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Einrichtung zum Aufrechterhalten einer bestimmten Drehzahldifferenz
zwischen einem Gerüst und dem vorhergehenden Nachbargerüst in kontinuierlich arbeitenden,
mehrgerüstigen Walzenstraßen, insbesondere in Rohrreduzierwalzwerken Bei kontinuierlich
arbeitenden, mehrgerüstigen Walzenstraßen, insbesondere Rohrreduzierwalzwerken,
müssen die WaIzen der einzelnen Geräste mit von Gerüst zu Gerüst stufenweise höher
werdender Drehzahl angetrieben werden.. Man spricht daher von einer »Drehzahlreihe«.
FÜr die Herstellung einwandfreier Rohre auf einem Reduzierwalzwerk ist es von größter
Wichtigkeit, daß die einzelnen Stufen der Reihe, nämlich die Differenzen der Drehzahlen
benachbarter Gerüste, während der Rohrherstellung genau genug aufrechterhalten werden.
je nach den Abmessungen der Luppen und der daraus herzustellenden Rohre in bezug
auf Durchmesser und/oder Wandstärke sowie je nach der Anzahl der für das
Reduzieren jeweils benutzten Gerüste ergeben sich aber verschiedene optimale Drehzahlreihen,
deren Stufen in Zahl und/oder Größe voneinander abweichen. Bei Rohrreduzierwalzwerken
besteht daher das Problem, einerseits die Differenz-en zwischen den Drehzahlen aufeinanderfolgender
Gerüste zwecks Einstellung verschiedener Drehzahlrei,hen verändern zu können und
andererseits die eingestellten Drehzahlstufen einer Reihe während der Rohrherstellung
unbedingt genau genug aufreatzuerha.Iten. Mit diesem Problem befaßt sich die Erfindung.
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Es ist bekannt, die einzelnen Gerüste von Rohrreduzierwalzwerken in
der Weise anzutreiben, daß ein einzig-er nicht regelharer Motor, z. B. ein Drehstromasynchronmotor,
vorgesehen wird, der eine für alle Gerüste gemeinsame Antriebswelle in Drehung versetzt;
die einzelnen Gerüste werden dann von der gemeinsamen Antrieb#swelle aus über Summengetriebe
angetrieben, denen über stufenlos regelbare Nebenantriebe je eine zusätzliche
Antriebsdrehung zugeführt wird.
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Um bei der Einstellung ein-er Drehzahlreihe größtmögliche Genauigkeit
erzielen zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, die Drehzahl jedes Gerüstes
in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz gegenüber dem Na-chbargerüst einzustellen,
also nicht beide Drehzahlen einzeln zu messen und die Differenz zu errechnen, sondern
eine Differenz der Drehzahlen zu bilden und die Differenzdrehzahl zu messen. Nach
diesem bekannten Vorschlag sollen aber die einzelnen Regelgetriebe je für
sich von Hand einreguliert werden. Trotz der in bezug auf Genauigkeit erzielten
Verbesserung bleibt in diesem Falle noch der Nachteil der langwierigen und mühevollen
Einregelung einer neuen Drehzahlreihe. Außerdem fehlt bei einem von Hand einregelbaren
Antrieb natürlich die selbsttätige Regelung, durch welche Abweichungen von dem durch
die Einstellung vorgeschriebenen Sollwert der Drühzahldifferenz jeweils unverzüglich
ausgeglichen -werden. Eine genügend genaue Aufrechterhaltung bestimmter Drehzahldifferenzen
ist daher nicht gegeben und die- Herstellung genau maßhaltiger Rohre somit nicht
möglich.
