DE3203579C2 - Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule zu einer Verarbeitungsstelle - Google Patents

Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule zu einer Verarbeitungsstelle

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule zu einer Verarbeitungsstelle. Wird Draht von einer Spule abgezogen und einer Verarbeitungsstelle zugeführt, so vollführt das Drahtende aufgrund der dem Draht aufgeprägten Spannung unkontrollierte Bewegungen, die beim Lichtbogenschweißen als "pig-tailing"-Effekt bekannt sind. Um diese unkontrollierten Bewegungen des Drahtendes nach Austritt aus den üblichen Führungen zu vermeiden, ist der Draht in der Drahtführungsvorrichtung unter einem Krümmungsradius (r) geführt, der dem Krümmungsradius der durch den zylindrisch aufgewickelten Draht gebildeten, jedoch entspannten Zylinderfeder gleich ist. Die Drahtführungsvorrichtung weist ein sich tangential an das Spulengehäuse anschließendes Führungsrohr auf, das leicht gekrümmt ausgebildet ist. An das Führungsrohr ist ein Mundstück angeschlossen, das einen gekrümmt verlaufenden, rohrförmigen Kanal aufweist, dessen Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius (r) ist. Der Außendurchmesser des zylindrischen Spulenwickelkörpers der Drahtspule ist größer als der Innendurchmesser der entspannten Zylinderfeder des aufgewickelten Drahtes ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, siehe z. B. US-PS 42 53 624.
Wird bei einer derartigen Vorrichtung Draht von einer Spule abgezogen und einer Verarbeitungsstelle zugeführt so vollführt das Drahtende aufgrund der dem Draht aufgeprägten Spannung unkontrollierte Bewegungen. Dies erweist sich insbesondere beim Schweißen als nachteilig.
Beim automatischen oder halbautomatischen Lichtbogenschweißen ist es üblich, den auf eine Spule aufgewickelten Schweißdraht auf dieser Spule mit Zwingen zu halten. Die Schweißdrahtzuführung zur Schweißstelle geschieht mit auf den Draht ausgeübten Zwingskräften mittels Richtapparaten der verschiedensten Formen und Ausführungen und mit rohr- bzw. schlauchartigen Führungen, die stets in einem metallischen Führungsstück mit gerader Bohrung, in der der Draht zur Schweißstelle geführt wird, enden. Hierbei werden stets Zwangskräfte auf den Schweißdraht ausgeübt.
Die Güte bzw. Qualität einer automatisch gefertigten Schweißnaht ist deutlich abhängig von der Genauigkeit der Schweißdrahtzufuhr zum Lichtbogen. Kriterien dieser Genauigkeit sind
1. die in der Zeiteinheit zugeführte Menge des Schweißgutes und
2. der geometrische Ort des Abschmelzens vom Schweißdraht, bezogen auf den Lichtbogen.
Das Kriterium 1 wird bei allen bekannten Anlagen durch manuelles Einstellen der Drahtvorschubgeschwindigkeit mehr oder weniger gut, aber in Abhängigkeit vom Kriterium 2 erfüllt.
Zur Erfüllung des Kriteriums 2 ist es bekannt, den auf Rollen oder in Käfigen gewickelten Schweißdraht mittels Richtapparaten so zu formen, daß der Draht sich dem Ideal eines geraden Stabes nähert Da die Schweißdrähte aber in Abhängigkeit vom Werkstoff und Herstellungsverfahren mehr oder weniger ausgeprägte Federeigenschaften besitzen, ist zum Richten apparativer Aufwand erforderlich, der infolge einzuleitender Kräfte groß baut und daher in der Regel nur bei stationären Maschinen anwendbar ist. Bei Kleinmaschinen, wie tragbaren Orbitalschweißgeräten, muß auf Richten meist verzichtet werden. Hier wird der Schweißdraht vom Vorschub über ein rohr- oder schlauchartiges Führungssystem zum Lichtbogen geleitet. Dort kommt es infolge der Federeigenschaften des Drahtes und der auf ihn ausgeübten Zwänge zu der als »pig-tailing« bekannten unkontrollierten Bewegung des aus der metallischen Führung austretenden Drahtes. Das Kriterium 2 ist daher bei Orbital-Kleinschweißge-
raten nur zu erfüllen durch Beobachtung und Korrektur des auslaufenden Drahtes durch die Bedienungsperson. Von ihrer Aufmerksamkeit und Sorgfalt beim Arbeiten hängt die Qualität des aus der metallischen Führung austretenden Drahtes ab.
