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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchkupplung, insbesondere auf eine Schlauchkupplung zum Anschließen eines Führungsschlauches für einen Schweißdraht.
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Bei Schweißdrähten, die von einer Vorratsspule abgespult und üblicherweise durch einen Führungsschlauch gefördert werden, sollte unter bestimmten Betriebsbedingungen der Schweißdraht gegenüber seiner Führung axial festgehalten werden, beispielsweise im Bereich einer Schlauchkupplung zum Anschließen des Führungsschlauchs oder im Bereich eines Brenners, damit sich das brennerseitige Ende des Schweißdrahtes gegenüber dem Brenner nicht axial verlagern kann.
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In der
JP S61 23540 A ist eine Drahtvorschubvorrichtung beschrieben, bei welcher ein vorzuschiebender Draht durch einen Kern mit sich trapezförmig verjüngendem Querschnitt geführt wird. Der Kern ist keilartig in eine Aussparung eines Klemmelements eingebracht, wobei die Aussparung ebenfalls einen trapezförmig sich verjüngendem Querschnitt aufweist. In Öffnungen in dem Kern sind frei bewegliche zylindrische Rollen eingebracht, welche sowohl an den Draht als auch an die Innenfläche der Aussparung angrenzen. Über einen Hebel kann das Klemmelement in eine Vorschubrichtung bewegt werden, wodurch der Kern gegen die Aussparung gepresst wird. In der Folge werden, durch die Innenfläche der Aussparung, die Rollen gegen den Draht gepresst und halten diesen fest, wodurch die Bewegung in Vorschubrichtung des Klemmelements auf den Draht übertragbar ist. Bewegt sich das Klemmelement wieder zurück, lösen sich die Rollen von dem Draht, wobei der Draht in der veränderten Position verbleibt und der Vorgang wiederholt werden kann.
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In der
GB 1 327 859 A ist eine Drahtvorschubvorrichtung mit einem pneumatisch betriebenen Kolben beschrieben. An je einer Seite des Kolbens in axialer Richtung eines Drahtes ist um den Draht eine Klemme angeordnet, welche, durch Anpressen von Kugeln an den Draht, den Draht festhalten kann. In Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens werden die Klemmen derart geöffnet und geschlossen, dass durch regelmäßiges Vor- und Zurückbewegen des Kolbens der Draht in einer Vorschubrichtung vorgeschoben wird.
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In der
JP S54 129524 U ist eine Lötdrahtvorschubvorrichtung beschrieben, bei welcher der Lötdraht zwischen einer konusförmigen Aussparung und radial um den Lötdraht gelagerten Kugeln zum Vorschieben des Lötdrahts eingeklemmt wird anschließend jeweils stückweise mitgeführt wird.
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In der
US 2008/159825 A1 ist ein selbstschließendes Drahtschloss beschrieben. Der Draht ist axial durch eine Öffnung geführt, welche einen Abschnitt mit sich verjüngendem Querschnitt aufweist. Ein Klemmelement mit einer Mehrzahl von kugelförmigen Bremselementen ist zumindest teilweise in die Öffnung eingeführt. Eine Feder beaufschlagt das Klemmelement in Richtung des Abschnitts mit dem sich verjüngenden Querschnitt zum Festhalten des Drahts durch die Bremselemente in der Öffnung mit einer Federkraft, welche über eine Stellschraube einstellbar ist.
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In der
JP H07 96369 ist eine Drahtvorschubvorrichtung beschrieben, bei welcher der Draht durch eine sich in axialer Richtung keilartig verjüngende Öffnung, in welcher Kugeln angeordnet sind, in einem beweglichen Klemmelement geführt wird. Mittels eines Elektromagneten ist das Klemmelement bewegbar, wodurch der Draht von den Kugeln, welche durch die Keilform der Öffnung radial nach innen gedrückt werden, festgehalten wird. Wird der Elektromagnet ausgeschaltet, bewegt sich das Klemmelement aufgrund einer Federkraft zurück, wobei die Bremselemente den Draht freigeben. Somit ist der Draht Stück für Stück vorschiebbar.
