Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit Massen- und Momentenausgleich

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Kaltpilger­walzwerk mit Massen- und Momentenausgleich, bei dem die angetriebene, um eine vertikale Achse drehende Kurbel über eine Koppel mit dem in einem Schieber horizontal geführten Walzgerüst verbunden ist und die Koppel mit ihrer Gesamtmasse den Momentenausgleich und die Kurbel mit ihrer Gesamtmasse den Massenausgleich übernimmt. Um bisher bekannte Antriebe so zu verbessern, daß das Massen­moment ausgeglichen wird, wird vorgeschlagen, daß durch eine zusätzliche Masse Mz, die synchron mit dem Walz­gerüst parallel dazu hin- und herbewegbar ist und deren Schwerpunkt (SM) tiefer liegt, als der virtuelle Angriffs­punkt (SAG) der Fliehkraft der Kurbelausgleichsmasse (MA), wobei das Produkt aus der Trägheitskraft zum Beschleunigen der Masse (MZ) und dem vertikalen Abstand (b) zwischen dem Schwerpunkt (SM) und der Masse (MZ) und dem Angriffs­punkt (SAG) der Fliehkraft der Masse (MA) dem auszuglei­chenden Massenmoment aus dem Produkt der im Walzgerüst­schwerpunkt (SAG) angreifenden Trägheitskraft und ihrem vertikalen Abstand (a) zum Angriffspunkt (SAG) der Fliehkraft entspricht, dieses Ziel erreicht wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft den Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit Massen- ­und Momentenausgleich, bei dem die angetriebene um eine vertikale Achse drehende Kurbel über eine Koppel mit dem in einem Schieber horizontal geführten Walzgerüst verbunden ist und die Koppel mit ihrer Gesamtmasse den Momentenausgleich und die Kurbel mit ihrer Gesamtmasse den Massenausgleich übernimmt.

[0002] Aus der DE-AS 27 40 729 ist ein Kaltpilgerwalzwerk der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem der Kurbeltrieb seitlich versetzt zum Walzwerk angeordnet ist. Die Kurbel ist dabei über eine Kurbelwellenkröpfung mit der über dem Kurbeltrieb angeordneten Ausgleichsmasse für den Momentenausgleich verbunden. Diese ist phasenverschoben zu der Kurbel angeordnet; die hin- und hergehende Bewegung wird durch parallele Führungen ermöglicht. Das Walzwerk ist über eine lange Verbindungsstange, die an der einen Seite an der Kurbelwellenkröpfung gelagert ist, gekoppelt.

[0003] Dieses bekannte Walzwerk wird in einem nicht vorveröffentlichten Erfindungsvorschlag dadurch vereinfacht, daß das Walzgerüst unmittelbar über dem Kurbeltrieb angeordnet und die Koppel unmittelbar auf dem Kurbelzapfen gelagert ist, wobei die Koppel mit ihrer Gesamtmasse den Momentenausgleich und die Kurbel mit ihrer Gesamtmasse den Massenausgleich übernimmt. Bei dieser Lösung reduziert der Massenausgleich die Massenkräfte (Trägheits- und Fliehkräfte), die über das Gehäuse auf das Fundament wirken und der Momentenausgleich reduziert die Antriebsdrehmomente für die Beschleunigung der hin- und herbewegten Gerüstmasse.

[0004] Bei den bekannten Lösungen verbleibt jedoch ein Massenmoment um eine horizontale Achse, die im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes wirkt. Das Massenmoment entsteht, weil die im Schwerpunkt des Walzgerüstes angreifende Trägheitskraft und die im virtuellen Angriffspunkt (Schwerpunkt) angreifende Fliehkraft der Masse MA zwar gleichgroß sind, aber nicht auf ein und derselben Wirkungslinie liegen. Dabei ist die Größe des Massenmomentes bestimmt aus dem Produkt der im Schwerpunkt des Walzgerüstes angreifenden Trägheitskraft und ihrem vertikalen Abstand zum Angriffspunkt der Fliehkraft der Masse MA.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von der Erkenntnis, daß ein optimaler Massenausgleich erst dann möglich ist, wenn das vorstehend als nachteilig erkannte Massenmoment eliminiert wird, die Aufgabe zugrunde, den bekannten Antrieb so zu verbessern, daß das Massenmoment ausgeglichen wird.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1.

[0007] Durch die Anordnung einer zusätzlichen Masse unterhalb des Walzgerüstes und unterhalb des virtuellen Angriffspunktes der Fliehkraft der Masse MA wird ein Ausgleich des Massenmomentes dann ermöglicht, wenn der vertikale Abstand des Schwerpunktes dieser zusätzlichen Masse vom Angriffspunkt der Fliehkraft der Massenausgleichsmasse so gewählt ist, daß das Produkt gleich dem Produkt ist, das sich aus dem Abstand des Angriffspunktes der Fliehkraft der Massenausgleichsmasse vom Schwerpunkt des Walzgerüstes mit der dort angreifenden Trägheitskraft ist.

[0008] Eine vorzugsweise Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Masse unter dem in Bewegungsrichtung des Walzgerüstes verlängerten Schieber an demselben angeordnet ist. Bei dieser Lösung kann das Walzgerüst unmittelbar über der Koppel vorgesehen sein, während die zusätzliche Masse nach den vorstehenden Bedingungen seitlich neben dem Getriebe an dem entsprechend verlängerten Schieber befestigt ist.

[0009] Es ist jedoch nach einem anderen Merkmal auch denkbar, daß die zusätzliche Masse unmittelbar unterhalb des Walzgerüstes vorgesehen ist, und das Walzgerüst auf dem in Bewegungsrichtung verlängerten Schieber angeordnet ist. Dabei greift die Koppel an dem dem Walzgerüst abgekehrten Ende des Schiebers an und überträgt von dort aus den Antrieb auf Walzgerüst und zusätzliche Masse.

