DE606147C

DE606147C - Walzwerk mit unmittelbarem Einzelantrieb der Walzen durch Elektromotoren

Info

Publication number: DE606147C
Application number: DESCH96601D
Authority: DE
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1932-01-22
Filing date: 1932-01-22
Publication date: 1936-12-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Walzwerke mit unmittelbarem Einzelantrieb der Walzen durch Elektromotoren, deren Achsen senkrecht übereinanderliegen, wie es bei WaIzwerken mit fliegend auf der Motorwelle gelagerten Walzen der Fall ist. Der für jeden Motor verfügbare Raum ist hierbei der Höhe nach durch den gegenseitigen Achsenabstand der Walzen im Zustande ihrer größten Annäherung gegeben.

Würde man für den Antrieb dieser Walzen die bisher bekannten Elektromotoren benutzen, deren Läufer ringsum von irgendeinem Magnetsystem umgeben ist, so könnte man bei den beschränkten Raumverhältnissen den Durchmesser der Anker nicht so groß machen, um die erforderlichen Drehkräfte zu erzeugen. Der Verlängerung der Anker in axialer Richtung sind ebenfalls durch die Durchbiegung enge Grenzen gesetzt.

Gemäß der Erfindung wird der der Höhe nach verfügbare Raum für jeden Motor voll für den Läuferdurchmesser ausgenutzt und das Magnetsystem nebst den Wicklungen ausschließlich seitlich neben den Läufern angeordnet. Die beiden Anker der Motoren liegen daher übereinander, ohne daß Teile des Ständers sich zwischen ihm befinden. Auf diese Weise lassen sich die Durchmesser der Läufer so groß machen, daß genügend starke Drehkräfte von ihnen erzeugt werden. Die vom Hergebrachten abweichende Motorbauart beim Walzwerk nach der Erfindung ergibt für die verschiedenen Motorgattungen besondere Ausführungsformen, insbesondere ihrer Ständer, die im folgenden an Hand der Abbildungen naher beschrieben werden.

Abb. ι stellt beispielsweise ein Walzwerk nach der Erfindung mit Antrieb durch zweipolige Gleichstrommotoren im Schnitt dar.

Auf den Wellen 1 und 2 der Läufer 3 und 4 sitzen fliegend die hier nicht dargestellten Walzen. Der magnetische Fluß, dessen Weg durch die Linien 5 und 6 angedeutet ist, wird durch Erregerspulen 11 erzeugt, welche auf den Polschuhen 12 sitzen. Erfindungsgemäß ist die Ausbildung so getroffen, daß die Läufer den durch den kleinsten gegenseitigen Achsenabstand "der Walzen beschriebenen Raum'der Höhe nach voll einnehmen, während die Ständer mit dem Magnetsystem ausschließlich seitlich neben den Läufern angeordnet sind.

Die Wicklungen 11 sind so geschaltet, daß beide Läufer hintereinander von dem gleichen magnetischen Fluß durchsetzt werden, wodurch man bei Reihenschaltung der Läuferwicklungen gleiche Drehmomente für beide Motoren erhält. Der Fluß tritt vom Magnetjoch des einen Motors zu dem des andern an glockenförmig übereinandergreifende Flächen 7, 8 über, welche zur gegenseitigen Führung der beiden Motoren bei der Anstellung der Walzen dienen und so lang bemessen sind, daß das gemeinschaftliche Motorinnere auch bei auf größten Abstand

aneinandergerückten Läufern gegen Verschmutzung von außen abgeschlossen, bleibt. Damit die magnetischen Widerstände auf beiden Seiten dieselben bleiben ^;und weiterhin kein gegenseitiges Festhalten durch Remanenzen entsteht, werden die gegenüberliegenden Führungsflächen durch Bleche 9, .10 aus unmagnetisierbarem Werkstoff voneinander magnetisch isoliert. Der Übertritt des magnetischen Flusses auf die die Ständerjoche außen überbrückenden Gehäuse 13 wird durch Zwischenlagen 14 aus ebenfalls unmagnetisierbarem Werkstoff verhindert.

Bei dieser Motorausführung kann für i_S jeden Motor nur ein Kommutierungspol 15 angeordnet werden.

