DE3048872A1

DE3048872A1 - Abtriebsvorrichtung fuer zwei walzen mit unterschiedlichen drehzahlen

Info

Publication number: DE3048872A1
Application number: DE19803048872
Authority: DE
Inventors: Leonid Matveevi&ccaron; Ageev; Vladimir Aleksandrovi&ccaron; &Ccaron;eljabinsk Gusitov; Vladimir Georgievi&ccaron; Sosjurko; Nikolaj Vladimirovi&ccaron; Sudakov; Vladimir Nikolaevi&ccaron; Vydrin
Original assignee: CH POLT I
Current assignee: CH POLT I
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-07-15

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsvorrichtungen und betrifft konkret eine Antriebsvorrichtung für zwei Walzen mit unterschiedlichen Drehzahlen Die Vorrichtung für den Antrieb von zwei Walzen in Maschinen, um sie mit unterschiedlichen Drehzahlen und in unterschiedliche Drehrichtungen bei veränderlicher Belastung dieser Wellen anzutreiben, wobei zwischen den Wellen sich ein Werkstück mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit bewegt, verwendet man weitgehend in Walzwerken und Richtaggregaten.
Sie kann auch in kontinuierlichen Straßen zur fortlaufenden Bearbeitung langer Erzeugnisse als Antrieb von Spann- und Wickelvorflohtungen verwendet werden.
Bekannte Kontruktionen von Antriebsvorrichtungen von Walzwerken werden von der steigenden Walzgeschwindigkeit und von steigenden Drehmomenten für die Walzen sowie von der genaueren Regelbarkeit des Drehzahlenverhältnisses und der Umkehr der Drehrichtung bestimmt.
Bei Kaltwalzwerken, auf denen die Bearbeitung des Walzgutes durch Ziehwalzen erfolgt, dreht sich die eine Walze schneller als die andere und ist dabei bestrebt, durch das Walzgut die zweite Walze mit einer höheren Geschwindigkeit als durch den Antrieb der zweiten Walze vorgegeben zu drehen, d.h., daß die erste Walze in einem aktiven, und die zweite in einem reaktiven Betrieb arbeitet. Darüber hinaus ist die Größe der Drehmomente bei den beiden Walzen unterschiedlich. Währond der Bearbeitung des Walzgutes müssen die Drehzahlen, ihr gegenseitiges Verhältnis und die Drehrichtung der Walzen entsprechend geregelt werden.
Die bekannten Einzelantriebe zweier Walzen ermöglichen eine Drehung dieser Walzen in beliebiger Richtung mit vorgegebenen Walzengeschwindigkeiten und ihrem Verhältnis zueinander, doch ist die Leistung der diese Walzen antreibenden Motoren übermäßig hoch.
Da einer der Antriebsmotoren der beiden Walzen als Generator arbeitet und seine Energie in das elektrische Netz abgibt, wird die zum Drehen beider Walzen verbrauchte Nutzleistung der Differenz zwischen der aktiven und reaktiven Leistung gleich sein. Die Gesamtleistung beider Motoren wird übermäßig hoch sein, da sie höchstens der Summe der aktiven und reaktiven Leistung gleich sein muß.
Die Walzen wechseln bei einer änderung ihrer Drehrichtung ihre Wirkung und folglich werden auch die Drehmomente der Wellen der Antriebsmotoren gewechselt. Auf Umkehrwalzwerken werden Motoren gleicher Leistung angeordnet und, da der eine Motor mit Unterbelastung arbeitet, erweist sich die Gesamtleistung der Motoren als überhöht.
Dieses steigert die Kosten einer derartigen Antriebsvorrichtung, verringert die Regelgenauigkeit der Drehzahl der Wellen, vergrößert ihre Abmessungen und erhöht die Verluste der elektrischen Energie.
