DE2121126A1

DE2121126A1 - Treibapparat für Draht walz straße

Info

Publication number: DE2121126A1
Application number: DE19712121126
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing.; Thelen Hans; Grunwald Gerhard; 4100 Duisburg. P Krüner
Original assignee: Niederrheinische Hütte AG, 4100 Duisburg
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1972-11-16
Also published as: AU465892B2; JPS5234816B1; CA964086A; ZA722451B; FR2134600B1; SE368666B; FR2134600A1; LU65260A1; BE782670A; IT984596B; US3777964A; AU4125572A; NL7205647A; GB1368040A

Description

PATENTANWÄLTE DipUng. WERNER COHAUSZ . Dipl-Ing. WILHELM FLORACK. DipWng. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumqnnstraße 97

28. April 1971 2121

Anra.: Niederrheinische Hütte AG, 4l Duisburg, Wörthstraße

Treibapparat für Drahtwalzstraße

Die Erfindung betrifft einen Treibapparat für eine Drahtwalzstraße zum Beschleunigen bzw. Verzögern und zum Umlenken des durchlaufenden Drahtes, insbesondere aus der waagerechten in die senkrechte Richtung, mit einer rotierenden Treibscheibe und mit mitbewegten Gegenelementen, die zusammen mit einem dem Umlenkwinkel entsprechenden Teil des Umfanges der Treibscheibe die Führungsbahn für den Draht bilden. Derartige Treibapparate sind beispielsweise hinter einer waagerecht liegenden Wasserkühlstrecke angeordnet und lenken den Draht in eine senkrechte Führung zum Windungsleger hinein um.

Ein bekannter TReibapparat dieser Art ist der sogenannte Kettentreiber. Dieser weist eine große angetriebene Treibscheibe von 800 mm bis 1.000 mm Durchmesser auf, die am Unfeng mit einer umlaufenden Nut versehen ist. In einem Schwenkarm befindet sich darüber ein gefederter Bügel, in dem zwei kleinere Räder angeordnet sind. Um diese Räder ist eine Zahnkette gelegt. Wird der Schwenkarm heruntergeklappt, so legen sich die Glieder des unteren Trums der Kette über einen Winkelbereich von ungefähr 90° auf die große Treibscheibe. Es gibt Anwendungen, bei denen die Kette mit dem

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Rücken zum Draht läuft, aber auch solche, bei cfenen sie mit den Zähnen zum Draht hin eingebaut ist. Die Anpreßkraft der Kette an die Treibscheibe kann durch Verstellung einer Feder variiert werden. Beim Anstich schiebt sich der Draht zwischen Treibscheibe und Kette. Durch die Reibungskräfte zwischen Treibscheibe, Draht und Kette können die erforderlichen Kräfte fürdie Beschleunigung und Umlenkung des Drahtes aufgebracht werden.

Derartige Kettentreiber haben sich bei Drahtstraßen, die mit relativ geringen Walzgeschwindigkeiten arbeiten, durchaus bewährt, jedoch nimmt mit zunehmender Drahtgeschwindigkeit die Beanspruchung der Ketten sehr stark zu. Nach Erfahrungen, die in Drahtwalzwerken in aller Welt gemacht wurden, liegtfür derartige Kettentreiber die wirtschaftlich maximale Drahtgeschwindigkeit bei ca. 40 m/Sek. Bei einer weiteren Steigerung der Walzgesehwindigkeit vermindert sich die Haltbarkeit der Ketten in einem solchen Maße, daß häufig ein Kettenriß schon nach wenigen Betriebsstunden auftritt. Die Ketten sind relativ teuer, da sie aus hochwertigem Spezialstahl bestehen und nur von besonders erfahrenen Herstellern bezogen werden können. Weitere Kosten entstehen dadurch, daß bei jedem Kettariß ein Knüppel zu Schrott gefahren wird, sowie durch die Störungszeiten, die durch das Auswechseln der Kette und die Beseitigung des Schrotts bedingt sind.

