EP1262249B1 - Ziehmaschine zum Ziehen von langgestrecktem Material - Google Patents

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EP1262249B1
EP1262249B1 EP02009185A EP02009185A EP1262249B1 EP 1262249 B1 EP1262249 B1 EP 1262249B1 EP 02009185 A EP02009185 A EP 02009185A EP 02009185 A EP02009185 A EP 02009185A EP 1262249 B1 EP1262249 B1 EP 1262249B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carriage
slideway
machine according
drawing machine
sections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02009185A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1262249A2 (de
EP1262249A3 (de
Inventor
Hermann-Josef Klingen
Norbert Zillekens
Ralf Bonsels
Thomas Winterfeldt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Meer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Meer GmbH filed Critical SMS Meer GmbH
Publication of EP1262249A2 publication Critical patent/EP1262249A2/de
Publication of EP1262249A3 publication Critical patent/EP1262249A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1262249B1 publication Critical patent/EP1262249B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, wire, rods, tubes or like semi-manufactured products by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/04—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series
    • B21C1/08—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series in which the material does not slip on the drums
    • B21C1/10—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series in which the material does not slip on the drums with accumulation of material between consecutively-arranged dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, wire, rods, tubes or like semi-manufactured products by drawing
    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by means other than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, rods or tubes
    • B21C1/27—Carriages; Drives
    • B21C1/30—Drives, e.g. carriage-traversing mechanisms; Driving elements, e.g. drawing chains; Controlling the drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by means other than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, rods or tubes
    • B21C1/27—Carriages; Drives
    • B21C1/30—Drives, e.g. carriage-traversing mechanisms; Driving elements, e.g. drawing chains; Controlling the drive
    • B21C1/305—Linear motor pulling devices

Definitions

  • the invention relates to a drawing machine comprising a machine frame and a drawing unit for drawing elongated material, in particular for necking, by a drawing tool, the drawing unit comprising at least one drawing carriage with drive means for the drawing carriage (see for example DD-A-80421).
  • Drawing machines are used to pull elongate metallic objects, such as pipes, strands or rods, through a drawing tool.
  • a distinction is made between continuously operating drawing machines in which the length of the drawn material can exceed the dimension of the machine by a multiple, and discontinuous drawing machines, such as drawing benches.
  • a further known drive system as described, for example, in EP 0 371 165 A1, comprises a rotating drum with curved webs extending on the surface for generating the counter-rotating pull slide movements.
  • the short and non-extendable stroke length of the drawing carriages based on such drives results in that the stroke consists to a large extent of acceleration and braking distances.
  • the stroke frequency can not be arbitrarily increased, since it is limited by the mass forces generated at the reversal points of the drawing carriages.
  • the invention has for its object to equip the tractor unit of a drawing machine with drive means that do not have these disadvantages.
  • the drive means are also less expensive and easily accessible and allow a reduced size of the machine frame.
  • a drawing machine is further developed in that the drive means for the drawing slide comprise at least two linear motor drives, each with a primary and a secondary part supplied with energy.
  • the primary part in this case comprises field-generating coils, wherein the term primary part and several primary parts or coil triples are to be taken.
  • the secondary part is essentially formed by a metal rail or plate.
  • the machine frame comprises a pulling direction extending track for the drawing carriage, which is part of the linear motor drives, said track a first, upper, raceway part and a second, lower, raceway part, which are arranged obliquely and facing each other on the machine frame and wherein the carriage moves in a space between the facing career parts.
  • the term is to be understood as meaning preferably aligned, but also not aligned alignments of the raceway parts.
  • the movement of the individual carriage is much more flexible.
  • linear motor drives By using linear motor drives, the stroke length or the travel path of the individual carriage is no longer limited or the drawing paths variable.
  • Linear motors can be precisely controlled, enabling fast acceleration and fast braking. Taking advantage of an overall longer stroke, the average pulling speed is higher overall, since the acceleration or braking distance is proportionally shorter.
  • the respective carriages can be moved on the front and the return path with different and adjustable speeds. As a result, the drawing slides can be brought into pulling engagement faster again.
  • a further advantage is that due to the omission of lying below the slide carriage drive mechanism, the overall height of the drawing machine can be lower overall.
  • the machine frame has further raceway parts, the raceway parts being arranged in the shape of an X or a star on the machine frame, and at their intersection being the clearance for the movement of the drawing carriage.
  • the raceway parts being arranged in the shape of an X or a star on the machine frame, and at their intersection being the clearance for the movement of the drawing carriage.
  • two facing career parts thus the arrangement of three, five etc. star-shaped arranged or four X-shaped arranged career parts is proposed.
  • the upper and the lower raceway part or respectively corresponding further raceway parts are arranged diagonally opposite one another on the machine frame, so that symmetrical X or star arrangements result.
  • This has the advantage that during the pulling process no tilting moment is created, which could burden the guide.
  • the forces of attraction between the primary part and the secondary part of the respective linear motor drives compensate each other without burdening the carriage or the carriage guide.
  • the track comprises the primary part as a stationary part, while according to a second embodiment, the track comprises the secondary part as a stationary part.
  • the first embodiment includes the particular advantage that the energy-supplied primary part is rigid and thus necessary power cables or the coolant lines do not have to be moved, which is cost-effective.
