NO138647B - Innretning for tilfoersel av elektrodetraad over store avstander ved mekanisert, halvautomatisk sveising - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for tilførsel av en elektrodetråd over store avstander ved mekanisert, halvautomatisk sveising, omfattende en elektrodetrådspole, en fleksi-

bel mellomslange samt en skyvende trådfremføringsinnretning og en trekkende trådfremføringsinnretning, som drives ved hjelp av likestrømsmotorer som mates over drivhastighetsregulatorer fra en felles strømkilde, hvorved for øking av omdreiningshastighetsstabiliteten til den trekkende motor, regulatorene for den trekkende trådfremføringsinnretning og den skyvende trådfremføringsinnretning er utformet som to selvstendige enheter for hastig-hetsregulering, og hvor det for drivhastighetsbestemmelse for motoren til den trekkende fremføringsinnretning er benyttet et potensiometer.

Det er kjent trådfremføringsinnretninger for tilfør-ing av en elektrodetråd for store avstander, hvorved det på begge ender av forbindelsesslangen er anbragt en eller to trådfremdriftsmekanismer av vanlig type, dvs. slike ved hvilke fremdrif-ten gjennomføres ved at elektrodetråden gripes i ruller hvis akser står loddrett til fremdriftsretningen. Driften av disse ruller blir gjennomført ved hjelp av en motor over et snekkedrev med høyere reduksjonsforhold. Trådfremdriftshastigheten stabili-seres ved stabilisering av de to trådfremdriftsmekanismer. På grunn av det høyere reduksjonsforhold ved de vanlige trådfremdriftsapparater arbeider motoren praktisk talt på tomgang, dvs. at akselens dreiemoment forandrer seg ikke ved forandring av trekk- eller friksjonskreftene i systemet tråd-slange. Ved opp-ståelsen av en forskjell i fremdriftshastigheten for de to trådfremdriftsmekanismer som fremkommer ved en bøyning eller retting av forbindelsesslangen, henholdsvis en relativ forlengelse eller forkortelse av den tråd som skyves gjennom, oppstår betydelige mekaniske krefter som meget ofte medfører at tråden glir i rullene. Glidningen kan oppstå i trådfremdriftsretningen eller i den motsatte retning. Derved reduseres elektrodetrådens kvalitet, noe som i siste instans også påvirker sveisingens kvalitet på en ugunstig måte.

Til kompensering av denne ulempe blir det i enkelte konstruktive løsninger benyttet fremdriftsruller med forskjellig diameter for trådfremdriftsapparatene som er anordnet foran og bak, for at man skal sikre en mekanisk glidning uten beskadigel-se av tråden. Ved andre løsninger blir den mekaniske glidning oppnådd.i selve rullene ved dobbeltfriksjonsinngrep for disse om de egne akser. I andre tilfeller blir det benyttet tilsvarende inngrepskanaler med forskjellige friksjonskoeffisienter mellom rullene og tråden for de to trådfremdriftsmekanismer, hvorved det igjen kommer på tale ruller med friksjonsinngrep om de egne akser.

Anvendelsen av et skjema for synkronisering av arbeidet for de to motorer ved anvendelse av motorer av forskjellig type, f. eks. en shuntmotor og en seriemotor, eller anvendelsen av andre skjemaer av lignende karakter kan bare føre til en ut-jevning av rotasjonshastighetene for de to motorer. Ved en jevn forandring av den relative legnde for elektrodetråden mellom de to trådfremdriftsmekanismer blir det ikke mer mulig med en auto-matisk regulering av trådfremdriftshastigheten over motoren, henholdsvis oppstaelsen av en elektrisk glidnifig, da reduksjonsgi-rets treghet som kinematisk forbinder fremdriftsrullene er for høy. Det samme gjelder også for de systemer som sikrer lik hastighet for de to motorer.

