CN1802234A - 用于焊丝的缓冲装置和焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于缓冲焊丝(13)的装置，由此一焊丝缓冲器、特别是一焊丝缓冲存储器(35)被布置到一个送丝器(36)和另一个送丝器(37)之间，所述另一个送丝器(37)优选设置在一焊炬(10)的附近或其内，并且所述焊丝(13)可在一焊芯(30)内在所述两个送丝器(36，37)之间行进。根据本发明，提供了一种尽可能简单和紧凑的缓冲装置，并且使动态特性得到改善，其中所述焊芯(30)的一端被固定或紧固，其另一端则可以自由移动，所述焊芯(30)和焊丝(13)被布置成可在一焊丝导向软管(38)内自由移动，所述焊丝导向软管(38)具有充分大于所述焊芯(30)的外径(33)的横截面(39)，并且所述焊丝缓冲存储器(35)的存储容积由所述充分大的焊丝导向软管(38)的横截面(39)和长度限定。

Description

用于焊丝的缓冲装置和焊接设备

技术领域

本发明涉及一种用于焊丝的缓冲装置，其中可将一焊丝缓冲器、特别是一焊丝缓冲存储器布置到一个送丝器和另一个送丝器之间，其中所述一个送丝器位于一焊接装置或一外部送丝机构上，所述另一个送丝器优选布置在一焊炬附近或该焊炬内，并且焊丝在一焊芯内在所述两个送丝器之间被引导。

本发明还涉及一种焊接设备，它包括有焊接装置、软管包装件(hosepackage)和焊炬，其中软管包装件将焊炬与焊接装置相连，所述焊接设备还包括一设计为焊丝缓冲存储器并布置在两个送丝器之间的装置。

背景技术

在最新的焊接技术中，不必再仅仅以恒速沿一个方向输送焊丝，而是可以在点火和/或焊接过程中使焊丝前后移动或者以不同的输送速度输送，这里强调的重点在于焊丝的输送。由于焊丝的输送速度和/或方向不同，目前焊丝输送系统涉及到的问题是焊丝输送响应行为非常迟缓，因此妨碍了最优化焊接结果的实现。必须以与运行方向相反的方向将焊丝向后推到整个软管包装件上，即从前进运动变为向后运动，借此由于焊丝的松弛和前进产生了非常迟缓的响应行为。

对于这种实施了不同焊丝速度和/或不同输送方向的焊丝输送，由于在大多数场合下通常两个送丝器中只有一个送丝器执行反向操作，因此需要使用焊丝缓冲器或焊丝缓冲存储器收集多余的焊丝。

举例来说，从DE 197 38 785 C2中已知一种采用熔化电极的用于电弧焊的设备，其中将焊丝从送料盘经过两个送丝器供给到焊接地点。在该文献中，描述了一种短路的焊接过程，其中在完成液滴成形之前，焊丝的输送将执行液滴—传送—支撑运动，这意味着发生短路时可通过送丝器向后拉动焊丝，随后在到达预定的距离后再次向前移动焊丝，如此将焊丝输送到焊丝缓冲器中。但是这篇文献中并没有给出这种焊丝缓冲器的结构。

从DE 38 27 508 A1中已知一种运输设备，即使在引入了不利的力的情况下，也能够利用该运输设备以恒力输送焊丝，同时还可避免产生拉应力和压应力。焊丝可被引导着通过躲避部分和弯曲的软管，其中所述软管位于推进驱动器和牵引驱动器之间，推进驱动器被布置在焊接装置和送丝器中，而牵引驱动器则优选被布置在焊炬附近或焊炬内。软管的张紧由弹簧支撑。躲避部分与控制机构相连，当压应力或拉应力出现在焊丝上时，所述控制机构可用来测量躲避部分的躲避路径，该躲避部分还与控制系统相连，以通过第一装置的速度调节进行补偿。在这种技术方案中，通过第一驱动器将焊丝从送料盘上开卷，并且将其引入到软管或中空焊芯中。随后将中空焊芯暴露在外，在暴露区域形成线圈形式的焊丝缓冲存储区，并且线圈能够在该区域内变形，即线圈可以增大或减小，因此能够容纳不同数量的焊丝。然后，将软管或中空焊芯引入到尽可能向着另一个牵引驱动器延伸的软管包装件内，该牵引驱动器优选被设置在焊炬附近或焊炬内。

由DE 43 20 405 C2已知另一种焊丝缓冲装置的构造，其中公开了一种用于无滑动输送焊丝的装置。焊丝缓冲存储器或焊丝缓冲器依然设置在两个送丝器之间，而焊丝在被引入到软管包装件之前在这里形成一完整的线环。因此，由位于两个间隔的板件之间的线圈形成该焊丝缓冲存储器，这两个板件之间的相互距离大于焊丝的直径。还设置有一传感器，以用来检测焊丝所组成的线圈的直径，从而监测焊丝缓冲器内所存储的焊丝数量。

