DE19708709C1 - Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder Stangen - Google Patents
Antrieb für eine kontinuierliche Ziehvorrichtung zum Geradeausziehen von Rohren oder StangenInfo
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- B21C1/30—Drives, e.g. carriage-traversing mechanisms; Driving elements, e.g. drawing chains; Controlling the drive
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Description
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.
Kontinuierliche Ziehvorrichtungen, 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.
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.
Insbesondere bei der Verkettung mehrerer Ziehaggregate in einer Linie kann sich die
ungleichförmige Ziehgutgeschwindigkeit negativ auswirken, wenn der Polygoneffekt
der Einzelaggregate nicht synchronisierbar ist.
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.
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
Antriebswelle mit der Motorwelle des Antriebsmotors über ein Kreuzgelenk verbunden
ist, wobei die Motorwelle derart angeordnet ist, daß sie mit der Antriebswelle einen von
180° verschiedenen Winkel β einschließt und das Übersetzungsgetriebe ein
Übersetzungsverhältnis:
aufweist.
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.
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.
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 Antriebswelle 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.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 in grob schematischer Darstellung den erfindungsgemäßen Antrieb und
Fig. 2 die Geschwindigkeitsverläufe über dem Drehwinkel eines Kettenrades.
In Fig. 1 ist mit 1 der Antriebsmotor bezeichnet, dessen Motorwelle 2 über das
Kreuzgelenk 3 mit der Antriebswelle 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.
Erkennbar ist die Motorwelle 2 des Antriebsmotors 1 um den Winkel β geneigt zu der
Antriebswelle 4 des Übersetzungsgetriebes 5 eingebaut. Durch die Neigung der
Motorwelle 2 ergeben sich bei konstant drehendem Antriebsmotor 1 auf jede
Umdrehung bezogen Geschwindigkeitsunterschiede (Beschleunigungen und
Verzögerungen) an der Antriebswelle 4, deren über dem Drehwinkel aufgetragene
Geschwindigkeitskurve einen sinusförmigen Verlauf hat.
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 5 teilweise kompensiert werden.
In Fig. 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 (ϕ₀) und ihre Minima
bei 14a (-ϕ/2) und (+ϕ/2).
Überlagert man diesem Geschwindigkeitsverlauf die sinusförmige Antriebsdrehzahl,
die aus der Auslenkung der Motorwelle 2 zu der Antriebswelle 4 des Übersetzungsgetriebes
5 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 Geschwindigkeits
differenzen 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.
Der Grad der Kompensation der Ungleichförmigkeit läßt sich durch Optimierung des
Auslenkwinkels β in Grenzen einstellen.
Claims (2)
1. 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,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor (1) und den
angetriebenen Kettenrädern (9) ein Übersetzungsgetriebe (5) geschaltet ist,
dessen Antriebswelle (4) mit der Motorwelle (2) des Antriebsmotors (1) über ein
Kreuzgelenk (3) verbunden ist, wobei die Motorwelle (2) derart angeordnet ist,
daß sie mit der Antriebswelle (4) einen von 180° verschiedenen Winkel β
einschließt und das Übersetzungsgetriebe (5) ein Übersetzungsverhältnis:
aufweist.
2. Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel β zwischen der Motorwelle (2) des Antriebsmotors (1) und der
Antriebswelle (4) des Übersetzungsgetriebes (5) einstellbar ist.
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