[0010] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, kann auch zwischen Schie­ber und Koppel eine Verbindungsstange vorgesehen sein.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit am verlängerten Schieber angeordneter zusätzlicher Masse,

Fig. 2 einen Antrieb, bei dem das Walzgerüst auf dem verlängerten Schie­ber oberhalb der zusätzlichen Masse angeordnet ist und

Fig. 3 eine Anorndung gemäß Figur 2, jedoch mit Verbindungsstange zwi­schen Schieber und Koppel.

[0012] In Figur 1 ist mit WG das Walzgerüst des Kaltpilgerwalzwerkes bezeichnet, das in Pfeilrichtung 1 zwischen den in durchgezogenen Linien und in strichpunktierten Linien dargestellten Endstellungen verschiebbar ist. Dabei ist das Walzgerüst WG auf dem horizontal in Führungen 2 bewegbaren Schieber 3 befestigt, dessen Bewegung über den Kurbeltrieb erzeugt wird. Von dem nicht dargestellten Antrieb wird über die Antriebswelle 4 und die Kegelradpaarung 5, 6 die Drehbewegung auf das Ritzel 7 übertragen, von dem das Stirnrad 8 über die Kurbel 9 angetrieben wird. Die Kurbel 9 übernimmt mit ihrer gesamten Masse MA den Massenausgleich. Über einen Zapfen 10, mit dem ein Ritzel 11a fest verbunden ist und daß auf einem innenverzahnten, die Kurbel 9 umgebenden Zahnrad 11 abwälzt, ist mit der Kurbel 9 die Koppel 12 verbunden, die durch entsprechende Überlagerung der Drehbewegungen eine der Kurbel entgegengesetzte Drehbewegung erhält. Die Koppel 12 wiederum ist bei 13 mit dem Schieber 3 verbunden.

[0013] In Figur 1 ist mit SWG der Schwerpunkt des Walzgerüstes WG angedeutet, der vom Angriffspunkt SAG der Fliehkraft der Kurbelmasse MA um den Betrag a vertikal beabstandet ist. Die im Schwerpunkt SWG des Walzgerüstes angreifende Trägheitskraft ist bei richtiger Auslegung des Systems zwar gleich der im Angriffspunkt SAG angreifenden Fliehkraft der Kurbelmasse MA, doch weil die Kräfte nicht auf einer Wirkungslinie liegen, ergibt sich ein Massenmoment. Um dieses Massenmoment auszugleichen, wurde erfindungsgemäß die zusätzliche Masse MZ vorgesehen, die am Schieber 3 an einem Arm 14 angesetzt ist. Der Schwerpunkt dieser zusätzlichen Masse MZ ist vom Angriffspunkt der Fliehkraft der Massen MA in vertikaler Ebene, wie mit b angedeutet, beabstandet, wobei das Produkt aus der Trägheitskraft zum Beschleunigen der Masse MZ und dem vertikalen Abstand b zwischen den Punkten SAG und SM gleich dem auszugleichenden Massenmoment ist.

[0014] In Figur 2 ist abweichend von Figur 1 das Walzgerüst WG oberhalb der zusätzlichen Masse MZ auf dem Schieber 3 angeordnet. Die Koppel 12 greift dabei in den verlängerten Teil des Schiebers 3 ein und nimmt dadurch das Walzgerüst WG und die zusätzliche Masse MZ mit.

[0015] Figur 3 unterscheidet sich von der Darstellung in Figur 2 dadurch, daß der Schieber 3 verkürzt ist und die Verbindung zwischen dem Schieber 3 und der Koppel 12 durch eine Verbindungsstange 15 hergestellt ist, die an beiden Enden gelenkig mit den jeweiligen Bauteilen verbunden ist.

Ansprüche

1. Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit Massen- und Momentenausgleich, bei dem die angetriebene, um eine vertikale Achse drehende Kurbel über eine Koppel mit dem in einem Schieber horizontal geführten Walzgerüst verbunden ist und die Koppel mit ihrer Gesamtmasse den Momentenausgleich und die Kurbel mit ihrer Gesamtmasse den Massenausgleich übernimmt,
gekennzeichnet durch eine zusätzliche Masse Mz, die synchron mit dem Walzgerüst parallel dazu hin- und herbewegbar ist und deren Schwerpunkt (SM) tiefer liegt, als der virtuelle Angriffspunkt (SAG) der Fliehkraft der Kurbelausgleichsmasse (MA), wobei das Produkt aus der Trägheitskraft zum Beschleunigen der Masse (MZ) und dem vertikalen Abstand (b) zwischen dem Schwerpunkt (SM) und der Masse (MZ) und dem Angriffspunkt (SAG) der Fliehkraft der Masse (MA) dem auszugleichenden Massenmoment aus dem Produkt der im Walzgerüstschwerpunkt (SAG) angreifenden Trägheitskraft und ihrem vertikalen Abstand (a) zum Angriffspunkt (SAG) der Fliehkraft entspricht.

2. Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Masse (MZ) unter dem in Bewegungsrichtung des Walzgerüstes verlängerten Schieber (3) an demselben angeordnet ist.

3. Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Masse (MZ) unmittelbar unterhalb des Walzgerüstes (WG) vorgesehen ist und das Walzgerüst (WG) auf dem in Bewegungsrichtung verlängerten Schieber (3) angeordnet ist.

4. Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Schieber (3) und Koppel (12) eine Verbindungsstange (15) vorgesehen ist.

Zeichnung