与本发明的实施例一致的装置、系统和方法涉及焊丝给送器，并且更确切地涉及用于将焊枪缆线连接至焊丝给送器的方法和系统。
背景技术：
众所周知，在许多焊接操作中，焊接焊丝被用作可消耗电极并且经由焊丝给送器被连续递送至焊接点。这被利用在诸如GMAW的焊接操作中。使用可消耗焊接焊丝的重要方面是维持焊丝通向焊接操作的一致且可靠的流动。这通常由焊枪头部组件、焊枪缆线、以及焊丝给送器之间的连接来完成。因而，所述焊接缆线与其他部件之间的连接的完整性和容易性可能是重要的。在一些应用中，焊枪缆线连接需要许多用来与各种部件上的凹形连接(例如，用于冷却剂的流动、定位、焊丝导向等等)相接合的凸出部。由于这些许多凸出部，焊枪连接器的制造可能由于制造公差的积聚而极其困难。在没有精确且昂贵的制造的情况下，焊枪连接器的凸形部分和凹形部分之间的连接是不可能的，并且如果连接起来，由于装配中的应力和干扰，所述连接可能不是理想的。
通过将常规的、传统的和所提出的方法与本申请的其余部分中参照附图阐述的本发明的实施例相比较，这些方法的进一步的局限性和缺点对本领域内的技术人员而言将变得明显。
技术实现要素：
本发明的示例性实施例是具有自调节密封结构的焊枪缆线连接器。自调节密封结构(在其相应空腔中浮动以允许在连接时进行自调节)准许焊枪连接容易的且可靠的组装。此外，自调节销结构中的每一者提供足够的密封，使得所述连接提供适当的操作所需的密封。本发明的其他方面和实施例将在以下更详细地讨论。
附图说明
通过参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在附图中：
图1是示例性焊接系统的图解表示；
图2是示例性焊丝给送器的图解表示；
图3是具有示例性缆线连接的示例性焊丝给送器的侧视图的图解表示；
图4A和图4B是示例性动力块的图解表示；
图5是本发明的实施例的示例性焊枪和焊枪连接组件的图解表示；
图6是示例性连接部分的图解表示；
图7是本发明如在此描述的示例性自调节联接器的横截面的图解表示；并且
图8是本文所讨论的示例性连接的截面的图解表示。
具体实施方式
现在将详细参照多个不同的和可替代的示例性实施例并参照附图，其中相似的数字代表基本上相同的结构元件。每个实例是通过说明的方式而不是作为限制来提供的。事实上，本领域的技术人员将清楚的是，可以在不脱离本披露内容和权利要求书的范围或精神的情况下作出修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分所展示或描述的特征可以在另一个实施例上使用，以产生更进一步的实施例。因此，本披露内容旨在包括在所附权利要求书及其等效物范围内的修改和变化。
本文中描述的示例性实施例尤其适用于与焊接焊丝给送器相关的用途，并且因此，本发明的实施例将尤其参照与焊接操作相关使用的焊丝给送器来进行描述。然而，所要求保护的本发明具有更宽泛的应用并且可以与其他类型的焊丝或其他焊丝状的材料一起使用。
图1展示了具有焊丝给送器140的电弧焊接系统100的示例性实施例。系统100包括焊接电源110、焊接焊丝给送器140、焊接焊丝源160、气体源120和焊枪130。焊丝给送器140包括控制器150以及焊丝夹持装置170。控制器150可以包括电机(未示出)，所述电机驱动焊丝夹持装置170以将焊接焊丝电极从焊接焊丝源160拉拔穿过焊丝夹持装置170并且经由焊接缆线135拉拔到焊枪130中。这样的焊接系统在本领域是众所周知的。焊接电源110的第一电端子可以连接至工件180，使得电连接至焊接电源的第二电端子的焊接焊丝电极可以经由焊枪130来施加至工件180以在电弧焊接操作中产生焊接。本发明的实施例涉及对缆线135的通向焊丝给送器140的连接的改善，如将在以下进一步解释的。
