DE69315771T2

DE69315771T2 - Planetenrollen-Vorschubkopf

Info

Publication number: DE69315771T2
Application number: DE69315771T
Authority: DE
Inventors: David Albert David
Original assignee: P W S Ltd
Current assignee: P W S Ltd
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-08-25
Also published as: IL102935A; JPH0741248A; EP0585779A2; CN1096724A; KR0139770B1; IL102935A0; CN1070095C; EP0585779B1; ATE161210T1; EP0585779A3; US5427295A; DE69315771D1; KR940003655A

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Planeten- Vorschubkopf und Verfahren zur Verwendung in Zusammenhang mit Schweißgeräten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Planeten- Vorschub eines kontinuierlichen Elektrodendrahtes werden in den US-Patenten Nr. 4.049.172; 4.085.880; 4.098.445; 4.205.771; 4.261.499; uhd 4.605.148 beschrieben.
Ein herkömmlicher Planeten-Vorschieber umfaßt einen Körper, der eine longitudinale Zuführungsachse bestimmt, und ein Paar entgegengesetzter schräger Rollen, das symmetrisch um die Zuführungsachse herum angeordnet ist. Jede Rolle hat ein Hyperboloid-Flächenprofil. Jede Rolle ist mithilfe eines Kolbens, der seinerseits für eine axiale Bewegung in einem im Körper ausgebildeten allgemein zylindrischen Sitz montiert ist, auf dem Körper angebracht. Jede Rolle ist lateral in ihrem zugehorigen Kolben montiert, und zwar extern vom Sitz und in einem festgelegten Winkel in bezug auf die Zuführungsachse.
Die Kolben sind parallel zueinander angeordnet, und durch die Bewegung in Richtung oder weg von der Zuführungsachse kann der Freiraum zwischen den Rollen in Übereinstimmung mit dem Durchmesser eines Elektrodendrahts, der zugeführt werden soll, und in Übereinstimmung mit einer Vorschubkraft, die daran angelegt werden soll, eingestellt werden. Das Einstellen des Freiraums zwischen den Rollen wird durch das Einstellen der Rollen mithilfe einer Feder erleichtert, die geeiqht wird, um über einen dazugehörigen Hebel und über einem symmetrisch um die Zuführungsachse herum angeordneten Paar von Kraftübertragungsmechanismen eine vorbestimmte Kraft anzulegen.
Wenn sich ein Elektrodendraht dergestalt zischen den Rollen befindet, daß er entlang der Zuführungsachse liegt, bewirkt die Drehung des Körpers, daß die schrägen Rollen den Elektrodendraht entlang der Achse vorschieben. Der Vorschub des Elektrodendrahtes zwischen den Rollen bewirkt auch, daß er begradigt wird.
Zu den innewohnenden Nachteilen in Planeten-Vorschubköpfen aus dem Stand der Technik gehören folgende:
1. Die laterale Positionierung der Rollen in bezug auf die Kolben führt zu einer klammerartigen Kraftübertragung von den Hebeln auf die Rollen. Dies bewirkt die elastische Verformung im Körper des Planeten-Vorschubkopfes, wodurch wiederum eine Versetzung der Rollen und ein Verlust mechanischer Kraftverstärkung in bezug auf den Elektrodendraht verursacht wird, was eine Verminderung in der Geschwindigkeit bewirkt, mit der er vorgeschoben werden kann.
2. Infolge der relativ großen Anzahl unterschiedlicher Größen und Bauarten von verwendeten Elektr.odendrähten, wird das häufige Ersetzen von Federn benötigt.
3. Infolge der Tatsache, daß die jeweiligen Winkelstellungen der Rollen fest sind, kann nur für einen vorbestimmten Durchmesser des Elektrodendrahtes eine wirkliche Berührung zwischen einem Elektrodendraht und den Hyperboloid- Zuführungsflächen der Rollen auftreten. Die Verwendung eines Elektrodendrahtes, der einen sich von dem vorbestimmten Durchmesser unterscheidenden Durchmesser aufweist, vermindert die Berührungsfläche zwischen den Rollen und dem Elektrodendraht, wodurch die Vorschubkraft vermindert wird, die durch die Rollen am Elektrodendraht angelegt werden kann.
4. Darüber hinaus ist es infolge der Montage der Rollen in in bezug auf die Zuführungsachse festen Winkeln - für gewöhnlich ungefähr 45º nicht möglich, bei einem Verminderungs-Koeffizienten, der größer als 1 ist, annehmbare Schweißgeschwindigkeiten zu erreichen.
5. Das Einstellen der Feder und infolgedessen der an den Rollen angelegten Kraft und entsprechend auch der angelegten Kraft zur Begradigung des Elektrodendrahtes ist nicht möglich.
Die oben aufgelisteten innewohnenden Nachteile verhindern, daß die herkömmlichen Planeten-Vorschubköpfe bei unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten und bei optimaler Geschwindigkeit mit verschieden großen Drähten auf eine vorteilhafte Art und Weise verwendet werden.
Es sind verschiedene Bauarten von kontinuierlichen Schweiß- Elektroden-Vorschüben bekannt. Eine Bauart eines herkömmlichen Vorschubs verwendet eine Mehrzahl von Rollen, die sich um jeweilige wechselseitig parallele Achsen drehen, die senkrecht zur Zuführungsrichtung der Elektrode stehen.
Im Rollen-Bauart-Vorschub ist eine Reihe von Nachteilen vorhanden, die folgendes umfassen:
Um eine maximale mechanische Kraftverstärkung auf die Elektrode zu erhalten, werden die gegenüberliegenden Rollen von Kräften einer solchen Stärke zusammengehalten, die die plastische Verformung der Elektrode verursacht, wenn sie vorgeschoben wird. Dies bewirkt wiederum den schnellen Verschleiß der Rollen und der dazugehörigen Bestandteile, wodurch ihr häufiges Ersetzen erforderlich wird.
Der Rollen-Bauart-Vorschub stellt keine Begradigung der Elektrode bereit, und es tritt zwischen der Leitung und der vorgeschobenen Elektrode ein hoher Reibungswiderstand auf. Die sich ergebende nicht-lineare Zuführung der Elektrode bewirkt auch eine Verminderung in der Geschwindigkeit, mit der das Schweißen durchgeführt werden kann.
Infolge der relativ niedrigen mechanischen Kraftverstärkung zwischen den Rollen und der Elektrode - die plastische Verformung der Elektroden, wenn sie vorgeschoben wird, und des Reibungswiderstands zwischen der Leitung und der Elektrode - weisen Systeme, die herkömmliche parallele Vorschübe auf der Grundlage von Rollen verwenden, einen ziemlich - niedrigen Wirkungsgrad-Koeffizienten auf. Entsprechend würden sehe große Systeme mit nicht praktikablen Ausmaßen von Nöten sein, um Elektroden bei hoher Geschwindigkeit, wie sie beispielsweise im ZEIT-Schweißvorgang benötigt wird, vorzuschieben.
Eine weitere Bauart eines herkömmlichen Vorschubs verwendet eine Mehrzahl von Planeteneinheiten, die sich in dieselbe Richtung um eine Zuführungsachse herum drehen.
Unter den in herkömmlichen Planeten-Vorschubköpfen innewohnenden Nachteilen gibt es folgendes:
Da jede Einheit gerade ein einzelnes Rollenpaar verwendet, können sie die Elektrode nur mit einer relativ niedrigen Stoßkraft beaufschlagen.
Wenn die Elektrode vorgeschoben wird, wird sie infolge der Planetenbewegung auch verdrillt. Die an die Elektrode angelegte Drehkraft ist direkt proportional zur angelegten Vorschubkraft und zur Drehgeschwindigkeit der Planeteneinheit. Solchermaßen wird es anerkannt sein, daß die Geschwindigkeit, mit der eine Elektrode vorgeschoben wird, durch die Drehfestigkeit der Elektrode eingeschränkt wird.
Die maximale Verdrillungskraft, die an die Elektrode angelegt werden kann, wird u.a. durch den Reibungswiderstand der Leitung bestimmt, durch die die Elektrode vorgeschoben wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß in bezug auf den Verdrillungsvorgang ein Widerstand inform eines Reibungswiderstands zwischen dem Draht und dem Inneren der Leitung auftritt, wenn ein durch eine Zuführungsleitung sich bewegender Draht verdrillt wird. Der Reibungswiderstand in bezug zur Verdrillung ist proportional zur Drahtlänge innerhalb der Leitung.
Entsprechend ist die Drehkraft, die an einer Elektrode angelegt werden kann, zur Länge der Leitung umgekehrt proportional. Folglich ist die Länge einer damit verwendeten Leitung auf nicht mehr als ungefähr 3 - 4 m beschränkt.
Aus der EP-A-496 909 ist nqch eine weitere Planeten-Draht- Vorschubvorrichtung bekannt. Der bekannte Vorschub umfaßt zwei hohle Körper, die eine Draht-Zuführungsachse bestimmen, die für eine Hochgeschwindigkeitsdrehung darumherum ausgebildet ist, und ein Rollenpaar, worin jeder der zwei Körper ausgebildet ist, um die Rollen aufzunehmen, so daß das Rollenpaar zusammen mit seinem jeweiligen Körper um die Zuführungsachse der Vorrichtung herum gedreht werden kann, wobei das Rollenpaar in jeweiligen zueinander schrägen Richtungen um die Zuführungsachse herum angebracht ist. Die Rollen sind entlang der Zuführungsachse beabstandet und zum Eingreifen in Drähte ausgebildet, die der Vorrichtung zugeführt werden. Die Körper der bekannten Vorrichtung umfassen gewundene Kanäle zum Drehen einer jeden Rolle, um den Versetzungswinkel zwischen den Rollen und der Zuführungsachse einzustellen und um gleichzeitig das Rollenpaar radial in Richtung der Zuführungsachse (14) zu drücken, damit am Zuführungsdraht eine normale Kraft angelegt wird. Wenn die Rollen um die Zuführungsachse herum gedreht werden, wird am Draht eine allgemein tangentiale Kraft angelegt. Die Richtung der freien Bewegung der Rollen entlang der schiefen Kanäle und die der Körper ist nicht dieselbe.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist bestrebt, einen verbesserten Planeten-Vorschubkopf zum Vorschub und zur Begradigung eines kontinuierlichen Elektrodendrahtes bereitzustellen, und ein verbessertes Verfahren zum Vorschub und zur Begradigung eines kontinuierlichen Elektrodendrahtes bereitzustellen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überwinden.
Die vorliegende Erfindung zielt weiterhin darauf ab, einen Planeten-Vorschub für eine Elektrode und ein Verfahren zum Planeten-Vorschub einer Elektrode bereitzustellen, worin die am Draht angelegte Drehkraft minimiert wird, wodurch die Länge der Zuführungsleitung, die verwendet werden kann, stark vergrößert werden kann.
- Die obigen Ziele werden durch einen Planeten-Vorschub und ein Verfahren zum Vorschub eines Drahtes, wie in den anliegenden Ansprüchen 1-12 definiert, erfüllt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird daher ein universeller Planeten-Vorschubkopf zum Vorschub eines Drahtes bereitgestellt, der folgendes einschließt:
einen allgemein länglichen ausgehöhlten Körper, der eine Draht-Zuführungsachse bestimmt und der für eine Hochgeschwindigkeitsdrehung darum ausgebildet ist;
ein dem Körper zugehöriges Planeten-Rollenpaar, um zusammen mit dem Körper um die Zuführungsachse herum gedreht werden zu können, und das in jeweiligen zueinander schrägen Richtungen an der Zuführungsachse angebracht ist, worin die Planetenrollen jeweils Umfangs-Außen-Zuführungsflächen bestimmen, die um die Zuführungsachse herum voneinander beabstandet sind und die entlang vorbestimmter Berührungslinien zum gleichzeitigen Eingriff mit einem Draht ausgebildet sind, und worin jede Zuführungsfläche von einer Ebene, die um einen Versetzungswinkel von der Zuführungsachse versetzt ist, in rechten Winkeln geschnitten wird;
ein Gerät zum Drehen einer jeden Rolle um eine Achse, die senkrecht zur Zuführungsachse steht, um den Versetzungswinkel zwischen der Rolle und der Zuführungsachseeinzustellen, wodurch ein Rollen- Zuführungsflächenprofil parallel zur Zuführungsachse gewählt wird, das der externen Ausbildung eines Drahtes entspricht, der aus einer Anzahl von Drähten ausgesucht wird, die über unterschiedliche Durchmessergrößen verfügen, so daß auf diese Art und Weise zwischen der Rollen-Zuführungsfläche und dem ausgewählten Draht eine Linie maximaler Berührung bereitgestellt wird; und
