DE2550016B2 - Planetenrad-Vorschubgetriebe für einen abschmelzenden Schweißdraht - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planetenrad-Vorschubgetriebe für einen abschmelzenden Schweißdraht, dessen Planetenräder über Radhalter, die durch eine Druckeinrichtung mit Keilwirkung gegen den Draht bewegbar sind, von einer sich konzentrisch zum Schweißdraht drehenden Motor-Hohlwelle getragen werden.

Mit diesem Oberbegriff wird auf ein Planetenrad-Vorschubgetriebe Bezug genommen, wie es beispielsweise aus der DE-OS 20 55 721 bekannt geworden ist.

Bei diesem Planetenrad-Vorschubgetriebe stützen sich die Radhalter an einer Fläche einer Spannmutter ab, welche um den Schweißdraht drehbar ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Zentrifugalkräfte (Fliehkräfte), welche beim Drehen der Planetenräder um den vorzuschiebenden Schweißdraht herum auftreten und welche der formschlüssigen Verbindung zwischen Elektrodendraht und Rädern entgegenwirken, keinen Einfluß mehr auf die Drahtförderung ausüben können. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, daß sich die Räder über die verschiebbaren Radhalter auch während der Drehung fest an der Spannmutter abstützen, so daß dadurch verhindert wird, daß sich das einzelne Planetenrad aufgrund der Fliehkräfte von dem Rad abheben kann. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß ίο bei derartigen Vorschubgetrieben die Einstellung der Anpreßkraft, also das Verschieben der Spannmutter, stets von Hand erfolgen muß, und somit, je nach Geschick des Schweißers, die Rollen mit einer mehr oder weniger richtigen Anpreßkraft an den Draht gedrückt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Planetenrad-Vorschubgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Aufbau einfach ist, die während der Drehung der Räder entstehenden Zentrifugalkräfte keine ungünstige Beeinflussung der Drahtförderung bewirken und darüber hinaus eine selbsttätige Anpassung der jeweils erforderlichen Anpreßkraft der Räder an den Draht auch bei sich änderndem Drahtdurchmesser erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Motor-Hohlwelle an ihrem Ende ein Bewegungsgewinde und dahinter einen Spannkonus-Ring aufweist, und daß das Bewegungsgejo winde eine Lagerbuchse mit Gegengewinde trägt, an deren Umfang die als zweiarmige Hebel ausgebildeten Radhalter parallel zur Hohlwellenachse und gegen sie verschwenkbar so gelagert sind, daß die rückwärtigen Enden der Radhalterhebel auf den Spannkonus-Ring J5 auflaufen, wenn die Planetenrollen durch ihre Massenträgheit oder durch die Reibung auf dem Schweißdraht gegenüber der Hohlwellendrehung zurückgehalten werden.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung des Planetenrad-Vorschubes, wird die obengenannte Aufgabe in besonders zweckmäßiger Art und Weise gelöst. So wird beispielsweise ein besonders einfacher und raumsparender Aufbau des gesamten Planeten-Vorschubgetriebes erreicht. Durch die Gewindekopplung der die Radhalterhebel tragenden Lagerbuchse mit der Motor-Hohlwelle, die den Spannkonus trägt, wird eine Drehkraft in eine Längskraft umgesetzt. Dadurch wird beim Vorschub des Elektrodendrahtes eine selbsttätige Anpassung des Anpreßdruckes der umlaufenden Planetenrolle in Abhängigkeit von dem Vorschub-Widerstand des Schweißdrahtes erreicht. Damit ist der Anpreßdruck der Planetenrollen an den Draht stets proportional der vom Motor aufgebrachten Drehkraft, und es ist gewährleistet, daß der Anpreßdruck der Planetenrollen an den Draht auch bei unterschiedlichen Schweißdrahtdurchmessern immer genau auf den jeweiligen Schweißbetrieb abgestimmt ist.

Durch das Abstützen der Radhalterhebel auf dem Spannkonus wird ferner erreicht, daß die Zentrifugalkräfte, welche beim Drehen der Planetenräder um den vorzuschiebenden Schweißdraht herum auftreten und welche der formschlüssigen Verbindung zwischen Elektrodendraht und Rädern entgegenwirken, keinen Einfluß mehr auf die Drahtförderung ausüben können.

Ferner erfolgt vorteilhaft ein selbsttätiges Andrücken oder Abheben der Planetenrollen beim Einschalten bzw. Abschalten des Antriebsmotors. Somit können auch

extrem kurze Schweißnähte (SteppschweiOnähte) optimal hergestellt werden, da bei einem Abschalten des Aptriebsmotors unmittelbar auch die Drahtförderung unterbrochen wird. Dies ist mit den bisherigen Vorschubgetrieben mit Planetenrädern nicht .tu erreichen gewesen, da aufgrund der kinetischen Energie des bewegten Vorschubgetriebes auch bei einem Abschalten des Vorschubmotors der Schweißdraht noch um ein gewisses Stück nachgeschoben worden ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie den Unteransprüchen. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungibeispiel eines erfindungsgemäßen Planetenrad-Vorschubgetriebes mit zwei Planetenrollen;

Fig.2 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung A gemäß

Fig.3 den Radhalterhebel mit Planetenrolle des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 in Einzeldarstellung;

Fig.4 ein weiteres erfindungsgemäßes Planetenrad-Vorschubgetriebe mit drei Planetenrollen;

Fig.5 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung B gemäß Fig.l;

Fig.6 den Radhalterhebel mit Planetenrolle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 in Einzeldarstellung.

