DE2826537A1 - Planetare drahtzufuehreinrichtung - Google Patents

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine planetare Drahtzuführeinrichtung für Elektrodenschweißdraht, bei v/elcher eine elastische Einstellung der Drahtzuführrollen in bezug auf den Elektrodendrahtdurchmesser möglich ist.

Es ist eine planetare Drahtzuführeinrichtung für Elektrodendraht bekannt (DT-OS 26 43 102), bei welcher die Einstellung der Drahtzuführrollen mittels einer eingestellten Feder erfolgt, wobei eine konstante Andrückkraft auf den aus der Einrichtung ausgestoßenen Draht ausgeübt wird.

Diese Einrichtung enthält ein Gehäuse, an dessen einer Seite, parallel zur Öffnung für die Elektrodendrahtzuführung, Führungen für axial-bewegliche Kolben vorgesehen sind. An jedem Kolben ist eine Achse starr befestigt, an der eine Drahtzuführrolle gelagert ist, deren Arbeitsoberfläche ein hyperboloidales Profil aufweist. Die Achsen der Drahtzuführrollen sind rechtwinklig zu den Bewegungsachsen der Kolben angeordnet und schließen untereinander einen Winkel von 20 bis 45° ein.

Die andere Seite des Gehäuses hat einen verlängerten hohlen zylindrischen Teil, auf dem ein axial beweglicher Kegel geführt ist, dessen Bewegung durch eine Stellmutter begrenzt wird. Die Mutter ist auf ein Gewinde geschraubt, das sich außen am Ende des hohlen zylindrischen Teils des Gehäuses befindet.

Zwischen dem Kegel und der Peripherie des Gehäuses ist auf seinem zylindrischen Teil eine eingestellte Feder angeord-

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net, die den Kegel in bezug auf die Gehäuseperipherie nach außen drückt.

Entlang der Gehäuseperipherie sind Einschnitte vorgesehen, in denen um Achsen schwenkbare Doppelarmhebel befestigt sind, deren Arme verschieden lang sind. Der kurze Arm eines jeden Hebels berührt die Stirn eines Kolbens, während der längere Arm über eine Rolle an seinem Ende die Mantelfläche des Kegels berührt.

Die doppelärmigen Hebel sind parallel dem zugeführten Elektrodendraht angeordnet. Polglich ist der Unterschied der Armlängen und ihre Gesamtlänge von wesentlicher Bedeutung für die Größe der Andrückkraft der Drahtzuführrollen.

Mit der beschriebenen Einrichtung wird der Elektrodendraht mit konstanter Kraft zugeführt. Sie kann für Elektrodendrähte verschiedenen Durchmessers verwendet werden.

Ein Nachteil der beschriebenen Einrichtung ist jedoch die Anordnung der Hebel, die zu einer wesentlichen Vergrößerung ihrer Abmessungen führt. Die verhältnismäßig große Länge der Drahtzuführeinrichtung infolge der Länge der Hebel kann ein radiales Schlagen der Einrichtung verursachen, was zur . Herabsetzung der Lebensdauer der Lager des Antriebsmotors führt.

Ein Nachteil der beschriebenen Konstruktion ist, daß mit ihr eine direkte elastische Verbindung zwischen den Rollen und dem elastischen Element, in diesem Fall der Feder, nicht möglich ist.

Ein weiterer Nachteil ist die ungünstige Einwirkung der Zentrifugalkräfte bei hohen Drahtzuführgeschwindigkeiten. In diesem Fall ist wegen der verhältnismäßig großen Masse der Kolben und Rollen in bezug auf die Masse der langen

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Hebelarme, ein zentrifugaler Massenausgleich schwer erzielter. Die an den unteren Hebelenden tatsächlich wirkenden Zentrifugalkräfte sind eine Resultante der Tangentialkraft, erzeugt durch das Drehen der Einrichtung, und einer Radialkraft, erzeugt durch die Kräfte der Zentrifugalinassen. Diese Resultante wird nicht ausgeglichen.

Es ist v;eiterhin eine plane tare Draht zuführeinrichtung bekannt (DT-OS 26 43 102), bei der der Nachteil durch die parallele Anordnung der Hebel in bezug auf den Elektrodendraht vermieden ist. In dieser Einrichtung sind die Hebel bogenförmig und rechtwinklig zur Drahtrichtung angeordnet. Wie bei der oben beschriebenen Einrichtung, berührt der kurze Arm eines jeden Hebels einen Kolben, die die Drahtzuführrollen in Bewegung setzen, während ihre langen Arme die Arbeitsprofile eines Nockenkörpers berühren, welcher in bezug zu dem Gehäuse drehbar ist und vom Elektromotor direkt angetrieben wird.

