DE2055721B2 - Umlaufendes schraegrollen-vorschubgetriebe fuer den abschmelzenden schweissdraht eines lichtbogen-schweissgeraetes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorschubgetriebe für den abschmelzenden Schweißdraht eines Lichtbogen-Schweißgerätes, mit Planeten-Rädern, die unter Druck auf der Oberfläche des Drahtes in einer zur Drahtachse rechtwinkligen Ebene umlaufen und deren Drehachsen mit der Drahtachse einen Winkel bilden, wobei die Räder über mindestens einen verschiebbaren f>o Radhalter i- einem rotierenden Gehäuse gelagert sind.

Mit diesem Oberbegriff wird auf Vorschubgetriebe Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der DT-PS 14 759, der BE-PS 7 05 047 sowie den US-PS 33 836, 30 14 519 und 34 24 012 bekanntgeworden <\s sind.

In der DT-PS 5 14 759 ist eine Einrichtung geoffenbart, bei welcher die Drehachsen der Planeten-Räder gegenüber der Achse des Schweißdrahtes beliebij versteilt werden können, um die Drahtfordergeschwin digkeit zu ändern. Die Zentrierung der Rädei gegenüber dem Draht und auch das Andrücken dei Räder an den Draht erfolgt mit Schrauben unc Gummischeiben bzw. Federn.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist von Nachteil daß die bei dem Drehen der Planeten-Räder auftreten den Fliehkräfte ein Abheben der Räder entgegen dei Kraft der Gummischeiben bzw. Federn bewirken. D; die Fliehkraft' von der Drehzahl, d.h. der Drahtvor Schubgeschwindigkeit, abhängig sind, ist nicht gewähr leistet, daß die Räder während des Vorschubes de: Elektrodendrahtes mit einer konstanten Kraft geger den Elektrodendraht gepreßt werden und die Vorschub geschwindigkeit konstant bleibt. Gerade dies ist abei eine wesentliche Voraussetzung, um eine einwandfreie Drahtförderung und Schweißung zu gewährleisten.

Bei der Einrichtung nach der BE-PS 7 05 047 ist /ui Einstellung der Anpreßkraft eine Schraube vorgesehen durch welche zwei an Hebel befestigte und urr Drenpunkte verschwenkbare Räder befestigt sind Durch die Schraube wird jedoch nur ein Verdrehen dei Hebel um die Drehpunkte erreicht und damit keir senkrechtes Verschieben der Räder. Dies bewirkt, dal: bei unterschiedlichen Drahtdurchmessern die Planeten Räder in unterschiedlichen rechtwinkligen Ebener umlaufen, wodurch ein ungleichmäßiges Fördern de« Drahtes eintritt. Auf Grund des in der BE-PS 7 05 04? verwendeten Hebelprinzips werden ferner keine gleich mäßigen Anpreßkräfte und darüber hinaus keine konstanten Geschwindigkeiten zur Förderung eine« Schweißdrahtes erreicht.

Bei der US-PS 17 33 83b ist ebenfalls ein Planeten Radgetriebe vorgesehen, wobei ein Planetenrädcrpaai zur Vorwärts- und ein Planetenräderpaar zur Rück wärtsbewegung des Schweißdrahtes dienen soll, unt wobei ferner die Betätigung der Räder in Abhängigkeii von de^r Lichtbogenspannung erfolgt. Von Nachteil isi der aufwendige und komplizierte Einstellmechanismii' zum Anpressen der beiden Räderpaare gegen der Elektrodendraht.

Auch die US-PS 30 14 519 zeigt den komplizierter Aufbau der bisher bekannten Vorschubgetriebe. Hin/L kommt, daß bei dieser bekannten Einrichtung eint Beeinflussung der Fliehkräfte nur über Federn /ι vermeiden ist. Dies hat wiederum den Nachteil, daß die Federkräfte entsprechend den zu erwartenden Flieh kräften ausgelegt und dimensioniert werden müssen Infolge der Federkonslante und der unterschiedlich großen Fliehkräfte bei verschieden hohen Drehgeschwindigkeiten tritt der Nachteil auf, daß die Kader mil unterschiedlichen Kräften gegen den Draht gepreßi werden.