Bekannt ist eine Antriebsvorrichtung für zwei Arbeitswalzen eines Umkehrwalzwerkes mit unterschiedlichen Drehzahlen (SU-PS 484026), in der die Gesamtleistung der eingesetzten Motoren herabgesetzt ist. Sie enthält zwei Hauptmotoren, die durch ihre läufer mit verschiedenen Arbeitswalzen kinematisch verbunden sind. Außerdem enthält diese Antriebsvorrichtung einen Zusatzmotor, der durch einen Getriebekasten mit den beiden Arbeitswalzen verbunden ist. Während der Arbeit wird dieser Motor abwechselnd an die mehrbelastete Walze angeschlossen.
Diese Antriebsvorrichtung ermöglicht eine Verringerung der Gesamtleistung der Motoren nur in dem Fall, wenn die Drehmomente der Arbeitswalzen gleich sind. Im Falle, wenn eine der Walzen in dem reaktiven betrieb arbeitet, arbeitet der mit ihr verbundene Motor entsprechend als Generator, wodurch die Gesamtleistung der Motoren erhöht wird.
Bekannt ist ferner eine andere Antriebsvorrichtung eines Umkehrwalzwerks für zwei Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Drehzahlen (SU-PS 569 342), enthaltend zwei Motoren, die mit den beiden Arbeitswalzen kinematisch gekoppelt und durch ein Zahnradgetriebe mit verschiebbaren Zahnrädern miteinander verbunden sind, das so ausgeführt ist, daß sich die Walzen beim Reversieren miteinander kuppeln.
Diese Antriebsvorrichtung ermöglicht eine Verringerung der Gesamtleistung der Motoren bei verschiedenen Drehmomenten der Arbeitswalzen. Falls jedoch das Zahnradgetriebe abgeschaltet ist, d.h., wenn Jede Arbeitswalze Jeweils einen Einzelantrieb hat, ist die Möglichkeit einer Energierückgewinnung der Motoren ausgeschlossen. Bei der Arbeit nur einer Walze im reaktiven Betrieb ist die Gesamtleistung der eingesetzten Motoren derartig, daß sie die Leistung des entsprechenden technologischen Bedarfs übersteigt.
Im Falle, wenn die Zahnräder des Zahnradgetriebes miteinander im Eingriff stehen, arbeitet die Antriebsvorrichtung nach dem Reversieren als Gruppenantrieb; die Arbeitswalzen des Walzwerks sind miteinander starr verbunden, so daß eine Regelung der Drehgeschwindigkeiten dieser Wellen nicht möglich ist.
Bekannt ist ferner eine Antriebsvorrichtung, die eine Regehung der Drehzahlen zweier Arbeitswalzen ermöglicht (8. SU-PS 275 972), enthaltend ein Differentialgetriebe, an dessen beiden Eingangswellen der entsprechende Motor angeschlossen ist, während dessen Ausgangswellen mit den Arbeitswalzen verbunden sind.
Die Antriebsvorrichtung mit einem Differentialgetriebe zeichnet sich vorteilhaft beim Einzelantrieb sowie von den oben angeftllirten Antriebsvorrichtungen dadurch aus, daß im Falle, wenn eine der Arbeitswalzen in dem reaktiven Betrieb arbeitet, die Wiedergewinnung der Energie in der Antriebsvorrichtung selbst erfolgt. Darum arbeiten die beiden Antriebsmotoren in dem aktiven Betrieb und die installierte Leistung dieser Antriebsmotoren ist die minimal erforderliche.
Doch weist eine Antriebsvorrichtung mit einem Differentialgetriebe infolge des Letzteren eine bedeutende Größe auf.
Bekannt ist auch eine Antriebsvorrichtung (s. SU-PS 651 864) für zwei Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Drehzahlen, zwischen welchen sich ein Werkstück mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit bewegt, enthaltend kinematisch miteinander verbunden - erstens: einen Hilfsmotor, der die Größe der Drehgeschwindigkeiten der Arbeitswalzen vorgibt, zweitens: einen Hauptmotor, mit einem rotierenden Stator und einem rotierenden Rotor, wobei der Letztere mit einer der Arbeitswellen kinematisch verbunden ist. Der Rotor des Hilfsmotors kann entweder mit dem Stator, oder mit dem Rotor des Hauptmotors kinematisch verbunden sein.
