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Elektromotorischer Antrieb für die Rollgänge von Walzwerken
Bei Walzwerken
haben die Rollgänge zwecks Vermeidung unnötiger Wärmeverluste des glühenden Walzblockes
das Walzgut mit größter Geschwindigkeit zur Walze zu befördern und in die Walze
hineinzustoßen. Die Walzgeschwindigkeit wird dabei von der Walze bestimmt. Die in
Richtung des Walzvorganges vor der Walze liegenden Rollen müssen nach Einstoßen
des Walzgutes ihre Umdrehungsgeschwindigkeit auf die Walzgeschwi ndigkeit vermindern,
damit keine Relativbewegung zwischen Rollen und Walzgut eintritt, die eine möglichst
zu vermeidende Kratzerbildung zur Folge haben würde. Die hinter der Walze liegenden
Rollen müssen das Walzgut in Richtung des Walzvorganges ziehen. Auch hier darf zur
Vermeidung der Kratzerbildung keine Relativbewegung zwischen Rolle und Waligut auftreten.
Im übrigen müssen die hinter der Walze liegenden Rollen mit etwas größerer Geschwindigkeit
als die Rollen vor der Walze laufen, da das Walzgut durch das Walzen länger geworden
ist.
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Hat das Walzgut die Walze verlassen, so vertauschen die beiden Rollgänge
ihre Aufgaben. Der bisher hinter der Walze gelegene Rollgang hat das Walzgut abzubremsen,
in kürzester Zeit in umgekehrter Richtung zu beschleunigen und wiederum mit größter
Geschwindigkeit in die inzwischen verstellte Walze oder eine andere hineinzustoßen.
So wiederholt sich der Vorgang mehrmals hin und her, bis das Walzgut seine endgültige
Form hat.
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Bei jedem Arbeitsspiel sind die Rollgangsgeschwindigkeiten ein wenig
anders. Ferner sind von Spiel zu Spiel immer mehr Rollen nach Maßgabe des länger
werdenden Gutes gleichzeitig beaufschlagt.
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Da das Walzgutgewicht konstant ist, wird die Belastung der einzelnen
Rollen ebenso von Spiel zu
Spiel geringer, bei gleichzeitiger Verringerung
der Reibungskraft zwischen Walzgut und einzelner Rolle, d. h. das Metergewicht des
Walzgutes wird kleiner.
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Diesen Betriebsverhältnissen der Rollgänge eines Walzwerkes wird
bisher durchweg durch elektromotorische Antriebe Rechnung getragen, die durch veränderliche
Frequenz in ihrer Drehzahl steuerbar sind. Die Änderung der Rollgangsrichtung wird
dabei durch Umsteuern der Motoren erreicht. Hierbei ist neben dem Schwungmoment
der Rollen auch jedesmal die Masse der Motoren zu beschleunigen.
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Erfindungsgemäß erfolgt der elektromotorische Antrieb der Rollgänge
über Magnetpulverkupplungen. Unter Magnetpulverkupplungen werden dabei Magnetkupplungen
verstanden, bei denen der Arbeitsspalt der Kupplung mit einem magnetisierbaren Kupplungsmedium
gefüllt ist, das im Arheitsspalt den Kraftllinien eines Magnetfeldes ausgesetzt
wird. Bei abgeschalteter Erregung beträgt der Schlupf I00 °/o. Mit der Zunahme der
Erregung wird das Ol-Eisenpulver-Gemisch steifer und steifer, wodurch mehr und mehr
Drehmoment übertragen wird.
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Für jede Antriebsrichtung der Rollgänge ist dabei v orzuXgszveise
eine gesondert Magnetpulverkupplung vorzusehen. Die Motoren können dann konstant
durchlaufen. Die leiden Alagnetpulverkupplungen können dabei von einem gemeinsamen
Antriebsmotor angetrieben werden, wobei die gegensinnig umlaufenden Eingangskupplungsteile
mit einer gemeinsamen Ausgangswelle kuppelbar sind, die mit der anzutreibenden Rolle
verbunden ist. Durch Umsteuern der Kupplungen kann die Rollgangsrichtung in kürzester
Zeit umgesteuert werden. Ist das zur Doppelkupplung erforderliche Getriebe unerwünscht,
können je Rolle zwei Motoren mit je einer Magnetpulverkupplung an beide Seiten der
Rollgänge gesetzt werden. Die Motoren laufen dann konstant durch in zwei verschiedenen
Drehrichtungen. Je nachdem die eine oder andere Magnetpulverkupplung erregt wird.
laufen die Rollen links- oder rechtsherum. Werden alle Magnetpulverkupplungen für
eine Rollgangsrich tung parallel geschaltet, so läßt sich mit einem einzigen Steuerglied
der gesamte Rollgang umsteuern.
