[0001] Die Erfindung betrifft ein Kaltpilgerwalzwerk mit hin- und herbewegbarem Walzgerüst,
dessen Trägheitsmasse durch Gegenmassen ausgleichbar ist, die exzentrisch an dem Kurbeltrieb
angeordnet sind, der über Schubstangen mit dem Walzgerüst verbunden ist.
[0002] Durch die DE-AS 18 15 521 ist ein Pilgerschrittwalzwerk mit einem in einer Horizontalebene
hin- und herbewegten Walzgerüst bekannt geworden, dessen das Walzgerüst antreibende
Schubstangen an zwei Kurbeleinrichtungen angelenkt sind, die derartig gegenläufig
synchron angetrieben sind, daß sich ein Ausgleich der durch die schwingenden Massen
des Walzgerüstes hervorgerufenen Trägheitskräfte in einer durch die Walzgutachse gelegten
Ebene ergibt. Der bekannte Stand der Technik schlägt zum vollständigen Ausgleich der
durch die schwingenden Massen des Walzgerüstes hervorgerufenen Trägheitskräfte in
allen durch die Walzgutachse verlaufenden Ebenen komplementäre Massen vor, die derart
exzentrisch auf den beiden Kurbeleinrichtungen befestigt sind, daß ihre Projektionen
auf die Bewegungsebene des Walzgerüstes sich in jedem Augenblick eines vollständigen
Arbeitsspiel entgegengesetzt zur Bewegung des Walzgerüstes verschieben. Damit wird
eine Lösung für das dem Pilgerschrittwalzverfahren mit hin- und herbewegtem Walzgerüst
eigene Problem angeboten, das darin besteht, daß die Hin- und Herbewegung der tonnenschweren
Teile Trägheitskräfte hervorruft, die erhebliche mechanische Probleme bringen.
[0003] Die vorbekannte Lösung benötigt für den angestrebten vollständigen Ausgleich der
Trägheitskräfte zwei Schubstangen, die einen erheblichen konstruktiven Aufwand darstellen.
Weil die Zahnräder für die Kopplung der für den Trägheitskraftausgleich erforderlichen
Wellen die komplette Leistung zum Bewegen des Walzgerüstes übertragen müssen, sind
diese jeweils doppelt vorzusehen, weshalb der Lageraufwand ebenfalls steigt und eine
stabile Gehäusekonstruktion sehr teuer wird. Darüber hinaus ist eine Abstimmung der
beiden parallel angeordneten Schubkurbeln notwendig, um fertigungsbedingte Abweichungen
der kinematischen Abmessungen auszugleichen.
[0004] Ausgehend von dem vorbekannten Massenausgleich liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine einfache konstruktive und leicht zu montierende Konstruktion
für den Kurbeltrieb eines Kaltpilgerwalzwerkes mit rotierenden Massenausgleichsgewichten
anzubieten, bei der der Platzbedarf eingeschränkt wird und teure Fundamente vermieden
werden.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, 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 einer die Trägheitskräfte des Walzgerüstes
zur Hälfte ausgleichende Hauptmasse exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle angeordnet
ist und daß auf den beiden anderen Wellen zwei gleich große Zusatzmassen angeordnet
sind, die die andere Hälfte der Trägheitskräfte des Walzgerüstes ausgleichen, wobei
zum synchronen Umlauf der Wellen und deren Massen die Wellen über Stirnräder dergestalt
kämmend verbunden sind, daß die Zusatzmassen in entgegengesetzten Richtungen zur Hauptmasse
mit gleich großer Geschwindigkeit umlaufen und in den Totpunkten des Walzgerüstes
die Summe der dort wirksamen Haupt- und Zusatzmassen der Trägheitsmasse des Walzgerüstes
und der übrigen mit dem Walzgerüst bewegten Massen entsprechen.
[0006] Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Massenkräfte erster Ordnung in den Totpunkten
des Walzgerüstes restlos ausgeglichen werden. In der 90 Grad und 270 Grad Stellung,
in der keine Gerüstmassenkräfte auftreten, gleichen sich die rotierenden Gewichte
selbst aus. Auch alle Zwischenstellungen sind restlos ausgeglichen.
[0007] Nach einem weiteren günstigen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Ausgleich
von Massenkräften zweiter Ordnung zwei zusätzliche gleich große und mit doppelter
Geschwindigkeit und einander entgegengesetztem Drehsinn umlaufende Massen auf Wellen
angeordnet sind, die parallel zu den übrigen Wellen verlaufen und über Stirnräder
mit je einem der Stirnräder kämmen, die die Zusatzmassen antreiben.
