专利名称：行星送进头装置及随焊机使用的方法
技术领域：
本发明涉及行星送进头装置及随焊机使用的方法。
在美国专利US4049172，4085880，4098445，4205771，42611499，和4605148中介绍了连续电焊丝的行星送进的各种方法和装置。
一个连续行星送进器具有决定一个纵向送进轴线的体，以及一对相对送进轴线相互斜交，并对称布置的滚子。每个滚子均具有双曲面型的表面轮廓。每个滚子借助于一个活塞安装在体上，活塞本身安装在该体内形成的大致为园柱形的座架中，以利于轴向移动。每个滚子横向安装入其座架外面的与之配合作用的活塞中，并与送进轴线成一个固定交角。
将活塞安置得彼此互相平行，通过使之趋近或背离送进轴线移动，可根据欲送进的电焊丝的直径以及根据欲施加于焊丝上的送进力调整滚子之间的间隙。通过用一弹簧来调整这些滚子而使滚子之间的间隙调整得以简化。将此弹簧进行校准，使之可借助一个共同作用的杠杆和一对对称安置于送进轴线的位置上的力传递机构，将一预定的力施加于每个活塞和滚子。
在将电焊丝置于这些滚子之间并使之沿送进轴线安放时，则体的旋转使斜交的滚子将电焊丝沿送进轴线送进。电焊丝在滚子之间的送进还使该丝矫直。
现有技术的行星送进器的不足之处如下1.滚子相对活塞的横向定位导致一种从杠杆到滚子的力的悬臂样的传送。这会引起在行星送进器内产生弹性变形，并由此而引起滚子对不准和使滚子对电焊丝的抓紧变松，从而使焊丝的送进速度变小。
2.由于所使用的电焊丝的种类及尺寸往往是大不相同的，因而要求经常更换弹簧。
3.由于各个滚子的角度位置是固定的所以只有对于一个预定的电焊丝直径才会在此电焊丝与滚子的双曲面的送进表面间出现真的线接触。使用不同于预定直径的电焊丝会减少滚子与电焊丝之间的接触面积，因而也就会减少由这些滚子施加于该电焊丝上的送进力。
4.而且，由于是将滚子安装在相对送进轴线的一个固定角度位置上的，一般说来是45°，故在减少系数大于1时，要达到满意的焊接速度是不可能的。
5.调整弹簧，因而也就是调整施加到滚子上的力，以及调整施加到电焊丝上的调直力也是不可能的。
上述不足之处使得传统的行星送进器不可能方便地用不同的、最佳的速度对不同的尺寸的电焊丝进行焊接。
有各种类型的连续焊丝送进器。一种传统类型的焊丝送进器使用多个滚子，这些滚子分别绕着各自的彼此平行的轴线转动，这些轴线垂直于焊丝送进方向。
这种滚子型的送进器有许多不足之处，列举如下为了最大地卡紧电焊丝，相对的滚子要用在电焊丝送进时应到能使之产生塑性变形的那种力量将滚子靠紧在一起。这样一来，就会使滚子及与其共同作用的组成件强烈磨损，并由此而要求经常更换它们。
这种滚型送进器不能进行电极矫直和在导管与送进电极之间产生高摩擦阻力，结果电极在执行焊接处的非线性输送速度也减弱了。
由于滚子与电焊丝间的卡紧力、电焊丝送进时的塑性变形、以及在电焊丝与输送管之间的摩擦阻力相对小，使用传统的、平行滚子安装的送进器的效率很低。因此，为了在如一个焊接作业周期内所要求的那样高速地送进焊丝，就会要求有一个十分大的、特别不成比例的系统。
另外一种传统的送进器应用多个行星送进组件，这些组件环绕一个送进轴线并朝同一方向转动。
传统的行星送进器有下列不足之处在每个组件只应用一对滚子时，它们只能给予电焊丝相对较低的卡紧力。
在电焊丝被送进时，电焊丝还因这种行星行动而被绞扭。施加于电焊丝上的这种扭转力是与施加的送进力和这行星组件的旋转速度成正比的。而且，很明显，电焊丝所能被传送的速度是受限于此电焊丝的抗扭转强度的。
可能施加到焊丝上的最大扭转力是由电焊丝在送丝时所通过的导管的摩擦阻力决定的。这是因为，在通过送进导管的电焊丝被扭转时，会遇到以该管道内面与电焊丝间的摩擦力形式出现的一种对扭转作用的阻力。这种对扭转的摩擦阻力与在导管内部的电焊丝之长度成正比例。
因此，可能施加到电焊丝上的阻力是与导管的长度成反比的。因此在送进器中使用的导管长度不得大于3-4米。
本发明打算提供一种用于一条连续电焊丝的送进和调直用的改进了的行星送进头以及一种克服现有技术不足之处的、改进了的连续电焊丝的送进及调直的方法。
本发明的进一步的目的是提供一种送进电焊丝的行星式送进器以及行星送进电焊丝的方法，在这种送进方式中，施加于电焊丝上的扭转力被减至最小，由此而可大大地增加所采用的送进导管的长度。
根据本发明的一个推荐实施例，为送进电焊丝提供的一种通用行星送进头，该送进头有一个通常为细长的空心体，该体确定一条电焊丝送进轴线，且可适于高速转动;
一对与体配合作用的行星滚子，行星滚子可以与体一起绕送进轴线转动，且相对送进轴线分别各自相互倾斜地安装，而且每个行星滚子各自确定有相对送进轴线相互有间隔的外园周送进表面，每个滚子安置得可以沿预定的接触线与一个电焊丝贴接，而且每个送进表面与跟这根送进轴线斜倾一个倾角的一个平面成90°相交;
使每个滚子绕垂直于送进轴线的一个轴线转动以调整滚子与送进轴线之间的倾转角的装置，由此而可选择一种与送进轴线平行的滚子送进面形状，这种形状相应于从有不同直径大小的一组电焊丝中选取的一条电焊丝的外形，从而在滚子的送进表面与所取的该电焊丝间提供一条最大接触(maximumcontact)线;
用于同时朝送进轴线沿径向推动这对滚子以便沿滚子送进表面与电焊丝间的接触线施加一个法向力于该电焊丝的装置;
而且，在这个送进头中，当滚子和体绕送进轴线转动时，滚子将沿该接触线对电焊丝施加一切向力，由此而使电焊丝可沿送进轴线送进。
根据另一个实施例，本发明还提供一种送进电焊丝的方法，此方法具有下列步骤采用一对沿电焊丝送进轴线彼此分离间隔，且适于回绕该轴线转动的行星滚子;
使滚子定位安置，从而在每个滚子与一条选定直径的电焊丝之间提供一条最大接触线;
同时朝送进轴线沿径向推进这个滚子，而将一个法向力沿电焊丝与滚子之间的接触线施加给电焊丝;
