[0001] Die Erfindung betrifft den Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen
von Rohren oder Stangen mit zwei sich gegenüberliegenden, um angetriebene Kettenräder
endlos umlaufenden Treibkettenpaaren, an denen die das Werkstück am äußeren Umfang
greifenden Ziehaggregate angeordnet sind, die das Werkstück kontinuierlich durch einen
dem Ziehaggregat vorgeordneten Ziehring ziehen.
[0002] Kontinuierliche Ziehvorrichtungen der e.g. Art, auch Kettenziehmaschinen genannt,
sind beispielsweise aus dem europäischen Patent 0 433 767 B1 bekannt. Diese Maschinen
sind geeignet, Rohre oder Stangen in einem fortgesetzten Ziehprozeß ohne die bei Schlittenziehmaschinen
mit abwechselnd greifenden Ziehwerkzeugen unvermeidlichen intermittierenden Bewegungsvorgänge
durch das Ziehwerkzeug zu ziehen. Dabei greifen und transportieren die an den umlaufenden
Treibkettenpaaren angeordneten, auf den Rohr- bzw. Stangendurchmesser abgestimmten
Greifwerkzeuge das Werkstück an gegenüberliegenden Umfangsseiten.
[0003] Ein konstruktionsbedingter Nachteil dieser Maschinen besteht darin, daß die über
Kettenräder endlos umlaufenden Treibkettenpaare dem bei Kettenradtrieben bekannten
Polygoneffekt unterliegen, d.h. die Geschwindigkeit der Treibketten beim Umlauf um
das Kettenrad ist, verursacht durch den Polygoneffekt der Kettenräder, ungleichförmig.
Diese Ungleichförmigkeit des Bewegungsablaufes wirkt sich auf die Gleichmäßigkeit
des Ziehvorganges negativ aus und kann dadurch die Produktqualität beeinträchtigen.
[0004] Insbesondere bei der Verkettung mehrerer Ziehaggregate in einer Linie kann sich die
ungleichförmige Ziehgutgeschwindigkeit negativ auswirken, wenn der Polygoneffekt der
Einzelaggregate nicht synchronisierbar ist.
[0005] Da der Polygoneffekt konstruktionsbedingt und die Amplitude abhängig von der Zähnezahl
der Kettenräder bei Kettentrieben stets auftritt, liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, um den Polygoneffekt weitgehend auszugleichen
und seine Auswirkungen auf das Ziehgut infolge unterschiedlicher Geschwindigkeitsverhältnisse
beim Umlaufen der Treibketten möglichst gering zu halten.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Antrieb einer gattungsgemäßen Ziehvorrichtung
vorgeschlagen, in den Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und den angetriebenen
Kettenrädern ein Übersetzungsgetriebe zu schalten, dessen Eintriebswelle mit der Motorwelle
des Antriebsmotors über ein Kreuzkopfgelenk verbunden ist, wobei die Motorwelle des
Antriebsmotors zu der Eintriebswelle des Übersetzungsgetriebes um einen Winkel β verschwenkt
eingebaut ist und das Übersetzungsgetriebe ein Übersetzungsverhältnis:
aufweist.
[0007] Mit der vorgeschlagenen Lösung läßt sich die ungleichförmige Ziehgeschwindigkeit,
die durch den Polygoneffekt des Kettenrades verursacht wird, minimieren, ohne den
Bauraum der Maschine unnötig zu vergrößern. Hintergrund der erfindungsgemäßen Überlegungen
ist die Tatsache, daß ein Kreuzkopfgelenk mit zueinander geneigten An- und Abtriebswellen
eine Unregelmäßigkeit hinsichtlich der Umfangsgeschwindigkeiten während einer Umdrehung
aufweist. Bei mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetriebener Welle dreht die mit
dem Kreuzkopfgelenk verbundene geschwenkte Welle zwar mit gleicher Drehzahl jedoch
gleichmäßig ansteigenden und abfallenden Umfangsgeschwindigkeiten bezogen auf eine
Umdrehung der Welle. Die Umfangsgeschwindigkeit der Welle läßt sich über ihren Drehwinkel
als Sinusfunktion darstellen.