[0008] Durch die Anordnung rotierender Massen, die die doppelte Drehzahl haben, ist auch
der Ausgleich der Massenkräfte zweiter Ordnung möglich. Die zusätzlich vorgesehenen
Massen sind halb so groß wie die ein Viertel der Gesamtmasse darstellenden Zusatzmassen,
wenn der Schwerpunktabstand der Zusatzmassen von den jeweiligen Drehachsen so groß
wie der Kurbelradius ist.
[0009] In einer günstigen konstruktiven Weiterbildung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß
die Wellen der Haupt- und Zusatzmassen in Bewegungsrichtung des Walzgerüstes hintereinander
angeordnet sind. Durch diese Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß auf dem Kurbelgehäuse
angeordnete Aggregate leichter zugänglich sind.
[0010] Wie weitere Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen beschreiben, können
die Wellen sowohl senkrecht als auch horizontal angeordnet sein, ohne daß die Vorteile
der Erfindung verlassen werden.
[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen grob vereinfacht und schematisch
dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- die Ansicht eines Kaltpilgerwalzwerkes der Erfindung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf das Kaltpilgerwalzwerk nach Fig. 1,
- Fig. 3,4
- die Draufsicht auf das Kaltpilgerwalzwerk nach Fig. 1 in zwei anderen Stellungen der
Schubkurbel,
- Fig. 5
- ein Kaltpilgerwalzwerk der Erfindung mit zusätzlichen Massen,
- Fig. 6
- eine Ansicht eines Kaltpilgerwalzwerkes nach der Erfindung mit Hintereinanderanordnung
der Wellen,
- Fig. 7
- eine Draufsicht auf ein Kaltpilgerwalzwerk in Null-Stellung gemäß Fig. 6,
- Fig. 8
- die Draufsicht auf ein Kaltpilgerwalzwerk mit horizontal angeordneten Kurbel- und
Ausgleichswellen,
- Fig. 9
- Ansicht des Kaltpilgerwalzwerkes nach Fig. 8.
[0012] In Fig. 1 ist mit 1 das Walzgerüst eines Kaltpilgerwalzwerkes bezeichnet, in dem
die Pilgerwalzen 2 aufgenommen werden. Das Walzgerüst 1 ist auf dem Rahmen 3 hin-
und herbewegbar, u.z. über die einerseits bei 4 am Walzgerüst und andererseits exzentrisch
am Kurbeltrieb bei 6 angelenkte Schubstange 5. Der Kurbeltrieb K wird von einem -
nicht dargestellten - Antriebsmotor angetrieben.
[0013] Die Trägheitsmassen des gesamten Walzgerüstes werden durch Gegenmassen A, B1 und
B2 ausgeglichen, die exzentrisch am Kurbeltrieb K angeordnet sind, Der Kurbeltrieb
läuft um vertikale Drehachsen um.
[0014] In Fig. 2 ist die Draufsicht des Kaltpilgerwalzwerkes nach Fig. 1 dargestellt. Die
mittlere Welle 7 des Kurbeltriebes K ist als Kurbelwelle ausgebildet, an deren Kurbelzapfen
bei 6 die Schubstange 5 angelenkt ist. Die Gegenmasse A ist um 180 Grad zum Anlenkpunkt
6 der Schubstange 5 versetzt; ihr Gewicht ist so groß, daß es die Hälfte der Trägheitskraft
des Walzgerüstes ausgleicht.
[0015] Parallel zur Welle 7 und beidseitig davon sind die Wellen 8 und 9 vorgesehen, auf
denen gleich große Zusatzmassen B1 und B2 angeordnet sind, die die andere Hälfte der
Trägheitskräfte des Walzgerüstes 1 ausgleichen, wobei der synchrone Umlauf der Wellen
7, 8, 9 durch auf den Wellen 7, 8, 9 angeordnete Stirnräder 10, 11, 12 gewährleistet
ist, welche miteinander kämmend verbunden sind. Die Zusatzmassen B1, B2 laufen in
entgegengesetzter Richtung zu der Hauptmasse A um, u.z. mit gleich großer Geschwindigkeit
und sind so angeordnet, daß in den Totpunkten des Walzgerüstes die Summe der dort
wirksamen Haupt- und Zusatzmassen A + B1 + B2 der Trägheitsmasse des Walzgerüstes
und der übrigen mit dem Walzgerüst bewegten Massen entsprechen.
[0016] In Fig. 3 ist das gleiche Kaltpilgerwalzwerk wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt,
jedoch in 90 Grad-Stellung des Walzgerüstes bzw. des Kurbeltriebes. In dieser Stellung
sind Massenkräfte aus dem Gerüst nicht vorhanden, die rotierenden Massen gleichen
sich selbst aus.
[0017] Fig. 4 zeigt die Stellung des Kaltpilgerwalzwerkes bzw. des Kurbeltriebes in 180
Grad-Stellung, auch hier gleichen die Gegenmassen A, B1 und B2 die Massenkraft restlos
aus, wie in der in Fig. 2 dargestellten Position.
