DE3936532A1 - Drahtvorschubeinrichtung fuer ein schutzgas-schweissgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtvorschubeinrichtung für ein Schutzgas-Schweißgerät, mit einem ersten, drehzahlgeregelten Drahtvorschubgerät, welches den Schweißdraht von einer Vorrats­ rolle abzieht und in ein Schlauchpaket einschiebt, an dessen Ende ein zweites drehzahlgeregeltes Drahtvorschubgerät angeordnet ist, welches den Schweißdraht in den Schweißbrenner einschiebt.

Bei derartigen Drahtvorschubeinrichtungen, welche auch als Push- Pull-Anlagen bezeichnet werden, kann es bedingt durch Abnützung oder Toleranzabweichung sämtlicher mechanischer Antriebsbauteile zu unerwünschten Zug- oder Staucheinwirkungen auf den Schweißdraht innerhalb des Schlauchpaketes kommen, die letzten Endes zu einer Verminderung der Schweißqualität führen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, welche die Zug- und Staucheinwirkungen auf den Schweißdraht bzw. dadurch hervorgerufene Abnutzung durch die Drahtvorschubeinrichtungen innerhalb des Schlauchpaketes verhindert.

Diese Aufgabe wird bei der Drahtvorschubeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem ersten und zweiten Drahtvorschubgerät am Schlauchpaket eine mechanische Kupplung angeordnet ist, welche eine Bewegung des Schlauchpaketes in Längsrichtung der Achse des Schlauchpaketes ermöglicht, und daß die Längsbewegung des Schlauchpakets ein Sensor erfaßt und ein Istwertsignal an einen Regler für den An­ triebsmotor des ersten Drahtvorschubgerätes abgibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Drahtvorschubeinrichtung mit zwei Drahtvorschubgeräten,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mechanischen Kupplung mit angebautem Sensor teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kupplung in Ver­ bindung mit einer ersten Regeleinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kupplung in Verbindung mit einer zweiten Regeleinrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 ein Detail-Blockschaltbild der Regelein­ richtung nach Fig. 4.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein erstes drehzahlgeregeltes Drahtvor­ schubgerät, welches den Schweißdraht 2 von einer Vorratsrolle 3 abzieht und in ein Schlauchpaket 4 (dargestellt mit strich­ punktierten Linien) einschiebt. Am Ende des Schlauchpaketes 4 ist ein zweites drehzahlgeregeltes Drahtvorschubgerät 5 beim Schweißbrenner 6 angeordnet. Mit strichlierten Linien sind die beiden extremen Lagen des Schweißdrahtes 2 innerhalb des Schlauchpaketes 4 dargestellt, welche durch Drehzahldifferenzen oder toleranzbedingte Abweichungen der Antriebsteile der Draht­ vorschubgeräte 1, 5 eintreten können und zu unerwünschten Zug- und Staucheinwirkungen auf den Schweißdraht 2 führen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen mechanischen Kupplung 7, die vorzugsweise am Ende des Schlauchpaketes 4 vor dem zweiten Drahtvorschubgerät 5 und dem Schweißbrenner 6 ange­ ordnet ist, wie auch aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.

Die mechanische Kupplung 7 besteht aus einer Buchse 8, in der ein Rohrstutzen 9 längsverschiebbar gelagert ist. Das freie Ende der Buchse 8 ist mit einem Anschlußgewinde 10 für das zweite Drahtvorschubgerät 5 und das freie Ende des Rohrstutzens 9 ist mit einem Anschlußgewinde 11 für das Schlauchpaket 4 versehen.

Des weiteren trägt das freie Ende des Rohrstutzens 9 einen Flansch 12, der durch einen Stift 13 mit dem Rohrstutzen 9 ver­ bunden ist. Am Flansch 12 sind außenseitig, einander gegenüber­ liegend zwei Bolzen 14, 15 angeschraubt, die durch Gegenmuttern 16, 17 gesichert sind. Der in Fig. 2 oben dargestellte Bolzen 15 besteht aus einem weichmagnetischen Material, z. B. Weicheisen, und ragt in die Öffnung 18 eines Spulenkörpers 19 hinein, der an der Buchse 8 starr befestigt ist. Die Wicklung des Spulenkörpers 19 ist mit 20 bezeichnet, wobei die Anschlüsse der Wicklung 20 zu einer Steckverbindung 21 geführt sind.

