CN101541462A - 线材张紧装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种线材张紧装置，该线材张紧装置用于将张力施加于供给到送线器的线材。该线材张紧装置包括第一张紧构件和第二张紧构件，它们被定位在第一轴上以用于接收位于二者之间的线材。第一张紧构件和第二张紧构件适于在第一轴上的某个位置与线材的相对侧接合，从而当线材由送线器沿着与第一轴基本垂直的方向拉动时，将张紧力施加给线材。

Description

线材张紧装置

【技术领域】

本发明涉及用于将线材供给到线材消耗装置(例如，焊接机)的系统。更具体而言，本发明涉及线材张紧装置，其用于当线材被送到线材消耗装置时将张力施加到线材。

【背景技术】

各种线材可被供给诸多不同种类的机器和装置，这些机器和装置用于切割、熔炼或由机器消耗的其他此类线材消耗。例如，可将消耗性填充焊丝供给到焊接机，例如，金属惰性气体(MIG)焊接机或钨惰性气体(TIG)焊接机。在这样的例子中，由焊接机焊接一个或多个物件，必须将额外的填充焊丝供给到焊接位以完成焊接。供给到送线器的线材因缺少张力可导致线材在进入送线器之前弯曲、松弛或打结。供给到送线器的线材缺少张力具有很多潜在原因。在一个示例性线材供给装置中，源容器或放丝器(payout)贮存由送线器拉动并被供给到线材消耗装置的线材卷绕圈。随着送线器拉动线材，贮存在线材卷绕线圈中的势能被释放，这样可使得送线器和放丝器之间的一部分线材从线圈被猛拉，结果发生弯曲、松弛或打结，这样可导致送丝延迟或过多线材从放丝器上收回，两者都会降低消耗线材过程的效率。

【发明内容】

本发明涉及一种设置有送线器的线材张紧装置，该线材张紧装置用以当送线器将线材送到线材消耗装置时将张力施加给线材。根据本发明的一个创造性方面，设置用以将张力施加给供给到送线器的线材的线材张紧装置包括第一张紧构件和第二张紧构件，这些张紧构件配置用以接收位于二者之间的线材以及当线材由送线器拉动时将张紧力施给线材。在一个实施方案中，上述线材张紧装置包括第一张紧构件和第二张紧构件，这些张紧构件被定位在轴上用于接收位于二者之间的线材。该示例性第一张紧构件和第二张紧构件适于在轴上的某个位置处与线材的相对侧接合，从而当线材被送线器沿着与该轴基本垂直的方向拉动时将张紧力施加给线材。该示例性实施方案的第二张紧构件被配置为与第一张紧构件枢轴转动接合。负载施加构件适于与第二张紧构件进行组装，从而当线材由送线器拉动时，使第一张紧构件和第二张紧构件将张紧力施加给设置在第一张紧构件和第二张紧构件之间的线材。

根据本发明的另一创造性方面，线材张紧装置可配置用于将用户可调节的张紧力施加给线材，以便适应例如以不同尺寸、形状、硬度和摩擦力的线材。通过单独地或彼此结合或与上述方面结合提供本发明的其他创造性方面，以便提供其他优点，例如，在供给期间协助施加张紧力、调节张紧力和/或控制线材上的阻力或拖拽力。涉及这些其他方面的示例性的特征包括但不限于：提供杠杆臂，可将负载施加给该杠杆臂以使得第二张紧构件与第一张紧构件枢轴接合；提供负载施加构件，可将其组装到第二张紧构件上的不同位置，以便在第一张紧构件和第二张紧构件之间施加不同的张紧力；以及提供用于接合线材的滚轮，以有助于在线材供给期间使得线材向着送线器移动。

在本申请中描述的示例性实施方案涉及线材张紧装置，该线材张紧装置可用于焊接系统和焊接组件，其中消耗性线材被送到焊接机的线材消耗部，以便为焊缝和/或电极提供填料，从而完成电弧焊。然而，应当注意的是，可将本发明中描述的诸多方面提供到张紧装置中以用于其他用途，例如，同封装和制造设备一起使用，同其他种类的线材、线缆或绳索一起使用，例如，电线、封装线、细绳或扎线。在本发明中，除非明确指出，否则术语“线材”应广泛地理解为包括任何线缆、绳索、带子、细绳或扎线，或能被送到线材消耗装置的其他任何长度的柔性材料。