图2展示了可以用于图1的电弧焊接系统100的焊丝给送器200的示例性实施例。焊丝给送器200的罩盖210是打开的以示出焊丝夹持装置220。如所示出的，罩盖210具有允许容易触及焊丝给送器和焊丝给送机构的内部的可移动部分，例如门或可移动的罩盖区段。门部分可以铰接至罩盖的其余部分或壳体上以允许容易打开。焊丝给送器200还包括例如可以类似于图1的控制器150的控制器230。焊丝夹持装置220包括第一对可旋转滚轮221和222以及第二对可旋转滚轮223和224。每一对都能够在其之间夹持焊接焊丝并且旋转以将焊接焊丝从焊接焊丝源160给送至焊枪130。焊丝夹持装置220包括力产生部分，所述力产生部分具有两个直线或线性可调节的力产生机构(力产生器)225和226(例如，弹簧和调节元件)，从而对应地调节每对滚轮之间的夹持力。示例性焊丝给送器的操作构造是众所周知的并且无需在本文中详细描述。示例性焊丝给送器可以包括用户输入装置、控制器、CPU和其他部件，以利于焊丝给送器在多种不同类型的焊接操作中的使用。事实上，在一些示例性实施例中，焊丝给送器200可以用于其中焊炬被水冷却的焊接操作中。这种系统无需在本文中详细描述，因为它们通常是已知的。
图3是焊丝给送器的另一个示例性实施例的侧视图，所述焊丝给送器具有符合本发明的示例性实施例的焊接缆线连接300。连接300包括联接至缆线连接器部分320的动力块部分310，其中所述动力块部分被安装至焊丝给送器壳体的内表面，并且缆线连接器部分320在壳体之外安装至动力块部分310，并且缆线135连接至缆线连接器部分320。同样，如所示出的，缆线连接300和动力块部分310被配置成使得用于缆线135的焊丝导向件400可以从焊丝给送器200之内移除，如所示出的。在现有的焊丝给送器系统中，缆线135将必须从连接器320移除，以用于从缆线135移除焊丝导向件400。如之前所阐述的，这个过程是耗时的并且增加了损坏部件的风险。如此，本发明的实施例呈现了超越现有的焊丝给送器系统的改善。
图4A和图4B描绘了动力块部分310的示例性实施例。动力块310具有安装面311，所述安装面顶靠在焊丝给送器壳体的内表面上，使得缆线连接延伸部分312延伸超出焊丝给送器的壳体并且延伸出，从而使得缆线连接器部分320被连接在焊丝给送器壳体之外。如所示出的，在示例性实施例中，延伸部分312在直径方面是圆形的，并且在延伸部分312的远端面中具有多个通道313、314、315和316。通道313从远端延伸至动力块的内部面317。当动力块310被安装到焊丝给送器200上时，所述内部面被定位在壳体内面朝焊丝给送器中的焊丝驱动机构。
通道313是焊丝导向通道，焊丝导向件穿过所述焊丝导向通道从缆线135穿过所述动力块，从而使得所述通道将焊丝给送器的内部空腔与焊丝给送器的外部相联接。焊丝导向组件穿过这个通道313，并且在焊丝给送器200的使用过程中，焊丝耗材经由焊丝导向件来穿过这个通道并且进入缆线135。其他通道314、315和316可以根据需要来用于保护气体、冷却气体和/或(用于液体冷却焊炬的)冷却液体。在所示出的实施例中，通道314、315和316在块310的底部318处连接至出口通道(未示出)，其中根据需要产生用于气体/液体的连接。应注意的是，本发明的实施例不局限于液体冷却实施例，而是可以应用于液体冷却和非液体冷却的焊丝给送器。
现在转向图5，示出了焊枪鹅颈管组件500的示例性实施例。如同已知的焊枪组件，组件500包括将耗材和保护气体引导至焊接操作的鹅颈管或导管501、以及可以由多个部件(通常已知)组成的并且将组件500连接至焊炬连接组件550的连接器部分510。焊炬连接组件550可以包括任何数量的组件(比如，用于推拉枪配置的电机和皮带轮)以及其他不同的已知的部件。如所示出的，在组件500/550之间的水连接A、耗材连接B以及气体连接C相互配合以确保气体、水、以及耗材适当地递送到组件500。如上所述，组件550与焊接缆线配合，其另一端连接至焊丝给送器上的动力块。当然，本发明的实施例不局限于附图中示出的旨在是示例性的应用或组件构型，其旨在是示例性的。