[0008] Wenn diese Unregelmäßigkeiten der Umfangsgeschwindigkeiten auf die Geschwindigkeitsunregelmäßigkeiten
des durch die Kettenräder verursachten Polygoneffektes eingestellt werden, so gelingt
es letztere weitgehend zu kompensieren und eine resultierende Umlaufgeschwindigkeit
der Triebketten einzustellen, die deutlich gleichförmiger ist, als die Umlaufgeschwindigkeit
der Triebketten ohne diese Kompensation. Antriebsmotor(en), ein oder zwei Übersetzungsgetriebe
und Kettenräder werden entsprechend aufeinander abgestimmt, wobei die Erfindung herausgefunden
hat, daß bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Getriebeübersetzung unter Einbeziehung
der Zahnradzähnezahl optimale Ergebnisse erzielbar sind.
[0009] In einer günstigen Ausgestaltung, die die mechanische Synchronisation der Kettenraddrehzahl
einschließt, der Erfindung ist vorgesehen, daß der Winkel β zwischen der Motorwelle
des Antriebsmotors und der Eintriebswelle des Übersetzungsgetriebes einstellbar ist
Durch geeignete Wahl dieses Winkels β zwischen den beiden Wellen des Kreuzkopfgelenkes
lassen sich die besten Werte zum Ausgleich der zyklischen Geschwindigkeitsveränderungen
wählen.
[0010] Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, zwei einzelne Antriebsstränge (Motor-Gelenkwelle-Getriebe)
an die einzelnen Kettenradwellen anzukoppeln. Dabei werden die Kettenraddrehzahlen
elektronisch synchronisiert. Als dritte Variante ist eine Lösung denkbar, bei der
die sinusförmige Drehzahl der Gelenkwelle bzw. der Gelenkwelle-Übersetzungsgetriebeeinheit
durch eine sinusförmige Motordrehzahl simuliert wird und damit der mechanische Aufwand
reduziert wird.
[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1
- in grob schematischer Darstellung den erfindungsgemäßen Antrieb und
- Figur 2
- die Geschwindigkeitsverläufe über dem Drehwinkel eines Kettenrades.
[0012] In Figur 1 ist mit 1 der Antriebsmotor bezeichnet, dessen Motorwelle 2 über das Kreuzkopfgelenk
3 mit der Eintriebswelle 4 des mit 5 bezeichneten Übersetzungsgetriebes verbunden
ist. Abtriebswellen 6 und 7 leiten das Antriebsmoment des Antriebsmotors 1 über die
Gelenkwellen 8, die hier als Beispiel eines Übertragungselementes zwischen Übersetzungsgetriebe
und Kettenradwellen eingefügt sind, an die Kettenräder 9 weiter, um die die nicht
dargestellten Treibketten endlos umlaufen. Die Kettenräder 9 sind paarweise gegenüberliegend
angeordnet, so daß die Treibketten das Ziehgut 10 mit den (nicht dargestellten) Ziehwerkzeugen
zwischen sich aufnehmen.
[0013] Erkennbar ist die Motorwelle 2 des Antriebsmotors 1 um den Winkel β geneigt zu der
Eintriebswelle 4 des Übersetzungsgetriebes 5 eingebaut. Durch die Neigung der Motorwelle
ergeben sich bei konstant drehendem Antriebsmotor 1 auf jede Umdrehung bezogen Geschwindigkeitsunterschiede
(Beschleunigungen und Verzögerungen) an der Eintriebswelle 4, deren über dem Drehwinkel
aufgetragene Geschwindigkeitskurve einen sinusförmigen Verlauf hat.
[0014] Da andererseits infolge des Polygonzugeffektes die Kettenräder 9 Geschwindigkeitsdifferenzen
in den Treibkettenpaaren verursachen, die ungleichmäßig zyklisch verlaufen, können
diese ungleichförmigen Geschwindigkeiten durch die ungleichmäßig eingestellten Ein-
und damit Abtriebsgeschwindigkeiten des Übersetzungsgetriebes teilweise kompensiert
werden.
