AT501624B1 - Bremse für eine drahttrommel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Bremse für eine Drahttrommel vorzugsweise eines Schweißgerätes, mit einer aus einer Außenachse und einer Innenachse gebildeten Achse, wobei die Innenachse an einem Gehäuse oder dgl. befestigbar ist und auf die Außenachse die Drahttrommel befestigbar ist und die Außenachse drehbar mit der Innenachse verbunden ist, wobei die Achse 5 eine durch einen Elektromagnet betätigbare und aus zwei gegeneinander verdrehbaren Bremsscheiben gebildete Bremsvorrichtung aufweist, wobei eine Bremsscheibe mit der Innenachse und die andere Bremsscheibe mit der Außenachse verbunden ist oder einen Teil der Außenachse bildet. io Bei den neuesten Schweißtechniken, bei denen der Schweißdraht nicht mehr nur mit konstanter Geschwindigkeit gefördert wird, sondern unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten des Schweißdrahtes während des Schweißprozesses auftreten, kommt der Drahtförderung eine große Bedeutung zu. Die Drahtförderung besteht aus einer Drahtvorschubeinrichtung und einer Drahttrommel, auf welcher sich der Schweißdraht befindet. Die Drahttrommel ist üblicherweise 15 mit einem Bremssystem versehen, um ein Nachlaufen des Schweißdrahtes bei Beendigung oder Unterbrechung des Schweißprozesses zu verhindern.

Aus dem Stand der Technik sind Bremssysteme mit Federn bekannt, die permanent eine voreingestellte Bremskraft auf die Drahttrommel ausüben. Ebenso gibt es Bremssysteme mit Elekt-20 romagneten, deren Anker mit einer Rückstellfeder verbunden ist.

Aus der SE 467 664 B ist eine Bremse für eine Drahttrommel bekannt, welche durch einen Anker eines an einem Gehäuse befestigten Elektromagneten gebremst wird. Die Drahttrommel wird auf einer Achse befestigt, die drehbar über dem Elektromagneten gelagert ist. Die Achse 25 ist über eine Schraube am Gehäuse mit einer Mutter befestigt. Durch Verdrehung der Mutter kann die Bremskraft eingestellt werden. Bei deaktivierter Bremse ist der Anker des Elektromagneten zurückgezogen und die Achse und somit die Drahttrommel frei drehbar. Bei Aktivierung des Elektromagneten wird der Anker durch das Magnetfeld in Richtung Achse bewegt und dessen Drehung durch Reibung gebremst bzw. gestoppt. Bei Deaktivierung des Elektromagne-30 ten wird der Anker über eine Feder von der abgestoßen. Nachteilig ist hierbei, dass dem Elektromagnet Strom zugeführt werden muss, um die Bremse zu aktivieren. Bei deaktiviertem Elektromagnet bzw. bei ausgeschaltetem Schweißgerät ist die Bremse daher nicht aktiv, wodurch beispielsweise bei Erschütterungen des Schweißgerätes ungewollt Schweißdraht von der Drahttrommel abgewickelt wird. Somit ist die Drahttrommel gegen ein Abwickeln oder Nachlau-35 fen bei einem Stromausfall oder deaktiviertem Schweißgerät nicht gesichert, wodurch sich der Schweißdraht abwickeln und zwischen Drahttrommel und Drahtvorschubeinrichtung ansammeln kann. Beim Starten des Schweißvorganges bzw. Aktivierung der Drahtvorschubeinrichtung wird zuerst der angesammelte Schweißdraht verwendet, welcher durch einen eventuell entstandenen Knick reißen oder die Drahtvorschubeinrichtung blockieren könnte. Ebenso kann der resul-40 tierende ruckartige Beginn der Drehbewegung der Drahttrommel zu einer starken Zugbelastung und zum Reißen des Schweißdrahtes führen. Weiters kann dabei der Schweißdraht das Gehäuse, welches auf Erdpotential liegt, berühren und dadurch beim Aktivieren des Schweißgerätes ein Kurzschluss entstehen und das Schweißgerät beschädigt bzw. zerstört werden. 45 Konstruktionen bekannter Bremsvorrichtungen weisen nur eine geringe Reibfläche bzw. Bremsfläche auf, wodurch zum Aufbau einer ausreichenden Bremskraft ein entsprechend starkes Magnetfeld und somit ein entsprechend starker Elektromagnet notwendig ist. Damit steigt der Energieverbrauch für eine derartige Bremse. Eine feine Regelung des Bremsverhaltens ist fast nicht möglich. Die Justierung beispielsweise über die Schrauben und Mutter, welche zur Befes-50 tigung am Gehäuse dient, lässt nur eine sehr eingeschränkte Flexibilität des Bremssystems zu. Nach einem Defekt am Gehäuse oder Elektromagnet muss die Bremse üblicherweise neu justiert werden.

