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Walzmaschine für walzbares Material
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gegensinnig angetriebener Walzen unddigkeit laufen, die zur Umfangsgeschwindigkeit der Walzen im gleichen Verhältnis steht wie die Dicke des Teigstückes nach der Walzung zur Dicke des Teigstückes vor der Walzung, da sich die Dickenverminderung in einer entsprechenden Längenvergrösserung auswirkt.
Das Kettengetriebe 26, 27, 28, 29 mit deu Freilaufkupplungen 30,31 dient zum Antrieb des jeweils auf
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z. B. die Walze 2 im Uhrzeigersinn (Fig. 1). so arbeitet nur die Freilaufkupplung 30.
Die Aufgabe, das jeweils auf der Einlaufseite des Walzspaltes gelegene Transportband mit der im oben erwähnten Verhältnis reduzierten Geschwindigkeit anzutreiben, ist schwierig zu lösen, wenn die Grösse der sukzessiven Walzspaltverminderungen nicht zum vornherein festgestellt, sondern bei jedem Walzschritt frei wählbar sein soll. Es scheint vorerst, dass hiezu es unumgänglich notwendig ist, bei jeder Oberwalzenzustellung den Quotienten aus "Walzspaltgrösse nach der Zustellung' durch "Walzspaltgrösse vor der Zustellung" zu bilden und den Quotient irgendwie zur Steuerung des Antriebes des auf der Walzspalteinlaufseite gelegenen Transportbandes heranzuziehen, was auch bedingen würde, dass die "Walz- spaltgrösse vor der Zustellung' in einem "Gedächmis" behalten werden müsste, bis die "Walzspaltgrösse nach der Zustellung" überhaupt festgelegt ist.
Doch wäre die Aufgabe auf diesem Wege vielleicht überhaupt nicht zu lösen, oder nur unter Zuhilfenahme von xehr komplizierten Rechengeräten.
Damit ist das Problem beleuchtet, das mit vorliegender Erfindung einer Lösung, u. zw. einer sowohl in der Theorie als in der praktischen Verwirdichung verblüfend einfachen Lösung zugeführt worden ist.
Diese Lösung basiert auf folgenden Überlegungen ;
Wenn von einer anfänglichen Walzspaltgrösse Wo ausgegangen wird, kann jede andere Walztpaltgrd- sse Wx wie folgt ausgedrückt werden :
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wobei a eine bestimmte Zahl ist, die im folgenden "Einheitsübensetzungswechältnis" oder auch "Einheits- regulierverhältnis"genannt wird, je nachdem, ob im engeren Sinne daran gedacht wird, das gesuchte Verhältnis durch Verwendung eines Veriators (oder eventuell eines Stufen getriebes) oder im weiteren Sinne durch Verwendung irgendeines drehzahlregullerbafen Antriebsaggregates zu erzielen.
In unserem Beispiel ist a = 0. 87 gewählt.
Um die Erklärungen einfach zu gestalten, sei ein vollständiges numerisches Beispiel gewählt, u. zw.
1, = 50 mm und Uo (Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 1 und 2)'= 50 m/min.
Es ist dann
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<tb>
<tb> für <SEP> W <SEP> = <SEP>
<tb> x <SEP> = <SEP> 2, <SEP> x <SEP> = <SEP> (mm) <SEP>
<tb> Xo=0 <SEP> 1 <SEP> W <SEP> 50
<tb> xl <SEP> = <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 87 <SEP> 43, <SEP> 5 <SEP>
<tb> x2 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> 0,757 <SEP> 37,8
<tb> X3 <SEP> = <SEP> 3 <SEP> 0. <SEP> 659 <SEP> 32, <SEP> 9 <SEP>
<tb> x <SEP> =4 <SEP> 0,572 <SEP> 28,05
<tb> x <SEP> = <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 498 <SEP> 24, <SEP> 9 <SEP>
<tb> x6= <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 434 <SEP> 21.
<SEP> 65 <SEP>
<tb> x= <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 377 <SEP> 18, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Xs <SEP> = <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 328 <SEP> 16, <SEP> 4 <SEP>
<tb> x <SEP> = <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 285 <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Wird das Teigstück in einem einzigen Durchgang von Wo = 50 auf Wg = 16,4 reduziert, so hat U = Umfangsgeschwindigkeit des auf der Einlaufseite des Walzspaltes befindlichen Transportbandes zu betragen :
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und im -zweiten Schritt
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zu betragen.
