用于連接工件的方法和連接裝置的制造方法
【專利說明】用于連接工件的方法和連接裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于連接工件的方法和一種連接裝置。工件例如電設備的部件在生產(chǎn)時通常作為接合件彼此相連接。例如通過釬焊、焊接亦或鉚接在接合位置進行連接。在這種情況下實現(xiàn)工件的形狀配合的或力配合的連接。
[0002]通常，在生產(chǎn)過程中設置了各種不同的裝配站或制造站，在這些站例如提供有用于焊接的焊接頭、用于鉚接的鉚接裝置或者用于釬焊地連接部件的釬焊站。
[0003]就傳統(tǒng)的電阻焊而言，導電的工件被電流加熱直至熔化，從而產(chǎn)生公共的熔體，固化后在工件之間存在有焊接連接。已知的電阻焊接頭是針對高溫和大電流而設計的。多數(shù)情況下，焊接還需要電阻焊接頭的兩個電極在焊接過程中同時將焊接力施加到接合位置上。
[0004]在制造機電組件時也經(jīng)常將部件彼此鉚接在一起。在這種情況下，部件的平坦的部分利用鉚釘孔借助鉚釘來連接。在相應的鉚接過程中，需要使得由可變形材料制成的鉚釘銷變形，由此可以形成鉚釘頭。
[0005]特別是在生產(chǎn)中型的機電部件時，由于所需的接合方法或連接方法各不相同，這就需要具有大量接合站的復雜的自動裝配系統(tǒng)。希望可以降低包括多個具有不同連接類型的接合位置的部件或工件的制造費用。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提出用于連接工件的改進的方法和/或改進的裝置。
[0007]據(jù)此提出一種用于連接工件的方法，其包括:
[0008]-提供具有至少兩個電極的電阻焊接頭；
[0009]-用鉚接頭放置器替換掉至少一個電極或者設置至少一個具有包括鉚接頭放置器的適配件的電極；
[0010]-把兩個分別具有開口的工件定位在電阻焊接頭的電極或鉚接頭放置器之間，使得這些開口同軸；
[0011 ]-將連接件插入到這些開口內(nèi)；
[0012]-使工件彼此鉚接，其中，連接件借助于電極和/或鉚接頭放置器發(fā)生變形。
[0013]該方法規(guī)定:被設計為電阻焊接頭的焊接頭用于鉚接特別是用于熱鉚接。特別地，具有同軸布置的電極的電阻焊接頭可以通過電極的合適變型用作鉚接站，所述電極例如從上面和下面夾住兩個待連接的工件。如果例如兩個電極分別設置有用作鉚接頭放置器的適配件，那么銷釘形的連接件就可以用作鉚釘。例如還可以更換電極，其中，新變型的電極被設計為鉚接頭放置器。在此可以考慮的是，變型的電極或適配件具有與用于電阻焊接的電極相同的材料。尤其可以考慮的是，變型的電極或適配件具有與用于電阻焊接的電極相同的電阻。
[0014]因此，包括電阻焊接頭的工作站可以靈活地用于焊接以及用于鉚接。由此改進了機械化的或自動化的裝配系統(tǒng)的系統(tǒng)靈活性。
[0015]在該方法的實施方式中，還要饋送用于加熱連接件的流過電極和/或鉚接頭放置器和連接件的電流。
[0016]就此而言，可以實現(xiàn)熱鉚接，其中，連接件由于流過的電流而通過其自身的電阻加熱。在相應的熱鉚接工藝中，連接件或鉚釘由于在鉚接過程被供熱而膨脹，并借助于電阻焊接頭或被構造為鉚接頭放置器的電極而變形然后冷卻下來。在鉚釘冷卻時，特別是鉚釘桿會收縮，并會導致疊置地擠壓的工件或部件彼此間的力摩擦配合有所改善。
