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Die vorliegende Erfindung betrifft
automatische Drahtvorschubeinrichtungen zum Lichtbogenschweißen.
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Automatische Vorschubeinrichtungen
für Schweißdraht sind
im Rahmen des Standes der Technik bekannt. Diese umfassen typischerweise Anordnungen,
die in der Lage sind, eine Schweißdrahtrolle aufzunehmen und
den Schweißdraht
mit eine bestimmten Geschwindigkeit oder in einem bestimmten Bereich
von Geschwindigkeiten auszugeben. Diese Maschinen sind von dem Schweißbrenner
getrennt, obwohl sie in manchen Fällen an der Brenneranordnung
oder nahe daran angebracht sein können.
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Zwei Arten von Schweißtechniken,
bei denen im Allgemeinen Drahtvorschubeinrichtungen verwendet werden,
sind das TIG- und das MIG-Schweißen. Beim TIG-Schweißen beträgt eine übliche Drahtvorschubgeschwindigkeit
bis zu 1200 mm/Minute, obschon die optimale Bewegungsgeschwindigkeit
für die
meisten der manuell in der Hand gehaltenen TIG-Schweißtechniken
sich am unteren Ende dieses Bereichs finden.
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Im Gegensatz dazu weist MIG-Schweißen merklich
höhere
Drahtvorschubgeschwindigkeiten auf, die typischerweise in dem Bereich
von 3000–21.000
mm/Minute liegen.
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Das Dokument K. W. Brown, "Fine wirefeeder for
microplasma welding",
Metal Construction and British Welding Journal, Bd. 1, Nr. 4, April
1969, S. 169–173,
auf dem der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht, offenbart eine Drahtvorschubeinrichtung
mit einem Elektromotor, der an ein Untersetzungsgetriebe angekoppelt
ist, dessen Ausgang an Antriebsrollen angekoppelt ist, um eine Drahtvorschubgeschwindigkeit
im Bereich von 203,2 bis 1930,4 mm/min zu erzeugen. Eine ähnliche
Lehre kann in dem Dokument "Gas
shielded arc welding. The wire drive circuit", Philips Welding Reporter, Bd. 303,
Nr. 4, 1968, S. 4 gefunden werden.
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Außerdem offenbart das Dokument GB-A-1043638
eine Drahtvorschubeinrichtung, bei der die Drahtführungsöffnung in
Bezug zu den Rollen präzise
angeordnet ist, um die Abnutzung der Öffnung zu minimieren, durch
die die Drahtelektrode geführt
wird.
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Mit dem Stand der Technik sind eine
Zahl von Nachteilen verbunden. Zunächst sind Vorschubeinrichtungen
des Standes der Technik hinsichtlich der maximalen Größe des Drahtes,
den sie zuführen können, begrenzt.
In der Vergangenheit betrug der maximale Drahtdurchmesser, der üblicherweise
für Lichtbogenschweißvorgänge (wie
beispielsweise TIG) genutzt wurde, etwa 2,0–2,4 mm. Der Erfinder hat jedoch
ein neues Schweißverfahren
entwickelt, bei dem die Schweißbrenneranordnung
entlang der Schweißnähte vorgeschoben
wird, indem der Schweißdraht
dazu verwendet wird, gegen den Artikel zu drücken, der geschweißt wird.
Diese neue Technik hat zu Überlegungen
geführt,
auf die der Stand der Technik nicht eingeht.
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Zum Beispiel können merklich größere Drahtdurchmesser
nicht ohne die Gefahr eines Durchbrennens oder einer Substratschädigung verwendet
werden. Drahtvorschubeinrichtungen des Standes der Technik sind
im Allgemeinen nicht in der Lage, die größeren Drahtdurchmesser aufzunehmen,
die nun verwendet werden können
(grösser
als 2,4 mm).
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In der Vergangenheit gab es auch
keinen merklichen Widerstand bei der Ausgabe des Schweißdrahts
von seiner Führung
in den Schweißbereich.
Die einzige Erfordernis bestand darin, dass die Vorschubvorrichtung
in der Lage sein muss, so schnell folgen zu können, wie die Bedienungsperson den
Brenner von Hand entlang der Schweißlinie zieht. Die Anforderungen
an die Drahtvorschubeinrichtung haben nun jedoch zugenommen, so
dass die Drahtvorschubeinrichtung nicht nur den Draht, sondern auch
die Brenneranordnung vorschieben muss. Das Dokument WO-A-98/36865
beschreibt ein Verfahren, bei dem die Brenneranordnung entlang der Schweißlinie durch
den zugeführten
Draht vorgeschoben wird. Dies stellt hohe Anforderungen an die Drahtvorschubeinrichtung,
die der Stand der Technik nicht erfüllen kann. Der Anmelderin bekannte
Vorrichtungen des Standes der Technik können unter solchen Bedingungen
nicht erfolgreich arbeiten.
