固定焊接裝置的元件供給裝置、固定焊接裝置以及機械熱固定焊接工藝形式的連接方法與流程

相關申請的交叉引用

本申請要求遞交于2016年1月28日的德國專利申請de102016101557.1和遞交于2016年2月1日的德國專利申請de102016101755.8的優先權。這些優先權申請的全部內容在此通過引用而并入本文。

本發明涉及一種固定焊接裝置的元件供給裝置，該元件供給裝置用于具有頭部和桿身的螺栓狀焊接輔助接合件，其中可通過電極沖頭和電極對置支座來執行相對接合移動，以產生固定焊接連接。進一步的，本發明涉及一種相應的固定焊接裝置以及一種使用上述螺栓狀焊接輔助接合件和固定焊接裝置的機械熱固定焊接工藝形式的連接方法。

背景技術：

在現有技術中，已知不同的加工輔助接合件的連接方法。在這些連接方法中有純機械連接方法，例如沖壓鉚合或螺栓固定。在這種裝置中，接合件通過例如由加壓氣體驅動的異型管(profiledtube)或其他元件供給布置來供給至固定裝置的接合通道。在該接合通道內，固定裝置的沖頭在直線的運動線上作為接合移動的一部分朝向例如模具進行移動以產生連接。

類似的純機械接合方法通過釘合裝置來實現，多個釘子可自動地供給至該釘合裝置。為此，根據us5,492,262，在釘盒里卷繞的釘條在供給裝置內展開，以將單獨的釘子轉移到該結合裝置。由于這些釘子首先通過釘條彼此連接，釘子的分離極其復雜且其無法被自動地轉移到其他的連接措施上。

de102010060141a1描述了將輔助接合件定位和供給到摩擦焊接裝置。用于該摩擦焊接元件的供給裝置提供了夾鉗裝置，該夾鉗裝置形成用于摩擦焊接元件的供給通道的端部。供給通道的端部位置直接設置在摩擦焊接裝置的旋轉沖頭下方。相對于驅動元件的長度具有不同厚度部分的可軸向移動的調節元件設置在兩個夾鉗之間，使得驅動元件的軸向位移導致該夾鉗不同寬度的開口。相應地，驅動元件的厚度部分及由此的夾鉗的特定距離被分配到摩擦焊接元件的供給，同時提供驅動元件的較大厚度部分及由此的更寬的夾鉗開口，使得旋轉沖頭在通過兩個夾鉗時占據定位在那里的接合元件，并將該接合元件供給至接合位置。由于側向可移動的夾鉗和軸向位移的驅動元件在旋轉沖頭的直接鄰近處的結合是復雜且占用空間的結構，其特別地適用于將純機械扭矩負載供給至接合元件。

然而，在其他的摩擦焊接裝置中，有利的是將摩擦焊接元件直接供給至摩擦焊接裝置的接合通道。這在de102004039398a1中有描述。

與上述供給結構和接合元件的供給原理相比，在電阻焊接中實現了其他的結構，因為在機械負載之外，電負載也被應用到接合元件。例如，de4318908c1描述了一種焊接輔助接合件到接合位置的間接供給。這些焊接輔助接合件首先通過供給通道被供給至可樞轉的傳送裝置。該傳送裝置通過磁體保持住該焊接輔助接合件。而后，利用該焊接輔助接合件進行用于將焊接輔助接合件從供給通道移出的組合線性移動和桿臂的樞轉運動。該移動將焊接輔助接合件定位在焊接裝置的一個焊接電極的下方。在進行有效焊接之前，焊接輔助接合件通過保持裝置設置在焊接電極內。這確保了在焊接處理開始之前已經可以從焊接裝置的電極移去桿臂并因此而移去供給裝置。由于焊接輔助接合件僅被夾持在電極中，這導致焊接輔助接合件在其接合位置上的定位無法精確。此外，在此所使用的供給裝置由于需要執行各種運動并相對彼此協調，因此其在結構上也是復雜的。

de102013207284a1描述了一種固定焊接裝置，通過該固定焊接裝置，焊接輔助接合件在組合的機械和電負載下被設置為至少兩個部件。在本文中使用了這有利的發現，從電阻焊接方法中已知的電負載能夠支持機械接合過程，并進一步實現與機械接合過程相協調的焊接工藝。類似于已知的固定裝置，將此處的焊接輔助接合件供給至沖頭下方的接合通道。在將焊接輔助接合件保持在中間位置的同時，焊接固定裝置的沖頭使焊接輔助接合件向著待彼此接合的部件移動。這種類型的元件供給并不總能確保焊接輔助接合件在待彼此接合的部件處能有足夠精確的定位。這可能會不利于連接質量和/或連接強度。

因此，本發明的目的在于提供一種固定焊接裝置以及一種用于此種固定焊接裝置的元件供給裝置，固定焊接工藝可以通過該固定焊接裝置來改進，尤其是和現有技術相比時，該裝置可以通過更簡單和更具成本效益的方式來實現。相對于焊接輔助接合件的供給的可能精確度以及焊接輔助接合件的定位，這適用于制備至少兩個部件的連接。因此，本發明的目的還在于提供一種通過固定焊接裝置的改進的連接方法。