Aufgrund cfer geschilderten Unzulänglichkeiten hat man nach einer Alternativlösung für den Kettentreiber gesucht und gelangte dabei zu einem Treibapparat, bei dem zwei rotierende Scheiben vorhanden sind. Die eine Scheibe hat am Umfang eine umlaufende Nut von rechteckigem Querschnitt. Die andere etwas größere Scheibe ist am Rand seitlich mit einem flanschartigen Ring versehen« Sie ist neben der kleineren Scheibe angeordnet und so zu ihr geneigt, daß die Innenfläche des flanschartigen Ringes die Umfangsfläche der kleineren Scheibe

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auf einem dem Umlenkwinkel - etwa 90° - entsprechenden Teil überdeckt. Zwischen der Umfangsflache der kleineren Scheibe und der Innenfläche des Ringes der größeren Scheibe wird ein Spalt von ca. 0,5 nun zugelassen. Bei dieser Konstruktion wird die Führung des Drahtes durch die Nut der kleineren Scheibe bewirkt, während die Beschleunigungsfunktion durch die größere Scheibe ausgeübt wird, und zwar so, daß durch die auftretenden Fliehkräfte im Draht ein inniger Kontakt zwischen dem Draht und der Innenfläche des Ringes entsteht, wobei der Draht durch Reibung mitgenommen wird. Mit gewissen Vorbehalten kann man sagen, daß bei dieser Konstruktion die kleinere Scheibe etwa der Treibscheibe des Kettentreibers entspricht, während der Ring der größeren Scheibe an die Stelle der Kette tritt.

Bei Versuchen zeigte es&ch, daß dieser sogenannte Fliehkraftoder Scheibentreiber seine Funktion erfüllte. Eine Steigerung der Walzgeschwindigkeit bis über 50 m/Sek. war möglich und führte unter Normalbedingungen zu keinen größeren Schwierigkeiten. Es stellte sich aber bald ein wesentlicher Nachteil beim Eintritt und Austritt des Drahtes in den bzw. aus dem Treibapparat durch entstehende Relativbewegungen in axialer Richtung der Scheiben heraus. Dadurch tritt an der Lauffläche auf der Innenseite des Ringes starker Verschleiß auf. Außerdem wird die geometrische Form der Nut der kleineren Scheibe in Mitleidenschaft gezogen. Sobald der Verschleiß ein gewisses Maß überschreitet, müssen die ganzen Scheiben ausgewechselt werden. Wegen der sehr kritischen geometrischen Verhältnisse der Konstruktion erwies es sich als unmöglich, die Scheiben wieder zu reparieren. Sie müssen daher nach jedem Einsatz verschrottet werden. Das ist in Anbetracht der erreichbaren Standzeiten, die auch durch Versuche mit den verschiedensten Materialien nicht entscheidend vergrößert werden konnten, wirtschaftlich nicht tragbar.

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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Treibapparat der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Nachteile des bisherigen Standes der Technik vermeidet und bei Drahtgeschwindigkeiten über 40 m/Sek., insbesondere über 50 m/Sek., eine hohe Standzeit erreicht.

Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß als Gegenelemente mehrere Rollen vorhanden sind. Die Anzahl der / ollen sollte möglichst hoch sein, damit die Zwischenräume zwischen den einzelnen Berührungspunkten der Rollen mit k der Treibscheibe so klein wie möglich sind, um ein Ausweichen des Drahtes, insbesondere beim Einfädeln, zu vermeiden. Andererseits darf die Anzahl der Rollen nicht zu hoch sein, weil sonst aus geometrischen Gründen der Rollendurchmesser zu klein gewählt werden muß, so daß bei den geforderten Umfangsgeschwindigkeiten sich Drehzahlen ergeben würden, die technisch nicht mehr zu bewältigen sind. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn bei einem Umlenkwinkel von ca. 90° sechs bis zehn Rollen vorhanden sind. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rollen federn gegen den Umfang der Treibscheibe gedrückt. Die Federkraft ist zweckmäßigerweise verstellbar und so groß zu wählen, daß die Höllen im Leerlauf hinreichend stark an die Treibscheibe angedrückt werden, so daß sie ohne eigenen Antrieb durch die Reibung in Umdrehung versetzt werden. Andererseits darf die Federkraft nicht so stark sein, daß der zwischen Reibscheibe und Rollen durchlaufende Draht, der noch eine Temperatur von ca. 700 bis 900° C aufweist, plastisch verformt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rollen je in einem Schwenkarm gelagert, dessen Drehachse aus der Einlaufrichtung gesehen - vor oder hinter der Rollenachse liegt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß beim Anstich die Rolle gegen die Federkraft ausweichen kann, ohne daß eine Stauchung des Drahtes entsteht.

