волочильная машина (варианты)

Формула изобретения

1. Волочильная машина (1), содержащая раму (2) и тянущий узел для волочения длинномерного материала через волочильный инструмент, причем тянущий узел содержит, по меньшей мере, одну тянущую каретку (3,4; 103,104) с приводными средствами для нее, отличающаяся тем, что приводные средства для каждой тянущей каретки (3,4; 103,104) включают в себя, по меньшей мере, два привода (5а,b; 6а,b) в виде линейных двигателей с питаемыми энергией первичной и вторичной частями, рама (2) машины содержит проходящую в направлении волочения направляющую для соответствующей тянущей каретки, являющуюся частью приводов (5а,b; 6а,b) в виде линейных двигателей, причем направляющая содержит первую, верхнюю, часть (7b,8b; 107b) и вторую, нижнюю, часть (7а,8а; 108а), которые расположены на раме машины наискось и обращены друг к другу, причем каждая каретка (3,4; 103,104) имеет возможность перемещения в промежутке (16; 116) между обращенными друг к другу частями направляющей.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно к верхней и нижней частям (107b, 108а) направляющей имеются другие части (107а, 108b), причем части направляющей расположены Х- или звездообразно на раме (2) машины и в точке их пересечения образован промежуток (116) для движения соответствующей тянущей каретки (103, 104).

3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя части (7b, 8b; 107b; 7а, 8а, 108а) направляющей или соответствующие дополнительные части (107а, 108b) расположены на раме (2,102) машины по диагонали друг против друга.

4. Машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что приводы (5a,b; 6a,b) в виде линейных двигателей каждых двух обращенных друг к другу, расположенных преимущественно по диагонали друг против друга частей (7a,b; 8a,b) направляющей выполнены симметричными для того, чтобы результирующая приводных усилий находилась посередине протягиваемого материала.

5. Машина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что направляющая содержит первичную часть в качестве неподвижной части.

6. Машина по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что приданные частям (7а,b; 8а,b) направляющей подвижные вторичные части, перемещаемые вдоль частей направляющей, соединены с тянущей кареткой (3,4) посредством, по меньшей мере, одного соединительного элемента (19a,b; 20a,b), соответствующий соединительный элемент (19a,b; 20a,b) имеет проходящие в направлении волочения колена (23,24), число которых преимущественно соответствует числу частей (7a,b; 8a,b) направляющей и которые соединены со вторичными частями, причем соединительные элементы (19а,20b) непосредственно соседних тянущих кареток (3,4) расположены со смещением по отношению друг к другу и входят друг в друга, при перемещении соседних тянущих кареток навстречу друг другу.

7. Машина по п.6, отличающаяся тем, что каждая тянущая каретка (3,4) снабжена двумя соединительными элементами (19a,b; 20a,b), проходящими в направлении волочения.

8. Машина по п.6 или 7, отличающаяся тем, что соединительные элементы (19а,b; 20а,b) каретки вдоль своих внешних колен (23, 24) соединены соответственно с проходящим вдоль колен рельсом (16а,b; 17а,b), образующим вторичную часть приводов в виде линейных двигателей, при этом части (7а,b; 8а,b) направляющей в виде направляющего канала (9a,b; 10a,b) охватывают рельс (16a,b; 17a,b).

9. Машина по п.8, отличающаяся тем, что рельсы (16а,b; 17а,b) вторичной части выполнены приблизительно вдвое длиннее направляющего канала (9а,b;10а,b) или длиннее.

10. Машина по п.8 или 9, отличающаяся тем, что соответствующий направляющий канал (9а,b; 10а,b) снабжен на своих наружных сторонах (13, 14) охлаждающими ребрами (15).

11. Машина по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что соответствующий направляющий канал (9a,b; 10a,b) содержит две расположенные параллельно и друг против друга плиты (11,12) с создающими поле катушками.

12. Машина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что направляющая содержит вторичную часть в качестве неподвижной части.

13. Машина по п.12, отличающаяся тем, что первичные части приводов в виде линейных двигателей интегрированы в уголковый бегунок (132а,b; 133а,b), который соответствует углу данных частей (107a,b; 108a,b) направляющей и соединен с тянущей кареткой (103, 104).

