DE19708709C1

DE19708709C1 - Drive for continuous pipe- or bar-drawing mechanism

Info

Publication number: DE19708709C1
Application number: DE19708709A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl Ing Bonsels
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: EP0860216A1; EP0860216B1; ATE201338T1; DE59800741D1

Abstract

The mechanism draws straight pipes or bars, having two pairs of opposite endless chains running round the sprockets (9). Tools on the chains engage with the outside surface of the work, pulling it continuously through a drawing ring preceding the drawing unit. The transmission mechanism between the motor (1) and driven sprockets incorporates a speed-increasing gear (5), whose input shaft (4) is coupled to the motor shaft (2) via a spider-type universal joint (3). The motor and input shafts include an angle (B) other than 180 deg , and the gear ratio is determined by the formula n1\/n2 = Number of sprocket teeth\/2. The angle included by the shafts can be adjustable.

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.The invention relates to the drive for a continuous drawing device for Straight pulling of pipes or rods with two opposing ones driven sprockets endless rotating drive chain pairs on which the Workpieces on the outer circumferential pulling units are arranged, which Workpiece continuously through a drawing ring upstream of the drawing unit pull.

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.Continuous drawing devices, also called chain drawing machines, are known for example from European Patent 0 433 767 B1. These machines are suitable for pipes or rods in a continuous drawing process without the Slide drawing machines with alternating gripping tools are inevitable to pull intermittent movements through the pulling tool. Here grip and transport the arranged on the rotating drive chain pairs, gripping tools matched to the pipe or rod diameter Workpiece on opposite circumferential sides.

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. A design disadvantage of these machines is that the over Sprockets endlessly circulating drive chain pairs that with sprocket drives subject to known polygon effect, d. H. the speed of the drive chains at Rotation around the sprocket, caused by the polygon effect of the sprockets, non-uniform. This non-uniformity of the movement sequence affects the Uniformity of the drawing process negatively affects the product quality affect.

Insbesondere bei der Verkettung mehrerer Ziehaggregate in einer Linie kann sich die ungleichförmige Ziehgutgeschwindigkeit negativ auswirken, wenn der Polygoneffekt der Einzelaggregate nicht synchronisierbar ist.In particular, when several drawing units are linked in a line, the Non-uniform drawing material speed has a negative impact if the polygon effect the individual units cannot be synchronized.

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.Because the polygon effect depends on the design and the amplitude depends on the The number of teeth of the chain wheels in chain drives always occurs, is the present Invention based on the object to find a way to the polygon effect largely offset and its impact on the drawn material as a result different speed ratios when circulating the drive chains to keep as low as possible.

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:To solve this problem, a generic drive Puller proposed in the drive train between the drive motor and to switch the driven chain wheels a transmission gear, the Drive shaft connected to the motor shaft of the drive motor via a universal joint is, the motor shaft is arranged such that it with the drive shaft one of Includes 180 ° different angle β and the transmission gear Gear ratio:

aufweist.having.

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.With the proposed solution, the non-uniform drawing speed, minimized, which is caused by the polygon effect of the sprocket, without the Increase the installation space of the machine unnecessarily. Background of the invention Consideration is the fact that a universal joint with inclined to and Output shafts an irregularity in the peripheral speeds during one revolution. At the same peripheral speed driven shaft rotates the pivoted connected to the universal joint Shaft with the same speed but rising and falling evenly Circumferential speeds related to one revolution of the shaft. The The peripheral speed of the shaft can be determined as a sine function via its angle of rotation represent.

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.If these irregularities in the peripheral speeds on the Speed irregularities caused by the sprockets Polygon effect are set, so the latter is largely able to compensate and set a resulting orbital speed of the power chains that is significantly more uniform than the rotational speed of the drive chains without them Compensation. Drive motor (s), one or two transmission gears and Sprockets are matched accordingly, the invention has found that in the proposed according to the invention Gear ratio including the number of gear teeth optimal results are achievable.