由DE 101 00 164 A1已知另一种类型的焊丝缓冲存储器，通过该焊丝缓冲存储器，可利用偏移滑轮实现焊丝的偏转。这里，焊丝缓冲存储器被设置在送料盘和送丝器之间，其中送丝器后面的焊丝又被引入到中空焊芯内，而所述焊芯则在软管包装件中一直延伸到另一个送丝器处，或延伸到焊炬处。

上述系统的缺陷在于需要为这种焊丝缓冲器或焊丝缓冲存储器提供巨大的空间，因此只有将其应用在焊接装置或送丝器附近或作为一单独的设备使用才可产生效用。因此，需要从遍及整个软管包装件内的焊丝缓冲器中将焊丝输送至焊炬处，这就导致产生了较大的摩擦损失，并且很难改善焊丝输送响应行为。产生这种摩擦损失和这种对焊丝输送造成的极大迟滞是因为当借助于已知焊丝输送装置在中空焊芯中运送焊丝时，插入在导管中、尤其是插入在软管包装件中的焊芯外径只是稍小于导管的内径。由此确保了焊芯的精确导向，但对于焊丝来说，却需要以反向于输送方向的方式将其推回到遍及整个焊芯长度的焊丝缓冲存储器内，即被推回到软管包装件中。

发明内容

因此，本发明的目的在于以非常简单和紧凑的方式提供一种焊丝的缓冲装置。本发明的另一目的在于以不受力的方式提供可用焊丝电极，从而能够将送丝器基本上布置于焊炬附近。本发明的又一目的在于改善焊丝输送的动态特性。

本发明的另一个目的在于提供一种所述类型的焊接设备，它具有尽可能简单和紧凑的结构，通过这种焊接设备可增强焊丝输送的动态特性。

本发明的目的可以这样实现，即将焊丝缓冲存储器设计成以下方式：将焊芯的一端紧固或固定，其另一端则可以自由移动，并且至少在部分区域上将焊芯和焊丝一起设置成能够在焊丝导向软管内自由移动，其中所述焊丝导向软管具有比焊芯的横截面或外径充分大的横截面或内径，而且焊丝缓冲存储器的存储容积由该充分大的焊丝导向软管的横截面和长度限定。

在一有利方式中，可以将焊丝导向软管用作焊丝缓冲存储器，由于焊芯能够自由移动，即能够躲避在充分大的焊丝导向软管中，因此焊丝导向软管在反向输送时能够接纳多余的焊丝。由此不需要再将焊丝推回到整个焊芯中，而且焊丝和焊芯能够在焊丝导向软管中自由移动，从而可以接纳多余的焊丝以用于补偿。因此，当焊丝向后移动时，不必通过位于焊炬附近的送丝器使得焊丝穿过缓冲存储器中的焊芯产生位移，而是焊芯在焊丝导向软管内直接产生变形，并由此通过这种变形接纳多余的焊丝。相反，在现有技术中，首先，焊芯的变形可能发生在其裸露在外的区域，并将多余的焊丝容纳于此区域，在这之前，由于软管内没有或只有最小的焊芯躲避区域可用，因此位于软管包装件内的焊丝不得不首先被推回穿过焊芯。另一个非常重要的优点在于，现在将焊丝缓冲存储器直接布置到另一个送丝器或焊炬附近，即布置到送丝器或焊炬后面，从而不需要再将焊丝推回到整个软管包装件内。因此，在改变焊丝输送方向的过程中，响应行为得到显著改进，从而能够实现快速的转向。由于带有焊丝的焊芯能够在焊丝缓冲存储器内移动，并且在反向输送焊丝的过程中不会在焊芯内产生移动、特别是产生向后的移动，因此能够使摩擦损失极大地最小化。另一个优点在于，由于焊丝缓冲存储器直接形成在焊炬后面，送丝器和驱动马达的尺寸可以比较小，这是因为在焊丝输送的过程中，驱动马达不必克服任何摩擦力。因此，可以采用尺寸较小、质量较轻的驱动马达，从而使焊炬的结构尺寸以及焊炬中的驱动元件最小化。由此，能够充分提高自动焊接设备的可达性或可用性。

此外，根据权利要求2和3的构造是非常有利的，因为它能够使焊芯的躲避区域位于扩大的焊丝导向软管中。因此，能够有利地确保以简单的方式在所述扩大的导向软管的整个区域形成焊丝缓冲存储器，从而提供出占据较小空间尺寸的非常大的焊丝缓冲存储器。

根据权利要求4至6的构造也是非常有利的，因为它能够通过简单更换软管包装件将这种类型的焊丝缓冲存储器随后安装在现有设备中。因此，不必如现有技术中的设备那样，不需要在现有设备中设置形成焊丝缓冲存储器的转换或额外装置。