结合附图参考以下的描述和附加权利要求，本发明的进一步的优点和好处对本领域技术人员来说将是显而易见的。

【附图说明】

图1为线材供给装置的部分横截面的简化示意图；

图2为线材张紧装置的侧面透视图；

图3A为具有多个施力构件的线材张紧装置的示意图；

图3B为图3A中具有不同施力构件的线材张紧装置的示意图；

图3C为图3A中具有不同施力构件的线材张紧装置的另一示意图；

图4为具有可定位施力构件的线材张紧装置的示意图。

【具体实施方式】

根据本发明的一个创造性方面，线材张紧装置可被设置用于与送线器一起使用。该线材张紧装置可将足够的张力施加给线材，从而将线材送至送线器中时，防止线材弯曲或松弛，该送线器用于将线材输送至诸如焊接机或封装机之类的线材消耗装置。被送至送线器的线材中的张力减少或防止了弯曲或松弛，这种弯曲或松弛例如由当线材从线圈中被收回或拉出时线材卷绕线圈中贮存的势能而引起。通过减少或消除这种弯曲或松弛的影响，在送线器与线材源(例如线圈或线材容器)之间的适当位置张紧线材可减少在供给期间从线材源容器收回过多的线材量，和/或者防止由线材打结引起的操作困难。

图1示出了线材供给装置10的示意性例子，其包括根据本发明实施方案的线材张紧装置50。线材供给装置10包括其中贮存有线材供给22的线材源20。当将线材源20示意性描述为容器或放丝器时，将线材供给22示意性描述为圆柱状线圈，线材源20可位于设置线材供给中的任何位置，并且线材供给22可以是诸多不同配置中的一种，例如包括不同形状的鼓状物、线圈、线轴、或者甚至松散的线束或线材堆。美国专利7,004,318描述了与送线器一起使用的用于焊接机的线材放丝器的一个例子，该专利的全部内容通过引用并入本文。

在图1的示意性例子中，线材15由送线器30通过放丝器20的盖部23中的开口25收回，送线器30夹紧并拉动线材15，从而将线材的端部15′输送到线材消耗装置40，例如，焊接机。送线器30可使用诸多不同送丝机构，以便将线材15送到线材消耗装置40。示例性的送线器30包括一对马达驱动紧箍轮(pinch)或进料滚轮35，它们被配置用以夹紧线材15并以相反方向旋转(如箭头35a和35b所示)，从而将线材拉向线材消耗装置40。美国专利5,816,466描述了上述送丝装置的一个实例，该专利的全部内容通过引用并入本文。

根据本申请的一个创造性方面，为了防止线材15在到达送线器30之前弯曲或松弛，将线材张紧装置50设置在线材源20与送线器30之间，以便将紧箍力或张紧力施加给线材15。在一个实施方案中，线材15在第一张紧构件52与第二张紧构件54之间被接收，第一张紧构件和第二张紧构件受压或受力而在一起，从而将张紧力沿着示意性的箭头50′所示的方向提供到线材15。可将第一张紧构件和第二张紧构件可以(但不必要)定位在轴X上，即彼此共线。在上述实施方案中，可对张紧构件52，54进行定位以将纵向或横向张紧力50′提供到线材15上，如图1所示。当线材由送线器沿着Y轴方向(其可以与X轴基本垂直)拉动时，这可减少或防止线材15的过度拉伸(stretching)或弯曲。可将张紧构件52和54设置在固定位置，并被配置用于同时接收线材15和施加所期望的张紧力50′。在另一实施方案中，张紧构件52和54中的一个或两个通过张紧机构56向着彼此施力或施压，以便接合线材15。张紧机构56可与张紧构件52和54中的一个或两个成为整体或相连。在一个实施方案中，张紧机构56可以是用户可调节的，以便调节线材15上的张紧力50′，例如以适应不同尺寸、形状、硬度、摩擦力或其他此类变量的线材。例如，当供给较软的线材时，由于线材可更容易地由张紧构件夹紧，因此可只需较小的张紧力，而较大的张紧力可以使线材变形。