Die zweite Arbeitswalze ist ähnlich mit zwei anderen -einem Haupt- und einem Hilfsmotor - verbunden. Eine derartige Antriebsvorrichtung bietet die Möglichkeit, hohe Drehzahlen der Arbeitswalzen ohne Verwendung von Getrieben zu erhalten.
Dabei werden die Arbeitswalzen unabhangig voneinander angetrieben, wobei ein beliebiges Verhältnis ihrer Drehzahlen und eine beliebige Drehrichtung gewährleistet werden.
Diese Antriebsvorrichtung ist jedoch mit gleichen Mängeln behaftet, die einem Einzelantrieb eigen sind, nämlich: bei der Arbeit nur einer Walze im reaktiven Betrieb arbeiten der Hilfs- und der Hauptmotor, die diese Walze antreiben, als Generatoren. Darum wirddie Gesamtleistung der Motoren, die zum Ausführen eines entsprechenden technologischen Arbeitsganges minimal erforderliche Leistung übersteigen.
Zum Herabsetzen der Motorenleistung werden die Arbeitswalzen oftmals durch ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden, wobei ein Hilfsmotor und ein Hauptmotor verwendet werden.
Eine Regelung des Drehzahlverhältnlsses der Arbeitswalzen ist dann nicht möglich.
Der Erfindung ist die Aufgabe, zugrunae gelegt, eine Antriebsvorrichtung für zwei Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Drehzahlen zu schaffen, in der die optimale Energieausnutzung der Motoren entsprechend der Betriebsbelastung der Arbeitswalzen durch Wiedergewinnung der Energie innerhalb der Antriebsvorrichtung gewährleistet ist und die es gestattet, die Gesamtleistung der Motoren zu verringern, unter Beibehaltung der Möglichkeit einer Drehzahl-Regelung der Arbeitswalzen im gleichen Bereich.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in einer Antriebsvorrichtung für zwei Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Drehzahlen, zwischen welchen sich ein Werkstück mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit bewegt, enthaltend, kinematisch miteinander verbunden, einen Hilfsmotor, der die Größe der Drehzahlen der Arbeitswalzen vorgibt, sowie einen Hauptmotor, der mit einem rotierenden Stator und einem rotierenden Rotor ausgeführt ist und mit einer der Arbeitswalzen kinematisch verbunden ist, erfindungsgemäß der Hauptmotor durch seinen Stator mit der zweiten Arbeitswalze zur Vorgabe der Differenz der Drehzahlen der Arbeitswalzen kinematisch verbunden ist, während der Hilfsmotor durch einen Rotor mit einer der Arbeitswalzen zur Vorgabe deren Drehzahl kinematisch verbunden ist.
Es ist zweckmäßig, in der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung den Stator des Hauptmotors mit der Arbeitswalze mittels eines Zahnradgetriebes zu verbinden.
Um die Außenmaße des Hauptmotors zu verringern, ist es vorteilhaft, in der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung den Rotor des Hilfsmotors mit derJenigen Arbeitswalze kinematisch zu verbinden, mit welcher der Rotor des Hauptmotors kinematisch verbunden ist.
Bs ist auch zweckmaßig, daß die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung einen zweiten Hilfsmotor enthält, der durch seinen Roter mit der zweiten Arbeitswalze kinematisch verbunden ist.
Die Antriebsvorrichtung gewährleistet eine Verbindung zwischen zwei Arbeitswalzen durch das Zusammenwirken der elektromagnetischen Felder des Rotors und des Stators des Hauptmotors, wodurch die Möglichkeit entsteht, die Drehzahl und die Drehrichtung der einen Arbeitswalze relativ zu der anderen Arbeitswalze durch entsprechende Regelung der Drehzahl des Rotors relativ zu der Drehzahl des Stators des Hauptmotors mit Hilfe der für elektrische Maschinen bekannten Verfahren in einem weiten Bereich zu ändern. Durch den Hilfsmotor wird die Drehzahl und die Drehrichtung einer der Arbeitswalzen vorgegeben.