[0015] In Figur 2 ist mit 11 der Geschwindigkeitsverlauf der Kette über den Winkel ϕ dargestellt.
Dieser Winkel entspricht dem Zahnteilungswinkel (360°/Kettenzähnezahl). Erkennbar
hat die Geschwindigkeitskurve 11 ihr Maximum bei 15 (ϕ
0) und ihre Minima bei 14a (-ϕ
/2) und (+ϕ
/2).
[0016] Überlagert man diesem Geschwindigkeitsverlauf die sinusförmige Antriebsdrehzahl,
die aus der Auslenkung der Motorwelle zu der Eintriebswelle des Überlagerungsgetriebes
resultiert, und die in der Kurve 12 zeichnerisch dargestellt ist, so lassen sich die
Geschwindigkeitsabweichungen an der Treibkette so weit kompensieren, wie dies in Kurve
13 dargestellt ist. Es ist deutlich erkennbar, daß die Geschwindigkeitsdifferenzen
um ca. 60% reduziert sind, was einen deutlich ruhigerer Geschwindigkeits-verlauf der
Treibketten bedeutet. Die resultierende Differenz ließe sich auch durch ein Kettenrad
mit mehr als der doppelten Zähnezahl erreichen, allerdings bei doppeltem Bauraumbedarf.
[0017] Der Grad der Kompensation der Ungleichförmigkeit läßt sich durch Optimierung des
Auslenkwinkels β in Grenzen einstellen.
1. Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder
Stangen (10) mit zwei sich gegenüberliegenden, um angetriebene Kettenräder (9) endlos
umlaufenden Treibkettenpaaren, an denen die das Werkstück (10) am äußeren Umfang greifenden
Ziehaggregate angeordnet sind, die das Werkstück (10) kontinuierlich durch einen dem
Ziehaggregat vorgeordneten Ziehring ziehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor (1) und den angetriebenen Kettenrädern
(9) ein Übersetzungsgetriebe (5) geschaltet ist, dessen Eintriebswelle (4) mit der
Motorwelle (2) des Antriebsmotors (1) über ein Kreuzkopfgelenk (3) verbunden ist,
wobei die Motorwelle (2) des Antriebsmotors (1) zu der Eintriebswelle (4) des Übersetzungsgetriebes
(5) um einen Winkel β verschwenkt eingebaut ist und das Übersetzungsgetriebe (5) ein
Übersetzungsverhältnis:
aufweist.
2. Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder
Stangen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel β zwischen der Motorwelle (2) des Antriebsmotors (1) und der Eintriebswelle
(4) des Übersetzungsgetriebes (5) einstellbar ist.
3. Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder
Stangen nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Treibkette des Triebkettenpaares einen eigenen Antriebsstrang
(Motor-Gelenkwelle-Getriebe) aufweist, der an die jeweilige Kettenradwellen angekoppelt
ist, wobei die Kettenraddrehzahlen elektronisch synchronisierbar sind.
4. Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder
Stangen (10) mit zwei sich gegenüberliegenden, um angetriebene Kettenräder (9) endlos
umlaufenden Treibkettenpaaren, an denen die das Werkstück (10) am äußeren Umfang greifenden
Ziehaggregate angeordnet sind, die das Werkstück (10) kontinuierlich durch einen dem
Ziehaggregat vorgeordneten Ziehring ziehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor (1) und den angetriebenen Kettenrädern
(9) ein Übersetzungsgetriebe (5) mit dem Übersetzungsverhältnis:
geschaltet ist, an dessen Eintrieb über eine sinusförmige Motordrehzahl des Antriebsmotors
(1) eine den Polygoneffekt des Kettenrades kompensierende sinusförmige Drehzahl simuliert
wird.