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Schließlich ist eine Gleichlaufvorrichtung für Mehrmotorenantriebe
von kontinuierlichen Walzenstraßen bekannt, bei der die Drehzahl des Antriebsmotors
eines Gerüstes mit den Antriebsdrehzahlen der üb-
rigen Gerüste durch
je ein Differentialgetriebe verglichen wird, wobei die Ausgangswelle jedes
Differentialgetriebes das Stellglied im Antrieb des be-
treffenden Gerüstes
beeinflußt. Wollte man diese Art der Regelung und die Al:>zweigung der für den Vergleich
mit den Antriebsdrehzahlen der einzelnen Gerüst-e dienenden Solldrehzahlen von einer
gemeinsamen Hauptwelle bei Reduzierwalzwerksantrieb-en der obenerwähnten Art anwenden,
so wäre nur ein Betrieb der Straße mit einer einzigen Drehzahlreihe möglich. Durch
Änderung der Drehzahl der Solldrehzahlhauptwelle könnten eventuell sämtliche Antriebsdrehzahlen
verhältnisgleich verändert werden, es wäre aber nicht möglich, die Differenzen der
Drehzahlen aufeinanderfolgender Gerüste willkürlich so zu verändern, daß sich eine
Drehzahlreihe mit geänderter Charakteristik ergibt, wie dies bei der Änderung eines
Rohrreduzierwalzprogramms erforderlich ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufrechterhalten
einer bestimmt-en Drehzahldifferenz zwischen einem Gerüst und dem vorhergehenden
Nachhargerüst in -kontinuierlich arl>eitenden,
mehrgerüstigen
Walzenstraßen, insbesondere in Rohrreduzierwalzwerken, bei der mit einem Differentiailgetriebe,
das von den Drehzahlen der beiden Ge-
rüste b-,einflußt w-ird und den, Istwert
der Drehzahldifferenz mißt, ein zweites Differentialgetriebe in Reihe geschaltet
ist, das i.ur Bildung der Regelabweichung den Istwert der Drehzahldifferenz mit
'einer dem betreffenden Gerüst =geordneten Solldre#hzahl vergleicht und mit seiner
Ausgangs- bzw. Summenwelle das Stellglied im Antrieb des Gerüstes beein,flußt, wobei
die Solldrehzahlen der einzelnen G-lerüste. über entsprechende Übersetzungen von
einer durch einen regelbaren Motor angetriebenen Welle abgezweigt sind. Gemäß der
Erfindung wird eine den Erfordernissen bei Rohrreduzierwalzenstraßen entsprechende
Einstellmöglichkeit für die Sollwerte der Drehzahldifferenzen benachbarter Gerüste
dadurch geschaffen, daß in die Abzweigungen von der Welle für jedes Gerüst ein Differentialgetriebe
eingeschaltet ist, dem eine der betreffenden abgezweigten Drehzahl zur Bildung einer
von der abgezweigten Drehzahl abweichenden Solldrehzahl zu überlagernde regelbare
Zusatzdrehzahl, z. B. mittels eines regelbaren Motors, zugeführt wird.
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- Für die Lieferung der Zusatzdrehzahl kann ein nicht regelbarer
Motor mit Regelgetriebe oder ein regelbarer Motor vorgesehen sein; auch kann die
Zu,satzdrehung von der gemeinsamen Hauptwelle oder von einer durch diese angetriebenen
Welle abgezweigt und über ein Regelgetriebe geführt sein. Ferner ist es möglich,
auch die Zusatzdrehzahlen von einer durch einen regelbaren Motor od. dgl. angetriebenen
gemeinsamen zweiten Welle über Mersetzungen abzuzweigen.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Reduzierwzlzwcrl<
mit Getriebe und Antrieb, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Walzwerk und Fig.
3 eine Regelvorrichtung für das Walz-,verk nach Fig. 1 und 2; in Fig.
4 ist veranschaulicht, wie gemäß der Erfindung bei einer Regelvorrichtung nach Fig.
3 die Solldrehzahl durch eine Zusatzdrehzahl verändert werden 'kann.