14. Машина по п.13, отличающаяся тем, что уголковый бегунок (132а,b;133а,b) содержит направляющие каналы (38) для неподвижных частей направляющей.

15. Машина по п.14, отличающаяся тем, что направляющие каналы (38) образованы рельсами или центральным элементом (37), который входит в промежуток между двумя соседними частями направляющей.

16. Машина по любому из пп.12-15, отличающаяся тем, что четыре расположенные Х-образно по отношению друг к другу части (107a,b; 108a,b) направляющей проходят вдоль рамы (102) машины и в направлении волочения, при этом каждые два угловых бегунка (132a,b; 133a,b) на каретке (103, 104) расположены на верхней и нижней сторонах каретки и движутся вдоль верхних и нижних частей направляющей.

17. Машина по любому из пп.1-16, отличающаяся тем, что рама (2,102) машины доступна сбоку.

18. Волочильная машина (1) с рамой (2) и тянущим узлом для волочения длинномерного материала через волочильный инструмент, причем тянущий узел содержит, по меньшей мере, одну тянущую каретку (3, 4) с приводными средствами для нее, отличающаяся тем, что приводные средства для тянущей каретки (3,4) включают в себя, по меньшей мере, два привода (5a,b; 6a,b) в виде линейных двигателей с питаемыми энергией первичной и вторичной частями, рама (2) машины содержит проходящую в направлении волочения направляющую для тянущей каретки, являющуюся частью приводов (5а,b; 6а,b) в виде линейных двигателей, причем направляющая содержит первую, верхнюю, часть (7b, 8b) и вторую, нижнюю, часть (7а,8а), которые расположены на раме машины и обращены друг к другу, каретка (3, 4) имеет возможность перемещения в промежутке (16) между обращенными друг к другу частями направляющей, приданные частям направляющей подвижные вторичные части, перемещаемые вдоль частей направляющей, соединены с тянущей кареткой посредством, по меньшей мере, одного соединительного элемента (19a,b; 20a,b), соединительный элемент (19a,b; 20a,b) имеет проходящие в направлении волочения колена (23, 24), число которых преимущественно соответствует числу частей направляющей и которые соединены со вторичными частями, причем соединительные элементы (19b, 20а) непосредственно соседних тянущих кареток (3,4) расположены со смещением по отношению друг к другу и входят друг в друга при перемещении соседних тянущих кареток навстречу друг другу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к содержащей раму и тянущий узел волочильной машине для волочения длинномерного материала, в частности для уменьшения поперечного сечения посредством волочильного инструмента, причем тянущий узел содержит, по меньшей мере, одну тянущую каретку с приводными средствами для нее.

Волочильные машины служат для волочения посредством волочильного инструмента таких длинномерных металлических предметов, как трубы, заготовки, полученные непрерывной разливкой, или прутки. Различают волочильные машины непрерывного действия, у которых длина протягиваемого материала может в несколько раз превышать размер машины, и волочильные машины периодического действия, такие как волочильные станы.

Пример прямоволочильной машины непрерывного действия известен из DE-OS 2852071. Здесь раскрыта кареточная волочильная машина с тянущим узлом, содержащим две тянущие каретки, перемещающиеся по направляющим скольжения на раме машины параллельно направлению волочения. Обе эти движущиеся возвратно-поступательно навстречу друг другу тянущие каретки обеспечивают бесконечное волочение протягиваемого металла в режиме “рука об руку”. Для осуществления этого движения хода тянущие каретки соединены каждая с двуплечим рычагом, качающимися возвратно-поступательно навстречу друг другу посредством сидящего на общей оси двойного кулачкового диска.

Известная далее приводная система, описанная, например, в ЕР 0371165 А1, включает в себя вращающийся барабан с проходящими в виде кулачков на поверхности ребрами для создания встречных движений тянущих кареток.

Основанная на таких приводах короткая и не увеличиваемая длина хода тянущих кареток приводит к тому, что ход по большей части состоит из пути ускорения и торможения. Для достижения высокой средней скорости волочения приходится работать с очень высокими частотами хода. Частота хода, однако, не может повышаться произвольно, поскольку она ограничена усилиями массы, возникающими в точках реверсирования тянущих кареток.