绕送进轴线转动滚子，从而将一个大致沿着接触线的切向力施加于该电焊丝，由此使电焊丝沿送进轴线送进。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于送进电焊丝的行星送进头，送进头具有一个大致为细长的空心体，空心体决定一条送进轴线，并且适宜于绕该轴线高速转动;
一对通常是中空的活塞，活塞沿垂直于送进轴线的一个径向轴线安装在空心体内，而且相邻送进轴线的一端是开口端;每个活塞件有一个大致沿径向延伸的侧壁，并且在侧壁上制有一对或多对沿径向对置的孔，这些活塞件可以与空心体一起绕送进轴线转动;
一对行星滚子，每个滚子均安装于各自的活塞件内，并且是通过一根与径向轴线成90°角的轴安装，并使之从一对孔中的一个孔中突伸出，而且，各个滚子回绕送进轴轴线安装并相互对各自的方向倾斜，每个滚子分别决定各自的外园周送进表面，各外园周送进表面相对送进轴线彼此间隔并被安置得可同时与一根电焊丝沿它们之间的相应的接触线贴接。
用于同时推进活塞件的装置，并由此而使滚子沿径向对着送进轴线，以便可将一个法向力沿滚子送进表面与电焊丝间的接触线施加到电焊丝上。
在该送进头中，在空心体、活塞件和滚子均绕送进轴线转动时，将一个大致是沿接触线的切向力施加于电焊丝上，由此而使电焊丝沿送进轴线送进。
根据本发明的另一个实施例，还提供沿送进轴线送进电焊丝的装置，本装置具有一个基部;
第一和第二行星送进器，它们安装于基部上用于为沿送进轴线送进电焊丝而绕送进轴转动;
用于在第一个预定的转动方向上绕送进轴线转动第一个行星送进器，以便沿一个预定方向送进电焊丝的第一转动机构;
用于在与第一个预定方向相反的第二个预定方向上绕送进轴线转动第二个行星送进器从而使电焊丝在预定方向上沿送进轴线送进的第二转动机构。
因此，根据这个实施例，这个第一和第二行星送进器具有第一对绕送进轴线安置且相互倾斜的滚子，以使得能贴接沿纵长延伸的电焊丝，而且适用于在静止时于其上施加一个垂直于送进轴线的力，而且在由第一转动机构转动时，这个第一对滚子还可适用于向电焊丝施加一个具有沿送进轴线施加的轴向分力和一个在第一方向上绕送进轴线施加的扭转分力的力。
绕送进轴线安置且相互倾斜的第二对滚子以便与纵长延展的电焊丝贴接，并适用于将一个垂直于送进轴线的力施加于电焊丝上，而且在由第二转动机构转动时，这第二对滚子还适用于向电焊丝施加一个含有一个大致沿送进轴线的轴向分力和一个绕着送进轴线按与第一方向相反的第二方向施加的扭转分力的力。
而且根据这个实施例，第一和第二转动机构还适用于以各自相似的速度、沿彼此相反的方向绕送进轴线转动各自的第一和第二行星送进器，从而使得分别由各自的第一和第二对滚子在第一和第二方向上所施加于电焊丝上的各自的扭转分力在量值上大致相等。
下面结合附图对本发明进行详细的说明后会对之更充分地理解。附图介绍如下。
图1A是本发明的通用行星送进头结构侧向侧视示意图，送进头被剖开以展示两个操作方位;
图1B是图1所示送进头沿方向B的示意顶视图;
图2A是本发明的通用行星送进头局部剖切去的顶视图;
图2B是沿图2A之B-B线剖切的行星送进头的剖视图，展示调整滚子的各自角度方向的装置;
图3是图2A及2B所示送进头的局部剖切的侧视图;
图4A和4B是本发明的一个可调整的力传送锥的正视图和侧剖视图;
图5是本发明的送进器的一个滚子的双曲面送进表面与各种选取直径的电焊丝之间的接触线的各种可选择方向的图示性视图;
图6A和6B是本发明另一实施例的图1A和1B所示送进头的整体形成体的侧视图和顶视图;
图7A和7B分别是与图6A和6B所示的体相类似的一个体的侧视图和顶视图;该体用于另一个本发明的实施例;
图8A是本发明的另一个实施例的整体的双向运动的行星送进器的剖视图;
图8B是图8A所示送进器送进电焊丝时施加于电焊丝上的扭转应力和方向的示意图。
图9、10和11是与图8A所示送进器相似的双作用送进器的示意图，但这里的每个送进器均是由一个单独的驱动皮带驱动的;
图12是图9和11所示送进器作业的示意性说明图;
图13是本发明的另一个实施例的双作用送进器的剖视图;
图14A是图13所示送进器的示意性正视图;
图14B、C是图13所示送进器的示意性侧视图，展示该送进器的作业状况，它们分别沿图13之B-B及C-C线剖切;
图15A是具有一个传送机构的双作用送进器的说明性示意图，传送机构具有带齿皮带、惰轮和齿轮传送机构;
图15B、C分别是沿图15之B-B和C-C线剖切的该送进器的右手方向和左手传动方向驱动机构的侧视图;
图16A-16C是一个具有一传送机构的双作用送进器的说明性示意图，它们与图15A-15C所示大致相似，但是这种传送机构仅应用齿轮和惰轮。
图17A-17C分别是本发明的另一个实施例的面朝外的双作用行星送进器的正视图和部分侧视图。
图18A、18B，19和20是应用各种形状的单条驱动皮带的各种双作用皮带驱动送进器的说明性示意图;
图21是本发明的另一个实施例中的应用差动齿轮传送器的双作用送进器的示意性侧视图;
图22是类似于图21所示的送进器结构的示意性侧视图，但此送进器有应用惰轮的差动传送器。
图23A和23B是采用本发明的、展示于图11中的一对双作用推动送进器的焊机的说明性侧视图;
图24是采用图11所示双作用送进器的一个改进型的鹅颈型焊枪的示意性侧视图;
图25是采与用图21所示类似结构的一个双作用送进器的手枪型焊枪的说明性侧视图。
现在参看图1A至图3，在这些图中，展示了一个以数码10大体指示的、根据本发明的一个推荐实施例的通用行星送进器头。送进器头10进行作业将电焊丝12在由箭头16所示方向上沿送进轴线14送进。