[0017]在一些實施方式中，電極、設置有適配件的電極或者被構造為鉚接頭放置器的電極在鉚接期間相對于彼此沿著穿過連接件延伸的工作軸線做振動運動。
[0018]就此而言，特別是在電極、適配件或鉚接頭放置器彼此相對地運動時，振動式地施加力，從而便于連接件變形為鉚釘桿和鉚釘頭。在這種情況下，隨著在兩側(cè)將力施加到作為連接件的圓柱形銷釘上，優(yōu)選地進行振動式的熱鉚接。例如，電阻焊接頭的電極和/或鉚接頭放置器以工作軸線為基準彈性地支撐。
[0019]在該方法的一些實施方式中，工件被彈性地保持在工件容納部內(nèi)。通過彈性的保持，特別是在電極或鉚接頭放置器相對于彼此相向運動并且作用到要變形的連接件上時，會使得施加的力均勻。
[0020]該方法的一些實施方式規(guī)定:使用連接件對至少三個分別具有開口的工件進行鉚接。所述工件例如可以是用在繼電器或機電開關中的雙金屬片。
[0021]在該方法的一些實施方式中規(guī)定:兩個電極分別被鉚接頭放置器替換掉，或者兩者分別設置有包括鉚接頭放置器的適配件。于是，借助于這兩個鉚接頭放置器使得連接件發(fā)生變形。就此而言，可以使得圓柱形連接件變形為鉚釘。
[0022]在該方法的變型中，適當設計電阻焊接頭，從而借助于電流將兩個其它的工件在焊接位置加熱至熔化。就此而言，在本方法范圍內(nèi)還可以考慮利用電阻焊接頭的電阻焊接。
[0023]該方法的變型包括三個步驟:
[0024]-提供不具有鉚接頭放置器的電阻焊接頭；
[0025]-把兩個其它的工件定位在電極之間；
[0026]-借助于電阻焊接頭將兩個其它的工件在焊接位置彼此焊接在一起。
[0027]優(yōu)選地，在焊接時適當移動焊接頭，從而兩個電極相對于焊接位置運動，并且將恒定的力施加到焊接位置上。通過恒定的力(該力例如可以通過對兩個電極的彼此彈性的支撐來實現(xiàn))使得兩個工件材料十分有利地彼此熔化或焊接在一起。
[0028]就所提出的方法而言，根據(jù)尤其是在生產(chǎn)線中必要的連接方法將電極用于焊接或用于鉚接。
[0029]此外，提出了一種用于使用電阻焊接頭來使得工件彼此連接的連接裝置。電阻焊接頭包括至少兩個電極，其中，電阻焊接頭被設計用于借助于電流在焊接位置將工件加熱至熔化。在這種情況下將至少一個電極設計為鉚接頭放置器。
[0030]例如，連接裝置設置有控制裝置，該控制裝置通過兩個電極控制或者引起電流，從而進行電阻焊接。
[0031]在這種情況下，連接裝置被設計用于實施如上所述的方法。
[0032]在連接裝置的一些實施方式中，還設置了用于彈性地支撐工件的保持裝置。彈性的支撐可以實現(xiàn)特別是在連接件的兩側(cè)或兩端均勻地施加力。
[0033]在一些實施方式中，連接裝置還包括用于使得電極和/或鉚接頭放置器在工作軸線上相對于彼此運動的驅(qū)動裝置。作為驅(qū)動裝置，例如可考慮氣動的驅(qū)動器亦或電驅(qū)動器。也可以將促動器或者伺服機構用作驅(qū)動裝置。在這種情況下，驅(qū)動裝置要產(chǎn)生足夠的力，以便在焊接時使得工件彼此疊置地擠壓，并且在鉚接時使得連接件或者特別是由電流加熱的鉚釘-和鉚接頭變形。
[0034]在連接裝置的一些實施方式中，電極和/或鉚接頭放置器以工作軸線為基準彈性地支撐。彈性的支撐同樣可以實現(xiàn)將力十分均勻地施加到彼此待連接的工件或連接件上。