В основе изобретения лежит задача создания тянущего узла волочильной машины с приводными средствами, не имеющими этих недостатков. В частности, должна быть создана волочильная машина, приводные средства которой, кроме того, были бы менее дорогостоящими и хорошо доступными и обеспечивали бы меньший конструктивный размер рамы машины.

Эта задача решается посредством волочильной машины с признаками пункта п.1 формулы. Предпочтительные усовершенствования описаны в зависимых пунктах.

Согласно изобретению волочильная машина усовершенствована за счет того, что приводные средства для тянущей каретки включают в себя, по меньшей мере, два привода в виде линейных двигателей с питаемыми энергией первичной и вторичной частями каждый. Первичная часть включает в себя при этом катушки, создающие поле, причем под термином “первичная часть” следует понимать также несколько первичных частей или тройки катушек. Вторичная часть образована, в основном, металлической шиной или пластиной. Рама машины включает в себя проходящую в направлении волочения направляющую для тянущей каретки, являющуюся частью приводов в виде линейных двигателей, причем эта направляющая содержит первую верхнюю и вторую нижнюю части, которые расположены на раме машины наискось и обращены друг к другу, и причем каретка движется в промежутке между обращенными друг к другу частями направляющей. При этом под термином “обращены друг к другу” следует понимать преимущественно соосную, а также несоосную ориентацию частей направляющей.

По сравнению с приводными системами согласно уровню техники процесс движения отдельной каретки является значительно более гибким. За счет использования приводов в виде линейных двигателей длина хода или путь перемещения отдельной каретки больше не ограничен или путь волочения является переменным. Линейными двигателями можно точно управлять, и они обеспечивают быстрое ускорение и быстрое тормозящее действие. При использовании более длинного, в целом, пути хода средняя скорость волочения, в целом, повышается, поскольку доля пути ускорения или торможения меньше. К тому же возможно, чтобы соответствующие каретки на пути вперед и назад перемещались с разными и регулируемыми скоростями. За счет этого тянущие каретки могут быстрее вводиться в тянущий контакт. Предпочтительно далее, что из-за отсутствия находящегося под тянущими каретками приводного механизма конструктивная высота волочильной машины может быть, в целом, уменьшена.

Рама машины содержит преимущественно дополнительно к верхней и нижней частям направляющей другие части, причем части направляющей расположены Х- или звездообразно на раме машины, и в точке их пересечения образован промежуток для движения тянущей каретки. Помимо двух обращенных друг к другу частей направляющей предложены, таким образом, три, пять и т.д. частей направляющей, расположенных звездообразно, или четыре части направляющей, расположенные Х-образно.

Согласно одной особенно предпочтительной форме выполнения верхняя и нижняя части направляющей или соответствующие дополнительные части направляющей расположены на раме машины по диагонали друг против друга, так что возникает симметричное Х- или звездообразное расположение.

Преимущественно приводы в виде линейных двигателей каждых двух, обращенных друг к другу, расположенных преимущественно по диагонали друг против друга частей направляющей, выполнены симметричными для того, чтобы результирующая приводных усилий находилась посередине протягиваемого материала. Это имеет то преимущество, что в процессе волочения не возникает опрокидывающего момента, который мог бы нагрузить направляющую. Силы притяжения между первичной и вторичной частями соответствующих приводов в виде линейных двигателей компенсируются, не нагружая каретку или направляющую каретки.

Согласно предпочтительной первой форме выполнения волочильной машины направляющая содержит первичную часть в качестве неподвижной части, тогда как согласно второй форме выполнения направляющая содержит вторичную часть в качестве неподвижной части. Первая форма выполнения обладает тем особым преимуществом, что питаемая энергией первичная часть жесткая, и тем самым необходимые токоподводящие кабели или трубопроводы для охлаждающего средства не приходится также перемещать, что сокращает расходы.