ein Gerät, um gleichzeitig das Rollenpaar radial in Richtung der Zuführungsachse zu drücken, um entlang der Berührungslinien zwischen den Rollen-Zuführungsflächen und dem Draht eine in bezug auf den Draht senkrechte Kraft anzulegen, und worin, sobald der Körper und die Rollen um die Zuführungsachse gedreht werden, die Rollen wirksam werden, um dem Draht eine im allgemeinen tangentiale Kraft entlang der Berührungslinien anzulegen, wodurch der Draht entlang der Zuführungsachse vorgeschoben wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Vorschub eines Drahtes bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfaßt:
die Verwendung eines Planeten-Rollenpaars, das um eine Draht-Zuführungsachse herum beabstandet ist und das ausgebildet ist, um um sich darum drehen zu können;
das Ausrichten der Rollen, um zwischen jeder Rolle und einem Draht ausgesuchter Durchmessergröße eine Linie maximaler Berührung bereitzustellen;
das gleichzeitige Drücken des Rollenpaars radial in Richtung der Zuführungsachse, um entlang der Berührungslinien zwischen den Rollen und dem Draht am Draht eine senkrechte Kraft anzulegen; und
das Drehen der Rollen um die Zuführungsachse herum, um entlang der Berührungslinien am Draht eine im allgemeinen tangentiale Kraft anzulegen, wodurch der Draht entlang der Zuführungs achse vorgeschoben wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird ein Planeten-Vorschubkopf zum Vor-schub eines Drahtes bereitgestellt, der folgendes umfaßt:
ein im allgemeinen länglicher ausgehöhlter Körper, der eine Drahtzuführungsachse bestimmt und der für eine Hochgeschwindigkeitsdrehung darum ausgebildet ist;
ein Paar im allgemeinen ausgehöhlter Kolbenteile, das entlang einer zur Zuführungsachse senkrecht stehenden radialen Achse im Körper angebracht ist und das über daran angrenzende offene Enden verfügt, und worin jedes Kolbenteil eine Seitenwand aufweist, die sich in eine im allgemeinen radiale Richtung erstreckt und in der ein oder mehrere Paare von diametral entgegengesetzter Öffnungen ausgebildet sind, wobei die Kolbenteile zusammen mit der Körper um die Zuführungsachse herum drehbar sind;
ein Paar von Planetenrollen, von denen jede in einem jeweiligen Kolbenteil untergebracht ist und mithilfe einer Achse, die sich in bezug auf die radiale Achse in rechten Winkeln erstreckt, montiert ist, um durch eines der Öffnungpaare herauszuragen, worin die Rollen in jeweiligen zueinander schrägen Richtungen um die Zuführungsachse herum angebracht sind, und worin die Planetenrollen jeweilige Umfangs-Außen- Zuführungsflächen bestimmen, die um die Zuführungsachse herum voneinander beabstandet sind und sie zum gleichzeitigen Eingriff mit einem Draht entlang jeweiliger Berührungslinien damit ausgebildet sind; und
ein Gerät zum gleichzeitigen Drücken der Kolbenteile und aus diesem Grund der Rollen radial in Richtung der Zuführungsachse, um entlang der Berührungslinien zwischen den Rollen- Zuführungsflächen und dem Draht am Draht eine senkrechte Kraft anzulegen,
und worin, sobald der Körper, die Kolben und die Rollen um die Zuführungsachse herum gedreht werden, die Rollen so wirken, daß sie entlang der Berührungslinien am Draht eine im allgemeinen tangentiale Kraft anlegen, wodurch der Draht entlang der Zuführungsachse vorgeschoben wird.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gerät zum Vorschub eines Drahtes entlang einer Zuführungsachse bereitgestellt, das folgendes umfaßt:
eine Basisfläche;
erste und zweite Planeten-Vorschübe, die zur Drehung um eine Zuführungsachse herum auf der Basisfläche montiert sind, um da entlang einen Draht vorzuschieben;
ein erstes Drehgerät zum Drehen des ersten Planeten- Vorschubs in einer ersten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse herum, um zu bewirken, daß der Draht entlang der Zuführungsachse in der vorbestimmten Zuführungsrichtung vorgeschoben wird; und
ein zweites Drehgerät zum Drehen des zweiten Planeten- Vorschubs in einer zweiten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse herum, die zur ersten vorbestimmten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um zu bewirken, daß der Draht entlang der Zuführungsachse in der vorbestimmten Zuführungsrichtung vorgeschoben wird.
Zusätzlich umfassen der erste und der zweite Planeten- Vorschub in Übereinstimmung mit dem obigen Aspekt der Erfindung folgendes:
ein erstes Paar zueinander schräg liegender Rollen, die so um die Zuführungsachse herum angeordnet sind, daß sie in den Draht eingreifen, der sich da entlang erstreckt, und die, falls unbeweglich, ausgebildet sind, daran eine zur Achse senkrechte. Kraft anzulegen, worin das erste Rollenpaar des weiteren ausgebildet ist, bei seiner Drehung durch das erste Drehgerät eine Kraft am Draht anzulegen, die eine im allgemeinen entlang der Zuführungsachse angelegte axiale Kraftkomponente umfaßt und eine Drehkraftkomponente umfaßt, die um die Zuführungsachse herum in einer ersten Richtung angelegt ist; und
ein zweites Paar zueinander schräg liegender Rollen, die so um die Zuführungsachse herum angeordnet sind, daß sie in den Draht eingreifen, der sich da entlang erstreckt, und die ausgebildet sind, daran eine zur Achse senkrechte Kraft anzulegen, worin das zweite Rollenpaar des weiteren ausgebildet ist, bei seiner Drehung durch das zweite Drehgerät eine Kraft am Draht anzulegen, die eine im allgemeinen entlang der Zuführungsachse angelegte axiale Kraftkomponente umfaßt und eine Drehkraftkomponente umfaßt, die um die Zuführungsachse herum in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung angelegt ist.
Weiterhin werden in Übereinstimmung mit dem obigen Aspekt der Erfindung die ersten und zweiten Drehgeräte ausgebildet, um die jeweiligen ersten und zweiten Planeten-Vorschübe bei jeweils ähnlichen Geschwindigkeiten in entgegengesetzten Richtungen um die Zuführungsachse herum zu drehen, so daß die jeweiligen Drehkraftkomponenten, die durch das erste und das zweite Rollenpaar in der ersten und zwei:ten Richtung am Draht angelegt werden, annähernd gleich stark sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird besser in Zusammenhang mit der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden und anerkannt werden, die in Verbindung mit den Zeichnungen zu verstehen ist, in denen:
Fig. 1A eine schematische seitliche Schnittansicht eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebauten universellen Planeten-Vorschubkopfes ist, die aufgeteilt ist, um zwei Betriebs-Ausrichtungen zu zeigen;
Fig. 1B eine schematische Draufsicht des Kopfes aus Fig. 1A ist, die in Richtung des darin befindlichen Pfeiles B aufgezeichnet ist;
Fig. 2A eine zum Teil ausgeschnittene Draufsicht eines in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebauten universellen Planeten-Vorschubkopfes ist;
Fig. 2B eine Schnittansicht des Planeten-Vorschubkopfes der Fig. 2A entlang der darin befindlichen Linie B-B ist, und die ein Gerät zum Einstellen der jeweiligen Winkel-Ausrichtungen der Rollen zeigt;
Fig. 3 eine zum Teil ausgeschnittene Seitenansicht des in den Figuren 2A und 2B veranschaulichten Vorschubkopfes ist;
die Figuren 4A und 4B jeweilige Vorder- und Seiten- Schnittansichten eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindüng aufgebauten einstellbaren Kraftübertragungskegels sind;
Fig. 5 eine diagrammartige Veranschaulichung unterschiedlich wählbarer Ausrichtungen der Berührungslinie zwischen der Hyperboloid-Zuführungsfläche einer Rolle des Vorschubs der vorliegenden Erfindung und den Elektrodendrähten verschiedener ausgesuchter Größen ist;
die Figuren 6A-und 6B jeweilige Seiten- und Draufsichten eines integral ausgebildeten Körpers des Vorschubkopfes der Figuren 1A und 1B sind, die in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind;
die Figuren 7A und 7B jeweilige Seiten- und Draufsichten eines Körpers sind, der dem in den Figuren 6A und 6B veranschaulichten ähnelt, der jedoch in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 8A eine Querschnittsdarstellung eines integralen, Doppelbewegungs-Planeten-Vorschubs ist, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betrieben wird;
Fig. 8B eine diagrammartige Darstellung der direkten Beanspruchungen und der Drehbeanspruchungen ist, die am Elektrodendraht angelegt werden, während er vom Vorschub der Fig. 8A vorgeschoben wird;
die Figuren 9, 10 und 11 schematische Darstellungen verschiedener Doppelbewegungs-Vorschübe sind, die dem Vorschub aus Fig. 8A ähneln, aber worin jede Kopfeinheit von einem getrennten Antriebsriemen angetrieben wird;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Vorschubkopfes aus den Figureng und 11 ist;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht eines gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung aufgebauten Doppelbewegungs- Vorschubs ist;
Fig. 14A eine schematische Vorderansicht des Vorschubs aus Fig. 13 ist;
die Figuren 14B und 14C schematische Seitenansichten des Vorschubs aus Fig. 13 sind, die seine Wirkungsweise zeigen, und zwar jeweils entlang der Richtung der Linien B-B und C-C in Fig.
Fig. 15A eine schematische Seitenansicht eines Doppelbewegungs-Vorschubs ist, der eine Übertragung aufweist, die einen Zahnriemen, ein Zwischenrad und ein Zahngetriebe verwendet;
die Figuren 15B und 15C jeweilige Seitenansichten der rechten und linken Antriebsausbauten des Vorschubs aus Fig. 15A sind, und zwar jeweils entlang der Linie B-B und C-C;
die Figuren 16A - 16C verschiedene schematische Seitenansichten eines Doppelbewegungs-Vorschubs sind, der über eine Übertragung verfügt, die im allgemeinen der aus den Figuren 15A - 15C ähnelt, aber die nur Zahnräder und ein Zwischenrad verwendet;
die Figuren 17A - 17C jeweilige Vorder - und Teil- Seitenansichten eines nach außen gerichteten Doppelbewegungs Planeten-Vorschubs sind, der gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
die Figuren 18A, 18B, 19 und 20 schematische Darstellungen verschiedener von Riemen angetriebenen Doppelbewegungs-Vorschübe sind, die einzelne Antriebsriemen unterschiedlicher Ausbildungen verwenden;
Fig. 21 eine schematische Seitenansicht eines Doppelbewegungs-Vorschubs ist, der in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine gezahnte Differentialübertragung verwendet;
Fig. 22 eine schematische Seitenansicht eines Vorschub- Aufbaus ist, der dem aus Fig. 21 ähnelt, der jedoch eine Differentialübertragung aufweist, die ein Zwischenrad verwendet;
die Figuren 23A und 23B seitliche Querschnittsansichten eines Schweißgeräts sind, das ein Paar von Doppelbewegungs-Stoß- Vorschübe verwendet, das im wesentlichen wie in der Fig. 11 veranschaulicht aufgebaut ist;
Fig. 24 eine Seitenansicht einer gänsehalsartigen Schweißpistole ist, die eine abgeänderte Version des in Fig. 11 veranschaulichten Doppelbewegungs-Vorschubs verwendet; und
