快速改变式制动系统的制作方法

相关申请

本申请主张2015年3月31申请的同在申请中的第14/674,240号美国非临时专利申请的优先权益，所述美国非临时专利申请的内容全部以引用方式并入本文中。

本公开总的来说涉及用于焊接机的快速改变式制动系统。

背景技术：

用于焊接机的常规卷轴轮毂系统包含制动系统，其中制动系统防止焊丝卷轴在焊接机内过度卷绕。这些系统在电子制动器与简单制动垫圈之间变化，其中弹簧力施加到制动垫圈。

使用弹簧式制动垫圈的常规焊接机具有拧到带有螺纹的卷轴轮毂轴的端部上的螺帽。此常规焊接机10的实例示出在图1和图2中。弹簧12介于螺帽14与安装在卷轴轮毂轴18上的卷轴轮毂16之间。螺帽14被拧紧在卷轴轮毂轴18上以调整弹簧12在卷轴轮毂16上的压力，这又会调整支承在制动垫圈20上的卷轴轮毂16的压力。有时，对于用户来说，螺帽14看起来松动，并且在看到此情形时，用户可将螺帽14拧紧到他们“感觉”是正确转矩量的程度，这是因为螺帽14与卷轴轮毂16之间的螺纹连接允许进行无限范围的转矩调整(受制于螺纹的长度)。有时，此新转矩过紧并阻碍卷轴轮毂16在卷轴轮毂轴18上旋转，这是因为卷轴轮毂16被过紧地束缚在弹簧12与制动垫圈20之间。并且有时，用户没有施加足够的张力，这可允许焊丝卷轴22过度卷绕。

技术实现要素：

在一个方面中，提供一种用于焊接机的制动系统。制动系统包含(但不限于)制动表面、卷轴轮毂轴、卷轴轮毂、调整旋钮以及可膨胀且可压缩的构件。卷轴轮毂轴能够接合在制动表面上。可膨胀且可压缩的构件设置在卷轴轮毂与调整旋钮之间以在卷轴轮毂上施加变化的级别的力。卷轴轮毂轴具有至少一个突出部，其中至少一个突出部能够与调整旋钮中的凹处接合以调整由所述构件施加在卷轴轮毂上的力。

本公开的范围仅由随附权利要求书限定，并且不受此发明内容内的陈述影响。

附图说明

可参照附图和描述来更好地理解本公开。附图中的部件未必按照比例绘制，而是着重于说明本公开的原理。

图1描绘用于焊接机的常规制动系统的立体图；

图2是图1的制动系统的横截面图；

图3描绘根据本公开的实施例的焊接机的示意图；

图4描绘根据本公开的实施例的快速改变式制动系统的立体图，其中所述快速改变式制动系统安装在焊接机上并具有安装在上面的焊丝卷轴；

图5是图4的制动系统的分解立体图；

图6是图4的制动系统的替代分解立体图；

图7是图4的制动系统的放大立体图；

图8是图4的制动系统的横截面图；

图9是图4的制动系统的部件的放大立体图；

图10是图4的制动系统的调整旋钮的立体图；

图11是图10的调整旋钮的端视图；以及

图12是图10的调整旋钮的横截面图。

具体实施方式

虽然本公开可具有不同形式的实施例，但附图中示出并且本文中将详细描述具体实施例，应理解，本公开应被视为本公开的原理的示范，并且不希望将本公开限制于本文所说明并描述的内容。因此，除非另有注明，否则本文所公开的特征可组合在一起以形成原本为了简洁起见而没有示出的额外组合。

图3图示示范性送丝焊接机30，其中送丝焊接机30包含用于安装焊丝卷轴36的卷轴轮毂34的快速改变式制动系统32。示范性焊接机30包含设置在外壳38内的多个部件，包含制动系统32。在操作中，驱动系统40将焊丝电极42从外壳38推进到焊炬或焊枪44。此焊丝电极42是从设置在外壳38内的焊丝卷轴34馈送。电力供应器46将操作电力提供到驱动系统40的电动机48以有助于焊丝电极42的推进。焊丝电极42可穿过供应电缆50而推进到焊炬或焊枪44的喷嘴52内的接触焊嘴。