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Von dem in Fig. 2 dargestellten Motor 1 aus wird, gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes, eine Welle 2 angetrieben, von
der über Kegelradgetriebe 3 die Antriebe für die einzelnen Gerüste des Walzwerkes
abgezweigt sind. Wie Fig. 1 zeigt, ist für jedes Walzgerüst eine Antriebswelle
4 vorhanden, die ihre Drehung über ein Differentialgetriebe 5 auf die Antriebswelle
6 des Walzgerüstes 7 überträgt. Oberhalb der Antriebswelle 2 ist ein
aus einem Primärteil 8 und einem Sekundärteil 9 bestehendes Regelgetriebe
vorgesehen, dessen Übersetzungsverhältnis mittels eines Einstellgliedes
10 geregelt werden kann. Die Antriebswelle 11 des Primärteiles steht
über Zahnräder 12 und' 13 mit der Antriebswelle 4 in Triehverbindung. Die
Welle 14 des Sekundärteiles 9 steht über Zahnräder 15 und
16 mit dem Gehäuse 17 des Differentialgetriebes 5 in Triebverbindung.
Auf diese Weise kann eine von der Welle 4 abgezweigte und über die Zahnräder
13, 12 auf den Primärteil 8 übertragene Drehung mit veränderlicher
übers-etzung über den Sekundärteil 9 und die Zahnräder 15, 16 als
zusätzliche Antriebsdrehung in das als Summengetriebe wirkende Differentialgetriebe
5 eingeführt und so die Antriebsdrehzahl der Welle 6 des Walzgerüstes
7 verändert werden. In entsprechender Weise erfolgt auch bei den weiteren
Gerüsten die Einstellung der Antriebsdrehzahl.
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Auf der Welle 6 jedes Gerüstes ist cin Kegelrad 18
angeordriet,
das über ein Kegelrad 19 eine Welle 20 aiitreibt. JedeWelle20 läuft also
mit einer von der Antriebswelle 6 des betreffenden Gerüstes 7 abgeleiteten
Drehzahl um. Die Wellen 20 dienen dazu, in der nGch zu beschreibend-en Regelvorrichtung
die Drehzahlen der einzelnen Walzgerüste überwachen zu k#,nnen, um bei Abweichung
der Drehzahlen einzelner Gerüste von den Solldrelizahlen eine selbsttätig-, korrigierende
Regelung herbeizuführen.
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Bei der in- Fig. 3 dargestellten Reg-,Ivorrichtung sind die
verschiedenen Walzgerüsten zugeordneten Teile zwar mit gleichen Bezugszahlen versehen,
je-
doch durch Hinzufügung von kleinen Buchstaben voneinander unterschieden.
Das am weitesten rechts hefindliche Gerüst, dessen Teile mit c unterschiedlich gekennzeichnet
sind, kann beispielsweise das Endgerüst des Reduzierwerkes sein. Da die Regelvorrichtung
in ihren den einzelnen Gerüsten zugeordneten Teilen genau gleich aufgebaut ist,
genügt es, eine Gruppe der Regelvorrichtung zu erläutern.
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Die Welle 20a treibt über l#-,egelräder 2111, eine Welle 22a und ein
Differentialgetriebe 2311 eine Welle 24a an. Diese Welle steht über ein zweites
Differentialgetriebe- 2511 mit ein-er Welle 26e, in Triebverbindung, diie über ein
Stirnrad 27a mit dem Einstellglied 1011 des Primärteiles 8a des Regelgetriebes 8a,
9a zusammenwirkt. Auf der Welle 2211 sitzt ein Zahnrad 28,1. Ein weiteres
Zahnrad 29a ist mit dem Gehäuse 30a des Differentialgetriebes 23a verbunden. Das
Gehäuse 31a des z-weiten Differentialgetriebes 2511 ist mit einem Zahnrad 32a verbunden,
in das ein Ritzel 33a eingreift, das von, einer durch einen Motor 35 angetriebenen
Welle 36 aus über Kegelräder 37a angetrieben ist.
