EP3487644B1 - Ziehschlitten für eine ziehmaschine sowie ziehmaschine - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Ziehschlitten für eine Ziehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Ziehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.. Ziehmaschinen werden eingesetzt, langgestreckte metallische Gegenstände, wie Stangen oder Rohre, durch ein Ziehwerkzeug hindurch zu ziehen. Mittels des Ziehwerkzeugs werden die metallischen Gegenstände in eine gewünschte Umfangsform gebracht.
• Aus der DE 932 786 B , welche die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, sind ein Ziehschlitten sowie eine Ziehmaschine der eingangs genannten Art bekannt. Mehrere Ziehschlitten werden an einer Endloskette der Ziehmaschine im Kreis geführt, wobei die Ziehschlitten abwechselnd mittels Klemmbacken das Ziehgut greifen und durch das Ziehwerkzeug entlang einer Ziehstrecke ziehen. Das Schließen und Öffnen der Klemmbacken erfolgt in einer Ausführungsform rein mechanisch, indem mit den Klemmbacken zusammenwirkende Hebel durch an der Ziehbank angeordnete Anschläge automatisch betätigt werden. Der vom Rückweg unterhalb der Ziehstrecke auf die Ziehstrecke einschwenkende Ziehschlitten weist geöffnete Klemmbacken auf, die das Ziehgut zwischen sich nehmen. Der erste Anschlag wirkt mit dem Schließhebel zusammen und bewirkt das Schließen der Klemmbacken. Am Ende der Ziehstrecke bewirkt ein zweiter Anschlag das Öffnen der Klemmbacken, so dass der Ziehschlitten zurückgeführt werden kann. In einer alternativen Variante werden zwei Elektromagnete eingesetzt, von denen einer für die Schließbewegung und der andere für die Öffnungsbewegung zuständig ist. Die Elektromagneten bedienen schlagartig jeweils über Gelenkstangen den Schließ-/Öffnungshebel, wobei die Spannungsversorgung über Schleifkontakte erfolgt.
• Aus der DE 101 22 657 A1 ist eine Zugeinheit für eine Ziehmaschine offenbart, welche einen Ziehschlitten der eingangs genannten Art umfasst. Die Ziehmaschine nach dem Stand der Technik kann kontinuierlich arbeiten, indem mehrere Ziehschlitten vorhanden sind und das zu ziehende Gut in einem Hand-in-Hand-Betrieb zieht. Die periodische Bewegung der beispielsweise zwei Ziehschlitten ist dabei so koordiniert, dass ein erster Ziehschlitten das zu ziehende Gut greift und zieht, während der zweite Ziehschlitten in eine Ausgangsposition fährt, um das Ziehgut zu greifen. Beginnt der zweite Ziehschlitten mit dem Ziehprozess, hat der erste Ziehschlitten sich bereits vom Ziehgut gelöst und fährt seinerseits zu seiner Ausgangsposition zurück, um das Ziehgut erneut zu greifen und zu ziehen. Die Bewegung der Ziehschlitten parallel zur Ziehrichtung kann z. B. mittels einer rotierenden Trommel mit kurvenförmig auf der Oberfläche der Trommel verlaufenden Stegen oder mittels Linearmotoren erzeugt werden (siehe DE 37 29 892 A1 ).
• Die bekannten Ziehschlitten weisen Klemmbacken zum Greifen des Ziehgutes auf. Die Klemmbacken sind unmittelbar oder mittelbar an keilförmigen Führungen angeordnet, so dass sich während des Ziehprozesses eine selbsthemmende Klemmung ergibt. Die Art und Weise des Öffnens und Schließens ist nicht ausdrücklich offenbart. Üblicherweise wird jedoch eine pneumatische oder hydraulische Klemmung vorgesehen. Derartige hydraulische oder pneumatische Systeme sind zuverlässiger als rein mechanische Systeme, reagieren sehr schnell, haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr genau auf den idealen Schließ- und Öffnungszeitpunkt eingestellt werden müssen.
• Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ziehschlitten sowie eine Ziehmaschine der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche gegenüber dem Stand der Technik eine alternative Klemmbacken-Verfahrvorrichtung für die Öffnungs- und Schließbewegungen der Klemmbacken aufweisen.
• Die Aufgabe wird bei einem Ziehschlitten der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bei einer Ziehmaschine der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.
• Ein Linearmotor für die Öffnungs- und Schließbewegung der Klemmbacken ist im Vergleich zur pneumatischen oder hydraulischen Lösung oder im Vergleich zum Einsatz zweier Elektromagnete gemäß dem Stand der Technik weniger aufwendig. So können mechanische Bauteile eingespart werden, wodurch sich der Wartungsaufwand verringern kann. Eine mechanische Einstellung der Klemmbacken kann entfallen. Zudem können mit einem Linearmotor die Klemmbacken genauer positioniert werden, und die Reaktionszeit des Systems ist kürzer. Außerdem verringert sich der Einfluss der Temperatur auf das System oder kann vollständig vernachlässigt werden. Gegenüber einem Elektromotor mit rotativem Antrieb als Alternative besteht der erhebliche Vorteil, dass eine Umsetzung einer Rotations- in eine Translationsbewegung mit den dafür erforderlichen Getriebeeinrichtungen nicht erforderlich ist.
• Bei einer Ziehmaschine, bei der mindestens zwei Ziehschlitten das zu ziehende Gut, z.B. stangenförmiges Gut, insbesondere zur Herstellung von Draht, abwechselnd in einem Hand-in-Hand-Betrieb greifen, ist die korrekte Einstellung der Klemmbackenbewegung wichtig. Insbesondere müssen die Translationsbewegung des jeweiligen Schlittens und die Schließ- bzw. Öffnungsbewegung der Klemmbacken genauestens aufeinander abgestimmt sein, z.B. um ein Rutschen des Ziehgutes im Ziehschlitten aufgrund zu spät schließender Klemmbacken oder ein Stauchen aufgrund zu früh schließender Klemmbacken zu vermeiden. Eine solche Abstimmung oder Synchronisation erfolgt z.B. dadurch, dass die Position des Ziehschlittens festgestellt wird, z.B. über eine Überwachung eines Antriebsmittels für den Ziehschlitten.
• So kann z.B. der mindestens eine Ziehschlitten über Antriebskurven angetrieben werden, die durch gekrümmte Stege einer rotierenden Antriebseinheit, z.B. einer Antriebswelle, realisiert sind. Der für einen Ziehschlitten vorgesehene gekrümmte Steg wird von diesem Ziehschlitten abgegriffen, wodurch der Ziehschlitten in eine translatorische Hin- und Herbewegung gezwungen wird. Die Antriebseinheit kann so eingerichtet sein, dass die Position des Ziehschlittens bei gegebener Rotationslage der Antriebseinheit eindeutig ist. So kann also aus der Rotationslage der Antriebseinheit, die z.B. über einen Drehwinkelgeber feststellbar ist, der Moment ermittelt werden, zu dem der Linearmotor die Klemmbacken des Ziehschlittens zum Öffnen bzw. Schließen verfährt. Selbstverständlich kann alternativ die Position des Ziehschlittens unmittelbar überwacht werden, z.B. mittels optischer oder elektrischer Sensoren.
• Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Im Folgenden werden eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Ziehschlittens sowie eine beispielhafte Ausführungsform der Ziehmaschine beispielhaft anhand von Figuren dargestellt.
• Es zeigt