Ein Nachteil dieser Einrichtung ist das Fehlen eines elastischen Elements, welches eine zügig anwachsende Krafteinwirkung der Drahtzuführrollen auf den Draht gewährleistet. In diesem Fall ist die Andrückkraft nicht bemessen, was für die Zuführung von harten (z.B. Stahl-) und weichen Drähten (z.B. Aluminium) nicht günstig ist. Die Einstellung der Einrichtung hinsichtlich der Zuführkraft erfolgt danach infolge des Unterschieds der Massen des Nockenkörpers und des Gehäuses bei ihrem gegenseitigen Drehen und kann nicht beim Betrieb mit Drähten verschiedener Steifigkeit· geändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine planetare Drahtzuführeinrichtung mit möglichst kleiner axialer Länge und kleinem Gewicht zu entwickeln, die eine elastische Einstellung der Rollen in bezug auf den Elektrodendrahtdurchmesser ermöglicht, wobei gleichzeitig die Zuführkraft ent-

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sprechend dem Durchmesser und dem Werkstoff des Elektrodendrahts einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die plane tare Draht zuf uhr einrichtung ein Gehäuse enthält, v/elches axial zu dem Slektrodendraht angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen mittleren Teil aufweist,, der als Flansch mit Nabe geformt ist, und in seiner Stirnseite parallel zum Slektrodendraht angeordnete Führungen trägt. In den Führungen sind Kolben bewegbar angeordnet, welche die radial beweglichen Drahtzuführrollen tragen.

Die Stirnflächen der Kolben sind dauernd in Kontakt mit den kurzen Armen der bogenförmigen Doppelarmhebel, die an dem Gehäuseflansch schwenkbar befestigt sind. Die Hebel sind rechtwinklig zu dem Elektrodendraht angeordnet, wobei das Ende eines jeden langen Arms in Kontakt mit den Arbeitsprofilen eines Nockens ist, der an der Gehäusenabe gelagert ist. Zwischen dem Flansch und dem Nocken ist eine gespannte Feder in Form einer archimedischen Spirale angeordnet, deren inneres Ende am Gehäuse und deren äußeres Ende am Nokken befestigt sind.

Um den Elektrodendraht zwischen den Drahtzuführrollen durchführen zu können, müssen die Rollen voneinander entfernt werden. Dies wird durch Drehen des Nockens in bezug auf das Gehäuse erzielt, wobei die Feder zusammengedrückt wird. Das Festhalten des Nockens in dieser Stellung, bis der Elektrodendraht durchgeführt ist, erfolgt mittels am Gehäuseflansch gelenkig befestigter Klinken, welche in Zähne eingreifen, die in dem niedrigsten Bereich der Arbeitsprofile des Nockens angeordnet sind.

Diese zeitweilige Fixierung des Nockens in bezug auf das Gehäuse kann ebenfalls mittels eines Fixierstiftes erzielt werden, der zusammen mit der Ausstoßfeder in einen im hin-

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teren Deckel der Einrichtung vorgesehenen Führung montiert ist. Das eine Ende des Fixierstifts sitzt im Gehäuseflansch., während sein andereο Ende aus dem hinteren Deckel der Einrichtung hinausragt.

Der Nocken und der hintere Deckel sind starr !befestigt und gegen axiale Versetzung gesichert.

Zur Gewährleistung einer verschiedenen Vorverspannung der Feder, was -für die Verwendung von Drähten aus verschiedenen Werkstoffen erforderlich ist, sind an dem Nocken mehrere FeststeHoffnungen für das äußere Ende der Feder vorgesehen. Offensichtlich kann dieselbe Lösung auch durch Auswechseln der Feder selbst erzielt werden.