[0035]本發(fā)明的其它可行的實施方案還包括前面已述的或者將在下面針對實施例予以介紹的方法步驟、所述方法的或所述連接裝置的特征或?qū)嵤┓绞降奈疵鞔_提到的組合。在此，本領域技術人員也可以添加或改變各個方面，作為本發(fā)明的相應的基本形式的改進或補充。
[0036]本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)它們的方式結(jié)合對實施例的以下說明將更為清楚且更易于理解，這些實施例將結(jié)合附圖予以詳述。
[0037]在附圖中:
[0038]圖1、4、6為連接裝置的實施例的示意圖，其用于解釋用來連接工件的方法的方面；
[0039]圖2為應用在用于連接工件的方法中的焊接頭的實施例的立體圖；
[0040]圖3為焊接頭的實施例的示意圖，其用于解釋用來連接工件的方法的方面；
[0041]圖5、7為圖1、4、6的連接裝置的實施例的示意詳圖，其用于解釋用來連接工件的方法的方面。
[0042]在以下附圖中，作為接合站的焊接頭和連接裝置的實施例被示意性地示出。在此示出了相應的連接裝置的工作情況，以便解釋使用電阻焊接頭的連接方法的方法方面。
[0043]圖1示出了用于使得工件彼此接合或連接的連接裝置。連接裝置I在此包括兩個被構造為電阻焊接頭的焊接頭2、3。每個焊接頭2、3都具有一個電極4、5，該電極借助于彈性元件8、9被彈性地支撐。焊接頭或電極4、5可以沿著工作軸線18移動16、17。為此，兩個焊接頭2、3分別與驅(qū)動裝置11、12例如電動機或氣動裝置相聯(lián)接。相應的驅(qū)動器11、12可以通過控制設備13將相應的控制信號CT提供給驅(qū)動裝置，并沿著箭頭16、17即沿著工作軸線18移動。就此而言，這些電極沿著工作軸線18彼此同軸地移動。
[0044]設置了一種工件支架10，在該工件支架上可以保持住待連接的工件6、7。在一種工作情況下，如圖1所示，工件被定位在電極4、5之間，并且通過對驅(qū)動器11、13的適當控制被電極4、5夾緊。在電阻焊接時，產(chǎn)生流經(jīng)電極、兩個工件6、7的焊接位置區(qū)域15和電極5的電流14。特別地，因為電極4、5的電阻低于待連接的工件6、7的電阻，工件6、7的材料在焊接位置15變熱。焊接頭2、3或控制裝置13適當控制電流14，使得工件材料6、7熔化并且在焊接位置15彼此熔接或焊接在一起。同時，從頂部和底部通過彈性地支撐電極4、5來均勻地施加力。
[0045]在圖2中立體地示出了焊接頭2的一個實施例。在圖2中可看到工作軸線18，在設計焊接頭時被緊固件22保持在電極容納部21內(nèi)的電極4、彈性的支撐件8以及驅(qū)動器11、42沿著所述工作軸線同軸。
[0046]電極容納部21和電極緊固件22都保持在合適的導軌19上，使用圍繞著柱塞布置的且抵接在間隔套筒20上的彈簧件8沿著軸線18來保持住所述導軌。未標有附圖標記的軸通過被驅(qū)動器11激活的氣動的氣缸42移動。將驅(qū)動器11、42、彈性的支撐件8、20和電極4的導向裝置19線性地布置可以實現(xiàn)十分有利地將力傳遞到按照圖2的方向位于電極5下方的當前焊接位置。
[0047]還可以實現(xiàn)將焊接頭2用作鉚接頭或鉚接裝置。就此而言，連接裝置也可以用作熱鉚接工藝的接合站I。
[0048]圖3示意性地示出了工藝步驟，在用于借助或者使用如圖1所示的連接裝置I對工件彼此鉚接的連接方法中實施所述工藝步驟。在圖3左側(cè)示意性地示出了具有焊接電極4的電阻焊接頭2，該焊接電極借助