Fig. 1:

einen Ziehschlitten mit Linearmotor in Seitenansicht,

Fig. 2:

den Ziehschlitten gemäß Fig. 1 in Aufsicht,

Fig. 3:

einen unteren Teil des Ziehschlittens gemäß Fig. 1 ohne Aufsatz für den Linearmotor,

Fig. 4:

eine Klemmeinrichtung des Ziehschlittens in geöffnetem Zustand,

Fig. 5:

in vorderer Seitenansicht die Klemmbacken in geöffnetem Zustand,

Fig. 6:

die Klemmbacken gemäß Fig. 4 in geschlossenem Zustand in Aufsicht,

Fig. 7:

die Klemmbacken in geschlossenem Zustand in einer Seitenansicht und

Fig. 8

eine Ziehmaschine in Aufsicht.

• Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Ziehschlitten 1 für eine hier nicht dargestellte Ziehmaschine. Für einen translatorischen Antrieb des Ziehschlittens 1 parallel zu einer Längsachse 26 (siehe Fig. 8) umgreift der Ziehschlitten 1 einen in Fig. 1 nicht dargestellten Antriebssteg, der um die Längsachse 26 rotiert und eine Antriebskurve definiert. Fig. 8 zeigt andeutungsweise Antriebsstege 29 und 30, welche an einer Antriebswelle 28 fixiert sind. Tatsächlich in der gewählten Ansicht unsichtbare Teile der Antriebsstege 29 und 30 sind zur besseren Veranschaulichung ebenfalls dargestellt. Antriebsstegrollen 2 sorgen bei der Relativbewegung zwischen Antriebssteg 30 und Ziehschlitten 1 für einen geringen Widerstand. Für die translatorische Bewegung wird der Ziehschlitten an der Ziehmaschine (siehe Fig. 8) geführt, wofür Translationsbewegungsrollen 31 (siehe Fig. 2 und 3) vorgesehen sind.
• Auf einem in Fig. 2 in Aufsicht dargestellten Oberteil 3 des Ziehschlittens 1 ist ein Linearmotor 4 angeordnet, welcher einen Permanentmagnete aufweisenden Stator-Teil 5 umfasst, der am Oberteil 3 fixiert und hier nicht im Einzelnen dargestellt ist. Ein Gleitschlitten 6 als Läufer-Teil des Linearmotors 4 umfasst in einem unteren Gleitschlittenteil 7 hier nicht näher dargestellte Drahtwindungen, die über eine elektrische Zuleitung 8 (siehe Fig. 2) mit Strom versorgt werden, um die gewünschte Linearbewegung zu erzeugen. Der Gleitschlitten 6 weist eine Übertragungsstange 9 auf, an der eine Brücke 10 fixiert ist. Der Gleitschlitten 6 und die Brücke 10 sind über Gleithülsen 11 an allein in Fig. 2 gezeigten Führungsstangen 12 gleitend geführt, so dass nur Linearbewegungen in Richtung des Doppelpfeiles möglich sind und seitliche Ausbrechungen verhindert werden. Die Führungsstangen 12 sind in Stangenhaltern 22 fixiert.
• In Fig. 1 ist unterhalb des Linearmotors 4 ein Klemmbackenhalter 13 angedeutet, in den eine Eingriffsstange 14 der Brücke 10 formschlüssig eingreift, so dass der Klemmbackenhalter 13 zusammen mit dem Gleitschlitten 6 die gewünschte Linearbewegung in Richtung des Doppelpfeiles ausübt. Wie in der Beschreibung zu Fig. 3 noch dargestellt wird, sind zwei Eingriffstangen 14 gegeben, nämlich jeweils eine für eine der Klemmbackenhalter 13. Um die Klemmbackenhalter 13 in Längsrichtung der Übertragungsstange 9 relativ zu dieser Übertragungsstange 9 ausrichten zu können, können optionale Stellmuttern 21 vorgesehen werden, mit denen die Eingriffsstangen 14 in ihrer Position an der Übertragungsstange 9 fixiert werden kann. Grundsätzlich kann auf dergleichen Ausrichtungsmöglichkeiten verzichtet werden, da auch mit Hilfe des Linearmotors 4 die Position der Eingriffsstange 14 korrigiert werden kann.
• Ebenfalls optionale Tellerfederpakete 21 in Fig. 1 und 2 rechts und links von der Brücke 10 federn die Bewegungen beim Öffnen und Schließen der Klemmbacken 13 im Bereich der Übertragungsstange 9 ab. Der Übersichtlichkeit halber ist allein in Fig. 1 und dort allein das linke Tellerfederpaket 21 mit einem Bezugszeichen markiert.
• Fig. 3 zeigt einen Unterteil 15 des Ziehschlittens 1 mit zwei Klemmbacken 16, die jeweils von einem der Klemmbackenhalter 13 gehalten sind. Die Klemmbackenhalter 13 weisen Eingriffsschlitze 17 für den Eingriff jeweils einer der Eingriffsstangen 14 auf. Die Klemmbackenhalter 13 sind mittels Kugellager 18 an einer keilförmigen Führung 19 des Ziehschlittenunterteils 15 gelagert. Die Klemmbackenhalter 13 sind zudem so geführt, dass sie bei einer Bewegung nach links (in Fig. 3) eine hierzu senkrechte Öffnungsbewegung durchführen. Bei einer Bewegung nach in Fig. 3 rechts (in Fig. 3) sorgt die keilförmige Führung 19 für eine Schließbewegung der Klemmbackenhalter 13.