Eine Bremse der gegenständlichen Art ist aus der DE 25 40 728 A1 bekannt. Bei dieser Brems-55 Vorrichtung ist ebenso wie bei anderen Konstruktionen, beispielsweise gemäß der 3 AT 501 624 B1 DE 12 44 518 A sowie der DE 21 54 065 A von Nachteil, dass aufgrund der elektromagnetisch betätigten Bremsvorrichtung bei Stromausfall keine Bremswirkung erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremse für eine Drahttrommel der gegenständ-5 liehen Art zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile vermieden bzw. reduziert werden können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Bremse für eine Drahttrommel der gegenständlichen Art gelöst, dass an der mit der Innenachse verbundenen Bremsscheibe ein Permanent-io magnet angebracht ist, wobei der Permanentmagnet in entgegengesetzter Richtung polarisiert ist wie der Elektromagnet, so dass bei deaktiviertem Elektromagnet der Permanentmagnet die Bremsscheibe in Richtung Außenachse und diese unter Aufbau einer Bremskraft an die andere Bremsscheibe presst. Durch die Zweiteilung der Achse, auf die die Drahttrommel aufsteckbar ist, in eine Innenachse und gegenüber der Innenachse drehbar gelagerte Außenachse resultiert 15 eine Konstruktion einer Bremse für eine Drahttrommel, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet bzw. reduziert. Über die aus zwei gegeneinander verdrehbaren Bremsscheiben gebildete Bremsvorrichtung kann die für eine Bremse notwendige Reibkraft aufgebracht werden. Aufgrund des Permanentmagneten werden bei deaktiviertem Elektromagnet die Bremsscheiben zueinander gedrückt und es entsteht eine Reibkraft zwischen den Bremsschei-20 ben. Dadurch wird ein selbstständiges Abrollen des Schweißdrahtes, beispielsweise beim Transport des Schweißgerätes verhindert. Weiters ist dadurch der Schweißdraht zwischen Drahttrommel und Drahtvorschubeinrichtung stets unter konstanter Spannung, wodurch die Zugbelastung auf den Schweißdraht beim Starten des Schweißvorganges minimiert wird. 25 Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist eine Bremsscheibe eine Ausnehmung für die Aufnahme der zur Ausnehmung korrespondierend ausgebildeten Bremsscheibe auf.

Wenn die in der Ausnehmung angeordnete Bremsscheibe an seiner Mantelfläche eine schräge Bremsfläche aufweist und an der Ausnehmung der anderen Bremsscheibe eine entsprechend 30 korrespondierend ausgebildete schräge Fläche vorgesehen ist, kann eine bessere Kraftübertragung von der einen Bremsscheibe auf die andere Bremsscheibe und in weiterer Folge eine rasche Bremswirkung erzielt werden.

Die schräge Bremsfläche der Bremsscheibe kann in Richtung der Außenachse bzw. in Richtung 35 zur Drahttrommel zur Mittelachse der Achse geneigt ausgebildet sein oder alternativ dazu auch von der Mittelachse der Achse weg geneigt ausgebildet sein, wobei dann für einen einfachen Zusammenbau der Teile diese mehrteilig ausgebildet sein müssen.

Vorteilhafterweise ist zumindest ein Fixiermittel zur Fixierung der Drahttrommel an der Außen-40 achse angeordnet. Diese ermöglichen eine einfache Anpassung der Außenachse an die Form-, Befestigungs- und Fixierungsmöglichkeiten der unterschiedlichen Drahttrommelarten, wobei in vorteilhafter Weise jegliche Einstellungen der Bremse erhalten bleiben und ein rascher Wechsel der Drahttrommel bzw. der Außenachse möglich ist. 45 Zur Regelung der Bremswirkung in Abhängigkeit zur Drahtvorschubgeschwindigkeit ist der Elektromagnet vorzugsweise an der Innenachse angeordnet und wird durch Änderung der Stromzufuhr je nach Drahtvorschubgeschwindigkeit und unter Berücksichtigung des Gewichts der Drahttrommel entsprechend geregelt. Dadurch kann der auf der Drahttrommel befindliche Schweißdraht oder dgl. konstant gespannt werden. Die Spannung des Schweißdrahtes oder so dgl. ist somit durch die Regelung des Magnetfeldes des Elektromagneten auch beim Starten oder Beenden des Schweißvorganges vorhanden.

Vorteilhafterweise ist die Außenachse über eine Justiervorrichtung zum Einstellen der maximalen Bremswirkung mit der Innenachse verbunden. Die Justiervorrichtung ermöglicht eine Eines Stellung des Abstandes zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet, woraus der Abstand 4 AT 501 624 B1 zwischen den Bremsflächen der beiden Bremsscheiben eingestellt werden kann.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Justiervorrichtung durch eine zwischen der Außenachse und der Innenachse angeordnete Justierbuchse gebildet, durch welche der Abstand s der Bremsscheiben zueinander einstellbar ist.

Wenn Sensoren zur Erfassung des Gewichts der Drahttrommel und/oder der Drehzahl der Außenachse bzw. der Drahttrommel vorzugsweise zwischen Innenachse und Außenachse vorgesehen sind, wird eine Steuerung der Bremswirkung in Abhängigkeit des Gewichts der io Drahttrommel und/oder der Drehzahl der Drahttrommel ermöglicht. Weiters kann über die Sensoren die restliche Länge des Schweißdrahtes auf der Drahttrommel berechnet und beispielsweise auf einem Display einer Ausgabevorrichtung angezeigt werden. Bei Unterschreitung eines Schwellwertes kann auch eine akustische und/oder optische Warnung abgegeben werden. 15

Vorteilhafterweise sind die Sensoren mit Leitungen, insbesondere einem Steuerbus zur Übermittlung der Daten an eine Steuervorrichtung verbunden.

