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Einrichtung zum gleichzeitigen Antreiben mehrerer Walzen eines aus
mehr als zwei Walzen bestehenden Walzengerüstes Zum Walzen von Bändern und dünnen
Blechen aus Stahl, Metall oder Legierungen sind hohe Drücke erforderlich, insbesondere
dann, wenn es sich um große Blechbreiten handelt oder die Werkstoffe kalt ausgewalzt
werden sollen. An die Walzen solcher Walzwerke sind daher hinsichtlich ihrer Festigkeiten
erhebliche Ansprüche zu stellen. Der Walzendurchmesser muß der Beanspruchung Rechnung
tragen und so bemessen sein, daß eine wesentliche Durchbiegung nicht eintreten kann.
Andererseits erfordert die Herstellung dünnwandiger Bänder oder Bleche die Verwendung
von Walzen kleinen Durchmessers, weil dann gegenüber der Anwendung von Walzen mit
größerem Durchmesser bei gleicher Stichabnahme mit kleineren Walzdrücken auszukommen
ist bzw. umgekehrt mit gleichen Walzdrücken wesentlich größere Abnahmen je Stich
erreichbar sind.
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DieseUmstände haben dazu geführt, zumWalzen von Bändern und dünnen
Blechen Walzwerke zu verwenden, bei denen eine Walze, z. B. die mittlere, einen
kleineren Durchmesser als die beiden Außenwalzen besitzt. Beim Walzen auf einem
solchen Triogerüst wird die dünne Mittelwalze jeweilig durch die dickere außenliegende
Walze abgestützt. Ferner sind Walzwerke entwickelt worden, bei denen jede Arbeitswalze
durch eine oder mehrere Stützwalzen abgestützt ist.
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Solche Walzgerüste besitzen vier, sechs, zwölf und mehr Walzen, und
man kann bei ihnen bei verhältnismäßig hohen Abnahmen Arbeitswalzen mit kleinem
Durchmesser verwenden. Je besser die Ab-
Stützung der Walzen gegen
Durchbiegung ist, um so kleiner kann der Durchmesser der Arbeitswalzen sein.
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Der Antrieb der Walzen erfolgte bisher im allgemeinen durch ein Kammwalzgerüst
über Kupplungen und Spindeln. Bei den, Trioblechgerüsten ist es üblich; nur dieUnterwalze
anzutreiben. Während die Mittelwalze gar nicht angetrieben ist, wird die Oberwalze
durch eine Rutschkupplung so angetrieben, daß sie die gleiche Drehzahl wie die Unterwalze
besitzt. Wird bei einem solchen Walzwerk zwischen der Mittel- und Oberwalze gewalzt,
dann wird das erforderliche Drehmoment von der Unterwalze auf die Mittelwalze durch
Reibung übertragen. Da die Oberwalze durch den Antrieb mittels Rutschkupplung nur
mitgenommen wird, ist auch die erreichbare Stichabnahme wesentlich kleiner als beim
Walzen zwischen der Unter- und der Mittelwalze.
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Im allgemeinen sind 1Sei Walzwerken mit mehr als drei Walzen bisher
nur die Arbeitswalzen angetrieben worden. So sind z. B. Ouartogerüste mit angetriebenen
kleinen Arbeitswalzen bekannt. Ebenso gehören Sechswalzenwalzwerke mit vier angetriebenen
Stützwalzen schon zum Stande der Technik. Schließlich sind auch Triowalzwerke bekannt
mit einem Getriebe zwischen Motor und Walzen und mit vorn dem Getriebe aus starr
angetriebenen Ober- und Unterwalzen.
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Trotz der hohen Drücke konnte das erforderliche Drehmoment den Arbeitswalzen
in üblicher Weise über Kupplung und Spindeln zugeführt werden,; weil insbesondere
beim Kaltwalzen ein Teil der Walzarbeit auf einem anderen Wege. übertragen wird.
Es wird nämlich an dem auslaufenden Walzgutende mehr oder weniger stark gezogen.
Der Walzdruck wird durch den Zug herabgesetzt, so daß auch das zu übertragende Drehmoment
kleiner wird.