Fig. 25 eine Seitenansicht einer Schweißpistole ist, die einen Doppelbewegungs-Vorschub verwendet, der im wesentlichen wie in der Fig. 21 veranschaulicht aufgebaut ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nun wird auf die Figuren 1A - 3 bezug genommen, in denen ein allgemein mit 10 gekennzeichneter universeller Planeten- Vorschubkopf dargestellt wird, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet. Der Vorschubkopf 10 arbeitet, um einen Elektrodendraht 12 entlang einer Zuführungsachse 14 in eine Zuführungsrichtung vorzuschieben, die von einem mit 16 gekennzeichneten Pfeil angezeigt wird.
Der Vorschubkopf 10 verfügt über einen Körper 18, in dem Kolben 20 montiert sind Die Kolben 20 sind koaxial entlang einer Achse 22 und symmetrisch um die Zuführungsachse 14 herum angebracht. Jeder Kolben 20 ist ausgehöhlt und nimmt darin eine Welle 24 auf, auf der eine Zuführungsrolle 26 angebracht ist. Jede Zuführungsrolle bestimmt ein Umfangs-Zuführungsfläche 28, die ein Hyperboloid-Profil aufweist. Jede Welle 24 ist so ausgerichtet, daß ihre Längsachse 30 parallel zur Zuführungsachse 14 ist. Die Kolben 20 werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung in zylindrischen Gehäuseträgern 32 aufgenommen, die hier unten detailliert beschrieben werden.
Die Achsen 30 der Wellen 24 liegen in parallelen Ebenen und sind ausgerichtet, um für gewöhnlich dazwischen einen einstellbaren Versetzungswinkel in einem Bereich von 70º - 110º zu bestimmen. Die Wellen 24 sind vorzugsweise symmetrisch um die Zuführungsachse 14 herum angeordnet. Die Rollen 26 sind in bezug auf die Zuführungsachse quer ausgerichtet, und zwar parallel zu jeweiligen Wellen 24, so daß die jeweiligen Zufürungsflächen 28 der Zuführungsrollen 26 in bezug zueinander auf solche Weise schräg liegen, um entlang entsprechender Berührungslinien 34 in den dazwischenliegenden Draht 12 einzugreifen (Fig. 5).
Die Rollen 26 arbeiten, um in den Draht 12 einzugreifen und um entlang von Berührungslinien 34 (Fig. 5) am Draht jeweils eine vorab ausgewählte radiale Kraft entlang der Kolbenachsen 22 anzulegen. Die Anlegung dieser Kraft bewirkt sowohl der Vorschub als auch die Begradigung eines Elektrodendrahtes durch die Zuführungsrollen 26, sobald der Körper 18 wie hier unten beschrieben gedreht wird.
Die an den Kolben 20 angelegte Kraft wird über ein Paar symmetrisch positionierter Kraftübertragungs-Mechanismen 36 (5. Figuren 1A und 2) geregelt. Jeder Kraftübertragungs-Mechanismus 36 umfaßt eine elastisches Kompressionsglied 38, eine kegelförmige Kraftübertragungskegel 40, einen Hebel, 42, der an einer Stelle 44 an einem Abschnitt des Körpers 18 eingehängt angebracht wird, und ein Rollenelement 46.
Das Kompressionsglied 38 ist vorzugsweise eine Kompressionsfeder, die durch eine bekannte Kompressionskraft zwischen einem radialen Flanschabschnitt 48 des Körpers 18 und einem Kraft-Steuerglied 50 gehalten wird, das schraubbar auf einer nach außen gerichteten Fläche eines Flansches 52 des Kraftübertragungskegels 40 montiert ist. Das Rollenelement 46 ist ausgebildet, um entlang einer Vertiefung 54 (Fig. 3) zu rollen, die auf einer kegelförmigen äußeren Fläche 56 des Kraftübertragungskegels 40 ausgebildet ist.
Das Kompressionsglied 38 legt eine bekannte axiale Kraft am Kraftübertragungskegel 40 an, wodurch er ihn entlang eines im allgemeinen zylindrischen, sich rückwärtig erstreckenden Abschnittes 58 des Körpers 18 nach hinten drückt. Das an jedem Hebel 42 angebrachte Rollenelement 46 wird durch den Kraftübertragungskegel 40 nach hinten und nach außen gedrückt, so daß über einen Endabschnitt 60 des Hebels 42 die Anlegung einer nach innen ausgerichteten Kraft am dazugehörigen Kolben 20 bewirkt wird. Die an jedem Kolben 20 angelegte axiale Kraftkomponente wird über seine dazugehörigen Rollen 26 auf den zwischen den Rollen befindlichen Draht 12 übertragen.
Solchermaßen wird es ersichtlich, daß die an einem Elektrodendraht angelegte Kraft direkt proportional zur vom Kompressionsglied 38 angelegten Kraft ist, und daß das Einstellen des Kompressionsglieds eine bekannte Einstellung in bezug auf die am Draht angelegte Kraft bewirkt.
Die Einstellung der vom Kompressionsglied 38 angelegten Kraft wird durch ein Steuerglied 50 bereitgestellt. Glied so ist vorzugsweise eine Mutter, die, wie oben erwähnt, verschraubt auf der nach außen gerichteten Fläche des Flansches 52 des Kraftübertragungskegels montiert ist. Die Drehung des Steuerglieds 50 bewirkt seine Parallelverschiebung entlang der Zuführungsachse 14 in bezug auf den Kraftübertragungskegel 40.
Jetzt wird insbesondere auf Fig. 1A Bezug genommen, worin das Steuerglied 50 und der Kraftübertragungskegel 40 in einer ersten und zweiten Betriebsausrichtung gezeigt werden. In einem oberen Abschnitt der Zeichnung (oberhalb der Zuführungsachse 14) wird gezeigt, wie ein Kraftübertragungskegel 40 in einer ersten relativen Ausrichtung verschraubt auf dem Steuerglied 50 montiert ist, während im unteren Abschnitt der Zeichnung (unterhalb der Zuführungsachse 14) gezeigt wird, wie der Kraftübertragungskegel 40 in einer zweiten relativen Ausrichtung verschraubt auf dem Steuerglied 50 montiert ist.
Der ersten relativen Ausrichtung ist zu entnehmen, daß die Rolle 46 auf ein Ausmaß nach außen positioniert wird, das größer ist als das äußere Ausmaß der Rollenposition 46, wenn sich der Kegel 40 in seiner zweiten relativen Ausrichtung befindet. Je größer das Ausmaß der äußeren Anordnung des Rollenelements 46 ist, desto größer ist die nach innen gerichtete Kraft, die auf den Kolben 20 und auf die entsprechende Rolle 26 ausgeübt wird.
Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die Wellen 24 mit Rücklauf- Kompressionsgliedern 63 bereitgestellt, die arbeiten, um den äußeren Rücklauf der Rollen 26 zu unterstützen, und zwar als Reaktion auf eine Abschwächung der vom Kraft-Steuermechanismus 36 daran angelegten Kraft.
Nimmt man jetzt kurz auf die Figuren 4A und 4B Bezug, wird ein Kraftübertragungskegel 40' gezeigt, der dem in den Figuren 1A - 3 veranschaulichten Kraftübertragungskegel 40 ähnelt, mit dem Unterschied, daß das Einstellen der Stellung des Kraftübertragungskegels 40' in bezug auf das Kompressionsglied 38 mithilfe einer Schnecke 64 und eines Schneckenrads 66 bereitgestellt wird. Das Schneckenrad 66 verfügt auf ihrer nach innen gerichteten Fläche, die mit 68 gekennzeichnet ist, über ein Schraubengewinde, das ein Steuerglied 50' mithilfe eines mit 70 gekennzeichneten externen Schraubengewindes davon antreibt.
Die Ansicht der Fig. 4B ist ähnlich wie die der Fig. 1A aufgeteilt. Entsprechend wird der oberhalb der Zuführungsachse 14 gezeigte Kraftübertragungskegel 40' in bezug auf die Stellung des Kraftübertragungskegels 40', wie er unterhalb der Zuführungsachse 14 gezeigt wird, in Richtung des Pfeils 62 versetzt.
Nimmt man insbesondere auf die Figuren 1B und 3 Bezug, wird ein Motor 72 mit dem Körper 18 des. Vorschubkopfes 10 verbunden. Der Vorschub des Drahtes 12 erfolgt als Reaktion auf die Betätigung des Motors 72, der wirksam ist, um den Körper 18 und folglich auch die Gehäuseträger 32, die Kolben 20 und die Rollen 26 anzutreiben. Wenn der Körper 18 gedreht wird, werden die Rollen 26, die sich entlang jeweiliger Berührungslinien 34 (Fig. 5) in einem positiven Eingriff mit dem Draht 12 befinden, wirksam, um in der Zuführungsrichtung 16 am Draht 12 eine schräge, tangentiale Stoßkraft anzulegen, wodurch der Draht 12 entlang der Zuführungsachse und in den Pfad eines Schweißkopfes (nicht gezeigt) vorgeschoben wird.
Nimmt man jetzt auf die Figuren 1A - 3 Bezug, werden die Kolben 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mithilfe allgemein zylindrischer Gehäuseträger 32 im Körper 18 montiert. Jeder Gehäuseträger 32 verfügt auf seiner nach inneren gerichteten Fläche über zwei Paare diametral gegenüberliegender longitudinaler Vertiefungen 78 und 80. Ein erstes Paar von Vertiefungen 78 ist ausgebildet, um die Enden 25 der Wellen 24 aufzunehmen. Ein zweites Paar der Vertiefungen 80 ist ausgebildet, um die Randfläche der Rollen 26 aufzunehmen.
Die Gehäuseträger 32 werden derart positioniert, daß die jeweils darin angebrachten Rollen 26 um einen Winkel zueinander versetzt werden, der dem Versetzungswinkel zwischen den Rollen- Wellen 24 entspricht, nämlich im typischen Bereich von 70º - 110º.
Das Anbringen der Rollen 26 innerhalb der Kolben 20 und in koaxialer Paßgenauigkeit damit, und nicht extern davon und seitlich dazu wie in Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, stellt sicher, daß die Parallelverschiebung der Rollen 26 nur in einer radialen Richtung erlaubt wird. Dies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, da so sichergestellt wird, daß während des Vorschubs keine Verbiegung der Rollen und entsprechend im wesentlichen keine Versetzung erfolgt.
Daraus ergibt sich, daß die Kolben und die Rollen des Vorschubkopfes der vorliegenden Erfindung in der Lage sind, entlang eines ausgesuchten Rollenflächenprofils 28, das die Linien maximaler Berührung mit einem Elektrodendraht bestimmt, eine maximale mechanische Kraftverstärkung bereitzustellen, wodurch die Geschwindigkeit steigt, mit der der Elektrodendraht zugeführt werden kann, und der Elektrodendraht auch wirksamer begradigt wird, als es mit Vorrichtungen aus dem Stand der Technik möglich ist.
Darüber hinaus kann zur Ermöglichung der Einstellung des Vorschubkopfes 10 auf Drähte mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern der Versetzungswinkel zwischen den Rollen durch die Dreh-Einstellung der Gehäuseträger 32 eingestellt werden. Diese Drehung wird um die Achsen 22 herum bereitgestellt und ermöglicht, daß die Berührungslinien 34 zwischen den Rollen 26 und dem Draht 12 unabhängig vom Durchmesser des Drahtes erhalten bleiben.
Nimmt man jetzt speziell auf die Figuren 2A und 2B Bezug, wird ersichtlich, daß jeder Gehäuseträger 32 einen gewindeten Kranz 82 aufweist, der auf seiner Außenseite ausgebildet ist, und durch die Drehung einer Schnecke 81 in Führungskontakt mit dem Kranz 82 in einer ausgewählten Richtung um die Achse 22 herum gedreht werden kann. Wie in Fig. 2A gezeigt, werden Noniusskalen 84 und 86 bereitgestellt, um sowohl den Winkel, durch den die Gehäuseträger und folglich die Rollen 26 gedreht wurden, als auch die Größe des zum Vorschub geeigneten Drahtes zu zeigen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Berührungslinie 34 zwischen jeder Rolle 26 und dem Draht 12 in Übereinstimmung mit dem Drahtdurchmesser einstellbar. Die Winkelausrichtung der Rollenfläche in bezug auf eine senkrecht zur Zuführungsachse 14 stehenden imaginären Linie 88 ist als "Winkel des Vorschub- Gleitens" ("angle offeed slide") bekannt. In Fig. 5 wird die veranschaulichte Rolle mit einem Winkel des Vorschub-Gleitens αm gezeigt, und die Berührungslinie wird durch die Linie AmBm dargestellt, an der das Profil der Berührungsfläche der Rolle dem Außenprofil eines Elektrodendrahtes entspricht, der über einen Durchmesser dm verfügt. Es wird angenommen, daß dm den Durchmesser eines Elektrodendrahtes eines mittleren Durchmessers aus einem ausgewählten Größenbereich von Elentrodendrähten darstellt. Entsprechend stellt der Winkel αm den Winkel des Vorschub-Gleitens dar, auf den die Rollen eingestellt werden sollten, um einen Elektrodendraht des Durchmessers dm passend aufzunehmen.