Die vorliegende Erfindung wird anschließend durch ein Ausführungsbeispiel anhand der beige-20 fügten Zeichnungen, näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schweißmaschine bzw. eines Schweißgerätes; Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremse für eine Drahttrommel eines Schweißgerätes in geschnittener Seitenansicht; Fig. 3 die Innenachse der Bremse in geschnittener Seitenansicht entlang der Schnittlinie lll-lll in Fig. 4; Fig. 4 die Innenachse im Grundriss; Fig. 5 die Grundscheibe der Bremse im Grundriss; 25 Fig. 6 die Bremsscheibe der Bremse in Seitenansicht geschnitten entlang der Schnittlinie Vl-Vl in Fig. 7; Fig. 7 die Bremsscheibe der Bremse im Grundriss; Fig. 8 die Außenachse der Bremse in geschnittener Seitenansicht geschnitten entlang der Schnittlinie Vlll-Vlll in Fig. 9; Fig. 9 die Außenachse der Bremse im Grundriss; Fig. 10 die Bremsscheibe der Bremse in Seitenansicht entlang der Schnittlinie X-X in Fig. 11; Fig. 11 die Bremsscheibe der Bremse im Grundriss; 30 Fig. 12 die Justiervorrichtung der Bremse im Aufriss teilweise geschnitten entlang der Schnittlinie Xll-Xll in Fig. 13; Fig. 13 die Justiervorrichtung der Bremse im Grundriss; Fig. 14 die Justiervorrichtung der Bremse in Seitenansicht; Fig. 15 eine Variante der Kombinationsmöglichkeiten Elektro- und Permanentmagnet einer Bremse, in geschnittener, schematischer Darstellung; Fig. 16 eine weitere Ausführungsform einer Bremse mit einer Erfassung des Gewichtes der 35 Drahttrommel bzw. der Umdrehungen der Außenachse, in schematischer Darstellung.

In Fig. 1 ist ein Schweißgerät 1 bzw. eine Schweißanlage für verschiedenste Prozesse bzw. Verfahren, wie z.B. MIG/MAG-Schweißen bzw. WIG/TIG-Schweißen oder Elektroden-Schweiß-verfahren, Doppeldraht/Tandem-Schweißverfahren, Plasma-oder Lötverfahren usw., gezeigt. 40

Das Schweißgerät 1 umfasst eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, einer Steuervorrichtung 4 und einem dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuervorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuervorrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas, wie 45 beispielsweise C02, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und einem Schweißbrenner 10 bzw. einem Brenner angeordnet ist.

Zudem kann über die Steuervorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11, welches für das MIG/MAG-Schweißen üblich ist, angesteuert werden, wobei über eine Versorgungsleitung 12 so ein Zusatzwerkstoff bzw. ein Schweißdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 bzw. einer Drahtrolle in den Bereich des Schweißbrenners 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass das Drahtvorschubgerät 11, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweißgerät 1, insbesondere im Grundgehäuse, integriert ist und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, als Zusatzgerät ausgebildet ist. 55 5 AT 501 624 B1

Es ist auch möglich, dass das Drahtvorschubgerät 11 den Schweißdraht 13 bzw. den Zusatzwerkstoff außerhalb des Schweißbrenners 10 an die Prozessstelle zuführt, wobei hierzu im Schweißbrenner 10 bevorzugt eine nicht abschmelzende Elektrode angeordnet ist, wie dies beim WIG/TIG-Schweißen üblich ist. 5

Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15, insbesondere eines Arbeitslichtbogens, zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode (nicht dargestellt) und einem Werkstück 16 wird über eine Schweißleitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweißbrenner 10, insbesondere der Elektrode, zugeführt, wobei das zu verschweißende Werkstück 16, welches io aus mehreren Teilen gebildet ist, über eine weitere Schweißleitung 18 ebenfalls mit dem Schweißgerät 1, insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über den Lichtbogen 15 bzw. den gebildeten Plasmastrahl für einen Prozess ein Stromkreis aufgebaut werden kann. 15 Zum Kühlen des Schweißbrenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der Schweißbrenner 10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einem Wasserbehälter 21, verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des Schweißbrenners 10 der Kühlkreislauf 19, insbesondere eine für die im Wasserbehälter 21 angeordnete Flüssigkeit verwendete Flüssigkeitspumpe, gestartet wird und somit eine Kühlung 20 des Schweißbrenners 10 bewirkt werden kann.

Das Schweißgerät 1 weist weiters eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die die unterschiedlichsten Schweißparameter, Betriebsarten oder Schweißprogramme des Schweißgerätes 1 eingestellt bzw. aufgerufen werden können. Dabei werden die über die Ein- und/oder 25 Ausgabevorrichtung 22 eingestellten Schweißparameter, Betriebsarten oder Schweißprogramme an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet und von dieser werden anschließend die einzelnen Komponenten der Schweißanlage bzw. des Schweißgerätes 1 angesteuert bzw. entsprechende Sollwerte für die Regelung oder Steuerung vorgegeben. 30 Weiters ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schweißbrenner 10 über ein Schlauchpaket 23 mit dem Schweißgerät 1 bzw. der Schweißanlage verbunden. In dem Schlauchpaket 23 sind die einzelnen Leitungen vom Schweißgerät 1 zum Schweißbrenner 10 angeordnet. Das Schlauchpaket 23 wird über eine Kupplungsvorrichtung 24 mit dem Schweißbrenner 10 verbunden, wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit den einzelnen Kontakten 35 des Schweißgerätes 1 über Anschlussbuchsen bzw. Steckverbindungen verbunden sind. Damit eine entsprechende Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewährleistet ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit einem Gehäuse 26, insbesondere mit dem Grundgehäuse des Schweißgerätes 1, verbunden. Selbstverständlich ist es möglich, dass die Kupplungsvorrichtung 24 auch für die Verbindung am Schweißgerät 1 eingesetzt werden kann. 40