送进器头10有一个安装有活塞20的体18。活塞20沿轴线22同轴地安装，并且安装得对称于送进轴线14。每个定位器是空心的，且其上安装有一个送进滚子26的轴24安置在活塞内。每个滚子确定一个圆柱型送进面28，此送进面有双曲面的轮廓面。将每根轴24校正得使其纵轴线30平行于送进轴线14。根据本发明的这一实施例，将活塞20安装在下面要详细说明的园柱形盒架32内。
轴24的轴线30位于平行的平行平面之内，而且将之排列得可确定一个一般其调整范围为70°-110°的可调定的倾斜角，轴24最好沿轴14对称分布。将滚子26安排得横对送进轴14，并平行各自的轴24，从而使得送进滚子26的各自的送进面28以一种可与安置在送进面之间的电焊丝12沿各自的接触线34(见图5)贴接的方式倾斜。
操纵滚子使之与电焊丝12贴接并分别沿活塞轴线22，沿接触线34施加一个预先选定的径向力于电焊丝上。在体18如下所述转动时，这个径向力的施加产生了由滚子26引起的电焊丝的送进和矫直。
施加于活塞20上的力可借助对称分布的一对力传送机构36进行调节(见图1A和3)，每个力调节机构36包括一个弹性压缩件38，园锥状的力传送锥40，一个杠杆42及一个滚子件46。杠杆42在部位44铰连于体部18上。
压缩件38最好是一个压缩簧，该簧在一个公知的压缩力下保持在体18的径向法兰部分48和以螺纹方式安装入力传递锥40的朝外面向法兰52的表面的一个力控制件50之间。滚子件46适用于沿在力传递锥40的一个外锥面56上形成的沟54滚动。
压缩件38施加一个公知的轴向力于力传递锥40，由此而将锥40沿体18的大致园柱形的、向后延伸的部分58向后推。固定于每个杠杆42上的滚子件46由力传递锥40向外向后推动，从而靠杠杆42上的端部60将一个向内指向的力加到配合作用的活塞20。加到每个活塞20上的力的轴向分力借助于配合作用的滚子26被传送到位于滚子之间的电焊丝12上。
会很明显的是，施加到电焊丝上的力是正比于由压缩件38施加的力，而且压缩件38的调整会产生一个对施加于电焊丝上的力的公知调整。
借助控制件50提供对由压缩件38所施加的力的调整。最好件50是一个螺母，如上所述螺母是面对力传递锥40的法兰面朝外安放、拧入力传递锥内。控制件50的转动使之沿送进轴线14相对力传递锥40移动。
现在参看图1A。图1A中，控制件50和力传递锥40展示于第一和第二作用方位上。在图1A之上部(即送进轴线上方)力传递锥40用螺纹联结第一相对方位安装入控制件50内;在图的下部(即送进轴线下方)，力传递锥40以螺纹连接沿第二相对方位安装入控制件50之内。
可以看清的是，第一方位是用于将滚子46朝外定位安置于一个延伸部分上，这个延伸部分要大于锥40在其第二相对方位上时的滚子46的定位的朝外延伸部分。滚子46的朝外延伸的定位范围愈大，施加于活塞20及相应的滚子26上的向内指向的力就愈大。
如图3所示，给轴24配备有一个返回压缩件63，相应于由力调整节机构36施加于滚子26上的力的减少，控制件63件帮助滚子26的朝外返回。
现在参看图4A和4B，图中展示了一个锥形力传递锥40′，锥40′类似于图1A-3中所示的力传递锥40，但锥40′相对压缩件38的位置的调整是借一个蜗轮66和一个蜗杆64来实现的。蜗轮66在其朝内的表面68上制有一个螺纹70，此螺纹借控制件50′的外螺纹驱动控制件50′。
图4B是类似于图1A那样剖开的，因此，在送进轴线14上方的力传递锥40′被相对在送进轴线14下方的力传递锥40′的位置沿箭头62所示方向安放。
现在参看图1B和图3，马达72连结于送进器头10的体18，在马达72起动时，电焊丝12就开始送进，起动马达72可以转动体18，以及转动活塞20，盒架32和滚子26。随着体18的转动，处于沿各自的接触线34(见图5)与电焊丝12贴接的位置上的滚子26就被控制着沿送进方向16将一个倾斜的切向推力施加于电焊丝12，由此而使电焊丝沿送丝轴线送进并进入焊接头(未出示)的轨道之中。
参看图1A-3，根据这个实施例，活塞借助大致为园柱形的盒架32安装于体18之内。在盒架32的内表面上制有二对沿径向相对的沟槽78和80。第一对沟槽用于安放轴24的端部25，第二对沟槽80用于接纳滚子26的边缘面。
盒架32安置得使安装于盒架内的滚子26彼此被偏置一个角度，这一角度相应于滚子轴线之间的偏置角，一般说来此角度为70°-110°。
不是如现有技术那样横向安装于活塞的外部，而是安置于活塞20之内且与之同轴对正，确保了只允许滚子26沿径向移动。这是本发明的一个重要的特点，因为这样可以确在在送进期间滚子不会出现弯曲，因而也就基本不会出现对不准的情况。
接着，本发明的送进头的滚子和活塞就能够提供沿确定与电焊丝的最大接触线的选定的滚子表面轮廓的最大卡紧力，由此而增加电焊丝的送进速度，并比现有技术更有效地调直电焊丝。
另外，为能够调整送进器头10以适应不同电焊丝直径之需，滚子间的偏斜角可以通过转动调整盒架32而加以调整。这种转动是绕轴线22进行的，并能使滚子不管电焊丝的直径多大均可与电焊丝12之间的接触线34得以维持。
现在参看图2A及2B，可以看清，盒架32在其外部上有一个制有螺纹的凸面82，并且还可以借助处于与蜗轮82进行驱动接触的蜗杆81的转动使之沿所选定的方向绕轴22转动。如图2A所示，还分别配置有内置刻度R84和86，从而可显示滚子26及盒架32已被转过的角度以及适于送进的电焊丝的直径。
现在参看图5，根据电焊丝的直径每个滚子26与电焊丝之间的接触线34可以调整。滚子而相对垂直于送进轴线14的假想线88的角度方位被称之为“送进滑动角”(angle of feed slide)在图5中，所展示的滚子有一个送进滑动角am′接触线由线AmBm′代表，沿线AmBm决定相应于具有直径为dm的一根电焊丝的外轮廓的此滚子的接触表面廓形。所取的dm是代表所选定直径范围的电焊丝中的一条具有中间值直径的电焊丝之直径。因而角度am代表为了恰当地接纳直径为dm的电焊丝而滚子应该调定的送进滑动角。
