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Mehrdornringwalzwerk Die Erfindung betrifft ein Ringwalzwerk zum Auswalzen
nahtloser Ringe aus gelochten Blöcken, Scheiben od. dgl.
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Bei derartigen Ringwalzwerken ist ein Walztisch exzentrisch zu einer
angetriebenen Profilwalze drehbar. Auf dem Walztisch sind mehrere Walzdorne angebracht,
die als Vorwalzdorne oder als Fertigwalzdorne ausgebildet und einjustiert sein können.
Infolge der Exzentrizität zwischen Profilwalze und Walztisch ändert sich beim Umlauf
des Walztisches der Abstand zwischen `'Falzdorn und Profilwalze ständig. Bei der
Annäherung des Walzdorns an die Profilwalze kommt der den Walzdorn umgebende Ringrohling
an Dorn und Walze zur Anlage und unterliegt beim Weiterdrehen des Walztisches einem
Walzprozeß, bis sich der Abstand zwischen Dorn und Walze wieder zu vergrößern beginnt.
Je nach der gewünschten Abwalzung kann der Ring .die Walzzone einmal oder unter
Einwirkung verschiedener Walzdorne mehrmals passieren.
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Die bekannten Walzwerke dieser Art erfordern fol-O>ende Bedienungsoperationen:
Steuern der Walztischbewegung, Aufbringen des Rohlings, Abnehmen des fertig gewalzten
Ringes und gegebenenfalls Umsetzen des Ringes von dem Vorwalzdorn auf den nächsten
Vorwalzdorn oder den Fertigwalzdorn. Diese Arbeitsweise erfordert einen erheblichen
Aufwand an körperlich hoch beanspruchtem Bedienungspersonal, beschränkt die Leistung
des Walzwerks durch die physische Leistungsfähigkeit der Bedienenden und verhindert
die Ausführung zeitlich genau gleicher Arbeitstakte- Dieser Umstand ist deshalb
besonders nachteilig, weil dem Ringwalzwerk andere Einrichtungen, wie Pressen zum
Stauchen und Lochen der Blöcke, Ofen, Weiterverarbeitungsmaschinen (d. dgl. zugeordnet
sind, deren Arbeitsrhythmus durch eine ungleichmäßige Ausbringung des Ringwalzwerks
gestört wird.
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Es ist ein Mehrdornringwalzwerk mit beidseitig des Werkstücks gelagerten,
in axialer Richtung verschiebbaren Walzdornen bekannt geworden, bei dem die fertig
gewalzten Ringe durch einen Abstreifer Selbsttätig vom Walztisch entfernt werden.
Die Bedienung des Walzwerks wird hierdurch trotz des hohen baulichen Aufwands nur
unwesentlich erleichtert, weil die Schwierigkeiten bei der Steuerung des eigentlichen
Walzvorgangs durch diese Bauart nicht behoben werden.
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Bei nicht dem Walzen von Ringen dienenden Bearbeitungsmaschinen gehört
es zum Stand der Technik, zum selbsttätigen Werkstücktransport periodisch weitergeschaltete
Rundtische od. dgl. zu verwenden. Diese Rundtische, die eine reine Transportfunktion
ausüben und deren Bewegung in Abhängigkeit von selbsttätigen Bearbeitungswerkzeugen
gesteuert wird, sind für Mehrdornringwalzwerke nicht geeignet. Die Walztischdrehung
dieser Maschinen bewirkt nämlich nicht nur den Werkstücktransport, sondern auch
noch die Zustellung der Walzdorne, so daß ein ganz bestimmter, durch die Technologie
des Walzprozesses bedingter Bewegungsverlauf erforderlich ist.
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Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemäße Ringwalzwerk eine hohe,
vonmenschlicherLeistungsfähigkeit unabhängige Ausbringung in genau gleichen Arbeitstakten
und schafft damit die Voraussetzungen für eine Automatisierung der gesamten Ringherstellung
mit geringem Aufwand an Antriebs- und Stenermitteln. Darüber hinaus führt es zu
einer weiteren Steigerung der Wirtschaftlichkeit durch Einsparung von Personalkosten.