1. A drive for a continuous drawing device for straight drawing of pipes or rods (10),
comprising two opposing pairs of driving chains which revolve endlessly about driven
chain wheels (9), on which pairs the drawing units engaging the workpiece (10) on
the outer periphery are arranged, which units continuously draw the workpiece (10)
through a drawing ring preceding the drawing unit,
characterised in that
in the drive chain between the drive motor (1) and the driven chain wheels (9) there
is inserted a step-up gear (5), the input shaft (4) of which is connected to the motor
shaft (2) of the drive motor (1) by means of a crosshead articulation (3), the motor
shaft (2) of the drive motor (1) being installed tilted relative to the input shaft
(4) of the step-up gear (5) by an angle β and the step-up gear (5) having a transmission
ratio:
2. A drive for a continuous drawing device for straight drawing of pipes or rods according
to Claim 1, characterised in that the angle β between the motor shaft (2) of the drive
motor (1) and the input shaft (4) of the step-up gear (5) is adjustable.
3. A drive for a continuous drawing device for straight drawing of pipes or rods according
to Claims 1 and 2, characterised in that each driving chain of the pair of driving
chains has its own drive chain (motor-cardan shaft-gear), which is coupled to the
respective chain-wheel shafts, the chain wheel speeds being able to be synchronised
electronically.
4. A drive for a continuous drawing device for straight drawing of pipes or rods (10),
comprising two opposing pairs of driving chains which revolve endlessly about driven
chain wheels (9), on which pairs the drawing units engaging the workpiece (10) on
the outer periphery are arranged, which units continuously draw the workpiece (10)
through a drawing ring preceding the drawing unit,
characterised in that
in the drive chain between the drive motor (1) and the driven chain wheels (9) there
is inserted a step-up gear (5) having the transmission ratio
at the input of which a sinusoidal speed which compensates for the polygon effect
of the chain wheel is simulated by means of a sinusoidal speed of the drive motor
(1).
1. Entraînement pour un dispositif d'étirage continu pour l'étirage rectiligne de tubes
ou de barres (10), comportant deux paires de chaînes d'entraînement opposées, tournant
sans fin autour de roues de chaîne (9) entraînées, sur lesquelles sont agencés les
appareils d'étirage saisissant la pièce (10) à la périphérie externe, lesquels tirent
la pièce (10) de façon continue à travers une filière d'étirage disposée en amont
de l'appareil d'étirage,
caractérisé en ce que, dans le train d'entraînement entre le moteur d'entraînement
(1) et les roues de chaîne entraînées (9), il est monté un démultiplicateur (5) dont
l'arbre d'entraînement (4) est relié à l'arbre (2) du moteur d'entraînement (1) par
l'intermédiaire d'une articulation à crosse (3), l'arbre (2) du moteur d'entraînement
(1) étant monté de façon pivotée par rapport à l'arbre d'entraînement (4) du démultiplicateur
(5) d'un angle β et le démultiplicateur (5) présentant un rapport de démultiplication
:
2. Entraînement pour un dispositif d'étirage continu pour l'étirage rectiligne de tubes
ou de barres selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'angle β entre l'arbre (2) du moteur d'entraînement (1) et
l'arbre d'entraînement (4) du démultiplicateur (5) est réglable.
3. Entraînement pour un dispositif d'étirage continu pour l'étirage rectiligne de tubes
ou de barres selon les revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que chaque chaîne d'entraînement de la paire de chaînes d'entraînement
présente un train d'entraînement (moteur - arbre articulé-transmission), qui est couplé
aux arbres respectifs des roues de chaîne, les vitesses de rotation des roues de chaîne
pouvant être synchronisées de façon électronique.
4. Entraînement pour un dispositif d'étirage continu pour l'étirage rectiligne de tubes
ou de barres (10), comportant deux paires de chaînes d'entraînement opposées, tournant
sans fin autour de roues de chaîne (9) entraînées, sur lesquelles sont agencés les
appareils d'étirage saisissant la pièce (10) à la périphérie externe, lesquels tirent
la pièce (10) de façon continue à travers une filière d'étirage disposée en amont
de l'appareil d'étirage,
caractérisé en ce que, dans le train d'entraînement entre le moteur d'entraînement
(1) et les roues de chaîne entraînées (9), il est monté un démultiplicateur (5) ayant
le rapport de démultiplication :
à l'entrée duquel une vitesse de rotation sinusoïdale compensant l'effet de polygone
de la roue de chaîne est simulée par l'intermédiaire d'une vitesse de rotation sinusoïdale
du moteur d'entraînement (1).