Первую форму изобретения выполняют преимущественно так, что приданные частям направляющей подвижные вторичные части, перемещаемые вдоль частей направляющей, соединены с соответствующей тянущей кареткой посредством, по меньшей мере, одного соединительного элемента и что соединительный элемент имеет проходящие в направлении волочения колена, число которых преимущественно соответствует числу частей направляющей и которые соединены со вторичными частями, причем соединительные элементы непосредственно соседних тянущих кареток расположены со смещением по отношению друг к другу и входят друг в друга, когда соседние тянущие каретки движутся навстречу друг другу. Этим достигается то, что, несмотря на относительно протяженные в направлении волочения вторичные части, конструктивная длина волочильной машины может поддерживаться малой, поскольку соединительный элемент движущейся в направлении волочения тянущей каретки входит в соответствующий соединительный элемент возвращающейся каретки и тянущие каретки компактно могут перемещаться относительно близко друг к другу.

При этом число колен каждого соединительного элемента соответствует преимущественно числу частей направляющей волочильной машины. У двух линейных двигателей на каретку, расположенных по диагонали друг против друга, соединительный элемент выполнен U-образной формы, у трех линейных двигателей - приблизительно в форме вилки с тремя зубцами и т.д. Соединительный элемент или части направляющей каждой из непосредственно соседних тянущих кареток расположен тогда с возможностью вхождения его колен или зубцов в оставленные свободными первым соединительным элементом промежутки, когда две соседние каретки сближаются.

Преимущественно каждая тянущая каретка снабжена двумя соединительными элементами, размещенными на проходящих поперек направления волочения боковых поверхностях или торцах тянущей каретки. Эту форму выполнения предпочтительным образом усовершенствуют за счет того, что соединительные элементы одной каретки вдоль своих внешних колен или зубцов соединены соответственно с проходящим вдоль колен металлическим рельсом, образующим вторичную часть соответствующего линейного двигателя, и что соответствующие части направляющей в виде направляющего канала охватывают металлический рельс. Соответствующие части направляющей в качестве первичной части выполнены составными и размещают металлический рельс в смысле направляющего канала или приемной направляющей.

За счет длины рельса вторичной части установлен ход линейного двигателя или каретки. Предложено, что металлические рельсы выполнены приблизительно вдвое длиннее, чем направляющий канал, или еще длиннее, с тем чтобы достичь как можно более длинного хода. Благодаря признаку вхождения соединительных элементов друг в друга конструктивная длина волочильной машины остается, в целом, относительно малой.

В качестве альтернативы или дополнительно к трубопроводам для охлаждающего средства направляющий канал или первичная часть каждого линейного двигателя снабжен на наружных сторонах канала охлаждающими ребрами.

Согласно второй форме выполнения приводных средств для тянущего узла волочильной машины направляющая содержит вторичную часть в качестве неподвижной части, тогда как подвижными являются первичные части соответствующих линейных двигателей. Преимущественно первичные части интегрированы в уголковый бегунок, который соответствует углу данных частей направляющей, под которым они расположены на раме машины, и соединен с тянущей кареткой. Такой уголковый бегунок включает в себя несущую плиту, соединяемую либо с верхней, либо с нижней стороной тянущей каретки, а также, по меньшей мере, одно отогнутое плечо, преимущественно два плеча, движущихся вдоль направляющей.

Преимущественно уголковый бегунок содержит направляющие каналы для неподвижных частей направляющей, чем достигается надежное ведение уголкового бегунка. Эти направляющие каналы образованы рельсами или преимущественно центральным элементом, который входит в промежуток между двумя соседними частями направляющей.

Согласно особенно предпочтительной форме выполнения волочильная машина содержит четыре расположенные Х-образно по отношению друг к другу части направляющей, которые проходят вдоль рамы машины в направлении волочения, а также по два уголковых бегунка на каретку, расположенных на верхней и нижней сторонах каретки и движущихся вдоль верхних и нижних частей направляющей.

Преимущественно предложено, что рама волочильной машины согласно изобретению доступна сбоку, например для ухода за зажимными колодками тянущих кареток. Также в рамках изобретения возможен доступ к волочильной машине сверху.