根据权利要求7至9以有利方式形成的构造能够使焊丝的输送独立于软管包装件，其中仍然由焊丝导向软管形成所述焊丝缓冲存储器。

根据权利要求5至9的构造的另一个优点在于，由于焊丝导向软管的特殊设置、即螺旋形或盘旋形布置，使得焊丝缓冲器的容积、即用于接纳多余焊丝的存储容积显著增大，借此使焊丝导向软管的长度增加。

根据权利要求10的构造也是有利的，因为它能够容易地测定焊丝缓冲器的装载水平或储存在焊丝缓冲器中的焊丝数量。

根据权利要求11至14中一项或多项的构造也是有利的，由于这种构造能够快速更换焊丝导向软管，因此可以缩短不能进行焊接的故障时间。

本发明的目的还可进一步由所限定类型的焊接设备实现，其中在软管包装件内或其周围形成被设计为焊丝缓冲存器的装置，其优点在于，在焊接过程中，当以不同的焊丝输送速度或前/后移动地输送焊丝时，能够实现非常高的动力。

附图说明

下面通过示出了焊丝缓冲存储器的示范性实施例的附图对本发明进行详细说明。

其中：

图1是焊机或焊接装置的示意图；

图2是现有技术中所使用的软管包装件的示意图；

图3是带有螺旋形焊丝导向软管的新型软管包装件的示意图；

图4示出了其外部设置有螺旋形焊丝导向软管的软管包装件；

图5示出了焊丝缓冲存储器的存储原理的示意图，其中具有最小存储容积；

图6进一步示出了根据图5所示的存储原理的示意图，其中具有最大存储容积；

图7至11示意性地示出了具有不同结构的焊接设备；

图12示出了用于形成焊丝缓冲存储器的另一变型实施例；

图13是用于检测焊芯运动的传感器的简图；

图14示出了用于检测焊芯运动的传感器的另一示范性实施例；

图15是包括插入式连接件的焊丝缓冲存储器的简图；以及

图16示意性地示出了该插入式连接件。

具体实施方式

图1示出了一焊接装置1或焊机，它可用于各种焊接工艺或方法，例如MIG/MAG焊接或WIG/TIG焊接，电极(焊条)焊接法、双丝/纵列焊接法、等离子焊或钎焊法等。

焊接装置1包括带有执行元件/功率元件(power element)3的电源2、控制装置4以及分别与功率元件3和控制装置4相连的开关件5。开关件5和控制装置4还与布置在气体8的供给线7上的控制阀6相连，特别是，所述气体为保护气体，例如二氧化碳、氦气和氩气等，所述气体供给线7位于气体存储器9和焊炬10或焊枪之间。

此外，通常用于MIG/MAG焊接的送丝器11也可由控制装置4致动，附加材料或焊丝13可以从送料盘(feed drum)14或焊丝卷经过供给线12输送到焊炬10附近。当然，还可以将送丝器11与焊接装置1结合为一体，特别是，这种基本构架是现有技术中已知的，而不必设计成如图1所示带有辅助装置的模式。

使送丝器11将焊丝13或附加材料从焊炬外部供给到处理地点也是可行的，为此，优选将不熔化电极设置在焊炬10内，这种情况通常适用于WIG/TIG焊接。

可将用于产生介于熔化电极和工件16之间的电弧15、特别是焊接用电弧的能量从电源2的执行元件3经过焊接线17供应给焊炬10，特别是供应给电极，其中需要焊接的工件16由几部分构成，同样它通过另一条焊接线18与焊接装置1和电源相连，因此用于加工的电源电路能够形成电弧15或等离子流。

为了冷却焊炬10，可通过在冷却回路19中利用放入其中的流量控制器20将焊炬10与流体贮存器21、特别是水贮存器21相连，借此当操作焊炬10时能够起动冷却回路19、特别是起动可对水贮存器21中容纳的流体起作用的液压泵，以便达到冷却焊炬10的效果。

焊接装置1还包括输入和/或输出装置22，通过它们可分别设置和调用焊接装置1的不同焊接参数、操作方式或焊接程序。在这种情况下，由输入和/或输出装置22设定的焊接参数、操作方式或焊接程序可被传输到控制装置4，反过来，控制装置4随后起动焊机或焊接装置1的各元件，并且分别对所需要的控制值进行预定义。

此外，示范性实施例中所示的焊炬10可通过软管包装件23与焊接装置1或焊接设备相连。软管包装件23中容纳有从焊接装置1延伸到焊炬10的各线路。软管包装件23通过连接装置24与焊炬10相连，而软管包装件23中各线路通过连接插座或插入式连接件与焊接装置1的各触点相连。为了确保软管包装件的适当应变消除，软管包装件23可通过应变消除装置25与机架26、特别是与焊接装置1的基本机架相连。当然，还可以使用同样用于焊接装置1的连接的连接装置24。

基本上，应当指出的是，不必将上述所有组件均使用或应用到不同的焊接方法或焊接装置1中，例如WIG装置或MIG/MAG设备或等离子装置。例如，将焊炬10设计为空冷焊炬10也是可行的。