Wirkt nur eine der Arbeitswalzen in dem reaktiven Betrieb, wird die Energie in das elektrische Netz nicht abgegeben -wie das bei einem Einzelantrieb der Fall ist - , sondern die Energie wird durch die elektromagnetischen Felder des Rotors und des Stators des Hauptmotors auf die zweite Arbeitswalze, die als Motor arbeitet, übertragen. Ähnlich erfolgt die Wiedergewinnung der Energie in dem mechanischen Getriebe bei einem Gruppenantrieb der Arbeitswalzen, doch läßt sich bei dem mechanischen Getriebe das Verhältnis der Drehzahlen und die Drehrichtung der Arbeitswalzen nicht regeln.
Folglich wird bei einer minimalen Zahl von kinematischen Getriebeelementen ein dem Einzelantrieb eigener Regelbereich bei einer minimal erforderlichen Gesamtleistung der Antriebsmotoren erreicht, was für einen Gruppen- bzw. D ferentialantrieb kennzeichnend ist.
Der genannte Umstand ermöglicht auch eine zwei- bis dreifache Verkleinerung der Abmessungen der Vorrichtung, eine Vereinfachung ihrer Konstruktion, eine Erhöhung ihrer Betriebssicherheit, der Genauigkeit und Regelbarkeit bei den Drehzahlen sowie eine Verbesserung des Wirkungsgrads der gesamten Antriebsvorrichtung. Das bedeutet eine Herabsetzung der Gestehungskosten um 40 bis 60 96 und eine Verringerung der elektrischen Energieverluste um 3 bis 5 ,.
Weitere Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung konkreter Ausführungsvarianten der Antriebsvorrichtung sowie durch die Zeichnungen.
Es zeigen: Fig. 1 den Getriebeplan einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; Fig. 2 den Getriebeplan der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Ausfuhrungsvariante, in der der Rotor des Hauptmotors und der Rotor des Hilfsmotors mit einer Arbeitswalze verbunden sind; Fig. 3 den Getriebeplan der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Ausführungsvariante mit zwei Hilfsmotoren; Fig. 4 den Getriebeplan einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, die in der Spannvorrichtung eines Blechrichtaggregats verwendet wird.
Die Antriebsvorrichtung für zwei Arbeitswalzen 1, 2 (Fig. 1) mit unterschiedlichen Drehzahlen, zwischen welchen sich ein Werkstück 3 mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit bewegt, beispielsweise zum Antreiben der Arbeitswalzen eines Walzwerks, dient dazu, um die Walzen 1, 2 mit Drehzahlen entsprechend n1 und n2 (in der Zeichnung mit Pfeilen angegeben) in Übereinstimmung mit den Forderungen des technologischen Bearbeitungsprozesses für das Werkstück 3 in Drehung zu versetzen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung enthält, kinematisch miteinander verbunden, einen Hilfsmotor 4 und einen Hauptmotor 5.
Der Hilfsmotor 4 dient zur Vorgabe der erforderlichen Größe der Drehzahlen der Arbeitswalzen 1, 2. Er stellt einen üblichen Elektromotor von der erforderlichen Leistung mit einem feststehenden Stator 6 und einem rotierenden Rotor 7 dar, der in Lagern 8 angeordnet ist, welche in das Gehäuse des Stators 6 eingebaut sind.
Der Hauptmotor 5 gibt die Differenz der Drehzahlen der Arbeitswalzen 1 und 2 vor. Das ist ein Elektromotor mit einem rotierenden Stator 9 und einem rotierenden Rotor 10. Der Stator 9 ist in ortsfesten Lagerungen 11 montiert, während der Rotor 10 in Lagern 12 angeordnet ist, die in das Gehäuse des Stators 9 eingebaut sind.