Der in Fig. 2 unten dargestellte Bolzen 14 besteht aus Stahl und ragt verschiebbar in eine, an der Buchse 8 starr befestigte Lasche 22 mit einer Bohrung 23 hinein. Das freie Ende des Bolzens 14 ist mit einem Anschlagkopf 24 versehen. Die Buchse 8 enthält ein Lager 25 und zwei Dichtungsringe 26, 27 für den Rohrstutzen 9. Ein Abschlußring 28 bei der äußeren Dichtung 27 wird durch drei Schrauben 29 gesichert.

Die in Fig. 2 dargestellte Lage des Rohrstutzens 9 in der Buchse 8 ist die Mittel- oder Normallage, wenn die Antriebsgeschwindig­ keit der beiden Drahtvorschubgeräte 1 und 5 nach Fig. 3 überein­ stimmt, wobei der obere Bolzen 15 bis zur Mitte der Wicklung 20 hineinragt. Die Wicklung 20 bildet zusammen mit dem oberen Bolzen 15 einen Sensor 30 mit dem die Lage des Rohrstutzens 9 in der Buchse 8 festgestellt werden kann, da die Induktivität der Wicklung 20 von der Eintauchtiefe des oberen Bolzens 15 abhängt.

Der untere Bolzen 14 bildet zusammen mit der Lasche 22 eine Ver­ drehsicherung für den Rohrstutzen 9 und die Längsbewegung des­ selben wird einerseits durch die Lasche 22 und andererseits durch den Anschlagkopf 24 begrenzt. Beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel beträgt das maximale Ausmaß der möglichen Längs­ bewegung des Rohrstutzens 9 vorzugsweise ±2,5 cm. Dieses Ausmaß hat sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen.

Die Induktivitätsänderung der Wicklung 20 wird zur Istwerter­ mittlung der Lage des Rohrstutzens 9 innerhalb der Buchse 8 ver­ wendet, indem beispielsweise die Wicklung 20 einen Teil eines Resonanzkreises (nicht dargestellt) bildet, dessen Frequenz sich entsprechend ändert, wobei die Frequenzänderung in ein Istwert­ signal umgewandelt wird, das über eine Leitung 31 einem Regler 32 zugeführt wird, dem ein Sollwertsignal über eine Leitung 33 zugeführt wird (Fig. 3).

Über eine Ausgangsleitung 34 wird der Antriebsmotor des ersten Drahtvorschubgerätes 1 angesteuert. Die Sollwerteinstellung er­ folgt in der Weise, daß sich der Rohrstutzen 9 in der in Fig. 2 dargestellten Mittel- oder Normallage befindet. Tritt nun eine Differenz der Antriebsgeschwindigkeiten zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtvorschubgerät 1 und 5 auf, d. h. der Schweiß­ draht würde in unzulässiger Weise gedehnt oder gestaucht werden, so wird durch die eintretende Längsverschiebung des Rohrstutzens 9 in der Buchse 8 ein vom Sollwertsignal abweichendes Istwert­ signal durch die Wicklung 20 erzeugt und die Drehzahl des An­ triebsmotors des ersten Drahtvorschubgerätes 1 durch den Regler 32 entsprechend nachgeregelt.

Fig. 4 zeigt ein zweites Beispiel mit dem Regler 32 für das erste Drahtvorschubgerät 1 und einem Regler 35 für das zweite Drahtvorschubgerät 5, wobei jedes der beiden Drahtvorschubgeräte 1, 5 mit einem Drehzahlgeber 36, 37 ausgestattet ist, um ein zu­ sätzliches Istwertsignal für den jeweiligen Regler 32, 35 zu er­ zeugen und über Leitungen 38, 39 abzugeben.

Das über die Wicklung 20 und einen entsprechenden Wandler (nicht dargestellt) gebildete Istwertsignal wird über die Leitung 31 zusammen mit einem Istwertsignal des Drehzahlgebers 36 über die Leitung 38 einem Addierglied 40 zugeführt, an dessen Ausgang ein Summen-Istwertsignal auftritt, welches über eine Leitung 41 dem Regler 32 für das erste Drahtvorschubgerät 1 zugeführt wird. Der Sollwert wird wieder über die Leitung 33 zugeführt.

Der Ausgang des Reglers 32 ist wieder über die Leitung 34 mit dem Antriebsmotor des ersten Drahtvorschubgerätes 1 verbunden. Auf diese Weise können sowohl Drehzahlabweichungen des Antriebs­ motors des ersten Drahtvorschubgerätes als auch sonstige z. B. durch Abnützung der Antriebsräder hervorgerufene Geschwindig­ keitsänderungen des Schweißdrahtes 2 besser korrigiert werden.

