焊接工件。同心於電極1的縱軸線設有一個蓋2，該蓋套裝到電極1的端部上。
電極1具有一個輸入裝置4，用於沿箭頭5的方向輸入一種冷卻劑。該冷卻劑在這裡用於在焊接過程冷卻電極1，特別是電極頂端。作為冷卻劑通常採用冷卻水。輸入裝置將冷卻劑經由一條冷卻通道6引入到電極1的端部區域7。冷卻劑在那裡環繞衝洗該端部區域7並沿箭頭8的方面轉向並且經由一些未示出的回流通道回流，亦即從電極頂端開始向後流動。
在該實施形式中，將輸入裝置這樣構成，以致可以輸入一種冷的介質用於清洗粘附在電極上的焊接飛濺物。這以時間上協調的方式實現，更確切地說以這種方式實現，即分別在清洗階段中輸入所述冷的介質而在焊接操作中輸入所述冷卻劑。冷的介質在這裡優選是液態的二氧化碳或一種由二氧化碳組成的多相混合物。介質的冷這樣實現，即二氧化碳在從一個二氧化碳罐中排出時降壓，在這種情況下產生的汽化冷(Verdunstungsklte)對液態的二氧化碳或由二氧化碳組成的多相混合物進行冷卻。按照降壓和產生的汽化冷的程度，可以達到直到低於210開的冷卻，以致這導致幹雪的形成。
電極1或蓋2的清洗基於所謂的驟冷，其中驟冷導致電極1或蓋2和粘附的汙染物的區別顯著的收縮過程，使得汙染物剝落或可以簡單的方式藉助於壓縮空氣被吹掉。
圖2中說明的實施形式與圖1中的實施形式的區別在於，在這裡套裝在電極1上的蓋2具有一個用於輸入冷的介質的輸入裝置9，在此是輸入到蓋2中。在這種情況下，輸入裝置9由多個輸入通道10構成。各輸入通道10相對於縱軸線3以一個角度α設置，更確切地說，使得冷的介質從縱軸線3側面進入，該縱軸線3同時也構成電極的電流輸入側。角度α可以為10°至45°，優選為20°。
各輸入通道10沿蓋2的圓周對稱地設置。圖2中示出輸入通道10的進入部分。經由該進入部分，冷的介質進入到蓋2內，更確切地說進入一個在圖2中未示出的輸入通道10的其他的部分內，然後經由該部分再從蓋2內引出。在蓋2的側面實現用冷的介質對蓋2的全部供給。蓋2的端側保留不變的。因為經由蓋2實施焊接過程，為了清洗不需要從電極1上取下蓋2。
如同在圖1中同樣，電極1在圖2中具有一個輸入裝置4，該輸入裝置在焊接過程中給電極1供以冷卻劑。在這裡所示的實施例中，因此經由蓋2實現清洗或輸入用於清洗的冷的介質，而經由獨立於蓋2的輸入裝置9的輸入裝置4實現焊接過程中對電極的冷卻。或者可以將電極1的輸入裝置4，如圖1中所示，也構成為用於輸入冷的介質。在這種情況下，冷的介質輸入到蓋中和/或輸入到電極1中。也可以設定，所述電極1構成為一個沒有水冷部分的電極。就是在這種實施形式中，也可以通過經由蓋2的輸入裝置9輸入冷的介質，去除汙染物。在任何情況下，都不需要提供分開的、獨立的清洗裝置用來清洗電極1或蓋2。
附圖標記清單1 電極2 蓋3 縱軸線4 輸入裝置(電極)5 冷卻劑流動方向6 冷卻通道7 端部區域8 冷卻劑流動方向9 輸入裝置(蓋)10 輸入通道11 沒有冷卻劑引導的電極
權利要求
1.用於清洗一個在電阻點焊中使用的電極(1)的方法，特別用於清洗一個可套裝到電極(1)上的蓋(2)，其特徵在於，給所述電極(1)和/或蓋(2)施以一種冷的介質，其中在冷的介質與待清洗的功能部件之間的溫度差大於80開，並且各功能部件的溫度高於室溫。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述介質從電極(1)的電流輸入側和/或在其側面輸入。
3.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述介質的溫度低於77開。
4.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述介質為一種混合物，該混合物包括一種載體介質和一些固相和/或液相的顆粒。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述載體介質為壓縮空氣和/或二氧化碳。
6.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，採用乾冰、乾冰球丸和/或二氧化碳雪作為介質或作為混合物的顆粒。
7.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述介質為處於壓力下的液態形式的二氧化碳。
8.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，以壓力衝擊方式輸入冷的介質。
9.用於電阻點焊的電極，具有一個用於將一種冷卻劑特別輸入到電極頂端的區域內的輸入裝置(4)，其特徵在於，所述輸入裝置(4)構成為用於按照權利要求1至7輸入冷的介質。
10.用於套裝到一個在電阻點焊中使用的電極(1)上的蓋，其特徵在於具有一個輸入裝置(9)，用於按照權利要求1至7將冷的介質輸入到蓋(2)中。
11.按照權利要求10所述的蓋，其特徵在於，所述輸入裝置(9)由至少一個輸入通道(10)構成。
12.按照權利要求11所述的蓋，其特徵在於，所述輸入通道(10)設置成使得冷的介質從電極(1)的電流輸入側的側面進入到蓋(2)中。
13.用於電阻點焊的裝置，具有一個按照權利要求9所述的電極(1)或一個沒有冷卻劑引導的電極(11)和必要時一個套裝到電極(1、11)上的按照權利要求10至12所述的蓋(2)以及一個控制裝置，該控制裝置與電極(1、11)和蓋(2)作用連接並且構成為用於按照權利要求1至8控制輸入和截斷冷的介質。
全文摘要
本發明涉及一種用於清洗在電阻點焊中使用的電極(1)的方法，特別用於清洗一個可套裝到電極上的蓋(2)。本發明設定，給所述電極(1)和/或蓋(2)施以一種冷的介質，其中在冷的介質與待清洗的功能部件之間的溫度差大於80開，並且各功能部件的溫度高於室溫。本發明還涉及一種用於電阻點焊的電極(1)以及一種用於套裝到電極(1)上的蓋(2)。本發明設定，電極(1)和/或蓋(2)具有一個用於輸入冷的介質的輸入裝置。
文檔編號B23K11/30GK1956815SQ200580016029
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月14日 優先權日2004年5月21日
發明者埃米爾·舒伯特, 約爾格·法貝爾 申請人:亞歷山大·賓策爾焊接技術兩合公司