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.In a favorable embodiment, which the mechanical synchronization of the Sprocket speed includes, the invention provides that the angle β between the motor shaft of the drive motor and the drive shaft of the Transmission gear is adjustable. By a suitable choice of this angle β The best values can be found between the two shafts of the universal joint select to compensate for cyclical changes in speed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described below. It shows:

Fig. 1 in grob schematischer Darstellung den erfindungsgemäßen Antrieb und Fig. 1 in a rough schematic representation of the drive according to the invention and

Fig. 2 die Geschwindigkeitsverläufe über dem Drehwinkel eines Kettenrades. Fig. 2 shows the speed profiles over the angle of rotation of a sprocket.

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.In Fig. 1, 1 denotes the drive motor, whose motor shaft 2 is connected via the universal joint 3 to the drive shaft 4 of the transmission gear 5 . Output shafts 6 and 7 transmit the drive torque of the drive motor 1 via the cardan shafts 8 , which are inserted here as an example of a transmission element between the transmission gear and chain wheel shafts, to the chain wheels 9 , around which the drive chains, not shown, circulate endlessly. The chain wheels 9 are arranged in pairs opposite one another, so that the drive chains receive the drawing material 10 with the drawing tools (not shown) between them.

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.It can be seen that the motor shaft 2 of the drive motor 1 is installed inclined by the angle β with respect to the drive shaft 4 of the transmission gear 5 . The inclination of the motor shaft 2 results in speed differences (accelerations and decelerations) on the drive shaft 4 in relation to each revolution with the drive motor 1 rotating constantly, the speed curve plotted over the angle of rotation having a sinusoidal course.

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.On the other hand, as a result of the traverse effect, the chain wheels 9 cause speed differences in the drive chain pairs which run unevenly cyclically, these non-uniform speeds can be partially compensated for by the unevenly set input and output speeds of the transmission 5 .

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).In Fig. 2 with 11 the speed curve of the chain over the angle ϕ is shown. This angle corresponds to the tooth pitch angle (360 ° / number of chain teeth). The speed curve 11 has its maximum at 15 (ϕ₀) and its minima at 14 a (-ϕ _{/ 2} ) and (+ 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.If this speed curve is superimposed on the sinusoidal drive speed, which results from the deflection of the motor shaft 2 to the drive shaft 4 of the transmission 5 , and which is shown graphically in curve 12 , the speed deviations on the drive chain can be compensated for as much as in curve 13 is shown. It can be clearly seen that the speed differences are reduced by approximately 60%, which means that the speed of the drive chains is much quieter. The resulting difference could also be achieved with a sprocket with more than twice the number of teeth, but with twice the space requirement.

Der Grad der Kompensation der Ungleichförmigkeit läßt sich durch Optimierung des Auslenkwinkels β in Grenzen einstellen.The degree of nonuniformity compensation can be achieved by optimizing the Set the deflection angle β within limits.

Claims

1. Drive for a continuous drawing device for straight drawing of tubes or rods with two opposing pairs of drive chains that circulate endlessly around driven sprockets, on which are arranged the pulling units which grip the workpiece on the outer circumference and which continuously pull the workpiece through a pulling ring arranged upstream of the pulling unit, characterized in that a transmission gear ( 5 ) is connected in the drive train between the drive motor ( 1 ) and the driven chain wheels ( 9 ), the drive shaft ( 4 ) of which is connected to the motor shaft ( 2 ) of the drive motor ( 1 ) via a universal joint ( 3 ) is connected, the motor shaft ( 2 ) being arranged such that it forms an angle β different from 180 ° with the drive shaft ( 4 ) and the transmission gear ( 5 ) has a transmission ratio: having.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the angle β between the motor shaft ( 2 ) of the drive motor ( 1 ) and the drive shaft ( 4 ) of the transmission gear ( 5 ) is adjustable.