图2示意性地示出了现有技术中的软管包装件23的部分截面图。这里，这些焊接工艺所需要的线路，例如电源线或电极电缆17a、用于液体冷却焊炬10的冷却导管28、以及一根或多根控制线29均布置在保护外套27中。

经由软管包装件23并通过被引入到焊芯30中，焊接工艺所需要的焊丝13从焊接装置1或送丝器11中被输送出去。在使焊丝13穿过之前，将焊芯30插入到设置在软管23内的焊丝导向软管31中。焊丝导向软管31的内径32仅稍稍大于焊芯30的外径33。如此产生的优点是，焊芯能够被精确地导向，并且易于更换不同直径的焊丝。这样做是必要的，这是因为在焊接设备中所使用的各种焊丝13具有不同的直径34，借此这种焊芯30的简单更换使得采用任何所需的带有各自匹配焊芯30的焊丝变得可行，因此能够使焊芯30与焊丝13的直径34达到最佳匹配。在这种情况下，对大多数不同直径34的焊丝13来说，焊芯30的外径33基本保持不变，以便能够尽可能基本无间隙地引导焊芯30中的焊丝。

图3至12示出了用于形成焊丝13的缓冲装置、即焊丝缓冲器或焊丝缓冲存储器35的示范性实施例，当然，根据本发明的技术方案并不限于所示出的示范性实施例。

根据本发明的技术方案，最重要的是将焊丝缓冲存储器35设置于一个送丝器36和另一个送丝器37之间，焊丝13优选在该两个送丝器36，37之间在焊芯30中被引导，其中所述送丝器36布置在焊接装置1或外部送丝机构11上，而另一个送丝器37则优选位于焊炬10附近，或位于焊炬中。焊丝缓冲存储器35以下述方式设计，即至少在部分区域上使带有焊丝13的焊芯30置于焊丝导向软管38内，该焊丝导向软管38具有比焊芯30的横截面或外径33充分大或大得多的横截面39或内径，焊丝缓冲存储器35的存储容积由该充分大的焊丝导向软管38的横截面39和长度限定。

根据图2所示的现有技术，焊丝导向软管31被设计成仅仅稍大于焊芯30的外径。相反，在根据本发明的技术方案中，如图3所示，焊丝导向软管38的内径或横截面39大于焊芯30的外径33或横截面，并优选至少为焊芯30的外径33或横截面的1.5倍。焊芯30被布置成可在焊丝导向软管38内自由移动。此外，焊丝导向软管38可以按照螺旋形或盘旋形的方式在软管包装件23内延伸，而根据图2所示的现有技术中的焊丝导向软管31则基本上沿直线延伸穿过软管包装件23。当然，将这种充分大的焊丝导向软管38类似地线性布置于软管包装件23内也是可行的。焊丝导向软管38以螺旋形或盘旋形延伸的优点在于能够借此使焊芯30稍微弯曲，以便于焊芯30例如以弹簧的形式变形。

如图4所示，也可以将焊丝导向软管38布置到软管包装件23的外部。在这种情况下，优选使焊丝导向软管38仍然以螺旋形或盘旋形的方式在软管包装件23的周围延伸。此外，也可以独立于软管包装件23布置焊丝导向软管38，以便焊丝导向软管38围绕一载体材料或任何所需的焊接系统的管路以螺旋或盘旋方式延伸，其中所述载体材料或管路也同样设置在软管包装件23的外部。

由于焊丝导向软管38的螺旋形布置，位于软管包装件23的两个端部之间的焊丝导向软管38的长度相对于布置在该软管包装件23内的其他管线而言被延长，因此能够以上述有利方式提供出由焊丝导向软管38的横截面限定的缓冲容积，即缓冲容积由焊丝导向软管38的内径和外径上的螺旋线的长度差异产生。通常基本线性布置在软管包装件23内的其他管线优选也以螺旋或盘旋延伸的方式布置在焊丝导向软管38中。当然，其他管线在软管包装件23内螺旋延伸也是可以的，也可以说，焊丝导向软管38与其他管线缠绕。

根据本发明的缓冲装置、即焊丝缓冲存储器35的操作原理如图5和6所示。这里，焊丝缓冲存储器35在两个送丝器36，37之间延伸。优选将焊芯30的一端固定或紧固在焊接装置1或外部送丝机构11附近，在这里可将焊丝13从焊丝卷引入到焊芯30中，而焊芯30的另一端可自由移动，其优选终止于焊炬10附近。因此，焊芯30可在焊丝导向软管38内自由移动。同时，焊芯30的自由端可以进行作为焊丝导向软管38内的焊芯30的弯曲状态的函数、即存储状态的函数纵向移动。