  • the first embodiment is preferably designed so that the raceway parts associated movable secondary parts which are movable along the raceway parts are connected by means of at least one connecting element with the respective drawing slide and that the connecting element has in the pulling direction extending legs, the number preferably the number of Runway parts corresponds and which are connected to the secondary parts, wherein the connecting elements of immediately adjacent drawing slides are offset from each other and intermesh when the adjacent drawing slide to each other.
  • the overall length of the drawing machine can be kept low because the connecting element of a moving in the drawing direction carriage engages in the corresponding connecting element of a retracted carriage and the drawing carriage can be moved relatively close to each other to save space.
  • the number of legs of a respective connecting element preferably corresponds to the number of raceway parts of a drawing machine.
  • the connecting element is U-shaped, in three linear motors approximately fork-shaped with three points, etc.
  • the connecting element or the raceway portions of a respective immediately adjacent drawing slide is then arranged so that the legs or pips can engage in the spaces left free by the first connecting element when approaching two adjacent carriages.
  • each drawing carriage is provided with two connecting elements, which are attached to the transverse to the drawing direction side faces or end faces of the drawing carriage.
  • This embodiment is advantageously developed by the connecting elements of a carriage along their outer legs or spikes, each having a leg extending along the metal rail, which forms the secondary part of the respective linear motor, connected and that the respective raceway parts engage around the metal rail as a guide channel.
  • the respective raceway parts as a primary part are divided into two and take up the metal rail in the sense of a guide channel or a receiving guide.
  • the length of the secondary part rail of the stroke of the linear motor or the carriage is set. It is proposed that the metal rails be about twice as long as the guide channel or longer in order to achieve the longest possible stroke. Due to the feature of telescoping the fasteners overall, the overall length of the drawing machine remains relatively low.
  • the guide channel or the primary part of each linear motor is provided on the channel outer sides with cooling flanks.
  • the track comprises the secondary part as a stationary part, while the primary parts of the respective linear motors are movable.
  • the primary parts are integrated in an angle rotor adapted to the angle of the respective raceway parts with which they are arranged on the machine frame, which is connected to the drawing carriage.
  • Such an angle traveler comprises a support plate, which is connected to either the top or bottom of the drawing carriage and at least one angled arm, preferably two arms, which move along the track.
  • the angle rotor includes guide channels for the stationary track parts, so that a secure guidance of the angle rotor is achieved.
  • These guide channels are formed by means of rails or preferably by means of a central piece, which dips into the intermediate space between two adjacent raceway parts.
  • the drawing machine comprises four in the form of an X arranged to each other career parts extending along the machine frame in the drawing direction and two angular travelers per carriage, which are arranged on the top and bottom of the carriage, respectively, along the upper or lower raceway parts.
  • the machine frame of a drawing machine according to the invention is accessible from the side, for example for the maintenance of the clamping jaws of the drawing slide. But it is also included by the invention that the drawing machine is accessible from above.
  • Fig. 1 shows a drawing machine 1 with a machine frame 2 and arranged in the machine frame tractor unit.
  • This tractor unit consists of a drawing tool (not shown here) and two drawing carriages 3, 4, which pull the drawing material, such as a pipe or a rod (not shown here), through the drawing tool in hand-to-hand operation.
  • Both are Drawing slides 3, 4, wherein one of the drawing slides can also be a combined drawing and drawing carriage, with two linear motor drives 5a, b; 6a, b moved in the drawing direction and back along a track formed by the linear motor drives.
  • This track is part of the two linear motor drives and each comprises a first (upper) and a second (lower) raceway part 7b, 8b; 7a, 8a.
  • raceway parts 7a, b; 8a, b through the stationary primary part of the linear motor drives 5a, b; 6a, b formed.
  • One of the two raceway parts (7b, 8b) is fastened to the top of the machine frame 2, the other of the two raceway parts (7a, 7b) to the bottom of the machine frame 2.
  • the raceway parts are as guide channels 9a, b; 10a, b formed by two plates 11, 12 (see Fig. 3a) are arranged with the field-generating coils parallel to each other. This has the advantage that the attraction force formed between the opposing parts 11 and 12 is canceled and does not adversely affect the guideways.
  • the primary parts or guide channels 9a, b; 10a, b are the outer surfaces 13, 14 of the guide channels 9a, b; 10a, b provided with cooling flanks 15.
  • the respective raceway parts 7a, b; 8a, b or guide channels 9a, b; 10 a, b are arranged obliquely and facing each other on the machine frame 2.
  • the guide channels 9a, b; 10a, b are arranged directly diagonally opposite, wherein in the remaining space 16, the drawing slides are guided.
  • These metal rails 16a, b; 17a, b are about twice as long as the guide channels 9a, b; 10a, b executed.
  • These connecting elements 19a, b; 20a, b are each U-shaped and consist of a central piece 21, which on a side surface 22 of the Slides is mounted, each with two in the pulling direction extending legs 23, 24. These legs 23, 24 are connected to the metal rails 16a, b of the secondary part.
  • the linear motor drives 5a, b; 6a, b of the two adjacent drawing slides 3, 4 offset by 90 ° C to each other, so that the advancing movement of the first carriage 3, the two metal rails 16a, b in the "free" area 25 of the second carriage 4 can be advanced and analogously Both metal rails 17a, b of the second carriage 4 can be moved in a backward movement in the "free" area 26 of the first carriage 3.
  • the two carriages 3, 4 are moved so far to each other until the two U-shaped connecting elements 19b, 20a have come to about the connection with each other in engagement.
  • three- or administratstrebige connecting elements of the invention are included, which are each arranged correspondingly offset from each other.