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Der Motor35 treibt, gegebenenfalls unter Zwischenfügung eines Übersetzungsgetriebes,
die Welle 36 an, von der über Kegelradgetriebe 37a, 37b, 37c die Solldrehza,lilen
für die einzelnen Gerüste des Walzwerkes abgezweigt sind. Dabei sind entweder die
Übersetzting jedes Kegelrad-,etriebes 37 oder die Über-Setzung
jedes Stirnradantriebes 33, 32 oder aber beide übersetzungen so ausgeführt,
daß durch sie eine Ab-
stufung der abgezweigten Solldrehzahlen entsprechend
einer optimalen Drehzahlreihe erreicht wird.
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Es stehen nun immer die Zahnräder 28 und 29 benachbarter
Stuf-en miteinander im Eingriff. Das Zahnrad 28a greift also in das Zahnrad 29b
und das Zahnrad 28b in das Zahnrad 29c ein. Bei der letzten Stufe kann das
Zahnrad 28c fehlen. Entsprechend ist dann bei der ersten Stufe der Regelvorrichtung
nur ein Zahnrad 28 vorgesehen. Das Zahnrad 29 sowie die beiden Differentiale
23 und 25 und die weiteren Teile fehlen also dann bei dem ersten Gerüst.
Auch braucht bei dem ersten Gerüst nicht unbedingt ein Regelgetriebe 8, 9
vorgesehen zu sein. Falls ein solches Getriebe eingebaut wird, kann ein von Hand
verstellbares Einstellglied 10 vorgesehen werden, um eine gewollte Drehzahl
des ersten Gerüstes einstellen zu können. Die erste Stufe. des ReduzierwaIzwerl,#e-#s
kann aber auch in genau gleicher Weise ausgeführt und geregelt werden wie die übrigen
Stufen, wobei als Bezugsdre.hzahl für die erste Stufe, des Reglers dann zweckmäßig
die Drehzahl einer das Rohr dem Walzwerk zuführenden Vorrichtung benutzt wird. Die
Drehzahl des ersten Gerüstes dient als Bezugspunkt für alle weiteren Gerüste des
Reduzierwalzwerkes.
Um die Wirkungsweise der Regelvorrichtung zu
erlä.titern, sei das Arbeiten &--r Stufe b beschrieben. Von der Welle
22a des Nachbargerüstes wird, über die Zahnräder 28a, 29b eine entsprechende
Drehzahl auf das Gehäuse 30b des Differentialgetriebes 23b gegeben. Zugleich
wird dem Differentialgetriebe 23b über die Welle 22b eine der Drehzahl
des zu regelnden Ge-
rüstes entsprechende Drehzahl zugeleitet. Das Differentialgetriebe
23b leitet daher eine aus beiden zugeleiteten Drehzahlen gebildete Differenzdrehzahl
auf dieWelle24b weiter. Außer dieserDrehzahl wird dem zweiten Differentialgetriebe25b
von dem Motor 35
über die Zahnräder37b, 33b, 32b noch eine Solldrehzahl
zugeleitet.
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Wenn die dem Differentialgetriebe 25b über die Welle24b zugeleitete
Drehzahl der durch den Motor 35 gegebenen Solldrehzahl entspricht, so bewegen
sich die einzelnen Teile des Differentialgetriebes 25b
so, daß die Ausgangswelle,26b
des Getriebes keine Drehung ausführt. Entspricht aber das Verhältnis der Drehzahlen
nicht dem gewollten Wert, so führt die Welle 26b eine Drehung im einen oder
anderen Sinne aus und bewirkt so über die Zahnräder 27b, Job eine andere
Einstellung des Rtgelgetriebes 8b, gb in dem Sinne, daß die vorhandene
Abweichung ausgeglichen und das dem Sollwert entsprechende Drehzahlverhältnis herbeigeführt
wird.
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Bei der Regelvorrichtung nach Fig. 3 arbeiten die Differentialgetriebe
23 und 25 beide als eine Differenzdrehzahl bildende Getriebe, und
zwar wird zunächst die Differenz zwischen den beiden von den benachbarten Walzgerüst-en
abgeleiteten Drehzahlen und sodann die Differenz zwischen der ersten Differenzdrehzahl
und der Solldrehzahl gebildet. Die Reihenfolge der Differenzbildung kann natürlich
auch geändert werden. Auch ist es möglich, die beiden zu subtrahierenden Drehzahlen
zunächst in einem als Summengetriebe wirkenden Differentialgetriebe zu addieren
und dann erst die Differenzdrehzahl gegenüber der dritten Drehzahl zu bilden. Als
Summen-bzw. Differenzgetriebe können auch Stirnraddifferentialgetriebe Verwendung
finden. Ebenso können an Stelle einzelner Stirnradübersetzungen auch Schnekkengetriebe
vorgesehen werden. Dies empfiehlt sich beispielsweise für die Übersetzungen
33, 32 'bei der Regelvorrichtung nach Fig. 3, um den Solldrehzahlmoto#r
35 mit günstigem Drehzahlbereich betreiben zu können.
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Während bei der Regelvorrichtung nach Fig. 3 nur die Möglichkeit
gegeben ist, alle Drehzahlen der Walzgerüste gemeinsam, nicht aber einzeln, zu verändern,
bietet die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung nach Fig. 4 beide Möglichkeiten
zugleich. Dies ist unter Abwandlung der Regelvorrichtung nach Fig. 3 dadurch
erreicht, daß die von der Welle. 36 über die Kegelräder 37b abgezweigte
Drehung dem Ritzel 33b nicht unmittelbar, sondern über ein Differentialgetriebe
38 zugeleitet wird, dessen Gehäuse 39
eine zusätzliche Drehung erteilt
werden kann. Bei dem Beispiel nach Fig. 4 ist zu diesem Zwecke ein regelbarer Motor
40 vorgesehen, der mit dem Gehäuse 39 übe-r Zahnräder 41, 42 in Triebverbindung
steht.
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Durch Regelung der Drehzahl des die Welle 36 antreibenden Motors
35 können die über die Differentialgetrfebe38 den Differentialgetrieben25
zugeführten Drehzahlen verändert werden. Auf diese Weise werden dann die Solldrehzahlen
särntlieher Gerüste ver hältnisgleich verändert. Die, Charakteristik der Drehzahlreih-e
bleibt also die gleiche. Mittels der zusätzlichen Motoren40 kann nun die Solldrehzahl
jedes Gerüstes zusätzlich verändert werden. Die Zusatzdrehzahl wird bei jedem Gerüst
über das Differentialgetriebe 38 eingeführt. Auf diese Weise ist es möglich,
die Solldrehzahl der einzelnen Gerüste willkürlich zu verändern und so eine Drehzahlreihe
mit geänderter Charakteristik einzustellen.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Getriebe, Wellen
und Motoren nur schematisch dargestellt. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen,
daß innerhalb der Regelvorrichtungen nur äußerst kleine Kräfte bzw. Drehmomente
zu übertragen sind, da ja nur die Einstellglieder 10 der Regelgetriebe
8, 9 zu verstell-en sind. Alle Teile der Reg--Ivorrichtungen können daher
entsprechend schwach beniessen und klein und billig ausgeführt werden.
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Die Erfindung ist keineswegs auf die Anwendung bei solchen Walzwerken
beschränkt, bei den-en die einzelnen Walzgerüste von einer gemeinsamen Antriebswelle
aus angetrieben werden. Die neue Regelvorrichtung kann vielmehr bei allen bekannten
Rohrreduzierwalzwerksantrieben und beispielsweise auch dann eingesetzt werden, wenn
jedes Gerüst durch .einen besonderen regelbaren Motor angetrieben ist. Statt auf
die Einstellglieder von Regelgetrieben wirkt dann die Regelvorrichtung auf die Regler
der einzelne-n Motoren.