现在转向图6，如所示出的，连接器部分510可以具有绝缘部分511，缆线连接套环紧固到所述绝缘部分以将所述部分510保持在凹形的相对的连接中(例如，参见图5中的550)。绝缘部分511可以具有用来紧固所述连接的外螺纹或其他已知的连接结构。连接器部分510具有远端表面513，当建立连接时，所述远端表面能够与凹形连接侧的对应的表面相配合。连接部分510可以由任何已知的材料制成。
焊丝导向部分515从表面513延伸。焊丝导向部分可以在表面513中居中或位于任何所希望的位置。焊丝导向部分515具有贯穿端口516，焊丝衬管/导向组件穿过所述贯穿端口，并且所述贯穿端口用于将焊丝递送至焊接操作。此外，所述部分515被构造成使得所述部分将焊接电流从动力块/焊丝给送器载运至组件550中的对应的电流载运结构。所述部分515的结构和操作是同已知的焊枪连接一致的并且不需要在本文中详细描述。在一些实施例中，所述部分515可以与连接器511的表面513以及其他结构制成一体，并且在其他实施例中，所述部分515可以是经由螺纹等紧固的可移除部件。
而且，导向销517从表面513延伸。导向销517与凹形连接侧中的对应的孔对准，这样使得导向销517用于在连接器510被连接时对所述连接器适当定向。这样确保所有适合的端口以及连接都是适当的。如同部分515，导向销517可以与表面513制成一体或者可以使用螺纹等可移除地紧固。
如所示出的，表面还包含多个端口519(在图6中有三个端口)。这些端口519延伸进入连接器510以允许自调节连接器600插入。在一些示例性实施例中，端口可以少至一个，而在其他实施例中可以有两个或更多个端口。例如，这些端口/连接器组合用于允许冷却剂通过(流入和流出)以及保护气体通向焊枪。当然，可以用于其他用途。在示例性实施例中，至少一些(或全部)连接器600被允许在其相应端口中浮动(这将在下面进行更多的解释)。这种浮动的能力允许连接器600自调节至凹形连接侧上的对应端口，因而使连接器510的紧固更容易，同时消除了损坏和/或危害所述连接的可能性。图6中还示出了表面513中的凹陷部分521，所述凹陷部分可以是用于将内外鹅颈管组件保持在一起的螺钉以及螺钉绝缘体。应当指出的是，本发明的实施例可以与许多不同的焊炬设计一起使用，并且不限于本文附图中描绘的焊炬设计，所述焊炬设计旨在是示例性的。例如，本文中的实施例可以用于具有多个冷却通道的焊接炬以及其他连接。这种示例性实施例的一个实例在2014年9月15日提交的且题为“具有冷却导管的电弧焊炬(Electric Arc Torch with Cooling Conduit)”的美国公开号2016/0074973中示出。同样，其中描述的焊炬并不旨在进行限制。
图7描绘了自调节连接器600的示例性实施例的截面。如所示出的，连接器600具有焊枪组件插入端601以及相反的插入端602。焊枪组件插入端601插入所述连接器510的表面513中的端口519中。所述端601具有至少两个O形环槽603，所述O形环被放置在所述O形环槽上以允许连接器510中的适当的密封。O形环以及O形环槽603的尺寸被确定成使得实现适当的密封，但相反的插入端602能够根据需要以最小的努力和干扰来对准和插入。这将在以下进一步解释。O形环槽603的上游是肩台部分605，所述肩台部分邻近于螺纹部分607，所述螺纹部分在连接器600的外表面609上具有螺纹。螺纹部分607的螺纹具有连接器600的最大外直径、并且相对于连接器的总长度具有相对较短的长度。在示例性实施例中，螺纹部分607的长度L在连接器600的总长度的5％至20％的范围内，并且在一些示例性实施例中，螺纹部分607的长度在7％至12％的范围内。外表面609的上游是台阶部分611，所述台阶部分具有的外直径小于外表面609的外直径，并且所述台阶部分通向相反的插入端602，所述相反的插入端同样具有至少两个O形环槽613。连接器600还具有穿过连接器600中心的通道615，所述通道与动力块以及连接器510两者的端口对准以允许流体(比如，冷却剂/保护气体)根据需要通过。
图8描绘了在焊枪连接器510的端口519中的连接器600的示例性截面。如所示出的，连接器510可以由根据需要用来提供所希望的功能和连接的多个部件构成。然而，本文所讨论的示例性实施例并非旨在限于焊枪连接器510部件的构型和组件。
如图8所示，连接器600插入所述端口519中，从而连接器600的大部分处于端口519中。O形环701坐靠所述端口的内表面，并且通道615与连接器510中的对应的通道705连通。此外，端口519具有座表面713，当连接器600插入时所述连接器的远端表面接合所述座表面，以确保连接器600在端口中不会插入太深。端口还具有螺纹空腔部分707，当连接器600完全插入所述端口519中时所述连接器600的螺纹607插入所述螺纹空腔部分中。即，空腔707的壁直径比螺纹607的最外直径大，从而当螺纹处于空腔707内时没有螺纹接合。如所示出的，空腔707具有端口519的最大直径。空腔707的上游是端口螺纹部分703，所述端口螺纹部分具有与连接器600上的螺纹607相对应的螺纹。在组装过程中，连接器600经由螺纹607和703而被螺纹拧入所述端口519中。然而，连接器被螺纹拧入一段距离使得螺纹607进入空腔707、并且不再与端口519中的螺纹703接合。然后螺纹703担当障碍物来防止连接器600意外的抽出或移除。此外，螺纹709的牙顶具有一定高度使得在表面609和螺纹牙顶之间存在间隙G。间隙应当具有足够的距离以允许连接器600在安装到端口519中时移动。这种移动允许连接器与动力块中的对应端口在缆线连接过程中对准，而无需保持极难的制造公差。即，通过具有位于空腔707内的螺纹607(在完全安装时没有任何螺纹接合)允许连接器在连接过程中轻微移动。这种移动的能力，尤其对于连接器510上的多个连接器600，允许容易安装、更容易制造、并且明显减小连接过程中部件损坏的风险。在示例性实施例中，这种构型允许连接器600的相反端602从端口519的中心线在0.5度至5度的范围内移动以用于适当的对准，同时仍保持适当密封。在其他示例性实施例中，连接器600可以在0.5度至2度的范围内移动。通过这些自由度，部件可以在组装过程中轻微地移动，从而允许更宽松的定位公差以及明显减少的生产成本，同时确保所希望的适配性和可靠性。
应当指出的是，在一些实施例中，可以使用凸出部(所述凸出部从与端口519中的空腔相接合的表面609延伸)，而不是使用连接器上的螺纹607，这样使得连接器600可以免于从连接器510中被意外移除的危险，但仍允许连接器600移动以在连接过程中适当地定位和定向。
此外，应当指出的是，虽然上述实施例示出了连接器600与位于缆线连接器510中的端口519接合，但其他实施例并不限于此。例如，端口519可以位于焊丝给送器动力块中，这样使得连接器600被紧固在动力块中，并且缆线连接器510具有与用于焊枪缆线连接的连接器对准的凹形端口。此外，示出了连接器600关于焊炬连接至组件550的用途，本发明的实施例可以用于多个或不同的位置。例如，这些连接可以用于将缆线连接至组件550的相对端和/或可以用于将缆线连接至焊丝给送器上的动力块。此外，本发明的实施例不局限于在焊接应用中使用，而是可以用于需要多个凸出部凹-凸连接的许多其他应用。
虽然已参照某些实施例描述了本申请的主题，但是本领域技术人员将理解，在不脱离主题的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等效形式。此外，可以进行许多修改以使具体的情况或材料适应主题的教导内容而不脱离主题的范围。因此，旨在的是，主题不局限于所披露的特定实施例，而是主题将包括落入本文所描述的范围内的所有实施例。