  • the bottom, the top and a side surface of the machine frame 2 are formed by means of braces 27, wherein a side surface remains open and thus accessible. Maintenance of the carriage 3, 4, in particular their jaws for gripping the drawing material, can be done from the side, the diagonal arrangement of the linear motor drives favors the accessibility further.
  • FIGS. 3a, b the staggered arrangement of the connecting elements 19b, 20a of two directly adjacent drawing carriages 3, 4 becomes clear to one another, which are offset by an angle of 90 °, while for example in the case of a three-link connecting element the offset would amount to 60 °
  • FIG. 3a shows the section A-A of FIG. 2.
  • the first carriage 3 is moved by linear motor drives, wherein one is arranged at the bottom right and the other at the top left on the machine frame 2.
  • the linear motor drives of the second carriage 4 are arranged at the bottom left and top right of the machine frame 2.
  • the two displaced in the guide channels metal rails are connected to the carriage via connecting elements.
  • the inner surfaces 28, 29 of the guide channels 9a, b 10a, b are provided with the coils plates 11, 12 of the primary parts, wherein the guide channels themselves by means of braces 27 on the bottom or on the upper part of the machine frame 2 are arranged.
  • FIG. 4 A second embodiment of the drawing machine 101 is shown in Fig. 4, wherein the raceway of the two drawing slides 103, 104 shown by the now stationary secondary part in the form of metal rails 130a, b and 131a, b formed on a machine frame 102 in the form of a X are arranged to each other.
  • two upper (107b, 108b) and two lower raceway parts (107a, 108a) are formed, which are arranged obliquely on the machine frame 102.
  • metal rails 130a, b; 131a, b, two angular rotors 132a, b and 133a, b are moved per drawing carriage.
  • These include a planar support plate 34 and two angled arms 35, 36 which form guide channels 38 together with further rails or with a center piece 37. Because of these guide channels 38, a very effective movement sequence and clear guidance of the carriages 103, 104 along the metal rails is achieved.
  • the primary parts of the linear motor drives 105a, b; 106a, b are respectively attached to the sides of the angle arms of the angular travelers pointing towards the metal rails.
  • the machine frame 102 and thus the drawing slides 103, 104 are accessible from the side.
  • the linear motor drives are controlled to match the movement of the first carriage to that of the second carriage and are therefore connected to a computer or control unit, which is not shown here.
  • the inventively proposed arrangement of linear motor drives for driving slide in a drawing machine which has particular advantages in terms of length, finds particular application for machines for drawing elongated material with round or prismatic cross-sections and in particular for straight-drawing machines.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ziehmaschine mit einem Maschinenrahmen und mit einer Zugeinheit zum Ziehen von langgestrecktem Material, insbesondere zur Querschnittsverminderung, durch ein Ziehwerkzeug, wobei die Zugeinheit zumindest einen Ziehschlitten mit Antriebsmitteln für den Ziehschlitten aufweist (siehe z.B. DD-A-80421).
  • Ziehmaschinen dienen zum Ziehen von länglichen metallischen Gegenständen, wie Rohre, Stränge oder Stangen, durch ein Ziehwerkzeug. Es wird zwischen kontinuierlich arbeitenden Ziehmaschinen, bei denen die Länge des Ziehgutes die Abmessung der Maschine um ein Vielfaches überschreiten kann, und diskontinuierlich arbeitenden Ziehmaschinen, wie Ziehbänke, unterschieden.
  • Ein Beispiel für eine kontinuierlich arbeitende Geradeausziehmaschine ist aus der DE-OS 28 52 071 bekannt. Diese offenbart eine Schlittenziehmaschine mit einer Zugeinheit, die zwei in Gleitbahnen am Maschinenrahmen parallel zur Ziehrichtung geführte Ziehschlitten aufweist. Diese beiden gegenläufig sich hin- und herbewegenden Ziehschlitten ziehen das Ziehgut im Hand-an-Hand-Betrieb endlos. Zur Durchführung dieser Hubbewegung sind die Ziehschlitten jeweils mit einem zweiarmigen Hebel verbunden, die mittels einer auf einer gemeinsamen Achse sitzenden Doppelkurvenscheibe gegenläufig hin- und hergeschwenkt werden.
  • Ein weiterhin bekanntes Antriebssystem, wie es beispielsweise in der EP 0 371 165 A1 beschrieben ist, umfaßt eine rotierende Trommel mit kurvenförmig auf der Oberfläche verlaufenden Stegen zur Erzeugung der gegenläufigen Ziehschlittenbewegungen.