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Bei einer andren Ausführung der Erfindung sind die Rollen zwischen Laschenpaaren gelagert, die miteinander verbunden sind. Dieses Rollenband ist an der Auslaufseite in einem Pestpunkt gelagert und öteht durch eine an der Einlaufseite wirkende Feder unter Zugspannung. Auch bei dieser Anordnung wird erreicht, daß der Anstich weich erfolgt und der Abstand der rollen zum Treibrad sich den Betriebsbedingungen anpaßt.

Ein weicher Anstich wird auch erzielt, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung am Umfang der Treibscheibe exzentrisch aufgehängte Fliehkraftführungsstücke angeordnet sind, welche die Führungsbahn für den Draht bilden und deren Bewegung nach außen durch einen Ring begrenzt ist.

Wenn auch die Abstände zwischen den Berührungspunkten der einzelnen Rollen mit der Treibscheibe durch die relativ große Anzahl der Rollen ziemlich klein sind, so hat es sich doch als zweckmäßig erwiesen, in den Zwischenräumen noch zusätzliche Führungsstücke anzuordnen.

Eine besonders hohe Lebensdauer der Rollen erreicht man, wenn die Rollen am Umfang einen Hartmetallring aufweisen oder ganz aus Hartmetall bestehen.

Eine sich entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit selbständig einstellende Anpreßkraft für den Draht erreicht man nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch, daß am Umfang der Treibscheibe exzentrisch aufgehängte Fliehkraftführungsstücke angeordnet sind, welche die Führungsbahn für den Draht bilden und deren Bewegung nach außen durch einen Ring begrenzt ist.

Zur Erreichung einer möglichst gleichmäßigen Reibung bei verschiedenen Drahtdurchmessera ist es zweckmäßig, die Rollen

ebenso wie die Treibscheibe mit mehreren verschiedenen Kalibern zu versehen. Dementsprechend ist an der Einlaufseite des Treibapparates eine Weiche angeordnet, deren verschiedene Verstellungen den einzelnen Kalibern zugeordnet sind.

Im folgenden ist die Erfindung mit Hilfe einer mehrere Ausführungsbeispiele sehematisch darstellenden Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigen

fc Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Treibapparat

quer zur Achse der Treibscheibe,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A dar Fig. 1, Fig. 3 eine Weiche,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Rolle gemäß Fig_c 1,

Fig. 5 ein=, anderes Ausfüfirungsbeispiel in einer Darstellung entsprechend Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie D-D der Fig. 5,

Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel in einer Darstellung entsprechend Fig. 1,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 7,

Fig. 9 eine Ausführung nach Fig. 1 mit einer anderen Ausführung der Treibscheibe und

Fig.10 einen Schnitt nach der Linie a-a der Fig. 9_O

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In einer nicht dargestellten Unterkonstruktion, die fest mit dem Fundament verbunden ist, ist eine Treibscheibe 1 gelagert, die durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben ist. Der Durchmesser der Treibscheibe beträgt etwa 800 mm bis 900 mm. Ferner ist an der Unterkonstruktion ein Rollenkasten 2 gelagert, der um einen Zapfen 3 schwenkbar ist. Er ist mit einer Hydraulik 4, die an einem Gelenk 5 angreift, aus der dargestellten Arbeitsstellung, beispielsweise zu Wartungszwecken, abhebbar.