技術實現要素：

上述目的的解決是通過根據獨立權利要求1的元件供給裝置、根據獨立權利要求6的固定焊接裝置以及根據獨立權利要求10的連接方法。本發明的發展與優選實施例起于以下的闡述說明、附圖以及所附權利要求。

本發明的用于具有頭部和桿身的螺栓狀焊接輔助接合件的固定焊接裝置的元件供給裝置，其中沿第一直線運動線的相對接合移動可以通過電極沖頭和電極對置支座來執行，以產生固定焊接連接，其具有以下特征：兩個剪刀狀設置的夾鉗桿，其中至少一個夾鉗桿可樞轉地設置，并且兩個夾鉗桿一起形成盲孔通道，該盲孔通道可以在具有窩狀端部位置一側暫時性地關閉，其中焊接輔助接合件可被容納在端部位置；第一促動器，通過該第一促動器，盲孔通道可沿著第一運動線之外的另一條運動線進行移動，使得盲孔通道的窩狀端部位置得以被設置于電極沖頭和電極對置支座之間；以及第二促動器，通過該第二促動器，盲孔通道可以以力控制和/或距離控制的方式平行于第一運動線進行移動，使得被把持在盲孔通道窩狀端部位置處的焊接輔助接合件可以以壓配合的方式定位在鄰近電極沖頭處。

本發明的元件供給裝置可實現為固定焊接裝置的一體化部分或模塊化部件。這種模塊化部件可以與已知的固定裝置、焊接裝置或者固定焊接裝置進行結合從而進行翻新改造。這個元件供給裝置特征在于通過所界定的帶有窩狀端部位置的盲孔通道能夠首先將焊接輔助接合件單獨地供給至固定焊接裝置。因此，元件供給裝置不僅提供了用于連接方法的單個焊接輔助接合件，其還在至少兩個部件的連接之前將這些焊接輔助接合件分開。除了帶有窩狀端部位置的盲孔通道之外，元件供給裝置設置有兩個不同的促動器，這兩個促動器將窩狀端部位置及因此的焊接輔助接合件放置于固定焊接裝置的沖頭和對置支座之間的期望布置中。優選地，固定焊接裝置的沖頭和對置支座設置為電極沖頭和電極對置支座，以使其能夠在至少兩個部件通過焊接輔助接合件進行連接期間以單獨或組合的方式在接合區域創建機械和電負載。元件供給裝置的兩個促動器使得設置在窩狀端部位置內的單個焊接輔助接合件能夠設置得極其接近沖頭或對置支座或者設置在沖頭和對置支座之間的中間位置，并保持在那里。根據本發明的一個優選實施例，在沖頭處創建并保持焊接輔助接合件的壓配合。本文中的壓配合意為焊接輔助接合件與沖頭或沖頭鄰近處相接觸，從而避免了沖頭和焊接輔助接合件之間可能存在的中間區或可能存在的間隙。為此，焊接輔助接合件優選地移動至抵接沖頭，直至達到預設力。隨后，如下面所詳細解釋的，保持住作用在沖頭和焊接輔助接合件之間的預設力，直到沖頭通過焊接輔助接合件針對對置支座預張緊(pre-tension)材料層。此外，這兩個促動器或僅其中選中的那一個使得在窩狀端部位置中的焊接輔助接合件能夠與固定焊接裝置的沖頭或沖頭和對置支座的組合一起進行特定的移動。為了能夠以可控的方式執行這個焊接輔助接合件的特定定位，優選地為靠近于沖頭或對置支座，可以專門地捕獲和評估端部位置覆蓋的距離、和/或作用在端部位置的力及從而作用在焊接輔助接合件上的力(因為該焊接輔助接合件抵接在沖頭或對置支座)。為此，優選地將所捕獲的距離和/或力數據傳輸到元件供給裝置的控制器單元、或傳輸到元件供給裝置和固定焊接裝置的共同控制器單元、或傳輸至元件供給裝置和固定焊接裝置的控制器單元。基于該附加信息，連接方法(參見下文)和元件供給是相協調的。