Um dan schädlichen Einfluß der Zentrifugalkräfte zu vermeiden, sind an den Enden der langen Hebelarme Gewichte befestigt, welche die Kolbenmassen ausgleichen.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die axiale Länge der Einrichtung wesentlich verkürzt wird, was die Arbeitsbedingungen des Motors verbessert. Es wird das Gewicht herabgesetzt; es werden Möglichkeiten für ein genaueres Axisgleichen der schädlichen Zentriiugalkräfte geschaffen; die Lebensdauer der Rollen wird infolge der weichen elastischen Verbindung zwischen ihnen und dem Steuerelement, in diesem Fall den Nocken mit den Hebeln, verlängert.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das kinematische Schema der Einrichtung in Vorderansicht ohne den vorderen Deckel;

Fig. 2 das kinematische Schema der Einrichtung, gesehen von der Nabe aus;

Fig. 3 perspektivische Ansicht der Einrichtung;

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Fig. 4 eine Ansicht der Einrichtung von dem Motor aus;

Fig, 5 ein senkrechter Schnitt durch die Einrichtung ohne Deckel;

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung A gemäß Fig. 5; Fig. 7 ein Schnitt entlang B-B gemäß Fig. 5;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens mit Rolle;

Fig, 9 ein Schnitt durch die II. Variante der Feststelleinrichtung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem Gehäuse 2, dessen mittlerer Teil aus Flansch 21 und Nabe 22 besteht. In der, Vorderseite des Gehäuses 2 befinden sich zwei parallele Bohrungen, in denen die Kolben 5 angeordnet sind. Die Kolbensitze 3 sind von beiden Seiten und symmetrisch zur Öffnung 23 angeordnet, durch weiche der Elektrodendraht 1 durchgeführt wird. Von der Seite des Austritts 23 haben die Sitze 3 Einschnitte 31, durch welche die Achsen 4, auf denen die Drahtzuführrollen 6 gelagert sind, frei hindurchgehen. Jede Achse 4 ist freitragend und rechtwinklig zum entsprechenden Kolben 5 befestigt, wobei die Achsen 4 einen Winkel einschließen. Die Kolben 5» deren Querschnitt ein Zylinder mit einer Abschrägung entlang der gesamten Länge ist, an der die Achse 4 befestigt ist, haben an ihren Seiten blinde Öffnungen 51, in denen kleine Federn 7 eingesetzt sind, unter deren Einwirkung die Kolben mit den Drahtzufuhrrollen 6 bestrebt sind, sich voneinander zu entfernen. Für die Bewegung der Drahtzuführrollen 6 zueinander, wodurch ein Anpressen des Elektrodendrahts 1 erzielt wird, sind zwei bogenförmige Doppelarmhebel 8 vorgesehen, deren kurze Arme 81 dauernd mit den Stirnseiten der Kolben 5 in Kontakt sind. Die Hebel 8 sind an Achsen 9 aufgehängt, die an der Frontseite des Flansches-21' des Gehäuses 2 befestigt sind, an dem Führungen 10 vorgesehen sind, die eine Bewegung der Hebel

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nur in einer Ebene um die Achsen 9 gewährleisten. Im Ende eines .jeden langen Arms 82 ist ein Loch gebohrt, worin ein Stift 11 eingepreßt ist, der durch beide Seiten des Hebels hindurchgeht. Das Ende des Stiftes 11 von der Seite der Rollen 6 trägt das Gewicht 12 für den Ausgleich der Zentrifugalkräfte , während sein anderes Ende durch eine öffnung des Flaxisches hindurchgeht und von der anderen Seite hinausragt. An der anderen Seite des Flansches 21 ist, konzentrisch zu der Nabe 22, eine Vertiefung 212 ausgearbeitet, worin eine Kraftfeder 13 in Form einer archimedischen Spirale eingesetzt ist. Das innere Ende der Kraftfeder 13 ist an dein Gehäuse 2 befestigt, und zwar im Loch 222, wahrend ihr äußeres Ende an dem Nocken 14 befestigt ist, der die Vertiefung 212 abdeckt.

Der Nocken 14 ist auf der Nabe 22 des Gehäuses 2 gelagert, und zwar so, daß er sich radial zur Nabe 22 bewegen kann. Gleichzeitig ist der Nocken starr mit einem hinteren Deckel 17 verbunden, der den hinteren Teil der Einrichtung von der Seite des Elektromotors bildet. Ein Sicherungsring 15 im Ende der Nabe 22 sichert den Nocken 14 zusammen mit dam Deckel 17 gegen axiale Versetzung.

Die Einrichtung hat auch einen vorderen Deckel 19, der das Gehäuse 2 umfaßt und mittels Schrauben an der Peripherie des Flansches 21 des Gehäuses 2 befestigt ist. Der vordere Deckel 19 und der hintere Deckel 17 können relativ zueinander gedreht werden.