Det er også kjent systemer som hydraulisk utligner de fremkomne forskjeller i forbindelseselementenes lengde. Trådfremdriftsapparatene blir satt i bevegelse ved hjelp av en hydraulisk drift, hvorved det ved dannelsen av en relativ forskjell mellom elektrodetrådens lengde og den fleksible slange på hydraulisk måte oppnås en glidning av tråden i rullene. Denne tråd-fremdriftsmåte har den ulempe at systemet "er for mykt" og ved dannelsen av hurtig opptredende motstander at trådfremdriftens jevnhet, henholdsvis lysbuens normale brenning blir forstyrret. Anvendelsen av hydraulikk for sveiseapparater med de ekstra kab-ler og slanger kompliserer arbeidet for sveiseren. Dessuten blir ved dette system fremdriftens jevnhet oppnådd forholdsvis langsomt ved hurtig forandring av motstanden mellom den fleksible slange og tråden.

De ovenfor omtalte trådfremdriftsinnretninger for til-føring av en elektrodetråd fra store avstander har følgende ulemper: Ingen muligheter for gjennomføring av en elektrisk glidning i trådfremdriftssystemet på grunn av tilstedeværelsen av et reduksjonsgir,

ujevn fremdrift for elektrodetråden på grunn av en mekanisk glidning av denne i de to trådfremdriftsapparater eller på grunn av "mykheten" for den hydrauliske drift,

umulig å utnytte hele kapasiteten til systemet på grunn av nødvendigheten av en forinnstilling av den mekaniske glidning,

dårlig kvalitet for den tilførte tråd på grunn av den mekaniske glidning av tråden i rullene, hvorved det opptrer uttil-latelige beskadigelser,

ingen fremdriftssikkerhet,

meget komplisert skjema for regulering av synkronisering av hastigheten for de to motorer og det mekaniske eller hydrauliske trådfremdriftssystem,

store krav stilles til slangen,

kompliserte løsninger for trådfremdriftssystemet på grunn av tilstedeværelsen av hydraulisk drift, hydrauliske for-bindelseselementer eller mekaniske byggeenheter, såsom friksjons-ruller og lignende.

Det er kjent anvendelsen av planettrådfremdriftsmeka-nismer, som beskrevet i de bulgarske "Urheberscheine" nr. 10.986, 12.045 og 14.017, ved hvilke man ikke har noe reduksjonsgir, og kvaliteten for den tråd som føres er vidtgående bedre. Det er derved mulig å tilføre en elektrodetråd fra store avstander, her blir imidlertid hastighetens stabilitet redusert på grunn av uunngåelige tilfeldige mekaniske belastninger. De kjente styre-systemer for trådfremdriftsmekanisme for tilførsel av elektrodetråd fra store avstander benytter riktignok en planettrådfrem-drif tsinnretning , og dette er effektivt, imidlertid uten at det overskrides en viss grense, da ellers ved en overbelastning det vil opptre en lokal glidning av tråden i rullene.

Det er videre fra U.S. patent nr. 3.293.477 kjent en innretning for tilføring av en elektrodetråd fra en forrådsrull hvor det benyttes to fremføringsinnretninger for tråden, en skyvende og en trekkende med hver sin reguleringsinnretning. Disse reguleringsinnretninger har imidlertid forskjellige egen-skaper, idet den trekkende innretning er utstyrt med en "dårlig regulering", mens den skyvende innretning har en "god regulering". Disse reguleringsinnretninger er slik sammenkoblet at den

belastning som måles ved den ene skal påvirke den andre for å innstille en .riktig hastighet. En slik. regulering vil bli relativt komplisert, og det vil bli en viss vekselvirkning mellom de to reguleringsinnretninger som vil medføre en relativt ujevn innmating av tråd. Dessuten vil tilførselen eller innmatingen av tråden påvirkes av friksjonen i selve materøret som det ikke er tatt hensyn til.

Heller ikke ved den trådtilførselsinnretning som er kjent fra U.S. patent nr. 3.344.305 utnyttes elektrodetrådens bevegelsesvei i slangen for tilpasning av matehastigheten. Man har ved innretningen som er beskrevet i dette U.S. patent på samme måte som i det ovenfor nevnte U.S. patent en direkte på-virkning av de to reguleringsorganer på hverandre, hvorved på-virkningen er oppdelt slik at den trekkende innretning skal hol-de utmatingshastigheten konstant, mens den skyvende innretning skal sørge for en jevn tilførsel. Man vil imidlertid heller ikke ved denne innretning oppnå noen fullstendig synkronisering av de to fremdriftsinnretninger, noe som blant annet skyldes friksjonskreftene i slangen, slik at innmatingen blir ujevn.