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In der
SU 929 361 A1 ist eine Drahtvorschubvorrichtung beschrieben, bei welcher durch Aktivierung eines Elektromagneten zwei Klemmelemente aufeinander zu bewegt werden. In den Klemmelementen sind in je einem Hohlraum mit abschnittsweise keilförmigem Querschnitt Kugeln angeordnet, zwischen welchen der Draht hindurch geführt ist. Der Draht wird in dem in Vorschubrichtung hinten liegenden Drahtführungselement durch Kugeln festgehalten, welche durch den sich gegen die Vorschubrichtung verjüngenden keilförmigen Abschnitt des Hohlraums radial nach innen gedrückt werden. Bei Deaktivieren des Elektromagneten entfernen sich die Drahtführungselemente aufgrund einer Federkraft voneinander, wobei der Draht in seiner veränderten Position verbleibt. Durch wiederholtes Ausführen dieses Vorgangs ist der Draht Stück für Stück vorschiebbar.
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In der
JP S55 153677 A ist eine Drahtvorschubvorrichtung mit zwei Elektromagneten beschrieben. Durch Aktivieren eines der Elektromagneten wird ein Drahtführungselement, durch welches der Draht geführt ist, auf eine Ansaugplatte hin bewegt. Dabei wird gegen eine Federkraft ein den Draht umschließendes Klemmelement keilartig gegen eine sich gegen die Vorschubrichtung verjüngende Öffnung in dem Drahtführungselement gepresst, wodurch der Draht festgehalten und mit dem Drahtführungselement mitgeführt wird. Durch Deaktivieren des ersten Elektromagneten und Aktivieren des zweiten Elektromagneten wird die Drahtvorschubvorrichtung wieder in den Ausgangszustand gebracht, wobei der Draht in seiner veränderten Position verbleibt. Durch wiederholtes Ausführen dieses Vorgangs ist der Draht Stück für Stück vorschiebbar.
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In der
US 2004/ 0 144 827 A1 ist eine Drahthalterung zur Drahtformung beschrieben, mit der ein vorgeschobener Draht geführt werden kann, um ein an einem Ausgang der Drahthalterung freiliegendes Ende des Drahts verformen zu können. Die Die Drahthalterung umfasst einen Schaft mit einer Bohrung, durch welche der Draht geführt werden kann, und mit einem kreisförmigen Kopf. Der kreisförmige Kopf weist Kanäle auf, die radial bei der Bohrung zusammenlaufen. Die Drahthalterung umfasst außerdem eine Druckfeder, die auf dem Schaft angeordnet ist und ein erstes Federende aufweist, das auf einer Federaufnahmehülse abgestützt ist, und ein zweites Federende, das den kreisförmigen Kopf des Schaftes vorspannt, um den Schaft in eine konische Kammer zu drücken, so dass der kreisförmige Kopf an einem axialen Ende der konischen Kammer anliegt, während der Draht geführt wird. Der Querschnitt der konischen Kammer verbreitert sich in Vorschubrichtung des Drahtes. Die Drahthalterung umfasst weiterhin eine Vielzahl von Verriegelungskugeln, wobei je eine Verriegelungskugel innerhalb je eines Kanals des kreisförmigen Kopfes angeordnet ist, so dass die Verriegelungskugeln bei dem Draht zusammenlaufen, wobei der Draht frei vorgeschoben werden kann. Ein Abzug des Drahtes aus der Drahthalterung wird jedoch verhindert, indem die Verriegelungskugeln durch Einwirkung der konischen Kammer sofort auf den Draht einrasten, wenn der Draht entgegen der Vorschubrichtung gezogen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfach aufgebaute Schlauchkupplung zum Führen eines Schweißdrahts vorzusehen, welche gleichzeitig Sicherungsmechanismen für den Fall eines unerwünschten Lösen der Schlauchkupplung aufweist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Durch das Vorsehen zweier gegeneinander axial verschiebbarer Funktionselemente, von denen das eine eine Schweißdrahtführung mit einem