Grundsätzlich ist zu erwähnen, dass für die unterschiedlichen Schweißverfahren bzw. Schweißgeräte 1, wie beispielsweise WIG-Geräte oder MIG/MAG-Geräte oder Plasmageräte, nicht alle zuvor benannten Komponenten verwendet bzw. eingesetzt werden müssen. Beispielsweise ist es möglich, den Schweißbrenner 10 als luftgekühlten Schweißbrenner 10 auszuführen. 45

In den Fig. 2 bis 16 sind Ausführungsbeispiele einer Bremse 27 für eine Drahttrommel 28 eines Schweißgerätes 1 gezeigt. Die Bremse 27 ist auf einer aus einer Innenachse 29 und einer Außenachse 30 bestehenden Achse befestigt. Die drehbare Lagerung der Außenachse 30 an der Innenachse 29 kann zur Gewährleistung einer entsprechenden Laufruhe der Drahttrommel 50 28, beispielsweise über ein Kugellager oder Gleitlager, erfolgen. Ebenso können entlang der

Ausnehmung der Außenachse 30, in die die Innenachse 29 eingeführt wird, weitere Kugellager oder Gleitlager angebracht sein, damit die Laufruhe auch bei schweren Drahttrommeln 28 gewährleistet ist. 55 Wie besser aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, weist die Innenachse 29 eine Öffnung 31 zur Aufnahme 6 AT 501 624 B1 eines Elektromagneten 32 auf. Der Elektromagnet 32 wird beispielsweise mit zwei Befestigungsschrauben 33 an der Innenachse 29 befestigt. Weiters weist die Innenachse 29 an der gegenüberliegenden Seite der Öffnung 31 eine weitere Öffnung 34 auf, die über eine Bohrung 35 miteinander verbunden sind. 5

Zur Sicherung der Drahttrommel 28 an der Außenachse 30 kann ein Fixiermittel 60, beispielsweise ein Fixierring, vorgesehen sein. Der Fixierring kann mit zumindest einer Fixierschraube oder einem Fixierstift, der durch die Öffnung 47 in der Außenachse 30 geführt wird und auf der Gegenseite beispielsweise mit einer Mutter oder einem Sicherungsstift gesichert wird, in seiner io Lage gesichert werden. Das Fixiermittel 60 kann auch direkt an der Drahttrommel 28 befestigt sein. Diese besteht vorzugsweise aus zumindest einem verschiebbaren Teil, welcher in die Außenachse 30 einrastet und zum Lösen eine entsprechende Betätigungsvorrichtung, wie z.B. einen Knopf, aufweist. Dadurch könnte der Wechsel der Drahttrommel 28 auch automatisiert erfolgen. 15

Die Innenachse 29 weist weiters, an dem zur Befestigung an einem Gehäuse oder einer Montageplatte dienenden Ende, an dem der Elektromagnet 32 angeordnet ist, Befestigungsvorsprünge 36 auf, in denen Bohrungen 36a zur Befestigung am Gehäuse 26 des Schweißgerätes 1 (s. Fig. 1) angeordnet sind. 20

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann zur Befestigung der Innenachse 29 an einem Gehäuse bzw. Montageplatte auch eine Grundscheibe 37 eingesetzt werden, welche zwischen der Gehäusewand bzw. Montageplatte und der Innenachse 29, insbesondere den Befestigungsvorsprüngen 36 angeordnet wird. Je nach Ausführung des Gehäuses 26 dienen dann die sechs Bohrungen 25 37a bzw. die Bohrung 37b in der Mitte der Grundscheibe 37 zur Befestigung, wobei die Boh rung 37b auch als kreisförmige Vertiefung mit Gewinde ausgeführt sein kann. Weiters ist an der Grundscheibe 37 eine Durchführung 38 für die Anschlussleitungen des Elektromagneten 32 ausgebildet. 30 Die Innenachse 29 weist zwischen den Befestigungsvorsprüngen 36 Ausnehmungen 39 auf, in die eine Bremsscheibe 40 eingesetzt werden kann, wodurch ein Verdrehschutz der Bremsscheibe 40 erzielt wird, jedoch für die Bremsbewegung in Richtung der Außenachse 30 diese frei beweglich ist. Hierzu hat die Bremsscheibe 40, wie in Fig. 7 dargestellt, zu den Befestigungsvorsprüngen 36 korrespondierende Ausnehmungen 41. Weiters weist die Bremsscheibe 35 40 in ihrem Mittelpunkt eine Durchführung, beispielsweise für eine Schraube 42, vorzugsweise