Für einen Elektrodendraht des Durchmessers d&sub1; wird die Rolle 26 um die Achse 22 herum gedreht, um eine Berührungslinie A&sub1;B&sub1; bereitzustellen, während die Rolle 26 für einen Elektrodendraht eines Durchmessers d&sub2; um die Achse 22 herum gedreht wird, um eine Berührungslinie A&sub2;B&sub2; bereitzustellen.
Wenn erwogen wird, einen Elektrodendraht des Durchmessers d&sub1; oder d&sub2; vorzuschieben, werden auf diese Art und Weise die Gehäuseträger 32 und entsprechend die Rollen 26 um die Achse 22 herum gedreht, damit der vorab ausgewählte Winkel des Vorschub- Gleitens αm entweder auf α&sub1; oder α&sub2; abgeändert wird, wodurch auch die Berührungslinie entsprechend von AmBm auf entweder A&sub1;B&sub1; oder A&sub2;B&sub2; abgeändert wird, so daß die Berührungslinie mit dem äußeren Aufbau des Elektrodendrahtes übereinstimmt.
Um die Berührungslinie auf eine gewünschte Berührungslinie einzustellen, muß die Rolle 26 um einen Einstellwinkel δ gedreht werden. Wenn anfänglich α = αm ist, wird zum Erreichen von α&sub1; oder α&sub2; entsprechend eine Einstellung von entweder α&sub1; - αm = δ&sub1; oder αm - a&sub2; = δ&sub2; bereitgestellt.
Aus der in Fig. 5 veranschaulichten Geometrie des Aufbaus lautet die Gleichung für die Winkelkorrektur der Stellung der Rollen wie folgt:
worin:
d1,2 der Durchmesser des zugeführten Elektrodendrahtes ist,
B die Breite der Rollen ist,
Dm der vorbestimmte mittlere Elektrodendrahtdurchmesser für das Rollenprofil ist, und
αm der Winkel zwischen einer Bezugsachse 88, die senkrecht zur Zuführungsachse 14 stehet, und der Rolle ist.
Es sollte von den Fachleuten auf dem Gebiet anerkannt werden, daß die nachstehenden weiteren Vorteile dem vorstehend beschriebenen universellen Planeten-Vorschubkopf 10 gemäß der vorliegenden Erfindung innewohnend sind:
1. Infolge der Tatsache, daß sowohl der Freiraum als auch die von den Rollen 26 am Elektrodendraht angelegte Kraft einstellbar sind, muß das Kompressionsglied nicht für Größen und Arten von Elektrodendrähten verändert werden.
2. Da der Winkel des Vorschub-Gleitens ebenfalls einstellbar ist, kann zwischen dem Elektrodendraht und den Hyperboloid- Zuführungsflächen der Rollen für praktisch jede Elektrodendrahtgröße eine richtige lineare Berührung bereitgestellt werden, wodurch Vorschubgeschwindigkeiten erlaubt werden, die viel schneller als herkömmlich erreichbare sind.
3. Infolge des verstellbaren Winkels des Vorschub-Gleitens ist es überdies auch noch möglich, Schweißgeschwindigkeiten bei einem Verminderungskoeffizienten zu erhalten, der größer als 1 ist.
4. Wenn sowohl die von den Rollen am Elektrodendraht angelegte senkrechte Kraft als auch der Winkel des Vorschub- Gleitens der Rollen einstellbar sind, ist die Begradigung des Elektrodendrahtes bestens steuerbar und es können optimale Ergebnisse erzielt werden.
Nimmt man jetzt kurz auf die Figuren 6A und 68 Bezug, wird ein Körper 18' eines Vorschubkopfes (nicht gezeigt) gezeigt, der im wesentlich wie irgendeine der Figuren 1A - 3 oben dargestellt ist, worin der Körper 18' gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Gemäß dem dargestellten Beispiel sind auf einem Abschnitt des Körpers 18' Vertiefungen 78' und 80'. ausgebildet, um allgemein zylindrische Einschnitte 90 damit zu bestimmen, die symmetrisch um die Zuführungsachse 14 herum angeordnet sind.
Jeder Einschnitt 90 ist aufgebaut, um darin einen Kolben 20 aufzunehmen. Die Funktion der Vertiefungen 78' und 80' ähnelt der der Vertiefungen 78 und 80 (Figuren 1A - 3), sie dienen nämlich der Aufnahme der Wellen 24 und der Rollen 26 (Fig. 6B). In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch der Vorschub- Gleitwinkel nicht einstellbar, da die Vertiefungen direkt auf dem Körper 18' ausgebildet sind.
Wie in Zusammenhang mit der in Verbindung zu den Figuren 1A - 3 oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung stellt jedoch die Anbringung der Rollen 26 innerhalb der Kolben 20 und in koaxialer Paßgenauigkeit mit diesen sicher, daß die Parallelverschiebung der Rollen 26 nur in einer. radialen Richtung erlaubt ist. Dies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, da so sichergestellt wird, daß während des Vorschubs keine Verbiegung der Rollen und entsprechend im wesentlichen keine Versetzung erfolgt.
Daraus folgt, daß die Kolben und Rollen des Vorschubkopfes der vorliegenden Erfindung in der Lage sind, an einem Elektrodendraht eine maximale mechanische Kraftverstärkung bereitzustellen, wodurch die Geschwindigkeit erhöht wird, mit der der Elektrodendraht vorgeschoben werden kann, und der Elektrodendraht noch wirksamer begradigt wird, als es mit Vorrichtungen aus dem Stand der Technik möglich ist.
Die Figuren 7A und 7B sind jeweilige Seiten- und Draufansichten eines Körpers, der dem in den Figuren 6A und 6B dargestellten ähnelt, aber worin die Vertiefungen 78' und 80' so ausgebildet sind, um sich ganz durch eine Seitenwand 92 des Körpers 18 zu erstrecken. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Ausführungsform liegt im ziemlich einfachen Aufbau, worin anfänglich ein einfacher Zylinder 94 ausgebildet und danach die Vertiefungen 78' und 80' von der Außenseite des Körpers ausgebildet werden.
Nimmt man jetzt auf die Fig. 8A Bezug, wird ein im allgemeinen mit 100 gekennzeichneter integral ausgebildeter Doppelbewegungs-Planeten-Draht-Vorschub bereitgestellt, der in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Vorschub 100 ist durch die Bereitstellung eines jeweils mit Bezugszeichen 102 und 104 bezeichneten Paars von Planeten-Vorschub-Einheiten gekennzeichnet, die zueinander entgegengesetzt drehende rechte und linke Paare von Planetenrollen verwenden, die jeweils mit 106 und 108 bezeichnet werden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform dreht sich das Rollenpaar 106 der Zuführungseinheit 102 in eine allgemein rechte Richtung und das Rollenpaar 108 der Zuführungseinheit 104 dreht sich in eine allgemein linke Richtung.
Während des Betriebs laufen jeweilige Rollenpaare 106 und 108 bei ähnlichen Drehgeschwindigkeiten um eine Zuführungsachse herum, und Rollenpaare 106 und 108 greifen in einen Elektrodendraht 112 ein, der entlang der Zuführungsachse 110 dazwischen positioniert ist.
Wie diagrammartig in Fig. 88 gezeigt, legen die Rollenpaare am Draht Kräfte an, die direkte Kraftkomponenten 'N' aufweisen, die senkrecht zur Achse sind, sowie Drehkraftkomponenten 'T' um die Achse 110 herum, allgemein tangentiale Kraftkomponenten (nicht gezeigt), und entlang der Achse in einer durch Pfeil 111 gekennzeichneten Zuführungsrichtung (Fig. 8A) eine resultierende Vorschubkraft 'P'. Das rechte Rollenpaar 106 legt am Draht 112 eine Drehkomponente TR an und das linke Rollenpaar 108 legt am Draht 112 eine Drehkraftkomponente TL in einer Richtung an, die der der TR entgegengesetzt ist. Da die Rollenpaare bei ähnlichen Geschwindigkeiten um die Achse 110 laufen und von ähnlicher Größe und Ausbildung sind, ergibt es sich, daß die jeweilige Stärke der Drehkomponenten TR und TL ebenfalls ähnlich sind, so daß sich die Netto-Drehkraft am Draht 112 Null in etwa gleich Null ist.
Es wird solchermaßen geschätzt sein, daß, da der Draht eine kleine oder keine Verdrillung erfährt, die Länge der Leitung, durch die er vorgeschoben werden kann, im Vergleich zum Stand der Technik stark vergrößert werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher die Länge einer Zuführungsleitung auf soviel wie 4,5 - 8,0 m gesteigert werden. Dies stellt gegenüber der Länge der Zuführungsleitungen in Zusammenhang mit herkömmlichen Planeten-Vorschubköpfen einen Anstieg von 50 - 100% dar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter der Voraussetzung, daß die Rollenpaare 106 und 108 so positioniert sind, um zueinander entgegengesetzte und gleiche Drehkraftkomponenten am Draht 112 anzulegen, wie oben beschrieben, jede der Planenten- Vorschub-Einheiten 102 und 104 - wenn alleine genommen - irgendeiner der hier oben in Verbindung mit irgendeiner Figuren 1A - 7B beschriebenen neuartigen Aufbauten oder irgendein passend ausgebildeter herkömmlicher Aufbau sein.
Im vorliegenden Beispiel werden die Vorschub-Einheiten 102 und 104 wie gezeigt in Übereinstimmung mit den oben in Verbindung mit irgendeiner der Figuren 1A - 7B gezeigten und beschriebenen Vorschubköpfen aufgebaut und werden hier daher nicht detailliert beschrieben, außer wenn es für ein noch umfassenderes Verständnis der vorliegenden Ausführungsform nötig ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird erwogen, den Abstand 'L' zwischen den jeweiligen Eingriffspunkten der zwei Rollenpaare 106 und 108 auf ein Minimum zu halten, wodurch die augenblickliche Drehkraft, die an einem vorgegebenen Abschnitt des Drahtes 112 vor seinem Eingriff durch das linke Rollenpaar 108 angelegt wird, verringert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform werden Vorschub- Einheiten 102 und 104 über geeignete Lager 116 und 118 auf einem gemeinsamen Montageblock 114 angebracht. Die Drehung der Vorschub-Einheiten kann durch die Motoren 120 und 122 bereitgestellt werden, die von irgendeinem geeigneten Getriebe (nicht gezeigt) synchronisiert werden.
Die Figuren 9 - 22 sind Veranschaulichungen verschiedener Ausführungsformen von Doppelbewegungs-Planeten-Draht-Vorschübe der Erfindung, die alle linke und rechte Vorschub-Einheiten verwenden. Der Aufbau dieser Vorschub-Einheiten kann an und für sich denen im Vorschub 100 der Fig. 8A verwendeten ähneln. Entsprechend sind die rechten und linken Vorschub-Einheiten, wo erforderlich, durch die Bezugszeichen 102 und 104 in der hier unten folgenden Beschreibung gekennzeichnet.
Jetzt wird auf die Figuren 9, 10 und 11 Bezug genqmmen, in denen verschiedene Doppelbewegungs-Draht-Vorschübe dargestellt sind, die im allgemeinen dem Vorschub 100 der Fig. 8A ähneln, aber worin jede rechte und linke Vorschub-Eileinheit von einem separaten Antriebsriemen angetrieben wird. Von den Vorschüben in den Figuren 9, 10 und 11 verwenden die Vorschübe in den Figuren 9 und 10 nach innen gerichtete Rollenpaare 106 und 108, während der Vorschub in Fig. 11 nach außen gerichtete Rollenpaare 106 und 108 verwendet. Es sollte anerkannt sein, daß, während jede besondere Ausführungsform über ihre eigenen speziellen Vorteile verfügt und während die hier beschriebenen Vorschubteile, die nach außen gerichtete Rollenpaare verwenden, die Verwendung einer Zuführungsleitung ermöglichen, die viel größer ist als jene, die in Zusammenhang mit einem herkömmlichen Planeten- Vorschub verwendet wird, die Länge einer Zuführungsleitung, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, zum Abstand L zwischen den Rollenpaaren umgekehrt proportional ist.
Nimmt man speziell auf die Fig. 9 Bezug, wird ein Doppelbewegungs-Planeten-Vorschub 124 bereitgestellt, worin die rechte Vorschub-Einheit 102 ein Körper 126 aufweist, der über ein Wellenlager 130 mit einem ähnlichen Körper 128 der linken Vorschub-Einheit 104 verbunden ist. Sowohl die rechte als auch die linke Einheit 102 und 104 sind über deren jeweiligen Körper 126 und 128 auf einem gemeinsamen Montageblock 132 angebracht.
