Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk, mit einem hinund herbewegbaren Walzgerüst, mindestens einem von einem Antrieb angetriebenen Kurbeltrieb, der einen Kurbelarm mit Ausgleichsgewicht zum zumindest teilweisen Ausgleich der vom Walzgerüst erzeugten Massenkräfte und eine Schubstange aufweist, die Walzgerüst und Kurbelarm gelenkig miteinander verbindet, und mindestens einer zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten exzentrisch drehbar angeordneten Gegenmasse und einem die Bewegung des Kurbeltriebs und der Gegenmasse synchronisierenden Getriebe.

[0002] Ein Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk ist beispielsweise aus der DE 43 36 422 C2 bekannt. Zur Durchführung des Kaltpilgerprozesses ist ein mit einem Kaltpilgerwalzenpaar ausgestattetes Walzgerüst erforderlich, das oszillierend angetrieben wird. Hierzu wird ein Kurbeltrieb eingesetzt, der von einem Motor angetrieben wird. Der Kurbeltrieb ist zum Ausgleich der Massenkräfte des Walzgerüsts mit einem Ausgleichsgewicht versehen.

[0003] Die Produktivität eines Kaltpilgerwalzwerks ist direkt von der Hubzahl des Walzgerüsts pro Zeiteinheit abhängig, weshalb aus Wirtschaftlichkeitsgründen angestrebt werden muss, eine möglichst große Anzahl an Arbeitshüben pro Minute zu bewerkstelligen. Dies bedeutet jedoch auch große Massenkräfte, die sowohl das Antriebssystem und insbesondere dessen Lager als auch das Fundament und damit die Umgebung belasten.

[0004] In der genannten DE 43 36 422 C2 ist daher vorgesehen, dass der Kurbeltrieb über Verzahnungen weitere Wellen antreibt, auf denen Gegenmassen hinsichtlich des Schwerpunkts exzentrisch angeordnet sind. Diese Gegenmassen laufen bei Drehung des Kurbeltriebs gleich- und gegensinnig um und sind so in der Lage, ausgleichende Massenkräfte bzw. Massenmomente zu erzeugen, so dass sich insgesamt ein Massenkraftausgleich im gesamten Antriebssystem ergibt.

[0005] Nachteilig ist bei der bekannten Ausgestaltung, dass sich insgesamt eine recht aufwendige Konstruktion des gesamten Antriebssystems ergibt, weil eine Vielzahl von Maschinenelementen - über Verzahnungen ineinander eingreifend - erforderlich sind. Damit steigen auch die Kosten des Antriebssystems und damit des Kaltpilgerwalzwerks, wobei hierunter nicht nur die Investitionskosten für die Anlage selber zu verstehen sind, sondern auch die Kosten für das Anlagenfundament, für Ersatz- und Verschleißteile und für Wartung und Reparatur.

[0006] Aus der DE-PS 962 062 ist ein Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk bekannt, bei dem die Kurbelwelle zum Antrieb des Walzgerüsts mit Fliehgewichten und einem vertikal oszillierenden Ausgleichsgewicht zum Ausgleich der Massenkräfte erster Ordnung sowie der Massenmomente im Antrieb ausgestattet ist.

[0007] Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass das Fundament des Walzwerks sehr aufwendig und damit teuer ausgestaltet ist, da für das vertikale Eintauchen des Ausgleichsgewichts in das Fundament gesorgt werden muss. Es wird hierbei ein großer und tiefer Keller benötigt, was die Kosten des Walzwerks entsprechend steigen lässt.

[0008] Die DE 36 13 036 C1 offenbart einen Antrieb für das Walzgerüst eines Kaltpilgerwalzwerks, wobei ein Planetkurbeltrieb zum Antrieb und Ausgleich von Massenkräften und Massenmomenten zum Einsatz kommt.

[0009] Wenngleich mit dieser Lösung ein optimaler Massenausgleich erfolgen kann, eignet sich dieser Antrieb nur bei kleineren Kaltpilgerwalzwerken, weil bei größeren Anlagen die Baugröße eines solchen Antriebsystems überproportional steigt und damit hohe Kosten verursacht.

[0010] Auch aus der DE 41 24 691 C1 (& EP-A-0524711) ist ein gattungsgemäßes Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk bekannt. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass der Kurbeltrieb aus drei parallel zueinander und gleich beabstandet angeordneten Wellen besteht, von denen die mittlere als Kurbelwelle ausgebildete Welle über ihren Kurbelzapfen mit der das Walzgerüst koppelnden Schubstange verbunden ist und auf deren Kurbel um 180 Grad zum Anlenkpunkt der Schubstange versetzt eine die Trägheitskräfte des Walzgerüsts zur Hälfte ausgleichende Hauptmasse exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle angeordnet ist. Weiterhin ist dort vorgesehen, dass auf den beiden anderen Wellen zwei gleich große Zusatzmassen angeordnet sind, die die andere Hälfte der Trägheitskräfte des Walzgerüstes ausgleichen.