在焊接操作期间，喷嘴52在接近工件54的位置处的放置允许由电力供应器46提供的电流(所述电流经由供应电缆50而被引导到焊炬或焊枪44)从焊炬或焊枪44起弧到工件54。此起弧产生相对大量的热，所述热导致工件54和/或填料金属转化为熔融状态，因而有助于焊接。如应了解的是，此填料金属可由焊丝电极42提供或从某一其它源提供。

制动系统32允许用户快速改变设定而不需要使用工具。制动系统32提供多个预设制动力，以将适当制动力提供在卷轴轮毂34上，从而将卷轴轮毂34(以及因此安装在卷轴轮毂34上的焊丝卷轴)的旋转加速或减慢。制动系统32包含卷轴轮毂轴56、制动表面58、卷轴轮毂34、垫圈60、可压缩且可膨胀的构件62、调整旋钮64、销66和卷轴轮毂螺帽68。

卷轴轮毂轴56从外壳38的挡板70向外延伸，并且不可旋转地安装到挡板70。挡板70可由金属或塑料或金属与塑料的组合形成。卷轴轮毂轴56具有第一相对端56a和第二相对端56b，其中第一不带螺纹的圆柱部分76、第二不带螺纹的圆柱部分78和第三不带螺纹的圆柱部分80设置在第一相对端56a与第二相对端56b之间。第一部分76从挡板70延伸并且不可旋转地连接到挡板70，第二部分78从第一部分76的外端延伸，并且第三部分80从第二部分78的外端延伸并且终止在自由的端部56b处。第二部分78具有比第一部分76的直径小的直径，以使得肩部82被限定在第一部分76与第二部分78之间。第三部分80具有比第二部分78的直径小的直径，以使得肩部84被限定在第二部分78与第三部分80之间。第三部分80具有穿过其中的孔81，其中孔81垂直于卷轴轮毂轴56的中心线86。自由端56b可具有形成在自由端56b上的斜面。

制动表面58可如图所示由制动垫圈形成，或可由外壳38的挡板70的平坦表面形成。如果由制动垫圈形成，那么制动垫圈不可旋转地安装在卷轴轮毂轴56上，并且不可旋转地附接到挡板70。制动垫圈可由塑料或金属或金属与塑料的组合形成。如图所示，制动垫圈由以下各者形成：平坦基壁88，具有第一侧88a和第二侧88b；侧壁90，在基壁88的外边缘处从基壁88的第一侧88a悬垂并终止在自由端90a处；以及销92，从基壁88的第一侧88a向外延伸。销92从基壁88向外延伸比侧壁90大的距离。中央孔隙94穿过基壁88而形成。卷轴轮毂轴56的第一部分76落座在中央孔隙94内，并且侧壁90的自由端90a邻接挡板70。销92接合在挡板70中的孔96内，以防止制动垫圈相对于挡板70旋转。

卷轴轮毂34安装在卷轴轮毂轴56上，并且第一端56a邻接在制动表面58的基壁88的第二侧88b上。卷轴轮毂34由以下各者形成：圆柱主体98，具有相对的第一端98a和第二端98b；臂100，在主体98的第一端98a处从主体98径向向外延伸；以及凸缘102，接近第一端98a从主体98径向向外延伸。主体98具有第一不带螺纹的圆柱部分104以及第二带有螺纹的圆柱部分106。臂100从第一部分102延伸。中央通道108延伸穿过主体98，并且具有第一区段108a和第二区段108b，其中第一区段108a延伸穿过第一部分104以及第二部分106的一部分，而第二区段108b延伸穿过第二部分106的剩余部分。第一区段108a具有比第二区段108b的直径小的直径，以使得肩部110形成在第一区段108a与第二区段108b之间。臂100包含第一部分100a和第二部分100b，其中第一部分110a从主体98的第一部分104径向向外延伸，而第二部分100b垂直于第一部分100a并平行于卷轴轮毂34的中心线112而延伸。第二部分100b朝向主体98的第二端98b延伸，并且具有比主体98的第一端98a与凸缘102之间的距离大的长度。卷轴轮毂轴56的第一部分76落座在通道108的第一区段108a内，并且从主体98的第一端98a向外延伸。卷轴轮毂轴56的第二部分78部分落座在通道108的第一区段108a内并且部分落座在通道108的第二区段108b内。卷轴轮毂轴56的第三部分80部分落座在第二区段108b内并从主体98的第二端98b向外延伸。

