DE29505596U1 - Device for pulling metal wires - Google Patents
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Description
Patent-Treuhand-GesellschaftPatent Trust Company
für elektrische Glühlampen mbH., Münchenfor electric light bulbs mbH., Munich
Vorrichtung zum Ziehen von MetalldrähtenDevice for drawing metal wires
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a device for drawing metal wires according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539 offenbart. Hier werden Metalldrähte in den einzelnen Ziehstufen mit Hilfe von gemeinsam angetriebenen Ziehscheiben durch Ziehsteine gezogen, die eine Reduktion des Drahtdurchmessers bzw. der Drahtstärke bewirken. Die Ziehscheiben besitzen alle den gleichen Durchmesser, laufen jedoch mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten.Such a device is disclosed, for example, in the German utility model DE-U 81 06 539. Here, metal wires are drawn through drawing dies in the individual drawing stages with the help of jointly driven drawing disks, which reduce the wire diameter or thickness. The drawing disks all have the same diameter, but run at different peripheral speeds.
Zwischen der letzten Ziehscheibe, die einen separaten Antrieb besitzt und dem Endziehstein ist ein Tänzersystem, bestehend aus einem Winkelcodierer, einer Tänzerrolle und mehreren Umlenkrollen angeordnet. Dieses Tänzersystem spannt den Draht und ermöglicht eine automatische Anpassung der Drahtablaufgeschwindigkeit an die durch den Ziehvorgang verursachte Längenausdehnung des Metalldrahtes. Üblicherweise bestehen derartige Tänzersysteme im wesentlichen aus einem Winkelcodierer und einer Tänzerrolle. Dabei ist die Welle des Winkelcodierers über einen Arm starr mit der Achse der Tänzerrolle, die auf dem zu ziehenden Draht lastet, verbunden. Die Drahtspannung ist durch das vom Tänzersystem ausgeübte Drehmoment bestimmt, das von dem Verbindungsarm zwischen dem Winkelcodierer und der Tänzerrolle sowie von dem Tänzerrollengewicht und eventueller am Arm angebrachter Zusatzgewichte definiert wird. Es ist auch bekannt, die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern, die auf den Verbindungsarm zwischen Winkelcodierer und Tänzerrolle einwirken, zu erzeugen. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß zusätzlich zum Tänzergewicht dynamische Massen tr ägheitskräf te auf den Draht einwirken und zu Undefiniert schwankenden Drahtspannungen führen können. Wird die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern generiert, so können durch das Auftreten von Resonanzschwingungen und nicht-linearem Kraftverlauf ebenfalls undefiniert schwankende Drahtspannungen erzeugt werden.Between the last drawing disk, which has a separate drive, and the end drawing die, there is a dancer system consisting of an angle encoder, a dancer roller and several deflection rollers. This dancer system tensions the wire and enables automatic adjustment of the wire run-off speed to the length expansion of the metal wire caused by the drawing process. Such dancer systems usually consist essentially of an angle encoder and a dancer roller. The shaft of the angle encoder is rigidly connected via an arm to the axis of the dancer roller, which bears on the wire to be drawn. The wire tension is determined by the torque exerted by the dancer system, which is defined by the connecting arm between the angle encoder and the dancer roller, as well as by the dancer roller weight and any additional weights attached to the arm. It is also known to generate the dancer load using torsion or tension springs that act on the connecting arm between the angle encoder and the dancer roller. The disadvantage of this arrangement is that, in addition to the dancer weight, dynamic mass inertia forces act on the wire and can lead to undefined fluctuating wire tensions. If the dancer load is generated using torsion or tension springs, undefined fluctuating wire tensions can also be generated due to the occurrence of resonance vibrations and non-linear force progression.