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Erreicht wird dies dadurch, daß die Drehung des Walztisches um den
zwischen zwei benachbarten Walzdornen liegenden Zentriwinkel in Abhängigkeit vom
zurückgelegten Winkelweg selbsttätig so steuerbar ist, daß die Winkelgeschwindigkeit
des Walztisches zu Beginn des Leerwegs jedes mit einem Werkstück beladenen Walzdorns
auf einen Größtwert gebracht, während des Walzvorgangs verringert und am Ende des
Walzvorgangs vorübergehend auf dem Wert Null oder einem stillstandsähnlichen Kleinstwert
gehalten wird.
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Um diesen Geschwindigkeitsverlauf der Walztischdrehung mit einfachen
Mitteln zu erreichen, schlägt die Erfindung weiter vor, eine in fester Abhängig-]zeit
von der Walztischdrehung bewegte Steuerkurve zur Veränderung der Winkelgeschwindigkeit
des drehbaren Walztisches zu verwenden.
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Mach einem weiteren Vorschlag soll die Steuerkurve für jede Drehbewegung
des Walztisches um den zwischen zwei benachbarten Walzdornen liegenden Zentriwinkel
eine Stillstandsstellung für den
Walztischantrieb aufweisen und
ein einstellbares Zeitrelais zur Wiederingangsetzung der Walztischdrehung vorgesehen
sein. Hierdurch ist mit geringem Aufwand die selbsttätige Aufeinanderfolge periodischer
Walztischdrehbewegungen ermöglicht, obwohl zum erleichterten Werkstückwechsel und
zum einwandfreien Kalibrieren der fertig gewalzten Ringe. nach jedem Arbeitszyklus
ein vollständiger Stillstand des Walztisches erfolgt.
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Um den selbsttätig genau gesteuerten Rhythmus der Walztischdrehung
als Steuerimpuls zur weitgehenden oder völligen Automatisierung der gesamten Ringherstellung
auszunutzen, soll erfindungsgemäß ein in Abhängigkeit von der Walztischdrehung angetriebener
Meisterschalter od. @dgl. zur Steuerung von dem Ringwalzwerk zugeordneten Einrichtungen,
wie Werkstückmanipuliereinrichtungen zum Be- und/ oder Entladen der Walzdorne, Stauch-
und Lochpresse, Ofen od. dgl., verwendet werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, für das Be-und/oder Entladen der
Walzdörne selbsttätige Werkstückmanipuliereinrichtungen zu verwenden, bei denen
außer der eigentlichen Greifbewegung eine Schwenkbewegung um eine senkrechte Achse
vollzogen wird. Wenn bei diesen nach der Erfindung die Sch.-,venkbe-,vegung in den
Bereich eines stillstehenden bzw. mit Kleinstgeschwindigkeit bewegten Walzdorns
und aus seinem Bereich von der Walztischdrehung ableitbar ist, sind eigene Antriebs-
und Steuermittel für diese Bewegung nicht erforderlich.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ringwalzwerks ist
in den Figuren schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht, Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, jedoch mit nach innen geschwenktem
Entladetisch, Fig. 3 bis 6 vereinfachte Draufsichten in verschiedenen Phasen des
Walzprozesses.