Senkkopfschraube, auf, die zur Befestigung eines Permanentmagneten 43 dient. Im zusammengebauten Zustand der Bremse 27 entsprechend Fig. 2 ist der Permanentmagnet 43 auf jener Seite der Bremsscheibe 40 befestigt, die dem Elektromagnet 32 zugeordnet ist. Da ein Permanentmagnet sehr stoßempfindlich ist, kann dieser auch in einem Gehäuse, beispielswei-40 se einem Eisengehäuse 63, angeordnet werden. Wie besser aus Fig. 15 ersichtlich, kann das Eisengehäuse 63 als Eisenkern des Elektromagneten 32 ausgebildet und am Elektromagnet 32 befestigt sein. Hierbei weist das runde Eisengehäuse 63 in seiner Mitte eine Ausnehmung 66 für den, im Aufriss betrachtet, T-förmigen Anker 64 des Elektromagneten 32 auf. Der Permanentmagnet 43 ist an jener Seite des Eisengehäuses 63 angebracht, an der er den Anker 64 45 anziehen bzw. abstoßen kann. Bei dieser Ausführung ist es selbstverständlich nötig, dass nicht der Permanentmagnet 43, sondern der Anker 64 an der Bremsscheibe 40 befestigt ist. Der Elektromagnet 32 ist weiterhin mit den Befestigungsschrauben 33 an der Innenachse 29 befestigt. Um Standardmagneten anstelle teurerer Einzelanfertigungen verwenden zu können, kann der Anker 64 über eine Feder 65, welche beispielsweise in der Ausnehmung 66 an der gegenü-50 berliegenden Seite des Eisengehäuses 63 an der der Permanentmagnet 43 angebracht ist, mit dem Eisengehäuse 63 verbunden sein.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist die Bremsscheibe 40, eine schräge Bremsfläche 44 auf, wobei die Seite der Bremsscheibe 40 mit dem größeren Durchmesser der Gehäusewand bzw. Monta-55 geplatte zugeordnet ist, und die Seite der Bremsscheibe 40 mit dem kleineren Durchmesser 7 AT 501 624 B1 jene Seite ist, an der der Permanentmagnet 43 bzw. der Anker 64 befestigt ist. Selbstverständlich kann die Bremsfläche 44 auch in die entgegengesetzte Richtung ausgebildet werden, wobei hierzu bauliche Änderungen, insbesondere eine mehrteilige Ausbildung der Teile, insbesondere der Innenachse 29 und der Außenachse 30, vorgenommen werden müssen. 5

Wie besser in Fig. 8 und 9 ersichtlich, weist die Außenachse 30 eine Öffnung 45 zur Aufnahme der Innenachse 29 auf. Die Öffnung 45 ist durch eine Bohrung 46 mit einer Öffnung 17 am anderen Ende der Außenachse 30 verbunden. Die Öffnung 47 dient zur Aufnahme einer Justiervorrichtung 48, über welche die Innenachse 29 und die Außenachse 30 miteinander verbun-io den werden (s. Fig. 16).

Am weiteren Ende der Außenachse 30 ist eine Bremsscheibe 49, wie in Fig. 10 und 11 dargestellt, mit der Außenachse 30 verbunden. Dies erfolgt beispielsweise über zwei Befestigungsvorsprünge 61, die an der Stirnseite der Außenachse 30 ausgebildet sind. 15

Selbstverständlich kann die Bremsscheibe 49 auch Teil der Außenachse 30 sein. Die Bremsscheibe 49 weist in der Mitte eine kreisförmige Ausnehmung 62 auf, welche dem Außendurchmesser der Innenachse 29 entspricht. Die Ausnehmung 62 ist korrespondierend zu den Befestigungsvorsprüngen 61 an der Außenachse 30 erweitert. Weiters weist die Bremsscheibe 49 20 eine Ausnehmung 50 zur Aufnahme der Bremsscheibe 40 auf. Die Ausnehmung 50 befindet sich an der gegenüberliegenden Seite, an der die Bremsscheibe 49 mit der Außenachse 30 verbunden ist, bzw. einen Teil der Außenachse 30 bildet. Weiters weist die Bremsscheibe 49 eine Durchführung 51 zur Befestigung eines Fixiermittels 52 auf, das als Verdrehschutz der Drahttrommel 28 dient. Die Durchführung 51 kann beispielsweise als Bohrung mit Innengewin-25 de ausgeführt sein, in welche das als Gewindestift ausgebildete Fixiermittel 52 eingeschraubt werden kann.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine Ausbildung einer Justiervorrichtung 48 in Form einer Justierbuchse 48a, welche mit einer Befestigungsschraube und dazugehörigen Befestigungsmitteln an der 30 Außenachse 30 montiert werden kann. Zur Montage der Justiervorrichtung 48 wird die Befestigungsschraube durch die Bohrung 35 in die Innenachse 29 geführt. Das Ende der Bohrung 35 in Richtung Öffnung 34 kann einen kleineren Durchmesser aufweisen, zur Befestigung einer Schraube 53 mittels Scheibe 54 und Mutter 55 an der Innenachse 29. Die Mutter 55 kann als selbstsichernde Mutter 55 ausgeführt sein, mit einer zweiten Mutter gesichert werden oder 35 verklebt sein, um ein Lösen der Schraube 53 von der Innenachse 29 zu verhindern. Die Justierbuchse 48a wird über eine Bohrung 56 mit Innengewinde auf die Schraube 53 aufgeschraubt. Durch Verdrehen der Justierbuchse 48a kann der Abstand zwischen Bremsscheibe 40 an der Innenachse 29 und Bremsscheibe 49 an der Außenachse 30 verändert und dadurch die maximale Bremswirkung bzw. Bremskraft eingestellt werden. Durch Verdrehen der Justierbuchse 40 48a wird also eine Verschiebung der Außenachse 30 gegenüber der Innenachse 29 und somit eine Spaltverringerung bzw. Spaltvergrößerung zwischen der Bremsscheibe 40 und der Bremsscheibe 49 bewirkt und dadurch mehr oder weniger Druck von der Bremsfläche 44 der Bremsscheibe 40 auf die Bremsscheibe 49 erzeugt. 45 Die Außenachse 30 ist über die Justiervorrichtung 48 auf der Innenachse 29 drehbar gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise mittels Kugellager oder Gleitlager erfolgen. Zusätzlich kann eine Lagerung direkt an der Innenachse 29 bzw. an den Flächen, die die Außenachse 30 in der Aufnahmeöffnung 45 aufnimmt, erfolgen. Weiters können für die Innenachse 29 und die Außenachse 30 Materialien verwendet werden, welche einen geringen Gleitreibungskoeffizient so und eine geringe Wärmeausdehnung aufweisen. Dadurch wird ein ruhiges und reibungsloses Drehen der Drahttrommel 28 gewährleistet. Mit einer Scheibe 57 und einer Mutter 58 wird die Außenachse 30 in der Öffnung 47 am Außengewinde der Justierbuchse 48a fixiert, wobei die Mutter 58 beispielsweise als selbstsichernde Mutter ausgeführt ist, die Mutter 58 mit einer zweiten Mutter gesichert oder verklebt ist, um ein Lösen der Justierbuchse 48a zu verhindern. 55 8 AT 501 624 Bi