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z.einem zweiten Schritt von 43, 5 auf 32, 9 mm und in einem dritten Schritt von 32,9 auf 16, 7 mm herabgewalzt, so hätte U im ersten Schritt
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im zweites Schritt
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im dritten Schritt
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zu betragen.
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oder
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auf eine Addition oder eine Subtraktion von Beträgen zurückgeführt.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist zur Erzielung der reduzierten Umfangsgeschwindigkeit U ausgehend von der Umfangsgeschwindigkeit Uo der Walzen 2,3 einen stufenlosen Variator auf, u. zw. wurdelediglich zur Erleichterung des Verständnisses - ein Reibradgetriebe gewählt, das ein auf der Welle 17 festsitzendes Reibrad 32, dessen Aussendurchmesse ? demjenigen der Walze 2 gleich ist, und ein Reibrad 33 aufweist, das auf einer zur Welle 17 senkrecht stehenden Vierkantwelle 34 längsverschiebbar ist und dessen Aussendurchmesser demjenigen der Bandantriebsrollen 22,23 gleich ist.
Vom Reibrad 33 wird das Antriebsdrehmoment durch die Welle 34, ein Kugelradpaar 35 mit einem Übersetzungsverhältnis von l ; l, eine Welle 36, ein Kettengetriebe 37, 38,39, 40 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 und durch die beiden elektromagnetischen Kupplungen 41,42 auf die Bandantriebsrollen 22, 23 übertragen. Die zuge- hörigen Schalter sind mit dem Wendeschalter des Antriebsmotors 16 gekuppelt. Die zur Rolle 22 und zum Band 20 gehörende Kupplung 41 arbeitet, wenn die Walze 2 im Uhrzeigersinn dreht, während die zur Rolle 23 und zum Band 21 gehörende Kupplung 42 arbeitet, wenn die Walze 2 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.
Aus obigem ergibt sich, dass, wenn das Reibrad 33 sich in der gezeigten Lage befindet, nämlich an der Peripherie des Reibrades 32 anliegt, das Übersetzungsverhältnis ag = 1 beträgt.
Zur Verstellung des Reibrades 33 gegen das Zentrum des Reibrades 32 entgegen dem Widerstand einer
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43sowie eine mit einer Rolle 46 diese Nockenkurve abfühlende, in einem feststehenden Lager 47 in vertikaler (also zur Welle 34 paralleler) Richtung verschiebbare und mit einer Gabel in eine Ringnut des Reibra-
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des 33 eingreifende Verstellstange 48.
Wie unten gezeigt wird, ist die Form der Nockenkurve 45 lediglich von der Verstellcharakteristik des im Einzelfalle verwendeten Variators abhängig ; demzufolge kann bei entsprechender Bestimmung der Form dieser Nockenkurve 45 jeder, handelsübliche Variator verwendet werden, dessen Übersetzungsverhältnis in einem genügend grossen Bereich verändert werden kann und im gaizen Bereich ein genügend grosses Drehmoment zu übertragen in der Lage ist.
Das Regulierorgan 44 ist beim gezeigten Beispiel als Kulisse ausgebildet, die zwei Längsschlitze, 49 hat, mittels welcher sie auf den feststehenden Führungsbolzen 50,51 in ihrer horizontalen Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Auf dem Führungsbolzen 51 ist auch ein Nockenfühlorgan 52 mittels seines Schlitzes 53 in derselben Richtung geführt ; dieses Organ hat in der Verlängerung des Schlitzes 53 einen zweiten Schlitz 54, mittels welchem es auf der Hebelspannschraube 55 geführt ist, die in ein Gewinde-
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Ende seines Armes 52a das Profil einer auf der Verstel1weUe 12 festsitzenden Nockenscheibe 56 ab. Die Hebelspannschraube 55 dient in erster Linie als Kupplungsglied zum lösbaren Zusammenkuppeln der Organe 44, 52.
