-
Vorrichtung zur Herbeiführung des schrittweisen Vorschubes in Pilgerwalzwerken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den schrittweisen Vorschub des Walzgutes
in Pilgerwalzwerken, insbesondere Kaltpilgerwalzwerken, für das Auswalzen von Stangen
und Rohren. Je nach der Art des Pilgerwalzwerkes kommen zu der schrittweisen Vorschubbewegung
noch weitere Bewegungen: Bei feststehendem Walzgerüst muß das Walzgut während des
Arbeitshubes eine Bewegung in der Walzrichtung ausführen, wobei es von den Walzen
erfaßt ist, sowie eine Rückbewegung während der Zeit, in der die Walzen das Gut
nicht erfassen. Bei Pilgerwalzwerken, bei denen das Walzgerüst selbst entsprechend
der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen hin und her bewegt wird, fallen diese beiden
Bewegungen des Walzgutes fort; es ist aber, wie auch bei feststehendem Walzgerüst,
eine Rückholbewegung des Walzgutes, bei Rohren gegebenenfalls zusammen mit dem Dorn,
nach beendetem Auswalzen erforderlich.
-
Die schrittweise Vorschubbewegung, um die es sich bei der Erfindung
in erster Linie handelt, stellt jedoch bei beiden Arten von Pilgerwalzwerken die
gleichen Anforderungen und bietet insbesondere deshalb Schwierigkeiten, weil nur
sehr wenig Zeit, bei den neueren Kaltpilgerwalzwerken nur o,066 bis o,I3 Sek., für
diese Bewegung zur Verfügung steht. Die beiden Pilgerwalzen können das Gut nur während
einer Zeit, die-etwa 6o° einer Walzenumdrehung entspricht, für die Vorschubbewegung
freigeben, damit der Walzhub nicht zu klein und die Leistung dementsprechend nicht
zu gering wird. Derartige Walzwerke machen etwa 6o bis rzo Umdrehungen in der Minute.
-
Es sind nun schon verschiedene Vorrichtungen für die Ausführung des
Vorschubes vorgeschlagen worden, doch haftet allen eine Reihe von Nachteilen an.
Bei einer vielfach ' verwendeten Vorrichtung ist die stets erwünschte oder sogar
notwendige Regelurig des Vorschubes während des Walzens überhaupt nicht möglich;
die Größe des Vorschubes ist ganz unbestimmbar und hängt von der Drehzahl des Walzwerkes
ab. Eine andere bekannte Vorrichtung ermöglicht zwar die Festsetzung eines gewollten
bestimmten Vorschubes, doch hat sie den auch' der vorgenannten Vorrichtung anhaftenden
Hauptnachteil, daß große Massen sprunghafte und schnelle Drehbewegungen ausführen
müssen, und daß infolgedessen hohe Beschleunigungs-und Bremskräfte auftreten. Außerdem
sind für die Rückholbewegung besondere Getriebe notwendig, die ebenfalls die Sprungbewegung
mitmachen müssen.
Di,- Erfindung bezweckt nun die Verineidung dieser
Nahteile. Insbesondere sollen keine großen, sich sprunghaft bewegenden oder drehen
'en 'lassen auftreten, und die sto3weisen Besch'.eunigungsI;räfte sollen vorn Antrieb
ferngehalten werden. Ferner soll die Regelung des Vorschubes sich während des Betriebes
ermöglichen lassen un1 stufenlos sein. Die Rückho:bzwegung soll rasch und unter
Ver wensung der gleichen Antriebsteile, di.- au ch für den Vors-hub benutzt werden,
vo° si"h gehen.
-
D°r- 1-la:il)tzwe:k der Erfindung wird da-'ar li er--eicht, -Maß die
Vorschubspindel mit -ne - auf :irr la"if;n 'en'Mutter unter dem Einflii-3 von zwei
v#3neinan_ler unabhängigen hräf,en steht, von denen die erste unmittelbar :n der
Achsrichtung der Spindel wirkt rin 1 Spin-lel mit Mutter gemeinschaftlich vorwärt3
schiebt, wahren i die zweite Kraft der '`unter eine stän lege Drehung mit regelbarer
Ges hwin ligkeit erteilt, durch die das Maß -'es Vorschnbes bestimmt wird. Daß dieser
Hauptzweck erreicht wird und wie die sonstigen Vorteile entstehen, soll an Hand
der Zeichnung erläutert werden. Diese zeigt in Abb. i die schematische Darstellung
eines Kaltpi'g#-rwalzwerkes mit als Beispiel angenommeneni hin und her bewegtem
Walzgerüst, Abb. 2 in größerem Maßstab einen senkrechten Schnitt durch die eigentliche
Vor-AI)',). 3 einen waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung der Abb. 2 und Abb.
1. eine bauliche Einzelheit.