Die kinematische Verbindung zwischen dem Hilfsmotor 4 und dem Hauptmotor 5 erfolgt mittels eines Zahnradgetriebes 13.
Die Rotorwelle des Hilfsmotors 4 ist durch eine Kupplung 14 mit einer Zwischenwelle 15 verbunden. Die Welle 15 ist in Lagerungen 16 angeordnet. Mit Hilfe einer Spindel 17 ist sie mit der Arbeitswalze 2 verbunden. Auf die Zwischenwelle 15 ist das Rad 18 des Zahnradgetriebes 13 aufgesetzt. Das Zahnrad 18 steht im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 19 des Zahnradgetriebes 13, das auf die Welle 20 des Stators 9 des Hauptmotors 5 aufgesetzt ist. Die Welle 21 des Rotors 10 des Hauptmotors 5 ist mit Hilfe einer Spindel 22 mit der Arbeitswalze 1 verbunden.
Die Stromzuleitung an die Motoren 4 und 5 erfolgt von Stromquellen 23 und 24, die an die entsprechenden Motoren 4 und 5 angeschlossen sind.
In der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist zur Vorgabe der Differenz der Drehzahlen der Walzen 1 und 2 der Rotor 10 des Hauptmotors 5 mit der Walze 1 kinematisch verbunden, während der Stator 9 dieses Motors 5 mit der Walze 2 kinematisch verbunden ist. Die kinematische Verbindung des Stators 9 des Hauptmotors 5 kann man als ein Zahnradgetriebe 13 oder in Form eines beliebigen anderen mechanischen Getriebes, d.h.
als Reibungs- bzw. Kettengetriebe ausführen. Die Reibungs-und Kettengetriebe eignen sich Jedoch für einenrelativ geringen Bereich der zu übertragenden Belastungen und Leistungen, sie haben verhältnismäßig große Außenmaße und weisen dabei eine geringe Ubertragungsgenauigkeit auf, so daß es vorteilharter ist, in derartigen Antriebsvorrichtungen ein Zahnradgetriebe zu verwenden.
Das Zahnradgetriebe 13 kann man sowohl einstufig, wie auf Fig. 1 dargestellt ist, als auch mehrstufig, ausführen. Falls es nach den Betriebsbedingungen der Antriebsvorrichtung erforderlich ist, die Ubersetzungszahl zu ändern, beispielsweise zum Umverteilen der Drehmomente der Wellen des Hilfsmotors 4 und des Hauptmotors 5, so ist es vorteilhaft, einen Getriebekasten (in der Zeichnung nicht dargestellt) anzuwenden.
In den Fällen, wenn das Drehmoment einer Arbeitswalze 25 (Fig. 2) bedeutend größer ist als das Drehmoment der anderen Arbeitswalze 26, so ist es zweckmäßig, die Antriebsvorrichtung in einer anderen konstruktiven Ausführungsvariante gemäß der Erfindung zu verwenden, die die Möglichkeit bietet, die Leistung und die Außenmaße des Hauptmotors 5 zu verringern.
Große Außenmaße des Hauptmotors sind nicht erwünscht, da Rotor und Stator rotieren. Bei großen Abmessungen und einer großen Masse des Motors erzeugen seine rotierenden Teile große dynamische Belastungen der Lager infolge des hohen Schwungmomentes, so daß die Antriebsvorrichtung träge wird, was die Regelung der Drehzahl erschwert und die Regelgenauigkeit verringert.
Diese Antriebsvorrichtung enthält ebenso wie die nach Fig.1 beschriebene Ausführungsvariante einen Hauptmotor 5 und einen Hilfsmotor 4, die miteinander kinematisch verbunden sind.
Der Hilfsmotor 4 ist ebenso ausgeführt, wie der Hilfsmotor der nach Fig. 1 beschriebenen Antriebsvorrichtung.
An die Arbeitswalze 25 ist von einem Ende durch eine Spindel 27 die Welle des Rotors 7 des Hilfsmotors 4 angeschlossen.