Ist diese Kupplung im Eingriff und wird das Organ 52 samt dem Organ 44 durch die Nockenscheibe 56 nach rechts verschoben, so wird mittels derNockenkurve 45 und der Verstellstange 48 das Reibrad 33 angehoben, also das Übersetzungsverhältnis des Variator 32, 33 verkleinert. Wird die durch die Hebelspannschraube 55 gebildete Kupplung daraufhin gelöst, so führt eine amRegulierorgan 44angreifen.de Feder 57 dieses Organ, und mit ihm das Reibrad 33, in seine gezeigte, dem Übersetzungsverhältnis U ! Uo = 1 entsprechende Nullage zurück, in welcher eine Schulter 44a dieses Organes 44 an einem feststehenden Anschlag 58 anliegt.
Das Profil 59 der höchst wichtigen, zur Verstellung desRegulierorganes 44 dienenden Nockenkurve 56 ist unter Zugrundelegung der weiter oben dargelegten Erkenntnisse und unter Einbeziehung der Tatsache festgelegt, dass in den Mechanismus zur Verstellung der Oberwalze 3 das Kurbelgetriebe 6,7 einbezogen ist.
Diese Nockenkurve 56 (bzw. ihr Profil 59) ist so ausgebildet, dass sie zur Verstellung des Regulierorganes 44 aus der Nullage (dieses Organ wird vor jeder neuenOberwalzenzustellung dadurch in die Nullage
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tritt), um sukzessive gleiche Teilungen (die in Fig. 2 als Radiusteilungen der Kreise 60 und als Längstelungen der Kurve 45 des Regulierorganes 44 erscheinen) selbst von einer beliebigen Lage (in der Zeichnung die Lage Nr. 2, weil vorausgesetzt wird, dass bereits einmal mit der um eine Einheitsteilung von 50 auf 43,5 m zugestellten Oberwalze gewalzt worden ist) aus um Wegabschnitte (im Beispiel um Drehwinkel) bewegt werden muss, von denen jeder von dem Produkt aus der Grösse des vorhergehenden Wegabschnittes mal dem Einheitsregulierverhältnis abhängt.
Im gezeigten Beispiel ist die Nockenkurve 59 mit der Betriebsgrösse"Walzspalt"durch das Kurbelgetriebe 6,7 in eine vorbestimmte Beziehung gesetzt ; der Beziehungswert, welcher der jeweiligen Nocken-
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32,33) durch die Wegverschiebung desRegulierorganes 44 aus seiner Nullage durch die Nockenkurve 59 in demselben Verhältnis reduziert wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt sich der Umstand, dass die Kurbelbeziehungswerte im Produkt auch als Faktor erscheinen, dahin aus, dass bei nach einer geometrischen Reihe abnehmenden Werten der Betriebsgrösse"Walzspalt"die KurbelbEZiehungswerte zunehmen, die Nockenkurve 59 also weniger stark ansteigt, als dies der Fall wäre, wenn an Stelle des Kurbeltriebesz. B. ein Zahnstangengetriebe verwendet würde.
Praktisch ist die Bestimmung der Nockenkurve sehr einfach. Wenn bei 61 (Fig. 2) die iinangenomme- nen Einheitsverhältnis 0,87 abnehmenden Werte der Betriebsgrösse "Walzspalt" aufgezeichnet werden, können die entsprechenden Lagen des Kurbelarms 7 aufgezeichnet werden. Es können dann die Kurbel-
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des Kettengetriebes 9, 10, 11 multipliziert, vom Ausgangsradius der Nocksnkurve 59 ausgehend, als Winkel ss aufgetragen werden. Die Schnittpunkte der Kreise 60 mit dem wandernden Schenkel der zugehörigen Winkel ss ergeben die einzelnen Punkte des Nockenprofils.
Auch die Bestimmung des Profils der Hubkurve 45 der Regulier- bzw Variatorverstellorgane 44 ist sehr einfach : Über dem Punkt o dieser Hubkurve wird die Verstellcharakteristik 63 des verwendeten Variators eingezeichnet, u. zw. so, dass der dem Regulier- bzw. Übersetzungsverhältnis 1 zugeordnete Punkt der Charakteristik mit dem Nullpunkt der Nockenkurve 45 zusammenfällt und die Abszissenachse, über welcher die Umfangsgeschwindigkeit oder die Drehzahl der Ausgangswelle 34 des Variators aufgetragen sind, zur Verschiebungsrichtung des Organes 44 parallel verläuft.