Käfig für radial verlagerbare Bremskörper und das andere einen Verriegelungskonus für diese Bremskörper bilden, werden vorteilhafte Voraussetzungen für ein sicheres Sperren des Schweißdrahts innerhalb der Schweißdrahtführung sichergestellt, weil mit dem relativen Verschieben des Verriegelungskonus gegenüber der den Verriegelungskonus durchsetzenden Schweißdrahtführung die Bremskörper über den Verriegelungskonus radial an den Schweißdraht angedrückt werden und diesen festklemmen. Zum Lösen dieser Sperre braucht lediglich der Verriegelungskonus im Entriegelungssinn gegenüber der Schweißdrahtführung verschoben zu werden, sodass die Bremskörper freigegeben werden und der Schweißdraht unbehindert durch die Schweißdrahtführung gefördert werden kann. Die zwischen der Schweißdrahtführung und dem Verriegelungskonus wirksame Federkraft kann je nach dem Einsatzfall für die Sicherstellung der freien Schweißdrahtförderung oder der Schweißdrahtsperre genützt werden. Dabei wird die Federkraft entsprechend durch die Wahl der Feder eingestellt und entsprechend an den Durchmesser des Schweißdrahts angepasst.
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Wird die Schweißdrahtsperre in Verbindung mit einer Schlauchkupplung zum Anschließen eines Führungsschlauches für den Schweißdraht eingesetzt, so ergeben sich einfache Konstruktionsbedingungen, wenn die Halterung für die beiden Funktionselemente einen von zwei ineinander steckbaren Kupplungsteilen einer Schlauchkupplung bildet, deren anderer Kupplungsteil einen Stellanschlag für das axial verschiebbar gelagerte, durch eine Feder im Verriegelungssinn beaufschlagte Funktionselement aufweist. Aufgrund der im Verriegelungssinn wirksamen Feder wird beim Lösen der Kupplung der Schweißdraht über den auf die Bremskörper einwirkenden Verriegelungskonus innerhalb der Schweißdrahtführung gesperrt. Beim Kuppeln werden die beiden Kupplungsteile ineinandergesteckt, wobei das durch die Feder im Verriegelungssinn belastete Funktionselement an einen Stellanschlag des gegenüberliegenden Kupplungsteils anschlägt und von diesem gegen eine weitere Mitnahme zurückgehalten wird, sodass beim Durchlaufen des weiteren Kupplungsweges das axial verschiebbare Funktionselement gegen die Kraft der Feder gegenüber dem verschiebefest in der Halterung gelagerten Funktionselement verschoben wird und daher die Bremskörper vom Verriegelungskonus freigegeben werden. Mit der vollständigen Kupplung der beiden Kupplungsteile der Schlauchkupplung wird somit die bei offener Kupplung gegebene Schweißdrahtsperre automatisch gelöst.
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Obwohl es für die Funktion der Schweißdrahtsperre nicht darauf ankommt, ob die Schweißdrahtführung gegenüber dem Verriegelungskonus oder der Verriegelungskonus gegenüber der Schweißdrahtführung axial verschiebbar gelagert wird, ergeben sich besonders günstige Konstruktionsverhältnisse, wenn die Halterung einen Steckansatz des Kupplungsteils bildet, und wenn auf der den Steckansatz verlängernden, verschiebefesten Schweißdrahtführung der Verriegelungskonus verschiebbar geführt ist. In diesem Fall ergibt sich zwischen der Schweißdrahtführung und dem Schweißdraht sowohl beim Verriegeln als auch beim Entriegeln keine Relativbewegung. Für den auf der Schweißdrahtführung verschiebbar gelagerten Verriegelungskonus ergibt sich ein vorteilhafter Stellweg, weil ja die Schweißdrahtführung den Steckansatz des Kupplungsteils verlängert, was darüber hinaus vorteilhafte Konstruktionsbedingungen für den Rückhalteanschlag des den Steckansatz aufnehmenden Kupplungsteils mit sich bringt, der im gekuppelten Zustand die Schweißdrahtsperre mit der Feder schützend umschließt.