Наконец предложена волочильная машина с признаками пункта 17 формулы, которая при вертикальном или горизонтальном расположении частей направляющей на раме предусматривает соединительные элементы на движущихся вторичных частях, причем соединительные элементы непосредственно соседних тянущих кареток расположены со смещением по отношению друг к другу и входят друг в друга, когда соседние тянущие каретки движутся навстречу друг другу.

Другие подробности и преимущества изобретения приведены в зависимых пунктах формулы и нижеследующем описании, в котором более подробно поясняются изображенные на фигурах формы выполнения изобретения. При этом помимо приведенных выше комбинаций признаков существенными для изобретения являются также признаки по отдельности или в других комбинациях. На чертежах изображено:

фиг.1 - перспективный вид волочильной машины с двумя тянущими каретками согласно первой форме выполнения изобретения;

фиг.2 - вид сбоку волочильной машины по фиг.1;

фиг.3а,b - волочильная машина в разрезе;

фиг.4 - перспективный вид волочильной машины с двумя тянущими каретками согласно первой форме выполнения изобретения.

На фиг.1 изображена волочильная машина 1, содержащая раму 2 и установленный в раме тянущий узел. Этот тянущий узел состоит из волочильного инструмента (не показан) и двух тянущих кареток 3, 4, которые в режиме “рука об руку” протягивают протягиваемый материал, например трубу или пруток (не показан), через волочильный инструмент. Для этого каждую тянущую каретку 3, 4, причем одна из тянущих кареток может быть также комбинированной кареткой для чернового и чистового волочения, перемещают посредством двух приводов 5а, b; 6а, b в виде линейных двигателей в направлении волочения и обратно, а именно вдоль образованной приводами в виде линейных двигателей направляющей. Эта направляющая является частью обоих приводов в виде линейных двигателей и включает в себя соответственно первую (верхнюю) и вторую (нижнюю) части 7b, 8b; 7a, 8a. У изображенной здесь формы выполнения части 7a, b; 8a, b направляющей образованы неподвижной первичной частью приводов 5а, b; 6а, b в виде линейных двигателей. Одна (7b, 8b) из обеих частей направляющей закреплена на раме 2 машины вверху, а другая (7а, 7b) - внизу. Части направляющей выполнены в виде направляющих каналов 9а, b; 10а, b за счет того, что две плиты 11, 12 (фиг.3а) с создающими поле катушками расположены параллельно друг другу. Это имеет то преимущество, что возникающая между противоположными частями 11, 12 сила притяжения устраняется и не оказывает отрицательного воздействия на направляющие. Для охлаждения первичных частей или направляющих каналов 9a, b; 10a, b наружные поверхности 13, 14 направляющих каналов 9a, b; 10a, b снабжены охлаждающими ребрами 15. Соответствующие части 7a, b; 8а, b или направляющие каналы 9а, b; 10а, b расположены на раме 2 машины наискось и обращены друг к другу. У изображенной формы выполнения направляющие каналы 9a, b; 10a, b расположены непосредственно по диагонали друг против друга, причем в оставшемся промежутке 16 перемещаются тянущие каретки.

В соответствующих направляющих каналах 9а, b; 10а, b перемещаются вторичные части соответствующих приводов 5а,b; 6а,b в виде линейных двигателей, имеющие форму удлиненных металлических рельсов 16а, b; 17а, b. Эти металлические рельсы 16а, b; 17а, b выполнены, приблизительно, вдвое длиннее направляющих каналов 9a, b; 10a, b. Обращенной от направляющих каналов продольной стороной 18 металлические рельсы 16a, b; 17а, b соединены с соединительными элементами 19a, b; 20a, b, которые жестко соединены с тянущими каретками 3,4. Эти соединительные элементы 19a, b; 20a, b выполнены U-образными и состоят из центрального элемента 21, смонтированного на боковой поверхности 22 каретки, с соответственно двумя проходящими в направлении волочения коленами 23, 24. Эти колена 23, 24 соединены с металлическими рельсами 16а, b вторичной части.