Auf dieser Abszissenachse werden die
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Punkte 64 markiert, welche die den einzelnen Walzspaltwerten entsprechenden Werte der Umfangsge- schwindigkeit U, der Drehzahl n bzw. des Übersetzungsverhältnisses i angeben. Es kann dann, wie für die Punkte 64 Nr. 1 und Nr. 8 gezeigt, eine zur Ordinatenachse parallele Linie 65 zur Charakteristik 63 und anschliessend vom Schnitt dieser Linie mit der Charakteristik ausgehend eine zur Abszissenachse parallele Linie 66 gezogen werden. Der Schnittpunkt dieser Linie 66 mit der vom zugehörigen Teilungspunkt 67 nach oben gezogenen Linie 68 ergibt den zugehörigen Punkt der Hubkurve 45 des Regulier-bzw. Vari- atorverstellorganes.
Dank dieser Nockenkurve 45 des zum Variator gehörenden Regufier- bzw. Verstellorganes ist erreicht, dass bei Verstellung dieses Organes um 1, 2, $.... n gleiche Einheitsteilungen aus einer (dem Regulier- bzw. Übersetzungsverhälmis 1 : 1 entsprechenden) Nullage, das Regulier- bzw. Übersetzungsver- hältnis gleich der 1., 2., S., ... n. Potenz der vorbestimmten Regulier-bzw. Übersetzungsverhältnis- einheit a ist.
Bei dem nur der Einfachheit der Darstellung halber gewählten Reibradgetriebe 32, 33 ist die Verstellcharakteristik 63 eine Gerade. Aus der eben erfolgten Beschreibung der Konstruktion der Nockenkurve 45
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Verstellcharakteristiktriebsaggregat mit stetig ansteigenderverstellcharakteristik (und genügend grossem Drehzahlbereich) verwendet werden. Es müsste dam lediglich die Verstellcharakteristik dieses Aggregates bei 63 eingesetzt werden. Als Beispiele hiefür seien erwähnt : elektrische Regel- und Reversierantriebe, z.
B. solche in Leonardschaltung, sowie hydraulische Antriebe (darunter solche mit einem zwischen einer Pumpe und einem Flüssigkeitsmotor eingeschaltetem und mit dem Regulierorgan 44 zu steuernden Mengenreguliervertil, solche mit einer durch das Regulierorgan 44 zu steuernden Taumelscheibenpumpe und solche mit einem durch das Regulierorgan zu steuernden Taumeischeibenflüssigkeitsmotor).
Zurückkommend auf das dargestellte Ausführungsbeispiel soll gezeigt werden, dass und wie die bei der Darlegung des Erfindungsgedankens angeführten Abwalzbeispiele durchgeführt werden können.
Beispiel l : Abwälzung von 50 auf 16,4 mm.
Durch entsprechende Verstellung des Handrades 13, also Verkleinerung des Walzspaltes direkt von 50 auf 16,4 mm, wird auch die Nockenscheibe 56 um acht Drehwinkelabschnitte gedreht und das Nockenfühlorgan 52 samt dem Regulierorgan 44 um acht Einheitsteilungen nach rechts bewegt, was gemäss Ver- stellcharaktoristik 63 auch eine Verminderung des Antriebsverhälmisses- von 1 auf a8 = 0, 328 bewirkt.
Beispiel 2 : Abwälzung von 50 auf 37, 8 mm, dann von 37, 8 auf 16, 4 mm.
Im ersten Schritt werden ähnlich wie oben die Organe 52, 44 zusammen von der Nullage aus um zwei Einheitsteilungen nach rechts verschoben, wodurch nach Verstellcharakteristik 63 das Antriebsverhältnis von 1 auf a2 = 0, 757 reduziert wird.
Im zweiten Schritt, nach Lösen und Wiederanziehen der Kupplungsspannschraube 55, also nach Rückführung des Regullerorganes 44 in die Nullage wird das Nockenfühlorgan 52 bei der Zustellung der Oberwalze von 37,8 auf 16, 4 mm um sechs Einheitsteilungen von der Lage 2 in die Lage 8 und das angekup-
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Lage 0Im zweiten Schritt wird das Fühlorgan 52 um zwei Einheitsteilungen von der Lage 1 in die Lage 3 und das Regulierorgan 44 um gleich viele Einheitsteilungen von der Lage 0 in die Lage 2 verschoben, das Regulierverhältnis also von 1 auf
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vermindert.