Vom anderen Ende ist an die gleiche Arbeitswalze 25 durch eine Spindel 28 die Welle 29 des Rotors 30 des Hauptmotors 5 angeschlossen.
Der Hauptmotor 5 ist mit dem rotierenden Rotor 30 und einem rotierenden Stator 31 ausgeführt.
Im Gehäuse des Stators 31 des Hauptmotors 5 sind hohle zylindrische Vorsprünge 32 vorhanden, in welchen die Welle 29 des Rotors 30 in Lagern montiert ist. Die Vorsprünge 32 selbst sind in Lagerungen 33 angeordnet.
Der Stator 31 des Hauptmotors 5 ist durch die miteinander im Eingriff stehenden Räder 34, 35 des Zahnradgetriebes 13, eine in Lagern 37 montierte Welle 36 und eine Spindel 38 mit der Arbeitswalze 26 verbunden.
In der Ausführungsvariante kann man den Rotor 7 des Hilfsmotors 4 (in der Zeichnung mit einer Strichlinie angegeben) auch mit der Welle 29 des Rotors 30 des Hauptmotors 5 verbinden.
In dieser Ausführungsvariante der Antriebsvorrichtung ist der Hauptmotor 5 mit den beiden Arbeitswalzen 25 und 26 zur Vorgabe der Differenz ihrer Drehgeschwindigkeiten kinematisch verbunden.
Die Stromzuleitung an die Motoren 4 und 5 erfolgt von Stromquellen 39 und 40, die an die entsprechenden Motoren 4 und 5 angeschlossen sind.
Falls die Notwendigkeit besteht, die Außenmaße der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, beispielsweise bei einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser der Arbeitswellen 41 und 42, zu verringern, ist es vorteilhaft, die in Fig. 3 dargestellte Variante der konstruktiven Ausführung der Antriebsvorrichtung zu verwenden. Diese Antriebsvorrichtung enthält einen Hauptmotor 5 und einen Hilfsmotor 4, die miteinander kinematisch verbunden sind. Die Enden der Welle 43 des Rotors 44 des Hauptmotors 5 sind verlängert ausgeführt und in orts festen Lagern 45-angeordnet. Der Stator 46 des Hauptmotors 5 ist in Lagern 47 angeordnet, die auf der Welle 43 des Rotors 44 montiert sind. Die Welle 43 des Rotors 44 des Hauptmotors 5 ist durch eine Spindel 48 mit der Arbeitswalze 41 verbunden, während der Stator 46 dieses Motors 5 durch das Zahnradgetriebe 13, eine Zwischenwelle 49 und eine Spindel 50 mit der zweiten Arbeitswalze 42 verbunden ist.
Die Welle des Rotors 7 des Hilfsmotors 4 ist durch eine Kupplung 51, die Zwischenwelle 49 und die Spindel 50 mit der Arbeitswalze 42 verbunden.
Um das Drehmoment der Welle des Rotors 7 des Hilfsmotors 4 herabzusetzen, ist in der Antriebsvorrichtung ein zusätzlicher Hilfsmotor 52 vorgesehen, der ähnlich dem Hilfsmotor 4 ausgeführt ist. Der Rotor des Motors 52 ist durch Kupplungen 53, eine Zwischenwelle 54 mit der Welle 43 des Rotors 44 des Hauptmotors 5 verbunden.
Zum Entlasten der Welle 43 des Rotors 44 des Hauptmotors 5 ist sein Stator 46 durch Federn 55 ausgewuchtet.
Die Stromzuleitung an die Motoren 4, 5, 52 erfolgt von Stromquellen 56, 57, 58, die an die entsprechenden Motoren 4, 5, 52 angeschlossen sind.
In der Antriebsvorrichtung für unterschiedliche Drehzahlen zweier Arbeitswalzen eines Blechrichtaggregats zum Richten beispielsweise eines Stahlbandes 59 (Fig. 4) sind die Arbeitswalzen 60 und 61 in einem Abstand voneinander angeordnet.