图2示出了线材张紧装置150的示例性实施方案，该装置150设有焊接机用(未示出)的线材供给装置100。示例性的线材张紧装置150包括第一张紧构件160和第二张紧构件170，这些张紧构件接收送线器30用的线材15。当线材15由送线器30拉动时，线材张紧装置150施加张紧力给线材15。在诸多不同构造或定位器(orientation)中，线材张紧装置150可与线材供给设备100进行组装。在示出的实施方案中，第一张紧构件160包括例如可连接于放丝器20的支承构件或支架162，该放丝器20对张紧装置150进行定位，以便接收线材15。

部件和表面的诸多不同种类和组合可被设置用以接合线材，从而将张紧力施加到线材15，例如，衬垫、皮带、轴承和滚轮。在一个上述实施方案中，当拉动线材15时，一个或多个滚动构件可用于促进该线材纵向移动，同时将张紧力施加到线材15。在示出的实施方案中，第一张紧构件160和第二张紧构件170包括定位在X轴上的滚轮165，175，这些滚轮绕滚轮销167，177旋转，以便将张紧力沿着箭头175′所示的方向施加给线材15时，允许线材15被拉向送线器30。随着线材15被送向焊接机，滚轮165，175沿着如箭头165a，175a所示的方向旋转，以便减小线材15上的拉动阻力或拖拽力。由滚轮165，175减少的阻力或拖拽力可允许送线器30在基本没有增加由送线器30提供的所需任何拉力的情况下拉动线材15。减小的阻力或拖拽力还可降低线材15中的磨损、损坏或热量的产生，这些问题或可由线材15与张紧构件160，170之间的摩擦造成。虽然图示的滚轮165，175可绕滚轮销167，177自由地旋转，但在需要一些拉动的阻力的应用中，滚轮中的一个或两个也可设置有额外的张力或拖拽力。在需要协助拉动线材15的应用中，滚轮165，175中的一个或两个也可由例如步进电机(未示出)驱动。

此外，滚轮165，175中的一个或两个可设置有如橡胶表面的软线材接合表面168，178，以允许滚轮165，175在线材15周围形变，从而夹紧线材并限制线材在滚轮165与175之间横向移动。在上述实施方案中，由于表面168，178绕线材15发生形变，部分线材接合表面168，178可彼此接触。线材接合表面168，178可以是耐磨的，以便在大量使用之后维持线材15上的夹紧力，滚轮165，175也可设置有可替换的线材接合表面168，178。另外或可选地，可调节线材15相对于滚轮165，175的位置，以便张紧线材接合表面168，178较少磨损部分之间的线材。另外，滚轮165，175的不同部分也可设置有不同线材接合表面(如，不同硬度、摩擦力或表面图案)，以便通过调节滚轮165，175相对于线材15的位置来适应不同种类的线材。

诸多不同的张紧机构可用于将第一张紧构件或第二张紧构件压向或者接合到设置在张紧构件之间的线材，从而当拉动线材时将张紧力施加给线材。因此，张紧构件中的一个或两个可相对于彼此移动(例如，滑动、枢轴转动或压紧)。当施加张紧力时，张紧构件可适于纵向对齐在线材上，以使张紧力基本共线。在一个实施方案中，可将第二张紧构件配置为抵靠静止的第一张紧构件枢轴转动。例如，第二张紧构件可与第一张紧构件的一部分(例如支撑构件)枢轴地连接，以使得第二张紧构件可抵靠第一张紧构件而枢轴转动。第二张紧构件可包括杠杆臂，配置该杠杆臂，以便施加到杠杆臂的负载使得第二张紧构件抵靠第一张紧构件枢轴转动，从而将张紧力施加到设置在张紧构件之间的线材。

