DE1588155A1

DE1588155A1 - Drahtzufuehreinrichtung fuer Schweissvorrichtungen

Info

Publication number: DE1588155A1
Application number: DE19671588155
Authority: DE
Inventors: Pierre Margrain
Original assignee: E RAGONOT ETS
Current assignee: E RAGONOT ETS
Priority date: 1966-05-13
Filing date: 1967-05-12
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1123888A; NL6706587A; FR1485740A; LU53583A1; BE698100A; US3443145A

Description

DB. EBICH NEUGEB-AUEB PAT E N TANWAIjT MÜNCHEN «β · POSTFACH 31 ZWEIBHÜCKENSTBASSE 10

(NRBBN DBlI D K U T 8 C H M N P A T K N T A M T)

8 MÜNCHEN TELEFON (0811) »93561/68

TICIiEOBAMMADBESSE: BAVABiAPATENT München

TELEX 5-34477

12. Mai 1967 U-1900

Be Schreibung

zu der Patentanmeldung

ETABLISSi)I¹ISFx¹S ü. HAGOITOl¹

Malakoff (Hauts-de-Seine)/Frankreich,

7/15 Rue Gabriel Peri

betreffend
Drahtzuführeinrichtung für Schweißvorrichtungen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung, die insbesondere bei Vorrichtungen zum kontinuierlichen Schweißen oder Löten Verwendung findet, bei denen der Schweißoder Lötdraht mittels eines angetriebenen Hollenpaares in eine Führungshülle eingeschoben und am anderen iinde dieser Führungshülle mittels eines weiteren liollenpaares abgezogen wird, v/obei die Hollenpaare vorzugsweise über eine biegsame Uelie miteinander verbunden sind.

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3e± solchen Vorrichtungen, bei denen die Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahtes im allgemeinen entsprechend den Schweißbedingungen wählbar ist, ist es zur Erzielung einer guten Schweißqualität erforderlich, daß die gewählte Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahtes absolut konstant bleibt, wie auch immer der 'Widerstand, den der Draht infolge seines Durchgangs durch die Führungshülle der Drehbewegung der Yorschubrollenpaare entgegensetzt, sich ändert.

Eine erste Lösung dieses Problems besteht erfindungsgemäß darin, daß man die Rollen.pap.re jeweils durch einen Motor antreibt, wobei, diese beiden I.iotoren parallelgeschaltet und über einem als Schalter wirkenden Transistor an die Speisespannung angeschlossen sind.

Da.s Hollenpaar, das den Schweißdraht in die Führungshülle einschiebt, wird dabei mittels eines relativ großen liotors angetrieben, der im folgenden als Hauptmotor bezeichnet ist, während das Rollenpaar, das den Draht aus der Führungshülle zieht, von einem relativ kleinen IJotor angetrieben wird, der im folgenden als Hilfsmotor bezeichnet ist. Dieser Hilfsmotor ist im allgemeinen in unmittelbarer ITähe der Schweißzange angeordnet und muß daher klein und leicht sein.

Die Wellen der beiden Motoren sind vorzugsweise durch eine flexible 'welle verbunden, die sich im allgemeinen außen entlang der Führungshülle erstreckt. Diese flexible V/elle treibt einen Tachogenerator, dessen Spannung in einem

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Spannungsvergleicher mit einer vorgegebenen festen Spannung verglichen wird, wobei die vorgegebene feste Spannung entsprechend dem gewünschten Sollwert der Geschwindigkeit, mit dem die Zuführung des Drahtes erfolgen soll, eingestellt wird. Y/enn die am Tachogenerator erzeugte Spannung die Sollwertspannung übersteigt, so werden über einen Verstärker Rechteckspannung simpulse zwischen Emitter und Basis des Transistors angelegt, derart, daß dieser für kurze Zeitintervalle gesperrt wird, während der die Stromzufuhr zu den Motoren kurzzeitig unterbrochen wird. Anstelle des Spannungsvergleichers kann auch eine Zehnerdiode verwendet werden, die zündet, wenn die vom Tachogenerator erzeugte Spannung einen vorbestimmten Wert überschreitet und dadurch die Spannung zwischen Emitter und Basis des Transistors so ändert, daß dieser gesperrt wird. Die den Motoren über den Transistor zugeführten sehr kurzen Spannungsimpulse werden dabei in den !.lotoren integriert und während der Unterbrechungen dreht sich der Hauptmotor infolge des relativ großen Trägheitsmoments seiner sich drehenden Teile weiter. Der Hauptmotor wirkt daher während der Ausperiode des Transistors als Generator, dessen Spannung dem Hilfsmotor, dessen'Trägheitsmoment wesentlich geringer ist, zugeführt wird. Hierdurch wird eine gewisse Synchronisation der Drehbewegungen der beiden Motoren erzielt. Vorzugsweise werden dabei als Haupt- und Hilfsmotor Jleiehstromniotore verwendet.

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Der Uacliteil dieser ersten Lösung besteht darin, daß der Hilfsmotor hierbei in den Ausperioden des Transistors ein Drehmoment erhält, das eine seiner Drehzahl proportionale

Komponente aufweist (wobei in den Zeitintervallen, in denen der Transistor leitet eine Komponente hinzukommt, die dem Drehmoment des Hauptmotors proportional ist). Das bedeutet, daß dann, wenn eine niedrige Zuführgeschwindigkeit des Sehweißdrahtes eingestellt ist, das Drehmoment des Hilfsmotors nicht ausreicht, um ein Zuführen des Schweißdrahtes mit konstanter Geschwindigkeit sicherzustellen. Es sei noch erwähnt, daß die die beiden Motoren miteinander verbindende flexible Welle im allgemeinen leicht tordierbar ist und daher nicht geeignet ist, eine synchrone Bewegung beider Motoren sicherzustellen.

Die vorgenannten ITachteile können bei einer Zuführeinrichtung für den Schweißdraht mit einem Hauptmotor, der den Schweißdraht in die Eingangsöffnung der Führungshülle einschiebt und einem Hilfsmotor, der den Schweißdraht am anderen •Ende der Führungshülle abzieht, erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß; parallel zu dem für die Parallelspeisung der beiden Motoren als Schalter wirkenden Transistor ein Y/iderstand in Reihe mit zwei -einander entgegengerichteten Dioden geschaltet ist, und daß der Hilfsmotor mit dem Terbindungspunkt der beiden Dioden verbunden ist, derart, daß er während der Sperrperioden des Transistors über den Widerstand von der Speisespannung gespeist wird.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Au s führung s Td el spielen näher erläutert:

Fig. T zeigt eine erste Ausführungsform der Zuführ-

einrichtung.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform -der Zuführeinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Hauptmotor 1 mit der elektromotorischen Kraft e. parallel zu einem Hilfsmotor 2 mit der elektromotorischen Kraft e₂ geschaltet. Für jeden dieser Motoren ist der innere Widerstand"'mit r., r₂ und der Spannungsabfall an den Bürsten mit h₁, hp bezeichnet.

Die Speisung■dieser Motoren erfolgt über die Punkte A und. C über einen zwischengeschalteten, als Schalter wirkenden Transistor T. Die beiden Motoren sind mittels einer strichpunktiert eingezeichneten flexiblen Welle miteinander verbunden und drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit IT, welche durch die Abwickelgeschwindigkeit des Schweißdrahtes bestimmt ist.

Abweichungen von dem eingestellten Sollwert dieser Geschwindigkeit werden durch eine an sich bekannte Vorrichtung festgestellt, welche aus einem von der die beiden Motore verbindenden flexiblen Welle angetriebenen Tachometergenerator 3? einem Spannungsvergleicher 4 und einem Verstärker 5

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für die beim Spannungsvergleich resultierende Spannung sowie aus einem schematisch dargestellten Impulsgeber besteht, der Rechteekausgangsimpulse erzeugt, die dem Transistor T zwischen Emitter und Basis zugeführt werden.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung soll nun in Abhängigkeit vom Zustand des Transistors T untersucht werden.

a) Transistor T gesperrt.

