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Walwerk mit hin und her gehendem Gerüst, insbesondere Kaltpilgerwalzwerk
Bei Walzwerken mit hin und her gehendem Gerüst, insbesondere bei Kaltpilgerwalzwerken,
wird bekanntlich das Walzgerüst durch einen Koppeltrieb hin und her bewegt, d. h.
es wird bei einem Hinurndhergang von der Geschwindigkeit Null in der einen Totpunktlage
auf die jeweilige Höchstgeschwindigkeit beschleunigt und dann wieder auf die Geschwindigkeit
Null in der entgegengesetzten Totpunktlage verzögert. Die Beschleunigungs- bzw.
Verzögerungsleistungen betragen insbesondere bei schweren Maschinen oft ein Vielfaches
der eigentlichen Walzleistung und beanspruchen die zwischen dem Antriebsmotor und
.der Kurbelweile liegenden Getriebeteile wie Zahnradworgelege, Riementriebe usw.
in, hohem Maße. In Grenzfällen sind die Beschleunigungs- und Verzögerungsleistungen
so groß, daß ihre Übertragung durch Zahnräder oder Riementriebe technisch nicht
mehr durchführbar ist. Außerdem bewirken diese Leistungen einen ungleichförmigen
Lauf der Maschine, der auch bei Anwendung großer Schwungräder vielfach nicht in
den. zulässigen Grenzen gehalten werden kann.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte
des hin und her gehenden Walzgerüstes durch gleich große, aber entgegengesetzte
Kräfte auszugleichen, und zwar entweder durch Federn oder durch Druckluftzylinder,
die vor und hinter dem Walzgerüst angeordnet werden. Der Vorschlag, diesen Ausgleich
mittels Federn zu bewirken, hat sich als undurchführbar erwiesen., da die Federn
so große Dimensinnen
annehmen, würden, daß sie sich nicht mehr
einbauen lassen. Die Anbringung von Druckluftzylindern vor und hinter dem Walzgerüst
ist an sich durchführbar, führt aber zu keinem vollständigen Ausgleich, da die resultierenden
Luftidrücke dem Gesetz der polytropischen Kompression bzw. Expansion folgen, also
bei einem Hin- oder Hergang des, Gerüstes einen anderen Verlauf haben, als die Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungskräfte.
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Ein weiterer Nachteil der Druckluftzylinder i.st der, da.ß sie sich
stark erwärmen und die entstehende Wärmemenge einen Leistungsverlust darstellt.
Schließlich müssen die Luftdrücke entsprechendden verschiedenen Hubzahlen der Gerüste
reguliert werden, da verschiedene Hubzahlen des Gerüstes auch verschiedenen Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsleistungen entsprechen. Die geschildenen; Nachteile wenden gemäß
der Erfindung dadurch beseitigt, daß außer dem Koppeltrieb des Walzgerüstes noch
ein oder mehrere weitere, vorzugsweise um 9o° versetzte-Koppeltriebe angeordnet
sind, durch die eine oder mehrere Massen zum Ausgleich der Massenbeschleunig-ungslelstungen
hin und her bewegt werden. Die Bewegung der Ausgleichsmasse bzw. -massen kann dabei
entweder eine hin, und her gehende oder eine oszillierende sein. Die Größe der Ausgleichsmassen
hängt- von den Radien ihrer zugehörigen Koppeltriebe ab. Wählt man diese größer
als den Radius des Walzgerüstkoppeltriebs, so wird das Gesamtgewicht der Ausgleichsmassen
kleiner als das Gewicht des Wälzgerüstes. Als Ausgleichsmasse kann. schließlich
rauch ein vorzugsweise um go° versetzt laufendes zweites Walzgerüst dienen.
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Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Abbildungen schematisch
veranschaulicht, und zwar stellt dar Abb. i im Grundriß und Abb. 2 im Aufriß eine
Anordnung mit Ausgleich der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsleistungen durch eine
hin und her gehende Masse, Abb. 3 :im Grundriß und Abb. 4 im Aufriß eine Anordnung
mit Ausgleich der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsleistungen durch eine oszillierende
Masse, Abb. 5, 6 und 7 graphische Darstellungen der Beschleunigungs-, Geschwindigkei.ts-
und Beschleunigungslei@stungsverh2bnisse.