根據元件供給裝置的一個優選實施例，第一促動器包括線性促動器，通過該線性促動器，盲孔通道的端部位置可以垂直于第一運動線線性移動。為了能夠通過固定焊接裝置將至少兩個部件彼此連接起來，電極沖頭和電極對置支座在沿著第一直線運動線的接合移動中相對于彼此移動。為了創建連接，因此有必要的是將待供給的焊接輔助接合件沿著電極沖頭和電極對置支座之間的這個第一直線運動線特別地進行定位。這確保了待由電極沖頭和電極對置支座施加的機械或電負載可以被最佳地引入到焊接輔助接合件中。因此，優選地，元件供給裝置包括兩個促動器，其中一個促動器實現沿著第一運動線的移動，而第二促動器則實現垂直于第一運動線的線性移動。在此基礎上，可以將焊接輔助接合件設置在電極沖頭和電極對置支座之間的任意位置，并且可以在選定的時間里集成到電極沖頭和電極對置支座的接合運動中。這還確保了焊接輔助接合件可以設置成極其抵接電極沖頭或位于電極對置支座上的部件。這種特定的布置方式可以優選地通過力和/或距離控制的方式來實現，使得不使用用于固定部件的下夾持器或預夾緊裝置的連接方法成為可能。這還分別具有積極的結果，即，可以不需要下保持器、以更簡單的方式構造出與優選的元件供給裝置結合的固定焊接裝置。此外，如果基于元件供給裝置的使用而實現了該連接方法，則優選下保持器相關的控制概念可有可無。任選地，還可以設想的是用下保持器與元件供給裝置進行結合。

根據本發明元件供給裝置另一優選的實施例，盲孔通道包括棘爪，該棘爪可樞轉并僅可通過焊接輔助接合件在端部位置的方向上克服或制服。這個優選的桿狀成形的棘爪可由滑入盲孔通道的焊接輔助接合件來克服，同時這個棘爪防止焊接輔助接合件脫離該盲孔通道。根據本發明，該棘爪優選地成形為桿狀。該桿具有平行于盲孔通道的路線進行設置的縱向延伸部。為了實現上述功能，該棘爪包括處于背離端部位置的端部的旋轉中心。

根據元件供給裝置的另一優選實施例，盲孔通道的夾鉗桿在內側形成為槽狀，使得焊接輔助接合件的頭部可以被引導在該槽狀中，并且可以在其中以適形配合的方式保持為可移動狀態。這種焊接輔助接合件頭部和盲孔通道之間的適形配合，確保即使分別在固定焊接裝置或元件供給裝置的架空運行中，焊接輔助接合件也不會從盲孔通道脫落。

本發明的另一優選實施例提供了元件供給裝置，該元件供給裝置包括控制器單元，通過該控制器單元可以對所捕獲的元件供給裝置的運行數據進行評估，并且可以生成針對于至少一個連接的部件的至少一個指令，并將該指令傳送至該連接的部件，該連接的部件優選為固定焊接裝置的中央控制器。首先，控制器單元確保了元件供給裝置可以模塊化地使用并且可以獨立地運行。為此，控制器單元優選為監控自己的運行模式并基于評估的數據確定元件供給裝置接下來的步驟。另外優選地，控制器單元設計成使其與固定焊接裝置的中央控制器協作。這可以實現為，控制器單元作為主要部件(參見下文)指定用于作為從屬部件的固定焊接裝置的中央控制器是否和/或何時和/或哪個接下來的步驟必須由固定焊接裝置來執行。因此，優選地，元件供給裝置的控制器針對焊接輔助接合件是否在沖頭和對置支座之間得到充分的機械預張緊進行評估。如果還捕獲到元件供給裝置已被從焊接輔助接合件移除，則其允許中央控制器或使其能夠通過沖頭開始焊接輔助接合件的固定移動。此外，優選地，控制器單元指定中央控制器何時和/或如何快速地執行沖頭移動或類似步驟。

本發明還包括用于焊接輔助接合件的固定焊接裝置，該焊接輔助接合件包括電極沖頭和電極對置支座，通過該電極沖頭和電極對置支座可以執行沿著第一直線運動線的相對接合移動，以產生固定焊接連接；并且本發明包括根據上述實施例的元件供給裝置。

這樣的固定焊接裝置在de102013207284a1中有描述，在此將其通過引用的方式并入本申請中。這種固定焊接裝置特征在于，焊接輔助接合件可在機械和電負載(單獨或組合)下連接到至少兩個部件。因此，這種固定焊接裝置實現了將已知的機械接合方法和電阻焊接方法進行結合，以將至少第一和第二材料層彼此連接。在這種情況下，將螺栓狀焊接輔助接合件設置到至少一個第一材料層中，并在導電材料的第二材料層或在第二材料層的導電部分處進行機械/熱地變形，并且通過焊接工藝以材料配合的方式將其連接到接觸部分。還優選的是，第一材料層中的焊接輔助接合件在使用組合的機械和電負載的情況下進行設置。

關于待彼此連接的材料層的材料設計以及在使用固定焊接裝置時的電負載和機械負載的結合，還參考了de102013207284，其中這些細節已廣泛公開。這些細節以相同的方式適用于這里所描述的固定焊接裝置和固定焊接裝置的使用。因此，固定焊接裝置包括上述過的沖頭和與沖頭反向設置的對置支座。沖頭和對置支座可以在焊接輔助接合件中創建機械負載以及電負載，其中沖頭和對置支座提供為電極沖頭和電極對置支座。沖頭的移動以及因此而來的施加到焊接輔助接合件上的力通過驅動裝置引起。該驅動裝置根據氣動、電動或液壓固定焊接裝置的不同優選實施例來實現。此外，該驅動裝置通過控制裝置和/或調解裝置來控制或驅動。