  • Die basierend auf solchen Antrieben kurze und nicht erweiterbare Hublänge der Ziehschlitten führt dazu, daß der Hub zu einem großen Teil aus Beschleunigungs- und Bremsweg besteht. Um eine hohe mittlere Ziehgeschwindigkeit zu erreichen, muß mit sehr hohen Hubfrequenzen gearbeitet werden. Die Hubfrequenz ist aber nicht beliebig erhöhbar, da sie durch die an den Umkehrpunkten der Ziehschlitten entstehenden Massekräfte begrenzt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zugeinheit einer Ziehmaschine mit Antriebsmitteln auszurüsten, die diese Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll eine Ziehmaschine bereitgestellt werden, deren Antriebsmittel darüber hinaus weniger kostenintensiv und gut zugänglich sind und ein verkleinertes Baumaß des Maschinenrahmens erlauben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ziehmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 oder 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird eine Ziehmaschine dadurch weitergebildet, daß die Antriebsmittel für den Ziehschlitten mindestens zwei Linearmotorantriebe mit jeweils einem energieversorgten Primär- und mit einem Sekundärteil umfassen. Der Primärteil umfaßt hierbei felderzeugende Spulen, wobei unter dem Begriff Primärteil auch mehrere Primärteile bzw. Spulentripel zu fassen sind. Der Sekundärteil wird im wesentlichen durch eine Metallschiene oder -platte gebildet. Der Maschinenrahmen umfaßt eine sich in Ziehrichtung erstreckende Laufbahn für den Ziehschlitten, die Teil der Linearmotorantriebe ist, wobei diese Laufbahn einen ersten, oberen, Laufbahnteil und einen zweiten, unteren, Laufbahnteil umfaßt, die schräg und zueinander hinweisend am Maschinenrahmen angeordnet sind und wobei der Schlitten sich in einem Zwischenraum zwischen den zueinander hinweisenden Laufbahnteilen bewegt. Hierbei sind unter dem Begriff zueinander hinweisend vorzugsweise fluchtende, aber auch nicht fluchtende Ausrichtungen der Laufbahnteile zu verstehen.
  • Im Vergleich zu den Antriebssystemen nach dem Stand der Technik ist der Bewegungsablauf des einzelnen Schlittens wesentlich flexibler. Durch Verwendung von Linearmotorantrieben ist die Hublänge bzw. der Verfahrweg des einzelnen Schlittens nicht mehr beschränkt bzw. die Ziehwege variabel. Linearmotoren lassen sich genau steuern und ermöglichen eine schnelle Beschleunigung und schnelle Bremswirkung. Unter Ausnutzen eines insgesamt längeren Hubweges wird die durchschnittliche Ziehgeschwindigkeit insgesamt höher, da der Beschleunigungs- bzw. Bremsweg anteilsmäßig kürzer ist. Zudem wird es möglich, daß die jeweiligen Schlitten auf dem Vor- und dem Rückweg mit unterschiedlichen und regelbaren Geschwindigkeiten verfahren werden können. Hierdurch lassen sich die Ziehschlitten wieder schneller in Zieheingriff bringen. Von Vorteil ist ferner, daß aufgrund des Wegfalls der unterhalb der Ziehschlitten liegenden Antriebsmechanik die Bauhöhe der Ziehmaschine insgesamt niedriger werden kann.
  • Vorzugsweise weist der Maschinenrahmen zusätzlich zu dem oberen und unteren Laufbahnteil weitere Laufbahnteile auf, wobei die Laufbahnteile nach der Form eines X oder eines Sterns am Maschinenrahmen angeordnet sind und wobei an ihrem Schnittpunkt der Zwischenraum für die Bewegung des Ziehschlitten ist. Neben zwei zueinander hinweisenden Laufbahnteilen wird somit die Anordnung von drei, fünf etc. sternförmig angeordneten oder vier X-förmig angeordneten Laufbahnteilen vorgeschlagen.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der obere und der untere Laufbahnteil oder sich jeweils entsprechende weitere Laufbahnteile sich diagonal gegenüberliegend am Maschinenrahmen angeordnet, so daß sich symmetrische X- oder Stern-Anordnungen ergeben.
  • Vorzugsweise sind die Linearmotorantriebe von jeweils zwei zueinander hinweisenden, vorzugsweise diagonal gegenüberliegenden, Laufbahnteilen, symmetrisch ausgelegt, damit die Resultierende der Antriebskräfte in der Mitte des Ziehmaterials liegt. Dies weist den Vorteil auf, daß beim Ziehvorgang kein Kippmoment entsteht, das die Führung belasten könnte. Die Anziehungskräfte zwischen Primärteil sowie Sekundärteil der jeweiligen Linearmotorantriebe kompensieren sich, ohne den Schlitten oder die Schlittenführung zu belasten.
  • Nach einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Ziehmaschine umfaßt die Laufbahn den Primärteil als stationären Teil, während nach einer zweiten Ausführungsform die Laufbahn den Sekundärteil als stationären Teil umfaßt. Die erste Ausführungsform beinhaltet den besonderen Vorteil, daß das energieversorgte Primärteil starr ist und damit notwendige Stromkabel bzw. die Kühlmittelleitungen nicht mitbewegt werden müssen, was kosteneinsparend wirkt.
  • Die erste Ausführungsform wird vorzugsweise so gestaltet, daß die den Laufbahnteilen zugeordneten beweglichen Sekundärteile, die entlang der Laufbahnteile verfahrbar sind, mittels mindestens eines Verbindungselementes mit dem jeweiligen Ziehschlitten verbunden sind und daß das Verbindungselement sich in Ziehrichtung erstreckende Schenkel aufweist, deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Laufbahnteile entspricht und die mit den Sekundärteilen verbunden sind, wobei die Verbindungselemente unmittelbar benachbarter Ziehschlitten versetzt zueinander angeordnet sind und ineinandergreifen, wenn die benachbarten Ziehschlitten sich zueinander bewegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß trotz sich relativ lang in Ziehrichtung erstreckender Sekundärteile die Baulänge der Ziehmaschine gering gehalten werden kann, weil das Verbindungselement eines sich in Ziehrichtung bewegenden Schlittens in das entsprechende Verbindungselement eines zurückgefahrenen Schlittens eingreift und die Ziehschlitten platzsparend relativ nahe zueinander verfahren werden können.