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Die Schweißgeschwindigkeit entlang der Naht
ist ebenso gegenüber
Schweißverfahren
des Standes der Technik erhöht.
Dies bedingt sogar weitere consid der Gestaltung und Konstruktion
einer Drahtvorschubeinrichtung zur Verwendung in derartigen Anwendungen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, die vorstehenden Probleme anzugehen oder zumindest eine brauchbare
Alternative der Öffentlichkeit
zur Verfügung
zu stellen.
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Die Lösung der Erfindung ist eine
Drahtvorschubeinrichtung, die einen Drahtvorschubteil beinhaltet
oder umfasst, der seinerseits einen Elektromotor beinhaltet, der
an ein Untersetzungsgetriebe angekoppelt ist, dessen Ausgang an
zumindest eine Antriebsrolle eines Satzes von Drahtführungsrollen angekoppelt
ist, und wobei die Anordnung des Drahtvorschubteils derart ist,
dass das maximale Drehmoment für
den Motor einem Antrieb der Antriebsrollen zur Erzeugung einer Drahtvorschubgeschwindigkeit im
Bereich von 100 bis 1000 mm/min entspricht, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie außerdem
eine Stoßsteuerung
zur feinen Vorwärts-
und zur Rückwärtseinstellung
der Drahtposition umfasst.
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Die Drahtvorschubeinrichtung der
vorliegenden Erfindung kann auch eines oder mehrere der folgenden
Merkmale umfassen:
- – die Anordnung des Drahtvorschubteils
ist dadurch gekennzeichnet, dass der austretende Draht in der Lage
ist, gegen einen Widerstand von 1,0 Kg zu drücken, bevor eine Schwankung
von mehr als einem Abfall von 5% der Vorschubgeschwindigkeit auftritt,
wenn die Einrichtung dafür eingestellt
ist, einen Draht mit einer Vorschubgeschwindigkeit in dem Bereich
von 200-800 mm/min
vorzuschieben. Vorzugsweise beträgt der
Widerstand 2,5 kg. Noch bevorzugter beträgt er 5 kg.
- – die
Vorschubgeschwindigkeitsbereich, über den ein Widerstand ermittelt
wird, beträgt
100–1000 mm/min.
- – der
Führungsrollensatz
umfasst zumindest ein Paar gegenüberliegender
Kontaktrollen, deren Kontakt habende Umfangsflächen einen Kanalabschnitt zur
Aufnahme und Führung
eines Drahts umfassen.
- – sie
umfasst einen Drahtbegradigungsteil, um jeglicher biegender Vorspannung
in dem Draht entgegenzuwirken.
- – der
Draht ist zumindest teilweise um den Umfang einer Rolle in einer
Richtung gewickelt, die zu derjenigen einer beliebigen biegenden
Vorspannung in dem Draht entgegengesetzt ist.
- – sie
umfasst ein Mittel zur Halterung einer Drahtversorgungsvorrichtung.
- – die
Drahtvorschubeinrichtung sieht vor, dass die Drahtvorschubgeschwindigkeit
zumindest in dem Bereich 0–2000
mm/min variiert werden kann.
- – das
maximale Drehmoment wird zumindest teilweise in dem gewünschten
Bereich durch Verwendung eines geeeigneten Getriebes anstelle eine
elektronischen Geschwindigkeitssteuereung des Motors erreicht.
- – sie
ist so konstruiert, dass sie an einer Schweißbrenneranordnung anbringbar
ist oder ihr unmittelbar vorhergeht.
- – zumindest
einer der folgenden Betriebsparameter ist entweder an der modifizierten
Drahtvorschubeinrichtung oder entfernt von ihr oder auf beide Weisen
steuerbar: die Drahtvorschubgeschwindigkeit, die Drahtvorschubrichtung
und einen Ein/Aus-steuerung der Drahtvorschubeinrichtung.
- – eine
Fernsteuereinrichtung gestattet die Steuerung der vorgesehenen Betriebsparamter
an oder auf der Brenneranordnung.
- – sie
umfasst eine automatische Steuerung der Drahtvorschubeinrichtung
von der Brenneranordnung, die mit der Ein- und Aussteuerung des Lichtbogens
des verbunden ist.
- – es
ist eine Empfindlichkeitssteuerung für die Steuerung der Vorschubggeschwindigkeit
vorgesehen.
- – sie
umfasst Mittel zur Montage einer Drahtversorgungseinrichtung und
zum Führen
des Drahtes zu dem Drahtvorschubteil oder dem Drahtbegradigungsteil.
