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Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenwalzwerk mit zur Walzachse jeweils sich paarweise gegenüberliegenden Baugruppen in Planetenwalzen, bei dem jede Baugruppe eine angetriebene zylindrische Welle mit einem exzentrischen Abschnitt aufweist, um den in einem Träger frei drehbar gelagerte Arbeitswalzen umlaufen, wobei der Träger über ein Zahnradgetriebe mit einem von der Anzahl der Arbeitswalzen abhängigen Übersetzungsverhältnis mit der Welle verbunden ist.
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Wenn bei einem Planetenwalzwerk dieser Art, wie es beispielsweise aus der US-PS 35 77 760 bekannt ist, die unterschiedlichen Drehzahlen des die Walzen haltenden Trägers und der Exzenterwelle, die die Verformungskurve bestimmen, verändert werden sollen, ist eine weitgehende Demontage des Walzgerüsts erforderlich, um die Anpassung an unterschiedliche Walzbedingungen, die meistens eine Änderung der Verformungskurve voraussetzen, vorzunehmen.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Walzwerk der eingangs erwähnten Art eine bauliche Lösung zu schaffen, die eine Anpassung an andere Walzbedingungen vereinfacht.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Arbeitswalzen sich unmittelbar auf einer auf dem Exzenter frei drehbaren, ringförmigen Stützwalze abstützen, der Träger für die Arbeitswalzen auf dem zylindrischen Teil der Welle drehbar gelagert ist und die Arbeitswalzen über Lenkhebel am Träger gehalten sind.
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Bei einem Planetenwalzwerk einen umlaufenden Träger vorzusehen, an dem die Arbeitswalzen über Lenkhebel mit dem Träger verbunden sind, ist aus der US-PS 7 71 611 an sich bekannt.
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Bei einem Planetenwalzwerk ist es weiter, beispielsweise aus der US-PS 35 95 054 bekannt, den auf die Arbeitswalzen ausgeübten Walzdruck unmittelbar auf den Exzenter zu übertragen.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
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Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Planetenwalzwerk im Längsschnitt;
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Fig. 2 einen Schnitt II-II in Fig. 1;
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Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 1 (Schnitt über Kammwalzengerüst);
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Fig. 4 das kinematische Schema einer Baugruppe einer Planetenwalze bei der gleichsinnigen Drehbewegung des Exzenters und des Trägers im Anfangsstadium der Knüppelstauchung durch die Arbeitswalze;
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Fig. 5 dasselbe im Augenblick, wenn das Zentrum der Arbeitswalze eine Linie passiert, die über die Achsen der Stützwalzen verläuft;
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Fig. 6 dasselbe im Augenblick, wenn die Arbeitswalze aus dem Kontakt mit dem Walzgut kommt;
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Fig. 7 das kinematische Schema einer Baugruppe der Planetenwalze bei der gegensinnigen Drehbewegung des Exzenters und des Trägers im Anfangsstadium der Knüppelstauchung durch die Arbeitswalze;
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Fig. 8 dasselbe im Augenblick, wenn das Zentrum der Arbeitswalze eine Linie passiert, die über die Achsen der Stützwalzen verläuft;
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Fig. 9 dasselbe im Augenblick, wenn die Arbeitswalze aus dem Kontakt mit dem Walzgut kommt;
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Fig. 10 eine Variante der Baugruppe A in Fig. 2 (Zahnradgetriebe des Trägerantriebes).
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Das in Fig. 1 gezeigte Planetenwalzwerk hat ein Walzgerüst 1, welchem über eine Aufgabeeinrichtung 2 ein Walzknüppel 3 zugeführt wird, und einen Walzgerüstantrieb, bestehend aus Spindeln 4, die über ein Kammwalzengerüst 5, eine Kupplung 6, ein Untersetzungsgetriebe 7 und eine Motorkupplung 8 vom Elektromotor 9 angetrieben werden. Nach dem Walzen des Knüppels 3 tritt aus dem Gerüst 1 das fertige Walzgut 10 aus.
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Das Walzgerüst 1 hat einen Ständer 11 (Fig. 2), in dessen Innerem auf Führungen 12 vier Baugruppen 13 der Planetenwalzen von gleicher Konstruktion angebracht sind. Der Abstand zwischen Achsen 14 der Stützwalzen wird mittels Druckschrauben eingestellt.
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Jede Baugruppe 13 der Planetenwalzen weist eine Stützwalze 16auf, die an einem Exzenterabschnitt 17 lose angeordnet ist, welcher im Mittelteil der Achse 14 dieser Walze vorhanden ist, die in Lagern 18 und 19 läuft, welche sich in einstellbaren Einbaustücken 20 und 21 befinden.
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An der Stützwalze ist um den Kreisumfang an deren zylindrischer Außenfläche ein Satz von gleichmäßig verteilten Arbeitswalzen 22 angeordnet, deren Achsen parallel zu den Achsen 14 der Stützwalze verlaufen, wobei sich die Arbeitswalzen gegen die Stützwalze abstützen. Lager 23 der Arbeitswalzen sind in Hebeln 24 angebracht, welche über Achsen 25 an einen Träger 26 angeschlossen sind, der an der Achse 14 der Stützwalze lose angebracht ist. Der Träger 26 besteht aus zwei miteinander starr gekuppelten Scheiben, einer Schleppscheibe 27 und einer Antriebsscheibe 28. Der Träger 26 ist in Lagern 29 eingebaut und kann sich unabhängig von der Achse 14 der Stützwalze 16 drehen. Er wird über ein Zahnradgetriebe 30 in Drehbewegung versetzt, welches in der Art eines Zahnrades 31 ausgeführt ist, das an der Antriebsscheibe 28 angebracht und mit einem Zahnrad 32 der Achse 14 der Stützwalze über Zahnräder 33 und 34 gekuppelt ist, die auf einer gemeinsamen Achse 35 befestigt sind, welche im Einbaustück 21 angebracht ist. Das gesamte Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes 30 von der Achse 14 der Stützwalze auf den Träger 26 ist der Stückzahl der Arbeitswalzen 22 gleich, die um eine Stützwalze 16 angeordnet sind, nämlich sechs (die Stückzahl der Arbeitswalzen kann verschieden sein).
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Die Achse 14 der Stützwalze wird von einem Zahnradgetriebe 36 angetrieben, bestehend aus einem Kegelrad 37, welches auf der Achse 14 der Stützwalze befestigt ist, und einem Kegelrad 38 mit einer Achse 39, welche im Einbaustück 21 parallel zur Walzachse I-I angeordnet ist. Das andere Ende der Achse 39 (Fig. 1) wird über die Spindel 4 von dem Kammwalzengerüst 5 angetrieben.
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Das Kammwalzengerüst 5 hat ein zentrales Zahnrad 40 (Fig. 3), dessen Achse mit der Walzachse übereinstimmt, welches durch ein Zahnrad 41 in Drehbewegung gesetzt wird.
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Für den Durchgang des fertigen Walzgutes 10 ist im Zahnrad 40 eine zentrale Öffnung 42 ausgeführt.
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Um das Zahnrad 40 herum sind vier Kammwalzen 43 angeordnet, mit welchen die Spindeln 4 gekuppelt sind.
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Die Drehbewegung auf das Kammwalzengerüst 5 wird vom Elektromotor 9 über das Untersetzungsgetriebe 7 und die Kupplungen 6 und 8 übertragen.
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Am Eingang des Walzengerüsts 1 ist zwecks Führung des Knüppels 3 ein Zuführungsteil 44 und am Ausgang zwecks Führung des fertigen Walzgutes ein Abführungsteil 45 angeordnet.
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In der oben beschriebenen Konstruktion des Planetenwalzgerüstes stimmt der Drehsinn der Achse 14 der Stützwelle mit dem Drehsinn des Trägers 26 überein.
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Das Planetenwalzgerüst arbeitet wie folgt.
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Der Elektromotor 9 treibt über die Motorkupplung 8 das Untersetzungsgetriebe 7 und weiter über die Kupplung 6 das Zahnrad 41 des Kammwalzengerüsts 5 an.
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Das Zahnrad 41 treibt das Zahnrad 40 und die damit gekuppelten vier Klemmwalzen 43 an.
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Von den Kammwalzen 43 wird die Drehbewegung mittels der Spindeln 4 auf die Kegelradgetriebe 36 übertragen, die sich in jeder der vier Baugruppen 13 der Planetenwalzen befinden. Diese Kegelradgetriebe drehen unmittelbar die Achsen 14 der Stützwalzen und über das Zahnradgetriebe 30, bestehend aus den Rädern 32, 33, 31 und dem Zahnrad 34, drehen sie die Träger 26 in der in Fig. 1 durch Pfeile gezeigten Richtung, wobei sich die Träger im Laufe einer vollen Umdrehung der Achsen um ¹/&sub6; einer Umdrehung, d. h. um eine Teilung der Arbeitswalzen drehen.
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Die Träger 26 nehmen über die Achsen 25 und die Hebel 24 die Arbeitswalzen 22 in Drehbewegung mit, welche infolge von Reibung von den Stützwalzen 16 angetrieben werden und auf dem Walzgut abrollen und es stauchen.
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Dadurch, daß die Achse, um die sich die Stützwelle 16 dreht, mit ihrer Achse 14 nicht übereinstimmt, sondern in bezug auf diese exzentrisch angeordnet ist, stellt infolge der Addition der Kreisbewegung der Träger 26 mit der Bewegung der Drehzentren der Stützwalzen 16 die resultierende Bewegung der Drehzentren der Arbeitswalzen eine Kurve mit einem Abschnitt dar, der nahezu geradlinig und parallel zur Walzachse I-I ist und einen Stauchabschnitt größerer Länge aufweist.
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Da auf den vier Baugruppen 13 der Planetenwalzen mit den paarweise gegenseitig senkrechten Achsen der Stützwalzen, der Arbeitswalzen und der Träger die Träger 26 paarweise auf den Achsen der Stützwalzen gegenseitig um eine Teilungshälfte der Arbeitswalzen 22 verschoben sind, und die Exzenter paarweise um eine halbe Umdrehung gegenseitig versetzt sind, werden bei gleichzeitiger Drehbewegung aller Träger 26 die Paare der Arbeitswalzen 22 den Knüppel 3 abwechselnd in zwei gegenseitig senkrechten Richtungen stauchen.
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Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigen Fig. 4 bis 9 die Stellungen der Arbeitswalze, des Exzenters und des Trägers einer Baugruppe der Planetenwalze bei verschiedenen Stellungen der Arbeitswalze im Laufe eines von dieser ausgeführten Stauchzyklus pro volle Exzenterumdrehung.
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Um einem im Raum unbeweglichen Punkt "O" (die Achse der Stützwalze 16) herum (Fig. 4), drehen sich der Exzenter OA (17) und der Träger OB (26). Der Hebel BC (24) ist gelenkig mit der Arbeitswalze (22) mit dem Halbmesser "r", die sich gegen die Stützwalze (16) mit dem Halbmesser R abstützt und mit dem Träger OB (26) gekuppelt. Im Ergebnis entsteht ein gelenkiges Viergliedstück AOBC mit einem konstanten Seitenmaß und mit einem unbeweglichen Punkt "O". Drehrichtungen des Exzenters, des Trägers, der Stütz- und Arbeitswalze sowie die Richtung des Metallvorschubs sind durch Pfeile angezeigt.
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Da jede Arbeitswalze einen vollen Zyklus der Knüppelstauchung vom Greifvorgang bis zur Kalibrierung ausführt, wird der Exzenter OA (17) eine volle Umdrehung im Laufe der Drehung des Trägers OB (26) um einen Winkel ausführen, der einer Teilung der Arbeitswalzen gleich ist.
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Wenn der Drehsinn des Exzenters mit dem Drehsinn des Trägers übereinstimmt, wird zwecks Sicherung der größten Länge des Kalibrierabschnittes "ab" der Bahn "ef" der Bewegung der Arbeitswalze der Wert der Exzentrizität OA bei vorgegebener Summe AC der Halbmesser der Stützwalze R und der Arbeitswalze r von der Anzahl der um eine Stützwalze angeordneten Arbeitswalzen sowie vom Längenverhältnis des Hebels BC und des Halbmessers OB des Trägers abhängen und man hat ihn graphisch zu bestimmen.
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Zum Beispiel beträgt im Planetenwalzwerk, welches Fig. 1 und 2 zeigen, bei einer Anzahl der Arbeitswalzen um eine Stützwalze von sechs und beim Längenverhältnis des Hebels BC und des Halbmessers OB des Trägers von 0,6 das Verhältnis des Exzentrizitätswertes OA zur Summe der Halbmesser der Stützwalze R und der Arbeitswalze r ¹/&sub3;&sub0;, d. h. @O:°KOA°k:°KAC°k&udf54;¤&udf58;F&udf56;¤@O:1:30&udf54;.
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Dabei stellt das Profil des Kalibrierabschnittes "ab" streng genommen keine Gerade dar, aber seine Abweichung von einer Geraden ist nicht groß und wirkt sich auf die Walzgüte wenig aus.
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Damit der Abschnitt "ab" zur Walzachse I-I parallel verläuft, ist es erforderlich, daß im Augenblick, wenn sich das Zentrum "C" der Arbeitswalze auf der Linie "OO" befindet, der Punkt A des Exzenters auf einer Verlängerung der gleichen Linie liegt (Fig. 5).
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Die Stauchzone "mb", welche der Bewegungsbahn des Zentrums der Arbeitswalze äquidistant ist, wie es Fig. 4 zeigt, ist vorteilhafter, weil sie eine größere Länge als die Stauchzone "nk" eines normalen Planetenwalzwerks bei der Summe R&sub1; des Halbmessers der Stützwalze und des Durchmessers der Arbeitswalze aufweist.
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Nachdem das Zentrum "C" der Arbeitswalze die Linie "OO&sub1;" auf einem Abschnitt passiert hat, der "kb" gleich ist (Fig. 6), bewegt sich das Zentrum der Arbeitswalze parallel zur Walzachse und dann beginnt die Arbeitswalze, sich von der Walzachse zu entfernen.
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Zwecks Sicherung einer besseren Kalibrierung des fertigen Walzgutes bei großen Vorschüben des Knüppels 3 pro Stauchzyklus durch die Arbeitswalzen 22 kann es zweckmäßiger sein, die Achsen 14 der Stützwalzen mit den Exzenterabschnitten 17 in der Richtung drehen zu lassen, die dem Drehsinn der Träger 26 entgegengesetzt ist.
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Beim Drehen des Exzenters 17 in der Richtung, die der Drehrichtung des Trägers 26 entgegengesetzt ist, wird die Stauchzone einen anderen Umriß aufweisen, als es bei der gleichsinnigen Drehbewegung der Fall ist.
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In diesem Fall erhält man bei der entsprechenden oben angegebenen Auswahl des Exzentrizitätswertes OA (Fig. 7) bei der gleichen Anzahl der Arbeitswalzen und dem Betrag AC der Halbmessersumme der Stützwalze R und der Arbeitswalze r einen Kalibrierabschnitt "ab" größerer Länge, jedoch bei einem kürzeren und steileren Stauchabschnitt "ma".
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Wie im vorhergehenden Fall ist es zwecks Sicherung einer Parallelität des Kalibrierabschnittes "ab" zur Walzachse I-I erforderlich, daß im Augenblick, wenn sich das Zentrum "C" der Arbeitswalze auf der Linie "OO&sub1;" befindet, der Punkt A des Exzenters auf einer Fortsetzung dieser Linie liegt (Fig. 8).
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Nachdem die Arbeitswalze den Kalibrierabschnitt "ab" passiert hat, beginnt sich ihr Zentrum hinter dem Punkt "b" von der Walzachse I-I zu entfernen (Fig. 9).
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Falls eine entgegengesetzte Drehbewegung der Achse 14 der Stützwalze 16 und des Trägers 26 erforderlich ist, baut man in das Zahngetriebe 30 des Antriebs des Trägers 26 ein zusätzliches Zwischenrad 46 (Fig. 10) ein, dessen Achse 47 in einem Einbaustück 48 befestigt ist.