[0011] Alle bekannten Antriebssysteme für Kaltpilgerwalzwerke haben daher den gravierenden Nachteil, daß ein recht hoher Aufwand zur Reduzierung der Massenkräfte bzw. Massenmomente betrieben wird, so dass hohe Investitions- bzw. Fundamentkosten und/oder eine aufwendige Montage bei der Fertigung bzw. bei der Reparatur und Instandhaltung des Walzwerks bedingt sind.

[0012] Es hat sich herausgestellt, dass die vorbekannten, teilweise recht aufwendig konzipierten Systeme für den Ausgleich von Massenkräften und Massenmomenten manchmal gar nicht erforderlich sind, wenn die Umgebung nicht ausgesprochen schwingungsempfindlich ist.

[0013] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für ein gattungsgemäßes Kaltpilgerwalzwerk so zu gestalten, dass ein möglichst einfacher und damit kostengünstiger Aufbau gegeben ist, die Massenkräfte und Massenmomente durch einen solchen Aufbau jedoch auf ein vernünftiges Maß beschränkt werden können.

[0014] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Kurbeltrieb nur eine einzige Gegenmasse zugeordnet ist, wobei die Ebene, in der sich bei Rotation das Ausgleichsgewicht des Kurbeltriebs bewegt, und die Ebene, in der sich bei Rotation die Gegenmasse bewegt, identisch sind, wobei der Kurbeltrieb, die Gegenmasse und der Antrieb über Zahnradgetriebe miteinander verbunden sind, wobei der Antrieb über das Zahnradgetriebe eine Welle antreibt, mit der die Gegenmasse verbunden ist, und wobei das auf der Welle angeordnete Zahnrad des Zahnradgetriebes über ein Zahnrad eine Welle antreibt, mit der der Kurbeltrieb verbunden ist, und wobei das Ausgleichsgewicht und/oder die Gegenmasse als exzentrisch angeordnete Masse in einem der Zahnräder der Zahnradgetriebe angeordnet ist.

[0015] Mit dieser Ausgestaltung wird insgesamt ein sehr einfacher Aufbau des Antriebssystems für ein Kaltpilgerwalzwerk erreicht. Trotzdem ist sichergestellt, dass ein hinreichender Massenkraft- und Massenmomentausgleich erfolgt, so dass ein akzeptabler Betriebszustand des Walzwerks gegeben ist.

[0016] Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Welle des Kurbeltriebs, die Welle der Gegenmasse und die Welle des Antriebs in einer Ebene liegen, wodurch ein besonders einfacher und leicht montierbarer Aufbau realisiert werden kann.

[0017] Gemäß einer ersten konstruktiven Ausgestaltung des Antriebssystems können das Walzgerüst und ein einziger Kurbeltrieb durch eine einzige Schubstange miteinander verbunden sein. Dabei empfiehlt es sich im Sinne eines besonders einfachen Aufbaus, wenn die Schubstange am Kurbeltrieb fliegend gelagert ist.

[0018] Bei einer alternativen Ausführungsform können das Walzgerüst und ein einziger Kurbeltrieb durch zwei Schubstangen miteinander verbunden werden, die beiderseits des Kurbeltriebs fliegend gelagert sind. Hier kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Mittenebene (Symmetrieebene) des Walzgerüsts und die Mittenebene (Symmetrieebene) des Kurbeltriebs identisch sind; bevorzugt sind ferner die Mittenebene (Symmetrieebene) des Kurbeltriebs und die Mittenebene (Symmetrieebene) der Gegenmasse identisch.

[0019] Eine weitere alternative Ausgestaltung sieht vor, dass das Walzgerüst und zwei beiderseits der und symmetrisch zur Mittenebene des Walzgerüsts angeordnete Kurbeltriebe durch zwei Schubstangen miteinander verbunden sind. Dabei kann ferner vorgesehen werden, dass der Antrieb über Zahnradgetriebe die beiden Kurbeltriebe und die beiden diesen zugeordneten Gegenmassen verbindet, wobei die Zahnradgetriebe seitlich benachbart zu einem Kurbeltrieb angeordnet sind.