Die in dei US-PS 34 24 012 geoffenbarte Vorrichtung ist ebenfalls im Aufbau recht kompliziert. Darübei hinaus erlolgt auch bei dieser Palentschrift da; Anpressen der Räder über Federn und Schrauben wobei jedem Rad ein gesondertes Einstellorgar zugeordnet ist, wodurch die Zenirierung der Riidei zueinander sowie die genaue Einstellung von Anpreßkräften erschwer! wird. Hinzu kommt, daß da; federbeaufschlagte Rad wieder empfindlich gegcr Fliehkräfte ist und somit ein genauer und gleichbleiben der Anpreßdruck während des Betriebes nicht gewähr leistet ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist e; Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorschubge-

triebe der eingangs genannten Art zu -.chaffen, bei dem der Aufbau einfach ist, die während der Drehung der Räder entstehenden Zentrifugalkräfte keine ungünstige Beeinflussung der Drahtförderung bewirken, in einfacher Art und Weise ein Verstellen der Räder zur Erzeugung unterschiedlicher Anpreßk; Sfte möglich ist und die Räder in einfacher Weise an einen sich ändernden Drahtdurchmesser angepaßt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Radhalter sich an einer Fläche einer Spannmutter abstützt, die um den Schweißdraht drehbar ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung des Vorschubgetriebes wird die obengenannte Aufgabe in besonders zweckmäßiger Art und Weise gelöst. So wird beispielsweise durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Vorschubgetriebes ein einfacher Aufbau des gesamten Gerätes erreicht.

Darüber hinaus ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Zentrifugalkräfte (Fliehkräfte), welche beim Drehen der Planeten-Räder um den vorzuschiebenden Schweißdraht herum auftreten und welche der formschlüssigen Verbindung zwischen Elekirodendraht und Räder entgegenwirken, keinen Einfluß mehr auf die Drahiförderung ausüben können. Dies ist dadurch bedingt, daß Sich die Räder über die verschiebbaren Radhalter auch während der Drehung fest an der Spannmutter abstützen;dadurch wird verhindert,daß sich das Rad auf Grund der Fliehkräfte von dem Draht abheben kann. Durch die Spannmutter wird somit erreicht, daß das in «iner vorbestimmten Position zum Draht gebrachte Rad auch in dieser Position exakt gehalten wird.

Darüber hinaus wird durch die zentrisch zur Drahtachse verdrehbare Spannmutter erreicht, daß eine einfache Einstellung der Anpreßkraft sowie eine einfache Einstellung der Räder gegen einen Draht mit vorbestimmten Durchmesser erreichbar ist. So wird beispielsweise eine Veränderung des Anpreßdruckes sowie eine Anpassung der Räder an verschiedene Drahtdurchmesser dadurch möglich, daß die Spannmutter entsprechend verschoben bzw. verdreht wird. Dadurch wird erreicht, daß der verschiebbare Radhalter und damit die Räder in einer /ur ürahtachse rechtwinkligen Ebene verstellt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie den Unteransprüchen. Es «eigt

Fig. 1 ein kinematisches Schema eines Vorschubgctriebes zum Drahtvorschub mit Planetenradern, die radial verschieblich und nach dem Durchmesser des Drahtes sowie der Ausstoßkraft mittels Kolben und einer konischen Mutter einstellbar sind.

Fig. 2 einen Axialschnitt des Getriebes nach Fig. 1.

Fig. 3 einen Schnitt durch das Getriebe gemäß der Linie ABCDm Fig. 2,

Fig.4 ein kinematisches Schema eines anderen Vorschubgetriebes zum Drahtvorschub mit Planetenradern, die radial verschieblich und nach dem Durchniesser des Drahtes und der Ausstoßkraft mittels Gewindebacken und einer Mutter mit Stirngewinde einstellbar sind,

Fig.5 eine Seitenansicht mit Teilschnitt des GcIik
bes nach F i g. 4, o.s

F i g. 6 eine Vorderansicht mit Tcilschnitt des Dockeis des Getriebes nach F i g. 4,

F i g. 7 einen Schnitt des Vorschubgetriebes längs der Linie ABCDtFm F i g. 5, und

Fig.8 einen Teilschnitt gemäß der Linie KL in Fig. 6.

Der Aufbau und die Funktionsweise des Vorschubgetriebes zum Drahtvorschub mit Einstellung nach dem Durchmesser des zylindrischen Drahtes und der Ausstoßkraft mittels Kolben und konischer Mutter gemäß Fig. 1 sind folgendermaßen:

Die sich planetenartig um einen nicht rotierenden Draht 3 drehenden und unter einem Winkel zur Achse des Drahtes 3 angeordneten Räder 5 mit vorzugsweise hyperboloidartigem Außenprofil sind auf als Kolben 7 ausgebildeten Radhaltern befestigt, die durch eine Spannmutter mit konischer Zylinderfläche 4, die sich in axialer Richtung gemäß dem zylindrischen Gewinde des starr auf der Achse 2 des Elektromotors 1 befestigten Körpers 6 verschiebt, radial zu dem Körper 6 verschiebbar sind. Auf diese Weise richten sich die Räder nach dem Durchmesser des Drahtes 3 und der gewünschten Ausstoßkraft aus. Die Räder beschreiben auf dem Draht Schraubenlinien mit einer Steigung, die den Vorschub des Drahtes 3 für eine Umdrehung der Räder 5 bzw. des Körpers 6 und der Achse 2 darstellt.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung hat folgenden Aufbau:

Durch das Gehäuse 27 läuft der Draht 3 über eine Schweißdrahtführung 28. In dem Gehäuse 27 sind kleine, sich in zylindrischen Nuten bewegende Kolben 29 angebracht. In die Kolben 29 sind in genau bestimmter Winkelstellung zu dem Draht 3 Achsen 31 eingepreßt. An den Achsen 31 sind mittels einer Mutter 32 und einer Scheibe 33 die Räder 5 mit hyperboloidarti gern Profil 45 befestigt. Die Räder 5 werden durch eine konische Spannmutter 34, die sich gemäß einem Gewinde 35 des Gehäuses 27 bewegt, gegen den Draht 3 verschoben. Die Rückstellung der Kolben 29 erfolgt durch eine Feder 36, die durch Stifte 37 zentriert ist. Eine Nut 38 des Gehäuses 27 verhindert axiales Lockern der Kolben 29. Dem Verschieben der Spannmutter 34 gemäß dem Gewinde 35 dient eine durch Schrauben 40 an der Spannmutter 34 befestigte Kappe 39 und eine durch Schrauben 42 an dem Gehäuse 27 befestigte Kappe 41. Das Zentrieren des Drahtes 3 am Ausgang der Vorrichtung erfolgt durch eine an der Kuppe 39 montierte Schweißdrahtführung 44.

Der Vorgang des Drahtvorschubs sei weiterhin näher erläutert:

Der Draht 3 läuft durch das Gehäuse 27 über die Schweißdrahtfühning 28 und wird zwischen den Rädern 5 mittels der konischen Spannmutter 3* gespannt. Die Berührungsfläche des hyperboloidartigen Rollenprofils umfaßt dann den Draht axial und radial.

Bei der Planetenrotation des Gehäuses 27 und dadurch auch der Räder 5, die gegen den Draht 3 gedrückt sind und Reibung erzeugen und eine gewisse Winkellage gegenüber demselben aufweisen, entsteht eine axiale Verschiebung des Drahtes 3 pro Umdrehung, die der Steigung der von den Rädern auf dem Draht beschriebenen Schraubenlinien gleich ist.

Das Andrücken der Räder auf den Draht erfolgt durch die Kolben 29, die durch die konische Spaiinmutler 34 in radialer Richtung getrieben werden. Die konische Spannmutter 34 wird in axialer Richtung gemäß dem Gewinde 35 durch die Kappe 39, die durch Schrauben 40 an der Spannmulter 34 befestigt ist, getrieben. Die relative Drehung der Spannmutter 34 gemäß dem Gewinde 35 in bezug auf das Gehäuse 27 erfolgt durch die Kappe 41, die mittels Schrauben 42 an

dem Gehäuse 27 befestigt ist.

Bei der anderen Ausführungsvariante gemäß Fig.4 funktioniert die Planetenvorrichtung zum Drahtvorschub mit hyperboloidartigen Rollen, die radial verschiebbar und durch Gewindebacken und eine Mutter mit Stirngewinde einstellbar sind, folgendermaßen:

Die sich planetenartig um den Draht 3 drehenden Räder 5 mit hyperboloidartigem Außenprofil schließen mit der Drahtachse einen gewissen Winkel ein und sind auf den als Gewindebacken ausgebildeten Radhaltern 7 befestigt. Die Radhalter werden durch die Spannmutter mit Stirngewinde 4 radial in das starr auf der Achse 2 des Elektromotors 1 befestigte Gehäuse 6 geschoben. Das radiale Verschieben der Räder 5 auf die beschriebene Weise gewährleistet ihre Einstellung nach dem Drahtdurchmesser und der Andruckkraft bzw. der Ausstoßkraft.

In den Fig.4, 5, 6, 7 und 8 ist eine prinzipielle konstruktive Lösung einer Vorschubvorrichtung für einen Schweißautomaten dargestellt.

Es ist ersichtlich, wie der Draht durch die Hohlwelle 6 verläuft, die gleichzeitig auch das Gehäuse der Vorrichtung darstellt und die zur Drehung mit der Achse des entsprechenden Antriebsmotors 1 gekoppelt