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Die im Wesentlichen wie oben beschriebene Drahtvorschubeinrichtung
ist in Verbindung mit einem TIG-Schweißbrenner verwendbar, zum Beispiel einem
TIG-Schweißbrenner,
der eine Carbon/PTFE-Verkleidung aufweist.
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Die im Wesentlichen wie oben beschriebene Drahtvorschubeinrichtung
ist bei einer Schweißtechnik verwendbar,
bei der vorgeschobenen Draht den Schweißbrenner entlang der Schweißlinie vortreibt.
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Die vorliegende Erfindung unterscheidet
sich von dem Stand der Technik auf vielfache Weise. Diese Unterschiede
spiegeln wieder, wie die vorliegende Erfindung die Nachteile des
Standes der Technik und insbesondere Nachteile des Standes der Technik
bei der Verwendung bei Schweißtechniken
mit Selbstvorschub, der zum Beispiel in dem Dokument WO-A-98/36865
beschrieben ist, zu lösen
versucht. Bei diesen Techniken kann der vorgeschobene Draht einen
hohen Grad an Widerstand verspüren.
In der Vergangenheit wurde der Schweißbrenner von Hand entlang der
Schweißlinie
gezogen und die Drahtvorschubeinrichtung musste nur sicherstellen,
dass der Draht folgen konnte. Es wurde von dem vorgeschobenen Draht
wenig Widerstand, wenn überhaupt,
angetroffen und so konnten Motoren und Geräte mit vergleichsweise niedriger
Leistung verwendet werden.
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Typisch für den Stand der Technik war
die Verwendung elektrischer Direktantriebsmotoren mit elektronischen
Geschwindigkeitsreglern. Elektronische Geschwindigkeitsregelung
wird in der Technik verbreitet zur Regelung von Elektromotoren verwendet
und finden breite Verwendung nicht nur bei Drahtvorschüben, sondern
vielen elektrischen Haushalts- und Industriemotoren. Es gibt jedoch
eine Anzahl mit ihrer Verwendung verknüpfte Probleme, einschließlich einer
Reduzierung des Ausgangsmoments des Motors. Wenn dieser Nachteil
mit Elektromotoren mit vergleichsweise geringer Leistung kombiniert
wird, ist das Ergebnis eine Kombination, die bei existierenden,
handgezogenen Verfahren des TIG- und MIG-Schweißens befriedigend funktioniert,
die aber nicht in der Lage sind, mit einer Situation fertig zu werden,
in der der Draht die Anordnung vorschieben soll.
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Lediglich die Größe des Elektromotors zu vergrößern, stellt
keine gangbare Option dar. Um den erforderlichen Betrag an Krafteinwirkung
auf einen austretenden Draht zu erzeugen, wird ein vergleichsweise
leistungsstarker Motor erfordert. Dies erhöht wiederum die Kosten der
Einheit sowie das Volumen und Gewicht der Einheit (von denen viele
als tragbar entworfen sind). Zudem stimmen die Geschwindigkeitseigenschaften
eines Drahts gemäß der vorliegenden
Erfindung im Allgemeinen nicht mit den Kennlinien der meisten Elektromotoren
für das
optimale Drehmoment überein – die Geschwindigkeiten sind
oft niedriger als das, was für
den Elektromotor optimal wäre.
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Die vorliegende Erfindung versucht
die Probleme durch die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes anzugehen,
das so gewählt
wird, dass es die Ausgabe eines Drahtes mit größerer Kraft ermöglicht.
Dies kann typischerweise durch die Auswahl eines Untersetzungsgetriebes
erreicht werden, das in der Lage ist, die Kennlinie für das optimale
Drehmoment des gewählten
Elektromotors mit der erwünschten
Vorschubgeschwindigkeit für
den Draht in Übereinstimmung
zu bringen. Typischerweise liegt diese in dem Bereich von 100–1.000 mm/min
und vorzugsweise in dem Bereich von 200–800 mm/min. Das maximale Drehmoment
des Motors liegt idealerweise in einem dieser Bereiche. Das maximale
Drehmoment des Motors liegt idealerweise in einem dieser Bereiche.