Der Hauptmotor 5 und der Hilfsmotor 4 sind so ausgeführt, wie das in der Ausfübrungsvariante der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 beschrieben ist. Die Welle 21 des Rotors 10 des Hauptmotors 5 ist durch eine Spindel 62 mit der Walze 60 verbunden, die sich mit einer Geschwindigkeit n3 dreht und dabei das Band 59 aufwickelt. Die Welle des Rotors 7 des Hilfsmotors 4 ist mit der Arbeitswalze 61 kinematisch verbunden, welche sich mit einer Geschwindigkeit n4 dreht und dabei das Stahlband 59 abwickelt.
Die Welle des Rotors 7 des Hilfsmotors 4 ist durch eine Kupplung 63 mit einer Zwischenwelle 64 verbunden, auf die das Kegelrad 65 eines Zahnradgetriebes 66 aufgesetzt ist, das mit einem Kegelrad 67 im Eingriff-steht, das auf der Welle 20 des Stators 9 des Hauptmotors 5 angeordnet ist.
Die Zwischenwelle 64 ist durch eine Kupplung 68, eine Transmission 69 und eine Spindel 70 mit der Arbeitswalze 61 verl -nden.
Der Hauptmotor 5 und der Hilfsmotor 4 sind entsprechend an Stromquellen 71 und 72 angeschlossen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung arbeitet folgenderweise: Der Hilfsmotor 4 (Fig. 1) gibt die erforderliche Drehgeschwindigkeit n2 und die Drehrichtung der Arbeitswalze 2 und durch das Zahnradgetriebe 13 dem Stator 9 des Hauptmotors 5 vor. An den Wicklungen des Rotors 10 und des Stators 9 des Hauptmotors 5 wird eine Spannung durch die Stromquelle 24 erzeugt. Dabei wird der Rotor 10 relativ zu dem Stator 9 mit einer Drehzahl n gedreht.
Die absolute Drehzahl n1 des Rotors 10 und der Arbeitswalze 1 ist gleich der algebraischen Summe der Drehzahlen n5 des Stators 9 und der Drehzahl n, des Rotors 10 relativ zu dem Stator 9 und zwar: worin "i" i- das Ubersetzungsverhältnis des Æahnradgetriebes 13 bezeichnet.
Demnach wird die Größe der Drehzahl n2 und die Drehrichtung der Arbeitswalze 2 durch den Hilfsmotor 4 vorgegeben und geregelt, und dieselben Werte der Arbeitswalze 1 durch den Hauptmotor 5, wie in den üblichen Motoren, durch Steuerung der relativen Drehzahl nO. Das Verhältnis und n2 der Arbeitswalzen 1 und 2 kann der Drehzahlen man durch entsprechende Änderung von n2 bzw. n, regeln, was sich aus dem folgenden Verhältnis ergibt: Bei der Arbeit der Walze 2 in dem reaktiven Betrieb, was in der Praxis vorkommen'kann, wenn man die Drehzahl n1 der Arbeitswalze 1 höher als die Drehzahl n2 der Arbeitswalze 2 aufrechterhalten muß, wird die Walze 1 durch das Werkstück'3 bestrebt sein, die Walze 2 mit einer größeren als n2 Drehzahl zu drehen. Dagegen wirkt die kinematische Verbindung der Arbeitswalze 2 mit den Motoren 4 und 5, so daß die Walze 2 nicht beschleunigt wird und arbeitet in dem reaktiven Betrieb.
Ihre Energie wird durch die Spindel 17, die Zwischenwelle 15 und das Zahnradgetriebe 13 auf den Stator 9 übertragen, der seinerseits die Energie durch das Magnetfeld auf den Rotor 10 und die Walze 1 überträgt, welche in dem aktiven Betrieb arbeitet.
Der genannte Umstand gewährleistet die Arbeit der Motoren 4 und 5 in dem aktiven (Motorenbetrieb) Betrieb.
Infolgedessen wird die installierte Gesamtleistung N der Motoren 4 und 5 den minimal erforderlichen Wert, der der algebraischen (unter BerUcksichtigung der Vorzeichen) Summe der Leistungen beider Arbeitswalzen 1 und 2 gleich ist, nicht übersteigen, d.h.