焊丝导向软管38的优选的螺旋形构造可确保焊芯30也以螺旋形方式延伸，因此可提供出焊丝13的限定半径40，同样也因此提供出焊芯30的半径。通过改变半径40、即改变焊丝导管软管38内的焊芯30的位置，焊丝缓冲存储器35被形成。在图5中示意性地示出了具有最小存储容积的缓冲装置，图6示意性地示出了具有最大存储容积的缓冲装置。显然，在最小存储容积时，焊芯30位于焊丝导向软管38的内侧，同时形成较大的半径40，而在最大存储容积时，焊芯30位于焊丝导向软管38的外侧42，同时形成较小的焊芯30的半径40。此外，很明显，由于存储状态不同，可使焊芯30产生移动、特别是纵向移动，这种移动可由焊芯30的自由端的长度43的变化显现出来。

通过以不同送丝速度或输送方向改变焊芯30的半径40，这种类型的焊丝缓冲存储器35构造能够将焊丝13、特别是将焊丝13的多余长度收集到焊丝缓冲存储器35内，而不是如现有技术中已知的那样不得不将焊丝推出到整个软管包装件13之外。因此，根据本发明的技术方案，可得出这样的结论，即可作为焊丝导向软管38的结构、也就是说焊丝导向软管38的长度和横截面39的函数向焊丝13提供不同的存储容积，这意味着焊丝缓冲存储器35能够容纳或多或少的多余焊丝13。这样通过分别改变焊丝导向软管38或软管包装件23便能够影响所需的存储容积的调配。

为了利用这种类型的焊丝缓冲存储器35实现最优化的焊丝输送，提供一种装置，以用于检测焊丝缓冲存储器35的装载水平(填充水平)或存储状态，所述检测装置能够检测或确定焊丝30的纵向移动，借此可推断出焊丝缓冲存储器35的填充状态。举例来说，如图5、6所示，可借助于驱动器臂44将焊芯30的自由端与电位计45或增量传感器相连，便能够以简单的方式实现上述目的，从而可通过控制装置4从焊芯30的纵向变化43推断出焊丝缓冲存储器35的装载水平。当然，也可以采用其他用来检测装载水平的传感器，稍后将通过图13和14对此进行详细说明。

焊丝缓冲存储器35的这种纵向设计的主要优点在于焊丝缓冲存储器35被直接布置于焊炬10的后面，因此在输送焊丝的过程中几乎不产生额外的摩擦损失。另一个优点在于，焊丝缓冲存储器35直接结合于软管包装件23中或者位于软管包装件23的周围，因此能够为现有的焊接设备配备或随后提供这种焊丝缓冲存储器35。对机器人应用的操作也不会受到纵向取向的明显影响。

根据图7至12示意性示出的其他焊接系统可以用来说明缓冲装置、即焊丝缓冲存储器35在不同结构的焊接设备中的应用。这里仅以功能块的形式示意性地表示出焊接设备。

基本上，需要指出的是，在不需要使用者采取任何措施的情况下，焊丝缓冲存储器35(如果提供的话)也可以被停止使用，即焊丝缓冲存储器35具有停止工作的功能。因此，同样可以执行不必存储多余焊丝13的标准焊接过程。在这种情形下，例如当仅仅向前输送焊丝13时，通过控制送丝机构36，37，焊芯30将会调节成最小或最大状态，以便能够实现通常的焊接工艺。

图7示出了一焊接设备，它包括其上布置有送料盘14或焊丝卷以及第一送丝器36的焊接装置1、带有成一体的焊丝缓冲存储器35的软管包装件23、另一个送丝器37以及焊炬10。设置在焊接装置1中的送丝器36从送料盘14上拉出焊丝13，并通过焊芯30(未示出)将其输送至另一个送丝器37处，然后又通过焊炬10将其输送至焊接处理位置。

在这种情况下，将第一送丝器36、即封装在焊接装置中的送丝器作为所谓的主动装置(主驱动器)进行操作并将另一个送丝器37作为所谓的从动装置(辅助驱动器)是可行的。以稍高的速度操作该副驱动器，由此在拉应力的作用下使焊丝13保持在软管包装件23中并因此保持在焊丝缓冲存储器35中，这可由一条直线示意性地表示。在此情形下，焊丝缓冲存储器35的存储容积在几乎所有时间内均处于最小位置(与图5比较)，这时的焊丝缓冲存储器35没有起到作用。

由于主动装置总是以恒速操作，因此这种控制的优点在于能够实现对两个送丝器36，37的简单控制。举例来说，如果从动装置的速度临时降低，或者在从动装置的作用下导致传动辊出现滑动，也不必以任何形式控制主动装置，这是因为由主动装置输送的焊丝13在短期内的余量会被焊丝缓冲存储器35接纳。

在如图8所示的应用中，布置在焊接装置1中的送丝器36被用作从动装置，而设置在焊炬10附近或直接设置在焊炬10中的送丝器37则被用作主动装置。该从动装置、即设置在焊接装置1中的送丝器36优选以调节力矩的方式从送料盘14上拉出焊丝13。同时，主动装置、即布置在焊炬10附近的送丝器37以控制速度的方式除去形成于焊丝缓冲存储器35内的波动，这意味着几乎在所有时间内焊丝缓冲存储器35均被填充至其最大容积。

这种应用的优点在于，由于软管包装件10的扭力(＝Bowden牵引效应)，焊丝13的长度的改变可由焊丝缓冲存储器35进行调整或补偿。

图9示出了一种动态焊丝输送方式，通过这种输送方式，能够以不受力的方式向焊炬10提供焊丝13，也就是说，既没有来自于送丝器36和37的拉力、也没有来自于送丝器36和37的压力被施加于焊丝13上。在这种情况下，焊丝缓冲存储器35的装载水平优选维持在中等水平，即控制为处于最小和最大位置之间的平均值，这样焊丝输送时短期产生的波动便能够被焊丝缓冲存储器35吸收。由于剩余的焊丝能够被容纳到焊丝缓冲存储器35中，因此这种控制容许焊丝13进行前后移动和改变输送速度。

为此，将设置在焊接装置1中的送丝器36设计为从动装置，并且将布置在焊炬10附近的送丝器37设计为主动装置。该从动装置从送料盘14上拉动焊丝13，然后不施加力地将其引导至软管包装件23中，即引导至焊丝缓冲存储器35内。主动装置实施控制运动，即以下述方式控制两个送丝器36和37，其中使焊丝缓冲存储器35的装载水平保持在一平衡水平上，或者也可以通过使两个送丝器始终相互协调，借此实施控制运动，这意味着能够根据它们的扭矩和速度控制两个送丝器36，37。

这种动态平衡的焊丝输送能够使两个送丝器36，37脱离，由此实现真正的推拉式焊丝输送(向前/向后输送)，即位于上游的送丝器36(在这种情形下为主动装置)能够实现向前/向后输送焊丝13，由此形成一种脉动式的焊丝移动。实际上，基于焊丝缓冲存储器35的特定设计，这种推拉式焊丝输送的应用现在已经成为可能，因为不必将焊丝13推回以使其穿过整个焊芯30，即穿过整个软管包装件23，而且从现有技术中已知，目前的现有技术会产生非常高的摩擦损失和很高的惯性，而本发明将多余的焊丝13推入直接位于焊炬10后面的焊丝缓冲存储器35内，因此能够实现输送方向的快速反向。因此，这种推拉式驱动的时钟脉冲周期可以大大增加。在以不同的输送速度输送焊丝的过程中同样也可执行这种输送方式。

由于焊丝缓冲存储器35直接设置在焊炬10后面的这种特殊布置，在焊丝13向后移动通过焊丝装置37时，没有或仅产生少量摩擦损失，由此反向于旋转方向的反作用行为得到充分提高，从而能够利用低操作性能的焊丝装置37实现快速转换。

从图10所示的焊接设备中可以看出，示出了将设置在焊接装置1内的现有技术中已知的焊丝缓冲存储器46和根据本发明设置在软管包装件23中的焊丝缓冲存储器35结合在一起的一种应用。在这种情况下，第一焊丝缓冲存储器46以焊丝1围绕着送料盘14和焊丝卷移动从而形成类似于环路的方式形成，并且焊丝1通过第一送丝器47从送料盘14中被拉出。接着，通过设置在焊接装置1中的另一个送丝器36将焊丝13从焊丝缓冲存储器46输送到软管包装件23中，进而被输送到纵向设计的的焊丝缓冲存储器35内，然后通过布置在焊炬10附近的送丝器37将位于焊丝缓冲存储器35中的焊丝供应给焊炬10。

根据这种构造，可以实现将焊丝13不受力地输送到软管包装件23内。在这种情况下，在拉动焊丝13离开焊丝卷或送料盘14的过程中，焊丝卷或送料盘14的松弛不会影响用于将焊丝13引入软管包装件23中的送丝器36。在此情况下，也可通过利用送丝器36将焊丝13直接输送至软管包装件23内而省去第三送丝器47。

图11示出了另一示范性应用，其中若干个软管包装件23利用例如位于它们之间的送丝器47彼此连接在一起。在这种情况下，可以仅在其中一个软管包装件23内布置根据本发明的焊丝缓冲存储器35，即布置在最接近焊炬10的软管包装件23内。

当然，焊丝缓冲存储器35可以不仅仅由如上所述的焊丝导向软管38构成。例如，可以用以类似于螺旋形式延伸的管道48代替焊丝导向软管38，所述管道48可以具有任何所需的截面形状，如矩形、三角形、椭圆形等。这种例子从图12中可明显看出。可独立于软管包装件23设置管道48，或者甚至可将其置于软管包装件23内。也可以采用若干个管道48或焊丝导向软管38，以便形成多焊丝焊接设备。

还可以采用不带有任何焊芯30的焊丝缓冲存储器35，或者将焊芯30设计成使其能够为容纳于其中的焊丝13提供适当的自由空间，这意味着用于容纳焊丝13的孔例如应为焊丝13的外径33的1.5倍。但是，这种结构产生的缺陷是很难实现对焊丝缓冲存储器的装载水平进行检测。

在图13和14中以局部剖视图示出了用于检测焊芯30的纵向移动的特定示范性实施例，为清楚起见，这里仅示出了最基本的元件。在这些实施例中，用于检测焊芯35的纵向移动的装置由传感器51构成，该传感器51能够无接触地测量焊芯30的纵向移动。

图13概略示出了带有相关送丝器37的传感器51以及终止于该传感器51内的插入焊芯30，而图14所示的焊芯30则穿过传感器51。

传感器51包括外壳52，焊芯30直接延伸到外壳52中，并且一测定元件53也被设置在外壳中。传感器51的结构尺寸应能够使其布置在焊炬10或软管包装件23内，其优选布置在焊炬10内，更优选设置在焊炬手柄中。

此外，在该实施例中，一指示器54以与焊芯30刚性连接的方式设置在焊芯30上。指示器54例如由铁磁材料制成，并且构成焊芯30的终端，即焊芯30通过终端指示器54终止于传感器51中。为了能够无接触地检测焊芯30的纵向移动，测定元件53优选由至少一个电线圈55构成。当传感器被设计成这种形式时，可通过线圈55内感应的变化，即通过由于指示器54移动导致线圈55内的电感的变化来实现对位置的测量，即实现对焊芯30的纵向移动的测量，以便能够通过线路中的测定装置或控制装置4确定或计算位置。

传感器51还包括用于焊丝13的排出管(runout pipe)56，其开口的直径仅仅稍大于焊丝13的直径。因此，可以确保焊芯30不会通过排出管56露出。在一优选实施方式中，排出管56通过螺纹与外壳52相连，以便能够方便、快速地更换，从而能够使排出管56与所采用的焊丝13相匹配。

基于线圈55的感应变化的测量原理，可通过传感器51检测焊芯30的纵向移动。这种测量原理已经公知于现有技术中，不必再进行详细说明。当然，也可以按照其他测量原理操作传感器51，例如，该传感器可由电容传感器或光学传感器组成。而且，所采用的传感器51也可用于需要检测焊芯30的纵向移动的其他目的。

传感器51通过线路(未示出)以下述方式与焊接装置1的测定装置或控制装置4相连，以使得测定装置或控制装置4测量或计算作为分别位于外壳52中的焊芯30或指示器54的位置的函数的焊丝缓冲存储器35的装载水平。

图14示出了传感器51的结构的另一示范性实施例。与上述示范性实施例相反，该实施例中的焊芯30被引导穿过传感器51的外壳52。指示器54依然被紧固在焊芯30上并且被定位，以便能够位于外壳中。这种结构的优点在于不必将传感器51仅设置在焊芯30的一端，而是可将其定位在焊丝输送系统中的任一所需位置上。因此，传感器51可以与现有技术中已知的任一种焊丝缓冲存储器35一起使用。

通过使用这种类型的传感器51，使得根据控制装载水平由焊接装置1的控制装置4起动送丝器36，37变得可行，以控制焊丝缓冲存储器35的装载水平。

图15和16示出了焊丝缓冲存储器35的结构的又一实施例，其中焊丝缓冲存储器35设置在软管包装件23的外部。在这种情形下，如图4示意性示出的那样，焊丝导向软管38位于软管包装件23周围，为清楚起见，这里已经将软管包装件23省去。

这一示范性实施例可以说明在不需要使用者进行任何特定改装或适应性工作的情况下，也能够容易地更换焊丝缓冲存储器35。

为此，将一终端元件、特别是将一快速锁定件(quick-lock)49，50设置到焊丝导向软管38的任一端上，以使软管与一中央连接件(未示出)相连。所述中央连接件可根据专利申请WO 02/090034A1进行构造，从而不必再详细说明这种中央连接件的结构。举例来说，可将快速锁定件49，50设计成锁销/卡口连接件(bayonet catch)，并且焊丝导向软管38能够以简单的方式夹持在该锁销上。

连接有快速锁定件49，50的焊丝导向软管38以这样的方式设计，以使用于焊丝13的插入焊芯30(未示出)终止于由焊丝导向软管38和快速锁定件49，50组成的单元中。这使得焊丝缓冲存储器35能够由一结构单元组成，该结构单元由其上连接有快速锁定件49，50的焊丝导向软管38和焊芯30构成，可通过简单地将快速锁定件49，50连接到中央连接件上并随后将其缠绕在软管包装件23周围的简单操作步骤安装或更换所述单元。

位于焊炬10的侧面的快速锁定件49被设计成可以使导向件57穿过中央连接件伸出，所述导向件57直接终止于传感器51中，以便能够采用图13所示的传感器51。但是，与图13所示不同的是，这种情形下的传感器51不但能够接纳焊芯30，还被设计成能够接纳快速锁定件49的导向件57。不过，这种传感器依然保持有按照图13所示测量焊芯30的位置的功能，这是因为焊芯30与指示器54一起被设置在导向件57中，因此线圈55内会再次产生感应的变化。导向件57优选由非磁性材料、例如黄铜制成。