Durch die DE-PS 10 70 309 ist eine Schweißdrahtrolle für die automatische Lichtbogenschweißung mit mehreren elektrisch parallelgeschalteten und parallel ablaufenden Drahtelektroden bekanntgeworden. Die Einzeldrähte werden vor dem Aufwickeln entspann-, und auf ihre Aufwicklungskrümmung vorgekrümmt nebeneinanderliegend aufgewickelt oder auf eine Spule aufgewickelt, deren Durchmesser kleiner ist als der der herzustellenden Drahtrolle, wobei man die gewickelte Drahtrolle sich anschließend entspannen läßt Hier- is durch soll ein gleichmäßiges und störungsfreies Ablaufen von der Rolle erhalten werden. Setzt man eine so'che Schweißdrahtrolle in automatisch oder halbautomatisch arbeitenden Lichtbogenschweißgeräten ein, so werden durch die üblichen Vorrichtungen zur Drahtzuführung die oben beschriebenen Kräfte ausgeübt, wodurch trotz entspannt aufgewickelten Schweißdrahtes die erwähnten unkontrollierten Bewegungen des Schweißdrahtendes beim Austritt aus der Drahtzuführungsvorrichtung auftreten.
Die DE-PS 9 47 504 zeigt eine Schweißdrahthaspel für Lichtbogenschweißautomaten, aus der der Schweißdraht nicht von außen, sondern von innen abgezogen wird. Hierdurch soll das Abziehen erleichtert werden.
Durch die DE-PS 9 68 499 ist ein Schweißkopf für « automatische Lichtbogenschweißgeräte mit einem von einer Haspel abrollenden Schweißdraht bekanntgeworden. In diesem Schweißkopf wird der Schweißdraht bogenförmig zwangsgeführt unter Aufrechterhaltung seiner durch das Aufwickeln erhaltenen Federspannung. ^ Eine Vorschubvorrichtung führt den Schweißdraht über ein Mundstück der Schweißstelle zu.
Bei bekannten Vorrichtungen sind keine Maßnahmen vorgesehen, die das nachteilige unkontrollierte Bewegen des Schweißdrahtendes infolge der ihm innewohnenden Spannungskräfte im Bereich des Lichtbogens vermeiden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule anzugeben, wodurch die oben beschriebenen Nachteile, insbesondere unkontrollierte Bewegungen des Drahtendes z. B. bei Schiveißgeräten vermieden sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird der Draht nicht auf einer Geraden oder auf einer um eine Gerade pendelnden Bahn, sondern auf einer Bahn mit definierter Krümmung richtkräftefrei der Verarbeitungsstelle zugeführt. Durch die neuartige Drahtführung treten keine bleibenden Verformungen des eine Zylinderfeder bildenden Drahtes mehr auf. Der Draht wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung richtkräftefrei unter seiner ihm eigenen Krümmung bis an die Verarbeitungsstelle geführt. Die oben erwähnte, als »pig-tailing«- Effekt bekannte unkontrollierte Bewegung des Drahtendes kann nicht mehr auftreten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit großem Vorteil bei Lichtbogenschweißgeräten, insbesondere bei den Orbital-Kleinschweißgeräten einsetzbar, weil die bisher wegen des »pig-tailing«-Effektes notwendigen Korrekturen des auslaufenden Schweißdrahtendes nicht mehr erforderlich sind.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule zu einer Verarbeitungsstelle,
F i g. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 in Richtung A-B, teilweise im Schnitt
Gleiche Bauteile in den Figuren sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die F i g. 1 zeigt eine Drahtspule 2, die zwischen einem kreisförmigen Spulengehäuse 4 in Form eines Bechers oder einer Tasse und einem Spulenwickelkörper 6 einen Drahtwickelraum 6 aufweist Auf dem Spulenwickelkörper 6 ist ein Draht 10 in Form einer Rolle aufgewickelt Am Spulengehäuse 4 ist ein etwa tangential wegstrebendes Führungsrohr 12 für den Draht angeordnet, das einstückig mit dem Spulengehäuse ausgebildet sein kann und über eine im Spulengehäuse ausgebildete Öffnung 14 mit dem Drahtwickelraum 8 verbunden ist. Das Führungsrohr 12 ist leicht gekrümmt ausgebildet.
An das Führungsrohr 12 schließt sich ein Mundstück
16 mit einem rohrförmigen, gekrümmten Führungskanal
17 an. Das Mundstück ist hier als gekrümmtes Rohr ausgebildet. Das Mundstück 16, über das der Draht 10 (beispielsweise Schweißdraht) einer Verarbeitungsstelle
18 (beispielsweise einer Schweißstelle bzw. einem Abschmelzpunkt) zuführbar ist, ist lösbar oder fest mit dem Führungsrohr 12 verbunden. Das aus Metall bestehende Mundstück 16 ist kreisbogenförmig ausgebildet und weist einen Krümmungsradius rauf, der dem Krümmungsradius des entspannten, eine Zyünderfeder bildenden aufgewickelten Drahtes entspricht. Das Führungsrohr 12 weist einen Führungskanal 19 auf, dessen lichte Weite von der Öffnung 14 ausgehend gleichförmig bis zur lichten Weite des Führungskanales 17 des Mundstückes am Ende des Führungskanales 19 abnimmt. Der Führungskanal 19 kann aber auch über seine Gesamtlänge eine konstante lichte Weite aufweisen.
