DE2643099A1 - Drahtvorschubeinrichtung zum modulvorschub eines elektrodendrahtes aus grossen entfernungen - Google Patents

Description

DRAHTVORSCHUBEINRICHTUNG ZUM MODULVORSCHUB EINES ELEKTRODENDRAHTES AUS GROSSEN ENTFERNUNGEN

Die. Erfindung betrifft eine Drahtvorschubeinrichtung zum Modulvorschub eines Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen, die beim automatischen und halbautomatischen Schweißen in Montageverhältnissen eingesetzt werden kann und bei dem die Strom-, Schutzgas- und Drahtversorgungsquellen beachtlich von der Schweißstelle entfernt sind.

Bekannt ist eine Drahtvorschubeinrichtung zum Modulvorschub des Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen, und zwar die Drahtvorschubeinrichtung POLYISAPLAN, bei der am Anfang und zum Ende eines flexiblen hohlen Schlauches zwei planetarische Drahtvorschubgeräte angekoppelt sind, die miteinander wirken. Das vordere, ziehende Drahtvorschubgerät dient zum Überleiten des mechanischen Widerstandes des Elektrodendrahtes im Schlauch, während das hintere, vorschiebende Drahtvorschubgerät vom ersten abhängig ist. Das charakteristische an dieser verhältnismäßig neuesten Lösung ist, daß hier zwei selbständige, entsprechend am ziehenden und vorschiebenen Drahtvorschubgerät montierte elektrische Baueinheiten eingesetzt werden und die Regelung der Vorschubgeschwindigkeit über ein

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am ziehenden Drahtvorschubgerät montiertes Potentiometer zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors erfolgt. Zur Erreichung einer Rückführung zwischen den beiden das ziehende und das vorschiebende Drahtvorschubgerät antreibenden Elektromotoren wird ein am Motor des vorschiebenden Drahtvorschubgerätes montierter Widerstand eingesetzt.

Bekannt ist ein System zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen, und zwar das System EUSH-PULL, bei dem die Zusammenwirkung der in diesem System eingebauten Drahtvorschubgeräte durch Gegenwirkung erfolgt. Das vorschiebende Drahtvorschubgerät arbeitet mit konstanter Geschwindigkeit, während das ziehende - eine von dem vorschiebenden Drahtvorschubgerät und der Drahtlänge im Schlauch abhängige Geschwindigkeit benutzt. Als unmittelbare Vollstrecker der Funktion zur Überleitung der Drehbewegung der Elektromotoren in einer Vorwärtsbewegung des Elektrodendrahtes werden hier sowohl klassische, als auch planetarische Drahtvorschubgeräte eingesetzt. Einige von diesen-Systemen arbeiten mit zwei Drahtvorschubgeräten, es gibt aber auch solche, bei denen mehr als zwei Drahtvorschubgeräte eingesetzt werden, z.B. das Drahtvorschubsystem LINEAR. Hier handelt es sich um einen Modulvorschub des Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen. Damit eine Zusammenwirkung zwischen den einzelnen Vorschubgeräten und dem Elektrodendraht zustandekommt, muß der Draht immer gut gezogen im Schlauch laufen, was eine Grundforderung für das System LINEAR ist.

Die beschriebenen Drahtvorschubeinrichtungen zum Zuführen des Drahtes aus großen Entfernungen weisen folgende Nachteile auf:

Die Drahtvorschubeinrichtungen POLYISAPLAN und PUSH-PULL arbeiten mit nur zwei Drahtvorschubgeräten, infolgedessen der Drahtvorschub nur in begrenzten Entfernungen erfolgen kann.

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Zur Synchronisierung der Arbeit zwischen den einzelnen Elektromotoren wird zur Erzielung einer Rückführung ein an dem ziehenden Drahtvorschubgerät montierter Widerstand sowie auch ein an jedem Drahtvorschubgerät montierter Regler eingesetzt, was den Umfang der Drahtvorschubgeräte vergrößert und die ganze Drahtvorschubeinrichtung schwerer macht.

Die Drahtvorschubsysteme PUSH-PULL arbeiten mit klassischen Drahtvorschubgeräten, was wiederum das ziehende Drahtvorschübgerät schwerer macht.

Das bekannte Drahtvorschubsystem LINEAR, das ein Modulvorschubsystem ist, bzw. mit mehr als zwei Drahtvörschubgeräten arbeitet, weist keine günstige elektrische Synchronisierung der Geschwindigkeit auf, infolgedessen ein häufiges Gleiten des Drahtes vorkommt und keine relative Vorschubleistung der einzelnen Drahtvorschubgeräte erreicht werden kann.