[0020] Die Wellen des Kurbeltriebs, der Gegenmasse und des Antriebs können horizontal oder vertikal angeordnet sein.

[0021] Der ökonomischen und effizienten, möglichst automatischen Versorgung der Schubstangenlager und der Lager der Arbeitswalzen im Walzgerüst kommt eine wesentliche Bedeutung zu. Daher ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Schubstange auf Lagerzapfen gelagert ist, wobei zumindest ein Lagerzapfen mit mindestens einer Bohrung zur Versorgung der Lagerstelle zwischen Schubstange und Lagerzapfen mit Schmieröl versehen ist.

[0022] Für einen optimalen Betrieb des Antriebssystems wird hierbei vorgeschlagen, dass die Massen des Walzgerüsts, des Ausgleichsgewichts (bzw. der Ausgleichsgewichte) und der Gegenmasse (bzw. der Gegenmassen) so gewählt sind, dass die Gerüstmassenkräfte erster Ordnung im Betrieb des Antriebssystems zumindest im wesentlichen ausgeglichen werden.

[0023] Das vorgeschlagene Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, der eine wirtschaftliche Herstellung und einen wirtschaftlichen Betrieb des Walzwerks sicherstellt. Die Qualität des Massenausgleichs ist dabei hinreichend gut, so dass eine gute Qualität der zu produzierenden Rohre ermöglicht wird. Das Antriebssystem arbeitet daher relativ erschütterungsarm, so dass das Fundament und die Umgebung schonend behandelt werden. Das Antriebssystem arbeitet zuverlässig und hat eine hohe Lebensdauer; die Kosten für Wartung und Reparatur sind gering.

[0024] Auch die Montagekosten des Antriebssystems sind durch den vorgeschlagenen Aufbau des Systems niedrig. Gleichermaßen werden keine besonderen Ansprüche an das Fundament gestellt.

[0025] In der Zeichnungen 3a und 3b ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei es sich bei den in den Fig. 2 a, 2 b, 4 a, 4 b und 5 a, 5 b gezeigten Ausführungsbeispielen nicht um Ausführungsbeispiele der Erfindung sondern um Beispiele handelt, die das Verständnis der Erfindung erleichtern. Es zeigen:

Fig. 1a

schematisch die Seitenansicht eines Kaltpilgerwalzenpaars während des Vorhubs des Kaltpilgerwalzprozesses;

Fig. 1b

die entsprechende Ansicht gemäß Fig. 1a während des Rückhubes;

Fig. 2a

eine Seitenansicht und

Fig. 2b

die zugehörige Draufsicht auf ein Antriebssystem für ein Kaltpilgerwalzwerk;

Fig. 3a

eine Seitenansicht und

Fig. 3b

die zugehörige Draufsicht auf eine Ausführungsform des Antriebssystem gemäß der Erfindung;

Fig. 4a

eine Seitenansicht und

Fig. 4b

die zugehörige Draufsicht auf ein Antriebssystem; und

Fig. 5a

eine Seitenansicht und

Fig. 5b

die zugehörige Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Antriebssystems.

[0026] In Fig. 1a und Fig. 1b ist schematisch der Kaltpilgerwalzprozess dargestellt. Er dient zur Fertigung bzw. Umformung eines Rohres 22 mittels eines Kaltpilgerwalzenpaares 23, das in einem hier nicht dargestellten Walzgerüst gelagert ist. Das zu bearbeitende Rohr 22 ist auf einem Walzdorn 24 geführt. Das Walzgerüst vollzieht während des Walzprozesses eine oszillierende Bewegung, wobei Hubfrequenzen bis zu 300 pro Minute und mehr möglich sind.

[0027] Das Rohr 22 wird während des Walzprozesses in Förderrichtung R bewegt. Während des Vorhubs, der in Fig. 1a schematisch skizziert ist, rollt das Kaltpilgerwalzenpaar 23 in Förderrichtung R auf dem Rohr 22 ab; während des Rückhubes, der in Fig. 1b skizziert ist, erfolgt das Abrollen des Walzenpaares 23 auf dem Rohr 22 entgegen Förderrichtung R (s. Pfeile für Drehrichtung und Translationsrichtung).

[0028] In Fig. 2a und Fig. 2b ist ein Antriebssystem 1 für ein Walzgerüst 2 in Seitenansicht und Draufsicht skizziert, in dem das in Fig. 1a,1b dargestellte Walzenpaar 23 gelagert ist.