Richtungsgleich bewegt sich beim Abspulen des Drahtes 10 ein von Antriebsrollen 21 bewegtes und durch sie gegen den auf dem Spulenwickelkörper 6 befindlichen Draht 10 gedrücktes endloses elastisches Band 20, welches außen über Rollen 23 zurückgeführt wird.
Mit der Bezugsziffer 22 ist eine Aufnahme für einen Spulenantrieb für den Vorschub des Drahtes 10 bezeichnet (vgl. Fig. 2).
Der Draht ist ein- oder mehrlagig auf dem Wickelkörper 6 aufgewickelt.
Der Außendurchmesser des zylindrischen Spulenwikkelkörpers ist größer ausgebildet (vorzugsweise um etwa 2—5%) als der Innendurchmesser der entspannten Zylinderfeder des aufgewickelten Drahtes.
Durch die oben beschriebene Vorrichtung wird der Draht 10, ohne ein Richtsystem zu durchlaufen, im Innern eines rohrförmigen Führungssystemes derart zur Verarbeitungsstelle 18 geführt, daß keine bleibenden Verformungen des eine Zyünderfeder bildenden Drahtes 10 auftreten. Am Ende des rohrförmigen Mundstükkes 16 tritt der Draht richtkräftefrei unter seiner ihm eigenen Krümmung aus und erreicht mit dieser Krümmung den Verarbeitungspunkt bzw. die Verarbei-
5 6
tungsstelle 18 bzw. die Schweißstelle an der Elektrode, Vorzugsweise wird die aufgewickelte Drahtmenge wenn der Draht ein Schweißdraht für ein Lichtbogen- Jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Verarbeitungsschweißgerät ist. Die in der Einleitung erwähnten, als vorgängen (Schweißungen) angepaßt.
»pig-tailing«-Effekt bekannten unkontrollierten Bewe- Die vorgehend beschriebene Vorrichtung ist für alle gungen des aus der Führung austretenden Drahtendes 5 aus einer Spule abzuwickelnden Drähte geeignet,
bzw. Schweißdrahtendes treten nicht mehr auf.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    I. Vorrichtung zum Zuführen eines Drahtes aus einer Drahtspule zu einer Verarbeitungsstelle, mit einer bogenförmig ausgebildeten Drahtführungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) in der Drahtführungsvorrichtung (12, 16) unmittelbar vor der Verarbeitungsstelle unter einem Krümmungsradius r geführt ist, der dem Krümmungsradius der durch den zylindrisch auf ge- "> wickelten Draht gebildeten, jedoch entspannten Zylinderfsder gleich ist
    Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungsvorrichtung ein Mundstück (16) mit einem gekrümmt verlaufenden, rohrförmigen Führungskanal (17) aufweist, dessen Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius r 1st
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungsvorrichtung ein Führungsrohr (12) umfaßt, das sich tangential an ein die Drahtspule umgebendes Spulengehäuse (4) anschließt und das mit dem Mundstück (16) verbunden ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (12) einen Führungskanal (19) aufweist, der in Richtung der Drahtkrümmung gekrümmt ausgebildet ist
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des Führungskanals (19) allmählich zunehmend stetig in die Krümmung des rohrförmigen Führungskanals (17) des Mundstücks (16) übergeht.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Führungskanals (19) des Führungsrohres (12) von einer Öffnung (14) im Spulengehäuse (4) ausgehend gleichförmig bis zur lichten Weite des Führungskanals (17) des Mundstücks (16) am Ende des Führungsrohres (12) abnimmt. ■">
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Führungskanals (17) des Mundstückes (16) über die gesamte Länge dieses Führungskanales (17) konstant ist. 4^
    8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (16) lösbar mit dem Führungsrohr (12) verbunden ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des den Draht (10) tragenden zylindrischen Spulenwickelkörpers (6) größer ist als der Innendurchmesser der entspannten Zylinderfeder des Drahtes (10).
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des zylindrischen Spulenwickelkörpers (6) etwa 2 bis 5% größer ist als der Innendurchmesser der entspannten Zylinderfeder des Drahtes (10).
    II. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2,5 bis
    8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (16) durch ein gekrümmtes Rohrstück gebildet ist, dessen Rohrseele einen Krümmungsradius aufweist, der dem Krümmungsradius rder entspannten Zylinderfeder des Drahtes (10) entspricht.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 1, 9 und 10,65 dadurch gekennzeichnet, daß der auf den zylindrischen Spulenwickelkörper (6) gewickelte Draht (10) von einem endlosen elastischen Band (20), dessen Breite gleich der Höhe des Spulenwickelkörpers (6) ist, gegen den zylindrischen Spulenwickelkörper (6) gedrückt wird, und daß das Band (20) bei Drehung des Spulenwickelkörpers (6) von Antriebsrollen (21) über den aufgewickelten Draht (10) gleitend in Richtung des Drahtablaufes bewegbar ist
    13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (10) ein Schweißdraht für ein Lichtbogenschweißgerätist
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