供給至沖頭和對置支座的可調電流一方面用于執行焊接處理(參見下文)。優選地，螺栓狀焊接輔助接合件已經焊接到可焊接材料的第二材料層或該材料層中的可焊接材料部分。這種不是在焊接輔助接合件固定到第二材料層中之前的焊接，優選地通過電阻焊接在第二材料層的表面上進行。為此，優選地，將電極沖頭與負電位連接，并將電極對置支座與固定焊接裝置中的正電位連接，以支持焊接處理(參見下文)。作為該實施例的備選，還優選將元件供給裝置布置在固定焊接裝置中的正電極。相對于固定焊接裝置，正電位因此存在于沖頭處。此外，所供給的電流優選地用于加熱焊接輔助接合件和材料層的鄰接部分以使彼此連接。因此，將固定焊接裝置用作加熱裝置，以至少在焊接輔助接合件中產生特定的加熱電流。

根據本發明的另一優選實施例，將元件供給裝置緊固在固定焊接裝置處，使其可以在沖頭移動期間與沖頭一起移動。這意味著，元件供給裝置優選地緊固在沖頭本身上。根據另一實施例，將元件供給裝置緊固在固定焊接裝置的構造元件處，其通過焊接固定裝置的驅動與沖頭一起移動。這樣的結構確保了優選地在沖頭沿著對置支座的方向移動時，元件供給裝置必須僅在其位置中保持住適當定位在沖頭處的焊接輔助接合件。因此，不需要沖頭的驅動裝置和元件供給裝置的促動器的協作運動。

進一步優選地提供帶有中央控制器的固定焊接裝置，該中央控制器優選地作為從屬部件與配置為主要部件的元件供給裝置的控制器單元交換數據和/或指令。

本發明還包括機械熱固定焊接工藝形式的連接方法，其通過用于至少一個第一材料層的螺栓狀焊接輔助接合件，而不將該至少一個第一材料層預先沖壓到至少一個可焊接材料的第二材料層或具有可焊接材料部分的第二材料層。此種連接方法包括以下步驟：將所述至少一個第一材料層和所述至少一個第二材料層定位于電極沖頭和電極對置支座之間，并將它們適配于執行沿著第一直線運動線的相對接合移動；將焊接輔助接合件定位于電極沖頭和電極對置支座之間；以力控制和/或距離控制的方式移動焊接輔助接合件至抵接電極沖頭；在上述步驟之后共同移動電極沖頭和焊接輔助接合件，直至抵接到電極對置支座所支承的材料層處，并因此機械預張緊材料層；以及通過機械負載和熱負載將焊接輔助接合件和材料層連接起來。

機械熱連接方法通過電極沖頭和電極對置支座之間的焊接輔助接合件的特定定位來進行優化。特別地，尤其是設置在與電極沖頭鄰接的盲孔通道的窩狀端部位置內的焊接輔助接合件的力控制和/或距離控制移動實現了通常現有技術中已知的連接方法的新開端。因為焊接輔助接合件在電極沖頭處的這種鄰接首先確保了電極沖頭和焊接輔助接合件之間的精確定位。通過優選地焊接輔助接合件和電極沖頭彼此永久鄰接之后的共同移動，這樣限定的組合可進一步與待連接的材料層和對置支座進行結合。電極沖頭和焊接輔助接合件的這種組合首先排除了電極沖頭和焊接輔助接合件之間的固定過程。此外，電極沖頭的機械負載通過焊接輔助接合件直接轉移到對置支座所支撐的材料層。因此，電極沖頭和焊接輔助接合件的這種共同移動提供了一種優選的在對置支座處的材料層的預張緊。盡管元件供給裝置確保了焊接輔助接合件在電極沖頭鄰接處的穩定定位，但是電極沖頭和焊接輔助接合件的結合移動通過預張緊對置支座處的材料層來實現了下保持器的功能。因此，由于本發明的元件供給裝置，在固定焊接裝置中的下保持器就是不必要的了。

根據本發明連接方法的另一優選實施例，將焊接輔助接合件以優選地具有至少預設力的壓配合(參見上文)的方式抵靠在電極沖頭處。此外，優選地，如上所述，在沒有下保持器的情況下將材料層預張緊。

根據本發明，還優選的是，在焊接輔助接合件和電極沖頭與電極對置支座之間的材料層已被預張緊之后，通過元件供給裝置釋放焊接輔助接合件。如果焊接輔助接合件在沒有下保持器的情況下被供給，或者焊接輔助接合件被供給到周圍的供給通道，則首先有必要通過電極沖頭施加在焊接輔助接合件上的機械預應力，及由此通過待連接材料層而施加到電極對置支座上的預應力，來固定焊接輔助接合件。只有這樣，焊接輔助接合件才處于電極沖頭和電極對置支座之間的限定的固定位置，使得元件供給裝置可以釋放焊接輔助接合件。

根據本發明連接方法的另一優選實施例，通過力感應器捕獲由焊接輔助接合件施加到電極沖頭上的力和/或捕獲通過焊接輔助接合件的元件供給裝置朝向電極沖頭所覆蓋的距離。所捕獲的這些數據優選地通過元件供給裝置的控制器單元或固定焊接裝置的控制器單元或此兩者的控制器單元組合進行處理，形成用于焊接輔助接合件的限定定位的基礎。在這種情況下，優選地，元件供給裝置的控制器(主要部件)和固定焊接裝置的中央控制器(從屬部件)以主從結合的方式互相連接。這意味著，元件供給裝置的控制器監控電極沖頭和電極對置支座之間的焊接輔助接合件的限定定位。一旦元件供給裝置的控制器單元確認了焊接輔助接合件對于固定焊接裝置的中央控制器的正確定位，就通過固定焊接裝置開始至少兩個材料層的特定連接。在這方面，優選地，元件供給裝置的控制器單元用作主要部件，而固定焊接裝置的控制器單元則跟隨這些預設定。也優選的是，上述過程僅通過一個控制器來監控，因此是用于固定焊接裝置和元件供給裝置的共同控制。

進一步優選的，本發明的連接方法還包括以下步驟：將所捕獲的力和/或距離傳遞到控制器單元，并在達到預設力和/或預設距離之后，開始使焊接輔助接合件和電極沖頭一起沿著電極對置支座的方向前進。在該程序的另一優選實施例中，將所捕獲的力和/或距離傳遞到元件供給裝置的控制器單元，該控制器單元優選地作為主要控制器。元件供給裝置的控制器單元在評估所接收的數據和其有效度的極可能積極的內部確認之后，元件供給裝置的控制器單元允許固定焊接裝置的中央控制器(優選地作為從屬部件)繼續執行所述連接方法。還優選的是，元件供給裝置的控制器為中央控制器預設繼續執行所述具有特定步驟的連接方法。此外，優選地執行以下步驟：在材料層中壓入并焊接焊接輔助接合件；優選地通過利用電極沖頭施加力來壓緊和牢牢頂住所述材料層和焊接輔助接合件的連接；以及從連接的材料層釋放電極沖頭和電極對置支座。

附圖說明

本發明的優選實施例將參考附圖進行詳細的闡述。附圖示出：

圖1為根據本發明的具有優選元件供給裝置的固定焊接裝置的優選實施例的剖面透視圖；

圖2為根據圖1的沖頭和元件供給裝置的放大圖；

圖3為圖1的元件供給裝置的優選實施例的分解圖；

圖4為形成盲孔通道的優選夾鉗的分解圖；

圖5為根據圖1的優選元件供給裝置的部分剖面圖；

圖6.1到6.9為可利用具有元件供給裝置的固定焊接裝置來實現的優選連接方法的不同順序；

圖7為根據本發明的優選連接方法中優選的力路徑和優選的電流路徑隨時間變化的示意圖；

圖8為在優選的連接方法中優選的電負載和/或機械負載的示意圖；和

圖9是連接方法的優選實施例的流程圖。

具體實施方式

圖1示出固定焊接裝置1的優選實施例。其基本結構和運作方法對應于de102013207284a1的固定焊接裝置。此外，圖1的固定焊接裝置1用于通過de102013207284a1中描述的機械熱負載下的焊接輔助接合件e，來連接至少一個第一材料層a和至少一個第二材料層b。因此，請參考de102013207284a1以限定固定焊接裝置1的結構和功能，以及限定待彼此連接和焊接輔助接合件e的材料層a、b。

根據圖1所示的固定焊接裝置1包括在已知的c框架3處彼此相對設置的對置支座5和沖頭4。沖頭4通過驅動單元2沿著接合方向rf移動。因此，沖頭4和對置支座5實現了沿著直線運動線b1的相對于彼此的相對運動。此外，固定焊接裝置包括供電單元或焊接模塊6，使得電負載(例如，足夠高的加熱電流或焊接電流)可以被施加到待彼此連接的材料層a、b上，且通過沖頭4和對置支座5到達輔助焊接接合件e。相應地，沖頭4和對置支座5優選地構造為電極沖頭和電極對置支座，通過該電極沖頭和電極對置支座還可以執行焊接處理。換句話說，將根據本發明的優選實施例的沖頭4和對置支座5設計成導電的。為了能夠更好地控制焊接期間電極沖頭4和電極對置支座5的磨損，沖頭4和對置支座5提供有可更換的和/或可加工的焊接帽k4和k5。

圖2中示出優選的元件供給裝置10的放大圖。元件供給裝置10包括優選的平行于接合方向rf設置并縱向可調節的促動器14。提供此線性作用的促動器14，以使元件供給裝置10或至少供給的焊接輔助接合件e相對于直線運動線b1進行位移，并且定位在其中。這形成了優選地抵接沖頭4的焊接輔助接合件e能夠與沖頭4一起在接合方向rf上位移的基礎(參見下文)。當驅動單元2使沖頭4和促動器14以共同協作的方式優選地在具有焊接輔助接合件e的端部位置內移動時，設置在對置支座5上的材料層a、b可以因此而被預先施加應力(尤指機械的方式)。進一步優選地，將元件供給裝置10與固定焊接裝置1的沖頭側連接，使得驅動單元2驅動沖頭4和元件供給裝置10一起位移。

焊接輔助接合件e優選地通過借助于加壓氣體的異型管12或供給通道供給至元件供給裝置10。從異型管12開始，其通過封閉殼體16內的到達路徑30抵達盲孔通道20。盲孔通道20優選地通過兩個剪刀狀設置的夾鉗桿18、19來限定。夾鉗桿18中的至少一個固定地設置在橋接件24處。而另一個夾鉗桿19則優選地設置為可繞著軸線樞轉，并通過彈簧26在夾鉗桿18的方向上彈性預張緊。優選地，夾鉗桿18、19在彼此相對的側面形成槽狀。該槽狀布置方式優選地用于以適形配合的方式接納和引導焊接輔助接合件e的頭部。以此方式，還確保了在固定焊接裝置1的架空運行中，焊接輔助接合件不會從盲孔通道20中脫落。

在盲孔通道20背離異型管12的端部處，限定了窩狀端部位置22，該窩狀端部位置22用于接納和保持所供給的焊接輔助接合件e。在窩狀端部位置22的部分中，至少一個夾鉗19形成鉗狀，而另一個則優選地直線延伸。這樣的形狀確保了所供給的焊接輔助接合件e首先能夠被保持在端部位置22。因此，盲孔通道20在一側暫時性地閉合。隨著夾鉗19克服彈簧力的作用而樞轉，或者夾鉗桿18、19兩者都優選地設置為可樞轉，盲孔通道20可以被特異性打開。因此，便從端部位置22處釋放焊接輔助接合件e。

根據本發明優選的，元件供給裝置10包括另一個促動器28。該促動器28優選地執行垂直于接合方向rf或運動線b1的直線移動。還優選的是在此提供可以在任意方向上樞轉或移動的促動器28。此項待由促動器28實現的功能優選為，焊接輔助接合件e定位在沖頭4下方，優選地在運動線b1上。這確保了可以通過沖頭4和元件供給裝置10的共同移動在對置支座5處將焊接輔助接合件e夾持住。結果，設置在對置支座5上材料層a、b的預張緊得以實現。此外，優選地，夾持力高到足以通過促動器28從沖頭4將夾鉗桿18、19移除，使得焊接輔助接合件e得以從端部位置22被釋放出來。盡管這個釋放僅通過促動器28來確保(因此，被動地)，還優選的是主動地開啟夾鉗18、19。這可以通過接入促動元件或電機驅動(未示出)來進行。

可移動的夾鉗18、19被保持在殼體16中。優選地可通過擋板34來關閉。擋板34防止了盲孔通道20的端部位置22的可能性污染，例如通過焊接噴濺等。

根據本發明的優選實施例，元件供給裝置10設置在固定焊接裝置1的負電極或接地電極。參照圖1的固定焊接裝置1，負電位或接地電位存在于沖頭4處，而正電位存在于對面的對置支座5上。優選地，由可焊接材料構成的材料層b與連接到正電位的對置支座5緊緊挨著。通過對置支座5(正)和沖頭4(負)的電極性，優選地由于電子“從負到正”(因此從沖頭4到對置支座5)的移動而在該陽性加載的對置支座5處產生電子的電極轟擊。這種電極轟擊在對置支座5處產生了局部的電子過量，對置支座5如其在負極電極(因此沖頭4)的情況下一樣釋放出更多焦耳熱。由此，在正電極處(因此在陽性加載的對置支座5處)產生溫度超高，其中可焊接材料的材料層b或具有可焊接材料部分的材料層b抵接該對置支座5且須創建有焊接鏡片。

作為該實施例的備選，但是較少有效，也優選將元件供給裝置布置在固定焊接裝置的正電極。參照固定焊接裝置，正電位因此存在于沖頭處。

此外，元件供給裝置10優選地設置有單獨的控制器。該控制器(未示出)通過感應器和/或促動器14、28的信息捕獲在相對于沖頭4和/或對置支座5的窩狀端部位置內的焊接輔助接合件e的位置。此外，元件供給裝置10的控制器優選地捕獲使焊接輔助接合件e壓緊在沖頭4或對置支座5上或夾緊在其上的力。如果促動器14提供為步進電動機，則這個力優選地衍生自促動器14的電動機電流。以相同的方式，優選地通過固定焊接裝置1的力傳感器來確定該力。