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Das Getriebe sollte also so gewählt werden, dass
dem austretenden Draht die erwünschte
Kraft gegen den Bewegungswiderstand verliehen wird. Dies wird in
gewissem Maße
auch von der Auswahl des Elektromotors und dem Drahtvorschubteil
(zum Vorantreiben des Drahts) abhängen. Bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden jedoch typischerweise in der Lage
sein, einen Draht auszugeben, der gegen einen Widerstand von 1,0
kg drücken
kann, bevor eine Schwankung von mehr als einem 5%-tigen Abfall der Vorschubgeschwindigkeit
eintritt, wenn die Anordnung darauf eingestellt ist, Draht mit einer
Vorschubgeschwindigkeit in dem Bereich von 200–800 mm/min abzugeben. Noch
mehr bevorzugt beträgt
der Widerstand, gegen den eingewirkt werden kann, 2,5 kg und in idealster
Weise 5 kg oder mehr.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung umfassen oft andere Komponenten und es wird nun auf Ausführungsformen
Bezug genommen, die solche enthalten, um die Beziehungen zwischen
ihnen klar darzustellen. Diese Ausführungsformen können eine
modifizierte Drahtvorschubeinrichtung umfassen, die ihrerseits folgendes
umfasst: einen Drahtvorschubteil zum Vorantreiben eines Schweißdrahts,
einen Drahtbegradigungsteil für den
Schweißdraht
und vorzugsweise (obwohl diese von einer separaten Einheit umfasst
werden können) Mittel
zum Montieren einer Drahtversorgungsvorrichtung und zum Führen des
Drahtes von dort entweder zu dem Drahtvorschub- oder dem Drahtbegradigungsteil.
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Die Anordnung kann entsprechend verschiedenen
Ausführungsformen
variieren. Wenn eine am Brenner angebrachte Ausführungsform verwendet wird,
kann es mehr effektiv sein, eine Spulenhalterung entfernt von der
Vorschubanordnung befindlich zu haben, wobei der Draht von der gehalterten
Spule zu der Vorschubeinrichtung geführt wird. Vorzugsweise wird
eine Art von Träger
oder Führung
für zumindest
einen Teil der Distanz zwischen der Drahtversorgungsvorrichtung
und der Vorschubeinrichtung verwendet. Es kommt bei anderen Ausführungsformen
als den an der Drahtvorschubeinrichtung angebrachten, auch ein entferntes
Unterbringen der Drahtversorgungsvorrichtung in Betracht.
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Es wurden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung entwickelt, um Probleme zu berücksichtigen, die mit einer
Schweißtechnik
verknüpft sind,
bei denen der Draht dazu verwendet wird, die Brenneranordnung entlang
der Schweißnaht
voranzutreiben. Dies bedingt eine Anzahl von Überlegungen zu der Gestaltung
des Drahtvorschubs und der Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahts.
In den meisten Fällen
sollte eine Drahtvorschubgeschwindigkeit von 0–2000 mm/min akzeptabel (für TIG-Schweißen) sein,
auch wenn höhere
Geschwindigkeiten bei verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen werden
könnten.
In den meisten Situationen sollten Ausführungsformen in der Lage sein,
eine Vorschubgeschwindigkeit bereitzustellen, die zumindest einen
Bereich von 200–800
min/min und besonders bevorzugt von 100–1.000 mm/min bereitstellen – insbesondere
für die
in Betracht gezogenen Schweißtechniken.
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Weil ein beträchtlicher Widerstand gegen den
Draht vorliegen kann, ist es wünschenswert, dass
das maximale Drehmoment in diesem Geschwindigkeitsbereich, d. h.
100–1.000
mm/min erreicht werden sollte. Besonders bevorzugt sollte das maximale
Drehmoment in dem Bereich 200–800 mm/min
auftreten.
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Es ist wünschenswert, dass die Drehmomentbandbreite
so aussieht, dass das größte Drehmoment über einen
größtmöglichen
Teil dieses Bereichs bereitgestellt wird und idealer Weise ausreicht, um
eine Brenneranordnung voranzutreiben. Dies wurde auch zuvor erläutert.
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Dies kann auf eine Anzahl von Wegen
erzielt werden. Obschon eine elektronische Regelung des Motors,
die es gestattet, das er in diesem Geschwindigkeitsbereich arbeitet,
eine Möglichkeit
ist, stellten sich frühe
Versuche eines führenden
Herstellers von Drahtvorschubeinrichtungen mit diesem Verfahren (auf
Verlangen der Anmelderin) als erfolglos heraus. Obwohl die sich
ergebende Vorrichtung in der Lage war, einen Draht in dem gewünschten
Geschwindigkeitsbereich vorzuschieben, reichte das Drehmoment nicht
aus, eine Brenneranordnung entlang der Schweißnaht voranzutreiben. Dementsprechend
ist es vorzuziehen, Untersetzungsgetriebemittel zu verwenden, um
das Drehmoment und die Leistungskennlinien des Motors mit dem erwünschten
Vorschubgeschwindigkeitsbereich zu vereinbaren. Eine elektronische
Motorgeschwindigkeitsregelung kann ebenso verwendet werden, obwohl
dies nicht das einzige Mittel zur Geschwindigkeitsreduzierung einen
Antriebsmotors sein sollte.
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Eine alternative Lösung beruht
auf einer Vielzahl von Antriebsmotoren, die nur oder überwiegend durch
eine elektronische Motorgeschwindigkeitssteuerung begrenzt werden.