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Der Motor 1 treibt über das Vorgel.ege 2, 3 und die Kegelräder 4,
5- die mit senkrechter Welle im Maschinengestell 6 gelagerte Profilwalze 7. Exzentrisch
zur Profilwalze 7 ist der Walztisch 8 am Maschinengestell 6 drehbar gelagert. Am
Walztisch 8 ist ein Schneckenrad 9 befestigt, das mit einer Schnecke 10 im Eingriff
steht. Die Schnecke 10 wird vom Elektromotor 11 "über das Regelgetriebe 12, die
Vorgelegeräder 13, 14, 15 und die Schneckenwelle 16 angetrieben. Auf dem Walztisch
8 sind um 90° gegeneinander versetzt -#Valzdorne 17, 18, 19, 20 in radialen Schlitzen
21 der Walztischplatte 22 einstellbar befestigt und so eingestellt, daß die Walzdorne
17 und 19 mit größerem Abstand von der Walztischmitte als Vorwalzdorne, die Walzdorne
18 und 20 mit kleinerem Abstand von der Walztischmitte als Fertigwalzdorne fungieren.
Auf der Walztischplatte 22 sind Zentrierstücke 23, 24, 25, 26 angeordnet, deren
kreisförmige Zentrierlächen 27 zur Mitte des Walztisches bin offen sind, etwa zentrisch
zu .den Walzdornen liegen und im Durchmesser wenig größer sind als die vom zugeordneten
Walzdorn zu walzenden Ringdurchmesser.
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Auf der Senkrechten zur durch die Achsen von Profilwalze 7 und Walztisch
8 gehenden Ebene sind am Maschinengestell 6 einander gegenüberliegend die Beladestation
28 und die Entladestation 29 angeordnet. Diese Stationen bestehen jeweils aus einer
feststehenden Säule 30, einem mit Hilfe des Schneckenrades 31 bzw. 31' um die Säule
schwenkbaren Ladetisch 32 bzw. 32' und einem mit Hilfe der in den Zylindern 33.,
33' gleitenden Koibein 34 auf- und abbeweglichen Greifer 35. Die über der Bahn der
Walzdorne 17, 19 bzw. 18, 20 angeordneten Greifer sind in ihren Einzelheiten nicht
dargestellt und so gestaltet, daß der Greifer der Beladestation 28 zum Greifen eines
Ringrohlings, der Greifer der Entladestation 29 dagegen zum Greifen eines fertig
gewalzten Ringes geeignet ist. Das Schneckenrad 31 des Ladetisches 32 ist über die
Schnecke 36, und das Schneckenrad 31' des Entladetisches 32' ist über die Schnecke
36' und den Winkeltrieb 37 so mit der Schneckenwelle 16 für den Walztischantrieb
gekuppelt, daß sich der Ladetisch 32 und der Entladetisch 32' zweimal um ihre Säulen
30 drehen, wenn der Walztisch 8 eine Umdrehung macht, wobei Ladetisch und Entladetisch
stets in die gleiche Richtung zeigen.
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Die Übergabestation 38 ist am Maschinengestell 6 an der Stelle befestigt,
an welcher der Walztischumfang von der Profilwalze 7 am weitesten entfernt ist.
Die Übergabestation 38 besteht aus einem (im einzelnen nicht dargestellten) auf-
und abbeweglichen Greifer, ähnlich dem Entladegreifer 35 der Fig. 2, wobei der Greifer
jedoch so gestaltet ist, daß er vorgewalzte Ringe zu fassen vermag.