另一快速锁定件50被放置在焊接1设备或外部送丝机构11附近，在该快速锁定件50上设置有另一导向件，不过，该导向件的功能是为了将焊芯30紧固在快速锁定件50上，这里省去了结构示意图。为此，可通过旋转带有阳螺纹的螺母将焊芯30固定在导向元件内而以简单的方式实现夹紧连接或插入。在这种情况下，焊芯30可从突出导向件外，从而一旦快速锁定紧固，焊芯30便能够进入焊接装置1或外部送丝机构11中。

因此，其优点在于，通过提供这样一种由焊丝导向软管38、快速锁定件49，50和带有指示器54的焊芯30组成的单一单元/组件，可以在不需要额外操作步骤的情况下通过快速锁定件与中央连接件的简单连接实现对所述单一单元的快速安装和更换。为确保使用者将焊丝导向软管38螺旋或盘旋式放置，在对所述单一单元进行测量和供给时使焊丝导向软管38实现预变形，这意味着在将其安装到软管包装件23之前，焊丝导向软管38已经具有螺旋或盘旋形状，从而使用者只需按照预先给定的相同绕法将焊丝导向软管38缠绕在软管包装件周围即可。因此，可在不使用任何工具或辅助装置的情形下快速更换焊丝缓冲存储器35。

此外，在软管包装件23较长的情况下，焊丝导向软管38的较大的横截面可不必在整个区域上延伸，而是可仅有一小部分的软管按照所需的缓冲容积具有较大的横截面，其余部分则可按现有技术设计。

Claims (16)

1、一种用于焊丝的缓冲装置，其中将一焊丝缓冲器、特别是一焊丝缓冲存储器布置在一个送丝器和另一个送丝器之间，所述一个送丝器位于一焊接装置或一外部送丝机构上，所述另一个送丝器优选位于一焊炬附近或该焊炬内，所述焊丝在一焊芯内部在所述两个送丝器之间被引导，其特征在于，按照如下方式设计所述焊丝缓冲存储器(35)，以使得所述焊芯(30)的一端被紧固或固定，其另一端则可以自由移动，并且至少在部分区域上，所述焊芯(30)和所述焊丝(13)一起被布置成可在一焊丝导向软管(38)内自由移动，所述焊丝导向软管(38)具有充分大于所述焊芯(30)的横截面或外径(33)的横截面(39)或内径，并且所述焊丝缓冲存储器(35)的存储容积由所述充分大的焊丝导向软管(38)的横截面(39)和长度限定。

2、根据权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊芯(30)被固定或紧固在所述焊接装置(1)或外部送丝机构(11)的附近。

3、根据权利要求1或2所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)的内径或横截面(39)大于所述焊芯(30)的外径(33)并至少为其1.5倍。

4、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)被设置在一软管包装件(23)内。

5、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)以螺旋形或盘旋形的方式在所述软管包装件(23)内延伸。

6、根据权利要求5所述的缓冲装置，其特征在于，布置在所述软管包装件(23)内的其它管线被布置在所述螺旋形或盘旋形延伸的焊丝导向软管(38)中。

7、根据权利要求1至3中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)布置在一软管包装件(23)的外部。

8、根据权利要求7所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)以螺旋形或盘旋形的方式布置在所述软管包装件(23)的周围。

9、根据权利要求7所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)以螺旋形或盘旋形的方式布置在一独立于所述软管包装件(23)的载体材料周围。

10、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，设置有一用于检测所述焊丝缓冲存储器(35)的装载水平或焊丝(13)的数量的装置，所述检测装置检测所述焊芯(30)、特别是所述焊芯(30)的自由端的纵向移动。

11、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝缓冲存储器(35)由一包括所述焊丝导向软管(38)和所述焊芯(30)的结构单元组成，在所述焊丝导向软管(38)的任一端上设置有一终端元件、特别是一快速锁定件(49，50)。

12、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝缓冲存储器(35)可在无需任何工具的情况下进行更换。

13、根据权利要求11或12所述的缓冲装置，其特征在于，所述终端元件、特别是快速锁定件(49，50)的一导向件(57)伸入一用于检测所述焊芯(30)的纵向移动的传感器(51)内。

14、根据前述权利要求中的一项或多项所述的缓冲装置，其特征在于，所述焊丝导向软管(38)以螺旋形或盘旋形的方式形成。

15、一种焊接设备，它包括有焊接装置、软管包装件以及焊炬，其中所述软管包装件将所述焊炬与所述焊接装置相连，所述焊接设备还包括一被设计为一焊丝缓冲存储器并布置在两个送丝器之间的装置，其特征在于，所述装置或焊丝缓冲存储器(35)形成于所述软管包装件(23)内或其周围。

16、根据权利要求15所述的焊接设备，其特征在于，所述装置或焊丝缓冲存储器(35)根据权利要求1至14中的一项或多项设计。

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