In der Mitte des vorderen Deckels 19 ist die Austrittsdüse 20 für den Elektrodendraht befestigt, die austauschbar ist für verschiedene Durchmesser des Elektrodendrahts.

Dar Nocken 14 hat zwei symmetrische Arbeitsprofile 141, die dauernd in Kontakt mit den Stiften 11 sind, die durch die Einschnitte 211 hindurchgehen. An der niedrigsten Stelle

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eines jeden Arbeitsprofils ist ein Zahn 142 ausgearbeitet, der im Eingriff mit einer Klinke 16 ist, die um eine Achse 24, welche an den Flansch 21 montiert ist, drehbar ist.

Jede Klinke 16 hat einen Vorsprung 29, der in einen Einschnitt 191 des vorderen Deckels 19 eingreift. Mit den Klinken 16 ist von der Seite des Nockens her eine Blattfeder starr verbunden, die zum Herausziehen der Klinke aus dem Zahn 141 vorgesehen ist.

In einer anderen Variante der Einrichtung erfolgt das Fixieren des Nockens 14 in bezug auf Flansch 21 des Gehäuses mittels Fixierstift 25, der zusammen mit der Ausstoßfeder in einem Sitz in dem hinteren Deckel 17 montiert ist. Das eine Ende des Fixierstifts 25 liegt im Sitz 27 im Flansch 21, während sein anderes Ende außerhalb des Deckels 17 ragt und an der Peripherie 28 des Flansches endet.

Das Beladen der Drahtzufuhreinrichtung mit Elektrodendraht, wobei das Fixieren des Nockens 14 an Flansch 21 mittels Klinken 16 erfolgt, wird folgendermaßen ausgeführt:

Der hintere Deckel 17 wird zusammen mit dem Nocken 14 in bezug auf den vorderen Deckel 19, bzw. auf das Gehäuse 2, gedreht, wobei gleichzeitig mittels der Vorsprünge 29 die Klinken"16 nach innen gedrückt werden bis sie in Eingriff mit den Zähnen 142 kommen. In dieser Stellung bekommt die Feder 13 einen zusätzlichen Drall, und die Stife 11 der Hebel 8 gelangen in den niedrigsten Bereich der Arbeitsprofile des Nockens 14 unter der Einwirkung der kleinen Federn 7, welche die Kolben 5 auswärts stoßen und die kurzen Arme 81 der bogenförmigen Hebel 8 heben. Zusammen mit den Kolben entfernen sich auch die Drahtzuführrollen 6 voneinander, und zwar genügend weit, um zwischen ihnen den Elektrodendraht durchzuführen.

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Es folgt nun eine zusätzliche relative Zwangsdrehung in Anfangsrichtung der beiden Deckel, bis die Klinken 16 von den Facidrn 30 gehoben v/erden und den Nocken freigeben. Der freigegebene Nocken 14 dreht sich nur zusammen mit dem hinteren Deckel 17 in entgegengesetzter Richtung unter der Einwirkung der Feder 13, wobei die Stifte 11 zu dem höchsten Bereich der Ai'beitsproxile des Nockens steigen. Infolgedessen werden die langen Arme 82 der bogenförmigen Hebel S zu der Peripherie des Flansches 21 gestoßen, wobei sie sich um ihre Achsen 9 drehen. Sie drücken dabei mit ihren kurzen Armen 81 die Kolben 5 nach innen und zueinander bis die Drahtzuführrollen 6 ,nit dem Elektrodendraht 1 in Berührung kommen.

In dieser Stellung bleibt die Feder 13 genügend zusammengepreßt, um mittels der Hebel 8 und der Drahtzuführrollen 6 die erforderliche Kraft für das Zuführen des Elektrodendralrcs auszuüben.

Bei der zweiten Eingriff Variante ist es erforderlich, für die Kiniurciiführung des Slektrodendrahts ebenfalls beide Deckel relativ zueinander zu drehen, bis das Bnde des Stifts 25 in das Loch 27. ia Flansch 21 gelangt. In dieser Stellung ist die Fader 13 zusammengepreßt und die Rollen entfernen sich voneinander.

Um die Feder 13 zu lösen, wird der Stift 25 herausgezogen und der Nocken 14 kommt in Ausgangsstellung, wobei die Rollen β den Slektrodendraht 1 andrücken.