Der Hauptmotor arbeitet dann als Generator und speist den Hilfsmotor mit einer Stromstärke

i = ^e1 ~ (^e2 ^{+ n}i ^{+ h}2^ ^r1 ^{+ r}2

und da tu und tu gegenüber e. und e₂ vernachlässigbar sind und e. und e₂ dem magnetischen Kraftfluß und der Drehgeschwindigkeit N proportional sind, folgt

,. _ ■ k. 6 1 - k^ i 2

^r1 ^{+ r}2

Da aber das Drehmoment Cp des Motors 2 proportional zu i_ und zum magnetischen Kraftfluß ist, folgt

G₂ = K I wobei K eine Konstante ist.

009830/05 59 ——* .

Da das Drehmoment proportional der Geschwindigkeit ist, ist die Zuführung des Schweißdrahtes bei KLeinen Zuführgeschwindigkeiten Unregelmäßigkeiten unterworfen, was für die gute Qualität der Verschweißung nachteilig ist»

b) Transistor leitend im gesättigten Zustand.

Die Speisespannung U liegt nun an den beiden parallelgeschalteten Motoren an und durch Eliminierung von U unter Vernachlässigung von 1I₁ und hp folgt für das Drehmoment des Hilfsmotors 2:

G₂ = K¹R + K"

wobei K¹ uiid-K¹¹ Konstanten sind und wobei I₁ der Wert des durch den Motor 1 fließenden Stromes ist.

Das Drehmoment C« setzt sich somit aus einem Ausdruck, welcher der Drehzahl H proportional ist und aus einem Ausdruck, welcher der Stromstärke im Hauptmotor 1 und damit dem Drehmoment des Hauptmotors 1 proportional ist, zusammen.

Die Kachteile des.Ausführungsbeispiels gemäß Pig. 1 werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, bei dem gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 tragen, vermieden.

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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Ug. 2 ist ein Widerstand R parallel über den Transistor T geschaltet und zwei gegeneinander geschaltete Dioden d. und dp sind vorgesehen, deren eine d. zwischen den beiden Motoren und deren andere dp mit dem Widerstand R in Reihe geschaltet sind. Wenn man die entsprechenden Stromstärken in den Stromzweigen BD, DO und AD mit I₁, i₂ und i_ bezeichnet, ergibt sich, falls der Transistor T gesperrt ist, die folgende Beziehung:

= I₁₊

da der Motor 1 als Generator arbeitet und die Speisespannung U am Stromzweig ADC anliegt.

Der Spannungsabfall an den Dioden d.. und dp sowie, an den Bürsten ist vernachlässigbar und man erhält für I₁ den gleichen Wert wie in dein obenbeschriebenen Fall, d.h.

I₁ ■ *1 ♦ 1 - M 2 ,

r, +

Andererseits silt:

U₄^ _ U - ( e.j - r₁

woraus sich' für ip folgender Ausdruck ergibt:

i₂ = . - A IT .

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Man erhält daher ein Motordrehmoment mit einer unveränderlichen Komponente U/R und einer Komponente, die der Drehzahl proportional ist und die man durch eine bestimmte ¥ahl' des Viertes R unterdrücken kann. Die Bedingung dafür, daß der Faktor A Null wird, führt zu folgendem Ausdruck:

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die beiden Gleichstrommotoren'! und 2 so ausgelegt, daß etwa folgende Beziehung gilt:

Daraus folgt

R = 2 r₂ + r₁

und damit auch, da im allgemeinen r^ sehr viel kleiner i-st als r₂, folgt: . . y

R = 2 r₂

Unter der Bedingung, daß man dem Yfiderstand R den Wert 2 r gibt, kann man.bei dieser Zuführeinrichtung erreichen, daß

- 10 -

009830/Ö5591-^ ^ξ '

das Drehmoment des Hilfsmotors gleich einem konstanten 7/ert U/R ist ο Es wird bemerkt, daß das Drehmoment wegen der Vernachlässigungen bei der Ableitung nicht genau diesem Wert entspricht; aber sein Wert ist von der Drehzahl weitgehend unabhängig.