Dem zweiten Regler 35 für das zweite Drahtvorschubgerät 5 wird ein Istwertsignal des Drehzahlgebers 37 über die Leitung 39 und ein Sollwertsignal über die Leitung 42 zugeführt, welches von der Leitung 33 abgezweigt wird. Der Ausgang des Reglers 35 ist über eine Leitung 43 mit dem Antriebsmotor des zweiten Drahtvor­ schubgerätes 5 verbunden, so daß dieses mit konstanter Drehzahl betrieben wird.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Details der Fig. 4, welches den Regler 32 betrifft. Die Wicklung 20 ist an einen Wandler 44 angeschlossen, der die Induktivitätsänderung in eine Frequenzänderung umsetzt. Der Ausgang des Wandlers 44 ist an einen Frequenz/Spannungswandler 45 angeschlossen, dessen Ausgang über einen Verstärker 46 an den ersten Eingang des Addiergliedes 40 angeschlossen ist. Der Drehzahlgeber 36 ist über einen Frequenz/Spannungswandler 47 an den zweiten Eingang des Addier­ gliedes 40 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Istwert-Eingang des Reglers 32 verbunden ist, bei welchem über die Leitung 33 der Sollwert zugeführt wird.

Der Ausgang des Reglers 32 ist über eine Treiberstufe 48 mit dem Antriebsmotor 49 des ersten Drahtvorschubgerätes 1 verbunden.

Bei dargestelltem Beispiel nach Fig. 2 wird zur Veränderung der Lage des Rohrstutzens 9 in der Buchse 8 die Induktivitäts­ änderung der Wicklung 20 herangezogen. Es versteht sich, daß da­ zu auch andere Sensoren, wie z. B. Potentiometer, kapazitive Aufnehmer, optische Aufnehmer oder dgl. verwendet werden können, die auf die Veränderung der Lage des Rohrstutzens 9 in der Buch­ se 8 ansprechen.

Claims (4)

1. Drahtvorschubeinrichtung für ein Schutzgas-Schweißgerät, mit einem ersten, drehzahlgeregelten Drahtvorschubgerät, welches den Schweißdraht von einer Vorratsrolle abzieht und in ein Schlauchpaket einschiebt, an dessen Ende ein zweites, dreh­ zahlgeregeltes Drahtvorschubgerät angeordnet ist, welches den Schweißdraht in den Schweißbrenner einschiebt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Draht­ vorschubgerät (1, 5) am Schlauchpaket (4) eine mechanische Kupplung (7) angeordnet ist, die eine Längsbewegung des Schlauchpaketes (4) ermöglicht, und daß die Längsbewegung des Schlauchpaketes (4) ein Sensor (30) erfaßt und ein Istwert­ signal an einen Regler (32) für den Antriebsmotor des ersten Drahtvorschubgerätes (1) abgibt.

2. Drahtvorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (7) am Ende des Schlauchpaketes (4) vor dem zweiten Drahtvorschubgerät (5) angeordnet ist.

3. Drahtvorschubgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (7) aus einer Buchse (8) besteht, in der ein Rohrstutzen (9) längsverschiebbar gelagert ist, wobei das freie Ende der Buchse (8) mit einen Anschlußgewinde (10) das zweite Drahtvorschubgerät (5) und das freie Ende des Rohrstutzens (9) mit einem Anschlußgewinde (11) für das Schlauchpaket (4) versehen ist, und daß das freie Ende des Rohrstutzens (9) einen Flansch (12) trägt, an welchem außen­ seitig, einander gegeneinüberliegend zwei Bolzen (14, 15) an­ geschraubt sind, wobei der erste Bolzen (15) aus einem weich­ magnetischen Material besteht und in eine Öffnung (18) eines Spulenkörpers (19) mit einer Wicklung (20) hineinragt, und der zweite Bolzen (14) in eine Bohrung (23) einer Lasche (22) hineinragt, die an der Buchse (8) starr befestigt ist, wobei das freie Ende des zweiten Bolzens (14) mit einem Anschlag­ kopf (24) versehen ist (Fig. 2).

4. Drahtvorschubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (32) für das erste Drahtvorschubgerät (1) ein Summen-Istwertsignal eines Addiergliedes (40) zugeführt ist, dessen ersten Eingang das Istwertsignal der Wicklung (20) und dessen zweiten Eingang ein Istwertsignal von einem Drehzahl­ geber (36) des ersten Drahtvorschubgerätes (1) zugeführt ist und daß ein Regler (35) für das zweite Drahtvorschubgerät (5) vorgesehen ist, welchem ein Istwertsignal von einem Drehzahl­ geber (37) des zweiten Drahtvorschubgerätes (5) zugeführt ist, wobei beiden Reglern (32, 35) das gleiche Sollwertsignal zugeführt ist (Fig. 4).