Da die Drahtzuführeinrichtung sowohl mit Drähten verschiedenen Durchmessers, als auch aus verschiedenem Werkstoff arbeiten kann, ist eine Zuführkraft verschiedener Größer erforderlich. Hierzu ist es nötig, die Feder auszuwechseln oder ihre Vorspannung zu ändern. Dieses kann durch Änderung der relativen Lage der Kraftfeder und des Nockens erreicht

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v/erden. Für diesen Zweck können in dem Nocken mehrere Feststellöcher 143 vorgesehen werden, die einer größeren bzw. einer kleineren Vorspannung der Feder entsprechen.

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e e r s e i f e

Claims (8)

1. SCHIFF ν. FÜNEfi STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

   MARiAHlLFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90 POSTADRESSE: POSTFACH -95 0160,0-8000 MÜNCHEN 95

   ZUV »PROGRESS», Bulgarien, Sofia

   KARL LUDWIG SCHIPP

   DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

   DIPL. INS. PETER STREHL

   DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

   DIPL. INS. DIETER EBSINQHAUS

   DR. INQ. DIETER FINCK

   TELEPON (Ο8Θ) 48 2OB4

   Telex s-aases auro d

   TELHQRAMMe AUROMARCPAT MÜNCHEN

   DEA-18641 16.Juni 1978

   PLANSTARS DRAHTZUFÜHREINRICHTUNG

   Patentansprüche

   Planetare Drahtzuführeinrichtung für Elektroden-Schweißdraht, mit axial zum Draht angeordnetem Gehäuse, dessen mittlerer Teil alö Flansch mit Nabe gestaltet ist, wobei in seiner Vorderseite Führungen für Kolben vorgesehen sind und diese Kolben radial-bewegliche Drahtzuführrollen tragen und die Stirnseiten der Kolben in Kontakt mit den kurzen Armen von bogenförmigen Doppelarmhebeln sind, die drehbar an dem Flanschteil der Nabe befestigt und rechtwinklig zur Achse des Elektrodendrahts angeordnet sind, während ihre langen Arme in Kontakt mit den Arbeitsprofilen eines Nockens sind, der in der Gehäusenabe gelagert ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Flansch (21) und Nocken (14) eine Kraftfeder (13) in Form einer archimedi-

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   ORIGINAL INSPECTED

   sehen Spirale angeordnet ist, deren inneres Ende an dem Gehäuse (2) "befestigt ist, während ihr äußeres Ende an dem Nocken (14) befestigt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Arme (82) der Hebel (8) in Kontakt mit den Arbeitsprofilen (141) des Nockens (14) mittels Stiften (11) sind, die in Einschnitten (211) im Flansch (217) geführt sind, wobei die Achsen der Stifte (11) parallel zum Elektrodendraht (1) verlaufen.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der einen Seite der Stifte (11) Gewichte (12) für den Ausgleich der Zentrifugalkräfte aufgehängt sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (14) starr mit einem hinteren Deckel (17) verbunden ist und beide Elemente gegen axiale Versetzung in bezug auf Flansch (21) mittels eines Sicherungsringes (15) gesichert sind, der in einer Nut in der Nabe (22) angeordnet ist.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Peripherie des Flansches (21) ein vorderer Deckel (19) befestigt ist, der den Vorderteil das Gehäuses (2) überdeckt, wobei der vordere Deckel (19) und der hintere Deckel (17) drehbar zueinander sind.

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6. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und. 5, dadurch gekennzeichnet , daß im Nocken (14) mehrere Feststellöcher (143) für das äußere Ende der Feder (13) z\vecks Änderung ihrer Vorspannung vorgesehen sind.
7. 7 ♦ Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im niedrigsten Bereich der Arbeitsprofile (141) des Nockens (14) je ein Zahn (142) vorgesehen ist, in den Klinken (16) eingreifen, die schwenkbar am Flansch (21) von der Seite des Nockens (14) her befestigt sind, wobei jede Klinke (16) einen Vorsprung (29) aufweist, der in einen Einschnitt (191) des vorderen Deckels (19) ragt, und daß von der Seite des Nockens (14) her eine Blattfeder an die Klinken (16) starr befestigt ist, die zum Herausziehen der Klinken aus den Zähnen (141) des Nockens (14) dient.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichnet , daß zum Fixieren des Nockens (14) in bezug zum Flansch (21) des Gehäuses (2) ein Fixierstift

   (25) vorgesehen ist,-der zusammen mit einer Ausstoßfeder

   (26) in einem Sitz im hinteren Deckel. (17) montiert ist.

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