  • Dabei entspricht die Schenkelanzahl eines jeweiligen Verbindungselementes vorzugsweise der Anzahl der Laufbahnteile einer Ziehmaschine. Bei zwei Linearmotoren pro Schlitten, die sich diagonal gegenüber liegen, ist das Verbindungselement U-förmig ausgebildet, bei drei Linearmotoren in etwa gabelförmig mit drei Zacken usw. Das Verbindungselement bzw. die Laufbahnteile eines jeweils unmittelbar benachbarten Ziehschlittens ist dann so angeordnet, daß dessen Schenkel bzw. Zacken in die von dem ersten Verbindungselement freigelassenen Zwischenräume eingreifen können, wenn sich zwei benachbarte Schlitten nähern.
  • Vorzugsweise ist jeder Ziehschlitten mit zwei Verbindungselementen versehen, die an den quer zur Ziehrichtung verlaufenden Seitenflächen bzw. Stirnseiten des Ziehschlitten angebracht sind. Diese Ausführungsform wird vorteilhafterweise weitergebildet, indem die Verbindungselemente eines Schlittens längs ihrer äußeren Schenkel bzw. Zacken mit jeweils einer sich entlang der Schenkel erstreckenden Metallschiene, die den Sekundärteil des jeweiligen Linearmotors bildet, verbunden sind und daß die jeweiligen Laufbahnteile als Führungskanal die Metallschiene umgreifen. Die jeweiligen Laufbahnteile als Primärteil sind zweigeteilt und nehmen die Metallschiene im Sinne eines Führungskanals bzw. einer Aufnahmeführung auf.
  • Durch die Länge der Sekundärteil-Schiene wird der Hubweg des Linearmotors bzw. des Schlittens festgelegt. Es wird vorgeschlagen, daß die Metallschienen in etwa doppelt so lang sind wie der Führungskanal oder länger, um einen möglichst langen Hubweg zu erreichen. Aufgrund des Merkmals des Ineinanderverschiebens der Verbindungselemente bleibt insgesamt die Baulänge der Ziehmaschine im Verhältnis gering.
  • Als Alternative oder zusätzlich zu den Kühlmittelleitungen ist der Führungskanal bzw. der Primärteil jedes Linearmotors an den Kanalaußenseiten mit Kühlflanken versehen.
  • Nach der zweiten Ausführungsform der Antriebsmittel für die Zugeinheit der Ziehmaschine umfaßt die Laufbahn den Sekundärteil als stationären Teil, während die Primärteile der jeweiligen Linearmotoren beweglich sind. Vorzugsweise sind die Primärteile in einem an den Winkel der jeweiligen Laufbahnteile, mit dem sie an dem Maschinenrahmen angeordnet sind, angepaßten Winkelläufer, der mit dem Ziehschlitten verbunden ist, integriert. Ein solcher Winkelläufer umfaßt eine Tragplatte, die entweder mit der Ober- oder Unterseite des Ziehschlittens verbunden wird sowie mindestens einen abgewinkelten Arm, vorzugsweise zwei Arme, die sich entlang der Laufbahn bewegen.
  • Vorzugsweise umfaßt der Winkelläufer Führungskanäle für die stationären Laufbahnteile, so daß eine sichere Führung des Winkelläufers erreicht wird. Diese Führungskanäle werden mittels Schienen oder vorzugsweise mittels eines Mittelstücks gebildet, das in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Laufbahnteilen eintaucht.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Ziehmaschine vier in Form eines X zueinander angeordnete Laufbahnteile, die sich entlang des Maschinenrahmens in Ziehrichtung erstrecken sowie jeweils zwei Winkelläufer pro Schlitten, die auf der Ober- bzw. Unterseite des Schlittens angeordnet sind, die sich entlang der oberen bzw. unteren Laufbahnteile bewegen.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der Maschinenrahmen einer erfindungsgemäßen Ziehmaschine von der Seite zugänglich ist, beispielsweise zur Wartung der Spannbacken der Ziehschlitten. Es ist aber ebenso von der Erfindung eingeschlossen, daß die Ziehmaschine von oben zugänglich ist.