-
Der nicht gezeigte Walzmotor (Abb. i) bewegt ü'.)er das Getriebe A,
B und die Kurbelstange C das als Wagen ausgebildete Walzgerüst D, das auf den Schienen
E laufen kann, hin und her. Dabei werden die Walzen F durch die feststehende Zahnstange
G über das Zahnrad H angetrieben. Auf einer langen Gleitbahn I läuft die Einspannvorrichtung
K für das Werkstück L, die durch die Spindel 11 gesch,3ben wird. Der Antrieb dieser
Spindel, also die Vorschubvorrichtung gemäß der Erfindung, befin=det sich in dem
Gehäuse N.
-
Die Spindel J1 ist in den in dem Gehäuse N sitzenden Hülsen i und
2, die innen glatt, also gewindelos sind, verschiebbar und drehbar gelagert. Innerhalb
des Gehäuses N sitzt auf der Spindel 31 eine Mutter 3, die sich frei auf der Spindel
drehen kann. Die Welle .I wird entsprechend der Drehzahl des Hauptantriebes gedreht
und trägt eine Kurvenscheibe 5. Ein um den Punkt 6 schwingbarer Hebel 7 liegt finit
einer Rolle 8 an der Kurvenscheibe 5 an im 1 wird durch eine Feder d gegen diese
gepreßt. Das freie EnIe i i des Schwinghebels 7 liegt gegen die 'Mutter 3 an. Diese
ist an ihrer zylindrischen Außenfläche mit einer Verzahnung versehen (s. Abb. 3),
die als Mittel für ihre Drehung dient. Zur Herbeiführung dieser Drehung ist ein
Elektromotor 12 (Regelinotor) vorgesehen. Auf er Motorwelle sitzt fest das Ritze'
13 un l lose ein Ritze' 1q., das entwe Ier durch die Kupplung 15 oder die Kupplung
16 zur Drehung gebracht wird und mit der Mutter 3 in Eingriff steht. Das Ritze'
13 treibt die Zwischenrä er 17, 18, i9, zl und 22 an, von denen das Rad 22 lose
auf der Motorwelle sitzt und über die Kupplung 16 das Ritze' 11 antreiben kann.
Die Kupplung 16 dient für ;die Erzielung der kurzwegigen, aber verhältnismäßig langsamen
Vorschubbewegung, auf die es in erster Linie ankommt, und die Kupplung i 5 zur Erzielung
der langwegigen schnellen Rü--kliolbe«-egung.
-
Die Vorschuhbewegung kommt in nachbeschriebener Wise zustande.
-
Bei der Drehung der Kurvenscheibe 5 in der Pfeilrichtung wird der
Hebel 7, nachdem seine Rolle 8 den höchsten Punkt der Kurvenscheibe berührt hat,
plötzlich freigegeben, so daß die Feder 9 die Mutter 3 zusammen mit der Spindel
11 und dem Walzgut L (Rohr oder Stange) plötzlich nach vorn bewegt. Diese Bewegung
geschieht also durch eine Kraft, die von dem Hauptantrieb über die Welle .4 ausgeübt
wird. Dieser Vorschub der Mutter 3 und damit des Walzgutes wird durch den Anschlag
23 begrenzt.
-
Der Spielrauen, den die Mutter 3 zwischen dem Anschlag 23 und dem
Ende i i des Hebels 7 findet, wenn dessen Rolle 8 den höchsten Punkt auf der Kurvenscheibe
5 berührt, ergibt den größten Vorschub, den die Vorrichtung bewirken kann. Von diesem
Höchstwert ist der Vorschub stufenlos bis zum Betrage Null regelbar, und zwar mit
Hilfe einer anderen Kraft. Ist die Mutter 3 nämlich durch den Hebel ? gegen den
Anschlag 23 gedrückt worden und wird die -Mutter durch das Ritze' 11., das mit dem
Rad 22 durch die Kupplung 16 verbunden ist, langsam so gedreht, daß sie sich auf
der Spindel .'ff in Richtung auf den Schwinghebel zu verschiebt, dann bestimmt allein
die Drehzahl des Motors 12 die Größe des Vorschubes. Denn ist die Geschwindigkeit
der Mutterndrehung eine solche, daß sich die Mutter auf der Spindel M mit der gleichen
Geschwindigkeit nach links (Abb.2) verschiebt, mit der der Hebel 7 durch die Kurvenscheibe
5 nach links gedrückt wird, dann wird im Augenblick der Freigabe des Hebels 7 der
größte erreichbare Vorschuh ausgeführt. Dreht sich die -Mutter 3 jedoch langsamer,
d. h. bewegt sie sich langsamer nach links als der Hebel 7, dann drückt dieser im
Augenblick seiner Freigabe die Mutter 3 nicht sofort gegen den Anschlag 23, sondern
er muß sich erst auf die
mit ihm noch nicht in Berührung stehende
Mutter 3 zu bewegen. Um diesen Betrag verkürzt sich also der Hub des Vorschubs.