[0029] Zum Durchführen des Kaltpilger-Walzprozesses muss das Walzgerüst 2 eine oszillierende Bewegung - also eine hin- und hergehende Bewegung - ausführen. Zu diesem Zweck ist ein Kurbeltrieb 4 vorgesehen, der einen Kurbelarm 5 mit mindestens einer Kröpfung und mit einem in Bezug auf den Lagerpunkt exzentrisch angeordneten Ausgleichsgewicht 6 aufweist. Kurbeltrieb 4 und Walzgerüst 2 sind mit einer Schubstange 7 verbunden, die sowohl am Kurbelarm 5 als auch am Walzgerüst 2 gelenkig angeordnet ist.

[0030] Der oszillatorische Antrieb des Walzgerüsts 2 verläuft wie folgt: In einer gemeinsamen Ebene 25 sind nebeneinander drei Wellen 12, 13 und 14 angeordnet und gelagert. Die Welle 14 ist mit einem Antrieb 3 verbunden, der nicht näher dargestellt ist; es kann sich hierbei um einen Elektromotor handeln. Die Welle 12 lagert in einer exzentrisch angeordneten Gegenmasse 8. Die Welle 13 lagert schließlich den Kurbeltrieb 4, wie er oben erläutert wurde. Auf jeder der drei Wellen 12, 13 und 14 ist jeweils ein Stirnzahnrad 9, 10 bzw. 11 drehfest angeordnet. Das Zahnrad 9 bildet zusammen mit dem Zahnrad 10 ein erstes Zahnradgetriebe; gleichermaßen bildet das Zahnrad 10 mit dem Zahnrad 11 ein zweites Zahnradgetriebe. Wie Fig. 2b zu entnehmen ist, befinden sich die Zahnräder 9, 10 und 11 sämtlich im Eingriff, so dass der Antrieb 3 bei Drehung der Welle 14 die Welle 13 und die mit dieser verbundenen Gegenmasse 8 antreibt. Die Welle 12 treibt über die Zahnräder 9 und 10 ihrerseits die Welle 13 und damit den Kurbeltrieb 4 an.

[0031] Im Betrieb des Antriebssystems 1 dreht die Welle 12 und mit ihr die Gegenmasse 8 gegenläufig mit Kurbeldrehzahl zum Kurbeltrieb 4, wodurch der Massenausgleich erreicht wird.

[0032] Wesentlich ist, dass dem Kurbeltrieb 4 nur eine einzige Gegenmasse 8 zugeordnet ist, wobei bei Rotation des Kurbeltriebs 4 die Rotation der Gegenmasse 8 synchronisiert erfolgt. Ferner ist die Ebene 26, s. Fig. 2b, in der sich bei Rotation das Ausgleichsgewicht 6 des Kurbeltriebs 4 bewegt, und die Ebene 27, s. Fig. 2b, in der sich bei Rotation die Gegenmasse 8 bewegt, identisch.

[0033] Ein einfacher konstruktiver Aufbau wird erreicht, weil Kurbeltrieb 4, Gegenmasse 8 und Antrieb 3 über Zahnradgetriebe 9, 10, 11 miteinander verbunden sind. Wie bereits erwähnt, treibt dabei der Antrieb 3 über ein Zahnradgetriebe 10, 11 die Welle 12 an, mit der die Gegenmasse 8 verbunden ist; andererseits treibt das auf der Welle 12 angeordnete Zahnrad 10 des Zahnradgetriebes 10, 11 über das Zahnrad 9 die Welle 13 an, mit der der Kurbeltrieb 4 verbunden ist. Die Welle 13 des Kurbeltriebs 4, die Welle 12 der Gegenmasse 8 und die Welle 14 des Antriebs 3 liegen dabei bevorzugt in der gemeinsamen Ebene 25, s. Fig. 2a.

[0034] Das Ausgleichsgewicht 6 und die Gegenmasse 8 sind so ausgelegt, dass die Massenkräfte erster Ordnung für das System bestehend aus Walzgerüst 2, Ausgleichsgewicht 6 und Gegenmasse 8 ausgeglichen werden, wenn sich das Antriebssystem 1 bewegt. Massenkräfte zweiter und höherer Ordnung, die durch die oszillierende Bewegung des Walzgerüsts 2 entstehen, werden hingegen nicht ausgeglichen. Auch werden keine Vorkehrungen getroffen, das Moment zu kompensieren, das die senkrecht zur Schubrichtung des Walzgerüsts wirkende Fliehkraftkomponenten der Ausgleichsgewichte erzeugt. Das Gleiche gilt für die Momente, die entstehen, weil die Resultierende der Trägheitskräfte der Ausgleichsgewichte nicht auf derselben Wirkungslinie liegt wie die auszugleichende Trägheitskraft des Walzgerüsts.