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Je dünner . jedoch das Erzeugnis wird, desto kleiner wird die mögliche
Zugkraft, so daß die Walzenzapfen nicht mehr genügend entlastet werden können. Hinzu
kommt, daß gewisse Legierungen einen starken Zug nicht vertragen.
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Das Bestreben, aus metallurgischen Gründen die Abnahmen noch weiter
zu vergrößern und dabei dünnwandige Erzeugnisse herzustellen, führt zu immer größeren
Schwierigkeiten. Mit zunehmender Verkleinerung des Walzendurchmessers und steigender
Abnahme wird die Einleitung des erforderlichen Drehmoments erschwert. Das hat zu
Versuchen geführt, auch die Stützwalzen mit anzutreiben, ium einen Teil der erforderlichen
Leistung auf die Arbeitswalzen durch die Reibung zwischen letzteren und den Stützwalzen
zu übertragen und so die Spindeln, Kupplungen und Antriebszapfen der Arbeitswalzen
zu entlasten. Dabei erfolgt die Übertragung,des Drehmoments auf die Stützwalzen
meist durchHilfsspindeln undReibungskupplungen, die das Drehmoment begrenzen. Diese
Art des Antriebes wurde gewählt, weil sich die Walzen unter den hohen Drücken abplatten
und infolgedessen kein reines Abrollen mehr besteht, sowie auch deswegen, weil die
Walzendurchmesser nicht immer so genau eingehalten werden können, daß die Drehzahlen
der Walzen mit den Drehzahlen der Antriebsräder übereinstimmen. Ein fester Antrieb
über Zahnräder würde aus diesen Gründen nicht zum Ziel führen.
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Die Erfindung schlägt nun vor, die gekennzeichneten Schwierigkeiten
dadurch zu beseitigen, daß zwischen den Antriebsmotor und die Walzen die Antriebsleistung
in zwei oder mehrere Zweige teilende Getriebe mit Differentialwirkung geschaltet
sind, die das Drehmoment des Motors auf die einzelnen Walzen übertragen und der
auf die einzelnen Walzen entfailendeAnteil ,des Gesamtdrehmomentes durch Zahnradübersetzungen
bestimmt wird. Dabei .werden äls Getriebe vornehmlich mechanische Differentialgetriebe
verwendet, an deren Stelle aber auchhydraulischeDifferentialgetriebe tretenkönnen.
Durch diese Getriebe können nach der Erfindung alle Walzen angetrieben sein, aber
auch nur die Arbeits- oder nur die Stützwalzen, während die anderen Walzen den üblichen
Antrieb besitzen. Je höher die Walzendrücke werden, desto größer werden auch die
Kräfte, die durch die Stützwalzen auf die Arbeitswalzen übertragen werden können,
und um so mehr steigt das erforderliche Gesamtdrehmoment an. Damit wird aber auch
das durch die Stützwalzen zu übertragende Moment größer, so daß tatsächlich eine
Entlastung der Zapfen der Arbeitswalzen eintritt. Die Notwendigkeit, das durch die
Stützwalzen übertragene Moment durch Einschalten einer Rutschkupplung zu begrenzen,
fällt jetzt fort. Nun erst wird. die erstrebte Entlastung der Arbeitswalzenzapfen
voll erreicht. Durch richtige Wahl der 'Übersetzung des Differentials ist es möglich,
bei kleinen Arbeitswalzen außerordentlich hohe Abnahmen zu erreichen, ohne daß es
erforderlich wird, am austretenden Werkstoffende hohe Zugkräfte zur Anwendung zu
bringen. Die unter dem Walzdruck.stehenden Walzen rollen einwandfrei und ohne zu
rutschen aufeinander ab, da sich ja die Drehzahlen infolge der Zwischenschaltung
des-Differentials frei einstellen können.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für den Antrieb
für Walzwerke nach dieser Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. i ein Triowalzgerüst,
bei dem die Unter-und Oberwalze 1, 2 unter Zwischenschaltung eines Differentials
3 angetrieben sind, während die dünnere Mittelwalze q. nicht angetrieben ist. Unter-
und Oberwalzenantrieb sind außerdem durch eine Rutschkupplung 5 verbunden, die es
bewirkt, daß die Walzen bei Leerlauf mit gleicher Drehzahl weiterlaufen. Der Motor
treibt das Gehäuse des Differentials an. Die Umfangskraft wird durch die Kegelräder
ß, g gleichmäßig auf die seitlichen Kegelräder io, ii übertragen. Während das Kegelrad
i i über eine Gelenkspindel 12 mit der Unterwalze i gekuppelt ist, ist das Kegelrad
io über eine Hohlwelle 13 und Zahnräder 1q., 15, 16 mit der Oberwalze :2 gekuppelt.