垫圈60是常规垫圈，其中垫圈具有圆环114，并且中央孔隙116穿过垫圈。环114的两侧是平坦的。

可压缩且可膨胀的构件62由中央区段118形成，其中中央区段118具有相对的第一端118a和第二端118b以及穿过其中的中央通道120。可压缩且可膨胀的构件62具有限定在第一端118a与第二端118b之间的长度，其中所述长度小于卷轴轮毂轴56的第二部分78和第三部分80的长度。可压缩且可膨胀的构件62可由螺旋弹簧或弹性构件(例如，橡胶块)形成。

卷轴轮毂轴56延伸穿过垫圈60的中央孔隙116，以使得垫圈60围绕卷轴轮毂轴56的第二部分78，并且垫圈60落座在通道108的第二区段108b内并落座在肩部110上。卷轴轮毂轴56延伸穿过可压缩且可膨胀的构件62的中央通道120。在膨胀状况下，构件62围绕卷轴轮毂轴56的第二部分78以及第三部分80的一部分；构件62落座在通道108的第二区段108b内；构件62的第一端118a落座在垫圈60上，并且构件62的第二端118b落座在调整旋钮64上，如本文所述。

调整旋钮64由主体122形成，其中主体122具有第一相对端122a和第二相对端122b以及延伸穿过其中的中心线124、沿着中心线124延伸穿过主体的不带螺纹的中央通道126、设置在主体122的第一端中的埋头孔128以及形成在主体122的第二端122b中的多个安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b。主体122的第二端122b可具有形成在其中的埋头孔136以及形成在埋头孔136中的安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b，或者埋头孔136可被省去并且安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b形成在主体122的第二端122b中。主体122具有界定在第一端122a与第二端122b之间的长度l1，其中长度l1小于卷轴轮毂轴56的第三部分80的长度，以使得调整旋钮64可沿着卷轴轮毂轴56的第三部分80的长度移动，而不从卷轴轮毂轴56掉落。

中央通道126具有第一中央部分126a、第二部分126b和第三部分126b，其中第一中央部分126a是圆柱形的，第二部分126b从主体122的中心线124径向向外延伸，并且第三部分126c从主体122的中心线124径向向外延伸并与第二部分126b在直径上相对。第一中央部分126a具有实质上与卷轴轮毂轴56的第三部分80相同的直径，并且具有比卷轴轮毂轴56的第二部分78的直径小的直径。第二部分126b和第三部分126c各自由一对侧表面形成，其中端表面连接所述侧表面。侧表面可以是笔直的，并且端表面可以是弯曲的。

安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b从中心线124径向向外延伸，并且从中央通道126的第一中央部分126a径向向外延伸。每一安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b由平行于主体122的中心线124的侧壁130a'、130b'、132a'、132b'、134a'、134b'以及垂直于主体122的中心线124的基壁130a"、130b"、132a"、132b"、134a"、134b"形成。侧壁130a'、130b'、132a'、132b'、134a'、134b'由一对侧表面形成，其中端表面连接所述侧表面。侧表面可以是笔直的，并且端表面可以是弯曲的。安装凹处130a、130b彼此在直径上相对并形成同一凹处；安装凹处132a、132b彼此在直径上相对并形成同一凹处；安装凹处134a、134b彼此在直径上相对并形成同一凹处。安装凹处130a、130b的侧壁130a'、130b'具有同一长度l2，其中长度l2被定义为主体122的第二端122b与基壁130a"、130b"之间的距离。安装凹处132a、132b的侧壁132a'、132b'具有同一长度l3，其中长度l3被定义为主体122的第二端122b与基壁132a"、132b"之间的距离。安装凹处134a、134b的侧壁134a'、134b'具有同一长度l4，其中长度l4被定义为主体122的第二端122b与基壁134a"、134b"之间的距离。长度l2、l3和l4彼此不同，以使得安装凹处130a/130b、132a/132b、134a/134b具有不同长度。例如，长度l2大于长度l3；长度l3大于长度l4。因此，相应侧壁130a"/130b"、132a"/132b"、134a"/134b"与主体122的第一端122a之间的距离根据安装凹处而不同。