Hier sollte die Kombination von Drehmoment und Leistung der Motoren
in der Lage sein, eine Brenneranordnung entlang der Schweißnaht vorzutreiben.
Obschon dies eine akzeptable Lösung
sein mag, werden die meisten Arten von elektronischen Motorsteuerungen
keine hohen Drehmomente bei niedrigen Geschwindigkeiten zulassen
(zumindest nicht in dem von einer Untersetzung ermöglichten
Umfang). Zudem kann die Verwendung mehrerer Motoren die Gesamtkosten
wegen der Duplizierung der Komponenten erhöhen. Erwünschte Ausführungsformen der Erfindung
umfassen daher ein Untersetzungsgetriebe, das mit den Eigenschaften
des ausgewählten
Motors zusammenpasst. Bei einigen Ausführungsformen kann das Getriebe
auch die Auswahl verschiedener Übersetzungsverhältnisse
gestatten – so
wie beim manuellen Getriebe eines Autos -, um ein größeres Drehmoment
zum Vortreiben des Drahts zu ermöglichen. Dies
kann auch eine feinere Steuerung der Drahtvorschubgeschwindigkeit,
insbesondere bei niedrigeren Geschwindigkeiten, erlauben. Dies könnte es
auch ermöglichen,
dass verschiedene Ausführungsformen,
ebenfalls für
MIG-Schweißtechniken
verwendet werden, die typischerweise eine viel höhere Drahtvorschubgeschwindigkeit
verwenden, allerdings mit dem Vorbehalt, dass die höheren Drehmomente
zum Vorantreiben des Drahts bei diesen höheren Geschwindigkeiten nicht
zur Verfügung
stehen. In einigen Fällen
kann die Geschwindigkeit des Motors durch das Getriebe hochgesetzt
werden, um diese Geschwindigkeiten zu erzielen.
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Auch wenn der aktuelle Vorschubteil
in Gestalt und Konfiguration variieren kann, beruhen bevorzugte
Ausführungsformen
auf einer rollenartigen Antriebsvorrichtung. Typischerweise gibt
es zumindest ein Paar und vorzugsweise zwei Paare von Rollen, wobei
jedes Paar so ausgerichtet ist, dass ihre Umfangsseiten einen Draht
zwischen sich einklemmen.
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Zumindest eine Antriebsrolle eines
Paares sollte angetrieben werden, obwohl vorzugsweise zwei Rollen
eines Paares von dem Getriebe angetrieben werden. In besonders bevorzugter
Weise sind zwei Sätze
von Rollen vorhanden, die jeweils zumindest eine und vorzugsweise
zwei Rollen aufweisen.
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Es kann auf dem Umfang einer oder
beider Rollen eines Paares eine Nut vorgesehen sein, die den Draht
zumindest teilweise aufnehmen und lokalisieren kann. Geeignete Beschichtungen,
die abriebsfest sind, aber ausreichende Reibung zum Antrieb eines
Drahts bereitstellen, können
auf den Umfangsflächen
der Rollen vorgesehen sein. Diese Beschichtungen oder Verkleidungen
können
elastisch sein. Zähne
oder Nuten, die in die Oberfläche
des Schweißdrahts
eingreifen, können
ebenso in Betracht kommen, um die Griffigkeit zu erhöhen.
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Unabhängig von der Drehmomentabgabe der
Getriebe/Motor-Kombination
sind hohe Drehmomente von geringem Nutzen, wenn der Draht relativ zu
den Antriebsrollen rutschen kann. Dementsprechend sollte die Zahl
und Art der Antriebsrollen so geplant werden, dass gewährleistet
ist, dass die erwünschten,
auf den vorgeschobenen Draht zu übertragenden
Kräfte
in der Tat so übertragen
werden.
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Wenn mehrere Paare von Rollen verwendet werden,
sollten sie typischerweise bevorzugt so angeordnet werden, dass
die Bahn des Drahtes dazwischen im Wesentlichen linear ist. Es sollten
keine Knicke oder Verbiegungen vorkommen, es sei denn zum Ausgleichen
einer anfänglichen
Biegung des Drahtes infolge seiner Speicherung auf einer Spule.
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Ein Drahtbegradigungsteil kann ebenfalls eine
Anzahl von Formen annehmen. Bevorzugte Ausführungsformen werden auf einem
Ziehen des Drahtes durch eine Abfolge von Lagern oder Rollen beruhen,
die auf beiden Seiten des Drahtes angeordnet sind. Diese müssen nicht
notwendigerweise den Draht zwischen Paaren von Rollen einklemmen – die Verteilung
der Rollen muss lediglich eine im Wesentlichen lineare Bahn definieren,
auf der sich der Draht bewegen kann. Es können verschiedene Arten von Bahnen,
Pfaden, Führungen,
etc. verwendet werden, um die Begradigung des Drahts zu unterstützen.