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In den Abib. i, 2, 3 und 4 bedeutet i .das hin und her gehende Walzgerüst,
2 eine Kurbelwelle, 3 und 3'
zwei um 9o° gegeneinander versetzte Kurbelarme,
4 und q.' Treibstangen, die an den Kurbelarmen 3 bzw. 3' angreifen: und 5 eine Ausgleichsmasse.
In den Abb. 3 und 4 ist außerdem 6 eine Welle, auf der --die Ausgleichsmasse 5 aufgekeilt
ist und 7 ein Hebel, an dem die Treibstange q.' angreift.
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Bei .der Ausiführung nach den Abb. i und :2 führt die Ausgleichsmasse
eine hin und her gehende Bewegung und bei der nach den Abb. 3 und 4 eine oszillierende
Drehbewegung aus.
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In Abb. 5 ist als Abszisse der Kurbelwinkel und als Ordinate die Beschleunigung
bzw. Verzögerung aufgetragen. Die ausgezogene Kurve d stellt die Beschleunigung
bzw. Verzögerung des Walzgerüstes und idie gestrichelte Kurve d' die Beschleunigung
bzw. Verzögerung der Ausgleichsmasse dar.
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In Abb. 6 ist als Abszisse der Kurbelwinkel und als Ordinate die Geschwindigkeit
aufgetragen. Die ausgezogene Kurve c stellt die Geschwindigkeit des Walzgerüstes
und die gestrichelte Kurve c' die Geschwinidigkeit der Ausgleichsmasse dar.
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In Abb. 7 ist als Abszisse der Kurbelwinkel und als Ordinate die Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsleistung aufgetragen. Die ausgezogene Kurve a stellt die Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsleistung .des Walzgerüstes und die Kurve. b die Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsleistung der Ausgleichsmasse dar.
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Die. Kurven ca und bb haben die doppelte Frequenz der Kurven c, c',
d und d'. Die Kurven a und b
stellen eine Multiplikation der
Kurven c und d und c' und d' dar. Die Kurve b ist gegenüber der Kurva
a um go° versetzt, d. h. bei gleichen Amplituden dieser beiden Kurven sind die Werte
bei jedem beliebigen Kurbelwinkel einander gleich, haben jedoch das entgegengesetzte
Vorzeichen. Die Summe der beiden Kurven ist daher Null, d. h. die Summe der Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungsleistungen von Walzgerüst und Ausgleichsmasse ist in jedem Zeitpunkt
gleich Null.
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Es sei erwähnt, daß bei Einzelwalzwerken ein exakter Massenbeschleunigungsleistungsausgleich
theoretisch nur bei, unendlich langen Treibstangen möglich ist, praktisch mit schwingender
Kreuzschleife durchführbar. Man kann aber bei endlichen Treibstangen die Beschleunigungsleistungen,
die sich nicht ausgleichen lassen, dadurch verkleinern, daß .man gegenüber dem Walzgerüst
den einen Teil der Ausgleichsmasse, z. B. die Hälfte, vorzugsweise um go° voreilen
läßt, während der andere Teil der Ausgleichsmasse vorzugsweise um go° gegenüber
,dem Walzgerüst nacheilt.
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Es sei außerdem erwähnt, daß man die überschüssigen Beschleunigungsleistungen,
die sich nicht ausgleichen, als Walzleistungen mitbenutzen und dadurch eine geringere
Belastung der Getriebeteile und eine größere Gleichförmigkeit des Motorleistungsdiagramms
erreichen kann.
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In den Abb. i bis 4 bewirken besondere Massen 5 einen Ausgleich der
Beschleunigungs- bzw. Verzögenungsle-istungen. An Stelle einer besonderen Ausgleichsmasse
kann .man auch ein zweites Walzgerüst wählend. h. entweder .zwei Walzgerüste von
einer und derselben Kurbelwelle antreiben oder zwei normale Walzwerke miteinander
kuppeln. In beiden Fällen muß der Koppeltrieb des einen Walzgerüstes gegenüber dem
des zweiten Walzgerüstes vorzugsweise um go° versetzt sein.