销66是常规销，并且可由圆柱体形成，或可具有其它形状。销66例如通过压力装配而紧固到卷轴轮毂轴56的孔81中，或销66可与卷轴轮毂轴56整体形成并且孔81被省去。销66的至少一端从卷轴轮毂轴56径向向外延伸以形成突出部。如图所示，两个径向向外延伸的突出部138a、138b被设置成如本文所述接合到安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b中的相应安装凹处中，然而，应理解，仅需要单个突出部。

调整旋钮64通过使卷轴轮毂轴56的第三部分80穿过中央通道126的第一中央部分126a并使销66的突出部138a、138b穿过通道126的第二部分126b和第三部分126c而安装到卷轴轮毂轴56的第三部分80上。调整旋钮64部分落座在卷轴轮毂34的通道108的第二区段108b内。构件62的第二端118b落座在埋头孔128内，以使得构件62介于调整旋钮64与卷轴轮毂34之间。卷轴轮毂轴56的第三部分80从主体122的第二端122b向外延伸。

为了将卷轴轮毂34的位置相对于制动表面58固定，突出部138a、138b落座到一对安装凹处(例如，安装凹处130a、130b)中。突出部138a、138b到安装凹处130a、130b中的此种接合将调整旋钮64、构件62和卷轴轮毂34紧固到卷轴轮毂轴56，并因此紧固到焊接机30，并且导致卷轴轮毂34的第一端98a以预定量的力邻接在制动表面58的第二端88b上。

当突出部138a、138b不接合在安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b内时，调整旋钮64可在卷轴轮毂轴56上旋转。突出部138a、138b可通过推进调整旋钮64以对构件62进行压缩来将调整旋钮64朝向制动表面58移动而从主体122的第二端122b向外定位，以使得突出部138a、138b越过安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b。一旦突出部138a、138b越过，调整旋钮64便可旋转到新位置，并且突出部138a、138b接合在一对新安装凹处(例如，安装凹处132a、132b)内。调整旋钮64相对于卷轴轮毂轴56的移动量受第三部分80的长度限制。

卷轴轮毂螺帽68用于将焊丝卷轴22安装在卷轴轮毂34上。如本领域中所知，焊丝卷轴22包含核心140，其中核心140具有从核心140的端部径向向外延伸的端部凸缘142a、142b以及穿过核心140的不带螺纹的中央通道144。焊丝缠绕到核心140上并保持在两个凸缘142a、142b之间。孔(未示出)设置在凸缘中的至少一个(例如，凸缘142a)中。

卷轴轮毂螺帽68由主体形成，其中所述主体具有第一端和第二端以及穿过其中的带有螺纹的中央通道146。通道146中的螺纹与卷轴轮毂34的第二部分106上的螺纹配合。

在使用中，卷轴轮毂螺帽68从卷轴轮毂34移除，并且焊丝卷轴22通过使卷轴轮毂34穿过焊丝卷轴22的通道144直到凸缘142a邻接在卷轴轮毂34上的凸缘102上为止而安装到卷轴轮毂34上。臂100的第二部分100b接合到凸缘142a中的孔中。因此，焊丝卷轴22的旋转位置相对于卷轴轮毂螺帽68是固定的。卷轴轮毂34的带有螺纹的部分106的至少一部分从焊丝卷轴22向外延伸。卷轴轮毂螺帽68接着与卷轴轮毂34的带有螺纹的部分106螺纹接合，直到卷轴轮毂螺帽68与焊丝卷轴22的凸缘142b接合为止。焊丝卷轴22接着被截留在卷轴轮毂34与卷轴轮毂螺帽68之间。

焊丝卷轴22和卷轴轮毂34在焊接机30的使用期间旋转，以将焊丝送给到焊接机30的焊接部件。随着卷轴轮毂34旋转，卷轴轮毂34与制动表面58之间的接合对旋转提供制动作用。

