DE2403890A1 - Drahtvorschubeinrichtung zum zufuehren eines elektrodendrahtes aus grossen entfernungen - Google Patents

Description

Drahtvorschubeinrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus

großen Entfernungen

(Priorität: 30. Januar 1973, Bulgarien, Nr. 22 574)

Die Erfindung betrifft eine Drahtvorschubeinrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen.

Bekannt sind Drahtvorschubeinrichtungen zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen, wobei an den beiden Enden eines Verbindungsschlauches ein oder zwei Drahtvorschubmechanismen herkömmlicher Art angebracht sind, d. h..solche, bei denen der Vorschub durch Eingreifen des Elektrodendrahtes in Rollen erfolgt, deren Achsen senkrecht zur Vorschubrichtung stehen. Die Rollen werden durch einen Motor über ein Schneckengetriebe mit höherem TJntersetzungsverhältnis angetrieben. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit wird durch die Stabilisierung der beiden Drahtvorschubmechanismen stabilisiert. Aufgrund des höheren Untersetzungsverhältnisses bei den bekannten Drahtvorschubgeräten arbeitet der Motor praktisch im Leerlauf, d. h. , das Drehmoment der Welle wird bei Änderung der Zieh-

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oder Reibkräfte im System Draht-Schlauch-nicht verändert. Bei einer Differenz der Vorschubgeschwindigkeiten der beiden Drahtvorschubmechanismen , bei einer jähen Biegung oder Richten des Verbindungsschlauches bzw. einer relativen Verlängerung oder Verkprzung des durch den Schlauch zu verschiebenden Drahtes entstehen erhebliche mechanische Kräfte, die sehr oft ein Gleiten des Drahtes in den Rollen bewirken. Das Gleiten kann in der Drahtvorschubrichtung oder in der entgegengesetzten Richtung entstehen.Dadurch verschlechtert sich die Qualität des Elektrodendrahtes, was letzten Endes auch die Güte der Schweißung beeinflußt.

Zur Kompensation dieses Nachteils werden bei einigen konstruktiven Lösungen Vorschubrollen mit unterschiedlichem Durchmesser für die vorderen und hinteren Drahtvorschubgeräte eingesetzt, damit der Draht ohne Beschädigung mechanisch gleiten kann. Bei anderen Lösungen wird das mechanische Gleiten in den Rollen selbst durch Doppelfriktionseingriff derselben um die eigeneiAchsen erreicht. In anderen Fällen werden entsprechende Eingriffkanäle mit unterschiedlichem Reibungskoeffizienten zwischen Rollen und Draht für die beiden Drahtvorschubmechanismen verwendet, wobei wieder um die eigenen Achsen eingegriffene Friktionsrollen in Frage kommen.

Die Verwendung einer Schaltung zur Synchronisation der Arbeit der beiden Motoren durch Einsatz von Motoren unterschiedlichen Typs, z. B. eines Nebenschlußmotors und eines Reihenschlußmotors oder die Verwendung anderer Schaltungen ähnlicher Art kann nur zum Ausgleich der Drehgeschwindigkeiten der beiden Motoren führen. Bei einer jähen Änderung der relativen Länge des Elektrodendrahtes zwischen den beiden Drahtvorschubmechanismen wird die Autoregelung der Drahtvorschubgeschwindigkeit über den Motor bzw. ein elektrisches Gleiten nicht mehr möglich, da die Trägheit des TJn_ tersetzungsgetriebes, das kinematisch die Vorschubrollen verbindet, zu hoch ist. Dasselbe gilt auch für die Systeme, die eine gleiche Geschwindigkeit der beiden Motoren gewährleisten.