Da beide Walzen gleichen Durchmesser besitzen, haben sie bei gleichen zu
übertragenden
Drehmomenten auch gleiche Drehzahlen, solange die zwischen ihnen und der Mittelwalze
durch Reibung zu übertragende Leistung dem zu übertragenden Drehmoment entspricht.
Erst wenn die durch Reibung zu übertragende Leistung kleiner wird als das halbe
Drehmoment, tritt zwischen der Mittelwalze und der auf ihr abrollenden Außenwalze
Gleiten ein. Bisher mußte dagegen das ganze erforderliche Drehmoment durch die Unterwalze
allein übertragen werden, wodurch beim Rückstich zwischen Mittel- und Oberwalze
nur 5o% der Abnahme erreicht werden konnte. Der Vorteil der neuen Antriebsweise
liegt also auf der Hand.
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In Fig. 2 ist der Antrieb für ein normales Quartogerüst dargestellt.
Es ist dabei vorausgesetzt, daß die beiden Stützwalzen 1, 2 gleichen Durchmesser
haben. Das Gesamtdrehmoment wird entsprechend der Größe der Walzendurchmesser auf
die Arbeitswalzen 4, 4.' und die Stützwalzen 1, 2 verteilt. Die Antriebswalzen sind
also weitgehend entlastet.
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Ein weiteres Beispiel für den Antrieb nach der Erfindung ist in Fig.
3 dargestellt. Das Walzgerüst ist hier mit sechs Walzen ausgestattet. Jede der beiden
Arbeitswalzen 4, 4' ist in bekannter Weise durch ein oberes und ein unteres Stützwalzenpaar
i, 2 abgestützt. In dem Antrieb sind hier drei Differentialgetriebe 3, 3', 3" eingebaut,
von denen das Getriebe 3 das Gesamtdrehmoment auf die oberen und unteren Stützwalzen
gleichmäßig verteilt, während die beiden weiteren Differentiale 3' und 3" jeweils
das halbe Gesamtdrehmoment auf die oberen bzw. unteren Stützwalzenpaare 1, 2 verteilen.
Die Arbeitswalzen 4, q.' selbst sind in diesem Falle nicht angetrieben, da das Drehmoment,
das auf sie von den Stützwalzen durch die Reibung übertragen werden kann, selbst
für hohe Abnahmen ausreichend ist.
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Es wäre natürlich möglich, die Arbeitswalzen außerdem noch anzutreiben.
Da diese jedoch im Verhältnis zu den- Stützwalzen im Durchmesser sehr klein sind,
wäre dadurch nur eine unwesentliche Erhöhung des übertragenen Gesamtdrehmoments
zu erreichen. ' Je nach Anzahl und Anordnung der Differentiale können ganz nach
Wunsch alle oder auch nur ein Teil der Walzen über sie angetrieben werden, wobei
'die Anzahl der Walzen des Gerüstes beliebig sein kann. Es ist auch möglich, die
Walzen teilweise in üblicher Art über Kammwalzen und teilweise über Differentiale
anzutreiben. Die Wahl des jeweiligen Antriebes hängt ganz von der Zahl der Walzen
im Gerüst ab und von dem Zweck, den es erfüllen soll.
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Anstatt mit mechanischen Differentialgetrieben kann der Walzwerksantrieb
nach dieser Erfindung auch mit hydraulischen Differentialgetrieben ausgestattet
sein.