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Kaltpilgerwalzwerk Bei Kaltpilgerwalzwerken ist zum Zwecke der Drehzahlerhöhung
und damit zur Leistungssteigerung und weiterhin zur Entlastung der Getriebe ein
Ausgleich der Massenbeschleunigungsleistungen bekanntgeworden.
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Bei Kaltpilgern führt das Walzgerüst mit den Kaliberwalzen eine hin-
und hergehende Bewegung aus. Zusätzlich und gleichzeitig mit der hin- und hergehenden
Bewegung wird eine Drehbewegung der Kaliberwalzen mit Hilfe von seitlich angebrachten
feststehenden Zahnstangen erzeugt, so daß die Kaliberwalzen bei jeder Umdrehung
der Antriebskurbelwelle einmal beim Vorwärtshub und einmal beim Rückwärtshub auf
dem zu streckenden Material abrollen.
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Bisher war es üblich, daß bei einem Hub des Walzgerüstes, d. h. bei
einer Bewegung desselben vom Einlauftotpunkt zum Auslauftotpunkt - Eindauftotpunkt
meint den Totpunkt, der auf der Walzguteinlaufseite des Gesamthubes liegt - oder
umgekehrt, die Kaliberwalzen eine Abrollbewegung von höchstens 200° aufweisen. Die
Länge, auf der die kalibrierte Walzenbacke, die in die Walzenachse eingesetzt wird,
das Walzmaterial bearbeitet, ist stets kleiner als die 180°-Abwicklung der Kaliberwalze,
da die Walzenbacke die Formeines Halbzylinders hat. Die Gesamtabwicklung nimmt jedoch
bisher einen Wert bis zu 200° an, da an dem Ende des Walzgerüsthubes, an dem der
Einlauftotpunkt liegt, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle der `'orschub des Walzmaterials
und die Drehung des Walzmaterials mit Dornstange und' Dorn erfolgt. Der Schaltwinkel
für Vorschub und Drehung beträgt bisher üblicherweise 60 Kurbelgrade, und zwar waren
30 Kurbelgrade vor dem Eindauftotpunkt der Beginn und 30 Kurbelgrade nach dem Einlauftotpunkt
das Ende des Vorschub- und Drehvorganges, also des Schaltvorganges. Die Vorschubbewegungen
des Walzmaterials und die Drehbewegungen, des Walzmaterials mit Dornstange und Dorn
werden vom Hauptantrieb abgeleitet und mit Hilfe eines Schaltgetriebes erzeugt,
das entweder rein mechanisch oder hydraulisch-mechanisch arbeitet. Da, wie oben
bereits erwähnt, die Schaltzeit nur ein Sechstel der Zeit einer Kurbelumdrehung
beträgt, so sind bei der Konstruktion des Schaltgetriebes eine Menge technischer
Probleme aufgetreten, die wahl gelöst worden sind, jedoch nur im Rahmen der bisher
üblichen Maschinendrehzahlen. Zum Zwecke einer Drehzahlsteigerung der bisherigen
maximalen Drehzahlen um 50 bis 100%, die eine entsprechende Leistungssteigerung
der Kaltpilgerwalzwerke mit sich bringt, müßte demgemäß ein bedeutend stärkere:
Schaltgetriebe gebaut werden, das beispielsweise bei einer 1,8fachen Drehzahl gegenüber
der bisher maximalen dann 1,82fache, also 3,24fache Beschleunigungskräfte aufzunehmen
hätte, wenn man die Größe des Schaltwinkels von 60° beibehalten würde. Dieser Nachteil,
der außer der bedeutenden Verstärkung des gesamten Schaltgetriebes auch noch zusätzlich
konstruktive Änderungen erfordert, wird nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß
die Schaltung im Bereich eines Winkels des Kurbeltriebes von 60 bis 120° erfolgt.