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Die Schneckenwalze 16 des Walztischantriebs treibt über ein Schneckengetriebe
39 eine Steuerscheibe 40 und eine Steuertrommel 41. Die Steuerscheibe 40 steuert
in beliebiger bekannter Weise, beispielsweise durch Steuernocken, die .einen Endschalter
42 betätigen, das Übersetzungsverhältnis des Regelgetriebes 12, beispielsweise eines
elektromotorisch verstellbaren Ölgetriebes, so, daß die Walzdorne 17, 18, 19, 20
die Stationen 28, 29, 38 mit einer vom Stillstand wenig abweichenden Kriechgeschwindigkeit
passieren, worauf der Walztisch 8 auf seine Höchstgeschwindigkeit beschleunigt und
kurz vor Beginn des Walzprozesses wieder so verzögert wird, daß der Walztisch am
Ende des Walzprozesses die Kriechgeschwindigkeit erreicht hat. Auf der Steuertrommel
41 sind Steuerkurven, Nockenbahnen od. dgl. 43, 44, 45, 46 angeordnet, die zur Betätigung
von Steuerschiebern, Endschaltern od. dgl. 47, 48, 49, 50 .dienen. Die Nockenbahn
43 steuert über den Steuerschieber 47 die Bewegung des Greifers der Beladestation
28 in der Weise, daß der Greifer bei Kriechgeschwindigkeit des Walztisches 8 einen
Ringrohling vom über den Walztisch geschwenktem Ladetisch 32 ,ergreift und anhebt,
ihn bei der nächsten Kriechbewegung, d. h. nach einer 90°-Schwenkung des Walztisches
8, über einen Vorwalzdorn 17 bzw. 19 absenkt, den Ring losläßt und darauf in .seine
Ausgangslage zurückkehrt. Die Nockenbahn 44 und der Steuerschierer 48 .dienen- zur
Steuerung des Greifers der Entladestation 29, derart, daß der Greifer bei
Kriechgeschwindigkeit des Walztisches einen Ring von einem Fertigwalzdorn 18 bzw.
20 abhebt und bei der nächsten Kriechbewegung des Walztisches, d. h. nach einer
-90°-Drehung, auf dem über den Walztisch geschwenkten Entladefisch 32' ablegt. Die
Nockenbahn 45 und der Steuerschieber 49 steuernden Greifer .der Übergabestation
38 so, daß der Greifer bei Kriechbewegung des Walztisches einen Ring von einem Vorwalzdorn
17 bzw." 19 abhebt und nach einer 90°-Drehung des Walztisches um einen Fertigwalzdorn
18 bzw. 20 ablegt. Die Steuerkurve 46 ,und der Steuerschieber 50 dienen dazu, dem
Ringwalzwerk zugeordnete Anlagen, wie z. B. eine Stauch- und Lochpresse, im Arbeitstakt
des Ringwalzwerks zu steuern.
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In den Fig.3 bis 6 sind die Teile des Ringwalzwerks nur schematisch
angedeutet. Der Walztisch 8 ist durch seine Mittellinien dargestellt. Die Walz-
Borne
wurden fortgelassen, doch sind ihre Bezugszahlen eingetragen, um die jeweilige Lage
der Walzdorne zu kennzeichnen. 51 sind rohe Ringe, 52 vorgewalzte Ringe und 53 fertig
gewalzte Ringe. Mit 54 ist eine selbsttätige Vorrichtung zum Abführen der fertigen
Ringe angedeutet.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Der Walztisch 8 wird
vom Elektromotor 11 über das Regelgetriebe 12 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
Dabei wird die Walztischgeschwindigkeit durch die Steuerscheibe 40 so gesteuert,
daß jeder der Walzdorne 17, 18, 19, 20 den geringsten Abstand von der Profilwalze
7 über eine Walztischdrehung von etwa 2° mit einer Kriechgeschwindigkeit passiert,
die sich vom Stillstand nur wenig unterscheidet. Hierauf wird der Walztisch auf
Höchstgeschwindigkeit beschleurnigt und bis kurz vor Beendigung des Leerweges auf
dieser Geschwindigkeit gehalten. Die anschließende Verringerung der Walztischgeschwindigkeit
dauert an, bis der nächste Walzdorn den Walzspalt erreicht hat und damit der Walztisch
erneut auf Kriechgeschwindigkeit geschaltet wird. Die Profilwalze 7 wird durch den
Motor 1 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn, jedoch mit gleichbleibender Geschwindigkeit
angetrieben.
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Bei Kriechgeschwindigkeit des Walztisches wird ein roher Ring 51 vom
Greifer der Beladestation 28 zentrisch zum Vorwalzdorn 17 auf dem Walztisch 8 abgelegt.