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Bekannt sind auch Systeme, die die entstandenen Differenzen in der Länge der Verbindungselemente hydraulisch ausgleichen. Die Drahtvorschubgeräte werden durch einen hydraulischen Antrieb in Bewegung gesetzt, wobei bei der Entstehung einer relativen Differenz zwischen der Länge des Elektrodendrahtes und des flexiblen Schlauches ein Gleiten des Drahtes in den Rollen hydraulisch erreicht wird. Diese Drahtvorschubart hat'den Nachteil, daß das System "zu weich" ist und bei plötzlich auftretende! Widerständen die Gleichmäßigkeit des Drahtvorschubes bzw. das normale Brennen des Lichtbogens gestört wird.Die Verwendung einer Hydraulik für Schweißgeräte mit zusätzlichen Kabeln und Schläuchen kompliziert die Arbeit des Schweißers.Außerdem wird bei diesem System die Gleichmäßigkeit des Vorschubs bei schneller Änderung der Widerstände zwischen dem flexiblen Schlauch und dem Draht verhältnismäßig langsam wieder erreicht.

Die oben beschriebenen Drahtvorschubeinrichtungen zum Zuführen eines Elektrodendrahts aus großen Entfernungen haben folgende Nachteile:

keine Möglichkeit für ein elektrisches Gleiten im Drahtvorschubsystem aufgrund des Vorhandenseins eines Untersetzungsgetriebes; ungleichmäßiger Vorschub des Elektrodendrahtes infolge eines mechanischen Gleitens des letzteren in den beiden Drahtvorschubgeräten oder infolge der "Weichheit" des hydraulischen Antriebs; es kann nicht die ganze Kapazität des Systems ausgenutzt werden, da das mechanische Gleiten voreingestellt werden muß; schlechte Qualität des zu führenden Drahtes infolge des mechanischen Gleitens des Drahtes in den Rollen, wobei unzulässige Beschädigungen auftreten;
keine Vorschubsicherheit;

große Kompliziertheit der Schaltung zur Regelung und Synchronisation der Geschwindigkeiten der beiden Motoren und des mechanischen oder hydraulischen Drahtvorschubsystems; hohe Anforderungen an den Schlauch;

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komplizierte Lösungen des Drahtvorschubsystems infolge hydraulischer Antriebe, hydraulischer Verbindungselemente oder mechanischer Baueinheiten wie Friktionsrollen u. a.

Bekannt ist der Einsatz von Planetendrahtvorschubmechanismen nach den bulgarischen Urheberscheinen 10986, 12045 und 14017, bei denen ein Untersetzungsgetriebe fehlt und die Qualität des zu führenden Drahtes weitgehend besser ist. Es ist dabei möglich, einen Blektrod.endraht aus großen Entfernungen zuzuführen. Jedoch wird die Stabilität der Geschwindigkeit aufgrund der unvermeidlichen, zufälligen, mechanischen Belastungen verringert. Die bekannten Steuersysteme der Drahtvorschubmechanismen zum Zuführen von Elektrodendraht aus großen Entfernungen enthalten zwar vorteilhaft ein Planetendrahtvorschubgerät, jedoch darf eine gewisse Grenze nicht überschritten werden, da sonst bei einer Überlastung der Draht in den Rollen lokal gleiten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine Drahtvorschubeinrichtung zum Zuführen von Elektrodendraht aus großen Entfernungen zu schaffen, die eine hohe Drahtvorschubgeschwindigkeit bei Ausnutzung der vollen Kapazität der Antriebssyssysteme zur Erzielung einer erhöhten maximalen Länge des Verbindungs-Schlauches bei vereinfachter Gerätetechnik zur Steuerung und Handhabung der Arbeitselemente gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei den bekannten Vorrichtungen zum Zuführen eines Drahtes aus großen Entfernungen anstelle zweier Drahtvorschubgeräte herkömmlicher Art zwei Elanetendrahtvorschubgeräte zum Vorschieben und zum Ziehen des Drahtes angebracht sind. Weil die Vorschubrollen der Vorschubgeräte direkt an der Motorwelle angeordnet sind, dienen das den Draht ziehende Vorschubgerät samt dem Motor als Geber des mechanischen Widerstandes des langen flexiblen Schlauches und des Elektrodendrahts. Die beiden Drahtvorschubgeräte (das vor- ■