在图2所示的实施方案中，第二张紧构件170包括与滚轮销177组装的支架172。支架172在枢轴转动点171枢轴地连接于第一张紧构件160的支承构件162，从而允许滚轮销177及滚轮175与线材15和滚轮165枢轴接合。诸如杆174之类的延伸件从支架172远离滚轮175而延伸。支架172和杆174共同形成杠杆臂173，该杠杆臂被配置用于当拉动线材时经由滚轮175将张紧力175′传递至线材15。在一个实施方案中，杆174可具有足够重量以使得滚轮175抵靠第一张紧构件160的滚轮165而枢轴转动，从而将张紧力175′施加给线材15。在其他实施方案中，可通过将加重件或其他负载施加构件与杠杆臂接合来提供张紧力。在一个上述实施方案中，可通过将一个或多个加重件添加或重置于杠杆臂上来调节张紧力。在示出的实施方案中，负载施加构件180可与杆174组装，从而将所需的张紧力175′施加给线材15。

通过使用诸多不同的机构或构造(例如钩件、紧固件、夹具或粘合剂)能够将负载施加构件应用到张紧构件的杠杆臂或与该张紧构件的杠杆臂组装。在一个实施方案中，杆174可向上成角度地远离支架172和滑轮175，以允许通过简单地将负载施加构件180中的开口184滑动在杆174的上方使得负载施加机构180被保持。在上述实施方案中，可通过将额外的负载施加构件180a，180b添加到杆174上(如图3A所示)或通过将负载施加构件180替换为更重的负载施加构件180c(如图3B所示)或较轻的负载施加构件180d(如图3C所示)来调节张紧力175′。

在另一实施方案中，可通过调节负载施加构件在杠杆臂上的位置来调节由杠杆臂施加的力。通过将负载施加构件180定位为更靠近枢轴转动点171(如图4A示意性示出的)，可由滚轮175将较小负载或张紧力175′施加给线材15。相反，通过将负载施加构件180定位为更远离枢轴转动点171的如所示的虚线点180′，可增加张紧力175′。在图2所示的实施方案中，负载施加构件180通过固定螺丝182组装到杆174，该固定螺丝允许通过紧固杆174上的固定螺丝182将负载施加机构180定位在杆174上的任意位置。

通过改变负载施加构件180的重量和/或负载施加构件180到枢轴转动点171的距离，可施加大范围的张紧力以适应诸多不同应用。在一个示例性实施方案中，负载施加构件重大约2.8磅(1.27千克)，杆174允许在距离枢轴转动点171大约2.5英寸(6.35厘米)至大约10.5英寸(26.67厘米)的距离范围内装配负载施加构件180，从而产生大约4.75磅力(21.1牛顿)至大约20.0磅力(88.9牛顿)范围内的张紧力。

尽管接合示例性实施方案所实施的，本文描述并阐明了本发明的各创造性方面、概念和特征，但是可在诸多可替代实施方案、单独实施方案、这些实施方案的各种组合及其子组合中使用这些各种方面、概念和特征。除非本文明确排除，所有上述组合和子组合应该在本发明的范围内。另外，本文描述了关于本发明各方面、概念和特征的各种可选的实施方案，例如可替代材料、结构、构造、方法、电路、设备和部件、软件、硬件、控制逻辑以及可选的有关形式、安装和功能的其他替代方案等，这类描述并非旨在全面或详尽地列出可行的可选实施方案(无论是当前已知的或者是以后开发的)。本领域技术人员可容易地将一个或多个创造性方面、概念或特征应用到在本发明范围内的其他实施方案和应用中，即便本文中并未明确公开上述实施方案。此外，尽管本文将本发明的某些特征、概念或方面描述为优选装置或方法，除非明确说明，否则这类描述并非旨在说明上述特征是需要或必须的。另外，可包括示例性或代表性值和范围以帮助理解本公开；然而，此类值和范围不以限制意义解释，只有明确说明时才起临界值或临界范围的作用。再者，尽管本文可将各种方面、特征和概念明确地看作是创造性的或者是发明的组成部分，但这样做的目的不在于排他，而只是在未将本文中所描述的创造性方面、概念和特征明确地看作是创造性的或特定发明或该特定发明的部分的情况下，可存在这些创造性方面、概念和特征，且所附权利要求阐述了可替代的发明内容。除非明确说明，示例性方法或过程的描述不限于包括所有情况下所需要的所有步骤，也不应将所陈述步骤的顺序解释为需要或必须。