制动的级别可通过如下方式来改变：将调整旋钮64旋转到不同位置以及将突出部138a、138b放置到诸对不同安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b中，这因此改变由构件62施加在卷轴轮毂34上并且因此由制动表面58施加在焊丝卷轴22上的压缩力。当突出部138a、138b被放置在安装凹处134a、134b中，构件62在调整旋钮64与卷轴轮毂34之间被轻微压缩，并且推动卷轴轮毂34而与制动表面58接合。这导致由构件62施加在卷轴轮毂34上的第一预定级别的压力，如此通过此第一预定级别的压力而将卷轴轮毂34按压在制动表面58上。当突出部138a、138b被放置在安装凹处132a、132b中时，由于长度l3大于长度l4，相比突出部138a、138b处于安装凹处134a、134b中时，构件62在调整旋钮64与卷轴轮毂34之间受到较大压缩。这导致由构件62施加在卷轴轮毂34上的第二预定级别的压力，如此通过此第二预定级别的压力而将卷轴轮毂34按压在制动表面58上。当突出部138a、138b被放置在安装凹处130a、130b中，相比突出部138a、138b处于安装凹处132a、132b中时，构件62在调整旋钮64与卷轴轮毂34之间受到更进一步压缩。这由于长度l2大于长度l3而导致由构件62施加在卷轴轮毂34上的第三预定级别的压力，如此通过此第三预定级别的压力而将卷轴轮毂34按压在制动表面58上。因此，由于由构件62施加在卷轴轮毂34上的压力的级别，通过卷轴轮毂34的第一端98a与制动表面58的第二端88b之间的接合，不同级别的制动作用在卷轴轮毂34上。

制动力的改变可容易由用户在预定义的位置之间改变而不需要使用工具。为此，用户抓住调整旋钮64并将调整旋钮64朝向制动表面58推动以对构件62进行压缩，并且将突出部138a、138b与突出部138a、138b被安装在其中的安装凹处(例如，安装凹处130a、130b)分离。调整旋钮64接着旋转以将突出部138a、138b与新的期望安装凹处(例如，安装凹处134a、134b)对准。调整旋钮64接着释放以允许构件62膨胀并使突出部138a、138b重新落座在新的安装凹处中。这改变由构件62施加在卷轴轮毂34上的压力的量以及卷轴轮毂34与制动表面58的接合的级别。

制动系统32中的预设安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b可被设计成与不同焊丝卷轴(例如，铝、不锈钢、药芯和软钢)相关。制动系统32防止终端用户将过多制动力施加在卷轴轮毂34上，而将过多制动力施加在卷轴轮毂34上原本会阻碍卷轴轮毂34旋转。制动系统32还防止用户不施加足够张力，而不施加足够张力原本可允许焊丝卷轴22过度卷绕。

由调整旋钮64中的安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b提供的这些不同长度导致构件62的不同长度以及由构件62产生的不同力。这些长度可与不同类型的焊丝卷轴22(即，铝、不锈钢等)相关，或可与卷轴大小(即，四英寸、八英寸、十二英寸)相关。例如，相比十二英寸的不锈钢焊丝卷轴，八英寸的铝卷轴需要更小的制动力来防止过度卷绕。调整旋钮64允许用户快速地改变这些参数而不需要使用工具。

虽然在附图中示出并在本文中描述三对安装凹处130a、130b、132a、132b、134a、134b，但应理解，可存在可基于改变突出部138a、138b接合在其中的表面的几何结构而获得的较多设定。并且，虽然设置了两个突出部138a、138b，但可改为设置单个突出部，例如，突出部138a。

调整旋钮64可用记号148来标记。如图所示，设置了与构件62所施加的预设力相关的记号148。记号148的其它选项包含(但不限于)a、b、c；1、2、3；或al、stl、flx以示出正送给什么类型的焊丝。记号148的其它选项包含(但不限于)4、8、12而以英寸或毫米为单位来表示焊丝卷轴22的大小。记号148的又一选项包含(但不限于)卷轴的毛重(1磅、10磅、40磅或公制等级)。

提供摘要以允许读者快速确定本公开的性质。应理解，摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在前述具体实施方式中，可了解，出于将本公开流线化的目的，各种特征在各种实施例中被分组在一起。此公开方法不应解释为反映如下意图：所主张的实施例需要比每一权利要求中明确引述的特征多的特征。实际上，随附权利要求书反映，本主题存在于比单个所公开实施例的所有特征少的特征中。因此，随附权利要求书此处并入到具体实施方式中，其中每一权利要求自身作为独立主张的主题。

虽然已描述本公开的各种实施例，但本领域的一般技术人员将清楚，在本公开的范围内，其它实施例和实施方案是可能的。因此，除了根据随附权利要求书及其等同物进行限制之外，本公开不受限制。