In dem Rollenkasten 2 sind in Schwenkarmen 6 die Rollen 7 gelagert. Die Schwenkarme 6 sind um Gelenkzapfen 8 verschwenkbar, die aus der Einlaufrichtung gesehen jeweils vor der Rollenachse 20 liegen. Die Rollen sind mit Hilfe von einstellbaren Federn 9, die sich über der Rollenachse befinden, abgefedert. Zwischen den einzelnen Rollen 7 befinden sich Zwischenstücke 10, die mit Hilfe eines nicht dargestellten Hechanismus in radialer und Umfangsrichtung nachgestellt werden können. Die der Treibscheibe 1 zugekehrte Seite der Zwischenstücke 10 hat einen Krümmungsradius, der dem Abstand von der Achse der Treibscheibe 1 entspricht. Auf der Einlaufseite ist der Rollenkasten 2 mit einem Einlauftrichter 11 versehen, durch den der Draht 12, der sich in Richtung des Pfeiles 13 bewegt, eingeführt wird. An der Auslaufseite ist ein Auslauftriehter lla vorgesehen.

Wie am besten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist die Treibscheibe 1 mit zwei unterschiedlich großen Kalibern Ik und 15 versehen. Bei Bedarf können auch noch mehr Kaliber vorgesehen werden. Es hat sich aber gezeigt, daß es nicht erforderlich ist, für jeden zu walzenden Drahtdurchmesser ein besonderes Kaliber vorzusehen. Die Rollen 7 sind ebenfalls mit zwei Kalibern 16 und 17 versehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß sind. Zur Verminderung des Verschleißes sind die Rollen 7 mit einem Hart-

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metallring 18 (Pig. 4) ausgerüstet. Sie sind mit Kugellagern 19 gelagert, die in Anbetracht der hohen Drehzahlen der Rollen 7 " bis zu etwa 8*500 Umdrehungen/Min. - mit einer ölnebelschmierung mit Kühlluftzuführung durch die Achse 20 ausgerüstet sind«

Bei dem in den Figuren 5 und β dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Rollen 7 zwischen Laschen 30, 31 gelagert, wobei die Achsen der einzelnen Rollen gleichzeitig die Gelenkbolzen der Lasche 30, 31 bilden, Dieses ''!folienband ist an der Auslaufseite mit einem Zapfen 33 an einer Lasche 34 angelenkt und mit einer Schraube 359 die ein Langloch der Lasche 34 durchdringt, an der Unterseite des Rollenkastens 2 befestigt. Mit Hilfe von Stellmuttern 36 und 37, die auf einem an der Lasche 34 angeschweißten Gewindezapfen 38 sitzen und beiderseits an einer an dem Rollenkasten angeschweißten Zunge 39 angreifen, ist die Lasche 34 in horizontaler Richtung verschiebbar. An der Einlaufseite ist das Rollenband an einem Winkelhebel 40 angelenkt, der um einen Zapfen 41 schwenkbar ist. Durch die an dem Winkelhebel 40 angreifende Feder 42 steht das Rollenband unter Zugspannung. Die Feder 42 ist mittels einer Stellmutter 43, die auf dem Spannanker 44 sitzt, verstellbar.

Die Rollen 7 sind auch bei dieser ausführungsform mit einemiartmetallring versehen. Zum Unterschied gegenüber dem zuerst dargestellten Ausführungsbeispiel weisen jedoch die Rollen 7 ebenso wie die Treibscheibe 1 nur. ein einziges Kaliber auf.

Bei dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen 7 in ähnlicher Weise angebracht wie in Fig. 1 und 2 gezeigt. Ein Unterschied besteht aber darin, daß die Führungs stücke 46 mit Schrauben 47 an den Schwenkarmen 6 befestigt und dadurch in der Lage sind, beim Anstich mit

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der Rolle 7 gemeinsam auszuweichen. Dadurch wird ein Anstoßen an den statischen Führungsstücken 46 vermieden. In die Führungsstücke 46 ist ein entsprechendes Kaliber 48 eingearbeitet und sie sind vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt. Wie aus Fig. 8 eeichtlich, »esteht die Treibscheibe aus einer Kreisscheibe mit einer angeschweißten zylinderförraigen Bandage.