N =N4 + N5 N1 + (-N2) N5 N1 (-N2) N1-N2, worin N4 - die Leistung des Motors 4, N5 - die Leistung des Motors 5,-N1 - die Leistung (aktiv) der Walze 1, N2 - die Leistung (reaktiv) der Walze 2 bezeichnen.
Bei einem Einzelantrieb der Arbeitswalzen 1 und 2 in dem betrachteten Betrieb wird: N = N4 + N5 = N] + £-N2) 1 N1+N2 Offenbar ist N1 + N2> N1 N2 Ähnlich erfolgt eine Wiedergewinnung der Energie im Hauptmotor 5 und auch in dem Falle, wenn die Walze 1 in dem reaktiven Betrieb arbeitet.
Im Gegensatz zur Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 gibt der Hil--smotor 4 in der Antriebsvorrichtung, dargestellt in Fig.2, die Drehzahl n1 der Walze 25 vor, wobei die Drehzahl n4 der Walze 26 gleich: n4 =(n3 ng) i sein wird, worin noi - Drehzahl des Rotors 30 relativ zu dem Stator 31 ist.
Das Verhältnis der Drehzahlen wird gleich sein.
Demnach kann auch in der Antriebsvorrichtung nach Fig. 2, ebenso wie in der Vorrichtung nach Fig 1 das Verhältnis der Drehzahlen der Arbeitswalzen 25, 26 durch entsprechende Änderen sowohl von n4 als auch von n geregelt werden, nur daß sich dabei die Änderungsgesetze der Drehzahlen voneinander unterscheiden.
Im übrigen wirken beide Einrichtungen ähnlich, Im Gegensatz zur Antriebsvorrichtung, dargestellt in Fig. 1, ist in der Antriebsvorrichtung, dargestellt in Fig. 3, ein zusätzlicher Motor 52 angeordnet, der die Möglichkeit bietet, das durch den Rotor des Hauptmotors übertragene Drehmoment zu verringern. Im übrigen ist die Arbeitsweise beider Einrichtungen ähnlich.
Die in Fig. 4 dargestellte Antriebsvorrichtung arbeitet ähnlich der Antriebsvorrichtung, welche in Fig. 1 dargestellt ist.
Leerseite

Claims

Antriebsvorrichtunz fiir zwei Walzen mit unterschiedlichen Drehzahlen.

PATENTANSPRÜCHE: Äntriebsvorrichtung für zwei Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Drehzahlen, zwischen welchen sich ein Werkstück mit vorgegebener linearer Geschwindigkeit bewegt, enthaltend, kinematisch miteinander verbunden, einen Hilfsmotor, der die Größe der Drehzahlen der Arbeitswalzen vorgibt, sowie einen Hauptmotor, der mit einem rotierenden Stator und einem rotierenden Rotor ausgeführt und mit einer der Arbeitswalzen kinematisch verbunden ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß ddr Hauptmotor (5) durch seinen Stator (9) mit der zweiten Arbeitswalze (2) zur Vorgabe der Differenz in den Drehzahlen der Arbeitswalzen (1, 2) kinematisch verbunden ist, während der Hilfsmotor (4) durch den Rotor (7) mit einer der Arbeitswalzen (2) zur Vorgabe deren Drehzahl kinematisch verbunden ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Stator (9) des Hauptmotors (5) mit der Arbeitswalze (2) mittels eines Zahnradgetriebes (13) kinematisch verbunden ist.
3. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rotor (7) des Hilfsmotors (4) mit der gleichen Arbeitswalze (25) kinematisch verbunden ist, mit welcher der Rotor (30) des Hauptmotors (5) kinematisch verbunden ist.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, g e k e n n z e i c h n e t durch einen zweiten Hilfsmotor (52), der durch seinen Rotor mit der zweiten Arbeitswalze (41) kinematisch verbunden ist.