Bei den bekannten Vorschubsystemen wird der Vorschub des Elektrodendrahtes aus beliebig großen Entfernungen erschwert, und zwar dadurch, daß die einzelnen Drahtvorschubgeräte mit dem vorschiebenden Drahtvorschubgerät synchronisiert werden sollen.

Die Beschickung des flexiblen Schlauches bei beliebig großen Entfernungen ist schwierig, da die Drahtvorschubgeräte demontiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Drahtvorschubeinrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus beliebig großen Entfernungen zu entwickeln, in dem eine Schlangenbewegung dieses Drahtes im Schlauch gesichert wird, wobei diese Schlangenbewegung durch elektrisch zusammenwirkende Moduln (Drahtvorschubgeräte) aufgrund des mechanischen Widerstandes des Drahtes im Schlauch erreicht wird.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am An-

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fang des flexiblen Schlauches von der Seite des Vorschubes ein ziehender Vorschubmodul sich befindet, während am anderen Ende des Schlauches ein stoßender Vorschubmodul angebracht ist, indem zwischen diesen beiden Vorschubmoduln längs des Schlauches weitere Vorschubmoduln vorgesehen v/erden können und der ziehende Vorschubmodul die Funktion eines Vorschubmodul-Führers in Bezug auf den stoßenden Vorschubmodul, sowie auch auf die restlichen Zwischenmoduln übernimmt, wobei zur Sicherung dieser führenden Rolle eine elektrische Rückkopplung zwischen den führenden und übrigen Vorschubmoduln vorgesehen ist, mit denen der Vorschubmodul-Führer durch einen Widerstand am Schweißkabel des flexiblen Schlauches gekoppelt ist, in welchem Schlauch der Elektrodendraht sich bewegt und bei dessen Bewegung infolge der Änderung des mechanischen Drahtwiderstandes im Schlauch Signale entstehen. Aufgrund der elektrischen Rückkopplung ist das Signal im stoßenden Vorschubmodul am stärksten und klingt nach und nach in den voranstehenden Moduln in Richtung zum ziehenden Vorschubmodul ab infolge des sich vermindernden Widerstandes im Schweißkabel des flexiblen Schlauches. So erfährt der Draht im Hohlraum des Schlauches eine Schlangenbewegung und jeder Vorschubmodul eine regelbare Vorschubgeschwindigkeit mittels eigenen im vorschiebenden Modul eingebauten Reglers, wobei der Regler des Vorschubmodul-Führers die Vorschubgeschwindigkeit sämtlicher Vorschubmoduln ändern kann, und zwar über einen im Vorschubmodul-Führer oder im Handgriff des Schweißbrenners eingebauten Potentiometer.

Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:

Möglichkeiten zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus beliebig großen Entfernungen.

Möglichkeiten zum Vorschieben eines Elektrodendrahtes mit minimaler Anzahl der Vorschubmoduln bzw. maximalem Abstand zwischen denselben dank der wirksamen Schlangenbewegung des Drahtes und der maximalen Vorschubmodulnleistung.

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Gewährleistung einer leichten und bequemen Handhabung und Steuerung.

Erhöhung der Wirksamkeit und der Arbeitsproduktivität, da das häufige Auswechseln der Drahtspulen entfällt.

Möglichkeiten für eine Arbeit aus großen Entfernungen in Montageverhältnissen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigt:

Fig. 1 Arbeitsschema der Drahtvorschubeinrichtung bei zugloser Schlangenbewegung des Drahtes;

Fig. 2 Arbeitsschema der Drahtvorschubeinrichtung bei nur ziehender Bewegung des Drahtes;

Fig. 3 Arbeitsschema der Drahtvorschubeinrichtung, wenn von dem Vorschubmodul-Führer ein Signal zur Zusammenwirkung erteilt ist und der stoßende Vorschubmodul als erster das Signal erhalten hat;

Fig. 4 Arbeitsschema der Drahtvorschubeinrichtung, wenn das Signal weiter im in Richtung des Drahtvorschubes nächst stehenden Vorschubmodul erhalten worden ist;

Fig. 5 Arbeitsschema der Drahtvorschubeinrichtung, wenn vom Vorschubmodul-Führer an alle Modulvollstrecker ein Signal erteilt und die Schlangenbewegung erreicht worden ist;

Fig. 6 Prinzipschema der elektrischen Zusammenwirkung der Vorschubmoduln im System;

Fig. 7 Stromversorgung der Vorschubmoduln von der Stromquelle eines Schweißhalbautomaten;

Fig. 8 Schematische Darstellung eines Zwischenmoduls;

Fig. 9 konstruktive Ausführung eines Zwischenmoduls Längsschnitt;

Fig. 10 Schnitt in A-A nach Fig. 9;

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Fig. 11 Schweißbrennerhandgriff mit eingebautem Potentiometer - Längsschnitt;

Fig. 12 Schweißbrennerhandgriff mit eingebautem Potentiometer - Querschnitt.