Ein Elektromotor 134 ist auf einem Montageblock 132 angebracht und ausgebildet, um mithilfe einer Laufschiene 135 und einer Welle 136, und über entsprechende jeweils mit 137 und 139 gekennzeichnete Antriebsanordnungen, die linke und rechte Vorschub-Einheit in entgegengesetzte Richtungen um die Zuführungsachse 110 herum anzutreiben.
Nimmt man jetzt auch auf Fig. 12 Bezug, umfaßt eine rechte Antriebsanordnung 137 ein erstes Zahnrad 138, einen einseitigen gezahnten Antriebsriemen 142 und ein zweites Zahnrad 146. Die linke Antriebsanordnung 139 umfaßt ein erstes Zahnrad 140, einen doppelseitigen Antriebsriemen 144, der über eine erste und zweite gezahnte Seite 148 und 150 verfügt, und ein zweites Zahnrad 152.
Der Motor 134 ist wirksam, um die ersten Zahnräder 138 und 140 anzutreiben, die wiederum die jeweiligen rechten und linken Antriebsriemen 142 und 144 drehen. Der rechte Antriebsriemen 142 ist wirksam, um das an der rechten Vorschub-Einheit 102 angebrachte zweite Zahnrad 146 in derselben Drehrichtung wie die des Motors anzutreiben.
Der linke Antriebsriemen 144 ist derart verschränkt, daß durch das erste Zahnrad 140 in seine erste gezahnte Oberfläche 148 treibend eingegriffen wird, und derart, daß die zweite gezahnte Oberfläche 150 mit einem zweiten Zahnrad 152, das mit der linken Vorschub-Einheit 104 verbunden ist, antreibbar ist. Entsprechend wird die linke Vorschub-Einheit 104 in die zum Motor entgegengesetzte Richtung, also folglich einer zur rechten Vorschub-Einheit 102 entgegengesetzten Richtung, angetrieben.
Nimmt man jetzt auf Fig. 10 Bezug, wird ein allgemein mit 154 gekennzeichneter Doppelbewegungs-Planeten-Draht-Vorschub bereitgestellt. Der Vorschub 154 ähnelt allgemein dem Vorschub 124 der Fig. 9, mit Ausnahme davon, daß in der vorliegenden Ausführungsform die rechte und linke Vorschub-Einheit 102 und 104 getrennt und einstellbar auf einem Montagerahmen 156 angebracht werden. Ein Vorteil dieser Anordnung ist es, daß für die Instandhaltung ein Zugang auf die Vorschub-Einheiten geeignet bereitgestellt wird, indem die linke Einheit 104 entlang des Montagerahmens 156 von der rechten Einheit 102 weggeschoben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die linke und rechte Einheit 104 und 102 auf jeweiligen Wellen 158 und 160 angebracht, die über Wellenlager 161 und 162 und Montageträger 163 und 164 am Montagerahmen 156 angebracht sind. Das rechte und linke Planeten-Rollenpaar 106 und 108 werden an jeweiligen nach innen gerichteten Abschnitten der Vorschub-Einheiten 102 und 104 bereitgestellt, während die jeweilige rechte und linke Antriebsanordnung 166 und 168 an jeweils nach außen gerichteten Abschnitten der Vorschub-Einheiten bereitgestellt werden. Die Antriebsanordnungen 166 und 168 ähneln den oben in Verbindung mit der Fig. 9 gezeigten und beschriebenen Antriebsanordnungen 137 und 139 und werden daher hier nicht neuerlich beschrieben.
Ein Motor 170, der eine Welle 172 aufweist, ist wirksam, um die Übertragungsanordnungen 166 und 168 im wesentlichen anzutreiben, wie es oben in Verbindung mit den Übertragungsanordnungen 137 und 139 der Ausführungsform aus Fig. 9 beschrieben worden ist.
Es wird geschätzt sein, daß, während im vorliegenden Beispiel die rechte Vorschub-Einheit 102 allgemein fest am Montagerahmen 156 angebracht ist, die linke Vorschub-Einheit 104 und ihre Antriebsanordnung 168 entlang des Montagerahmens einstellbar verschoben werden können. Der Montageträger 164 ist mit einem Basisabschnitt 174 des Montagerahmens 156 verbunden, aber nicht daran befestigt. Eher bestimmt ein unterer Abschnitt 176 des Trägers 164 einen unteren Abschnitt 178, der für eine Schiebebewegung entlang des Basisabschnitts 174 aufgebaut ist, wobei diese Bewegung durch einen einstellbaren Schrauben- Mechanismus gesteuert wird, der zwischen einem Paar von an einem Montagerahmen 156 befestigten festen Vorsprüngen 180 und 182 angebracht ist.
Nimmt man jetzt auf Fig. 11 Bezug, wird ein allgemein mit 184 gekennzeichneter Doppelbewegungs-Planeten-Draht-Vorschub bereitgestellt. Mit Ausnahme dessen, was speziell hier unten beschrieben wird, ähnelt der Vorschub 184 allgemein dem Vorschub 154 der Fig. 10 und wird daher hierin so nicht detailliert beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform kann zur Instandhaltung auf die rechte und linke Vorschub-Einheit 102 und 104 zugegriffen werden; dies erfolgt jedoch nicht mittels einer einstellbaren Anbringung, sondern durch deren derartigen Anbringung, daß ihr jeweiliges Rollenpaar 106 und 108 nach außen gerichtet ist.
Entsprechend werden das rechte und das linke Planeten- Rollenpaar 106 und 108 an jeweiligen nach außen gerichteten Abschnitten der Vorschub-Einheiten 102 und 104 bereitgestellt, während die jeweilige rechte und linke Antriebsanordnung 166 und 168 an jeweiligen nach innen gerichteten Abschnitten der Vorschub-Einheiten in zueinander angrenzenden Abschnitten bereitgestellt werden.
Nimmt man jetzt auf Fig. 13 Bezug, wird ein allgemein mit 186 gekennzeichneter Doppelbewegungs-Vorschub gezeigt, worin die rechte und linke Vorschub-Einheit 102 und 104 so liegen, daß sie nach außen gerichtet sind - wie im Vorschub 184 (Fig. 12) - und die auf einem gemeinsamen Montageblock 188 angebracht sind, der dem Montageblock 132 des Vorschubs 124 (Fig. 9) ähnelt.
Ein Elektromotor 190 ist auf einem Montageblock 188 angebracht und ausgebildet, um mithilfe einer Laufschiene 192 und einer Welle 194 und mithilfe entsprechender jeweils mit 196 und 198 gekennzeichneter Antriebsanordnungen die linke und rechte Vorschub-Einheit in entgegengesetzte Richtungen um die Zuführungsachse 110 herum anzutreiben.
Nimmt man jetzt auch auf die Figuren 14A - 14C Bezug, umfaßt eine rechte Antriebsanordnung 196 (Fig. 14C) ein erstes Zahnrad 200, einen einseitigen gezähnten Antriebsriemen 202 ünd ein zweites Zahnrad 204. Die linke Antriebsanordnung 198 umfaßt ein erstes Zahnrad 206 und ein zweites Zahnrad 208.
Der Motor ist wirksam, um die ersten Zahnräder 200 und 206 anzutreiben. Das erste Zahnrad 200 ist wirksam, um antreibend in den Antriebsriemen 202 einzugreifen, der wiederum die Drehung des zweiten Zahnrads 204 bewirkt, wodurch die rechte Vorschub- Einheit 102 in eine Richtung gedreht wird, die parallel zur Drehrichtung der Motorwelle 194 verläuft. Das erste Zahnrad 206 ist wirksam, um in das zweite Zahnrad 208 antreibend einzugreifen, wodurch die linke Vorschub-Einheit 104 in einer Richtung angetrieben wird, die derjenigen entgegengesetzt ist, in der die Motorwelle gedreht wird, d.h. in einer Richtung, die der der richten Vorschub-Einheit 102 entgegengesetzt ist.
Nimmt man jetzt auf die Figuren 5A - 15C Bezug, wird schematisch ein allgemein mit 240 gekennzeichneter Vorschub dargestellt, der eine Übertragung verwendet, die allgemein der der Ausführungsform aus den Figuren 13 - 14C ähnelt. Der Vorschub 240 verwendet jeweilige rechte und linke Antriebsanordnungen 242 und 244 Die rechte Antriebsanordnungen 242 ähnelt der rechten Antriebsanordnung 196 des Vorschubs 186 (Figuren 13 - 14C) und wird solchermaßen hier nicht detailliert beschrieben.
Die linke Antriebsanordnung 244 umfaßt ein auf der Welle 194 des Motors 190 befestigtes Zahnrad. 248, ein Satellit- Antriebsriemenrad 250 und einen Antriebsriemen 252, über den das erste Zahnrad 248 das Satellitrad 250 antreibt. Ein zweites Zahnrad 254 ist zusammen mit einem Satellitrad 250 auf einer Welle 256 angebracht, um sich damit drehen zu können. Die Drehung des zweiten Zahnrades 254 erzeugt eine entgegengesetzte Drehung eines dritten Zahnrades 258, das auf einer Welle 260 der linken Vorschub-Einheit 104 befestigt ist.
Während des Betriebs treibt der Motor 190 erste Zahnräder 200 und 248 an. Das erste Zahnrad 200 ist wirksam, um antreibend in den Antriebsriemen 202 einzugreifen, der wiederum die Drehung des zweiten Zahnrads 204 bewirkt, wodurch die rechte Vorschub- Einheit 102 in einer Richtung gedreht wird, die zur Richtung der Motorwelle 194 parallel verläuft. Diese Richtung wird durch mit 262 gekennzeichneten Pfeilen angezeigt.
Das erste Zahnrad 248 ist wirksam, um über den Antriebsriemen 252 die Drehung des Satellitrades 250 zu bewirken, wodurch auch die Drehung des zweiten Zahnrades 254 in einer ähnlichen Richtung veranlaßt wird, wodurch wiederum eine Drehung des dritten Zahnrads 258 und solchermaßen des linken Rollenpaars 108 in einer mit Pfeil 264 gekennzeichneten entgegengesetzten Richtung bewirkt wird.
In den Figuren 16A - 16C wird noch eine weitere Veränderung des Vorschubs 186 aus den Figuren 13 - 14C veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform verfügt ein Vorschub 270 über eine rechte Antriebsanordnung 272, die zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad 200 und 204 ein Zwischenrad 274 verwendet, um somit eine Drehbewegung der rechten Vorschub-Einheit 102 bereitzustellen, die in bezug auf die an der linken Vorschub- Einheit 104 verliehenen Richtung entgegengesetzt ist. Eine linke Antriebsanordnung 276 ist im wesentlichen dieselbe wie die linke Antriebsanordnung 198 des Vorschubs 186 der Figuren 13 - 14C und wird so hierin nicht beschrieben.
Jetzt wird auf die Figuren 17A - 17C Bezug genommen, die jeweils Vorder- und seitliche Teilansichten eines nach außen gerichteten Doppelbewegungs-Planeten-Vorschubs 280 sind, der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist.
Der Vorschub 280 verwendet in einer nach außen gerichteten Anordnung eine jeweilige rechte und linke Planeten-Vorschub- Einheit 102 und 104, die im wesentlichen wie oben in Verbindung mit irgendeiner der Figuren 11, 12, 13, 14A, 15A und 16A beschrieben worden sind und daher hier nicht neuerlich beschrieben werden.
Ein Elektromotor 282 ist ausgebildet, um die rechte und linke Vorschub-Einheit mithilfe einer Welle 284 und entsprechenden jeweils mit 286 und 288 gekennzeichneten Antriebsanordnungen in entgegengesetzten Richtungen um die Zuführungsachse 110 herum anzutreiben.
Die rechte Antriebsanordnung 286 umfaßt ein auf der Motorwelle 284 befestigtes Zahnrad 290, ein Satellitrad 292, ein zweites auf einer Welle 295 der rechten Vorschub-Einheit 102 angebrachtes Zahnrad 294 und einen doppelseitigen gezahnten Antriebsriemen 296. Die linke.Antriebsanordnung 288 umfaßt ein erstes Zahnrad 298, einen einseitig gezahnten Antriebsriemen 300 und ein zweites auf einer Welle 303 der rechten Vorschub-Einheit 104 angebrachtes Zahnrad 302. Das Satellitrad 292 und das erste Zahnrad 298 der linken Antriebsanordnung 288 sind über eine gemeinsame Welle 304 drehbar verbunden.
Der Motor 282 ist wirksam, um das erste Zahnrad 290 anzutreiben, das betreibbar ist, um in eine erste gezahnte Seite 306 der zweiseitigen Antriebsriemen 296 einzugreifen, um das zweite Zahnrad 294 in einer mit einem Pfeil 308 angezeigten Richtung (Fig. 17B) anzutreiben, und um dadurch die rechte Vorschub-Einheit 102 in derselben Richtung anzutreiben. Der Antriebsriemen 296 ist derart angeordnet, daß eine mit 310 gekennzeichnete zweite Seite davon antreibbar in das Satellitrad 292 eingreift. Das Rad 292 und das erste und zweite Zahnrad 298 und 302 der zweiten Antriebsanordnung 288 werden solchermaßen in einer mit einem Pfeil 312 gekennzeichneten Richtung gedreht, die zur Drehrichtung der Motorwelle 284 entgegengesetzt verläuft.