[0018] In Fig. 5 ist in der Draufsicht ein Kaltpilterwalzwerk in Null-Stellung dargestellt,
bei dem auch die Massenkräfte zweiter Ordnung ausgeglichen werden. Zusätzlich zu den
Zusatzmassen B1 und B2 sind zwei weitere umlaufende Massen C1 und C2 vorgesehen, die
auf Wellen 13, 14 angeordnet sind, die parallel zu den Wellen 7, 8, 9 verlaufen. Die
zusätzlichen Massen C1 und C2 laufen mit doppelter Geschwindigkeit wie die Massen
A, B1 und B2 um und werden über Stirnräder 15, 16 in Bewegung versetzt, u.z. derart,
daß die Drehrichtungen der Massen C1 und C2 entgegengesetzt sind. Zu diesem Zweck
kämmt ein die Masse C2 treibendes Stirnrad 16 unmittelbar mit dem Stirnrad 12 der
Zusatzmasse B2 und ein die Masse C1 antreibendes Stirnrad 15 über ein die Drehrichtung
umkehrendes Zwischenrad 17 mit dem Stirnrad 10, welches die Zusatzmasse B1 bewegt.
[0019] Eine konstruktiv besonders günstige Ausführung des Kaltpilgerwalzwerkes der Erfindung
ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Gleiche Teile sind gleich beziffert. In diesem
Beispiel sind, wie sich auch aus Fig. 7, der Draufsicht auf das Kaltpilgerwalzwerk
nach Fig. 6, ergibt, die Kurbel- und Ausgleichswellen in Walzrichtung hintereinander
angeordnet. Bei dieser Lösung sind die auf dem Gehäuse des Kurbeltriebes K angeordneten
Aggregate leicht zugänglich.
[0020] Weitere günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Fig. 8 und 9 in Draufsicht
und Ansicht dargestellt, wobei im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Lösungen
zwei Schubstangen 5a, 5b beidseitig des Kurbeltriebes K angelenkt sind. Auch hier
lassen sich die gleichen Vorteile der Erfindung erzielen.
1. Kaltpilgerwalzwerk mit hin- und herbewegbarem Walzgerüst, dessen Trägheitsmasse durch
Gegenmassen ausgleichbar ist, die exzentrisch an dem Kurbeltrieb angeordnet sind,
der über Schubstangen mit dem Walzgerüst verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurbeltrieb (K) aus drei parallel zueinander und gleich beabstandet angeordneten
Wellen (7, 8, 9) besteht, von denen die mittlere als Kurbelwelle ausgebildete Welle
(7) über ihren Kurbelzapfen mit der das Walzgerüst (1) koppelnden Schubstange (5)
verbunden ist und auf deren Kurbel um 180 Grad zum Anlenkpunkt (6) der Schubstange
(5) versetzt eine die Trägheitskräfte des Walzgerüstes zur Hälfte ausgleichende Hauptmasse
(A) exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle angeordnet ist und daß auf den beiden
anderen Wellen (8, 9) zwei gleichgroße Zusatzmassen (B1, B2) angeordnet sind, die
die andere Hälfte der Trägheitskräfte des Walzgerüstes (1) ausgleichen, wobei zum
synchronen Umlauf der Wellen (7, 8, 9) und deren Massen (A, B1, B2) die Wellen (7,
8, 9) über Stirnräder (10, 11, 12) dergestalt miteinander kämmend verbunden sind,
daß die Zusatzmassen (B1, B2) in entgegengesetzten Richtungen zur Hauptmasse (A) mit
gleichgroßer Geschwindigkeit umlaufen und in den Totpunkten des Walzgerüstes (1) die
Summe der dort wirksamen Haupt- und Zusatzmassen (A, B1, B2) der Trägheitsmasse des
Walzgerüstes (1) und der übrigen mit dem Walzgerüst bewegten Massen entspricht.
2. Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Ausgleich von Massenkräften zweiter Ordnung zwei zusätzliche gleichgroße und
mit doppelter Geschwindigkeit und einander entgegengesetztem Drehsinn umlaufende Massen
(C1, C2) auf Wellen (13, 14) angeordnet sind, die parallel zu den übrigen Wellen (7,
8, 9) verlaufen und über Stirnräder (15, 16, 17) mit je einem der Stirnräder kämmen,
die die Zusatzmassen (B1, B2) antreiben.
3. Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellen (7, 8, 9) der Haupt- und Zusatzmassen (A, B1, B2) in Bewegungsrichtung
des Walzgerüstes (1) hintereinander angeordnet sind.
4. Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellen (7, 8, 9) senkrecht angeordnet sind.
5. Kaltpilgerwalzwerk nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellen (7, 8, 9) horizontal angeordnet sind.