An der Hohlwelle 6 sind durch besondere Nuten 7 und 8 zwei Gewindebacken 9 und 10 montiert. In die Gewindebacken 9 sind Achsen 11 eingepreßt, die ihrerseits mit den hyperboloidartigen Rädern 12 durch Pressung verbunden sind. Durch die Öffnungen in den Gewindebacken 9 sind Achsen 11 unter dem notwendigen Neigungswinkel zum Draht 3 fixiert, der durch die Hohlwelle 6 in Richtung der Räder 12 verläuft. Zum Zentrieren des Drahtes 3 in bezug auf den Ausgangsmittelpunkt (die öffnung 13) dienen Stützen 14. die durch Bolzen 18 an den Gewindebacken 10 befestigt sind. Die Räder sind durch Bolzen 15 und Scheiben 16 und 17 an der Achse 11 fixiert. Das Angreifen der Räder 12 und Stutzen 14 an dem Draht 3 erfolgt durch eine Spannmutter 19, die bevorzugt mit einem Architnedcsgewindc versehen ist. Dieses Gewinde kämmt mit den an Nasen 20 und 21 mittels der Gewindebacken 9 und H geschnittenen Gewinde. Als Maßnahme gegen axial· Versetzung der Spannmuttcr 19 ist ein Federring 2. vorgesehen. Die Drehung der Spannmutier 19 erfolg durch eine Scheibe 23, die an der Spannmutter durcl Bolzen 24 befestigt ist. Beim Drehen der Spannmutte 19 bewegen sich die Gewindebacken 10 in bezug auf dei Draht 3 gleichzeitig hin oder zurück, wobei sie die Rade ίο nach dem Drahtdurchmesser und der Ausstoßkraf einstellen und ausrichten. Zum Versteifen der koinplet ten Vorrichtung ist dieselbe mit einem durch Bolzen 2( an dem Gehäuse befestigten Deckel 25 versehen.

Die Vorrichtung nach den Fig.4 bis 8 funktionier folgendermaßen:

Der nicht rotierende Draht 3 verläuft durch du Hohlwelle 6. an der mittels Nuten die Gewindebacken ^c befestigt sind. An den Gewindebacken sind die Räder W mit dem hyperboloidartigen Profil angebracht. Dk Räder 12, die mit der Drahtachse einen gewissen Winke bilden, kommen in Berührung mit dem Draht 3 und über auf seine zylindrische Fläche einen Druck aus, indem sie sich planetenartig um ihn drehen. Durch die auf diese Weise entstehende Reibung vermitteln die Räder füi eine Umdrehung der Vorrichtung einen axialer Vorschub des Drahtes 3, der der Steigung der von der Rädern 12 auf dem Draht 3 beschriebenen Schraubenlinie entspricht. Die Räder 12 rücken radial zum Draht : vor, indem sie auf ihn drücken und sich nach Durchmesser und Ausstoßkraft ausrichten. Das radiale Verschieben der Gewindebacken 9 erfolgt durch die Spannmutter 19 mit dem Stirngewinde, welches bevorzugt als Archimedesgewinde ausgebildet ist. wobei die Spannmutter sich zwischen dem Ring 22 und der Scheibe 23 dreht. Die Zentrierung des Drahtes 3 in bezug auf die Vorschubachse auf die Hyperboloid-f lachen der Räder 12 erfolgt durch zentrierende Andrücker 14, die durch die Spannmutlcr 19 mittels der Gewindebacken 10 radial verschoben werden. 40

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorschubgetriebe für den abschmelzenden Schweißdraht eines Lichtbogen-Schweißgerätes, mit Planeten-Rädern, die unter Druck auf der Oberfläche des Drahtes in einer zur Drehachse rechtwinkligen Ebene umlaufen und deren Drehachsen mit der Drahtachse einen Winkel bilden, wobei die Räder über mindestens einen verschiebbaren Radhalter in einem rotierenden Gehäuse gelagert sind, d a durch gekennzeichnet, daß der Radhalter (7,9,10,29) sich an einer Fläche einer Spannmutter (19, 34) abstützt, die um den Schweißdraht (3) drehbar ist.

2 Vorschubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radhalter (29) als Kolben (29) ausgebildet ist, und daß die Spannmutter (34) eine konische Zylinder-Fläche aufweist und gegenüber dem Gehäuse (27) in Richtung der Drahtachse ^Μ axial verschiebbar ist.

3. Vorschubgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (29) mit einer sich im Gehäuse (27) abstützenden Druckfeder (36) in Verbindung steht.

4. Vorschubgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (34) über ein Gewinde (35) mit dem Gehäuse (27) verbunden ist.

5. Vorschubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radhalter (9, 10) als Gewindebacken ausgebildet ist und daß die Spannmutter (19) ein Stirngewinde aufweist und mit dem Gehäuse (6) drehfest verbunden ist.

6. Vorschubgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirngewinde als Archimedesgewinde ausgebildet ist.

7. Vorschubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (5) ein hyperboloidartiges Außenprofil aufweisen.

8. Vorschubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6, 27) als Hohlwelle ausgebildet ist.

9. Vorschubgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (6, 27) und in der Spannmutter (34) in einer gemeinsamen Achse je eine Schweißdrahtführung (28, 44) angeordnet ist.