Der Ladetisch 32 ist währenddessen vom Walztisch fortgeschwenkt und wird mit einem
neuen rohen Ring 51' beladen. Der Entladetisch 32' der Entladestation 29 befindet
sich in dem über den Walztisch geschwenkten Zustand (Fig. 3).
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Bei der MVeiterdrehung des Walztisches, die nach Beendigung des Ladevorgangs
zunächst mit erhöhter Geschwindigkeit erfolgt, dreht sich der Ladetisch 32 über
den Walztisch, der Entladetisch 32' dreht sich nach außen. Kurz nach Beginn der
wieder verlangsamten Walztischdrehung kommt der rohe Ring 51 zur Anlage zwischen
dem Vorwalzdorn 17 und der Profilwalze 7. Bei der Weiterdrehung des Walztisches,
,die immer langsamer erfolgt, wird der Abstand zwischen Vorwalzdorn 17 und der Profilwalze
7 geringer, d. h. der Walzspalt enger, so daß der rohe Ring 51 vorgewalzt wird.
Die engste Stelle des Walzspaltes wird bei Kriechgeschwindigkeit des Walztisches
durchfahren, so daß eine intensive Durchwalzung des Ringes zum vorgewalzten Ring
52 erfolgt und der Greifer der Ladestation 28 den neuen rohen Ring 51' auf dem inzwischen
nach innen geschwenkten Ladetisch 32 ergreifen und anheben kann (Fig. 4). Die Vorgänge,
die inzwischen an den anderen Stationen ablaufen, werden später im entsprechenden
"Zusammenhang erläutert.
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Bei der Weiterdrehung des Walztisches mit dem bereits geschilderten
Geschwindigkeitsverlauf hat der vorgewalzte Ring 52 das Bestreben, mit seinen Stirnflächen
an den entsprechenden Gegenflächen der Profilwalze 7 zu haften und dadurch seine
Lage gegenüber dem Vorwalzdorn 17 zu ändern. Die Zentrierfläche 27 des Zentrierstücks
23 sorgt jedoch dafür, daß alle Ringe die gleiche Lage gegenüber dem Vorwalzdorn
einnehmen und damit später ohne Schwierigkeiten vom Greifer der Übergabestation
38 ergriffen werden können. Am Ende der beschriebenen Walztischdrehung befindet
sich der Vorwalzdorn 17 mit dem vorgewalzten Ring 52 unter dem inzwischen wieder
über den Walztisch geschwenkten Entladetisch 32' der Entladestation 29. Der Greifer
der Beladestation 28 senkt und öffnet sich über dem Vorwalz-Born 19, so daß dieser
Dorn mit dem neuen rohen Ring 51' beschickt wird. Der nach außen geschwenkte Ladetisch
32 wird mit einem weiteren rohen Ring 51" versehen (Fig. 5).
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Das Weiterdrehen des Walztisches bewirkt das Vorwalzen des rohen Ringes
51' zum vorgewalzten Ring 52' zwischen der Profilwalze 7 und dem Vorwalzdorn 19
in der bereits geschilderten Weise. Am Ende dieser Waiztischdrehung wird der vorgewalzte
Ring 52 vom Greifer der Übergabestation 38 ergriffen und vom Vorwalzdorn 17 abgehoben.
Der Greifer der Beladestation 28 ergreift den rohen Ring 51" auf dem inzwischen
wieder nach innen geschwenkten Ladetisch 32 und hebt ihn an. Der Entladetisch 32'
ist nach außen geschwenkt (Fig.6).
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Beim Weiterdrehen des Walztisches gelangt der V orwalzdorn 19 mit
dem vorgewalzten Ring 52' unter den wieder nach innen geschwenkten Entladetisch
32' und der Fertigwalzdorn 20 unter den Greifer der Übergabestation 38. Am Ende
der Walztischdrehung senkt und öffnet sich der Greifer der Übergabestation 38, so
daß der vorgewalzte Ring 52 um den Fertigwalzdorn 20 gelegt wird. Der Vorwalzdorn
17 wird durch Absenken und Öffnen des Greifers der Beladestation 28 mit dem
rohen Ring 51" beladen, während ein neuer Rohling auf den nach außen geschwenkten
Ladetisch 32 gebracht wird (Fig. 3).