У изображенной волочильной машины 1 приводы 5а, b; 6а, b в виде линейных двигателей обеих соседних тянущих кареток 3, 4 расположены со смещением соответственно на 90° по отношению друг к другу, так что для движения первой каретки 3 вперед оба металлических рельса 16а,b могут быть продвинуты в “свободную” зону 25 второй каретки 4, и аналогичным образом оба металлических рельса 17а, b второй каретки 4 при движении назад могут перемещаться в “свободную” зону 26 первой каретки 3. При этом обе каретки 3, 4 могут перемещаться навстречу друг другу до тех пор, пока оба U-образных соединительных элемента 19b, 20а не войдут в контакт между собой почти до смыкания. Помимо изображенных U-образных соединительных элементов в рамках изобретения возможны также трех- или четырехраскосные соединительные элементы, расположенные с соответствующим смещением по отношению друг к другу.

Основание, верхняя сторона и одна боковая поверхность рамы 2 машины образованы раскосами 27, причем боковая поверхность открыта и тем самым остается доступной. Уход за каретками 3,4, в частности за их зажимными колодками для захвата протягиваемого материала, может осуществляться сбоку, причем расположение приводов в виде линейных двигателей по диагонали дополнительно способствует доступности.

Хороший обзор расположения направляющих каналов 9а, b; 10а, b первичных частей и движущихся в них металлических рельсов 16а, b; 17а, b вторичных частей соответствующих приводов 5а, b; 6а, b в виде линейных двигателей дают фиг.2 и 3, на которых одинаковые конструктивные элементы обозначены соответствующими ссылочными позициями.

На фиг.3а,b хорошо видно расположение соединительных элементов 19b, 20а двух непосредственно соседних тянущих кареток 3, 4 со смещением по отношению друг к другу, которые здесь расположены со смещением под углом 90°, тогда как, например, у трехколенного соединительного элемента смещение составило бы 60°. На фиг.3а изображен разрез А-А из фиг.2. Первая каретка 3 перемещается посредством приводов в виде линейных двигателей, причем один расположен на раме 2 машины справа внизу, а другой - слева вверху. Приводы второй каретки 4 расположены на раме 2 машины слева внизу и справа вверху. Оба проходящие в направляющих каналах металлических рельса соединены с кареткой с помощью соединительных элементов. Вдоль внутренних поверхностей 28, 29 направляющих каналов 9a, b, 10a, b расположены снабженные катушками плиты 11, 12 первичных частей, причем сами направляющие каналы расположены посредством раскосов 27 на основании и верхней части рамы 2 машины.

Вторая форма выполнения волочильной машины 101 изображена на фиг.4, причем направляющая двух показанных тянущих кареток 103, 104 образована неподвижной теперь вторичной частью в виде металлических рельсов 130а, b, 131а, b, которые расположены на раме 102 машины Х-образно по отношению друг к другу. При этом образованы две верхние (107b, 108а) и две нижние (107а, 108b) части направляющей, расположенные наискось на раме 102 машины.

Вдоль этих металлических рельсов 130a, b, 131a, b вторичной части перемещаются соответственно два уголковых бегунка 132а, b, 133а, b на каретку. Они включают в себя плоскую несущую плиту 34 и два отогнутых плеча 35,36, которые вместе с другими рельсами или центральным элементом 37 образуют направляющие каналы 38. Благодаря этим направляющим каналам 38 достигаются очень эффективный процесс движения и четкое ведение кареток 103, 104 вдоль металлических рельсов. Первичные части приводов 105а, b; 106а, b в виде линейных двигателей размещены соответственно на направленных к металлическим рельсам сторонах плеч уголковых бегунков.

Также у этой изображенной формы выполнения рама 102 машины и тем самым тянущие каретки 103, 104 доступны сбоку. У обеих форм выполнения (фиг.1 и 4) приводами в виде линейных двигателей управляют для согласования движения первой каретки с движением второй каретки, и потому они связаны с вычислительным или управляющим блоком (не показан).

Предложенное согласно изобретению расположение приводов в виде линейных двигателей для тянущих кареток в волочильной машине, которая обладает преимуществами, в частности, в отношении конструктивной длины, находит, в частности, применение в машинах для волочения удлиненного материала круглого или призматического сечения и здесь, в частности, в прямоволочильных машинах.