Näheres über die Erfindung, wie folgt:

Längs eines hohlen flexiblen Schlauches sind Vorschubmoduln (Drahtvorschubgeräte) angeordnet, wobei der erste Vorschubmodul, der am nächsten der Schweißstelle und am vorderen Ende des flexiblen hohlen Schlauches 8 sich befindet, als Vorschubmodul-Führer 1 ausgeführt ist. Der an dem entgegengesetzten Ende des Schlauches 8 angeordnete Vorschubmodul stellt einen Drahtvorschubmechanismus dar, der den durch die gesamte Länge des Schlauches 8 laufenden Draht aufnimmt und vorschiebt.

Die Zwischenmoduln, wenn solche vorhanden sind, sind längs des flexiblen Schlauches 8 angeordnet und dienen zum Aufnehmen des sich im Schlauch bewegenden Drahtes 6.

In einer gemeinsamen Baueinheit 17 sind die von der Stromquelle 49 des Schweißhalbautomaten gespeisten Regler 18, 19, 20 und 21 angebracht.

Die elektrische Baueinheit 17 kann am Zwischen-Vorschubmodul 4 oder in der Stromquelle 49 angebracht sein, wodurch die Vorschubmoduln 1, 2, 3 nicht angewiesen sind, Regler zu besitzen.

Zur Realisierung der elektrischen Rückführung zwischen, dem Vorschubmodul-Führer 1 und den restlichen Vorschubmoduln werden das stromspeisende Kabel 8 des Schlauches 8 mit Drahtkopplung 14, das Kabel des Schlauches 9 mit Drahtkopplung 15 und das Kabel des Schlauches 10 mit Drahtkopplung 16 verwendet.

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Das Ankoppeln der Vorschubmoduln an den Reglern erfolgt durch die entsprechenden Drahtkopplungen 12, 13, 22 und 23 und das Ankoppeln der Regler durch die Drahtkopplungen 24.

Der Elektromotor 28 (Fig. 8 und 9) ist im Vorschubmodulkörper 31 angebracht, der in Bezug auf den Schweißstromkreis stromführend ist. Die Montage des Elektromotors erfolgt durch -Schrauben 32, wobei der Elektromotor vom stromführenden Körper 30 mittels Buchse 33 und Scheiben 34 isoliert ist. Die Ankopplung der Körper 30 mit dem stromführenden Schlauch 8, 9 und 10 erfolgt durch Muffe 34, die mit einem Rohr 35 für das Schutzgas versehen ist. Das Schutzgas läuft durch die Öffnung 36 in den Spalt 37 und gelangt von dort aus durch die Motorachse 28 an den planetariseheη Vorschubkopf 29, wobei bei dessen Bewegung durch den Spalt des Kollektors 38 und Ständers 39 des Elektromotors 28 das Schutzgas die Rolle eines Kühlmittels für den Elektromotor übernimmt.

Zur Sicherung eines freien Zugangs an den Vorschubkopf 29 kann der vordere Vorschubkopfteil 40 über ein Gewinde 41 demontiert werden, wobei der vordere Teil an dem einen Ende 42 unterschiedlich ausgearbeitet werden kann; im Falle eines Zwischenmoduls ist dieser Teil mit einer Muffe 34 versehen, während der vordere Teil des Vorschubmodul-Führers ein Gewinde und eine Muffe 43 zum Schweißbrenner besitzt. An der in Fig. 10 gezeigten Schweißbrennerausführung enthält der Vorschubmodul-Führer noch ein Potentiometer 11 und einen Schaltknopf 44. Der gesamte Schweißbrenner ist in einem Kunststoffgehäuse 45 untergebracht.

Die Vorschubeinrichtung kann erfindungsgemäß gegebenenfalls nur mit einem Vorschubmodul-Führer 1 und einem stoßenden Vorschubmodul 4 ausgeführt werden.