Das Planetenrad-Vorschubgetriebe gemäß F i g. 1 bis 3 ist in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet und weist Planetenrollen 11,12 auf, die mittels einer Druckeinrichtung 13 gegen einen Schweißdraht 14 anpreßbar sind. Die Drehachsen 15 der Planetenrollen 11,12 bilden mit der Drahtachse 16 einen Winkel 17. Die Rollen 11, 12 sind über Radhalterhebel 18, 19, die durch die Druckeinrichtung 13 um die Lagerbuchse 22 verbunden. Der Verschubmotor ist mit 23 bezeichnet.

Die Druckeinrichtung 13 ist auf der Antriebswelle 24 des Vorschubmotors 23 befestigt und ferner die Lagerbuchse 22 über eine Gewindeverbindung 25 mit der Druckeinrichtung 13 verbunden.

Die Druckeinrichtung 13 besteht aus einer mit der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 24 mechanisch fest verbundenen Nabe 26, deren der Welle 24 abgewandtes Ende 27 ein Bewegungsgewinde (Außengewinde) 28 zur Aufnahme der Lagerbuchse 22 aufweist, wobei das Außengewinde gleichzeitig zur Drehkraftumsetzung dient. In dem sich an das Gewinde 28 in Richtung des anderen Endes 29 der Nabe 26 anschließenden Bereich ist ein Spannkonusring 30 drehbar gelagert, welcher sich an einem Bund 31 die Nabe abstützt. Die Spannfläche 32 des Spannkonusringes 30 ist dabei in Richtung zur Motorwelle 24 geneigt.

Die Lagerbuchse 22 enthält zur Drahtdurchführung eine Mittelbohrung 33 mit Gegengewinde 34 zur Drehkraftumsetzung und zur Aufnahme der Nabe 26 und weist ferner zur Lagerung der Radhalterhebel 18, 19 parallel zur Drahtachse 16 verlaufende Schlitze 35 auf.

Die Radhalterhebel 18, 19 sind, wie aus Fig. 1 und 3 hervorgeht, als zweiarmige Hebel ausgebildet, deren eines Ende 18a bzw. 19a zur Halterung der Planetenrollen 11, 12 entsprechend dem Winkel zwischen Dreh- und Drahtachse abgewinkelt ist. An dem anderen Ende 18i> bzw. 196 sind zur Verminderung von Reibungskräften Gleitrollen 36 gelagert, die mit der Spannfläche 32 des Spannkonusringes 30 in Eingriff stehen.

Bevorzugt sind die sich um den Draht 14 drehenden Bauteile (Motorwelle 24, Druckeinrichtung 13, Lagerbuchse 22 mit den Radhalterhebeln 18 und 19 sowie den Rollen U und 12) von einer sich nicht mit-drehenden Schutzabdeckung 37 umgeben. Der Schutzabdeckung 37 ist ein Schutzschalter 38 zugeordnet, welcher die Zuführung der elektrischen Energie zum Vorschubmotor 23 beim Abnehmen der Abdeckung 37 unterbricht. Hierzu ist beispielsweise der Schutzschalter 38 als Mikrotastschalter ausgebildet, welcher ein Relais 39 auslöst, welches den Kontakt 40 in der Stromzuführung

ίο für den Vorschubmotor 23 beim Abnehmen der Abdeckung 37 öffnet.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 sind zwei Planetenrollen vorgesehen. Es ist ferner vorteilhaft an der Lagerbuchse 22 drei Radhalterhebel

!5 45, 46, 47 symmetrisch um die Drahtachse 16 anzuordnen. Diese Ausführungsform ist in den Fig.4 bis 6 dargestellt, aus denen der symmetrische Versatz der drei Planetenrollen 45a, 46a und 47a besonders deutlich aus der Fig.5 zu ersehen ist Die einzelnen Bauteile des Ausführungsbeispieles nach den F i g. 4 bis 6 entsprechen bis auf die Ausbildung der Planetenräder denjenigen Bauteilen des Ausführungsbeispieles nach den F i g. 1 bis 3, so daß hierzu auf die entsprechende Beschreibung der F i g. 1 bis 3 verwiesen wird.

Bezüglich der Planetenrollen wird festgestellt, daß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3 die Planetenrollen ein hyperboloidartiges Außenprofil aufweisen, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 4 bis 6 das Außenprofil der

jo Planetenräder abgerundet ausgebildet und mit einem mehr oder weniger großen Radius 41 versehen ist. Dabei sind die Radkörper 42 (s. F i g. 2 bzw. 5) über die Kugellager 43 und Stehbolzen 44 am Radhalter befestigt. Bei dem Planetenrad-Vorschubgetriebe mit

j¹; zwei, ein hyperboloidartiges Außenprofil aufweisenden Planetenrollen ist dabei der Radkörper 42 entweder direkt auf ein Pendelkugellager aufgepreßt oder über einen elastischen Zwischenring 42a mit einem normalen Kugellager verbunden, damit die bei den verschiedenen Drahtdurchmessern unterschiedlich großen Rollenanstellwinkel ausgeglichen werden können.