[0035] Das vorgeschlagene Antriebskonzept weist insofern eine bewusst geringere Qualität des Massenausgleichs auf, als es bei den Lösungen gemäß dem Stand der Technik zumeist der Fall ist. Dieser Nachteil wirkt sich jedoch insbesondere an kleineren Maschinen nicht aus, da die Amplituden der über das Fundament emittierten Kräfte und Momente hinreichend gering sind. Nur im Falle von Installationsorten mit schwingungstechnisch besonders sensiblem Untergrund sind Beeinträchtigungen der Umgebung möglich. In diesen Fällen sind aber auch mit den vorbekannten Lösungen schwingungstechnische Analysen und gegebenenfalls Zusatzmaßnahmen erforderlich.

[0036] In besonders vorteilhafter Weise arbeitet die Lösung gemäß den Fig. 2a bzw. Fig. 2b mit einer einzigen Schubstange 7, die fliegend am Kurbeltrieb 4 gelagert ist. Die skizzierte Anordnung der Schubstange 7 in der Mittenebene 15 des Walzgerüsts bedingt entweder eine entsprechend tiefe Positionierung des Systems, bestehend aus Kurbeltrieb 4, Gegenmasse 8 und Antrieb 3, oder eine geeignete Auslenkung des produzierten Rohres aus der Walzmitte.

[0037] Wichtig für einen ökonomischen Betrieb des Kaltpilger-Walzwerks ist es auch, dass eine automatische Schmierung der Lager der Schubstange und der Lager der Arbeitswalzen im Walzgerüst erfolgen kann. Hierfür ist in Fig. 2b - nur sehr schematisch - skizziert, dass sich durch die Kurbel des Kurbeltriebs 4 zwei Bohrungen 20 und 21 erstrecken. Durch diese Bohrungen 20, 21 können die Lagerstellen mit Schmieröl versorgt werden, die die Lagerzapfen 18 bzw. 19 an Walzgerüst 2 bzw. Kurbeltrieb 4 mit der Schubstange 7 verbinden.

[0038] Durch die Schmierölversorgung über die Bohrungen 20, 21 kann auf einen Produktionsstop zwecks Nachschmieren der Lager verzichtet werden; das Nachschmieren kann vielmehr während des Betriebs des Antriebssystems erfolgen. Ein weiterer besonderer Vorteil, der mit dieser Ausgestaltung erreicht werden kann, ist der, dass eine zuverlässige Trennung von Schmieröl und Kühlschmierstoff erreicht werden kann.

[0039] In den Figuren 3a und 3b ist eine Ausführungsform des Antriebssystems 1 gemäß der Erfindung gezeigt. Hier sind am Walzgerüst 2 seitlich zwei Schubstangen 7 und 7' angeordnet, die ebenfalls seitlich und fliegend am Kurbeltrieb 4 gelagert sind. Die Mittenebene 15 des Walzgerüsts 2, die Mittenebene 16 des Kurbeltriebs 4 und die Mittenebene 17 der Gegenmasse 8 sind identisch. Damit wird erreicht, dass keine nicht ausgeglichenen Massenmomente entstehen, wenn sich die Masse des Walzgerüsts 2 bzw. die Masse des Ausgleichsgewichts 6 und die Gegenmasse 8 relativ zueinander bewegen.

[0040] Wie in Fig. 3a zu sehen ist, befinden sich die Zahnräder 9, 10, 11 unterhalb der Walzmitte. Das Ausgleichsgewicht 6 ist im dargestellten Fall als exzentrisch im Zahnrad 9 angeordnete Masse angeordnet; das Ausgleichsgewicht 6 ist somit in das Zahnrad 9 integriert. In gleicher Weise ist die Gegenmasse 8 als exzentrisch angeordnete Masse im Zahnrad 10 angeordnet.

[0041] Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 4a bzw. Fig. 4b ist zu sehen, dass das Prinzip der fliegend am Kurbeltrieb 4 gelagerten Schubstangen 7 bzw. 7' verlassen ist: Die Schubstangen 7, 7' stehen hier mit zwei Kurbeltrieben 4 und 4' in Verbindung. An der Seite des einen Kurbeltriebs 4 ist die Getriebeeinheit bestehend aus den Zahnradgetrieben 9, 10 und 10, 11 sowie der Antrieb 3 angeordnet. Jedem Kurbeltrieb 4 und 4' mit einem Ausgleichsgewicht 6 bzw. 6' ist eine Gegenmasse 8 bzw. 8' zugeordnet, die zum Massenausgleich mittels der Zahnräder 9, 10, 11 synchronisiert angetrieben wird.