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Für den Einsatzfall der Schweißdrahtsperre im Bereich eines Brenners kann die Halterung einen Zylinder für einen mit dem verschiebbar gelagerten Funktionselement antriebsverbundenen, mit der Federkraft belasteten Kolben aufweisen, der mit einem Druckmittel gegen die Federkraft beaufschlagbar ist. Je nach der Wirkungsrichtung der Federkraft wird durch die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens der Schweißdraht innerhalb der Schweißdrahtführung gesperrt oder freigegeben. Im Allgemeinen ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn die axial verschiebbar in der Halterung gelagerte Schweißdrahtführung den im Entriegelungssinn mit der Federkraft beaufschlagten Kolben aufweist und wenn die Halterung den Verriegelungskonus bildet. Die Federkraft sorgt in diesem Fall für eine Entriegelung der Drahtsperre, die nur eingeschaltet wird, wenn der Kolben über ein Druckmittel entsprechend beaufschlagt wird.
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Allgemein ist also von Vorteil, dass bei Servicemaßnahme, Teilewechsel oder Ähnlichem, aber auch für sogenannte Teachvorgänge der Schweißdraht in seiner Position fixierbar ist. Die Fixierung ist dabei unabhängig vom Drahtvorschubmotor bzw. erkennt der Drahtvorschubmotor die Fixierung und stoppt während der Fixierung die Förderung des Schweißdrahts. Somit muss der oft weit entfernte und in anderen Räumen angeordnete Drahtvorschubmotor nicht manuell aus und wieder eingeschaltet werden.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum lösbaren Festhalten eines Schweißdrahts am Beispiel einer Schlauchkupplung mit voneinander getrennten Kupplungsteilen in einem vereinfachten Längsschnitt,
- 2 die Schlauchkupplung nach der 1 in gekuppeltem Zustand,
- 3 eine beispielhafte Vorrichtung in Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Schweißbrenner in einem vereinfachten Längsschnitt in der entriegelten Stellung und
- 4 die beispielhafte Vorrichtung nach der 3 in der verriegelten Stellung.
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Nach den 1 und 2 ist eine Schlauchkupplung mit zwei ineinander steckbaren Kupplungsteilen 1, 2 vorgesehen, von denen der eine Kupplungsteil 2 einen Steckansatz des Kupplungsteils 2 bildende Halterung 3 für eine hülsenförmige Schweißdrahtführung 4 aufweist, die im Bereich ihres den Steckansatz verlängernden Endbereichs einen Käfig 5 für radial verstellbare, kugelige Bremskörper 6 formt. Auf dieser verschiebefest mit der Halterung 3 verbundenen Schweißdrahtführung 4 ist ein Verriegelungskonus 7 axial verschiebbar gelagert, der mit seinen Anlaufflächen mit den Bremskörpern 6 zusammenwirkt und mit Hilfe einer Feder 8 im Verriegelungssinn beaufschlagt wird, die sich einerseits an der Halterung 3 und anderseits am Verriegelungskonus 7 abstützt. Die Federbeaufschlagung des Verriegelungskonus 7 bewirkt somit gemäß 1 ein radiales Andrücken der kugeligen Bremskörper 6 an den durch die Schweißdrahtführung 4 verlaufenden Schweißdraht 9. Beispielsweise sind dazu drei Bremskörper 6 jeweils um 120° versetzt angeordnet. Entsprechend umschließt also auch der Verriegelungskonus 7 die Bremskörper 6. Somit wird eine entsprechende Schweißdrahtsperre bewirkt, wie dies der 1 entnommen werden kann. Die Position des axial geförderten Schweißdrahts 9 wird also durch die Bremskörper 6 fixiert, wenn die Kupplungsteile 1, 2 geöffnet bzw. nicht gekuppelt sind. Somit stellt der Schweißdraht 9 einen Widerstand für einen Drahtvorschubmotor dar, sodass dieser automatisch die Förderung stoppt. Ein derartiger Drahtvorschubmotor sowie deren Anordnung in einem Drahtvorschubgerät, einem Schweißbrenner oder Ähnlichem sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, sodass dieser nicht dargestellt ist und nicht näher darauf eingegangen wird.
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Werden die beiden Kupplungsteile 1 und 2 gemäß der 2 ineinandergesteckt, so greift die Schweißdrahtführung 4 mit dem Verriegelungskonus 7 in die Einstecköffnung 10 des Kupplungsteils 1 ein, bis der Verriegelungskonus 7 an einen Rückhalteanschlag 11 des Kupplungsteils 1 anschlägt und gegenüber einem weiteren Eindringen in die Einstecköffnung 10 gehindert wird. Dies bedeutet, dass der Verriegelungskonus 7 gegen die Kraft der Feder 8 im Entriegelungssinn auf der Schweißdrahtführung 4 verschoben wird, bis die durch Rastkugeln 12 des Kupplungsteils 1 gesicherte Kupplungsstellung erreicht ist, in der die kugeligen Bremskörper 6 durch den Verriegelungskonus 7 vollständig freigegeben sind, sodass der Schweißdraht 9 unbehindert durch die von den Bremskörpern 6 gebildete Drahtsperre durch die Schweißdrahtführung 4 gefördert werden kann.
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Zum Lösen der Schlauchkupplung sind zunächst die Rastkugeln 12 des Kupplungsteils 1 über eine gegen Federkraft axial verlagerbare Sicherungshülse 13 freizugeben, bevor die beiden Kupplungsteile 1 und 2 auseinanderbewegt werden können. Dabei wird der Verriegelungskonus 7 über die Feder 8 wieder in die Verriegelungsstellung nach der 1 gedrückt, wodurch der Schweißdraht 9 in der Schweißdrahtführung 4 über die Bremskörper 6 festgeklemmt wird.
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In den 3 und 4 ist eine beispielhafte Vorrichtung zum lösbaren Festhalten des Schweißdrahts 9 in Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Schweißbrenner dargestellt, da dieser hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die in einer Halterung 3 verschiebbar geführte Schweißdrahtführung 4 bildet einen Kolben 14 eines sich in der Halterung 3 ergebenden Zylinders 15. Dieser Kolben 14 wird auf der einen Seite durch eine Feder 8 belastet und kann über einen Druckmittelanschluss 16 auf der gegenüberliegenden Seite gegen die Federkraft mit einem Druckmittel beaufschlagt werden. Die kugeligen Bremskörper 6 werden auf der der Feder 8 abgekehrten Seite der Schweißdrahtführung 4 in einen Käfig 5 gehalten und wirken mit einem durch die Halterung 3 gebildeten Verriegelungskonus 7 zusammen. Der Verriegelungskonus 7 umschließt dabei die Bremskörper 6, welche entsprechend der Anzahl um die jeweiligen Grade versetzt angeordnet sind. Also bei drei Bremskörpern 6 um 120° versetzt.
Ist der Druckmittelanschluss 16 ohne Versorgung, kommt die Feder 8 zur Wirkung, welche die Schweißdrahtführung 4 über den Kolben 14 im Entriegelungssinn beaufschlagt, sodass die Bremskörper 6 durch den Verriegelungskonus 7 freigegeben werden und der Schweißdraht 9 unbehindert durch die Schweißdrahtführung 4 gefördert werden kann, wie dies in der 3 dargestellt ist.
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Wird der Kolben 14 über den Druckmittelanschluss 16 mit einem Druckmittel beaufschlagt, also beispielsweise mit Druckluft versorgt, so wird die Schweißdrahtführung 4 entgegen der Kraft der Feder 8 im Verriegelungssinn verstellt, wobei die kugeligen Bremskörper 6 über den Verriegelungskonus 7 radial an den Schweißdraht 9 angedrückt werden und diesen gegen eine axiale Verschiebung gemäß 4 festklemmen, solange der Beaufschlagungsdruck des Kolbens 14 durch das Druckmittel aufrechterhalten wird.