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Die beiden Magnetpulverkupplungen können gegebenenfalls zu einer
Doppelkupplung vereinigt werden. Eine solche Vereinigung kann in der Weise geschehen,
daß zwei gegensinnig umlaufende Eingangskupplungsteile gleichachsig zu einem dritten
Ausgangskupplungsteil angeordnet und je nach Erregung einer der beiden Erregerspulen
wahlweise mit diesem gekuppelt werden. Der Platzbedarf und der Aufwand einer solchen
Doppelkupplung ist geringer, was mit Rücksicht auf die Raumbeengung an den Stirnseiten
der Rollgänge von Bedeutung sein kann.
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Das Drehmoment, das von einer Rolle auf das Walzgut übertragen werden
kann, hängt neben dem Reibungskoeffizienten vom Metergewicht des Gutes ab. Werden
die Magnetpulverkupplungen für ein solches maximales Drehmoment ausgelegt, daß dieses
unterhalb des übertragbaren Momentes von der Rolle auf das Walzgut liegt, so können
keine Relativbewegungen zwischen Rolle und Gut auftreten.
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Da die Magnetpulverkupplungen ihr Moment unabhängig vom Schlupf übertragen,
paßt sich die Rolle außerordentlich weich der Walzgutgeschwindigkeit an und gibt
dabei ihr konstantes Moment ab. Ist das Gut nicht unter der Walze, so versuchen
die Kupplungen die Rolle und damit das Gut auf die der Motorgeschwindigkeit entsprechende
Höchstgeschwindigkeit zu beschleunigen. Das Walzgut wird mit einer wählbaren Höchstgeschwindigkeit
in die Walze hineingefahren. Das Umsteuern des Rollganges erfolgt ebenfalls in kürzester
Zeit, ohne daß hierbei eine Relativbewegung zwischen Rolle und Walzgut eintritt.
Eine Kratzerb ildung ist also ausgeschlossen.
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Der Änderung des Metergewichtes und der damit verbundenen Verringerung
der Reibungskraft kann man dadurch Rechnung tragc,n. daß man je nach Form des Walzgutes
die Magnetpulverkupplungen auf das kleinste Metergewicht einstellt oder die Kupplungen
durch Schwächen der Erregung von Spiel zu Spiel dem jeweiligen Metergewicht anpaßt.
Das Einstellen der Rollgangsstärke und das Umsteuern des Rollgangs können mit einem
Handhebel vorgenommen werden, indem man über einen Kontroller die Kupplungserregung
für Vor- und Rücklauf des Rollganges kontinuierlich stärkt oder schwächt. Die Beschleunigungsleistung
wird aus der Überlastbarkeit des Motors genommen.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. I bis 3 drei Ausführungsbeispiele der
Erfindung in schematischer Darstellung.
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Bei allen Ausführungsbei spielen l)ezeichnet 10 einen der Antriebsmotoren,
11 eine angetriebene Rolle der Walzenstraße und 12 die erfindungsgemäß zwischen
Motor 10 und Rolle ii geschaltete Magnetpulverkupplung.
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Bei der Ausführung der Abb. I ist nur eine einziege M agnetpulverkupplung
vorgesehen. Zwecks Umkehr der Antriebsrichtung muß der Motor 10 in bekannter Weise
umgesteuert werden.
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Bei der Ausführung der Abb. 2 sind zwei Magnetpulverkupplungen I2a
und 12b vorgesehen. von denen die eine, I2a, im Drehsinn des Motors und die andere,
I2b, über ein Vorschaltgetriebe I3 im umgekehrten Drehsinn angetrieben wird. Die
Ausgangsteile der Kupplungen I2a und 12b sind über das Nachschaltgetriebe I4 auf
die Rolle 11 geschaltet. Je nach Erregung der Kupplung I2a oder der Kupplung I2b
wird so die Rolle II entweder im Drehsinn des Motors 10 oder umgekehrt zu diesem
angetrieben. Der Motor 10 kann hierbei mit gleichem Drehsinn konstant durchlaufen.
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Bei der Ausführung der Abb. 3 sind die beiden NIagnetpulverkupplungen
für Isinks- und Rechtslauf zu einer Doppelkupplung I2a, I2 vereinigt.
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Über die Schaltgetriebe I5, I6 werden vom Motor 10 zwei mit je einer
Spule I7, 18 versehene Eingangskupplungsteile I9, 20 gegensinnig angetrieben.
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Sie sind dabei gleichachsig zum Ausgangsteil 21 angeordnet, der mit
der Rolle 11 verbunden ist. Je
nach Erregung der Spule 17 und I8
wird auch hierbei die Rolle II entweder im Links- oder Rechtslauf angetrieben, ohne
daß der Motor umgesteuert zu werden braucht.