-
'Wie ersichtlich, kommen bei dem Vorschub des Walzgutes, der in der
kurzen Zeit vor sich geht, wenn die Pilgerwalzen das Walzgut freigeben, keine großen
Massen in Bewegung. Außer der Masse, die notwendigerweise bewegt werden muß, sich
aber nur linear bewegt und nicht umläuft, kommt für .den eigentlichen Vorschub nur
der verhältnismäßig leichte Hebel 7 und die ebenfalls leichte Mutter 3 in Bewegung,
so daß irgendwelche nennenswerte Beschleunigungskräfte nicht auftreten. Wenn der
Hebel 7 kraftschlüssig, also etwa durch eine Feder 9, vorgedrückt wird, so treten
auch hierbei keine erheblichen Massen auf, wobei noch der Vorteil einer federnden
Abbremsung erzielt wird. Die Mittel, die' zur Bestimmung der Größe des VVorschubhubes
dienen, beteiligen sich an dem Vorschub selbst nicht. Sie können also auch in die
Vorschulbewegung .keine Massen hineintragen, die durch ihre Bewegung störende Beschleunigungskräfte
hervorrufen könnten. Da auch die Kraft, die zur Einstellung der Mutter 3 auf der
Spindel dient, unabhängig von der Kraft ist, welche die Spindel mit dem Walzgut
vorschiebt, so kann auch sie keine den Vorschub störende Beschleunigungskräfte hervorrufen.
Sprunghafte Bewegungen von Massen kommen aber auch bei der Einstellung der Mutter
nicht vor, da die Regelung durch den Motor stufenlos stattfindet und im übrigen
die Drehrichtungen in allen Getriebeteilen während der gesamten Vorschubbewegung,
die sich aus den einzelnen schrittweisen Vorschüben zusammensetzt, dieselbe bleibt.
-
Der von dem schwingtnden Hebel 7 ausgeübte Schub ist, wie weiterhin
ersichtlich, größer als der größte erforderliche Vorschub, so daß nach beendigtem
Vorschub'das Walzgut und die Spindel nicht mehr in der Längsrichtung festgehalten
sind und gewisse kleine Bewegungen frei ausführen können, die durch den Walzvorgang
erzwungen werden. Hierdurch werden die sonst möglichen und störenden Zwängungen
vermieden.
-
Wenn von einer Vorschubspindel mit einer auf ihr laufenden Mutter
in Übereinstimmung mit der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform gesprochen
wurde, so soll hiermit die kinematische Umkehrung nicht ausgeschlossen sein, bei
der also die Funktionen von Spindel und Mutter miteinander vertauscht sind, indem
sich die Spindel dreht und die Mutter uridrehbar angeordnet ist.
-
Für die Regelung der Drehzahl des Motors 12 können alle beliebigen
bekannten Hilfsmittel verwendet werden. Der Motor kann z. B. polumschaltbar und
mit Widerständen versehen sein, er kann aber auch durch Leonard-Schaltung mit dem
Hauptantriebsmotor verbünden sein, da die Drehzahlregelung des Motors 12 natürlich
wegen der Kurvenscheibe 5 vom Hauptantrieb abhängt.
-
Wenn man bei bestimmter Stellung des Vorschubreglers unabhängig von
der Maschinendrehzahl immer den gleichen Vorschub haben wollte, könnte man auf den
Antrieb der Mutter durch Regelmotor verzichten und die Mutter vom Hauptantrieb der
Maschine aus antreiben. Da man aber für den Schnellgang, insbesondere für die schnelle
Rückbewegung der schlittenartigen Einspannvorrichtung K, doch wieder einen besonderen
Motor benötigt, ist es auch für diesen Fall einfacher, diesen Motor, wie beschrieben,
zur Regelung des Vorschubes zu verwenden. Beim Antrieb der Mutter durch den Regelmotor
wird auch der schnelle Vor- und Rücklauf durch, die beschriebene Ausbildung des
Übertragungsgetriebes erreicht. Bei geschlossener Kupplung 15 wird nämlich die Mutter
3 schnell gegen den Anschlag 23 bewegt und nach dem Anliegen der Mutter gegen den
Anschlag die Spindel M gezwungen, sich mit der Spannvorrichtung K und dem Walzgut
L schnell nach links zu verschieben, d. h. die Rückbewegung auszuführen.
-
Da sich die Spindelmutter 3 ständig dreht, würde sie in der kurzen
Zeit, in der sie gegen den Anschlag 23 gedrückt wird, gebremst werden. Aus diesem
Grunde ist dieser Anschlag als Wälzlager 2q. (Abb. q.) ausgebildet und zur Abschwächung
des Stoßes mit einer Gummiplatte 25 versehen. Auch die andere Seite der Spindelmutter
bzw. das Ende ra des Schwinghebels 7 kann in gleicher Weise ausgebildet, z. B. mit
einem Wälzlager 2 6 und einer Gummiplatte 27 versehen sein.