此外，可對促動器14、28的步進電動機的旋轉角度進行評估，以確定促動器14、28的絕對前進距離。根據所捕獲的促動器14、28的電信息，優選地，元件供給裝置的控制器可以確定例如在沖頭4處或在對置支座5處的焊接輔助接合件e的絕對位置和抵接力。相反，優選地，該控制器還可以預設焊接輔助接合件e的精確位置和/或抵接力。

根據本發明的優選實施例，元件供給裝置10的控制器設置成主要部件。相應地，在焊接輔助接合件e適當定位時，元件供給裝置10的控制器指定了固定焊接裝置1的中央控制器，并且可以開始連接過程。還優選地，將元件供給裝置10的控制器集成到該中央控制器內以減少基于儀器的嘗試。然而，如果元件供給裝置10設置成模塊，則模塊自身的控制器對于元件供給裝置10與固定焊接裝置1的組合的運行來說是必要的。

基于上述結構，元件供給裝置10可獨立于固定焊接裝置1移動，或者可與其控制器平行于運動線b1協同移動(因此沿著電極上升方向)。以此方式，元件供應裝置10的，尤其是在端部位置22的焊接輔助接合件e的起始位置、部分上升和不同工作位置在控制中是可靈活調節和可編程的。如果在若干個焊接處理之后，以已知方式銑削或斜切一個或兩個焊接帽或電極帽k4、k5以提供加工安全的表面，則優選地通過元件供給裝置10的控制器對設置在端部位置22中的焊接輔助接合件e的改變了的起始位置進行校正和指定。根據一個優選實施例，其將被存儲在控制器中，通過該控制器起始位置的絕對值隨著電極帽k4、k5的斜切過程而變化。相應地，在已通知完成斜切處理之后，控制器對此信息進行利用。還優選地，固定焊接裝置1的中央控制器將該信息傳遞至元件供給裝置10的控制器。根據另一優選實施例，優選地，將元件供給裝置10移動至經斜切的電極帽k4、k5以檢測電極帽k4、k5的新起始位置或端部位置。

參照圖6，描述了具有焊接輔助接合件e的一體化供給的連接方法。首先，根據圖6.1，將焊接輔助接合件e供給至端部位置22(步驟s1)。為此，圖6.1示出了沒有焊接輔助接合件e設置在材料層a、b上面的材料層a、b。元件供給裝置10的端部位置22還沒有設置在沖頭4和對置支座5之間。

現在，促動器28將焊接輔助接合件e移動至沖頭4下方(步驟s2)。沖頭4在之后的焊接處理中形成了電極，優選為負電極或接地電極。為此目的，打開擋板34并使夾鉗桿18、19移動焊接輔助接合件e至沖頭4下方，優選移動至運動線b1上。同時，優選地利用該移動，解鎖夾鉗桿19以使其能夠在之后釋放焊接輔助接合件e。或者，但是較少有效，也優選將沖頭4連接至正電極，并將對置支座5連接至接地電極或負電極。

在接下來的步驟中(s3，參見圖6.3)，元件供給裝置10通過促動器14與接合方向rf相反地移動，直到焊接輔助接合件e將其頭部抵接在電極沖頭4處。這優選地在固定地預設距離點上以距離控制的方式進行。根據在此之前執行的對于帽k4、k5的斜切處理，調整該距離點。進一步優選的是在元件供給裝置10的促動器14的伺服電機驅動中，通過電流閾值控制的力控制來獲得焊接輔助接合件的位置。再一個優選的實施例是，通過驅動裝置2將沖頭4推進到定位在運動線b1上的焊接輔助接合件e上。可以基于固定焊接裝置1中的力傳感器或基于固定焊接裝置1的驅動裝置2上捕獲的電流值來監測焊接輔助接合件e和沖頭4之間的充分抵接。進一步優選的是使用疊加的力控制/距離控制。這允許額外地控制焊接輔助接合件e是否確實已經定位在沖頭4和對置支座5之間，并且優選其所具有的長度。此外，優選地通過促動器14、28的水平垂直疊加移動來實現上述步驟s2和s3。因此，定位在端部位置22中的焊接輔助接合件e也能通過彎曲的方式移動至與沖頭4抵接。

圖7描述了優選地在連接方法執行期間作用的機械和電負載。此處，f表示沖頭4處的力。在力曲線(圖7中的實線)和電流曲線(圖7中的虛線)的截面之上，分別示出連接方法的步驟s。如果在步驟s3中，焊接輔助接合件e對著沖頭4位移，則該過程可以作為力值(也參見圖6.3)被檢測到。

在焊接輔助接合件e已被定位在沖頭4處之后，優選地，作為主要部件的元件供應裝置10的控制器發送適當的信號至固定焊接裝置1的中央控制器(從屬部件)，使得沖頭4與所抵接的焊接輔助接合件e沿著接合方向rf一起位移。如優選地那樣，元件供給裝置10被緊固到固定焊接裝置1處的沖頭側面上，元件供給裝置10與沖頭4一起移動。也優選地，促動器14隨沖頭4及其驅動裝置2的位移運動一起延伸。