Zusätzlich. kann die Justiervorrichtung 48 durch die Mutter 59, welche als sog. Kontermutter dient, an der Schraube 53 fixiert werden. Um bei diesem Vorgang die Einstellung der Justiervorrichtung 48 nicht zu verändern, sind beispielsweise zwei Ausnehmungen zur Aufnahme eines Gebelschlussels während des Festziehens der Mutter 59 am Außengewinde der Justierbuchse 5 48a vorgesehen. Während eines Schweißvorgangs mit dem Schweißgerät 1, liefert die Drahttrommel 28 über ein Drahtvorschubgerät 11 den erforderlichen Schweißdraht 13 für den Schweißprozess. Zur Deaktivierung der Bremse 27 wird das Magnetfeld des Elektromagneten 32 aufgebaut. Der Perma-io nentmagnet 43 wird je nach Stärke des Magnetfeldes vom Elektromagneten 32 abgestoßen, wodurch die Bremsscheibe 40 von der Bremsscheibe 49 gelöst und somit eine Drehung der Drahttrommel 28 ermöglicht wird. Durch Regelung der Stromversorgung des Elektromagneten 32 kann die Drahttrommel 28 während des Schweißvorganges, je nach Drahtvorschubgeschwindigkeit, gezielt bzw. aktiv abgebremst werden. Dazu wird vorzugsweise die Drahtvor-15 schubgeschwindigkeit bzw. die Motordrehzahl des Drahtvorschubgerätes 11 und die Drehzahl der Drahttrommel 28 erfasst, und an eine Steuervorrichtung 4 bzw. an eine eigene Steuereinheit für die Bremse 27 übermittelt. Liefert beispielsweise die Drahttrommel 28 mehr Schweißdraht 13 als erforderlich, bewirkt die Steuervorrichtung 4 eine aktive Abbremsung der Drahttrommel 28 während des Schweißprozesses. Wird hingegen die Drahtvorschubgeschwindigkeit 20 erhöht, bewirkt die Steuervorrichtung 4 eine Verringerung der Bremswirkung bzw. Abschaltung der Bremse 27.

Wird der Schweißvorgang beendet bzw. unterbrochen und somit kein Schweißdraht 13 mehr benötigt, sollte die Bremse 27 ein Nachlaufen der Drahttrommel 28 verhindern. Beispielsweise 25 kann der Elektromagnet 32 mit dem Drahtvorschubgerät 11 gekoppelt bzw. über eine Steuervorrichtung 4 verbunden sein. Sobald kein Schweißdraht 13 mehr benötigt wird, wird der Elektromagnet 32 deaktiviert, d.h. nicht mehr mit Strom versorgt, und das Magnetfeld abgebaut. Dadurch wird der Permanentmagnet 43, welcher mit der Bremsscheibe 40 verbunden ist, vom entgegengesetzt gepolten Material des Elektromagneten 32 angezogen. Durch diese Anzie-30 hungskraft wird die Bremsscheibe 40 an die Bremsscheibe 49 gepresst und die Drahttrommel 28 durch die Reibung der Bremsfläche 44 an der Bremsscheibe 49 gestoppt. Dafür ist es nötig, dass für die Bremsscheiben 40 Materialien verwendet werden, welche einen hohen Gleitreibungskoeffizient, jedoch eine möglichst geringe Wärmeausdehnung, aufweisen. Da der Bereich der größten Kraflwirkung des Elektromagneten 32 sehr gering ist, ist eine genaue Justierung 35 der Bremse 27 von Vorteil. Dies erfolgt, wie bereits oben beschrieben, über die Justiervorrichtung 48, mit der der Abstand zwischen der an der Außenachse 30 befestigten Bremsscheibe 49 und der an der Innenachse 29 befestigten Bremsscheibe 40, bei deaktivierter Bremse 27, eingestellt wird. Hierbei ist zu beachten, dass sich die Bremsscheibe 49 reibungslos bzw. widerstandslos, bei geringst möglichem Abstand, über der verdrehsicher montierten Bremsscheibe 40 40 dreht. Die maximale und schnellste Bremswirkung wird erzielt, wenn der Bremsweg so ge ring wie möglich ist. Der Bremsweg ist abhängig vom Abstand zwischen den Bremsscheiben 40, 49. Je kürzer der Bremsweg, desto kürzer die Bremszeit, welche von der Kraft des Elektromagneten 32 bzw. seinem Magnetfeld abhängig ist. Vorteilhaft ist hierbei eine möglichst rasche Aktivierung bzw. Deaktivierung der Bremse 27. Die höchste Kraft des Magnetfeldes entsteht, je 45 nach Ausführung des Elektromagneten 32, im Zehntelmillimeterbereich. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen Elektromagnet 32 und Permanentmagnet 43, bei deaktivierter Bremse 27, 0,6 mm. Dabei muss die Bremse 27 so justiert werden, damit in diesem Bereich ein Stillstand bzw. eine widerstandslose Drehung der Drahttrommel 28 möglich ist. so Bei Aktivierung der Bremse 27 bewirkt das Magnetfeld des Permanentmagneten 43 eine Anziehung an den Elektromagneten 32. Um die Anziehungskraft über den sehr geringen Bremsweg effektiv und schnell auf die Bremsscheibe 49 zu übertragen, ist die Bremsfläche 44 auf der Bremsscheibe 40 vorteilhafterweise schräg ausgeführt. Dadurch kann, falls nötig, eine aktive Abbremsung der Drahttrommel 28 während des Schweißprozesses ermöglicht werden. Ebenso 55 erleichtert die schräge Bremsfläche 44 die Justierung der deaktivierten Bremse 27. 9 AT 501 624 B1