[0042] Die Resultierende der Fliehkräfte alle Ausgleichsgewichte 6, 6' bzw. Gegengewichte 8, 8' befinden sich durch den symmetrischen Aufbau in der Mittenebene 15 des Walzgerüsts, so dass die ebenfalls in der Mittenebene 15 liegende Massenkraft des Walzgerüsts 2 optimal ausgeglichen werden kann.

[0043] Der alternativen Ausgestaltung gemäß den Fig. 5a bzw. 5b ist zu entnehmen, dass auch ein Aufbau realisiert werden kann, bei dem die Wellen 12, 13 und 14 vertikal angeordnet sind; bei den Lösungen gemäß den Figuren 2, 3 und 4 sind diese Wellen hingegen horizontal positioniert.

[0044] Das vorgeschlagene Antriebssystem 1 hat damit einen sehr einfachen Aufbau, was nur geringe Investitionskosten verursacht. Femer sind die Instandhaltungsaufwendungen infolge des einfachen Maschinenkonzepts relativ gering. Andererseits ist auch ein guter Ausgleich von Massenkräften und Massenmomenten möglich, so dass ein schwingungsarmer Betrieb des Kaltpilgerwalzwerks ohne hohen Aufwand möglich ist. Die Verfügbarkeit des Walzwerks ist hoch. Die Herstellung kostengünstig gefertigter kaltgepilgerter Rohre in guter Qualität ist somit sichergestellt.

Bezugszeichenliste:

[0045] 

1

Antriebssystem

2

Walzgerüst

3

Antrieb

4

Kurbeltrieb

4'

Kurbeltrieb

5

Kurbelarm

6

Ausgleichsgewicht

6'

Ausgleichsgewicht

7

Schubstange

7'

Schubstange

8

Gegenmasse

8'

Gegenmasse

9, 10

Getriebe (Zahnradgetriebe)

10,11

Getriebe (Zahnradgetriebe)

9

Zahnrad

10

Zahnrad

11

Zahnrad

12

Welle

13

Welle

14

Welle

15

Mittenebene (Symmetrieebene) des Walzgerüsts

16

Mittenebene (Symmetrieebene) des Kurbeltriebs

17

Mittenebene (Symmetrieebene) der Gegenmasse

18

Lagerzapfen

19

Lagerzapfen

20

Bohrung

21

Bohrung

22

Rohr

23

Kaltpilgerwalzenpaar

24

Walzdorn

25

Ebene

26

Ebene

27

Ebene

R

Förderrichtung

Ansprüche

1. Antriebssystem (1) für ein Kaltpilgerwalzwerk, mit

- einem hin- und herbewegbaren Walzgerüst (2),

- mindestens einem von einem Antrieb (3) angetriebenen Kurbeltrieb (4, 4'), der einen Kurbelarm (5) mit Ausgleichsgewicht (6, 6') zum zumindest teilweisen Ausgleich der vom Walzgerüst (2) erzeugten Massenkräfte und eine Schubstange (7, 7') aufweist, die Walzgerüst (2) und Kurbelarm (5) gelenkig miteinander verbindet,

- mindestens einer zum Ausgleich von Massenkräften und/oder Massenmomenten exzentrisch drehbar angeordneten Gegenmasse (8, 8') und einem die Bewegung des Kurbeltriebs (4, 4') und der Gegenmasse (8, 8') synchronisierenden Getriebe (9, 10),

dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kurbeltrieb (4, 4') nur eine einzige Gegenmasse (8, 8') zugeordnet ist,
wobei die Ebene, in der sich bei Rotation das Ausgleichsgewicht (6, 6') des Kurbeltriebs (4, 4') bewegt, und die Ebene, in der sich bei Rotation die Gegenmasse (8, 8') bewegt, identisch sind,
wobei der Kurbeltrieb (4, 4'), die Gegenmasse (8, 8') und der Antrieb (3) über Zahnradgetriebe (9, 10, 11) miteinander verbunden sind, wobei der Antrieb (3) über das Zahnradgetriebe (10, 11) eine Welle (12) antreibt, mit der die Gegenmasse (8, 8') verbunden ist, und wobei das auf der Welle (12) angeordnete Zahnrad (10) des Zahnradgetriebes (10, 11) über ein Zahnrad (9) eine Welle (13) antreibt, mit der der Kurbeltrieb (4, 4') verbunden ist, und
wobei das Ausgleichsgewicht (6, 6') und/oder die Gegenmasse (8, 8') als exzentrisch angeordnete Masse in einem der Zahnräder (9, 10) der Zahnradgetriebe (9, 10, 11) angeordnet ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (13) des Kurbeltriebs (4, 4'), die Welle (12) der Gegenmasse (8, 8') und eine Welle (14) des Antriebs (3) in einer Ebene liegen.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittenebene (15) des Walzgerüsts (2) und die Mittenebene (16) des Kurbeltriebs (4, 4') identisch sind.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittenebene (16) des Kurbeltriebs (4, 4') und die Mittenebene (17) der Gegenmasse (8, 8') identisch sind.