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schiebende und das ziehende), werden von einzelnen fremderregten Gleichstrommotoren angetrieben, die von zwei aus einer Stromquelle gespeisten Geschwindigkeitsreglern gesteuert werden. Diese Stromquelle kann in der Schweißstromquelle angebracht werden, wobei die letztere mit Rücksicht auf den Einsatz der Drahtvorschubgeräte für in großen Entfernungen in der Nähe von dem den Draht vorschiebenden Drahtvorschubgerät arbeiten kann. Der Geschwindigkeitsregler des Motors des den Draht ziehenden Drahtvorschubgeräts regelt mittels eines daran oder an einem kurzen Schlauch mit einem Handgriff montierten Potentiometers die Drahtvorschubgeschwindigkeit nach Belieben, stabilisiert die Drahtvorschubgeschwindigkeit an der Schweißstelle und somit auch die Schweißbedingungen. Seinerseits erhält der Regler des den Draht vorschiebenden Motors ein Signal für die Belastung des Motors des den Draht ziehenden Drahtvorschubgeräts und ändert die Drahtvorschubgeschwindigkeit, so daß die durch die Reibung des Elektrodendrahts in dem langen Schlauch hervorgerufene Belastung gleichmäßig erteilt wird. Der den Draht, ziehende Motor dreht sich gleichmäßig, während der den Draht vorschiebende mit variabler, bald geringerer, bald höherer Geschwindigkeit umläuft.

Die beschriebene Lösung gestattet eine Wechselwirkung zwischen den im flexiblen Schlauch entstandenen mechanischen Widerständen und dem die beiden Motoren antreibenden elektrischen Kreis. Die variable Drehzahl des den Draht vorschiebenden Motors in Abhängigkeit vom Widerstandjäes Schlauches stellt das elektrische Gleiten des Systems in der Drahtvorschubrichtung und in der entgegengesetzten Richtung dar.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der elektrische Anschluß zwischen den Reglern der beiden Motoren nur durch zwei Leiter erreicht wird, die im flexiblen Schlauch angebracht sind und durch die der Motor des den Draht ziehenden Drahtvorschubmechanismus gespeist wird.

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Der Einsatz dieses neuen Systems hat folgende Vorteile: Vergrößerung der maximalen Entfernung zum Zufuhren des Elektrodendrahtes je Leistungseinheit aufgrund der Möglichkeit, die volle elekektrische Leistung der Elektromotoren auszunutzen. Beseitigung eines eventuellen mechanischen Gleitens "bei relativer Längenänderung des flexiblen Schlauches gegenüber dem Elektrodendraht .

Höhere Gleichmäßigkeit des Drahtvorschubs und stabiler Lichtbogen beim halblautomatischen Schweißen.

Maximal vereinfachte Geratetechnik, da Steuerkabel und Anschlüsse fehlen. Die Verbindung zwischen den beiden Motoren erfolgt durch zwei oder drei Leiter, die sich im Mantel eines Standardschlauches befinden.

Hohe Empfindlichkeit gegen plötzlich auftretende Widerstände, so daß schnell ein gleichmäßiger Drahtvorschub wieder erreicht werden kann.

Hohe Qualität des zu führenden Drahtes aufgrund des fehlenden mechanischen Gleitens.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus großen Entfernungen; Fig. 2 die Zuführung des Drahtes durch den langen flexiblen ^ u- 4 Schlauch zwischen den beiden Drahtvorschubgeräten; und Fig. 5 die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des den Draht verschiebenden Motors nach Einschalten des den Draht ziehenden Motors.