Für die Kompensation der Ankerrückwirkung beider Läuferwicklungen genügt eine einzige Spule 16, da die Ankerrückwirkungen beider Läufer bei dem vorbeschriebenen Verlauf des Flusses und dem entgegengesetzten Drehsinn beider Läufer gleichgerichtet sind. Abb. 2 stellt beispielsweise Antriebsmotore nach der Erfindung als vierpolige Gleichstrommotore ausgebildet im Schnitt dar. Zum Unterschied von der vorbeschriebenen zweipoligen Ausführung sind die Motoren magnetisch voneinander vollständig 'unabhängig, so daß drei Motoren dieser Art übereinander verwendet werden können. Der magnetische Fluß wird hier durch Erregerspulen 21 erzeugt, die paarweise übereinander auf den S tänderjochen sitzen und von Polen 24 eingeschlossen werden* Auch bei dieser Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Läufer den durch den kleinsten gegenseitigen Achsenabstand der Walzen be,-schriebenen Raum der Höhe nach voll einnehmen, während die Ständer mit dem Ma- ^₀ gnetsystem ausschließlich seitlich neben den Läufern angeordnet sind.

Die Magnet] oche des oberen Motors übergreifen auch hier die des unteren glockenartig, ohne daß freilich ein Übertritt des magnetischen Flusses von einem Motor zum andern erfolgt.

Dieser Fluß läuft vielmehr in der Weise, daß er sich in zwei Teile 22 und 23 spaltet, von denen der erstere von dem einen Pol quer über den Läufer zum gegenüberliegenden Pol tritt und über das Joch dieser Seite nach nochmaligem Durchfluß des Läufers ins Joch der Ausgangsseite zurückkehrt, während der zweite Teil des Flusses von dem einen Pol über den Läufer zum Pol der gleichen Motorseite übertritt. Für die mit 23 bezeichneten Teile des magnetischen Flusses ist daher die magnetische Wirkung zweier Erregerspulen wirksam, während auf den Fluß 22 sämtliche vier Erregerspulen eines Motors einwirken. Da jedoch der magnetische Widerstand für den Teilfluß 22 doppelt so hoch ist wie für die Teile zu 23, so sind diese beiden Teile der Größe nach unter sich gleich.

Hieraus ergibt sich als weiterer Vorteil, daß die Läuferwellen um den doppelten Betrag gegenüber der zweipoligen Ausführung verstärkt werden können, ohne daß der Läuferaußendurchmesser vergrößert wird, weil der Rücken der Läuferbleche nur halb so hoch gemacht zu werden braucht. Die Wellen 17 und 18 der Läufer sind dementsprechend in Abb. 2 wesentlich stärker gezeichnet als in Abb. i. Die Verstärkung der Wellen ist bei der fliegenden Anordnung der Walzen insofern von großer Wichtigkeit, als hierdurch, die Durchbiegung der Wellen durch den mit der Temperatur der Adern wechselnden Walzdruck stark verringert werden kann, was die Maßhaltigkeit des Walzgutes bedeutend⁶ erhöht.

Damit sich im Nebenschluß zum Läufer kein schädlicher Streufluß ausbilden kann, sind auch hier zwischen die Magnetjoche und die Gehäusestücke 25 Zwischenlagen 26 aus nichtmagnetisierbarem Material angeordnet. Zwischen den zwei Hauptpolen 24 jedes Joches ist je ein Kommutierungspol 27 mit seiner Stromquelle angeordnet. Bei dem in Abb. 2 dargestellten Verlauf des magnetischen Flusses haben die benachbarten Pole beider Motoren auf der ganzen Länge das gleiche magnetische Potential, so daß keine Streulinien von dem oberen zum unteren Motor übertreten. Da beide Läufer in entgegengesetztem Sinne umlaufen, ist die Rückwirkung beider Läuferwicklungen ebenfalls entgegengesetzt gerichtet, so daß sie in der Richtung gegeneinander kein die Kommutierung störendes Feld ausbilden können. Auf der voneinander abgekehrten Seite der Läufer werden zur Unterdrückung solcher Felder die Kompensationsspulen 28 angebracht.

Die Erfindung läßt sich auch bei mehrphasigen Synchron- oder Asynchronmotoren verwirklichen, wie in Abb. 3 dargestellt. Die auf den sehr starken Wellen 29 und 30 sitzenden Polräder 31 und 32 zweier Synchronmotoren werden von je zwei 'untereinander nicht zusammenhängenden Ständersegmenten no 33 in Umlauf gesetzt. Auch hier ist die Anordnung so getroffen, daß die Läufer den durch den kleinsten gegenseitigen Achsenabstand der Walzen beschriebenen Raum der Höhe nach voll einnehmen, während die Stander mit dem Magnetsystem ausschließlich seitlich neben den Läufern angeordnet sind. Die in den Nuten 34 der Segmente liegende Phasenwicklung 35, die nur für den oberen Motor angedeutet ist, ist so ausgeführt, daß ihre Spulenköpfe in drei verschiedenen Ebenen liegen und dadurch die Außenkanten