Bei dem in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen 7 in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 und 2 angebracht. Die Treibscheibe 1* hat aber eine andere Konstruktion. Nach Fig. 9 besteht sie aus einer Winkelringscheibe 49, an die seitlich mit den Schrauben 51 ein Ring angeschraubt ist. Dadurch wird erreicht, daß eine umlaufende Ringnut entsteht. In dieser Ringnut sind mit den Bolzen 52 Gleitstücke 53 exzentrisch befestigt, die zweckmäßigerweise aus Hartmetall bestehen. In den Gleitstücken 53 1st ein Kaliber 54 eingearbeitet. Beim Antrieb der Treibscheibe I¹ werden die Gleitstücke 53 durch die Fliehkraft nach außen gedrückt. In radialer Richtung werden sie an dem umlaufenden Kragen in der Ringnut festgehalten. Der Abstand zwischen den einzelnen Gleitstücken 53 muß möglichst klein gehalten werden.

Bei der Erprobung zeigte sich, daß der erfindungsgemäße Treibapparat auch bei wesentlich höheren Walzgeschwindigkeiten als bisher einwandfrei arbeitet und eine ungewöhnlich niedrige Störanfälligkeit hat. Die Lebensdauer der Rollen 7 ist infolge der Verwendung der Hartmetallringe sehr groß. Die Möglichkeit, die am meisten dem Verschleiß ausgesetzten Teile mit Hartmetall zu bestücken, ist einer der größten Vorteile der Erfindung. Eine Hartmetallbestückung war bei den bisher zum Stand der Technik gehörenden Treibapparaten wegen der komplizierten Form bzw. wegen der Größe nicht möglich.

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Claims

Patentansprüche:

Treibapparat für Drahtwalzstrafte zum Beschleunigen bzw. Verzögern und zum Umlenken des durchlaufenden Drahtes, insbesondere aus der waagerechten in die senkrechte Richtung, mit einer rotierenden Treibscheibe und mit mitbewegten Gegenelementen, die zusammen mit einem dem Umlenkwinkel entsprechenden Teil des Umfanges der TReibscheibe die Führungsbahn für den Draht bilden, dadurch gekennfe zeichnet, daß als Gegenelemente mehrere Rollen (7) vorhanden sind.
2. Treibapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Umlenkwinl
(7) vorhanden sind.

bei einem Umlenkwinkel von ca. 90° sechs bis zehn Rollen
3. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) federnd gegen den Umfang der Treibscheibe (1,1') gedrückt sind.
4. Treibapparat nach den Ansprüchen. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) je/exnem Schwenkarm gelagert sind, dessen Drehachse (8) - aus der Einlauf richtung gesehen - vor oder hinter der Rollenachse (20) liegt.
5. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) zwischen Laschenpaaren (30,31) gelagert sind, die miteinander verbunden Bind.
6. Treibapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Laschenpaaren (30,31) gebildete Rollenband an der Auslaufseite in einem Pestpunkt gelagert ist und durch eine an der Einlaufseite wirkende Feder (42) unter Zugspannung steht.

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7. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenräumen zwischen den Berührungspunkten der Treibscheibe (1,I¹) mit den einzelnen Rollen (7) Führungsstücke (10) angeordnet sind.
8. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Berührungspunkten der !Reibscheibe (1,1') mit den einzelnen Rollen (7) durch bewegliche Führungsstücke (46), die an den Schwenkarmen (6) befestigt sind, überbrückt werden.
9. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) am Umfang einen Hartmetallring (18) aufweisen oder ganz aus Hartmetall bestehen.
10. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Treibscheibe (l,l^f) exzentrisch aufgehängte Fliehkraftführungsstücke (53) angeordnet sind, welche die Führungsbahn für den Draht bilden und deren Bewegung nach außen durch einen Ring (49,50) begrenzt ist.
11. Treibapparat nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (7) ebenso wie die Treibscheibe (l,i^!) mehrere Kaliber (16,17) aufweisen und daß an der Einlaufseite eine Weiche (11) angeordnet ist, deren verschiedene Stellungen den einzelnen Kalibern zugeordnet sind.

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