Im dritten Schritt wird das Fühlorgan 52 um fünf Einheitsteilungen von der Lage 3 in die Lage 8 und das Regulierverhältnis um gleich viele Einheitsteilungen von der Lage 0 in die Lage 5 verschoben, das Re-
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! : alm vnn"f MtfWenn ein stufenlos regulierbares Antriebsaggregat verwendet wird, können auch beliebige Zwischenwerte des Walzspaltes eingestellt werden, denn die mathematische Gleichung aisy. aZ = aY auf wel- cher das Funktionsprinzip der ganzen Einrichtung beruht, gilt bekanntlich auch, wenn y und z keine ganzen Zahlen sind.
Wenn auf die Einstellung von Zwischenwerten des Walzspaltes verzichtet wird, könnte an Stelle von
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die für die sukzessiven Walzverminderungen in geometrischer Reihe geltenden Übersetzungsverhältnisse aufzuweisen hätten.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel muss zur Erzielung eines dem jeweiligen Abwalzgrad entspre- chenden Antriebsverhältnisses für das auf der Einlaufseite gelegene Transportband vor jeder neuenZustel- lung der Oberwalze die Kupplungsspannschraube 55 gelöst und nach Rückkehr des Regulierorganes wieder angezogen werden. Es versteht sich aber, dass bei praktischen Ausführungen dieses vorübergehende Entkup- peln selbsttätig erfolgen kann. Meistens wird das Handrad 13 mit einem Arretierglied versehen sein, das unter Überwindung des Widerstandes einer Feder od. dgl. ausser Wirkung gebracht werden kann. Ist z.
B. die Kupplung zwischen den Organen 44,52 (die natürlich, anstatt verschiebbar, um. eine gemeinsame
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elektromagnetischen Kupplung unterbrechen, um es der Feder 57 zu ermöglichen, das Regulierorgan in seine Nullage zurückzubringen.
Auf weitere konstruktive Einzelheiten wird hier absichtlich nicht eingegangen, da diese offensichtlich frei gestaltet werden können. Unter anderem liegt es auf der Hand, dass Vorkehrungen getroffen werden können, die es ermöglichen, dass nach einem vorbestimmten Walzprogramm gearbeitet werden ka11 ! l.
Bei der zeichnerischen Darstellung wurde in erster Linie auf grösstmögliche Klarheit Gewicht gelegt.
Bisher war nur von der Anwendung der Einrichtung an einer Teigauswallmaschine die Rede. Es versteht sich aber, dass die Einrichtung überall da angewendet werden kann, wo die Voraussetzungen für ihren nützlichen Einsatz vorliegen. Als Beispiele seien erwähnt :
Ein Blechbandwalzwerk mit Haspeleinrichtungen, die in ähnlicher Weise mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben wären wie das jeweils auf der Einlaufseite des Walzspaltes gelegene Teigtrans- portband der Teigauswallmaschine.
Ein kontinuierliches Walzwerk, bei dem die jeweils einem letzten Walzgerüst vorgeschalteten Walzgerüste mit entsprechend herabgesetzter Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben waren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Walzmaschine für walzbares Material, insbesondere Teigband, mit einem Paar gegensinnig angetriebener Walzen und einer auf der Einlauf- sowie auf der Auslaufseite angeordneter Fördereinrichtung, die mit dem Walzenanrieb beispielsweise über ein Getrieb8 in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Walzenanstellvorrichtung eine Nockenscheibe (56) od. dgl. verbunden ist, welche mit Hilfe eines Kurvenelementes (44) od. dgl. über ein Gestänge, einen Schieber od. dgl. ein in Abhängigkeit von der jeweiligen Walzspaltvermindenmg das Verhältnis der Arbeitsgeschwind. gkeit der ein- laufseitigen Fördereinrichtung zur Umfangsgeschwindigkeit der Walzen bestimmendes Aggregat steuert..