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Auf den Draht kann aus verschiedenen
Richtungen Druck ausgeübt
werden, falls es als notwendig betrachtet wird, irgendeiner vorhandenen
Biegung oder Vorspannung des Drahtes entgegenzuwirken. Die Vorspannung
dieser extern an den Draht angelegten Kräfte kann einstellbar sein.
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Bei einer bevorzugten, später zu beschreibenden
Ausführungsform,
kommt eine nicht lineare Bahn zur Anwendung, die eine Vorspannung
an den Draht in einer Richtung entgegen seiner natürlichen, biegende
Vorspannung (als Folge der Speicherung auf einer Spule) anlegt.
Dies wird in einer hier später beschriebenen,
bevorzugten Ausführungsform
veranschaulicht.
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Ein weiteres Problem, das den Stand
der Technik betrifft, ist die eine Abnutzung bewirkende Reibung
an den Bauteilen, durch die der Schweißdraht hindurch tritt. In der
vorliegenden Situation, in der eine höhere Drahtvorschubgeschwindigkeit
auftreten kann, und auch, weil es wünschenswert ist, den Widerstand
zu mindern, um sicherzustellen, dass so viel wie möglich von
dem Drehmoment des Antriebsmotors dafür aufgewandt wird, eine Brenneranordnung
voranzutreiben, anstelle Reibung durch die Drahtbahn zu überwinden,
ist es wünschenswert, sich
den Drahtkontaktflächen
zuzuwenden und sie entsprechend zu modifizieren. Für Komponenten
wie beispielsweise die Rollen des Vorschubteils, wäre eine
Reduzierung der Reibung der Antriebsrollen nicht zu empfehlen. Nichtantriebsrollen
können
jedoch durch das Aufbringen einer zähen, wenig reibungsbeständigen Beschichtung
versehen sein. Die Drahtkontaktflächen der Drahtbegradigungsanordnung
können
ebenso ähnlich
modifiziert sein.
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Ein signifikanter Teil der Reibung
tritt jedoch häufig
an der Brenneranordnung auf und somit besteht eine Erwägung der
vorliegenden Erfindung auch darin, eine verbesserte Verkleidung
an der Brenneranordnung bereitzustellen, durch die ein Schweißdraht tritt.
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Obschon eine Anzahl von reibungsreduzierenden
Substanzen bekannt sind, können
viele zu weich sein, um verwendet zu werden, es sei denn es wird
für eine
häufige
Ersetzung gesorgt. Eine bevorzugte Wahl eines reibungsreduzierenden
Materials ist ein Karbon-Polytetrafluräthylen(PTFE)-Material. Derartige
Zusammensetzungen und Materialien können mit variierenden Härtegraden
und anderen physikalischen Eigenschaften hergestellt werden. Dies wird
den Nutzer in die Lage versetzen, eine bestimmte Zusammensetzung
auszuwählen,
die eine erwünschte
Kombination aus niedriger Reibung und Abnutzung bereitstellt.
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Weitere Merkmale, die von verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfasst werden können, umfassen Mittel, die
die Steuerung des Schweißdrahts
möglich
machen. Beim Stand der Technik umfassen Steuerungen für den Vorschub
des Schweißdrahts
Steuerungen der Drahtvorschubeinrichtung, die es erlauben, die Vorschubgeschwindigkeit
des Drahtes zu variieren, sowie eine Ein/Aus-Einrichtung. Der Stand
der Technik sieht auch vor, dass die Drahtvorschubeinrichtung automatisch
ein- oder ausgeschaltet wird (je nachdem, ob der Lichtbogen am Brenner
aktiviert ist).
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Bei einem System, bei dem ein Draht
dazu verwndet wird, die Brenneranordnung entlang der Schweißnaht voranzutreiben,
ist es wichtig, dass der Beginn des Schweißdrahts relativ zu dem Schweißbereich
genau positioniert werden kann, wenn das Schweißen beginnt. Die Maschinen
des Standes der Technik sorgen normalerweise nicht für eine ausreichende
Kontrolle dieser zu erreichenden Genauigkeit und in vielen Fällen kann
der Nutzer nur eine annähernde
Positionierung vornehmen, indem er mit der Steuerung der Drahtvorschubeinrichtung
spielt.
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Um dies anzugehen, umfasst die vorliegende
Erfindung zur genauen Positionierung des Endes des Schweißdrahts
am Startpunkt eine Stoßsteuerung,
die derjenigen ähnlich
ist, die bei Bearbeitungsvideorekordern zu finden ist. Eine derartige
Stoßsteuerung
wird sowohl eine Vorwärts-
als auch eine Rückwärtsbewegung
des Drahtendes erlauben.