Praktisch wird dies dadurch herbeigeführt, daß die Kurvenscheiben für Vorschub und
Drehung einen im Radius ansteigenden Teil aufweisen, der sich über einen Winkelbereich
von 60 bis 120° des Kurvenscheibenvollkreises erstreckt.
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Wenn man beispielsweise bei einer 1,8fachen Drehzahlsteigerung des
Kaltpilgerwalzwerks den Schaltwinkel für Vorschub und Drehung ebenfalls um das 1,8fache
vergrößert, das sind 108° Schaltwinkel, dann bleibt die Zeit des Schaltvorganges,
absolut betrachtet, konstant. Somit ergibt sich, daß das Schaltgetriebe bei beispielsweise
80% Drehzahlsteigerung kräftemäßig genauso beansprucht wird wie bei der bisher zugrunde
gelegten maximalen Drehzahl. Die Vergrößerung des Schaltwinkels für Vorschub und
Drehung ergibt naturgemäß bei Konstanthalten der Arbeitskaliberlänge, d. h. der
Länge, auf der die Kali4>erwalze das Walzmaterial bearbeitet, eine Vergrößerung
des Gesamthubes, also eine Vergrößerung des Kurbelradius des Kurbeltriebes, die
jedoch nicht beträchtlich ist - ungefähr 5 bis 10% -. Der Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerks
mit Leistungsausgleich ist ohne weiteres in der Lage, die aus der Vergrößerung des
Kurbelradius entstehende Vergrößerung der Beschleunigungsleistungen des Walzgerüstes
ohne nennenswerte Vergrößerung der Antriebsteile aufzunehmen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn das Walzgerüst
feststehend angeordnet ist, das Walzmaterial mit Dornstange und Dorn eine hin- und
hergehende Bewegung und die Walzen eine rotierende Bewegung ausführen.
-Der
Gegenstand der Erfindung ist in den Abb.1 bis 4 dargestellt. Dabei bedeutet Abb.
1 eine Draufsicht auf das Kaltpilgerwalzwerk, Abb.2 ein Schema des Schaltgetriebes
für Vorschub und Drehung, Abb.3 die Kurvenscheibe für Vorschub bzw. Drehung und
Abb.4 das Schema des Kurbeltriebes mit dem Walzgerüsthub.
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Das Walzgerüst 1 wird über die Kurbelstangen 2 und 2', die Kurbelwelle
3, Kupplung 4, Getriebe 5 und Antriebsmotor 6 hin- und herbewegt. Zum Ausgleich
der Beschleunigungsleistungen sind die Ausgleichsmassen 7 und 8 mit Hilfe dier Kurbelstangen
9 und 10 mit der Kurbelwelle 3 verbunden. Gleichzeitig mit der hin- und hergehenden
Bewegung des Walzgerüstes wird, eine Drehbewegung der Walzenachsen 11 mit Walzbacken
12 mit Hilfe der feststehenden Zahnstangen 13 und 13' und' der mit den Walzenachsen
11 verbundenen Ritzel 14 und 14' erzeugt. Mit Hilfe des angenähert konischen Kalibers
15 in den Walzenbacken 12 wird die Luppe 16, die auf der Dornstange 17 und dem Dorn
18 sitzt, zum fertigen Rohr 16 ausgestreckt. Der Pfeil in Abb. 1 gibt die Bewegungsrichtung
des Fertigrohres wieder. Das Fertigrohr 16 läuft in der Führung 18.
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Zum Antrieb des Schaltgetriebes 19 dient die Schaltwelle 20, die über
das Kegelräderpaar 21 und die Kupplung 22 mit dem Antriebgetriebe 5 starr verbunden
ist. Auf Wellen 23 und 24, die über Zahn- und Kegelradgetriebe mit der Schaltwelle
20 starr verbunden sind, befinden sich die Kurvenscheiben 25 und 26, die einen Kurbelwinkel
von größer als 60°, vorzugsweise a = 108°, aufweisen, in dessen Bereich das radiale
Ansteigen der Außenkontur der Kurvenscheiben stattfindet (Abb.3).