对于直径为d1的一根电焊丝，使滚子26绕轴线22转动而提供一根接触线A1B1，对于直径为d2的一根电焊丝，使滚子26绕轴线22转动而提供一条接触线A2B2。
因此，在打算送进一根直径为d1或d2的电焊丝时就将盒架32以及滚子26转动以便将所选择的角度am转变为a1或a2，由此而使相应的接触线也随之改变，从AmBm变为A1B1或A2B2，以使得接触线与电焊丝的外轮廓相匹配。
为了将接触线调整成一条所期望的接触线，必须将滚子26转过一个调整角度δ，如果开始的角度α＝am，那末为了到达a1或a2角度位置，就要提供一个调整角度δ1＝a1-am或δ2＝am-a2。
从图5所示的结构图形状看，相应于滚子位置的角度修正量公式如下
δ1 , 2= a r c c o sd1 , 2s i n βB- β - α m]]>式中，d1，d2为送进的电焊丝直径B是滚子的宽度β = a r c s i nB［［B + D m s i n α mc o s α m］2+ D m2］1/2]]>Dm是对滚子轮廓所预定的电焊丝直径，am是垂直于送进轴线14的基准轴线88与该滚子间的角度;
对于本领域的熟练人员而言，很明显的是上述的本发明的通用行星送进器头10的进一步的优点如下1.由于由冯子26施加于电焊丝上的力及间隙可以调整，故无需根据电焊丝的型号及尺寸变换压缩件;
2.由于送进滑动角也可以调整，对于电焊丝的任何实际尺寸，均可在电焊丝与滚子的双曲面送进面之间提供真正的线性接触，由此而可以有比那些传统设备可能达到的速度更高的送进速度。
3.而且由于送进滑动角可以调整，还可以达到衰减系数大于1的焊接速度。
4.由于由滚子施加于电焊丝的法向力及滚子的送进滑动角均可调整，电焊丝的调直可以可靠地加以控制并达到良好效果。
现在简要地介绍图6A及6B，图中展示了一个大致如图1A至图3中所介绍的送进器头体18′，体18′是根据本发明的一个替换实施例设计的。根据所介绍的这个样例，沟槽78′和80′设置在体18′的一部份上，在体内确定大致为圆柱形的、但相对送进轴线14对称分布的槽90。
每个槽90设计成形得可以在其内安置一个活塞20。沟槽78′和80′的功能与在图1A-图3中所示的沟槽78和80相类似，即用于安置轴24和滚子26(见图6B)。然而，在本实施例中，由于沟槽直接形成于体18′上，故送进滑动角不能调整。
与上面结合图1A到图3介绍的本发明的这个实施例一样，与之同轴地安装于活塞20内的滚子26只是允许滚子沿径向移动。这是本发明的一个重要特点，因为这样可以确保在送进期间滚子不会弯曲，因而基本上不会出现对不准的情况。
这样，本发明的送进器头的活塞和滚子能够对电焊丝提供最大卡紧力，由此而增加电焊丝送进的速度，从而也可以比原有技术的装置更有效地调整直电焊丝。
图7A及7B分别是类似于图6A和图6B所示的一个体的侧视图和顶视图，但这里的沟槽78′和80′的成形得使之充分延伸过体18的一个侧壁92。本发明的这个实施例的特别优点是其制造相对简单。在制作过程中，先构成一个简单的圆柱94，然后在体的外部制作出沟槽78′和80′。
现在参看图8A，在这里提供了一个用数码100标出的、根据本发明的一个推荐实施例设计的整体成形的双作用行星式电焊丝送进器。送进器100是以配备一对行星送进器组件为特征的，分别用数码102和104标示的这送进器组件采用分别用数码106和108标示的沿相反方向转动的右方向和左方向滚子对。根据本实施例，送进器组件102的滚子对106通常沿右旋方向转动，送进器组件104的滚子对108通常沿左旋方向转动。
在运转作业中，滚子对106和108分别以相似的转动速度绕送进轴线110转动，滚子对106和108与沿送进轴线110置于滚子对之间的电焊丝112贴接。
如图8B图所示，滚子对将力施加于电焊丝上。该力有垂直于送进轴线110的直接分力“N”，绕轴线110的扭转分力“T”，大致沿切向的分力(未示出)以及由箭头111标示的沿送进轴线方向的一个综合送进力“P”(见图8A)。右旋方向滚子对106将一个扭转分力TR施加于电焊丝112上，左旋方向滚子108将与TR力方向相反的TL扭转分力施加于电焊丝112上。由于各个滚子对以类似的速度绕轴线110转动，且具有相似的大小和形状，因此各个扭转力分量TR和TL也是相似的，因而在电焊丝112上的净扭转力近似为零。
因此将会很明显的是，由于电焊丝只经受一点儿扭转或不经受扭转，故电焊丝送进时所穿过的导管的长度与现有技术相比可以大大地增加。根据本发明，一根送进导管可以增加到多达4.5至8.0米。这样就表示与传统的行星送进器所使用的导管相比，其长度可以增加50-100%。
根据本发明所配置的滚子对106和108可以安置得使之对如上所述的电焊丝112施加彼此大小相等方向相反的扭转力。在单独采用时，行星送进器组件102和104可以是结合图1A至图7B所述的新型结构中的任意一种，或者是应用传统结构中的任何一种适用的结构。
在这个实例中，所示的送进器组件102和104可以是上面结合图1A至图7B介绍过的任何一种结构的送进头，而且，除了那些为更完全地理解本实施例所需要的以外，不再在这里作细节性说明。
根据本发明，两个滚子对106和108的各自贴接点间的距离应取一个最小值，由此而减小电焊丝在与左旋滚子对108贴接以前施加于给定区段的电焊丝112上的瞬时扭转力。
在本实施例中，送进器组件102和104通过合适的轴承116和118被安装入一个共用的安装架114上。这些送进器组件的转动可以由马达120和122来实现，两个马达可用任何一种合用的齿轮减速器(未示出)来使之同步。
图9-22表明本发明的双作用行星式电焊丝送进器的各个实施例，每个实施例均采用右旋方向和左旋方向的送进器组件。这些送进器组件的结构每一个均可以与被应用于图8A所示的送进器100的结构相类似。因此，在整个下面的介绍过程中，如有必要，可用数码102和104对左旋方向和右旋方向的送进器组件分别表示。