  • Schließlich wird eine Ziehmaschine mit den Merkmale des Anspruch 17 vorgeschlagen, die bei einer vertikalen oder horizontalen Anordnung von Laufbahnteilen am Maschinenrahmen Verbindungselemente an den sich bewegenden Sekundärteilen vorsieht, wobei die Verbindungselemente unmittelbar benachbarter Ziehschlitten versetzt zueinander angeordnet sind und ineinandergreifen, wenn die benachbarten Ziehschlitten sich zueinander bewegen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen:
    • Fig. 1
    xeine Schrägansicht einer Ziehmaschine mit zwei Ziehschlitten nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    eine Seitenansicht der Ziehmaschine nach Fig. 1;
    Fig. 3a,b
    jeweils einen Schnittdarstellung der Ziehmaschine;
    Fig. 4
    eine Schrägansicht einer Ziehmaschine mit zwei Ziehschlitten nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine Ziehmaschine 1 mit einem Maschinenrahmen 2 sowie einer in dem Maschinenrahmen angeordneten Zugeinheit. Diese Zugeinheit besteht aus einem Ziehwerkzeug (hier nicht dargestellt) sowie zwei Ziehschlitten 3, 4, die im Hand-an-Hand-Betrieb das Ziehmaterial, wie beispielsweise ein Rohr oder eine Stange (hier nicht gezeigt), durch das Ziehwerkzeug ziehen. Hierzu werden beide Ziehschlitten 3, 4, wobei einer der Ziehschlitten auch ein kombinierter Vorziehund Ziehschlitten sein kann, mit jeweils zwei Linearmotorantrieben 5a,b; 6a, b in Ziehrichtung und zurück bewegt und zwar entlang einer durch die Linearmotorantriebe gebildeten Laufbahn. Diese Laufbahn ist Teil der beiden Linearmotorantriebe und umfaßt jeweils einen ersten (oberen) und einen zweiten (unteren) Laufbahnteil 7b, 8b; 7a, 8a. Bei der hier gezeigten Ausführungsform werden die Laufbahnteile 7a,b; 8a, b durch den stationären Primärteil der Linearmotorantriebe 5a,b; 6a,b gebildet. Einer der beiden Laufbahnteile (7b, 8b) ist oben am Maschinenrahmen 2, der andere der beiden Laufbahnteile (7a, 7b) unten am Maschinenrahmen 2 befestigt. Die Laufbahnteile sind als Führungskanäle 9a,b; 10a,b ausgebildet, indem zwei Platten 11, 12 (vgl. Fig. 3a) mit den felderzeugenden Spulen parallel zueinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß die sich zwischen den gegenüberliegenden Teilen 11 und 12 bildende Anziehungskraft aufgehoben wird und sich nicht nachteilig auf die Führungsbahnen auswirkt. Zur Kühlung der Primärteile bzw. Führungskanäle 9a,b; 10a,b sind die Außenflächen 13, 14 der Führungskanäle 9a,b; 10a,b mit Kühlflanken 15 versehen. Die jeweiligen Laufbahnteile 7a,b; 8a,b bzw. Führungskanäle 9a,b; 10a,b sind schräg und zueinander hinweisend am Maschinenrahmen 2 angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Führungskanäle 9a,b; 10a,b sich unmittelbar diagonal gegenüberliegend angeordnet, wobei in dem verbleibenden Zwischenraum 16 die Ziehschlitten geführt werden.
  • In den jeweiligen Führungskanälen 9a,b; 10a,b werden die Sekundärteile der jeweiligen Linearmotorantriebe 5a,b; 6a,b in Form von langgestreckten Metallschienen 16a,b; 17a, b geführt. Diese Metallschienen 16a,b; 17a,b sind etwa doppelt so lang wie die Führungskanäle 9a,b; 10a,b ausgeführt. Mit der von den Führungskanälen wegweisenden Längsseite 18 sind die Metallschienen 16a,b; 17a,b mit Verbindungselementen 19a, b; 20a,b verbunden, die fest mit den Ziehschlitten 3, 4 verbunden sind. Diese Verbindungselemente 19a, b; 20a,b sind jeweils U-förmig und bestehen aus einem Mittelstück 21, welches an einer Seitenfläche 22 des Schlittens montiert ist, mit jeweils zwei sich in Ziehrichtung erstreckenden Schenkeln 23, 24. Diese Schenkel 23, 24 sind mit den Metallschienen 16a, b des Sekundärteils verbunden.
  • Bei der gezeigten Ziehmaschine 1 sind die Linearmotorantriebe 5a,b; 6a,b der beiden benachbarten Ziehschlitten 3, 4 jeweils um 90°C versetzt zueinander angeordnet, so daß zur Vorbewegung des ersten Schlittens 3 die beiden Metallschienen 16a, b in den "freien" Bereich 25 des zweiten Schlittens 4 vorbewegt werden können und analog die beiden Metallschienen 17a,b des zweiten Schlittens 4 bei einer Rückwärtsbewegung in den "freien" Bereich 26 des ersten Schlittens 3 bewegt werden können. Dabei können die beiden Schlitten 3, 4 so weit zueinander bewegt werden, bis die beiden U-förmigen Verbindungselemente 19b, 20a bis etwa zum Anschluß miteinander in Eingriff gekommen sind. Neben den gezeigten U-förmigen Verbindungselementen sind auch zum Beispiel drei- oder vierstrebige Verbindungselemente von der Erfindung umfaßt, die jeweils entsprechend versetzt zueinander angeordnet sind.
  • Der Boden, die Oberseite und eine Seitenfläche des Maschinenrahmens 2 werden mittels Verstrebungen 27 gebildet, wobei eine Seitenfläche offen und damit zugänglich bleibt. Wartungen der Schlitten 3, 4, insbesondere deren Spannbacken zum Greifen des Ziehmaterials, können von der Seite erledigt werden, wobei die diagonale Anordnung der Linearmotorantriebe die Zugänglichkeit weiter begünstigt.
  • Einen guten Überblick über die Anordnung der Führungskanäle 9a,b; 10a,b der Primärteile sowie der darin ablaufenden Metallschienen 16a,b; 17a,b der Sekundärteile der jeweiligen Linearmotorantriebe 5a,b; 6a,b geben auch die Fig. 2 und 3a,b, in denen die gleichen Bauteile mit entsprechenden Bezugsziffern versehen sind.