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten bereitzustellen, die eine definierte und möglichst konstante Drahtspannung während des Ziehvorganges gewährleistet.It is the object of the invention to provide a device for drawing metal wires that ensures a defined and as constant as possible wire tension during the drawing process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten besitzt ein Tänzersystem, das mit einem sogenannten Proportional-Drehmagneten ausgestattet ist. Dieser Proportional-Drehmagnet zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß er ein linear mit seinem Versorgungsstrom anwachsendes Drehmoment erzeugt und eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie besitzt. Den vorgenannten Eigenschaften dürfte er auch seinen Namen verdanken. Die Welle des Proportional-Drehmagneten ist erfindungsgemäß starr mit der Welle des zum Tänzersystem gehörenden Winkelcodierers gekoppelt. Dadurch kann über den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten die mechanische Spannung des zu ziehenden Metalldrahtes auf den gewünschten Wert eingestellt und geregelt werden. Das erfindungsgemäße Tänzersystem gewährleistet reproduzierbare Drahtspannungen, d.hv ein Abspulen des Metalldrahtes mit einstellbarer, konstanter Ablaufkraft.The device according to the invention for drawing metal wires has a dancer system which is equipped with a so-called proportional rotary magnet. This proportional rotary magnet is characterized above all by the fact that it generates a torque which increases linearly with its supply current and has a horizontal torque-angle characteristic curve. It probably owes its name to the aforementioned properties. According to the invention, the shaft of the proportional rotary magnet is rigidly coupled to the shaft of the angle encoder belonging to the dancer system. This means that the mechanical tension of the metal wire to be drawn can be set and regulated to the desired value via the supply current of the proportional rotary magnet. The dancer system according to the invention ensures reproducible wire tensions, ie unwinding of the metal wire with an adjustable, constant unwinding force.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auf Vorrichtungen zum Ziehen von feinen Metalldrähten, insbesondere von Wolfram- oder Molybdändrähten mit einem Drahtdurchmesser bzw. einer Drahtstärke unterhalb von 500 &mgr;&idiagr;&eegr;, anwendbar. Die Vorratsspule der Drahtziehvorrichtung ist mit einem eigenen Antrieb zum Abspulen des Metalldrahtes ausgerüstet, da derartig dünne Drähte wegen ihrer geringen Reißfestigkeit nicht einfach von der Vorratsspule abgezogen werden können. Das erfindungsgemäße Tänzersystem eignet sich besonders gut zur Regelung der Drahtspannung und der Drehzahl des Vorratsspulenantriebs.The invention is particularly advantageous for devices for drawing fine metal wires, in particular tungsten or molybdenum wires with a wire diameter or a wire thickness of less than 500 μm. The supply spool of the wire drawing device is equipped with its own drive for unwinding the metal wire, since such thin wires cannot simply be unwound from the supply spool due to their low tear strength. The dancer system according to the invention is particularly well suited for regulating the wire tension and the speed of the supply spool drive.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt stark schematisert die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile der Vorrichtung zum Ziehen vonThe invention is explained in more detail below using a preferred embodiment. The figure shows in highly schematic form the parts of the device for pulling
Metalldrähten. Eine detaillierte Beschreibung einer Vorrichtung zum Ziehen
von Metalldrähten, auf die die Erfindung anwendbar ist, findet man beispielsweise
in dem als Stand der Technik zitierten Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539.
5 Metal wires. A detailed description of a device for drawing metal wires to which the invention is applicable can be found, for example, in the utility model DE-U 81 06 539 cited as prior art.