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Während dieses Schaltbereiches von a = 108° wird zum Zwecke des Vorschubes
der Luppe ein Hebel 27 mit Laufrolle 28 um den festen Drehpunkt 29 geschwenkt, wobei
der Hebel 27 die Vorschubmutter 30 mit Vorschubspinde131 nach vorn bewegt. Mit der
Vorschubspindel 31 ist der Spannschlitten 32 fest verbunden, in dem die Luppe 16
befestigt ist. Der dauernde Rücklauf der Vorschubmittel. 30, der keine Bewegung
der Vorschubspindel 31 erzeugt, wird über das Zahnrad 52, die Kupplung 33, das PIV-Getriebe
34, Zahntrieb 35 und Schaltwelle 20 erzeugt. Zum raschen Rücklauf der Vorschubspindel
beim Einlegen einer neuen Luppe dienen Motor 36, Kettentrieb 37 und Kupplung 38.
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Während des Schaltbereiches von a = 108° wird zum Zwecke der Drehung
der Luppe, des Dornes mit Dornstange und Dornwiderlager eine Laufrolle 39, die mit
einer Schnecke 40 fest verbunden ist, von der Kurvenscheibe 26 in radialer Richtung
bezüglich der Kurvenscheibe nach oben bewegt. Infolge dieses Hubes der Schnecke.
40 wird das Schneckenrad 41 und damit die Drehwelle 42 um einen bestimmten Winkel
gedreht. Die Drehwelle 42 ist in der Lage, im Spannschlitten 32 die Luppe 16 zu
drehen und mit Hilfe ihrer Verlängerung nach hinten das Dornwid.erlager 43 mit Dornstange
17 und Dorn 18 um den gleichen Winkel wie die Luppe 16 zu drehen.
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Sobald der Hub der Nockenscheibe 26 beendet iGt, ist auch die Drehung
des Schneckenrades 41 beendet. Auf der Halterung der Laufrolle 39 ist nun außer
der Schnecke- 40 noch ein Zahnrad 47 befestigt, wodurch die Schnecke 40 über das
Kegelräderpaar 44, Wellte 45 und Zahnradpaar 46, 47 eine konstante Drehbewegung
erhält. Mit Hilfe dieser Drehbewegung und infolge des Eingriffs der Schnecke 40
in das Schneckenrad 41 führt die Schnecke beim Stillstand des Schneckenrades eine
Abwärtsbewegung, d. h. eine Rückbewegung zur Kurvenscheibe hin, aus. Diese Rückbewegung
erfolgt genau in den jeweiligen Zeiträumen zwischen den jeweiligen Aufwärtshüben
der Kurvenscheibe 26.
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In Abb.4 bedeutet
den halben Schaltwinkel
Die Achse S ist die Kurbelwellenachse. Der Punkt A ist der Einlauftotpunkt des Walzgerüstes,
Punkt B der Auslauftotpunkt. Da die Bewegungsrich, tung der Luppe in Pfeilrichtung
C erfolgt, ist der Punkt A derjenige Totpunkt, der auf der Einlaufseibe liegt, also
Einlauftotpunkt genannt wird. Die Pfeilrichtung D gibt die Drehrichtung des Kurbeltriebes
an. Die Strecken SE bzw. SF bedeuten jeweils den Kurbelradius. Die Strecken
BE bzw. AF bedeuten jeweils die Kurbelstangenlänge. Die Strecke a ist der
Gesamthub des Walzgerüstes, der aufgeteilt wird in den Schalthub b, der einen Kurhelwinkel
von
entspricht, in die Arbeitskaliberlänge c, auf der die Walzenbacken mit der Luppe
im Eingriff sind, und in den Freihub d, der klein sein kann und die Aufgabe hat,
daß im Bereich des Auslauftotpunktes B dse Luppe kurzfristig von den Walzbacken
freigegeben wird: