EP0366648B1 - Antrieb für ein kaltpilgerwalzwerk - Google Patents

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EP0366648B1
EP0366648B1 EP87903858A EP87903858A EP0366648B1 EP 0366648 B1 EP0366648 B1 EP 0366648B1 EP 87903858 A EP87903858 A EP 87903858A EP 87903858 A EP87903858 A EP 87903858A EP 0366648 B1 EP0366648 B1 EP 0366648B1
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EP
European Patent Office
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crank
connecting rod
drive mechanism
mass
pinion
Prior art date
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Application number
EP87903858A
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English (en)
French (fr)
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EP0366648A1 (de
Inventor
Hermann-Josef Klingen
Josef Gerretz
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B21/00Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/005Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills with reciprocating stand, e.g. driving the stand

Definitions

  • the invention relates to a drive for a cold pilger rolling mill with mass and moment compensation according to the preamble of claim 1.
  • Such a cold pilger rolling mill is known from DE-AS-27 40 729, the crank mechanism being arranged laterally offset from the rolling mill.
  • the crank is connected via a crankshaft crank to the balancing mass for torque compensation arranged above the crank mechanism. This is 90 ° out of phase with the crank, and the reciprocating movement is made possible by parallel guides.
  • the rolling mill itself is coupled via a long connecting rod, which is supported on the crankshaft crank on one side.
  • the object of the invention is to develop a compact, cost-effective and as little stressed design for the drive from the existing knowledge about the mass and torque compensation of the double slide.
  • the overall vertical design makes it possible for the rolling stand to engage on one side and thus be guided over the entire gear unit. This eliminates the need for a connecting rod that connects the roll stand to the gear unit.
  • the paddock engages the slide directly below the roll stand.
  • the mass required for torque compensation is provided by the coupling itself.
  • the center of gravity of the paddock was placed beyond point D of the positive guidance.
  • the total mass of the coupling is reduced to point D, which in turn keeps the dimensions of the coupling small (flat design).
  • the paddock rotates with it and contributes with its moment of inertia ⁇ Ko to an improved uniformity of the overall system. Due to the design and arrangement of the coupling, the focal planes of torque compensation, mass compensation and the roll stand are brought together as closely as possible. This results in a compact design and a relatively low load within the gear unit.
  • the slide guide and positive guide are approximately in the same plane. This was made possible by an interruption in the forced operation.
  • the positive guidance is only required in the end positions in order to maintain the direction of rotation of the coupling and crank.
  • the embodiment according to claim 3 represents a modified embodiment, namely with a planetary crank gear (PKG).
  • the structure of the PKG is almost identical to the previously described first version of a double slide gear (DG).
  • the difference to the DG is that there is no forced guidance.
  • This is replaced by a planetary gear, which consists of a pinion and an internally toothed gear.
  • the pinion is firmly connected to the crank pin and rolls on the external internal teeth due to the rotating movement of the crank.
  • the superimposition of the rotational movement of the pinion and crank results in an exactly opposite direction of rotation of the coupling.
  • the rolling stand (WG) can be moved in a slide guide (Sch).
  • the roll stand is connected to the coupling (KO), which is arranged below the roll stand, and runs about a vertical axis via a pin.
  • the coupling (KO) has a cam roller (1), by means of which the coupling (KO) is guided in positive guides (2).
  • these positive guides (2) are only provided in the area of the end positions of the cam roller (1) or the coupling (KO).
  • the coupling (KO) is connected to the crank (KU) via the crank pin (3).
  • Figure lb shows the movements of the crank (KU), coupling (KO) and slide (4) (ie the rolling stand).
  • FIGS. 3a and b which show the coupling (KO) and the crank (KU) in different positions relative to one another, also serve for a better understanding of the movement sequence.
  • the crank (KU) is connected to the drive (8) (not shown) via a corresponding toothing (5-7).
  • the second embodiment shown in FIGS. 4a, b and 5 differs from the first embodiment in that a planetary crank arrangement is provided instead of the positive guides.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit Massen- und Momentenausgleich gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE-AS-27 40 729 ist ein derartiges Kaltpilgerwalzwerk bekannt, wobei der Kurbeltrieb seitlich versetzt zum Walzwerk angeordnet ist. Die Kurbel ist dabei über eine Kurbelwellenkröpfung mit der über dem Kurbeltrieb angeordneten Ausgleichsmasse für den Momentenausgleich verbunden. Diese ist um 90° phasenverschoben mit der Kurbel angeordnet, und die hinund hergehende Bewegung wird durch parallele Führungen ermöglicht. Das Walzwerk selbst ist über eine lange Verbindungsstange, an der einen Seite an der Kurbelwellenkröpfung gelagert, gekoppelt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, aus den bereits vorhandenen Erkenntnissen über den Massen- und Momentenausgleich des Doppelschiebers eine kompakte, kostengünstige und möglichst gering beanspruchte Bauweise für den Antrieb zu entwickeln.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1.
  • Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die insgesamt vertikale Bauweise macht es möglich, daß das Walzgerüst einseitig angreifen und somit auf der gesamten Getriebeeinheit geführt werden kann. Dadurch kann eine Verbindungsstange, die das Walzgerüst mit der Getriebeeinheit verbindet, entfallen.
  • Die Koppel greift direkt unterhalb des Walzgerüstes am Schieber an.
  • Die für den Momentenausgleich benötigte Masse wird durch die Koppel selbst gestellt. Dabei wurde der Schwerpunkt der Koppel über den Punkt D der Zwangsführung hinaus gelegt. Die Gesamtmasse der Koppel wird auf den Punkt D reduziert, wodurch die Abmessungen der Koppel wiederum klein gehalten werden (flache Bauweise).
  • Die Koppel dreht sich mit
    Figure imgb0001
    und trägt mit ihrem Massenträgheitsmoment Ko zu einer verbesserten Gleichförmigkeit des Gesamtsystems bei. Durch die Ausführung und Anordnung der Koppel werden die Schwerpunktebenen des Momentenausgleichs, des Massenausgleichs und des Walzgerüstes möglichst nahe zusammengebracht. Damit erreicht man eine kompakte Bauweise und eine relativ geringe Belastung innerhalb der Getriebeeinheit.
  • Die Schieberführung und Zwangsführung liegen annähernd in der gleichen Ebene. Dies wurde durch eine Unterbrechung der Zwangsführung ermöglicht. Die Zwangsführung wird nur in den Endlagen benötigt, um den Drehsinn von Koppel und Kurbel aufrechtzuerhalten. Durch die Lagerung der Koppel auf der Kurbel wurde eine Optimaleinstellung für die geometrische Anordnung und die Belastung der Lager und Zapfen gefunden.
  • Die Ausführung nach Anspruch 3 stellt eine abgewandelte Ausführung dar, und zwar mit einem Planeten-Kurbel-Getriebe (PKG). Der Aufbau des PKG ist nahezu identisch mit der vorher beschriebenen ersten Ausführung eines Doppelschiebergetriebes (DG). Der Unterschied zum DG liegt darin, daß die Zwangsführung entfällt. Diese wird durch ein Planetengetriebe ersetzt, das aus einem Ritzel und einem innenverzahnten Zahnrad besteht. Das Ritzel sitzt fest verbunden auf dem Kurbelzapfen und wälzt sich durch die Drehbewegung der Kurbel auf die außenliegende Innenverzahnung ab. Durch die Überlagerung der Drehbewegung von Ritzel und Kurbel kommt es zu einem genau entgegengesetzten Drehsinn der Koppel. Diese entgegengesetzten Drehbewegungen mit der Winkelgeschwindigkeit
    Figure imgb0002
    und unter Einhaltung der vorliegenden geometrischen Bedingungen haben eine Schiebung des Punktes B (Walzgerüst) zur Folge.
  • Folgend werden die Nachteile des herkömmlichen DG und die Vorteile des erfindungsgemäßen DG und des PKG stichwortartig gegenübergestellt.
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert werden, die zwei Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigt:
    • Figur 1a, b schematisch einen Schnitt auf eine Aufsicht auf die erste Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebes (Doppelschiebergetriebe),
    • Figur 2 einen Querschnitt durch eine konstruktive Ausführung dieses ersten Antriebes,
    • Figur 3a, b die Bewegung von Koppel und Kurbel in zwei Stellungen,
    • Figur 4a, b schematisch einen Schnitt und eine Aufsicht auf eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebes (Planeten-Kurbel-Getriebe) und
    • Figur 5 einen Querschnitt durch eine konstruktive Ausführung dieses zweiten Antriebes.
  • Zunächst soll die erste Ausführung mit dem sog. Doppelschiebergetriebe erläutert werden.
  • Das Walzgerüst (WG) ist in einer Schieberführung (Sch) bewegbar. Über einen Zapfen ist das Walzgerüst mit der Koppel (KO) verbunden, die unterhalb des Walzgerüstes angeordnet ist, und um eine vertikale Achse läuft.
  • Wie sich aus den Figuren 1a, b und 2 ergibt, weist die Koppel (KO) eine Kurvenrolle (1) auf, mittels der die Koppel (KO) in Zwangsführungen (2) geführt ist. Diese Zwangsführungen (2) sind allerdings nur im Bereich der Endstellungen der Kurvenrolle (1) bzw. der Koppel (KO) vorgesehen. Über den Kurbelzapfen (3) ist die Koppel (KO) mit der Kurbel (KU) verbunden. Die Figur lb zeigt die Bewegungen von Kurbel (KU), Koppel (KO) und Schieber (4) (d.h. des Walzgerüstes). In diesen Figuren 1a, b sowie den folgenden Figuren 3a- 4b bedeuten:
    x und y die Verschiebekoordinaten,
    SWG, SKo und SAG die Schwerpunkte des Walzgerüstes
    WG, der Koppel KO und der Ausgleichsmasse MA,
    Figure imgb0005
    und φ die Drehrichtungen von WG, KO und KU,
    R die Radien der Anlenkungen zwischen den Verbindungen WG, KO und KU,
    Sch die Führung für das Walzgerüst WG und
    Z die vertikale Achse, in der Walzwerk, Koppel und Kurbel liegen.
  • Zum besseren Verständnis des Bewegungsablaufes dienen auch die Figuren 3a und b, die die Koppel(KO) und die Kurbel (KU) in verschiedenen Stellungen zueinander zeigen. Die Kurbel (KU) ist - wie die Figur 2 zeigt -über eine entsprechende Verzahnung (5-7) mit dem nicht dargestellten Antrieb (8) verbunden.
  • Die zweite - in den Figuren 4a, b und 5 dargestellte - Ausführung weicht insoweit von der ersten Ausführung ab, als anstelle der Zwangsführungen eine Planeten-Kurbel-Anordnung vorgesehen ist.
  • Auf dem Kurbelzapfen (3) der Kurbel (KU) ist fest ein Ritzel (9) angeordnet, das sich an einem, die Kurbel (KU) umgebenden, innenverzahnten Zahnrad (10) abwälzt. Wie die Figur 4b zeigt, wird durch diese Anordnung erreicht, daß infolge der Überlagerungsbewegung von Kurbel (KU) und Ritzel (9) die Koppel (KO) eine gegenläufige Bewegung ausführt.
    Die Schiebung des Punktes B am Walzgerüst erfolgt aus der kinematischen Betrachtung für gleich große, entgegengesetzte Drehbewegungen unter Berücksichtigung der auf Figur 4b vorliegenden Geometrie.

Claims (3)

1. Antrieb für ein Kaltpilgerwalzwerk mit Massen- und Momentenausgleich, wobei die angetriebene Kurbel über eine Koppel mit dem Walzgerüst verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Walzgerüst (WG) unmittelbar über dem Kurbeltrieb (KU) angeordnet und die Koppel (KO) unmittelbar auf dem Kurbelzapfen (3) gelagert ist, wobei die Koppel (KO) mit ihrer Gesamtmasse den Momentenausgleich und die Kurbel (KU) mit ihrer Gesamtmasse den Massenausgleich übernimmt.
2. Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppel (KO) im Bereich ihrer Bewegungsendlagen in Zwangsführungen geführt ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurbel (KU) als Teil eines Planetengetriebes ausgebildet ist, daß auf dem Kurbelzapfen (3), fest mit diesem verbunden, ein Ritzel (9) angeordnet ist, das sich auf einem innenverzahnten, die Kurbel (KU) umgebenden Zahnrad (10) derart abwälzt, daß durch die Überlagerung der Drehbewegung von Ritzel und Kurbel (KU) die Koppel (KO) eine entgegengesetzte Drehbewegung erhält.
EP87903858A 1986-04-15 1987-06-18 Antrieb für ein kaltpilgerwalzwerk Expired - Lifetime EP0366648B1 (de)

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DE3613036A DE3613036C1 (en) 1986-04-15 1986-04-15 Drive for cold pilger roll mill
PCT/DE1987/000277 WO1988010160A1 (en) 1986-04-15 1987-06-18 Drive mechanism for cold pilger rolling mills
CA000540656A CA1327134C (en) 1986-04-15 1987-06-26 Drive system for a cold pilger rolling mill

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ATE71315T1 (de) 1992-01-15
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