Die Funktionsweise des Vorschubgetriebes ist folgende:

Bei einer Betätigung des Motors 23 und des damit ausgelösten Linkslaufes (Pfeilrichtung IV) der Antriebswelle 24 wird die Nabe 26 mit dem Konusspannring 30 aufgrund der Beharrungskräfte im Anlaufzustand und der damit verbundenen Nichtdrehung der Lagerbuchse 22 in Pfeilrichtung I geschraubt bis über die Gleitrollen

■so 36 die Radhalterhebel 18, 19 auf den Spannkonus-Ring auflaufen und in Pfeilrichtung II geschwenkt und dabei die Rollen 11 und 12 gegen den Schweißdraht gepreßt werden. Die Kraft, mit der der Schweißdraht von einer nicht dargestellten Drahtspeicherrolle durch die Hohlwelle 24 sowie die Mittelbohrungen in Nabe 26 und Gehäuse 22 von den Planetenrollen 11, 12 zur Schweißstelle vorgeschoben wird, ist proportional der vom Motor 23 aufgebrachten Drehkraft. Da diese Drehkraft über den Drehkraftumsetzer auf die Rollen

bo 11, 12 übertragen wird, ist der Anpreßdruck nur abhängig von der Drehkraft.

Die Drehkraft ist wiederum abhängig vom Widerstand, den der Schweißdraht überwinden muß. Dadurch ist der Anpreßdruck immer genau auf den jeweiligen Schweißbetrieb abgestimmt.

Beim Abschalten des Motors 23 bewegt sich bei stehendem Spannkonus-Ring die Lagerbuchse 22 mit den Radhalterhebeln 18 und 19 sowie den Rollen 11 und

12 aufgrund der gespeicherten kinetischen Energie in Richtung III. Dadurch werden unmittelbar nach Abschalten des Motors aufgrund des Ablaufens der Radhalterhebel vom Spannkonus-Ring sowie der nunmehr wirksam werdender Fliehkräfte die Rollen vom Schweißdraht 14 wegbewegt. Somit wird unmittelbar mit dem Stoppen des Motors kein Schweißdraht mehr vorgeschoben, so daß auch extrem kurze Schweißnähte ohne ein Nachschieben des Schweißdrahtes, wie es bisher aufgetreten ist, herstellbar sind.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist bei einem Linkslauf des Motors 23 das Gewinde 28, 34 als Linksgewinde ausgebildet. Entsprechend muß bei einem Rechtslauf des Motors die Steigung des Gewindes 28,34 der Drehrichtung (rechts) angepaßt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Planetenrad-Vorschubgetriebe für einen abschmelzenden Schweißdraht, dessen Planetenrollen über Radhalter, die durch eine Druckeinrichtung mit Keilwirkung gegen den Draht bewegbar sind, von einer sich konzentrisch zum Schweißdraht drehenden Motor-Hohlwelle getragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Hohlwelle (24) an ihrem Ende (27) ein Bewegungsgewinde (28) und dahinter einen Spannkonus-Ring (30) aufweist, und daß das Bewegungsgewinde eine Lagerbuchse (22) mit Gegengewinde (34) trägt, an deren Umfang die als zweiarmige Hebel ausgebildeten Radhalter (18,19) parallel zur Hohlwellenachse (16) und gegen sie verschwenkbar so gelagert sind, daß die rückwärtigen Enden (18Zj, 19b) der Radhalterhebel auf den Spannkonus-Ring ablaufen, wenn die Planetenrollen (11, 12) durch ihre Massenträgheit oder durch die Reibung auf dem Schweißdraht (14) gegenüber der Hohlwellendrehung zurückgehalten werden.

2. Vorschub nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (18a, \9a) der Radhalterhebel (18,19) zur Halterung der Planetenrollen (11, 12) entsprechend dem Winkel (17) zwischen Dreh- und Drahtachse (15,16) abgewinkelt ist und an dessen anderem Hebelende (18ö, 19b eine mit dem Spannkonusving (30) in Eingriff stehende Gleitrolle (36) gelagert ist.

3. Vorschub nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Radhalter-Hebel (45, 46, 47) symmetrisch um die Drahtachse (16) angeordnet sind.

4. Vorschub nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich um den Draht (14) drehenden Bauteile (11, 12, 13, 18, 19, 22) von einer sich nicht mitdrehenden Schutzabdeckung (37) umgeben sind.

5. Vorschub nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzabdeckung (37) ein Schutzschalter (38) zugeordnet ist, welcher die Zuführung der elektrischen Energie zum Vorschubmotor (23) beim Abnehmen der Abdeckung (37) unterbricht.

6. Vorschub nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Innen- bzw. Außengewindes (28,34) der Motordrehrichtung (IV) entspricht.