• Fig. 4 zeigt die Klemmbackenhalter 13 und die Klemmbacken 16 zusammen mit dem Kugellager 18 in geöffnetem Zustand. Fig. 5 zeigt Klemmbackenhalter 13, Klemmbacken 16 in einer seitlichen Ansicht.
• Die Figuren 6 und 7 zeigen in Aufsicht bzw. in Seitenansicht die Strukturen gemäß Fig. 4 und 5, jedoch in geschlossenem Zustand der Klemmbacken 16.
• Befindet sich der Ziehschlitten 1 mit seinen Klemmbacken 16 in geöffnetem Zustand, ist er von einem durch den Ziehschlitten 1 hindurchgeführten Ziehgut (hier nicht dargestellt) gelöst oder es befindet sich kein Ziehgut darin. Das Ziehgut kann über einen Ziehgut-Eintritt 20 in den Ziehschlitten 1 eingeführt werden. Hierfür kann eine optionale Einziehzange 24 eingesetzt werden, welche z.B. ebenfalls über einen hier nicht im Detail dargestellten Linearmotor relativ zum Unterteil 15 des Ziehschlittens 1 bewegt werden kann und das zu fördernde Gut einzieht, bis es von den Klemmbacken16 gepackt werden kann. Befindet sich der Ziehschlitten 1 in der Eingriffsposition, wird über die Bewegung des Linearmotors 4 der Schließzustand erreicht, indem die Klemmbackenhalter 13 in Richtung auf den Ziehguteintritt 20, d. h. in den Figuren 1 bis 4 und 6 nach rechts, verfahren werden. Wenn anschließend der gesamte Ziehschlitten 1 in Ziehrichtung verfahren wird und hierdurch das Ziehgut, z. B. eine Stange oder ein Rohr gezogen wird, wird durch die keilförmige Führung 19 eine Selbsthemmung der Klemmung erreicht.
• Fig. 8 zeig in Aufsicht eine Ziehmaschine mit zwei Ziehschlitten 1a und 1b. Der vordere Ziehschlitten 1a weist die Einziehzange 24 (siehe Fig. 1) für das hier nicht dargestellte Ziehgut auf, während der hintere Ziehschlitten 1b einen Eintrittstrichter 25 umfasst, welcher die Übergabe des vorderen Endes des Ziehgutes vom vorderen Ziehschlitten 1a auf den hinteren Ziehschlitten 1b erleichtert. Zum Antrieb der Ziehschlitten 1a und 1b parallel zur Längsachse 26 wird mittels eines Motors 27, z.B. ein Elektromotor, und hier nicht dargestellter Getriebemittel eine Antriebswelle 28 rotiert. An der Antriebswelle 28 sind drehfest zwei Antriebsstege 29 und 30 angeordnet, die jeweils von einem der Ziehschlitten 1a und 1b umgriffen werden und an denen Antriebsstegrollen 2 (nur in Fig. 1 dargestellt) abrollen. Die Ziehschlitten 1a und 1b werden mittels Führungen 32 und 33, entlang denen die Ziehschlitten 1a und 1b über Translationsbewegungsrollen 31 (siehe Fig. 2 und3) geführt sind, in die gewünschte translatorische Bewegung gezwungen.
• Für den Betrieb zur Drahtherstellung wird am vorderen Ende der Ziehmaschine (in Fig. 8 rechts) das hier nicht dargestellte, in der Regel angespitzte Ziehgut durch einen hier ebenfalls nicht dargestellten Ziehstein hindurch der Einziehzange 24 des vorderen Ziehschlittens 1a zugeführt. Für die korrekte Ausrichtung des Ziehsteins können Ausrichtungsmotoren 34 und 35 vorgesehen sein. Anschließend wird die Antriebswelle 28 gedreht, wodurch die Ziehschlitten 1a und 1b in eine Hin- und Herbewegung gezwungen werden. Der vordere Ziehschlitten 1a bewegt sich dabei in Fig. 8 zunächst von rechts nach links. Bevor die Antriebskurve den vorderen Ziehschlitten 1a wieder nach rechts zwingt, öffnet die Einziehzange 24 und der vordere Ziehschlitten 1a fährt bei dann geöffneten Klemmbacken 16 (siehe Fig. 3 und 4) wieder nach rechts, so dass der vordere Ziehschlitten 1a dann auch mit seinen Klemmbacken 16 das Ziehgut umfassen kann. Alternativ kann die Einziehzange 24 auch relativ zu den Klemmbacken verfahren werden, z.B. mittels eines weiteren, hier nicht dargestellten Linearmotors, bis die Klemmbacken 16 das Ziehgut erfassen können.
• Wenn der vordere Ziehschlitten 1a mit dem Ziehgut zwischen den Klemmbacken dann wieder seine linke Position erreicht, wird das Ziehgut dem zweiten Ziehschlitten 1b übergeben, der eine zum Ziehschlitten 1a entgegen gesetzte Translationsbewegung ausführt. Für die Übergabe des Ziehgutes befindet sich der vordere Ziehschlitten 1a also in seiner hintersten Position, während der hintere Ziehschlitten 1b seine vorderste Position einnimmt. Es zieht also immer genau einer der beiden Ziehschlitten 1a oder 1b mit geschlossenen Klemmbacken 16 das Ziehgut in Fig. 8 nach links während der andere Ziehschlitten 1 a oder 1b mit geöffneten Klemmbacken 16 in seine vordere Position zurückfährt. Bezugszeichenliste