5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Walzgerüst (2) und zwei beiderseits der Mittenebene (15) des Walzgerüsts (2) und symmetrisch zu dieser angeordnete Kurbeltriebe (4, 4') durch zwei Schubstangen (7, 7') miteinander verbunden sind.

6. Antriebssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb (3) über Zahnradgetriebe (9, 10, 11) die beiden Kurbeltriebe (4, 4') und die beiden diesen zugeordneten Gegenmassen (8, 8') verbindet,
wobei die Zahnradgetriebe (9, 10, 11) seitlich benachbart zu einem Kurbeltrieb (4) angeordnet sind.

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wellen (12, 13, 14) des Kurbeltriebs (4, 4'), der Gegenmasse (8, 8') und des Antriebs (3) horizontal angeordnet sind.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wellen (12, 13, 14) des Kurbeltriebs (4, 4'), der Gegenmasse (8, 8') und des Antriebs (3) vertikal angeordnet sind.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schubstange (7, 7') auf Lagerzapfen (18, 19) gelagert ist, wobei zumindest ein Lagerzapfen (18, 19) mit mindestens einer Bohrung (20, 21) zur Versorgung der Lagerstelle zwischen Schubstange (7, 7') und Lagerzapfen (18, 19) mit Schmieröl versehen ist.

Claims

1. A drive system (1) for a cold rolling pilger mill, with

- a rolling stand (2) that is movable back and forth,

- at least one crank mechanism (4, 4') that is driven by a drive unit (3) and is equipped with a crank arm (5) having a balancing weight (6, 6') to at least partly balance the inertial forces generated by the rolling stand (2) and a driving rod (7, 7') that connects the rolling stand (2) and the crank arm (5) to each other in articulated manner,

- at least one counterweight (8, 8') disposed rotatably and eccentrically to balance inertial forces and/or inertial moments, and a transmission (9, 10) that synchronizes the movement of the crank mechanism (4, 4') and the counterweight (8, 8')

characterised in that
only one counterweight (8, 8') is attached to the crank mechanism (4, 4')
wherein the plane in which the balancing weight (6, 6') of the crank mechanism (4, 4') moves during rotation and the plane in which the counterweight (8, 8') moves during rotation are identical,
wherein the crank mechanism (4, 4'), the counterweight (8, 8') and the drive unit (3) are connected to each other via gear mechanisms (9, 10, 11), wherein the drive unit (3) drives a shaft (12) via the gear mechanism (10, 11), the shaft being connected to the counterwight (8, 8'), and wherein the gearwheel (10) of the gear mechanism (10, 11) that is disposed on the shaft (12) drives a shaft (13) via a gearwheel (9), the shaft being connected to the crank mechanism (4, 4'),
wherein the balancing weight (6, 6') and/or the counterweight (8, 8') is/are disposed as an eccentrically situated mass in one of the gearwheels (9, 10) of the gear mechanisms (9, 10, 11).

2. The drive system as recited in claim 1,
characterised in that
the shaft (13) of the crank mechanism (4, 4'), the shaft (12) of the counterweight (8, 8'), and a shaft (14) of the drive unit (3) lie in one plane.

3. The drive system as recited in claim 1 or 2,
characterised in that
the midplane (15) of the rolling stand (2) and the midplane (16) of the crank mechanism (4, 4') are identical.

4. The drive system as recited in claim 3,
characterised in that
the midplane (16) of the crank mechanism (4, 4') and the midplane (17) of the counterweight (8, 8') are identical.

5. The drive system as recited in any of claims 1 to 3,
characterised in that
the rolling stand (2) and two crank mechanisms (4, 4') situated symmetrically about the midplane (15) of the rolling stand (2) and on either side thereof are connected to one another via two driving rods (7, 7').

6. The drive system as recited in claim 5,
characterised in that
the drive unit (3) connects the two crank mechanisms (4, 4') and the two counterweights (8, 8') attached thereto via gear mechanisms (9, 10, 11), wherein the gear mechanisms (9, 10, 11) are laterally adjacent a crank mechanism (4).