在優選的從屬控制器中接收到上述的信號之后，固定焊接裝置1使沖頭4朝向對置支座5的方向移動，直到焊接輔助接合件e抵接于側面，該側面背離最上方的接合配件上的頭部(因此抵接材料層a)。此外，達到了沖頭4的預設夾緊力時，沖頭4的位移路徑便受到限制。通過該預設夾緊力，焊接輔助接合件e壓入到沖頭4和對置支座5之間的材料層a上(參見步驟s4)。根據優選實施例進行距離控制，或者根據另一優選實施例進行力和距離控制，以實現焊接輔助接合件的這個夾緊位置的控制。以此方式，可以監測焊接輔助接合件e是否存在、焊接輔助接合件具有什么樣的長度、所期望的材料層a是否存在和/或其基于焊接輔助接合件e長度的厚度。當然還優選的是僅從上述參數中選擇一個進行檢查。參見圖7，必須強調的是，步驟s4中的力f根據上述步驟而增加，以實現對焊接輔助接合件分別的夾緊。

在沖頭4、焊接輔助接合件e以及對置支座之間的材料層a、b的夾緊已經實現并被檢測到之后，固定焊接裝置1的中央控制器發送相應的信號至元件供給裝置10的控制器。還優選地，為了夾緊，焊接輔助接合件e的尖端以壓紋的方式壓入面向尖端的材料層a。這穩定了夾緊的焊接輔助接合件e，并因此優選地不會對之后的連接產生負面影響。

隨后，在步驟s5中，解除元件供給裝置10，并釋放焊接輔助接合件e。為了釋放，打開夾鉗桿18、19(參見上文)或只是簡單地從夾緊的焊接輔助接合件e移除(參見圖6.5)。因此，在步驟s5中的力優選為小的(參見圖7)。在夾鉗桿18、19已被移入到殼體16中后，可以進行端部位置22的新加載。

在接收到焊接輔助接合件e已經到達其夾緊起始位置的信號之后，通過中央控制器開始將焊接輔助接合件機械推進到材料層中。這個步驟s6-1優選地由可如圖7所示的電流來支持。由于在焊接輔助接合件e推入到材料層b中時的材料發熱，使電流優選地減少了材料層a的硬度。

為了冷卻焊接輔助接合件e和材料層a、b，優選地，如圖7中(參見s6-2)所示引入了時間和/或距離控制的無電流階段。之后，在步驟s6-3中，進行材料層b到焊接輔助接合件e的焊接。這個焊接處理的時間優選地由時間區間來確定。根據本發明另一優選實施例，在焊接期間捕獲沖頭4的路徑。如果這超過了焊接輔助接合件e的下降值閾值，并因此超過了沖頭4的下降值閾值，則終止焊接處理。

隨后，在步驟s7中無電流地冷卻該連接，其中結合位置進一步機械地支撐在沖頭4和對置支座5之間。接下來，在步驟s8-9中，解除沖頭4和對置支座5，并且如圖6.8和6.9所示去除連接。

作為焊接輔助接合件e的上述實施例的備選，焊接輔助接合件e’(未示出)在其頭部優選具有功能性端部，該功能性端部背離焊接輔助接合件e’的桿身突出。該功能性端部包括緊固結構，例如螺紋腹板(web)、螺紋套管、球頭或鎖定結構或設計元件。相對于焊接輔助接合件e’的縱軸，與桿身共軸布置該功能性端部。優選地，環形圓周徑向突出物在桿身和功能性端部之間的過渡部分延伸。該環形圓周徑向突出物關于接合方向rf形成底切橫斷面，并且承擔上述焊接輔助接合件e的頭部的功能。優選地，沖頭4’(未示出)適用焊接輔助接合件e’包括具有環形接界或壓力面的中央開口。一旦元件供給裝置按上述方式開始緊靠沖頭4’，焊接輔助接合件e’的功能性端部就接納在沖頭4’的中央開口內，直到環形接界面緊靠在焊接輔助接合件e’的環形圓周徑向突出物。如果焊接輔助接合件e’通過沖頭4’接合和/或焊接，機械和/或電負載通過環形接界面和環形圓周徑向突出物從沖頭4’傳遞至焊接輔助接合件e’和待連接的組件。焊接輔助接合件e’的供給和連接的形成以如上所述的相同方式進行，不管沖頭4’和具有功能性端部的焊接輔助接合件e’的結構差異。

附圖標記列表

1.固定焊接裝置

2.驅動單元

3.c-框架

4，4’.沖頭

5.對置支座

6.電源單元/焊接模塊

10.元件供給單元

12.異型管

14.促動器

16殼體

18、19夾鉗桿

20.盲孔通道

22.窩狀端部位置

24.橋接件

26.腹板(web)彈簧

28.促動器

30到達路徑

32棘爪

34擋板

b1第一運動線

rf接合方向

e,e’焊接輔助接合件

k4、k5焊接帽