  • In den Fig. 3a, b wird die versetzte Anordnung der Verbindungselemente 19b, 20a zweier unmittelbar benachbarter Ziehschlitten 3, 4 zueinander deutlich, die hier um einen Winkel von 90° versetzt angeordnet sind, während beispielsweise bei einem dreischenkligen Verbindungselement der Versatz 60° betragen würde. Fig. 3a zeigt den Schnitt A-A der Fig. 2. Der erste Schlitten 3 wird durch Linearmotorantriebe bewegt, wobei einer rechts unten sowie der andere links oben am Maschinenrahmen 2 angeordnet ist. Die Linearmotorantriebe des zweiten Schlittens 4 sind links unten und rechts oben am Maschinenrahmen 2 angeordnet. Die beiden in den Führungskanälen verschobenen Metallschienen sind mit dem Schlitten über Verbindungselemente verbunden. Entlang der Innenflächen 28, 29 der Führungskanäle 9a,b 10a,b sind die mit den Spulen versehenen Platten 11, 12 der Primärteile angeordnet, wobei die Führungskanäle selbst mittels Verstrebungen 27 am Boden oder am Oberteil des Maschinenrahmens 2 angeordnet sind.
  • Eine zweite Ausführungsform der Ziehmaschine 101 ist in Fig. 4 dargestellt, wobei die Laufbahn der zwei gezeigten Ziehschlitten 103, 104 durch den jetzt stationären Sekundärteil in Form von Metallschienen 130a,b und 131a, b gebildet ist, die an einem Maschinenrahmen 102 in Form eines X zueinander angeordnet sind. Hierbei werden zwei obere (107b, 108b) und zwei untere Laufbahnteile (107a, 108a) gebildet, die schräg am Maschinenrahmen 102 angeordnet sind.
  • Entlang dieser Sekundärteil-Metallschienen 130a,b; 131a,b werden jeweils zwei Winkelläufer 132a,b und 133a,b pro Ziehschlitten bewegt. Diese umfassen eine plane Tragplatte 34 sowie zwei abgewinkelte Arme 35, 36, die zusammen mit weiteren Schienen oder mit einem Mittelstück 37 Führungskanäle 38 bilden. Aufgrund dieser Führungskanäle 38 wird ein sehr effektiver Bewegungsablauf und eine eindeutige Führung der Schlitten 103, 104 entlang der Metallschienen erreicht. Die Primärteile der Linearmotorantriebe 105a,b; 106a,b sind jeweils an den zu den Metallschienen hinweisenden Seiten der Winkelarme der Winkelläufer angebracht.
  • Auch bei dieser gezeigten Ausführungsform sind der Maschinenrahmen 102 und damit die Ziehschlitten 103, 104 von der Seite her zugänglich. Bei beiden Ausführungsformen (Fig. 1 und 4) werden die Linearmotorantriebe zur Anpassung der Bewegung des ersten Schlitten an die des zweiten Schlitten gesteuert und sind daher mit einer Rechner- bzw. Steuereinheit verbunden, die hier nicht gezeigt ist.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung von Linearmotorantrieben zum Antrieb von Ziehschlitten in einer Ziehmaschine, die insbesondere hinsichtlich der Baulänge Vorteile aufweist, findet insbesondere Anwendung für Maschinen zum Ziehen von langgestrecktem Material mit runden oder prismatischen Querschnitten und hier insbesondere für Geradeausziehmaschinen.

Claims (18)

  1. Ziehmaschine (1, 101) mit einem Maschinenrahmen (2, 102) und mit einer Zugeinheit zum Ziehen von langgestrecktem Material durch ein Ziehwerkzeug, wobei die Zugeinheit zumindest einen Ziehschlitten (3,4;103,104) mit Antriebsmitteln für den Ziehschlitten aufweist, wobei
    die Antriebsmittel für jeweils einen Ziehschlitten (3,4;103,104) mindestens zwei Linearmotorantriebe (5a,5b;6a,6b) mit einem energieversorgten Primär- und mit einem Sekundärteil umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenrahmen (2,102) eine sich in Ziehrichtung erstreckende Laufbahn für den jeweiligen Ziehschlitten umfaßt, die Teil der Linearmotorantriebe (5a,5b;6a,6b) ist,
    wobei die Laufbahn einen ersten, oberen, Laufbahnteil (7b,8b; 107b) und einen zweiten, unteren, Laufbahnteil (7a, 8a; 108a) umfaßt, die schräg und zueinander hinweisend am Maschinenrahmen angeordnet sind und wobei der jeweilige Schlitten (3,4; 10,104) sich in einem Zwischenraum (16; 116) zwischen den zueinander hinweisenden Laufbahnteilen bewegt.
  2. Ziehmaschine nach Anspruch 1;
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich zu dem oberen und unteren Laufbahnteil (107b, 108a) weitere Laufbahnteile (107a, 108b) vorhanden sind, wobei die Laufbahnteile nach der Form eines X oder eines Sterns am Maschinenrahmen (2, 102) angeordnet sind und an ihrem Schnittpunkt der Zwischenraum (116) für die Bewegung des jeweiligen Ziehschlittens (103, 104) ist.
  3. Ziehmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der obere und der untere Laufbahnteil (7b, 8b; 107b; 7a, 8a, 108a) oder sich jeweils entsprechende weitere Laufbahnteile (107a, 108b) sich diagonal gegenüberliegend am Maschinenrahmen (2, 102) angeordnet sind.
  4. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Linearmotorantriebe (5a,5b; 6a, 6b) von jeweils zwei zueinander hinweisenden, vorzugsweise diagonal gegenüberliegenden, Laufbahnteilen (7a,7b; 8a, 8b) symmetrisch ausgelegt sind, damit die Resultierende der Antriebskräfte in der Mitte des Ziehmaterials liegt.
  5. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Laufbahn den Primärteil als stationären Teil umfaßt.