参看图9-11，附图中展示了大致相似于图8A所示的送进器100的各种双作用行星式电焊丝送进器实施例，但图示的每个顺时钟方向和反时钟方向的送进器组件是由一个独立的驱动带驱动的。而且在图9-10中的送进器采用向内面对的滚子对106和108，在图11中的送进器则采用朝外面对的滚子对106和108。很明显，每个特定的实施例各有自己的特定优点，而且在这里介绍的采用朝外面对的滚子对的送进器能够使用比传统的行星送进器采用的大得多的送进导管。可在本发明中使用的送进导管的长度是与滚子对间的距离L成反比的。
参看图9，这里提供了一个双作用得星式送进器124，其中的顺时针方向的送进器组件102有一个体126，用轴承130将体126连接于一个相似的、反时针方向送进器组件104的体128。两个送进器组件102和104用各自的体126和128安装入一个共公的安装架132上。
一个电动机134安装入安装架132中，而且借助于转子135，轴136，以及借助各自的顺时针方向驱动机构137和逆时针方向驱动机构139分别沿相反的方向绕送进轴110驱动顺时针反向和反时钟方向送进器组件。
参看图12，顺时钟方向送进器组件137有一个第一齿轮138，一条单面带齿皮带142和第二齿轮146。反时针方向送进器组件139有一个第一齿轮140，一个双面带齿皮带144，带144有两个带齿面148和150，此外还有一个第二齿轮152。
将马达起动以驱动第一齿轮138和140，这两个齿轮又分别驱动顺时针驱动皮带142和反时针驱动皮带144。顺时针驱动皮带142工作用以驱动固接于顺时针送进器组件102上的第二齿轮146，使之与马达同方向转动。
使反时针驱动皮带144交叉以使得其第一带齿表面148与第一齿轮140驱动啮合，并使其第二齿面150与跟反时钟方向送进器组件104配合作用的第二齿轮152驱动连接。因此组件104的驱动方向与马达的方向相反，因而也就与右旋组件102的驱动反方向。
参看图10，这是一个双作用行星式电焊丝送进器154。送进器154与图9所示送进器124大致相似，但在本实施例中，顺、逆时钟方向送进器组件102和104分离安装于安装架156内，并可进行调整。这种安排的优点在于，通过使组件104沿安装架156滑离组件102使因维修而装拆送进器组件很为方便。
在本实施例中，组件102和104分别安装于各自的轴158和160，又将轴156和160借助轴承161和162以及安装托架163和164安装于安装架156内。在送进器组件102和104的各自的朝内面向部份配置有顺、反时针行星滚子对106和108，而且将顺、反时针方向驱动组件166和168分别配置于这些送进组件的各自的面向外的部份上。驱动组件166和168分别类似于图9所示的驱动组件137和139，故无在此再次介绍的必要。
启动有一根轴172的马达以驱动驱动组件168和166，其方法类似于结合图9对驱动组件137和139的介绍。
很明显，在本实施例中，右旋送进器组件102固定地安装于安装架156中，而左旋送进器组件104及其驱动组件168是可沿安装架156滑动地进行调整。安装托架164与安装架156的基部174配合作用，但并不固定于其上。而且，托架164的下部176决定一个底部178，底部178的形状使之可沿基部174滑移，这种滑移是借助于在固结于安装架156上的一对固定结构件180和182之间安装的可调螺旋机构178来实现的。
参看图11，这是一个双作用行星式电焊丝送进器184。除了下面专门介绍的之外，送进器184大致与图10所示的送进器154类似，故不再在这里详细说明。在本实施例中，不借助一种可调整安装，而是借助于使得各自的滚子对106和108可朝向外、面对的安装方式，使顺、逆时钟方向送进器组件102和104可以装拆而适应维修的需要。
因此，可以将顺逆时钟方向的滚子对106和108配置在送进器组件102和104的各自朝向外面的部份，而将驱动组件166和168配置在这些送进器组件的各自面向内的部份的相互接近之处。
参看图13，这是一个双作用送进器186，其中的顺、反时钟方向送进器组件102和104安置得使之是面朝外安放的，其情况如在图12的送进器184中所示一样，并以与图9中的送进器124的安装件132相似的方式安装于一个公共的安装件188中。
电动机190安装于安装件188内，而且借助于转子192和轴194，以及借助于顺、逆传动组件196和198驱动组件102和104，使之绕送进轴110沿相反的方向转动。
参看图14A-14C，图14C中的右旋驱动组件196有一个第一齿轮200，一条单面齿驱动皮带202和一个第二齿轮204。反时钟驱动组件198有一个第一齿轮206和第二齿轮208。
起动马达190以驱动第一齿轮200和206。第一齿轮200驱动连接于驱动皮带202，皮带202又使第二齿轮204转动，由此而使顺时钟方向送进器102在一个与马达轴194的转动方向平行的方向转动。第一齿轮206与第二齿轮208啮合，由此而使反时钟方向送进器组件104沿与马达轴转动相反的方向转动，因而也就是与组件102的转动方向相反。
参看图15A-15C这里示意地介绍一个送进器240，送进器240采用一种变速箱，它大致与图13-14C所示的相似。送进器240采用顺逆时钟方向传动机构242和244。右旋传动机构242类似于图13-14C中的送进器186的右旋传动机构196，因而无需再在此进行详细说明。
左旋传动机构244有一个第一齿轮248，齿轮248安装于马达190的轴194上，还有一个卫星齿轮皮带轮250(satellitegearbeltwheel)和一条驱动皮带。通过皮带252，第一齿轮248驱动卫星轮250。一个第二齿轮254与卫星轮250一起安装于轴256上以便使之随轴转动。第二齿轮254的转动产生了一个第三齿轮258的沿反向的转动。齿轮258安装在反时钟方向送进器组件104的轴260上。
在运转中，起动马达190以驱动第一齿轮200和248。第一齿轮200与皮带202驱动性连结，皮带202又使第二齿轮204转动，由此而使顺时钟方向送进器组件102沿平行于马达轴194的转动方向的方向转动，这一方向用箭头262标出。
使第一齿轮248借助驱动皮带252使卫星轮250转动，由此而也使第二齿轮254沿与之相似的方向转动，并以此使第三齿轮258以及反时钟方向滚子对108沿由箭头264标示的相反方向转动。
在图16A-16C中展示了图13-14C所示的送进器186的另一个变型。在本实施例中，送进器270有一个应用了安置在第一、二齿轮200和204之间的一个惰轮274的顺时钟方向驱动机构272，以便提供顺时钟方向送进器组件102的回转运动，这个运动方向与传给逆时钟方向送进器组件104的转动方向相反。反时钟方向传动机构276基本上与图13-14C中的送进器186的反时钟方向传动机构198相似，因而无需在这儿再行说明。
参看图17A-17C，这些各是根据本发明另一个实施例设计的面朝外的双作用行星送进器280的正视图和部份侧视图。
面朝外排列的送进器280采用了基本上类似于上面结合附图11，12，13，14A，15A和16A中任何一个附图介绍的逆、顺时钟方向的行星送进器组件102和104，因此无需再在此对之进行说明。
电动机282用于借助轴284和各自的顺、逆时钟方向传动机构286和288将顺、逆时钟方向送进器组件沿相反的方向绕送进轴110转动。
顺时钟方向驱动机构286有安装于轴284的一个第一齿轮290，一个卫星轮292，一个安装于右旋送进组件102的轴295的第二齿轮294以及一条双面带齿皮带296。反时钟方向转动机构288有一个第一齿轮298，一条单面带齿皮带300以及一个安装于反时钟方向送进器组件104的轴303的第二齿轮302。卫星轮292与左旋驱动机构288的第一齿轮298借助于共有轴304被可转动地连结在一起。
起动马达282使第一齿轮290被驱动。第一齿轮290与双面带齿驱动皮带296的第一齿面306驱动啮合，从而使第二齿轮294沿箭头308(图17B)指示的方向转动，并由此而使顺时钟方向送进器组件102沿同一方向被驱动。驱动皮带298安置得使其第二面310与卫星轮292驱动啮合。轮292和第二驱动组件288的第一、二齿轮298和302于是就沿由箭头312标示的与马达轴284的回转方向相反的方向转动。
参看图18A，18B，19及20，附图示意性展示了各种送进器，这三种送进器的特征是有面向内的滚子对，有各种构造的传动机构，这些传动机构为同时沿相反的方向驱动顺逆时针方向送进器组件102和104而采用一条传动皮带。
在图18A和18B中展示了一个送进器320，送进器320有类似于上面结合图13和11介绍的送进器的结构，但本实施例中采用的传动机构与之不同。
送进器320的传动机构322有一条单面带齿的皮带324，一个安装于马达327的驱动轴326上的传动轮325及一个卫星轮328。轮325和328安装得可以分别绕平行轴330和322转动。已安装到轴334上的顺时针方向送进器组件102它的齿轮336与传动皮带324啮合。已安装到轴338上的逆时针方向送进器104它的齿轮340与传动皮带324啮合。
如说明中展示的那样，传动皮带安置得使其带齿面342与四个齿轮326，328，336和340中的每一个都啮合。起动马达327，通过这皮带使四个齿轮转动，由此而使顺、逆时钟方向送进器组件102和104沿彼此相反的方向转动。
参看图19，图中展示的送进器342，除了传动轮325和卫星轮328安排得可使之分别绕各自相互垂直而不是相互平行的轴330和332转动外，均与图18A和18B所示的送进器相似。
参看图20，这里介绍的送进器344，除了在本实施例中的传动轮325和卫星轮328被安置得可以绕一根由马达轴326确定的公共轴346转动之外，均与图18A和18B及19中所示的送进器相似。根据本实施例，虽然卫星轮是安装在马达轴326上的，但是例如借助合适的轴承(未示出)，卫星轮是不被轴326传动，而是被传动皮带324传动的。在一个替换实施例中，卫星轮可以与马达轴326同轴地安装，但又可以与该轴相分离。
参看图21，这里展示了一个按照本发明的另一实施例的采用齿轮差速器的双作用送进器210。在本实施例中，各个顺、逆时针方向的送进器102和104安排得使之各自的滚子对106和108是面朝外放置的。
送进器组件102和104是由一个驱动差速器214的电动机212驱动的，差速器214有一个安装于马达轴218上的传动锥齿轮216，顺时钟方向送进组件102借助于轴220固定于第一锥齿轮212上。逆时钟方向送进器组件104借助轴224固定于第二锥齿轮226上，组件102和104以及马达212安置得使齿轮216和222，216和226啮合，从而使组件102和104能绕各自相反的方向转动。
参看图22，这里展示了一个采用了齿轮差速器232的双作用送进器230，除了在第一、二齿轮222和226之间配置一个惰轮234，及马达212和传动轮安置于差速器外面外，差速器232大致类似于差速器214。因此在本实施例中，传动轮216仅直接与第二齿轮226啮合。在第二传动齿轮226由传动轮216传动时，传动轮226的转动就通过惰轮234传送至第一齿轮222。由此而使第一传动齿轮222旋转，因而也就使顺时钟方向送进器组件102沿与逆时钟方向送进组件104相反的方向转动。