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Eine solche Stoßsteuerung kann auf verschiedene
Arten arbeiten. In einer sehr einfachen Form kann eine derartige
Einrichtung das Äquivalent eines
Vollbildvorschubs eines Videorekorders umfassen, wobei das Ende
eines Drahtes in eine der Richtungen um eine einzelne vorbestimmte
Schrittgröße vorgeschoben
wird.
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Es kann vorgesehen sein, die Größe dieser Schrittgröße einzustellen.
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Bei einer etwas aufwändigeren
Ausbildung kann die Einrichtung die Zeitlupensteuerung an einem
Videorekorder emulieren. Die Aktivierung der Einrichtung in eine
der Richtungen wird den Schweißdraht
kontinuierlich in eine der Richtungen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
vorschieben. Dies ist typischerweise eine sehr niedrige geschwindigkeit
und es kann vorgesehen sein, diese vorbestimmte geschindigkeit einzustellen.
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In ihrer aufwändigeren Ausbildung kann die Stoßsteuereinrichtung
es gestatten, dass die Vorschub- oder
Rückzuggeschwindigkeit
variiert wird, je nach dem wie weit die Steuerung von ihrer 'Stop'-Position entfernt
positioniert ist. Es kann ein Zurück-zum-Stop Automatismus vorgesehen
werden.
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Es können auch verschiedene andere
Steuerungen vorgesehen werden. Diese koennen Steuerungen umfassen,
die die Empfindlichkeit einstellen, oder andere Steuerungen, insbesondere
solche, die entfernt von der Haupteinheit positioniert sind. Auch eine
Richtungssteuerung und Ein/Aus-Schalter können vorgesehen sein. Diese
und andere Steurungen können
an der Haupteinheit oder von dieser entfernt angeordnet sein.
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Wenn sie entfernt positioniert sind,
können sie
in einem separaten Handgerät
vorgesehen werden, das verdrahtet ist, oder drahtlos mit der Haupteinheit
verbunden ist. Diese Steuerungen können sich auch in der Brenneranordnung
befinden, auch wenn eine Verbindung eines Handgeräts mit der Brenneranordnung
vorgesehen werden kann.
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Weitere Aspekte der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar werden,
die als Beispiel dient und Bezug auf die folgenden beiliegenden
Zeichnungen nimmt:
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1 ist
eine schematische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und
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2 ist
eine Variante der Ausführungsform von 1.
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In Bezug auf die die Zeichnungen
und nur im Sinne eines Beispiels ist eine Drahtvorschubeinrichtung
(allgemein durch den Pfeil 1 angezeigt) vorgesehen, die einen Drahtvorschubteil
(2) zum Vortreiben eines Schweißdrahts (3) und einen
Drahtbegradigungsteil (4) für den Schweißdraht (3)
umfasst.
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Die Quelle des Schweißdrahts
kann eine (aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht gezeigte) Spule umfassen, die die Drahtvorschubeinrichtung (1)
mit dem Kabel (3) versorgt.
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Der Drahtbegradigungsteil kann eine
Anzahl von Formen annehmen, auch wenn in der vorliegenden Erfindung
drei Lager (6a–c)
vorgesehen sind, die von einander getrennt sind und die den Draht
(3) auf einer im Wesentlichen linearen Bahn führen. Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist die Position des Lagers (6b) einstellbar, indem eine
Befestigungsschraube gelöst
wird und die Halterung (7) des Lagers (6b) entlang
seines Montageteils verschoben wird.
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Der Drahtvorschubteil umfasst zwei
Paare (10, 11) von angetriebenen Rollen, die auf
ihrem Umfang jeweils eine im Wesentlichen mittig positionierte Nut
(12) aufweisen. Diese dient dazu, die Lokalisierung des
Drahtes (3) zu unterstützen.
Die Größe der Nut
(12) sollte den Größenbereich
der bereitgestellten Drähte
(3) abdecken. Die Außenfläche (14)
jeder Rolle (oder zumindest der Antriebsrolle 10a) kann
mit einem Material hoher Reibung beschichtet sein, das teilwese
auch elastisch sein kann, um unterschiedliche Drahtgrößen aufzunehmen.
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Eine oder beide Rollen eines Paares
können auch
so montiert sein, dass sich ihre Position ändern kann. Dies kann eine
Art von Vorspannmittel bilden, das die Rollen eines Paares zueinander
zieht, es ihnen aber erlaubt, sich hinreichend auseinander zu bewegen,
um zwischen sich unterschiedliche Drahtgrößen aufzunehmen. Es sind verschiedene
mechanische Anordnungen bekannt, um diese Bewegung vorzusehen, die
in den verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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Zumindest eine Rolle – in diesem
Fall Rolle (10a) – wird
angetrieben. Bei dieser Ausführungsform
wird bei einem Antriebsmittel (20), das einen Elektromotor
umfasst, der Ausgang durch ein Getriebe (21) heruntergesetzt,
um die Rolle (10a) anzutreiben. Die Getriebeanordnung is
vorzugsweise dergestalt, über
einen Bereich von Drahtgeschwindigkeiten von 200–800 mm/min dass ein hohes
Drehmoment bereitgestellt wird.
