DE4124276A1 - Drahtvorschubeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drahtvorschubeinrichtung, die für das Lichtbogenschweißen vorgesehen ist.

Von diesem Typ ist eine Drahtvorschubeinrichtung bekannt, die aus einer angetriebenen Vorschubrolle und einem Druckglied be­ steht. Sie sind auf einem Trägerrahmen befestigt, an dem außerhalb seitlich eine Reglerbremse für die Schweißdraht­ rolle angebracht ist. Die Vorschubrolle ist aus einem ganzen Stück gefertigt und mit einem Profilkanal auf der Randober­ fläche, in den der Schweißdraht eingelegt wird, versehen. Das Druckglied besteht aus zwei unabhängig voneinander, von Feder­ paaren gedruckten Rollen, deren Achsen auf den zwei Enden von kleinen Nockenhebeln befestigt sind (1).

Die Mängel der bekannten Drahtvorschubeinrichtung werden von zwei Hauptfaktoren bestimmt - die angetriebene Vorschubrolle ist aus einem Ganzen hergestellt und das Druckglied besteht aus vier sich frei drehenden Rollen, die paarweise und unab­ hängig voneinander arbeiten. Der Einsatz einer Vorschubrolle, die aus einem ganzen Stück besteht, bedeutet, daß für jeden Schweißdrahtmaß eine einzelne Rolle mit dem entsprechenden Kanalmaß auf der Randoberfläche vorhanden sein muß, so wie das in der bekannten Vorrichtung vorgesehen ist. Damit wird die Ausrüstung der Vorrichtung viel teurer und sie selbst ist nicht mit verschiedenen Schweißdrahtdurchmessern universell einsetzbar. Die Unabhängigkeit bei der Arbeit der sich frei drehenden Rollpaaren schafft Bedingungen für das Stören der normalen Arbeit des Gerätes. Der Einsatz von zwei Druckfedern ist ungünstig, weil damit zwei unabhängige Montageausführungen und zwei unabhängige Federkonstanten vorhanden sind. Damit sind die Bedingungen für verschiedene Druckkräfte und entsprechend eine verschiedene Zugkraft, das bei bestimmter Zusammenwirkung das Biegen des Schweißdrahtes hervorrufen kann, vorhanden. Diese Mängel, verbunden mit der Ungleichmäßigkeit des Schweißdrahtdurchmessers, ergeben eine Ungleichmäßigkeit des Drahtvorschubs, der ein wichtiger Faktor für die Schweißnaht­ qualität ist. Der Unterschied beim Drücken ist noch dazu der Grund für verschiedene Kontaktflächen und dadurch für verschie­ dene plastische Verformungen der Länge des Schweißdrahtes nach, was ihre Auswirkung beim Richten des Schweißdrahtes hat und eine Vergrößerung des Ausgangswiderstandes hervorruft.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drahtvorschub­ einrichtung zu schaffen, die für die Standardschweißdraht­ maße universell einsetzbar ist und gleiche Druckkraft für alle Rollen des Druckgliedes gewährleistet.

Die Aufgabe wurde mit einer Drahtvorschubeinrichtung gelöst, die eine auf einem Trägerrahmen montierte, von einem Getriebe­ motor angetriebene Vorschubrolle und ein Druckglied, bestehend aus vier sich frei drehenden, auf zwei kleinen Nockenhebeln paarweise befestigten Rollen, umfaßt. Nach der Erfindung sind die kleinen Nockenhebel beweglich auf Zwischenachsen eines größeren Nockenhebels montiert, die durch eine freie Achse an dem Trägerbalken gelagert sind und das eine Ende beweglich an der Trägerachse angebracht ist, die senkrecht an einem Rippen des Trägerrahmens befestigt ist. Am anderen Ende des Träger­ balkens ist eine Hülse montiert, deren Achse senkrecht zur Trägerachse liegt. Die Hülse liegt in einer Öffnung des Träger­ balkens und achsenparallel zu ihm ist ein Druckstift montiert, der unter Federdruck steht und in seiner Arbeitsstellung auf der exzentrischen Hülse liegt, die auf einer Stützachse, die normal auf der Rippe eines Trägerrahmens fixiert wird, gela­ gert ist. Die Vorschubrolle besteht aus einer Stützscheibe und aus einer achsenparallel auf ihrer Nabe aufgesteckten Druckscheibe, die seitlich zur Stützscheibe elastisch gestützt ist. Die inneren Kanten der beiden Scheiben sind schräg und die zwei Scheiben sind gegen Verdrehung zueinander durch einen Blockierstift fixiert.