Der Fall des nicht gesperrten Transistors ist dem entsprechenden oben geschilderten FaIl analog. Der Y/ider stand R ist dabei durch den Transistor kurzgeschlossen.

Die vorstehend beschriebenen Zuführeinrichtungen sind insbesondere für die Zuführung des Schweißdrahtes bei Automaten zum kontinuierlichen Schweißen geeignet. Ss ist jedoch offenkundig, daß die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist, sondern bei vielen anderen Steuer- und Regelproblemen Anwendung finden kann.

Alle in den Unterlagen enthaltenen Angaben und Merkmale werden, sov/eit sie gegenüber dem Stand der Technik neu sind, einzeln oder in Kombination als erfindungswesentlich beansprucht.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

" J

1«-" Drahtzuführeinrichtung, insbesondere für Schweißmaschinen od.dgl., bei der der Draht durch eine Führungshülle geleitet wird und nind.estens mittels eines ersten von einen Elektromotor angetriebenen Hollenpaares in die Führungshülle eingeschoben und eines zweiten Rollenpar.res aus der Führungshülle herausgezogen wird., dadurch gekennzeichnet , daß als Antrieb für das zweite den Draht aus der Führungshülle herausziehende Hollenr^sr ein Hilfsmotor (2) dient, der parallel zu dem als Antrieb für das den Draht in die Führungshülle einschiebende erste Rollenpaar dienenden Hauptniotor (1) geschaltet ist und beide Motoren (1, 2) über einen sich r^riodisch öffnenden und schließenden Schalter (T) an die Speisespannung angeschlossen sind.
2. Drahtzuführeinrichtung nach Anspruch 1, dacurch

gekennzeichnet , i-iio Haupt- (1) und Hilfsmotor (2) als lleiclis^ron^notore?: '"isgebildet sind.

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BAD 0RK3INAL

•
3. Drahtzuführeinrichtung; nach AnsOruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in den Ausperioden des vorzugsweise als Transistor ausgebildeten Schalters (T) der Hilfsmotor (2) über einen Y/iderstand (R) mit der Speisespannung verbunden ist.
4· Drahtzuführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Widerstand (R) in Reihe mit zwei einander entgegengerichteten Dioden (d.,, dp) parallel zum Schalter (T) geschaltet und der Verbindungspunkt (D) der beiden Dioden (d., d₂) mit dem Hilfsmotor (2) verbunden ist.
5. Draht zuführeinrichtung nach Anspruch 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfsmotor (2.) wesentlich kleiner als der Hauptmotor (1) ausgelegt ist.
6. Drshtsuführeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Tlotore (1, 2) mittels einer flexiblen '/eile miteinander verbunden sind»
7· Lrahtsuf ihreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die flexible ¹JeIIe einen tachometer,-enerator (3) treibt, dessen Spannung einem 3:;annungsver_;leicher (4), vorzugsweise in Form einer Zehner- · diode, zugeführt wird, der über einen Verstärker (5) mit

BAD ORIGINAL

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einem Impulsgenerator (6) verbunden ist, an dessen Ausgang die Emitter-Basisstrecke des als Schalter dienenden Transistors (T) liegt, derart, daß der Transistor (T) gesperrt ist, wenn die vom Tachometergenerator (3) erzeugte Spannung einen vorbestimmten Wert überschreitet ο
8. Drahtzuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der parallel zum Schalter (T) geschaltete Widerstand (R) etwa doppelt so groß wie der innere Widerstand (r₂) des Hilfsmotors (2) isto

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