Der auf eine Spüle 8 gewickelte Elektrodendraht 7 (Fig. 1) wird mittels eines Elektromotors 3 und eines den Draht vorschiebenden Planeten-Drahtvorschubmechanismus 1 in einem langen flexiblen Schlauch 5 in Richtung des Pfeiles E vorgeschoben. Der Motor 3

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wird aus einer Stromquelle 13 über einen Regler 14 gespeist. Über den Mantel des Schlauches 5 der länge L wird durch ein Kabel 17 von der Stromquelle 13 zur Schweißstelle 11 Schweißstrom zugeführt. Am anderen Ende des langen flexiblen Schlauches ist der den Draht ziehende, vom Motor 4 angetriebene Drahtvorschubmechanismus 2 angeordnet. Der Motor 4 wird über einen Regler 9 ebenfalls aus der Stromquelle 13 gespeist. Mittels eines Potentiometers 16 wird die Drehzahl des Motors 4 eingestellt. Das den Draht ziehende Drahtvorschubgerät 2 führt den Draht über den Schlauch 6 einem Handgriff 10 zu (es kann auch im Handgriff 10 montiert werden), und von dort zur Schweißstelle 11. Eine Brücke 18 verbindet den Schweißstromkreis vom Mantel des langen Schlauches 5 über den Mantel des Schlauches 6 mit dem Handgriff 10. Über die im langen flexiblen Schlauch 6 befindlichen leiter 12 wird die Speisespannung zum Regler 9 des den Draht ziehenden Motors 4 zugeführt. Die Drehgeschwindigkeit des letzteren wird am Potentiometer 16 eingestellt. Der Widerstand 15 ist in den Speisekreis des Reglers 9 in Reihe geschaltet. Die beiden Planeten-Drahtvorschubmechanismen 1 und 2 gemäß den BG-PSn 10986, 12045, 14017 werden von den Motoren 3 Und 4 angetrieben und führen den Draht 7 durch den langen flexiblen, die beiden Geräte verbindenden Schlauch zu. Der Elektrodendraht 7 wird von der Spule 8 abgewickelt. Die Verbindung zwischen den beiden Motoren wird durch den elektrischen Anschluß 12 zwischen den Reglern der beiden Motoren hergestellt.

Die Drahtvorschubeinrichtung gemäß Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:

In der Ausgangsstellung ist die Stromquelle 13 angeschlossen und der Elektrodendraht durch den langen flexiblen Schlauch 5 und den kurzen Schlauch mit dem Handgriff 10 hindurchgeführt. Der Kontakt 19 des Handgriffes (oder der des von ihm gesteuerten Relais) ist offen, der Motor 4 ist ausgeschaltet. In dieser Stellung nimmt derselbe von der Stromquelle 13 einen geringen Strom auf (Erreger-

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strom), dessen Spannungsabfall am Widerstand 15 nicht ausreicht, daß der Regler 14 einschaltet, so daß der den Draht vorschiebende Motor 3 ebenfalls ausgeschaltet ist. Wird der Zontakt 19 im Handgriff 10 eingeschaltet, dann spricht der Motor 4 an, wobei durch den Widerstand 15 ein höherer Strom fließt, dessen Spannungsabfall dem Regler 14 zugeführt wird, der eine Spannung an den Motor 3 abgibt. Der Motor 3 wird beschleunigt, jedoch nicht stark (aufgrund der Art seines Reglers). In der Zwischenzeit zieht der ziehende Drahtvorschubmechanismus 2 den Draht 7 durch den langen flexiblen Schlauch 5, so daß die Drahtmenge allmählich abnimmt (Fig. 2). Der Draht drückt an den Punkten A, B, C und D dicht an die Wände des flexiblen Schlauches und es entsteht eine Reibung, der mechanische Widerstand im Schlauch nimmt zu und mittels der direkt an der Motorachse angeordneten Rollen des ziehenden Drahtvorschubgerätes 2 wird der letztere noch mehr belastet. Im Bestreben, eine konstante Drehzahl beizubehalten, nimmt der Regler 9 mehr Strom von der Stromquelle 13 auf. Dabei nimmt der Spannungsabfall an dem Widerstand 15 zu, der Regler 14 erhöht die dem Motor 3 zugeführte Energie. Die Drehzahl des Motors 3 wird höher als die des Motors 4, so daß in den langen flexiblen Schlauch mehr Elektrodendraht vorgeschobenwird als der ziehende Drahtvorschubkopf 2 aufnehmen kann. Im Schlauch bleibt daher ein Drahtüberschuß. In diesem Fall berührt der Draht die Wand an mehreren Punkten F, Qt, H, I, Y, R und ist nicht gespannt. Der ziehende Motor wird entlastet, was durch eine Verringerung des durch den Widerstand 15 fließenden Stroms zum Ausdruck kommt. Der Regler 14 führt dem vorschiebenden Motor 3 weniger Energie zu, wodurch sich die Drehzahl des Motors erheblich verringert. Die Menge des Elektrodendrahtes im flexiblen Schlauch nimmt wieder ab, der Motor 4 wird zusätzlich belastet und der Vorgang wiederholt sich. Nach einigen Schwankungen wird die Drehzahl des Motors 3 mit der des Motors 4 ausgeglichen. Beim Öffnen des Kontaktes 19 wird der Motor 4 abgestellt, die Stromabnahme fällt auf den Wert des Erregerstroms ab, der Regler 14 führt