5
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten besitzt eine mit Wolframdraht 1 bestückte Vorratsspule 2, die von einem Elektromotor 3 angetrieben wird und von der der Drahtvorrat abgespult wird. Der Wolframdraht 1 wird in mehreren Ziehstufen mit Hilfe von Ziehscheiben 4 über die Tänzerrolle 5 sowie über eine Umlenkrolle 6 durch mehrere Ziehsteinen 7 geführt, bis der gewünschte Enddurchmesser erreicht ist. In der stark schematisierten Figur ist der Einfachheit halber nur eine Ziehstufe, bestehend aus einer Ziehscheibe 4 mit einem davor angeordneten Ziehstein 7, abgebildet. Die Achse der Tänzerrolle 5 ist mittels eines Verbindungsarmes 8 starr mit der Welle eines Proportional-Drehmagneten 9 verbunden. Die Welle des Proportional-Drehmagneten 9 ist starr an die Welle eines Winkelcodierers 10 gekoppelt. Der Winkelcodierer 10, die Tänzerrolle 5 und der Proportional-Drehmagnet 9 bilden den Tänzer bzw. das Tänzersystem der erfindungsgernäßen Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten.The device according to the invention for drawing metal wires has a supply reel 2 equipped with tungsten wire 1, which is driven by an electric motor 3 and from which the wire supply is unwound. The tungsten wire 1 is guided in several drawing stages with the help of drawing disks 4 over the dancer roller 5 and over a deflection roller 6 through several drawing dies 7 until the desired final diameter is reached. For the sake of simplicity, only one drawing stage is shown in the highly schematic figure, consisting of a drawing disk 4 with a drawing die 7 arranged in front of it. The axis of the dancer roller 5 is rigidly connected to the shaft of a proportional rotary magnet 9 by means of a connecting arm 8. The shaft of the proportional rotary magnet 9 is rigidly coupled to the shaft of an angle encoder 10. The angle encoder 10, the dancer roller 5 and the proportional rotary magnet 9 form the dancer or the dancer system of the device according to the invention for drawing metal wires.
Sowohl der Proportional-Drehmagnet 9 als auch der Winkelcodierer 10 sind an die Steuerungseinheit 11 des Vorratspulenantriebs 3 angeschlossen. Die Steuerungseinheit 11 regelt über einen Anschluß zum Antrieb 3 der Vorratsspule 2 die Drahtablaufgeschwindigkeit. Der Winkelcodierer 10 mißt den Winkel, den der Verbindungsarm 8 mit der Horizontalen bildet und gibt ein diesem Winkel entsprechendes Eingangssignal an die Steuerungseinheit 11 weiter. An der Steuerungsvorrichtung 11 kann die Drahtspannung durch Anpassen des Proportional-Drehmagnet-Versorgungsstromes auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Durch den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten 9 wird die Winkeleinstellung des Verbindungsarmes 8 und damit das auf den Wolframdraht 1 einwirkende Drehmoment festgelegt. Der Proportional-Drehmagnet 9 weist nämlich ein proportionales Verhalten zwischen dem von ihm erzeugten Drehmoment und seinem Versorgungsstrom sowie eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie und ein in seinem Arbeitsbereich konstantes Drehmoment auf.Both the proportional rotary magnet 9 and the angle encoder 10 are connected to the control unit 11 of the supply reel drive 3. The control unit 11 regulates the wire feed speed via a connection to the drive 3 of the supply reel 2. The angle encoder 10 measures the angle that the connecting arm 8 forms with the horizontal and passes an input signal corresponding to this angle on to the control unit 11. The wire tension can be set to the desired value on the control device 11 by adjusting the proportional rotary magnet supply current. The supply current of the proportional rotary magnet 9 determines the angle setting of the connecting arm 8 and thus the torque acting on the tungsten wire 1. The proportional rotary magnet 9 has a proportional behavior between the torque it generates and its supply current as well as a horizontal torque-angle characteristic curve and a constant torque in its working range.
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Die Steuerungseinheit 11 regelt die Drahtablaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem voreingestellten Sollwert der Drahtspannung und dem Eingangssignal, das sie von dem Winkelcodierer 10 erhält.The control unit 11 regulates the wire feed speed depending on the preset target value of the wire tension and the input signal it receives from the angle encoder 10.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das näher beschriebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Tänzersystem 5, 6, 9, 10 auch an anderer Stelle, z.B. bei Mehrfachzügen zwischen den Ziehscheiben zum Regeln der folgenden Ziehscheibe integriert sein.The invention is not limited to the embodiment described in detail. For example, the dancer system 5, 6, 9, 10 can also be integrated elsewhere, e.g. in the case of multiple draws between the drawing disks to control the following drawing disk.
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