Vorteilhaft ist hierbei, dass bei deaktiviertem Schweißgerät 1, durch Abschaltung oder beispielsweise während eines Stromausfalls, die Bremse 27 aktiv und somit auch bei einem Transport des Schweißgerätes 1 die Drahttrommel 28 gegen eine Abwicklung des Schweißdrahtes 13 gesichert ist. 5

Jener Bereich der Bremse 27, in dem der Elektromagnet 32 und Permanentmagnet 43 angebracht sind, ist gegen Schmutz usw. geschützt, welcher vom Magnetfeld des Elektromagneten 32 und der Permanentmagneten 43 angezogen werden könnte und die Bremswirkung verringern oder beeinträchtigen könnte. 10

Bei Verwendung der Kombination aus Permanent- 43 und Elektromagnet 32 muss die Kraft des Elektromagneten 32 größer als die Kraft des Permanentmagneten 43 sein, damit sich die Bremsscheibe 40, an der der Permanentmagnet 43 befestigt ist, von der Bremsscheibe 49 lösen kann um ein reibungsloses Drehen der Drahttrommel 28 zu ermöglichen. 15

Ebenso kann eine Kombination eines Permanent- 43 und Elektromagneten 32 zusammen mit einer Feder verwendet werden. In diesem Fall wird die Kraft des Permanentmagneten 43 vom Elektromagnet 32 kompensiert und zum Lösen der Bremsscheibe 40, an der der Anker 64 des Elektromagneten 32 befestigt ist, von der Bremsscheibe 49 eine Feder 65 eingesetzt, welche 20 den Spalt zwischen Anker 64 und Eisengehäuse 63 mit Permanentmagnet 43 für ein reibungsloses Drehen der Drahttrommel 28 herstellt bzw. ein Abbremsen der Drahttrommel 28 ermöglicht. Selbstverständlich gelten hier ebenso die beschriebenen Vorteile wie für die Kombination Permanent- 43 und Elektromagnet 32. 25 Vorteilhaft ist auch die Erfassung und Anzeige der Länge des Schweißdrahtes 13, welcher sich auf der Drahttrommel 28 befindet. Dazu können entsprechend Fig. 16 Sensoren 67 zur Erfassung des Gewichtes der Drahttrommel 28 und/oder der Drehzahl bzw. Umdrehungen der Außenachse 30 vorgesehen sein. Die Sensoren 67 können beispielsweise an jener Oberfläche der Innenachse 29, welche die Außenachse 30 aufnimmt, angebracht werden, wozu entsprechende 30 Ausnehmungen an der Innenachse 29 vorgesehen sein können. Wenn mehrere Sensoren 67 eingesetzt werden, kann eine Redundanz und eine Sicherheit für die Erfassung des Gewichts geschaffen werden. Dadurch kann eine unregelmäßige Abwicklung des Schweißdrahtes 13 von der Drahttrommel 28 erkannt werden, da dabei ein außen liegender Sensor 67 ein höheres Gewicht messen würde, als ein innen liegender Sensor 67. Über mathematische Verfahren 35 kann somit das tatsächliche Gewicht der Drahttrommel 28 samt Schweißdraht 13 berechnet werden. Die Sensoren 67 sind beispielsweise über einen Steuerbus 68 miteinander verbunden bzw. übermitteln die Daten, welche dem Gewicht und/oder der Drehzahl entsprechen, über diesen Steuerbus 68 beispielsweise an die Steuervorrichtung 4. Der Steuerbus 68 kann von der Innenachse 29 durch die Grundscheibe 37 über entsprechende Ausnehmungen an der Innen-40 achse 29 und der Grundscheibe 37 nach außen geführt werden. Ebenso kann der Steuerbus 68 über die Bohrung 35 und die Durchführung 38 an der Grundscheibe 37 nach außen geführt werden, falls dies die Ausführung des Elektromagneten 32 zulässt. Befindet sich der Steuerbus 68 außerhalb der Bremse 27, kann er direkt an die Steuervorrichtung 4 angeschlossen werden oder an eine Funkeinheit, welche die Daten drahtlos an die Steuervorrichtung 4 übermittelt. 45 Bevorzugt wird dies eingesetzt, wenn sich die Drahttrommel 28 in einem externen Gehäuse befindet. Werden jedoch Sensoren 67 verwendet, die bereits eine Funkeinheit integriert haben, kann der Steuerbus 68 entfallen.