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Der Elektromotor (20) wird
von einer Steuereinrichtung (22) gesteuert, der Anweisungen
von Steuerschaltern (23) empfangen kann, die auf dem Körper (24)
der Einrichtung angebracht sind. Diese können Dinge wie das Ein- und
Ausschalten der Vorrichtung, die Richtung des Vorschubs, die Geschwindigkeit
des Drahtvorschubs und die Empfindlichkeit einer Fernsteuerung steuern,
die vorgesehen werden kann.
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Dargestellt ist ein Fernsteuerungshandgerät (25)
das durch verschiedene Verbindungsmittel einchließlich verdrahteten
oder drahtlosen angeschlossen sein kann. Dieses in der Hand gehaltene
Teil kann eine beliebige Anzahl von Funktionen umfassen – diese
wurden in dieser Beschreibung zuvor erläutert.
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Der Schweißdraht wird im Allgemeinen
von der Vorrichtung einem Brennerhandteil (30) zugeführt. Vorausgesetzt,
die Einheit (1) ist kompakt hergestellt, können in einigen Fällen die
Brenneranordnung und die Drahtvorschubeinheit (1) miteinander verbunden
sein oder sich in großer
Nähe zueinander befinden.
Auch auf dem Brennerhandteil können Steuerungen
(25) vorgesehen sein, obschon auch die Verbindung eines
abtrennbaren Handteils mit der Brenneranordnung (30) vorgesehen
sein kann.
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In der dargestellten Brenneranordnung
(30) ist eine entfernbare Verkleidung (31) vorgesehen,
die durch Trennen der zwei Hälften
(32, 33) der Brenneranordnung (30) entfernt
werden kann. Diese Verkleidung (31) kann aus einem geeigneten,
harten Material wie beispielsweise Stahl konstruiert sein und mit einer
Innenverkleidung aus einer abriebsfesten Substanz mit niedriger
Reibung versehen sein. Carbon/PTFE-Verbundmaterialien sind eine bevorzugte Wahl.
Diese Materialien können
auch andere Führungsteile
des Gerätes
z. B. (35, 36) verkleiden.
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Beispiel 2
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2 gibt
eine leichte Variante der Ausführungsform
von 1 wieder. Bei dieser
Ausführungsform
wird durch die Rollen (6a und 6b) in den Drahtbegradigungsteil
eine andere Vorspannung angelegt. Hier wird der Draht in die Richtung
entgegengesetzt zu der ihm als Folge der Speicherung auf der Spule
(5) innenwohnenden Biegevorspannung gebogen. Die Rollen
(6a, 6b) haben auch miteinander Kontakt, um ebenso
die Neigung des Drahtes, sich um seine Achse zu drehen, zu reduzieren.
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Der bei dieser Ausführungsform
gewählte Motor
ist ein 0,18 kW elektromagnetischer Gleichstrommotor. Dieser ist
an ein Getriebe (21) angekoppelt, das eine Untersetzung
von 120 : 1 bietet. Ein bevorzugter Motor ist ein Motor des Modells
GPP7477 von Baldor. Eine zweite Getriebuntersetzung erfolgt in der
Kopplung des Getriebes an die Antriebsrollen. Diese Untersetzung
kann abhängig
von der Wahl des Nutzers von 1 : 1 bis 2 : 1 reichen.
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Die Antriebsrolle (10a)
wird wie die Antriebsrolle (10b) über eine zusätzliche
Antriebskupplung (41) angetrieben. Der Durchmesser jeder
Antriebsrolle beträgt
45 mm.
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Ebenso ist eine drahtlose Steuerung
(40) vorgesehen, die eine Start/Stopp-Steuerung, eine Geschwindigkeitssteuerung
und eine Stosssteuerung in der Form eines Zurück-zum-Zentrum-Kipphebels bietet.
Es ist eine Motorgeschwindigkeitssteuerung im Bereich von 25–100% der
maximalen Geschwindigkeit vorgesehen. Dies entspricht nach dem ersten
Untersetzungsgetriebe einem Geschwindigkeitsbereich von 7–21 Upm.
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Aspekte der Erfindung wurden nur
im Sinne von Beispielen beschrieben und es sollte beachtet weden,
dass Modifikationen oder Hinzufügungen vorgenommen
werden können,
ohne von ihrem schutzumfang abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert
wird.