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Am Ende der nächsten Walztischbewegung befindet sich der Fertigwalzdorn
20 mit dem rohen Ring 52 unter dem nach innen geschwenkten Ladetisch 32, auf dem
der Greifer den zuletzt aufgelegten rohen Ring aufnimmt, dessen Schicksal in der
Beschreibung nun nicht mehr weiterverfolgt wird. Der rohe Ring 51" wurde zum vorgewalzten
Ring 52". Der Greifer der Übergabestation 38 ergreift den vorgewalzten Ring 52'
und hebt ihn vom Vorwalzdorn 19 ab (Fig. 4).
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Bei der Weiterdrehung des Walztisches gerät der vorgewalzte Ring 52
in Berührung zwischen Profilwalze 7 und Fertigwalzdorn 20 und wird im sich verengenden
Walzspalt zum fertigen Ring 53 ausgewalzt. Am Ende dieses Vorgangs befindet sich
der Vorwalzdorn 17 mit dem vorgewalzten Ring 52" unter dem Entladetisch 32', der
Fertigwalzdorn 18 unter dem Greifer der Übergabestation 38, wo er mit dem vorgewalzten
Ring 52' beladen wird, und der Vorwalzdorn 19 wird durch den Greifer der Beladestation
28 beschickt (Fig. 5).
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Die Zentrierfläche 27 des Zentrierstücks 26 sorgt beim Weiterdrehen
des Walztisches dafür, daß sich der fertig gewalzte Ring so aus der Profilwalze
löst, daß er eine für den Greifer der Entladestation 29 günstige Lage zum Fertigwalzdorn
20 einnimmt. Am Ende der Walztischdrehung wird =der fertig gewalzte Ring 53 vom
Greifer 35 der Entladestation 29 ergriffen und angehoben (Fig. 6). Nach dem nächsten
Arbeitstakt wird er auf dem nach innen geschwenkten Entladetisch 32' abgelegt (Fig.
3) und nach einem weiteren Arbeitstakt durch die Ringabführvorrichtung 54 vom inzwischen
wieder nach außen geschwenkten Entladetisch 32' enltfernt (Fig. 4). Die Vorgänge
an den übrigen Stationen laufen inzwischen, wie beschrieben, ab, so daß bei jedem
zweiten Arbeitstakt ein fertiger Ring das Walzwerk verläßt.
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Ohne an der Erfindung etwas zu ändern, kann das Ringwalzwerk bei sinngemäßer
Abwandlung der Steuerung auch so verwendet werden, daß mit zwei oder vier gleich
eingestellten Walzdornen die Auswalzung des Ringes in einer Walzoperation erfolgt.
Auch kann in entsprechenden Fällen mit zwei nacheinarider
folgenden
Vorwalzoperationen und einer Fertigwalzoperation gearbeitet werden. In diesem Fall
bleibt die Stelle -des vierten Walzdorns auf.dem Walztisch unbesetzt. Es ist auch
ohne weiteres möglich, die Endphase des Walzprozesses und die Ladevorgänge nicht
bei einer Kriechgeschwindigkeit des Walztisches, sondern bei völligem Stillstand
auszuführen. In diesem Fall ist für die Steuerung der Walztischbewegung ein zusätzliches
Zeitrelais od. dgl. nötig, das nach der eingestellten Stillstandszeit die Walztischdrehung
wieder einleitet. Die Steuerung der Greiferbewegungen kann, ohne an der Erfindung
etwas zu ändern, naturgemäß auch so erfolgen, daß ein Teil der Bewegungen in die
Phase der schnelleren Walztischdrehung fällt.