参看图23A和23B，图中展示了焊机350，在焊机350中配置了一对根据本发明设计和使用的双作用推压送进器352。在本实施例中，送进器352与上面结合图11所描述的送进器相类似，并外加上图10的可调整螺旋机构178，因此不再在这里对之进行说明。送进器组成件是用与图11中出现相的相同数码标示的。很明显，送时器352和可以大致上是图8A-22中任一附图中所示的任何一种送进器。
焊机350有一个壳体354，一个送进导管356及一个焊头357。壳体354用于含盛一个可以自由转动的卷筒358，卷筒358贮存电焊丝的方式可使电焊丝可由也安装在壳体内的一对双作用送进器352自由地送进。送进器352安装得可以使电焊丝360沿公共送进轴362送进，并将之送入送进导管356的第一个孔364中。导管356与焊头357相通以使电焊丝可沿导管送进。导管356的长度一般为3.0至4.5米，亦可增长达6-8米，这要取决于所用的送进器的型号，及拟用的电焊丝的送进速度以及电焊丝的直径和刚度。
参考图24，这里展示了一种鹅颈式焊枪370，焊枪采用了根据本发明的一个实施例设计和使用的双作用送进器372。在这个实例中，送进器372大致与图11中所介绍的一致，故除了为理解本实施例所必要的部份外，不再对之进行一般性说明。送进器组成件在叙说时采用与图11中出现的相同的数码来标示。
在本实施例中，为了使图11的送进器结构适用于鹅颈式焊枪，将图11中的安装架156除去，将传动机构166和168直接安置在邻近它们各自的正、反时针方向送进器102和104处，并将马达170安置在两转动机构之间。马达170具有双输出端轴373，其每端均用于驱动连接与之配合作用的传动机构。很显然，对图11所示送进器的这种改进为提供一般为更细长的送进器结构作好了准备，其中的一种结构对于安置入鹅颈型焊枪则更为合适。
在一个替换实施例中，送进器372可以大致是上述送进器中的任何一种。
焊枪370与送进导管374配合作用，并有一壳体376和一焊头378。壳体376用以容纳双作用送进器372，以便通过送进导管374沿送进轴线378送进电焊丝376，在作业期间送进器绕轴线378转动。导管374的长度一般为3.0-5.0米，亦可增到16-28米可视所采用的送进器型、电焊丝的直径、刚度，以及拟用的电焊丝送进速度来决定。
参看图25，这里展示了一种手枪式焊枪380，它采用了根据本发明的一个实施例设计和使用的一个双作用送进器382。在此实施例中，送进器382设计得大致如图21所表明的那样，故无需再进行介绍。这里介绍的送进器组成件采用与图21中出现的同样的数码来标识。很显然，一般说来送进器382可以是上述送进器中的任何一种。
焊枪380与送进导管384配合作用，它具有一手柄385，一壳体386及一焊头388。壳体386用于容纳双作用送进器382，使之沿送进轴线388、穿过送进导管384送进电焊丝387，在作业期间，此送进器绕轴线388转动。导管长度一般为3.0-4.5米，并可增至16-28米，可视采用的送进器型号，电焊丝的直径、刚度以及所用的电焊丝送进速度情况而定。
对于本领域的熟练技术人员来说很明显的是，本发明的基本精神并不受限于在本文中以实例方式特殊展示和说明的那些内容，它只是由权利要求书的内容来限定。将权利要求附设于后。
权利要求
1.一种用于送进电焊丝的通用行星送进器头，具有一个适应高速转动的、决定一个电焊丝送进轴线的通常是细长的空心体；一对与体配合作用、使之可与体一起绕送进轴线转动的行星滚子，滚子对回绕送进线安置得各自的方位相互倾斜，行星滚子各自限定沿送进轴线相互间隔的圆柱周面的送进表面，送进表面成形得可使之同时沿预定的接触线与一电焊丝贴接，每个送进表面与跟送进轴偏转一偏转角的一个平面垂直相交；使每个滚子绕一垂直于送进轴线的轴转动以调整此滚子与送进轴线间的偏转角的机构，由此而选取与送进轴线平行的一个滚子送进面轮廓，该轮廓相应于从一组不同直径范围的电焊丝中选取的一条电焊丝的外廓形状从而在选取的电焊丝与该滚子送进面之间提供一条最大接触线；同时沿径向朝送进轴线推动该滚子对，以将一法向力沿滚子送进面与电焊丝间的接触线施加于电焊丝上的装置，在体与滚子绕送进轴线转动时，滚子将一个大致为切向的力沿接触线施加于电焊丝上，由此而使电焊丝沿送进轴线送进。
2.一个如权利要求1所述送进器头，其特征在于，推动机构具有同时将一个径向力施加于滚子的装置。
3.一个如权利要求2所述送进器头，其特征在于，同时将一径向力施加于滚子的装置具有一个具有安装入体内的第一端，及一个第二端的弹性压缩件;一对与行星滚子对中各一个配合作用的杠杆，每个杠杆有一个与跟之共同作用的滚子配合作用的第一端，而且还有一个第二端即自由端，每个杠杆铰接于体上预定部位;位于压缩件的第二端与每个杠杆的第二端之间的力传递机构，用于将力从压缩件传递至该共同作用的杠杆，在这里，相应于通过力传递机构将力施加于杠杆上，操作该杠杆，以将一个相应的径向力施加于与之配合作用的该滚子上。
4.如权利要求3所述送进器头，其特征在于，力传递机构具有一个置于杠杆第二端与压缩件之间并处于与该杠杆第二端接触的力传递件;调整力传递件相对该压缩件的第二端的位置的装置，由此而也就调整了由此传至杠杆及滚子的力。
5.如权利要求1所述送进器头，其特征在于还具有一对垂直于送进轴线并在相邻送进轴线处有一开口端的沿径向轴安装于体内的、通常是空心的活塞件，每个活塞件的构造使之可容纳一个所述滚子，每个活塞件有一个大致沿径向延伸的侧壁，而且至少有一对径向相对的孔形成于侧壁上。每个所述滚子通过在与该径向轴成90°角方向延伸的轴安装入一个配合作用的活塞内，以便使之突伸过至少一对所述的孔。
6.如权利要求1所述送进器头，其特征在于，每个滚子有一个根据有不同预定直径的电焊丝组的一个中间直径选取的双曲面廓形;