Nimmt man jetzt auf die Figuren 18A und 18B, 19 und 20 Bezug, werden schematisch verschiedene Vorschübe dargestellt. Die drei Vorschübe sind dadurch gekennzeichnet, daß sie nach innen gerichtete Rollenpaare aufweisen und verschiedentlich aufgebaute Übertragungsanordnungen haben, die einen einzelnen Antriebsriemen verwenden, um gleichzeitig die rechte und linke Vorschub-Einheit 102 und 104 in entgegengesetzten Richtungen anzutreiben.
In den Figuren 18A und 18B wird ein Vorschub 320 dargestellt, der so ähnlich angeordnet sein kann wie irgendeines der oben in Verbindung mit den Figuren 11 und 13 gezeigten und beschriebenen Vorschübe, mit Ausnahme der in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Antriebsanordnung.
Der Vorschub 320 verwendet eine Antriebsanordnung, die einen einseitig gezahnten Antriebsriemen 324, ein auf einer Antriebswelle 326 eines Motors 327 angebrachtes Zahnrad 325, und eine Satellitrad 328. Die Räder 325 und 328 sind zur Drehung um die jeweils mit 330 und 332 gekennzeichneten parallelen Achsen angebracht. Die rechte Vorschub-Einheit 102 ist an einer ihrer Wellen 334 mit einem Zahnrad 336 verbunden, um antreibend in den Antriebsriemen 324 einzugreifen. Die linke Vorschub-Einheit 104 ist an einer ihrer Wellen 338 mit einem Zahnrad 340 verbunden, um antreibend in den Antriebsriemen 324 einzugreifen.
Wie dargestellt, ist der Antriebsriemen so angeordnet, daß seine mit 342 gekennzeichnete gezahnte Seite in jedes der vier Räder 326, 328, 336 und 340 eingreift. Der Betrieb des Motors 327 bewirkt über den Antriebsriemen die Drehung der vier Räder, wodurch die zueinander entgegengesetzte Drehung der rechten und linken Vorschub-Einheit 102 und 104 bewirkt wird.
Nimmt man jetzt Bezug auf Fig. 19, wird ein Vorschub 342 dargestellt, der dem Vorschub der Figuren 18A und 18B ähnelt, mit Ausnahme davon, daß in der vorliegenden Ausführungsform das Antriebsrad 325 und das Satellitrad 328 derart angeordnet sind, um sich um ihre jeweilige Welle 330 und 332 zu drehen, die eher senkrecht als parallel zueinander stehen.
Nimmt man jetzt Bezug auf Fig. 20, wird ein Vorschub 344 dargestellt, der den Vorschüben der Figuren 18A und 18B und 19 ähnelt, mit Ausnahme davon, daß in der vorliegenden Ausführungsform das Antriebsrad 325 und Satellitrad 328 angeordnet sind, um sich um eine durch die Motorwelle 326 bestimmte gemeinsame Achse 346 herum zu drehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Satellitrad, obwohl es auf der Motorwelle 326 angebracht ist, ist es daran mittels passenden Wellenlagern (nicht gezeigt) angebracht, um dadurch nicht angetrieben zu werden, sondern um statt dessen vom Antriebsriemen 324 angetrieben zu werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Satellitrad koaxial mit der Motorwelle 326, aber getrennt davon angebracht sein.
Nimmt man nunmehr auf die Fig. 21 Bezug, wird ein Doppelbewegungs-Vorschub 210 gezeigt, der in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine gezahnte Differentialübertragung verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die jeweilige rechte und linke Vorschub- Einheit 102 und 104 so angeordnet, daß ihre jeweiligen Rollenpaare 106 und 108 nach außen gerichtet sind.
Die Vorschub-Einheiten 102 und 104 werden von einem Elektromotor 212 angetrieben, der eine Differentialübertragung 214 antreibt. Die Übertragung 214 umfaßt ein Antriebs-Kegel- Zahnrad 216, das an einer Motorwelle 218 befestigt. Über eine Welle 220 hat die rechte Vorschub-Einheit 102 ein erstes kegelförmiges Zahnrad 222 daran befestigt. Über eine Welle 224 hat die linke Vorschub-Einheit 104 ein zweites kegelförmiges Zahnrad 226 daran befestigt. Die Einheiten 102 und 104 und der Motor 212 sind so angeordnet, daß die Zahnräder 216 und 222 und 216 und 226 antreibend ineinandergreifen, um die jeweiligen entgegengesetzten Drehungen der Einheiten 102 und 104 bereitzustellen.
Nimmt man jetzt auf die Fig. 22 Bezug, wird ein Doppelbewegungs-Vorschub 230 gezeigt, der eine gezahnte Differentialübertragung 232 verwendet, die allgemein der Übertragung 214 ähnelt, mit Ausnahme davon, daß zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad 222 und 226 ein Zwischenrad 234 bereitgestellt wird und davon, daß Motor 212 und Antriebsrad 216 außerhalb davon angebracht werden. In der vorliegenden Ausführungsform greift daher das Antriebsrad 216 nur direkt in das zweite Zahnrad 226. Da das zweite Zahnrad 226 vom Antriebsrad 216 gedreht wird, wird die Drehbewegung des Zahnrades 226 über das Zwischenrad 234 an das erste Zahnrad 222 übertragen, wodurch die Drehung des ersten Zahnrads 222 und entsprechend der rechten Vorschub-Einheit 102 in einer Richtung bereitgestellt wird, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der die linke Vorschub-Einheit 104 gedreht wird.
Jetzt wird auf die Figuren 23A und 23B Bezug genommen, in denen das allgemein mit 350 gekennzeichnete Schweißgerät dargestellt wird, in dem wiederum ein in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebautes und betriebenes - Paar von Doppelbewegungs-Stoß-Vorschübe 352 bereitgestellt wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Vorschübe 352 im wesentlichen wie die oben in Verbindung mit Fig. 11 gezeigten und beschriebenen, allerdings mit dem Zusatz des einstellbaren Schraubenmechanismus 178 der Fig. 10, weshalb sie hier nicht noch einmal beschrieben werden. Die Vorschub-Bestandteile sind hierin mit denselben Bezugszeichen versehen, wie sie in Fig. 11 erscheinen. Es sollte jedoch geschätzt werden, daß die Vorschübe 352 im wesentlichen wie alle hier oben in Verbindung mit irgendeiner der Figuren 8A - 22 gezeigten und beschriebenen Vorschübe sein können.
Das Gerät 350 umfaßt ein Gehäuse 354, eine Zuführungsleitung 356 und ein Schweißkopf 357. Das Gehäuse 354 ist ausgebildet, um eine frei drehbare Spule 358 zu enthalten, die einen Elektrodendraht 360 so hält, daß der Draht von den ebenfalls im Gehäuse angebrachten Doppelbewegungs-Vorschübe 352 ungehindert frei zugeführt werden kann. Die Vorschübe 352 sind angebracht, um den Draht 360 entlang einer gemeinsamen Zuführungsachse 362 und in eine erste Öffnung 364 der Zuführungsleitung 356 vorzuschieben. Die Leitung 356 steht mit einem Schweißkopf 357 in Verbindung, um den Vorshub des Drahtes dadurch zu gestatten. Eine Länge der Leitung 356 kann in einem typischen Bereich von 3,0 - 4,5 m liegen und abhängig von der verwendeten Bauart des Vorschubs, vom Durchmesser und der Festigkeit des Drahtes und der Geschwindigkeit, mit der der Draht vorgeschoben werden soll, auf 6 - 8 Meter angehoben werden.
Nimmt man jetzt auf Fig. 24 Bezug, wird eine allgemein mit 370 gekennzeichnete gänsehalsartige Schweißpistole gezeigt, die ein Doppelbewegungs-Vorschub 372 verwendet, der in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Vorschub 372 allgemein wie in Fig. 11 dargestellt aufgebaut un4 wird hierin daher nicht neuerlich allgemein beschrieben, sofern dies für das Verständnis der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich ist. Die Vorschub- Bestandteile werden hierin mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wie sie in Fig. 11 erscheinen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, um die Vorschub- Ausbildung der Fig. 11 der dargestellten gänsehalsartigen Schweißpistole anzupassen, der Montagerahmen 156 (Fig. 11) nicht bereitgestellt, wobei die Antriebsanordnungen 166 und 168 direkt an ihrer jeweiligen rechten und linken Vorschub-Einheit 102 und 104 angrenzend bereitgestellt werden und der Motor 170 wird zwischen die Antriebsanordnungen angeordnet. Der Motor 170 verfügt des weiteren über eine doppelendige Antriebswelle 373, wobei jedes Ende ausgebildet ist, um antreibend in eine dazugehörige Antriebsanordnung einzugreifen. Es sollte anerkannt sein, daß die in Bezug auf den Vorschub der Fig. 11 dargestellte Abänderung für eine allgemein schlankere und verlängerte Vorschub-Anordnung sorgt und die deshalb für das Einsetzen in eine gänsehalsartige Schweißpistole geeigneter ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Vorschub 372 im wesentlichen jedes der hier oben beschriebenen Vorschübe darstellen.
Die Schweißpistole 370 ist mit einer Zuführ ungsleitung 374 verbunden und umfaßt ein Gehäuse 376 und einen Schweißkopf 378. Das Gehäuse 376 ist ausgebildet, um einen Doppelbewegungs- Vorschub 372 so aufzunehmen, um einen Elektrodendraht 376 durch die Zuführungsleitung 374 und entlang einer Zuführungsachse 378 vorzuschieben, um die sich der Vorschub 372 während des Betriebs dreht. Eine Länge der Leitung 374 kann in einem typischen Bereich von 3,0 - 4,5 m liegen und kann abhängig von der verwendeten Bauart des Vorschubs, vom Durchmesser und der Festigkeit des Drahtes und der Geschwindigkeit, mit der der Draht vorgeschoben werden soll, auf 16 - 28 Meter angehoben werden.
Nimmt man jetzt auf Fig. 25 Bezug, wird eine allgemein mit 380 gekennzeichnete gänsehalsartige Schweißpistole gezeigt, die einen Doppelbewegungs-Vorschub 382 verwendet, der in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Vorschub 382 allgemein wie in Fig. 21 dargestellt aufgebaut und wird hierin daher nicht neuerlich beschrieben. Die Vorschub- Bestandteile werden hierin mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wie sie in Fig. 21 erscheinen. Es sollte jedoch geschätzt sein, daß der Vorschub 382 im wesentlichen jedes der hier oben beschriebenen Vorschübe sein kann.
Die Schweißpistole 380 ist mit einer Zuführungsleitung 384 verbunden und umfaßt einen Handgriff 385, ein Gehäuse 386 und einen Schweißkopf 388. Das Gehäuse 386 ist ausgebildet, um einen Doppelbewegungs-Vorschub 382 aufzunehmen, damit ein Elektrodendraht 387 durch die Zuführungsleitung 384 und entlang einer Zuführungsachse 388, um die sich der Vorschub 382 während des Betriebs dreht, zugeführt werden kann. Eine Länge der Leitung 384 kann in einem typischen Bereich von 3,0 - 4,5 m liegen und kann abhängig von der verwendeten Bauart des Vorschubs, vom Durchmesser und von der Festigkeit des Drahtes und der Geschwindigkeit, mit der der Draht vorgeschoben werden soll, auf 16 - 28 Meter angehoben werden.
Von den Fachleuten auf dem Gebiet sollte es geschätzt sein, daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf das beschränkt ist, das mithilfe von Beispielen hier oben speziell gezeigt und beschrieben wurde. Der Schutzumfang der Erfindung wird eher nur von den nachstehenden Ansprüchen eingeschränkt.
Wenn technische Merkmale in den Ansprüchen mit Bezugszeichen versehen sind, so sind diese Bezugszeichen lediglich zum besseren Verständnis der Ansprüche vorhanden. Dementsprechend stellen solche Bezugszeichen keine Einschränkungen des Schutzumfangs solcher Elemente dar, die nur exemplarisch durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Claims

1. Ein universeller Planeten-Vorschubkopf zum Vorschub eines Drahtes, der folgendes umfaßt:

einen allgemein länglichen ausgehöhlten Körper (18; 18'), der eine Drahtzuführungsachse (14) bildet und für eine Hochgeschwindigkeitsdrehung darumherum ausgebildet ist;

ein Paar allgemein ausgehöhlter Kolbenteile (20), das am Körper (18; 18') entlang einer radialen Achse (22), die senkrecht zur Zuführungsachse (14) verläuft, angebracht ist;

ein Paar Planetenrollen (26), worin jedes Kolbenteil (20) derart aufgebaut ist, daß eine der Rollen (26) untergebrächt wird, so daß das Paar Planetenrollen (26) zusammen mit dem Körper (18; 18') und mit den Kolbenteilen (20) um die Zuführungsachse (14) herum gedreht werden kann, wobei das Paar Planetenrollen (26) um die Zuführungsachse (14) herum jeweils in zueinander schrägen Richtungen angebracht ist, worin die Planetenrollen (26) jeweils Umfangs-Außen-Zuführungsflächen (28) bestimmen, die um die Zuführungsachse (14) herum voneinander beabstandet und entlang vorgewählter Kontaktlinien (34) zum gleichzeitigen Eingriff mit einem Draht (12) ausgebildet sind, und worin jede Zuführungsfläche (28) rechtwinklig von einer Ebene geschnitten wird, die um einen Versetzungswinkel von der Zuführungsachse (14) versetzt ist;

ein Mittel (81, 82), um jede Rolle (26) um die radiale Achse (22) des Kolbenteils (20) herum zu drehen, damit der Versetzungswinkel zwischen der Rolle (26) und der Zuführungsachse (14) eingestellt wird, wodurch ein parallel zur Zuführungsachse (14) verlaufendes Rollen-Zuführungsflächenprofil ausgewählt wird, das dem externen Aufbau eines Drahtes entspricht, der aus einer Anzahl von Drähten mit unterschiedlichen Durchmessern ausgewählt wird, womit eine Linie maximalen Kontaktes zwischen der Rollenzuführungsfläche und dem ausgewählten Draht bereitgestellt wird; und

ein Mittel (36), um gleichzeitig das Paar von Rollen (26) radial in Richtung der Zuführungsachse (14) zu drücken, um eine senkrechte Kraft an den Draht (12) entlang der Kontaktlinien (34) zwischen der Rollenzuführungsfläche (28) und dem Draht (12) anzulegen,

und worin die Rollen (26), sobald der Körper (18; 18'), die Kolbenteile (20) und um die Zuführungsachse (14) herum gedreht werden, die Rollen (26) betrieben werden, um entlang der Kontaktlinien (34) eine im allgemeinen tangentiale Kraft an den Draht (14) anzulegen, wodurch der Draht (12) entlang der Zuführungsachse (14) vorgeschoben wird.