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dem Motor 3 keineEnergie zu und dieser schaltet aus.

Der Verlauf der Geschwindigkeitsänderung des vorschiebenden Motors 3 ist in Fig. 5 veranschaulicht, wobei mit V, die Drehzahl des
vorschiebenden Motors und mit V, die des ziehenden Motors bezeichnet ist.

Bei plötzlichen Veränderungen der relativen länge des Elektrodendrahtes gegenüber dem flexiblen Schlauch infolge Verbiegung desselben wird der Elektrodendraht gespannt (Fig. 2) oder entspannt (Fig. 3)> wobei der letztere eine größere oder kleinere relative Lange gegenüber dem Schlauch 5 aufweist. In beiden Fällen ergibt sich jedoch aufgrund der oben angeführten Erwägungen ein elektrisches Gleiten zwischen dem Drahtvorschubmechanismus 1 über den
Elektromotor 3 und den Elektrodendraht 7 in der Vorschubrichtung E (Fig. 2) oder umgekehrt (Fig. 3).

Die Drahtvorschubeinrichtung kann aufgrund der angeführten Vorteile eine weite Anwendung im Bauwesen, Schiffsbau u. a. finden.

Patentansprüche

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Claims (2)

1. PATENTAISPRÜ CH E

   Einrichtung zum Zuführen eines Elektrodendrahtes aus großen '■"' Entfernungen, mit einem den Draht vorschiebenden, von einem Gleichstrommotor angetriebenen Drahtvorschubgerät mit einer in der Nähe angeordneten Drahtspule und Stromquelle zur Speisung des Motors und einem zweiten, den Draht ziehenden, von einem Motor angetriebenen Drahtvorschubgerät, mit einem Schlauch mit Handgriff und daran befestigtem Steuerkontakt und Potentiometer, wobei beide Drahtvorschubgeräte durch einen langen flexiblen Schlauch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß das den Draht vorschiebende (1) und das den Draht ziehende Drahtvorschubgerät (2) Planeten-Drahtvorschubgeräte sind, wobei das ziehende Planetenvorschubgerät (2) samt dem dieses antreibenden Gleichstrommotors (4) einen Geber des mechanischen Widerstandes des Elektrodendrahtes (7) im Schlauch (5) darstellt, während der Motor (3) des den Draht vorwchiebenden Drahtvorschubgeräts (1) von einem Regler (14) in Abhängigkeit von der Belastung des mit konstanter, liber ein Potentiometer (1(5) eingestellten und geregelten Drehzahlmotors (4) des Drahtvorschubgeräts (2) geregelt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß zwischen den beiden Motoren durch zwei im langen flexiblen Schlauch (5) befindliche Leiter (12) erfolgt.

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