  1	Ziehschlitten	29	Antriebssteg
  2	Antriebsstegrollen	30	Antriebssteg
  3	Oberteil des Ziehschlittens	31	Translationsbewegungsrollen
  4	Linearmotor	32	Führung
  5	Statorteil	33	Führung
  6	Gleitschlitten	34	Ausrichtungsmotor
  7	unteres Gleitschlittenteil	35	Ausrichtungsmotor
  8	elektrische Zuleitung
  9	Übertragungsstange
  10	Brücke
  11	Gleithülse
  12	Führungsstange
  13	Klemmbackenhalter
  14	Eingriffsstange
  15	Unterteil des Ziehschlittens
  16	Klemmbacken
  17	Eingriffsschlitze
  18	Kugellager
  19	keilförmige Führung
  20	Ziehguteintritt
  21	Stellmuttern
  22	Stangenhalter
  23	Tellerfederstapel
  24	Einziehzange
  25	Eintrittstrichter
  26	Längsachse
  27	Motor
  28	Antriebswelle

Claims (5)

1. Ziehschlitten für eine Ziehmaschine, umfassend zwei Klemmbacken (16) sowie eine Klemmbacken-Verfahrvorrichtung für eine Öffnungs- und Schließbewegung der Klemmbacken (16),
   dadurch gekennzeichnet, dass
   die Klemmbacken-Verfahrvorrichtung genau einen Linearmotor (4) aufweist, wobei der Linearmotor (4) ein auf dem Ziehschlitten (1) fixiertes Stator-Teil (5) und ein auf dem Ziehschlitten (4) angeordnetes und relativ zum Stator-Teil (5) linear bewegliches Läufer-Teil (6) aufweist und das Läufer-Teil (6) mittelbar oder unmittelbar in mindestens eine Klemmbacke (16) oder einen Klemmbackenhalter (13) eingreift.
2. Ziehschlitten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken-Verfahrvorrichtung eingerichtet ist, die Klemmbacken (13) mit einer Komponente in Längsrichtung des Ziehschlittens (1) zu verschieben.
3. Ziehschlitten nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einzieheinrichtung (24), insbesondere eine Einziehzange, zum Einziehen eines Ziehgutes in Richtung auf die Klemmbacken (16), wobei die Einzieheinrichtung (24) für die Einziehbewegung einen Einzieh-Linearmotor aufweist.
4. Ziehmaschine, umfassend eine Antriebseinheit zum Antrieb mindestens zweier Ziehschlitten (1), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Ziehschlitten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gebildet ist.
5. Ziehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit mindestens eine im Betrieb um eine Längsachse rotierende und einen der Ziehschlitten (1) zu einer Translationsbewegung parallel zur Längsachse (26) antreibende Antriebskurve aufweist.

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