2. Der Vorschubkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Drücken ein Mittel (36) zum gleichzeitigen Anlegen einer radialen Kraft an die Rollen (26) umfaßt.

3. Der Vorschubkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (36) zur gleichzeitigen Anlegung einer radialen Kraft an die Rollen (26) folgendes umfaßt:

ein elastisches Kompressionsteil (38) , das ein erstes auf dem Körper (18; 181) angebrachtes Ende aufweist und auch über ein zweites Ende verfügt;

ein Hebelpaar (42), das mit den entsprechenden Rollen des Paars von Planetenrollen (26) verbunden ist, worin jeder Hebel (42) über ein mit einer zugehörigen Rolle (26) verbundenes erstes Ende und auch ein zweites freies Ende verfügt, und worin jeder Hebel (42) an einem vorbestimmten Abschnitt des Körpers (18; 18') aufgehängt ist; und

ein Kraftübertragungsmittel (40, 50), das sich zwischen dem zweiten Ende des Kompressionsteils (38) und dem zweiten Ende jedes Hebels (42) befindet, und betrieben wird, um eine Kraft vom Kompressionsglied (38) auf den zugehörigen Hebel (42) zu übertragen, und worin der Hebel (42) als Reaktion auf die daran angelegte Kraft durch das Kraftübertragungsmittel (40, 50) betrieben wird, um eine entsprechende radiale Kraft an die damit verbundene Rolle (26) anzulegen.

4. Der Vorschubkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel (40, 50) folgendes umfaßt:

ein Kraftübertragungsmittel (40), das zwischen den zweiten Enden der Hebel (42) und dem Kompressionsglied (38) angeordnet ist und das in einem Berührungseingriff mit den zweiten Enden des Hebels (42) steht; und

ein Mittel (50), um die Stellung des Kraftübertragungsglieds (40) in bezug auf das zweite Ende des Kompressionsglieds (38) einzustellen, wodurch auch die daraus an die Hebel (42) und die Rollen (26) übertragene Kraft eingestellt wird.

5. Der Vorschubkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kolbenteile (20) an der Zuführungsachse (14) angrenzende offene Enden aufweisen, wobei jedes Kolbenteil (20) über eine Seitenwand (92) verfügt, die sich in eine im allgemeinen radiale Richtung erstreckt und in der mindestens ein Paar diametral entgegengesetzter Öffnungen (78, 80; 78', 80') ausgebildet ist; und dadurch, daß

jede Rolle (26) über eine Achse (24) an einem zugehörigen Kolben (20) angebracht ist, die sich rechtwinklig zur radialen Achse (22) erstreckt, um durch das zumindest eine Paar von Öffnungen (78; 78') zu ragen.

6. Der Vorschubkopf nach einem oder mehreren der- Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (26) ein Hypberboloid-Flächenprofil aufweist, das dazu ausgewählt ist, um einem mittleren Durchmesser einer Anzahl von Drähten mit jeweils vorbestimmten Durchmessern zu entsprechen.

7. Der Vorschubkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (81, 82) zum Drehen einer jeden Rolle (26) um eine senkrecht zur Zuführungsachse (14) verlaufenden Achse zum Zweck, den Versetzungswinkel zwischen der Rolle (26) und der Zuführungsachse (14) einzustellen, ein Mittel (81) zum Drehen einer jeden Rolle (26) um einen Einstellwinkel δ in Übereinstimmung mit der Formel

umfaßt, worin

d1,2 der Durchmesser eines ausgewählten Drahtes (14) ist,

B die Breite der parallel zur Zuführungsachse (14) verlaufenden Rolle (26) ist,

Dm ein vorbestimmter mittlerer Drahtdurchmesser für das Rollenprofil ist, und

αm der Winkel ist, der zwischen einer senkrecht zur Zuführungsachse (14) verlaufenden Bezugsachse und einer Kante der senkrecht zur Achse (24) verlaufenden Rolle (26) gebildet wird.

8. Der Vorschubkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar von Öffnungen (78, 80; 78', 80') in jedem Kolbenteil (20) das erste Paar diametral entgegengesetzter Öffnungen (78, 78') ümfaßt, um die Enden (25) der Achse (24) aufzunehmen, und ein zweites Paar diametral entgegengesetzter Öffnungen (80; 80') umfaßt, um die Außenabschnitte der Rollen (26) aufzunehmen, und dadurch, daß

jeder Körper (18; 18') darin Einschnitte (90) ausgebildet hat, die Außenflächen aufweisen, in denen paßgenau mit dem ersten und zweiten Paar von Öffnungen (78, 80; 78', 80') in den Kolbenteilen (20) zwei zueinander schräge Paare diametral entgegengesetzter, im allgemeinen sich radial erstreckender Vertiefungen ausgebildet sind, von denen ein erstes Paar dazu ausgebildet ist, um die Enden (25) der Achse (24) aufzunehmen, und von denen ein zweites Paar dazu ausgebildet ist, um Außenabschnitte der Rollen (26) aufzunehmen.

9. Ein Gerät zum Vorschub eines Drahtes entlang einer Zuführungsachse, das mindestens einen Planeten-Vorschubkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8 einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgendes umfaßt:

eine Basisfläche (132);

einen ersten und einen zweiten Planeten-Vorschubkopf (102, 104), die auf der Basisfläche (132) angebracht sind, um sich um eine Zuführungsachse (110) herum zu drehen, damit ein Draht (112) dort entlang vorgeschoben wird; und

ein Drehmittel (120, 122), um den ersten Planeten- Vorschubkopf (102) in einer ersten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse (110) herum zu drehen, damit das Vorschieben des Drahtes (112) entlang der Zuführungsachse (110) in einer vorbestimmten Zuführungsrichtung bewirkt wird, wobei das Drehmittel (120, 122) auch ein Mittel (120) einschließt, um den zweiten Planeten-Vorschubkopf (104) in einer zweiten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse (110) herum zu drehen, und zwar in Gegenrichtung zur ersten vorbestimmten Drehrichtung, damit der Vorschub des Drahtes (112) entlang der Zuführungsachse (110) in der vprbestimmten Zuführungsrichtung bewirkt wird.

10. Das Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Planeten-Vorschubkopf (102, 104) folgendes umfassen:

ein erstes Paar von zueinander schrägen Rollen (106), das um die Zuführungsachse (110) herum angeordnet ist, um mit dem Draht (112) im Eingriff zu stehen, der sich dort entlang erstreckt und - falls unbeweglich - dazu ausgebildet ist, daran eine Kraft senkrecht zur Achse (110) anzulegen, worin das erste Rollenpaar (106) weiterhin dazu ausgebildet ist, um bei der Drehung des ersten Planeten-Vorschubkopfes (102) durch das Drehmittel (120, 122) eine Kraft an den Draht anzulegen, die eine axiale Kraftkomponente einschließt, die im allgemeinen entlang der Zuführungsachse (110) angelegt wird, und eine Drehkraftkomponente einschließt, die in einer ersten Richtung um die Zuführungsachse (110) herum angelegt wird; und ein zweites Paar von zueinander schrägen Rollen (108), das um die Zuführungsachse (110) herum angeordnet ist, um mit dem Draht (112) im Eingriff zu stehen, der sich dort entlang erstreckt und dazu ausgebildet ist, um daran eine zur Achse (110) senkrecht gerichtete Kraft anzulegen, worin das zweite Paar von Rollen (108) weiterhin dazu ausgebildet ist, bei der Drehung des zweiten Planeten-Vorschubkopfes (104) durch das Drehmittel (120, 122) an den Draht (112) eine Kraft anzulegen, die eine axiale Kraftkomponente einschließt, die im allgemeinen entlang der Zuführungsachse (110) angelegt wird, und eine Drehkraftkomponente einschließt, die in einer zweiten der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung um die Zuführungsachse (110) herum angelegt wird.

11. Eine Schweißvorrichtung, die mindestens einen Planeten- Vorschubkopf gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1-8 einschließt, wobei die Schweißvorrichtung folgendes umfaßt:

ein Gehäuse (354);

einen Drahteinlaufkanal (356), der zum Gehäuse (344) zugehörig ist und ebenfalls ein zweites Ende aufweist;

einen Schweißkopf (357); und

ein Zuführungsgerät (352), das in dem Gehäuse (354) angebracht ist, um einen Elektrodendraht (360) den Kanal (356) entlang in Richtung des Schweißkopfes (357) vorzuschieben, und das auch eine Drahtzuführungsachse (362) bildet, worin das Zuführungsgerät folgendes umfaßt:

eine Basisfläche;

einen ersten und einen zweiten Planeten-Vorschubkopf (102, 104), die auf der Basisfläche angebracht sind, um eine Drehung um die Zuführungsachse (362) herum zu bewirken, damit ein Draht (364) da entlang vorgeschoben wird; und

ein Drehmittel, um den ersten Planeten-Vorschubkopf (102) in einer ersten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse (362) zu drehen, damit der Vorschub des Drahtes (364) entlang der Zuführungsachse (362) in einer vorbestimmten Zuführungsrichtung bewirkt wird, wobei das Drehmittel auch ein Mittel zum Drehen des zweiten Planeten-Vorschubkopfes (104) in einer zweiten vorbestimmten Drehrichtung um die Zuführungsachse (362) herum einschließt, die der ersten vorbestimmten Drehrichtung entgegengesetzt ist, so daß der Vorschub des Drahtes (364) entlang der Zuführungsachse in die vorbestimmte Zuführungsrichtung bewirkt wird.

12. Ein Verfahren zum Vorschub eines Drahtes, das die folgenden Schritte umfaßt:

die Verwendung eines Paars von Planetenrollen (26), das um eine Drahtzuführungsachse (14) beabstandet ist und dazu ausgebildet ist, um um die Drahtzuführungsachse (14) herum gedreht zu werden;

das Ausrichten der Rollen (26), um eine Linie maximalen Kontakts zwischen jeder Rolle (26) und einem Draht (12) eines ausgewählten Durchmessers bereitzustellen, wobei der Ausrichtungsschritt den Schritt des Drehens einer jeden Rolle (26) um eine Achse (22) herum einschließt, die senkrecht zur Zuführungsachse (14) verläuft, um den Versetzungswinkel zwischen der Rolle (26) und der Zuführungsachse (14) einzustellen, wodurch ein Außen-Rollenflächenprofil ausgewählt wird, das parallel zur Zuführungsachse (14) verläuft und das dem externen Aufbau eines Drahtes entspricht, der aus einer Anzahl von Drähten mit unterschiedlichen Durchmessern gewählt wird;

das gleichzeitige radial gerichtete Drücken des Rollenpaars (26) in Richtung der Zuführungsachse (14), um entlang der Kontaktlinien (34) zwischen den Rollen (26) und dem Draht (12) eine senkrechte Kraft an den Draht (14) anzulegen; und

das Drehen der Rollen (26) um die Zuführungsachse (14) herum, um entlang der Kontaktlinien (34) eine allgemein tangentiale Kraft an den Draht (12) anzulegen, wodurch der Draht (12) entlang der Zuführungsachse (14) vorgeschoben wird.