Den oppgave som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en innretning for tilførsel av en elektrodetråd over store avstander ved mekanisert, halvautomatisk sveising hvorved trådfremdriftshastigheten under utnyttelse av hele kapasiteten til drivsystemet skal gi mulighet til å oppnå en øket maksimal lengde for forbindelsesslangen og en jevnere og sikrere mating av tråden.

Denne oppgave blir løst ved en innretning av den inn-ledningsvis nevnte type, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene. Man kan si at det ved den foreliggende oppfinnelse forsåvidt benyttes en i og for seg kjent kombinasjon av to frem-føringsinnretninger hvorav den ene trekker mens den andre skyver tråden fremover. På samme måte som i de to foran nevnte U.S. patenter er den trekkende innretning anbragt ved utmatingsstedet, mens den skyvende innretning er plasert nær forrådsrullen. Mellom disse to fremføringsinnretninger er tråden ført i en slange. De to fremføringsinnretninger har hver sin elektromotor, og disse motorer er sammenkoblet via reguleringsinnretninger som regu-lerer motorens drivhastighet, og begge motorer drives fra den samme kraftkilde. Ved fremføringsinnretningen i henhold til oppfinnelsen utnyttes den friksjonskraft som oppstår i slangen når elektrodetråden legger seg inntil slangen og som motvirker fremføring av tråden. Ved oppstarting settes først den trekkende innretning igang og tråden trekkes gjennom slangen. Når man så trykker på en kontakt, vil også motoren til den skyvende innretning kobles inn over regulatoren. I mellomtiden trekker innretningen tråden slik at den strammes og vil ligge an mot slangens vegg ved at tråden presses mot slangens vegger, og det vil oppstå en friksjon som betyr en større belastning på den trekkende fremdriftsinnretning. Ved sitt forsøk på å opprettholde konstant rotasjonshastighet vil den trekkende innretnings regulator trekke mer strøm fra strømkilden, og på grunn av den spesielle kobling i henhold til oppfinnelsen, vil dette bevirke at regulatoren for den skyvende innretning vil tilføre mer strøm til skyveinnretnin-gen som vil øke sin fremdriftskraft og derved skyve mer tråd inn i slangen. Derved vil det bli et overskudd av tråd inne i slangen, og den trekkende motor avlastes fra den stramming den hadde. Dette vil så igjen på grunn av sammenkoblingen av regulatorene bevirke at mindre strøm tilføres den skyvende innretning, og man vil få en ny tilstramning som vil bevirke en øket tilføring fra den skyvende innretning, og man vil til slutt få en likevekt, dvs. systemet vil etter få gangers svingninger finne sin likevekt. En slik innretning og virkemåte kan ikke gjenfinnes i noen av de ovenfor nevnte U.S. patenter.

Et annet trekk ifølge oppfinnelsen kan ses deri at den elektriske tilkobling mellom regulatorene for de to motorer bare oppnås ved hjelp av to ledere som er anbragt i den fleksible slange, og ved hjelp av hvilke motoren for den trådfremdriftsmekanisme som trekker tråden mates.

Anvendelsen av dette nye system gir følgende fordeler: Økning av den maksimale avstand for tilførsel av elektrodetråden pr. enhet effekt på grunn av muligheten til fullt ut å utnytte elektromotorenes elektriske effekt,

unngåelse av den eventuelle mekaniske glidning ved relativ lengdeforandring mellom den fleksible slange og elektrodetråden,

større jevnhet for trådfremdriften og en stabil lys-bue ved halvautomatisk sveising,

maksimalt forenklet apparatteknikk, da styrekabel og tilkoblinger unngås. Forbindelsen mellom de to motorer skjer ved hjelp av to eller tre ledere som befinner seg i mantelen til en standardslange,

stor ømfindtlighet mot hurtig opptredende motstander og mulighet for hurtig treghetsløs gjenoppnåelse av en jevn tråd-fremdrift,

høy kvalitet for den tråd som føres på grunn av unngåelse av mekanisk glidning.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 skjematisk et riss av innretningen for tilfør-sel av en elektrodetråd fra store avstander,

fig. 2, 3 og 4 tilførselen av tråden gjennom den lange fleksible slange mellom de to trådfremdriftsapparater,

fig. 5 forandringen av fremdriftshastigheten for den motor som skyver frem tråden etter innkobling av den motor som trekker tråden.

Den på trådspolen 8 viklede elektrodetråd 7, som er vist på fig. 1, blir ved hjelp av elektromotoren 3 og planet-trådf remdriftsmekanismen 1 som skyver frem tråden skjøvet frem i retning E i den lange fleksible slange 5. Motoren 3 mates fra en strømkilde 13 over regulatoren 14. Over mantelen til slangen 5 med lengden L gjennom kabelen 17 blir det fra strømkilden 13 tilført sveisestrøm til sveisestedet 11. Ved den andre ende av den lange fleksible slange er anordnet den trådfremdriftsmekanisme 2 som er drevet av motoren 4 og som trekker tråden. Motoren 4 blir på sin side matet over regulatoren 9 også fra strøm-kilden 13. Ved hjelp av potensiometeret 16 blir rotasjonshastigheten for motoren 4 innstilt. Den trådfremdriftsmekanisme 2 som trekker tråden fører tråden inn i slangen 6 til håndtaket 10

(mekanismen kan også være montert i håndtaket 19) og derfra ut til sveisestedet 11. Broen 18 realiserer den elektriske tilkobling til sveisestrømkretsen fra mantelen til den lange slange 5 og mantelen til slangen 6 til håndtaket 10. Over den i den lange fleksible slange 5 anordnede leder 12 blir matespenningen tilført til regulatoren 9 for den motor 4 som trekker tråden. Rotasjonshastigheten for denne blir innstilt på potensiometeret 16. Motstanden 15 er koblet i serie med matekretsen til regulatoren 9. De to planetfremdriftsmekanismer 1 og 2 som er oppbyg-get i samsvar med de bulgarske "Urheberscheine" nr. 10.986, 12.04 5 og 14.017 er drevet av motorene 3 og 4 og fører tråden 7 gjennom den lange fleksible slange som forbinder de to mekanis-mer. Elektrodetråden 7 blir viklet av spolen 8. Forbindelsen mellom de to motorer blir oppnådd ved hjelp av den elektriske tilkobling 12 mellom regulatorene.

Trådfremdriftsinnretningen ifølge fig. 1 virker på følgende måte: I utgangsstilling er. strømkilden 13 tilkoblet og elektrodetråden ført gjennom den lange fleksible slange 5 og den korte slange med håndtaket 10. Kontakten 19 til håndtaket (eller det av dette styrte relé) er åpen, motoren 4 er startet. I denne stilling tar den en liten strøm (lik aktiveringsstrømmen) fra strømkilden 13, hvis spenningsreduksjon og motstanden 15 ikke er tilstrekkelig til at regulatoren 14 kobler inn, slik at den fremskyvende motor 3 ikke er igang. Blir så kontakten 19 på håndtaket 10 koblet inn, så reagerer motoren 4, hvorved det over motstanden 15 strømmer mer strøm, hvis spenningsfall tilføres til regulatoren 14 og denne avgir ytterligere spenning til motoren 3. Motoren 3 får også en akselerasjon, men imidlertid ikke så høy (på grunn av regulatorens karakter). I mellomtiden trekker den fleksible slange 5, slik at trådmengden etterhvert avtar (fig. 2). Tråden trykkes tett mot veggene til den fleksible slange i punktene A, B, C og D, og det oppstår en friksjon, den mekaniske motstand i slangen øker og ved hjeip av de på motoraksen direkte anordnede ruller for den trekkende trådfremdriftsinnretning 2 blir denne belastet enda mer. Ved sitt forsøk på å opprettholde en konstant rotasjonshastighet, tar regulatoren 9 mer strøm fra strømkilden 13. Derved øker spenningsfallet over motstanden 15, og regulatoren 14 øker den energi som tilføres motoren 3. Rotasjonshastigheten for motoren 3 blir større enn den for motoren 4, slik at det i den lange fleksible slange fremskyves mer elek-