Die Drahtvorschubeinrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes auf großen Entfernungen funktioniert in folgender

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Weise:

Die Beschickung der Drahtvorschubeinrichtung mit Elektrodendraht 6 und die Einstellung des planetarischen Drahtvorschubkopfes nach dem Durchmesser des Elektrodendrahtes 6 und nach der Vorschubkraft erfolgt, indem der vordere Teil 40 des Vorschubkopfes 28 abgeschaubt wird, wodurch die freie Bewegung des im voraus in dem hohlen Schlauch 8 eingeschobenen Drahtes 6 gesichert wird.

Der Elektrodendraht 6 wird von den Vorschubmoduln 4, 3, 2, 1 durch die Schläuche 10, 9, 8 vorgeschoben und gelangt durch den Handgriff 7 des Schweißbrenners an den Schweißtisch 27. Die Bewegung des Elektrodendrahtes 6 in den Schläuchen 8, 9, weist einen Schlangenartigen Charakter auf und wird durch die Zusammenwirkung der einzelnen Vorschubmoduln erreicht, indem der Vorschubmodul 1 den Vorschubmodul-Führer darstellt, der Vorschubmodul 2 der erste Zwischenmodul ist, der dritte Vorschubmodul ist der zweite Zwischenmodul usw. Bei dieser arbeitsfolge treten folgende Arbeitsmomente auf: der Vorschub-ΐηοάμΙ-ΓϋΙΐΓθΓ 1 ist nicht vom Elektrodendraht 6 belastet, infolgedessen wird die Vorschubgeschwindigkeit der nächstfolgenden Vorschubmoduln 2, 3, 4 herabgesetzt, so daß der Elektrodendraht im ganzen Vorschubsystem gut gezogen bleibt. Infolge der Rückführung zwischen den einzelnen Vorschubmoduln, die durch die Schläuche 8, 9 und 10 zustande gebracht wird, ist der n-te Vorschubmodul am empfindlichsten, als Ergebnis der Empfindlichkeit dessen Rückkopplung infolge des Widerstandes des Elektrodendrahtes im Schlauch,der in diesem Fall die größte Länge aufweist. Die Vorschubmoduln 3, 2 reagieren entsprechend mit einer Empfindlichkeit, die von der Länge des Schlauches bzw. des Stromkabels, mit dem diese angekoppelt sind', abhängt, so daß der Elektrodendraht 6 in eine Stellung gebracht wird, die in Fig. 3 und Fig. 5 gezeigt ist. Auf diese ¥eise erfährt durch die Zusammenwirkung der Vorschubmoduln der Elektrodendraht 6 eine Schlangenbewegung im Schlauch.

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Die Realisierung der Rückführung erfolgt über einen elektrischen Widerstand am Schweißkabel im Schlauch und ist in Fig. veranschaulicht. Die Vorschubmoduln 1, 2 und 4 sind längs des zuführenden Drahtes, der von der Drahtspule 5 abgewickelt wird, angeordnet. Der Vorschubmodul-Führer übernimmt folgende Funktionen: Zuführen eines Elektrodendrahtes 6 mit konstanter Drahtvorschubgeschwindigkeit; Aufnehmen der mechanischen Reaktionen des Drahtes 6 im Schlauch, die aus dem veränderten Widerstand im Schlauch 8 resultieren; Umwandeln dieser mechanischen Reaktionen in elektrische Belastung des Elektromotors des Vorschubmoduls 1; Transformieren des mechanischen Widerstandes im Schlauch in elektrische Belastung des Elektromotors 28 (Fig. 8) und Erteilen des Signals für die Rückführung an den ersten Zwischenmodul 2, den zweiten Zwischenmodul 3 und an den η-ten Zwischenmodul 4 durch die Rückführung zwischen dem Vorschubmodul-Führer 1 und den Zwischenmoduln 2, 3 und 4 über den Widerstand an den Schläuchen 8, 9 und 10, der von den Reglern 18, 19 und 20 ausgeführt wird und durch die Anschlüsse: die Rückführung -14, 15 und 16; Umwandeln des Signals der Rückführung über den Regler-Führer 18, der entsprechend auf den ersten Zwischenregler 19» den zweiten Zwischenregler 20 und den dritten Zwischenregler 21 wirkt, die ihrerseits eine Spannungsänderung in den Vorschubmoduln 2, 3 und 4 vorgeben, so daß die letzteren mit einer Erhöhung oder Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit des Elektrodendrahtes 6 reagieren.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Drahtvorschubeinrichtung zum Modulvorschub eines Elektroden- «... ^y
drahtes aus großen Entfernungen, bestehend aus einem stoßenden Vorschubmodul, einem Zwischenvorschubmodul und einem ziehenden Vorschubmodul, indem in der Nähe des stoßenden Vorschubmoduls sich die Drahtspule befindet, während in der Nähe des ziehenden Vorschubmoduls der Schweißbrenner angeordnet ist und die Vorschubmoduln durch einen flexiblen Schlauch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der ziehende Vorschubmodul die Funktion eines Vorschubmodul-Führers (1) der restlichen Vorschubmoduln (2, 3, 4) übernimmt und einen eigenen am stoßenden Vorschubmodul (4) montierten Regler (18) besitzt, während der Elektromotor (28) und das mechanische Getriebe (29) zum Zuführen des Elektrodendrahtes (6) im Vorschubmodul-Führer (1) sich befinden, wobei das Potentiometer (11) zur Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Elektrodendrahtes (6) an einem stromführenden Körper (30) desselben Vorschubmoduls oder am Handgriff des Schweißbrenners (7) sich befindet und daß der Vorschubmodul-Führer (1) mit den restlichen Vorschubmoduln mittels elektrischer Rückkopplung (14, 15, 16) verbunden ist, welche Rückkopplung über den Widerstand am Schweißkabel (8, 9, 10) und Regler (18) des Vorschubmodul-Führers (1) zustande gebracht wird und daß dieser Regler mittels elektrischen Anschlusses (24) mit den Reglern (19, 20, 21) der restlichen Vorschubmoduln verbunden ist, die wiederum am stoßenden Vorschubmodul