7. The drive system as recited in any of claims 1 to 6,
characterised in that
the shafts (12, 13, 14) of the crank mechanism (4, 4'), of the counterweight (8, 8'), and of the drive unit (3) are disposed horizontally.

8. The drive system as recited in any of claims 1 to 6,
characterised in that
the shafts (12, 13, 14) of the crank mechanism (4, 4'), of the counterweight (8, 8'), and of the drive unit (3) are disposed vertically.

9. The drive system as recited in any of claims 1 to 6,
characterised in that,
the driving rod (7, 7') is supported on bearing journals (18, 19), wherein at least one bearing journal (18, 19) is provided with at least one bore hole (20, 21) for supplying the bearing point between the driving rod (7, 7') and the bearing journal (18, 19) with lubricating oil.

Revendications

1. Système d'entraînement (1) pour un laminoir à pas de pèlerin à froid, avec

- une cage de laminoir (2) déplacable en va-et-vient,

- au moins une commande par bielle-manivelle (4, 4') comportant un bras de manivelle (5) avec contrepoids (6, 6') pour la compensation au moins partielle des forces inertielles générées par la cage de laminoir (2) et une bielle (7, 7') reliant entre eux de façon articulée la cage de laminoir (2) et le bras de manivelle (5),

- au moins une contre-masse (8, 8') disposée de façon rotative excentrique pour la compensation de forces inertielles et/ou de moments d'inertie, et une transmission (9, 10) synchronisant le déplacement de la bielle-manivelle (4, 4') et de la contre-masse, (8, 8'),

caractérisé en ce que seule une contre-masse (8, 8') unique est associée à la bielle-manivelle (4, 4'),
le plan dans lequel le contrepoids (6, 6') de la bielle-manivelle (4, 4') se déplace en rotation et le plan dans lequel la contre-masse (8, 8') se déplace étant identiques,
la bielle-manivelle (4, 4'), la contre-masse (8, 8') et l'entraînement (3) étant reliés entre eux par des transmissions par engrenage (9, 10, 11), l'entraînement (3) entraînant un arbre (12) par l'intermédiaire de la transmission par engrenage (10, 11), et la roue dentée (10) de la transmission par engrenage (10, 11) disposée sur l'arbre (12) entraînant par l'intermédiaire d'une roue dentée (9) un arbre (13), avec lequel est reliée la bielle-manivelle (4, 4'), et
le contrepoids (6, 6') et/ou la contre-masse (8, 8') étant disposé en tant que masse placée de façon excentrique dans l'une des roues dentées (9, 10) des transmissions par engrenage (9, 10, 11).

2. Système d'entraînement selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'arbre (13) de la bielle-manivelle (4, 4'), l'arbre (12) de la contre-masse (8, 8') et un arbre (14) de l'entraînement (3) sont situés dans un plan.

3. Système d'entraînement selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que le plan central (15) de la cage de laminoir (2) et le plan central (16) de la bielle-manivelle (4, 4') sont identiques.

4. Système d'entraînement selon la revendication 3,
caractérisé en ce que le plan central (16) de la bielle-manivelle (4, 4') et le plan central (17) de la contre-masse (8, 8') sont identiques.

5. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que la cage de laminoir (2) et deux bielles-manivelles (4, 4') disposées de part et d'autre du plan central (15) de la cage de laminoir (2) et symétriquement à cette dernière sont reliées entre elles par deux bielles (7, 7').

6. Système d'entraînement selon la revendication 5,
caractérisé en ce que l'entraînement (3) relie les deux bielles-manivelles (4, 4') et les deux contre-masses (8, 8') associées à ces dernières par l'intermédiaire de transmissions par engrenage (9, 10, 11), les transmissions par engrenage (9, 10, 11) étant disposées au voisinage latéral de l'une des bielles-manivelles (4).

7. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que les arbres (12, 13, 14) de la bielle-manivelle (4, 4'), de la contre-masse (8, 8') et de l'entraînement (3) sont disposés à l'horizontale.

8. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que les arbres (12, 13, 14) de la bielle-manivelle (4, 4'), de la contre-masse (8, 8') et de l'entraînement (3) sont disposés à la verticale.

9. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que les bielles (7, 7') sont logées sur des tourillons bouts d'arbre (18, 19), au moins un tourillon bout d'arbre (18, 19) étant muni d'au moins un alésage (20, 21) pour l'alimentation de la zone d'appui entre la bielle (7, 7') et le tourillon bout d'arbre (18, 19) avec de l'huile lubrifiante.

Zeichnung