trodetråd enn den trekkende trådfremdriftsmekanisme 2 kan oppta,

og i slangen forblir et overskudd av tråd. I dette tilfelle be-

rører tråden veggen i flere punkter F, G, H, I, J, K og er ikke spent. Den trekkende motor avlastes, noe som kommer til uttrykk ved en reduksjon av den gjennom motstanden 15 gående strøm.

Regulatoren 14 fører mindre energi til den fremskyvende motor 3, ,

hvorved motorens rotasjonshastighet reduseres betydelig. Meng-

den av elektrodetråd i den fleksible slange avtar igjen, moto-

ren 4 blir ekstra belastet og prosessen gjentar seg. Etter enkelte svingninger blir rotasjonshastigheten for motoren 3 ut-

lignet med hastigheten for motoren 4. Ved åpning av kontakten 19 blir motoren 4 stoppet, strømopptaket faller til verdien for aktiveringsstrømmen, regulatoren 14 fører ingen energi til moto-

ren 3 og denne kobler ut.

Forløpet for hastighetsforandringen for den fremskyv-

ende motor 3 er vist på fig. 5, hvorved V^ betegner rotasjons-

hastigheten for den fremskyvende motor og V^ rotasjonshastigheten for den trekkende motor.

Ved stadig forandring av den relative stilling for

elektrodetråden i forhold til den fleksible slange på grunn av en bøyning av denne fremkommer en spenning (fig. 2) eller av-

spenning (fig. 3) for elektrodetråden, hvorved denne har en stør-

re eller mindre relativ lengde i forhold til slangen 5. I begge tilfeller vil det imidlertid på grunn av de ovenfor anførte over-

veielser fremkomme en elektrisk glidning mellom trådfremdrifts-

mekanismen 1 over elektromotoren 3 og elektrodetråden 7 i frem-

driftsretningen E (fig. 2] eller,omvendt (fig. 3).

Trådfremdriftsinnretningen kan på grunn av de ovenfor

anførte fordeler få en meget bred anvendelse innenfor bygnings-

teknikk, skipsbygging og lignende.

Claims (2)

1. Innretning for tilførsel av en elektrodetråd over store avstander ved mekanisert, halvautomatisk sveising, omfatt-

ende en elektrodetrådspole (8), en fleksibel mellomslange (5) samt en skyvende trådfremføringsinnretning (1) og en trekkende trådfremføringsinnretning (2), som drives ved hjelp av like- strømsmotorer (3, henholdsvis 4) som mates over drivhastighetsregulatorer (14, 9) fra en felles strømkilde (13), hvorved for øking av omdreiningshastighetsstabiliteten til den trekkende motor (4), regulatorene (9, 14) for den trekkende trådfremføringsinnretning (2) og den skyvende trådfremføringsinnretning (1) er utformet som to selvstendige enheter for hastighetsregu-lering, og hvor det for drivhastighetsbestemmelse for motoren (4)' til den trekkende f remf øringsinnretning (2) er benyttet et potensiometer (16), karakterisert ved at driv-hastigheten for motoren (3) til den skyvende trådfremføringsinnretning (1) styres av motoren (4) til den trekkende fremføringsinnretning (21 ved at det i strømtilførselsledningen (12) til den trekkende motor (4) er koblet en motstand, idet den skyvende motors (3) drivhastighet styres ved hjelp av en spenning som tas ut over denne motstand (15).

2. Innretning for tilførsel av en elektrodetråd over store avstander ifølge krav 1, karakterisert ved at den elektriske kobling mellom de to motorer oppnås ved hjelp av to i den lange fleksible slange (5) anordnede ledere (12).