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(4) montiert sind und mit dem Regler (18) des Vorschubmodul-Führers (1) eine elektrische Baueinheit (17) bilden, die von ,der Stromquelle (25) der Schweißeinrichtung gespeist wird, wobei die Drahtvorschubeinrichtung zum Modulvorschub eines Elektrodendrahtes aus einem Vorschubmodul-Führer (1) und einem stoßenden Vorschubmodul(4) besteht.

2. Drahtvorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe aus einem stoßenden Vorschubmodul (4), Zwischenvorschubmoduln (2, 3, 4) und einem ziehenden als Schweißbrenner ausgeführten Vorschubmodul-Führer (1) besteht.

3. Drahtvorschubeinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubmodul-Führer (1) und jeder von den Zwischenvorschubmoduln (2, 3, 4) mit einem selbständigen, an einen stromführenden Körper (30) angeschlossenen Elektromotor (28) versehen ist, wobei der Körper (30) derjenige des Vorschubmodul-Führers (1) ist und einen von einem Isoliergehäuse (45) umfaßten hohlen Zylinder (31) darstellt, während der Elektromotor (28) von dem stromführenden Körper (30) mittels Schrauben (32) befestigten Isolierbuchsen (33) und Scheiben (34) isoliert ist.

4. Drahtvorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der stromführende Körper

(30) aus zwei Teilen, einem Deckel (40) und einem Zylinder

(31) besteht, wobei beide Teile mittels Muffe (41) miteinander

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verbunden sind, an deren einer Seite ein Gewinde für den Deckel (40) vorgesehen ist, während die andere Muffenseite fest mit dem Zylinder (31) verbunden ist.

5. Drahtvorschubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß am Deckel (40) und am Zylinder (31) des stromführenden Körpers (30) eine Muffe (42) angebracht ist, zum Verbinden des Vorschubmoduls (1, 2, 3) mit dem Schlauch (8, 9» 10) und daß diese Muffe mit einem Rohr (35) und Öffnungen (36) versehen ist, wobei jede Muffe (42) und Isolierscheibe (34) einen Spalt für ein Schutzgas (46) bilden, und zwischen dem Ständer (39) und dem Rotor (38) des Elektromotors (28) Öffnungen (47) zum Durchlaß des Schutzgases vorgesehen sind.

6. Drahtvorschubeinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das e ine Ende des in den Schweißbrenner (7) eingebauten Vorschubmodul-Führers (1) an dem Deckel (40) mittels Gewinde (43) befestigt ist, während das Potentiometer (11) und der Schalter (44) am Isoliergehäuse (45) des Zylinders (31) befestigt sind.

7. Drahtvorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe nur aus einem ziehenden Vorschubmodul-Führer (1) und einem stoßenden Vorschubmodul (4) besteht.

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