7.如权利要求1所述送进器头，其特征在于，使每个滚子绕垂直于送进轴线的一轴转动的以调整该滚子与送进轴间偏转角的该装置具有将每个滚子转动过根据下述公式计算出的一个调整角δ的机构，该公式为;δ1 , 2= a r c c o sd1 , 2s i n βB- β - α m]]>式中，d1，d2是所选择的电焊丝的直径;B是平行于送进轴线的该滚子的宽度;β = a r c s i nB［［B + D m s i n α mc o s α m］2+ D m2］1/2]]>Dm是该滚子轮廓的预定的中间电焊丝直径，αm是垂直于送进轴线的一基准轴线与垂直于该轴线的滚子的一边缘之间的角度。
8.一种具有下列步骤的送进电焊丝方法采用一对相对送进轴线间隔分布并可绕该轴线转动的行星滚子;定位安置滚子以便在选定直径的电焊丝与每个滚子之间提供一条最大接触线;同时沿径向朝送进轴线推动该滚子对，以便沿滚子与电焊丝间的接触线将一个法向力施加于该电焊丝，使滚子绕送进轴线转动，以便沿接触线将大致是切向的力施加于电焊丝，由此使电焊丝沿送进轴线送进。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述定位安置步骤中还具有使滚子绕垂直于送进轴线的一根轴转动以便调整此滚子与送进轴线之间的偏转角的步骤，由此而选定平行于送进轴线并与从一组不同直径的电焊丝中选出的一条电焊丝的外轮廓相适应的滚子外周面廓形。
10.一种送进电焊丝的行星送进器头，它具有一个确定电焊丝的送进轴线并适应高速转动的大致为细长形的空心体;一对沿垂直于送进轴线的一根轴安装入体内的，通常为空心的活塞，该轴邻近送进轴处有一开口端，每个活塞有一个大致沿径向延伸的侧壁，至少有一对沿径向相对布置的开口形成于该侧壁上，活塞件可与体一起绕送进轴线转动;一对每个均安装于各自的活塞内的行星滚子，滚子是借助于一根与所述径向轴垂直的轴安装的，并至少使滚子从该对孔中突伸出来，滚子环绕送进轴线安置得使之相互倾斜各自的定位方向，每个行星滚子确定各自的外周送进面，送进面彼此以送进轴线相互分开，但成形得可以同时沿各自的接触线与该电焊丝贴接;用于同时将活塞推动，因而也是将该滚子沿径向朝送进轴线推动，以便将一个法向力沿滚子送进面与电焊丝间的接触线方向施加于该电焊丝;在体、活塞以及滚子绕送进轴线转动时，滚子就将一个大致是切向的力沿接触线施加于电焊丝上，由此而使电焊丝沿送进轴线送进。
11.如权利要求10所述送进器头，其特征在于，在每个活塞件上面的至少一对孔具有第一对沿径向对置的、用于容纳所述轴端的孔，和第二对沿径向对置的、容纳所述滚子外周面部份的孔;体在其内制有具有外周面的缝隙，在外周面内相应于活塞件的第一对和第二对孔处限定两对彼此斜倾、沿径向对置，大致沿径向延伸的沟槽，其中的第一对沟槽成形得可容纳所述的轴端，第二对沟槽成形得可容纳所述滚子的外周面部份。
12.沿送进轴线送进电焊丝的装置具有一个基部;安装于基部，使得为沿纵长方向送进一电焊丝而可绕送进轴线转动的第一、二行星送进器;使第一行星送进器沿第一个预定转动方向绕送进轴线转动从而使电焊丝沿送进轴在预定的送进方向上送进的旋转机构，所述旋转机构还具有使第二行星送进器沿第二个预定转动方向绕送进轴线朝与第一个预定方向相反的方向转动的装置，从而使电焊丝沿送进轴线在预定的送进方向上送进。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于第一、二行星送进器还具有一个第一对相互倾斜的滚子围绕送进轴线安置，使之与纵长延伸的电焊丝贴接，并使之在静止时在其上施加一个垂直于所述轴线的力，这第一对滚子还在第一个行星送进器由旋转机构转动时对电焊丝施加一个力，此力包括一个通常沿送进轴线施加的轴向分力，以及一个在第一方向上围绕送进轴线施加的扭转分力;一个第二对相互倾斜、围绕送进轴线安置的滚子，以使之与沿纵长方向延伸的电焊丝贴接，并于其上施加一个垂直于所述轴线的力，在第二个行星送进器由旋转机构转动时，第二个滚子还适于对电焊丝施加一个力，此力有一个大致沿送进轴线施加的轴向分力和一个围绕送进轴线沿与第一个方向相反的第二个方向施加的扭转分力。
14.一种焊机具有一个壳体;一个与壳体配合作用并有一第二端的送进导管;一个焊接头;安装于壳体内，用于沿送进导管朝焊头送进电焊丝的送进装置，此送进装置还确定一根电焊丝送进轴线，此送进装置具有一个基部;第一和第二行星送进器，它们安装于基部，以便使之绕送进轴线转动，从而将电焊丝沿纵向送进;用于使第一行星送进器沿第一预定转动方向绕送进轴线转动而引起电焊丝沿送进轴线在预定的送进方向上送进的旋转机构，此旋转机构还包括用于使第二个行星送进器围绕送进轴线在与第一个预定转动方向相反的第二个预定旋转方向转动的旋转装置，从而使电焊丝沿送进轴线在预定的送进方向上送进。
15.一种沿送进轴线送进电焊丝的方法有下列步骤采用至少一对适合于可绕送进轴线转动的行星送进器;使这对行星送进器中的第一个绕送进轴线沿第一个预定的旋转方向转动，以便使电焊丝沿送进轴线在预定的送进方向上送进;使这对行星送进器中的另一个绕送进轴线沿与第一个预定转动方向相反的第二个预定方向转动，从而使电焊丝沿送进轴线在该预定的送进方向送进。
全文摘要
通用行星送进器具有一个细长的空心体，及一对与体配合作用的行星滚子以使之可与体一起绕送进轴线转动，滚子环绕送进轴线安置。行星滚子确定外圆周送进面，使之可同时沿选定的接触线与一电焊丝贴接。每个送进面与跟送进轴线偏转一偏转角度的平面垂直相交。每个滚子可转动以调整与送进轴线之间的偏转角，由此而选定一个滚子送进面廓形。在体和滚子转动时，将一个切向的力施加于电焊丝上，使该电焊丝沿送进轴线送进。
文档编号B65H51/02GK1096724SQ93118230
公开日1994年12月28日 申请日期1993年8月25日 优先权日1992年8月25日
发明者大卫·阿尔伯特·戴维 申请人:P·W·S·有限公司