Claims (20)

1、一种线材张紧装置，用于将张力施加给供给到送线器的线材，该线材张紧装置包括第一张紧构件和第二张紧构件，其被定位在第一轴上以用于接收其间的线材并适于在第一轴上的某个位置接合线材的相对侧，从而当线材由送线器沿着与第一轴基本垂直的方向拉动时，将张紧力施加给线材。

2、如权利要求1所述的张紧装置，还包括负载施加构件，其适于将第一张紧构件和第二张紧构件与线材张紧接合。

3、如权利要求2所述的张紧装置，其中该负载施加构件适于与第二张紧构件组装。

4、如权利要求2所述的张紧装置，其中第一张紧构件包括支承构件和能旋转地安装到该支承构件的滚轮，其中第二张紧构件被枢轴地连接至该支撑构件。

5、如权利要求4所述的张紧构件，其中第二张紧构件包括枢轴连接至第一张紧构件的杠杆臂以及能旋转地安装到该杠杆臂的第二滚轮，其中该负载施加构件适于与该杠杆臂组装，以压迫第二滚轮抵靠所述第一滚轮，从而将张紧力施加给其间的线材。

6、如权利要求5所述的张紧装置，其中通过调节负载施加构件在杠杆臂上的位置，张紧力是能够调节的。

7、如权利要求5所述的张紧装置，其中该负载施加构件适于通过固定螺丝与杠杆臂组装。

8、如权利要求5所述的张紧装置，还包括第二负载施加构件，其适于与杠杆臂组装，以将第二张紧力施加给位于第一张紧构件和第二张紧构件之间的线材，其中第二张紧力不同于所述的第一张紧力。

9、一种线材供给设备，其包括：

送线器，其适于将线材运送给线材消耗装置；以及

线材张紧装置，其包括第一张紧构件和第二张紧构件，这些张紧构件被定位在第一轴上，以便接收其间的线材并适于在第一轴上的某个位置与线材的相对侧接合，从而当线材由送线器在基本垂直于第一轴的方向上拉动时，将张紧力施加给线材。

10、如权利要求9所述的设备，其进一步包括用于将线材供给到送线器的线材源，其中该线材张紧装置设置在送线器和线材源之间。

11、如权利要求9所述的设备，进一步包括负载施加构件，其适于使得第一张紧构件和第二张紧构件与线材张紧接合。

12、如权利要求9所述的设备，其中第二张紧构件被配置成抵靠第一张紧构件枢转。

13、如权利要求9所述的设备，其中第一张紧构件包括支承构件和能旋转地安装到该支承构件的滚轮，其中第二张紧构件枢轴地地连接于该支撑构件。

14、如权利要求13所述的设备，其中，第二张紧构件包括枢轴地连接于该支撑构件的杠杆臂和能旋转安装到该杠杆臂的第二滚轮，其中该负载施加构件与该杠杆臂组装，第二张紧结构可枢轴地与第二滚轮接合，所述第一滚轮施加张紧力到其间的线材。

15、如权利要求14所述的设备，其中通过调节负载施加构件在杠杆臂上的位置，张紧力是能调节的。

16、如权利要求9所述的设备，其中该送线器配置为将焊丝送到焊接机。

17、一种线材供给设备，其包括：

送线器，其适于将线材传送到线材消耗装置；

装置，用于当线材由送线器拉动时，将张紧力施加给张紧位置处的线材的相对侧；以及

用于调节张紧力的装置。

18、如权利要求17所述的设备，其中该张紧装置包括用于接合在第一张紧构件和第二张紧构件之间的线材的装置。

19、如权利要求18所述的设备，其中该接合装置包括用于枢转第二张紧构件以与第一张紧构件接合的装置。

20、如权利要求18所述的设备，其中该调节装置包括负载施加构件，其适于使得第一张紧构件和第二张紧构件与线材张紧接合。

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