ln einer bevorzugten Ausführung ist die Rippe des Trägerrah­ mens parallel an den Deckeln, die seitlich den U-förmigen, von oben offenem Trägerrahmen abschließen, angeordnet. Die Rippe hat einen Konsolenteil, auf dem der Bremsenregler mon­ tiert ist. Die Druckscheibe der Vorschubsrolle ist noch dazu elastisch durch Tellerfedern gestützt, die von einem Deckel ab­ geschlossen sind, der an der Achse des Getriebemotors mit einem achsenparallelen Bolzen fixiert ist.

Die Vorteile der Drahtvorschubvorrichtung sind durch die spe­ zifischen Konstruktionen der Vorschubrolle und des Druckglie­ des bedingt. Der Einsatz einer zusammengesetzten Druckrolle gibt uns die Möglichkeit sie für verschiedene Schweißdraht­ durchmesser in den Standardgrenzen von 0,6 bis 3,2 mm einzuset­ zen. Die Benutzung eines Zweistufensystems zum Aufhängen der sich frei drehenden Rollen durch zwei kleine und einen gros­ sen Nockenhebel gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Druckkraft auf dem Schweißdraht. So wird gleiche und gleich­ mäßige Vorschubkraft bei optimaler Kontaktfläche und minimaler Verformung des Schweißdrahtes gewährleistet. Bei gleicher Kraftwirkung auf dem Druckglied und den sich frei drehenden Rollen entstehen Bedingungen für eine Selbstregelung des Druckes auf dem Schweißdraht unabhängig von dem Schweißdraht­ querschnitt und unabhängig davon ob er hohl oder voll ist. Die einzige Justage ist nur bei verschiedenem Schweißmaterial notwendig. Die Kontaktspannungen sind minimal und deswegen ist die Vorrichtung für die Arbeit mit Al- und Hohlschweißdraht sehr gut geeignet. Ein anderer Vorteil ist, daß durch sie ein optimaler Vorschub unabhängig vom Durchmesser der Schweiß­ drahtrolle, von der der Schweißdraht abgewickelt wird, gewähr­ leistet wird, da beim Durchgang an der Vorschubrolle eine opti­ male Schweißdrahtrundung entsteht.

Die Beispielausführung der Vorrichtung laut der Erfindung ist in den beiliegenden Figuren gezeigt, wobei:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit einem Teilschnitt eines Deckels darstellt.

Fig. 2 die Ansicht von oben mit einem Teilschnitt entlang der Getriebemotorachse darstellt.

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Reihe von Achsen, die parallel zueinander sind und Elemente des Druckgliedes tragen, darstellt.

Fig. 4 einen Schnitt duch die Hülsenachse und die exzentrische Hülse des Druckgliedes darstellt.

Fig. 5 die Kräfteverteilung, die von der Vorschubrolle und dem Druckglied entsteht, dargestellt.

Fig. 6 die Verteilung der Kräfte, die auf den Schweißdraht wirken, dargestellt.

Fig. 7 die Schemata der Zugkräfteverteilung darstellt.

Die Drahtvorschubvorrichtung besteht aus einem U-förmigen Trä­ gerrahmen 1, von oben geöffnet und seitlich durch bewegliche Deckeln 2 befestigt. An dem Trägerrahmen 1 ist die Rippe 3 be­ festigt, an deren freien Ende der Bremsenregler 4 gelagert ist, der seinerseits die Rolle mit dem Schweißdraht (in der Figur nicht gezeigt) trägt. Das Ende der Rippe 3, das nicht frei ist, befindet sich in dem Raum, der von dem Trägerrahmen 1 und den beweglichen Deckeln 2 gebildet ist. In diesem Raum wird an der Rippe 3 das Getriebemotorgehäuse 5 befestigt, auf deren Achse die Vorschubrolle 6 starr angebracht ist, die mit dem unter ihr auch auf der Rippe 3 montierten Druckglied 7 stets in Kontakt ist. Die Vorschubrolle 6 ist aus einer Stützscheibe 8, die starr auf der Achse des Getriebemotors 5 montiert ist, und aus einer zweiten, der Stützscheibe 8 achsenparallel liegenden Druckscheibe 9, die mit Hilfe von Tellerfedern 10 an sie ge­ drückt wird, zusammengesetzt, die Tellerfeder werden in einem Deckel 11 abgeschlossen, der mit einem achsenparallel liegenden Bolzen 12 an der Achse des Getriebemotors 5 fixiert ist. Zum Gewährleisten der synchronen Drehbewegung der Stütz- 8 und der Druckscheibe 9 ist an der ersten Scheibe der Stift 13 fixiert, für den in der zweiten Scheibe eine Öffnung vorgesehen ist. Die inneren Kanten der beiden Scheiben 8 und 9 sind schräg, so daß sie einen Kanal für den Schweißdraht bilden. Das Druckglied 7 hat einen Trägerbalken 14, der konsolartig und frei auf dem einen Ende mittels Trägerachse 15 zur Rippe 3 gelagert ist und der parallel zur Rippe verläuft. Das andere Ende des Trägerbal­ kens 14 ist elastisch auf einer exzentrischen Hülse 16 gestützt, die auf der Stützachse 17 gelagert und frontal an der Rippe 3 fixiert ist. Das elastische Stützen des Trägerbalkens 14 ist durch die in ihr montierte Hülse 18 gewährleistet, in der sich die Feder 19 befindet, die sich mit dem einen Ende auf dem Druckstift 20 stützt und am anderen Ende von der Regelmutter 21 gespannt ist. Die exzentrische Hülse 16 ist mit einem Hebel 22 ausgerüstet, der senkrecht zu ihrer Achse montiert ist und mit einer Fixiermutter 23 vorgesehen ist. Ungefähr in der Mitte des Trägerbalkens 14 an der freien Achse 24 ist der große Nocken­ hebel 25 montiert, an dessen freien Enden auf Zwischenachsen 26 kleine Nockenhebeln 27 gelagert sind, die je zwei sich frei drehenden Rollen 28 tragen, z. B. Radiallager, die an den unbe­ weglichen Achsen 29 fixiert sind. Für das gewährleisten einer optimalen Arbeit mit dem Schweißdraht ist an dem Trägerrahmen 1 Richtvorrichtung 30 angebaut, deren Eingang in unmittelbarer Nähe des Ausganges des Druckgliedes 7 liegt.

Die Drahtvorschubvorrichtung hat volgende Funktion. Der Schweißdraht wird in den Kanal der Vorschubrolle 6 gelegt, der von den schrägen inneren Randflächen der Stütz- 8 und der Druckscheibe 9 gebildet wird. Mit Hilfe des Hebels 22 wird das Druckglied 7 in Arbeitsstellung gebracht, wobei der Schweiß­ draht die Scheiben 8 und 9 der Vorschubrolle 6 aufmacht, indem sie axial solange zur Seite bewegt werden, bis der Augenblick des Ausgleichs der beiden Tellerfedern 10 von der Vorschubrolle und der Feder 19 des Druckgliedes 7 gekommen ist.

Mit Hilfe des Getriebemotors 5 wird der Vorschub des Schweiß­ drahtes gewährleistet und durch die Anderung der Vorschubge­ schwindigkeit eine Regelung von 2 bis 20 m/min erreicht werden kann. Bei der verwendeten Konstruktion der Vorschubrolle 6 und des Druckgliedes 7 wird einen genug effektiven Druck des Schweißdrahtes unabhängig von seinem Durchmesser gewährleistet, die Kräfteverteilung ist auf den Fig. 5, 6 und 7 gezeigt. Bei einer Änderung des Schweißdrahtdurchmessers verschieben sich die Einsatzpunkte zwischen den sich frei drehenden Rollen 28 des Druckgliedes 7 und dem Schweißdraht F und der Kraft N zwischen diesem Draht und den Scheiben 8 und 9 der Vorschub­ rolle axial, aber die Kontaktart bleibt erhalten infolge des­ sen das Ablesen nach dem selben Gesetz geschieht:

F₁ = 2 F cos α₁; F₂ = 2 E₁ cos α₂ = 4 F cos α - cos α₂

Dabei wird die Federkraft des Druckgliedes 7 von der Gleichung
F_np (l₁ + l₂) = F₂l₂
bestimmt; nach dem Umrechnen bekommt man:

Nach der Fig. 7 werden die Kräfte F auf der Peripherie des vom Draht umschlungenen Bogens verteilt, wobei sie auch die Reibungskräfte F_Tp bestimmen, die praktisch auch die Zugkraft darstellt.

Um die Vorschubrolle 6 automatisch für verschiedene Drahtdurch­ messer umstellen zu können ist es notwendig die Druckkraft der Tellerfeder auf der Druckscheibe 9 ungefähr nach der Bedingung festzulegen:

F_{Δ n} = 4 N sin α₃.

Claims (3)

1. Drahtvorschubvorrichtung, die aus einer an einem Trägerrah­ men montierten und von einem Getriebemotor angetriebenen Vor­ schubrolle und einem Druckglied, zusammengesetzt aus vier sich frei drehenden Rollen, die paarweise auf kleinen Nockenhebeln gelagert sind, besteht, gekennzeichnet dadurch, daß die kleinen Nockenhebeln (27) scharnierartig durch Zwischenachsen (26) auf einem großen Nockenhebel (25) montiert sind, der durch eine freie Achse (24) auf dem Trägerrahmen (14) gelagert ist, der mit dem einen seiner Enden scharnierartig auf der Trägerachse (15) aufgehängt ist, die selbst senkrecht zur Rippe (3) vom Trägerrahmen (1) fixiert ist, wobei auf dem anderen Ende des Trägerbalkens (14) mit einer Achse, die senkrecht zur Träger­ achse (15) steht, in einer Öffnung eine Hülse (18) montiert ist, mit einem achsenparallel liegenden Druckstift (20), der feder­ gespannt ist und in seiner Arbeitslage sich auf der exzentri­ schen Hülse (16) stützt, die auf der Stütztachse (17) gelagert ist, die normal auf der Rippe (3) fixiert ist, wobei die Vor­ schubrolle (6) aus einer Stützscheibe (8) und einer Druckschei­ be (9), die achsenparallel aus dem Naben der Stützscheibe elas­ tisch gestützt aufgesetzt ist, besteht, wobei die inneren Rand­ flächen der beiden Scheiben schräg sind, und ihre Körper gegen­ seitig gegen Verdrehung mit Hilfe eines an einem von ihnen be­ festigten Blockierstift (13), blockiert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rippe (3) des Trägerrahmens (1) parallel an den beweglichen Decken (2) positioniert ist, die seitlich den Trägerrahmen (1) abschließen, der U-förmig ist, und die Rippe (3) einen Konso­ lenteil hat, der den Bremsenregler (4) für die Schweißdraht­ rolle trägt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckscheibe (9) mit Hilfe von Tellerfedern (10) elastisch gestützt ist, die von einem Deckel (11) abgeschlossen sind, der an der Achse des Getriebemotors (5) durch einen achsenparallelen Bolzen (12) fixiert ist.