Zur Berechnung der Länge des Schweißdrahtes 13 auf der Drahttrommel 28 wird der Steuer-50 Vorrichtung 4 eine Referenz, beispielsweise die ursprüngliche Länge des Schweißdrahtes 13, das Gewicht der Drahttrommel 28 inklusive des Schweißdrahtes 13 oder die Angabe des Typs der Drahttrommel 28 oder dgl. mitgeteilt. Bevorzugt wird die Referenz durch die Angabe des Typs der Drahttrommel 28 über eine Eingabevorrichtung übermittelt. In einer Datenbank ist dabei zu jedem Typ das Gewicht in Abhängigkeit des Materials des Schweißdrahtes 13, die 55 Länge des auf der Drahttrommel 28 befindlichen Schweißdrahtes 13 und der Durchmesser des

Claims (10)

10 AT 501 624 B1 Schweißdrälites 13 hinterlegt. Mit der Referenz und dem Gewicht der Drahttrommel 28 inklusive dem Schweißdraht 13, welches von den Sensoren 67 gemessen wird, kann die Steuervorrichtung 4 die restliche Länge des auf der Drahttrommel 28 befindlichen Schweißdrahtes 13 berechnen. Die berechnete Länge des Schweißdrahtes 13 kann kontinuierlich oder auf Abfrage 5 auf einer Ausgabevorrichtung, welche mit der Eingabevorrichtung kombinierbar ist, ausgegeben werden. Weiters kann die noch verbleibende Schweißzeit mit der Drahttrommel 28 einfach über die Drahtvorschubgeschwindigkeit und dem Gewicht der Drahttrommel 28 berechnet und ausgegeben werden. Unterschreitet die Länge des Schweißdrahtes 13 einen gewissen Schwellwert, welcher voreingestellt ist oder manuell angegeben wird, kann beispielsweise eine akusti-io sehe und/oder optische Warnung an der Ausgabevorrichtung mit Angabe der noch verbleibenden Länge des Schweißdrahtes 13 erfolgen. Ein voreingestellter Schwellwert kann beispielsweise 25 Prozent der Länge des Schweißdrahtes 13 sein, der in Abhängigkeit zur Drahtvorschubgeschwindigkeit steht. 15 Patentansprüche: 1. Bremse (27) für eine Drahttrommel (28) vorzugsweise eines Schweißgerätes (1), mit einer aus einer Außenachse (30) und einer Innenachse (29) gebildeten Achse, wobei die Innen- 20 achse (29) an einem Gehäuse (26) od. dgl. befestigbar ist, und auf die Außenachse (30) die Drahttrommel (28) befestigbar ist, und die Außenachse (30) drehbar mit der Innenachse (29) verbunden ist, wobei die Achse eine durch einen Elektromagnet (32) betätigbare und aus zwei gegeneinander verdrehbaren Bremsscheiben (40, 49) gebildete Bremsvorrichtung aufweist, wobei eine Bremsscheibe (40) mit der Innenachse (29) und die andere 25 Bremsscheibe (49) mit der Außenachse (30) verbunden ist oder einen Teil der Außenach se (30) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an der mit der Innenachse (29) verbundenen Bremsscheibe (40) ein Permanentmagnet (43) angebracht ist, wobei der Permanentmagnet (43) in entgegengesetzter Richtung polarisiert ist wie der Elektromagnet (32), so dass bei deaktiviertem Elektromagnet (32) der Permanentmagnet (43) die Bremsscheibe (40) in 30 Richtung Außenachse (30) zieht und diese unter Aufbau einer Bremskraft an die andere Bremsscheibe (49) presst.

2. Bremse (27) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremsscheibe (49) eine Ausnehmung (50) für die Aufnahme der zur Ausnehmung (50) korrespondierend ausgebil- 35 deten Bremsscheibe (40) aufweist.

3. Bremse (27) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Ausnehmung (50) angeordnete Bremsscheibe (40) an seiner Mantelfläche eine schräge Bremsfläche (44) aufweist. 40

4. Bremse (27) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Bremsfläche (44) der Bremsscheibe (40) in Richtung der Außenachse (30) bzw. in Richtung zur Drahttrommel (28) zur Mittelachse der Achse geneigt ausgebildet ist.

5. Bremse (27) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schräge Bremsfläche (44) der Bremsscheibe (40) in Richtung der Außenachse (30) bzw. in Richtung zur Drahttrommel (28) von der Mittelachse der Achse weg geneigt ausgebildet ist.

6. Bremse (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder so mehrere Fixiermittel (52, 60) zur Fixierung der Drahttrommel (28) an der Außenachse (30) angeordnet sind.

7. Bremse (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (32) an der Innenachse (29) zur Regelung der Bremswirkung in Abhängigkeit zur Drahtvorschubgeschwindigkeit angeordnet ist. 55 Γ 1 1 ΑΤ 501 624 Β1

8. Bremse (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenachse (30) über eine Justiervorrichtung (48), zum Einstellen der maximalen Bremswirkung mit der Innenachse (29) verbunden ist.

9. Bremse (27) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiervorrichtung (48) durch eine zwischen der Außenachse (30) und der Innenachse (29) angeordnete Justierbuchse (48a) gebildet ist, durch welche der Abstand der Bremsscheiben (40, 49) zueinander einstellbar ist. io 10. Bremse (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (67) zur Erfassung des Gewichts der Drahttrommel (28) und/oder der Drehzahl der Außenachse (30) bzw. der Drahttrommel (28) vorzugsweise zwischen Innenachse (29) und Außenachse (30) vorgesehen sind.

11. Bremse (27) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (67) mit Leitungen, insbesondere einem Steuerbus (68) zur Übermittlung der Daten an eine Steuervorrichtung (4) verbunden sind. 20 Hiezu 9 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 55