  6. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die den Laufbahnteilen (7a,7b; 8a, 8b) zugeordneten beweglichen Sekundärteile, die entlang der Laufbahnteile verfahrbar sind, mittels mindestens eines Verbindungselementes (19a, 19b; 20a, 20b) mit dem Ziehschlitten (3, 4) verbunden sind und
    daß das jeweilige Verbindungselement (19a, 19b; 20a, 20b) sich in Ziehrichtung erstreckende Schenkel (23, 24) aufweist, deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Laufbahnteile (7a,7b; 8a, 8b) entspricht und die mit den Sekundärteilen verbunden sind,
    wobei die Verbindungselemente (19b, 20a) unmittelbar benachbarter Ziehschlitten (3, 4) versetzt zueinander angeordnet sind und ineinandergreifen, wenn die benachbarten Ziehschlitten sich zueinander bewegen.
  7. Ziehmaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Ziehschlitten (3, 4) mit zwei Verbindungselementen (19a, 19b; 20a, 20b) versehen ist, die sich in Ziehrichtung erstrecken.
  8. Ziehmaschine nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verbindungselemente (19a, b; 20a,b) eines Schlittens längs ihrer äußeren Schenkel (23, 24) mit jeweils einer sich entlang der Schenkel erstreckenden Schiene (16a, 16b; 17a, 17b), die den Sekundärteil der Linearmotorantriebe bildet, verbunden sind und
    daß die Laufbahnteile (7a, 7b; 8a, 8b) als Führungskanal (9a, 9b; 10a, 10b) die Schienen (16a, 16b; 17a, 17b) umgreifen.
  9. Ziehmaschiene nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sekundärteil-Schienen (16a, 16b; 17a, 17b) in etwa doppelt so lang wie der Führungskanal (9a, 9b; 10a, 10b) oder länger als der Führungskanal sind.
  10. Ziehmaschine nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der jeweilige Führungskanal (9a, 9b; 10a, 10b) an seinen Außenseiten (13, 14) mit Kühlflanken (15) versehen ist.
  11. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der jeweilige Führungskanal (9a, 9b; 10a, 10b) zwei parallel und gegenüberliegend angeordnete Platten (11, 12) mit den felderzeugenden Spulen umfaßt.
  12. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Laufbahn den Sekundärteil als stationären Teil umfaßt.
  13. Ziehmaschine nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Primärteile der Linearmotorantriebe in einem an den Winkel der jeweiligen Laufbahnteile (107a, 107b; 108a, 108b) angepaßten Winkelläufer (132a, 132b; 133a, 133b), der mit dem Ziehschlitten (103, 104) verbunden ist, integriert sind.
  14. Ziehmaschine nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Winkelläufer (132a,b; 133a,b) Führungskanäle (38) für die stationären Laufbahnteile umfaßt.
  15. Ziehmaschine nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Führungskanäle (38) mittels Schienen oder mittels eines Mittelstücks (37), das in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Laufbahnteilen eintaucht, gebildet sind.
  16. Ziehmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
    gekennzeichnet durch,
    vier in Form eines X zueinander angeordnete Laufbahnteile (107a,b; 108a,b), die sich entlang des Maschinenrahmens (102) und in Ziehrichtung erstrecken sowie
    durch jeweils zwei Winkelläufer (132a,b; 133a,b) pro Schlitten (103, 104), die auf der Ober- bzw. Unterseite des Schlittens angeordnet sind und die entlang der oberen bzw. unteren Laufbahnteile bewegt werden.
  17. Ziehmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Maschinenrahmen (2, 102) von der Seite zugänglich ist.
  18. Ziehmaschine (1) mit einem Maschinenrahmen (2) und mit einer Zugeinheit zum Ziehen von langgestrecktem Material durch ein Ziehwerkzeug, wobei die Zugeinheit zumindest einen Ziehschlitten (3,4) mit Antriebsmitteln für den Ziehschlitten aufweist, wobei
    die Antriebsmittel für den Ziehschlitten (3, 4) mindestens zwei Linearmotorantriebe (5a,5b; 6a, 6b) mit einem energieversorgten Primär- und mit einem Sekundärteil umfassen, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Maschinenrahmen (2) eine sich in Ziehrichtung erstreckende Laufbahn für den Ziehschlitten umfaßt, die Teil der Linearmotorantriebe (5a,5b; 6a,6b) ist,
    wobei die Laufbahn einen ersten, oberen, Laufbahnteil (7b,8b) und einen zweiten, unteren, Laufbahnteil (7a, 8a) umfaßt, die zueinander hinweisend am Maschinenrahmen (2) angeordnet sind und wobei der Schlitten (3, 4) sich in einem Zwischenraum (16) zwischen den zueinander hinweisenden Laufbahnteilen bewegt und
    daß die den Laufbahnteilen zugeordneten beweglichen Sekundärteile, die entlang der Laufbahnteile verfahrbar sind, mittels mindestens eines Verbindungselementes (19a,19b; 20a,20b) mit dem Ziehschlitten verbunden sind und
    daß das Verbindungselement (19a, 19b;20a,20b) sich in Ziehrichtung erstreckende Schenkel (23, 24) aufweist, deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Laufbahnteile entspricht und die mit den Sekundärteilen verbunden sind,
    wobei die Verbindungselemente (19b, 20a) unmittelbar benachbarter Ziehschlitten (3, 4) versetzt zueinander angeordnet sind und ineinandergreifen, wenn die benachbarten Ziehschlitten sich zueinander bewegen.
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