Claims

der Segmente in der Richtung gegeneinander nicht überschreiten. Um die Wicklung derart ausführen zu können, werden die Motoren mit verhältnismäßig großer Polzahl ausgeführt, wie beispielsweise in Abb. 3 mit zwei Polen. Auf diese Art gelingt es, in jedem Ständersegment eine ganze Anzahl von Polen und ■ damit eine entsprechende ganze Anzahl von Spulen für jiede Phase unterzubringen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat jedes Segment vier Pole mit je zwei Spulen für jede Phase. Durch die Verwendung hoher Polzahlen wird es weiterhin ermöglicht, die Wellen sehr stark auszuführen, eine Maßnahme, auf deren Wichtigkeit bereits hingewiesen wurde. Da die Walzen von Draht- und Feineisenstraßen, für die die Erfindung in erster Linie in Frage kommen, meist mit hoher Drehzahl umlaufen, bis etwa 1500 je Minute, ist es erforderlich, Motoren derart hoher Polzahlen mit Strömen zu speisen, die ein Mehrfaches der üblichen Netzfrequenz von 50 Perioden besitzen. So müßten den in Abb. 3 dargestellten Motoren Strom von 150 Perioden zugeführt werden, wenn sie bei der dort vorgesehenen Polzahl mit 1500 Umdrehungen laufen sollten. Ohne Anwendung dieser hohen Frequenzen lassen sich auch die erforderlichen Geschwindigkeitsabstufungen aufeinanderfolgender Walzen, welche die Größe um etwa 20 0/0 haben müssen, überhaupt nicht erreichen, denn die normale Netzfrequenz von 50 Perioden ergibt in dem hier in Frage kommenden Drehzahlbereich von 600 bis 1500 Umdrehungen viel zu grobe Abstufungen. Da bei kontinuierlichen Walzenstraßen die Geschwindigkeit der Walzgerüste stets in. Abhängigkeit 4„ von der Geschwindigkeit der von den Walzadern vorher durchlaufenden Staffeln eingestellt sein muß, kommt man ohnehin nur in den seltensten Fällen mit der normalen Netzfrequenz aus, und es ist daher auch kein Nachteil darin. zu erblicken, daß für die schnell laufenden Gerüste der kontinuierlichen Straßen ein besonderer mehrphasiger Wechselstrom von hoher Frequenz zu erzeugen ist. Die. Ständersegmente 33 sind im Motorgo gehäuse 36 untergebracht, von denen das obere zwecks Abschluß des Mötorinnenraumes sich auch hier wieder glockenartig über das untere schiebt. Patentansprüche: „

1. Walzwerk mit unmittelbarem Einzelantrieb der Walzen durch Elektromotoren, deren Achsen senkrecht übereinanderiiegen, dadurch gekennzeichnet, daß der für jeden Motor verfügbare Raum, der der Höhe nach durch den gegenseitigen Achsenabstand der Walzen im Zustande ihrer größten Annäherung gegeben ist, voll für den Läuferdurchmesser der Motoren ausgenutzt und das Magnetsystem neben den Wicklungen ausschließlich seitlich neben den Läufern angeordnet ist.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweipoliger Ausführung der Antriebsmotoren die glockenförmig ineinandergreifenden Führungsflächen (7, 8) übereinanderliegender Ständerjoche als Ubertrittsstellen für den Magnetfluß von einem Motor zum andern ausgebildet sind, während die die Ständerjoche außen überbrückenden Gehäuseteile (13) magnetisch gegen die ersteren isoliert sind (Abb. 1).

3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vierpoliger Ausführung der Antriebsmotoren die Erregerspulen (21) paarweise übereinander auf den Ständerjochen sitzen, während die die Ständerjoche außen überbrückenden Gehäuseteile (25) magnetisch gegen die ersteren isoliert sind (Abb. 2).

4. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Antriebsmotoren als mehrphasige Synchron- oder Asynchronmotoren der vom Netz erregte Ständer aus zwei die Läufer seitlich umgreifenden Segmenten (33) besteht, die magnetisch nicht miteinander zusammenhängen (Abb. 3).

5. Walzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerwicklungen zwecks Erhöhung ihrer Polzahl mit einer Frequenz gespeist werden, die ein Mehrfaches der üblichen Netzfrequenz von 50 Perioden beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen