DE10148183A1

DE10148183A1 - Schleifvorrichtung

Info

Publication number: DE10148183A1
Application number: DE2001148183
Authority: DE
Inventors: Egon Evertz; Rolf Seybold
Original assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Current assignee: Egon Evertz KG GmbH and Co
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-17

Abstract

Um eine Vorrichtung (100) zum Schleifen von Halbzeug, insbesondere in Form von Brammen, aus Stahl zu schaffen, bei der ein Schleifen unter einem definierten spitzen Winkel, insbesondere unter einem Winkel von 45 DEG , mit höheren Schleifleistungen möglich ist, wird vorgeschlagen, daß die Schleifarmlängsachse (12) und die Schleifscheibendrehachse (42) unter einem spitzen Winkel (phi) in der Größenordnung von etwa 25 DEG bis etwa 65 DEG , insbesondere unter einem Winkel von etwa 45 DEG , zueinander angeordnet sind. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein insbesondere als Bramme ausgebildetes Halbzeug aus Stahl, dessen Oberfläche mittels mindestens einer derartigen Vorrichtung (100) bearbeitet, insbesondere geschliffen, ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug, insbesondere in Form von Brammen, aus Stahl, bei denen eine Materialabtragung bis zur Eindringtiefe von fertigungsbedingten Oberflächenfehlern, wie etwa von Riefen, von Rillen, von Rissen oder von dergleichen, vorzunehmen ist, welche Vorrichtung

- mindestens einen Schleifarm mit einer Schleifarmlängsachse,
- mindestens eine am Schleifarm angeordnete Antriebseinheit und
- mindestens eine als Schleifwerkzeug am Schleifarm, insbesondere am Schleifkopf des Schleifarms, angeordnete und über Kraftübertragungsmittel von der Antriebseinheit um eine Schleifscheibendrehachse rotierend antreibbare Schleifscheibe aufweist.

Mit derartigen Schleifvorrichtungen läßt sich Halbzeug aus Stahl, insbesondere in Form von Stahlbrammen, bearbeiten, wie sie in einer Brammenstranggießanlage hergestellt werden. Solche Brammen sind in der Regel quaderförmig und weisen eine Brammenhöhe von mindestens etwa vierzig Millimetern auf; die Brammenbreite sowie die Brammenlänge sind erheblich größer als die Brammenhöhe.

Nun weist eine aus dem Gießvorgang in der Brammenstranggießanlage kommende Bramme jedoch im Regelfall fertigungsbedingte Oberflächenfehler auf, die durch Schleifen zu beseitigen sind. Die Bramme wird hierzu in den Arbeitsbereich einer mit einer Schleifscheibe oder mit einem Schleifstein ausgerüsteten Schleifvorrichtung gebracht, wobei die fehlerbehafteten Oberflächenbereiche abgeschliffen werden. Hierbei überfährt der Schleifarm mit der Schleifscheibe oder mit dem Schleifstein die Bramme, wobei die Schleifvorrichtung vorwärtsbewegt wird.

Wird nun eine Schleifvorrichtung V aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 eingesetzt, so können lediglich senkrecht zur Brammenlängsachse liegende Schleifbewegungen durchgeführt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß beim Schleifen unter null Grad oder auch unter neunzig Grad Riefen, Rillen, Risse oder dergleichen in der Brammenoberfläche verdeckt werden, weil diese beim Schleifen "zugeschmiert" werden. Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, Schleifvorrichtungen V mit einem um 45° geschwenkten Schleifarm A einzusetzen (vgl. Fig. 2), wobei die Schleifscheibe S jeweils in einer Richtung, die unter 45° angeordnet ist, über die Brammenoberfläche bewegt wird.

Durch sukzessives Weiterbewegen der Schleifvorrichtung V kann dann die nächste, unter 45° angeordnete Schleifspur erzeugt werden. Wie bei dem Stand der Technik bekannten, sogenannte Langarm-Schleifmaschinen gemäß den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird die Schleifscheibe S bzw. die Schleifscheibendrehachse D, auf der die Schleifscheibe S befestigt ist, über Kraftübertragungsmittel in Form einer geeigneten Transmission T mittels einer Antriebseinheit in Form eines Motors M angetrieben.

Bedingt durch die festgelegte Drehrichtung der Schleifscheibe S ist ein zufriedenstellendes Schleifergebnis nur bei "Ziehen" der Schleifscheibe S entlang der Brammenoberfläche gewährleistet. Bei einem Vorwärtsbewegen der Schleifscheibe S kommt es hingegen zu einer "stotternden" oder stuckernden Bewegung, so daß selbst bei Einsatz der Ausführungsform aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 2 ein doppeltes Schleifen in jeder Schleifspur erforderlich ist.

Des weiteren ist der Schleifvorgang bei der Ausführungsform der Schleifmaschine V gemäß Fig. 2 nachteiligerweise mit einer hohen Lärmbelastung verbunden. Zudem wird auf dem Hin- und Rückweg der Schleifscheibe S beim Schleifen unter 45° mit der Schleifvorrichtung V gemäß Fig. 2 die Schleifscheibe S in entgegengesetzten Richtungen peripher abgeschrägt, was das Schleifergebnis weiter verschlechtert.

Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik bei Vorrichtungen zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schleifvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß ein Schleifen von Halbzeug, insbesondere von Brammen, aus Stahl unter einem definierten spitzen Winkel, insbesondere unter einem Winkel von 45°, mit höheren Schleifleistungen möglich ist.

Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, die Schleifvorrichtung so auszugestalten, daß in beiden Schleifrichtungen eine optimale Qualität der geschliffenen Oberfläche erzielt wird sowie ein geräuscharmes Schleifen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung werden die Schleifarmlängsachse und die Schleifscheibendrehachse unter einem spitzen Winkel in der Größenordnung von etwa 25° bis etwa 65°, insbesondere unter einem Winkel von etwa 45°, zueinander angeordnet. Hierdurch unterscheidet sich die vorliegende Lösung insofern in erfindungswesentlicher Weise von den Vorschlägen aus dem Stand der Technik, als bei letzteren (vgl. Fig. 1 und 2) der Winkel zwischen der Schleifarmlängsachse L und der Schleifscheibendrehachse D im Regelfall neunzig Grad beträgt, und zwar unabhängig davon, ob der Schleifarm A vertikal (vgl. Fig. 1) oder um 45 Grad geschwenkt (vgl. Fig. 2) angeordnet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf jeden Fall eine senkrecht oder vertikal ausgerichtete Stellung des Schleifarms bewerkstelligbar, wobei jedoch der Nachteil des durch "Zuschmieren" bedingten Verdeckens von sich im Stahlhalbzeug befindlichen fertigungsbedingten Oberflächenfehlern, insbesondere von Riefen, von Rillen, von Rissen oder von dergleichen, beim Schleifen in zuverlässiger Weise vermieden wird.

Hierzu ist die Schleifscheibendrehachse und damit die Rotation der Schleifscheibe, die in erfindungswesentlicher Weise auch als Schleifstein ausgebildet sein kann, um vorzugsweise 45° gegenüber der Längserstreckung des Schleifarms geneigt bzw. geschwenkt, so daß die Schleifscheibe jeweils in einer Richtung über die Brammenoberfläche bewegt wird, die unter vorzugsweise 45° angeordnet ist.

Vorteilhafterweise muß im Unterschied zum Stand der Technik gemäß der Fig. 2 der Schleifarm nicht verlängert werden, sondern kann unter Einbeziehung der Vorteile eines "angewinkelten" Schleifens, insbesondere eines "45 Grad-Schleifens", prinzipiell die gleiche Länge wie bei der Ausgestaltung aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 haben kann.

Als weiterer erfindungswesentlicher Vorteil ist aufzuführen, daß in beiden Schleifrichtungen optimale Schleifergebnisse erzielbar sind, die in etwa dem "ziehenden" Schliff gemäß dem Stand der Technik entsprechen. Schließlich ist in bezug auf die vorliegende Lösung bemerkenswert, daß die Schleifvorrichtung aufgrund der geschickten Positionierung von Schleifarmlängsachse und Schleifscheibendrehachse zueinander wesentlich geräuscharmer als die Schleifvorrichtungen aus dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1 und 2) läuft; so ist der Geräuschpegel bei der Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung um etwa die Hälfte niedriger.

Für das Schrägstellen der Schleifscheibe liegt der optimale Winkel, bei dem eine erheblich erhöhte Schleifleistung erreicht wird, bei 45°, wobei geringfügigere Abweichungen des Winkelmaßes unschädlich sind.

In bevorzugter Weise sollte bei der vorliegenden Erfindung der Schleifpunkt möglichst nahe an der Schleifarmlängsachse angeordnet sein; die demgegenüber bei der Erfindung zweckmäßigerweise vorliegende leicht "laterale" oder "seitliche" Versetzung ist nur insofern erforderlich, als eine visuelle Kontrolle und Überwachung der Schleifbearbeitung durchzuführen sein kann; dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Schleifarm beim Bearbeiten des Stahlhalbzeugs nicht die Schleifscheibe verdecken soll.

Beim Vergleich der konventionellen Schleifvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1 und 2) mit der Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich des weiteren feststellen, daß die Schleifscheibe in bezug auf die Schleifarmlängsachse in zweckmäßiger Weise insoweit lateral versetzt zur Antriebseinheit angeordnet ist, als die Antriebseinheit, das heißt im Regelfall der (Antriebs-)Motor "um 180° verschwenkt" ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Antriebseinheit - wie auch konventionellerweise - im Bereich der Schleifarmlängsachse angeordnet werden kann.

Ein besonderer Vorteil besteht bei allen Formen der Schleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auch als sogenannte Langarm- Schleifmaschine bezeichnet werden kann, noch darin, daß es zu einer völlig gleichmäßigen Abnutzung der Schleifscheibe bzw. des Schleifsteins kommt. Hierdurch erübrigen sich sonst unumgängliche Abrichtarbeiten an der Schleifscheibe bzw. am Schleifstein, so daß die hierfür sonst erforderlichen Betriebsausfallzeiten in zuverlässiger Weise vermieden werden. Das Schleifbild ist weitgehend frei von sonst gleichfalls nicht vermeidbaren einseitigen Riefen oder Rillen, die sich ansonsten schon bei sehr geringer, ungleichmäßiger Schleifscheibenabnutzung zwangsläufig ergeben.

Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand des durch die Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl gemäß der vorliegenden Erfindung;
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den Fig. 1 und 2 bzw. in der Fig. 3 jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen; jeweilige Bewegungsrichtungen des Schleifarms A (vgl. Fig. 1 und 2) bzw. des Schleifarms 10 (vgl. Fig. 3) sowie der Schleifvorrichtung V (vgl. Fig. 1 und 2) bzw. der Schleifvorrichtung 100 (vgl. Fig. 3) sind durch Doppelpfeile dargestellt.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Langarm-Schleifvorrichtung 100 zum Schleifen von Halbzeug in Form von Brammen aus Stahl dargestellt. Bei diesen Brammen ist mittels der Schleifvorrichtung 100 eine Oberflächenbearbeitung, das heißt eine durch Schleifen zu bewerkstelligende Materialabtragung bis zur Eindringtiefe von fertigungsbedingten Oberflächenfehlern, sowie von Riefen, von Rillen, von Rissen oder von dergleichen, vorzunehmen.
Die Schleifvorrichtung 100 weist einen in Fig. 3 vertikal orientierten Schleifarm 10 mit Schleifarmlängsachse 12 auf. An diesem Schleifarm 10 ist eine Antriebseinheit in Form eines Antriebsmotors 20 angebracht, der im Unterschied zu konventionellen Schleifvorrichtungen V gemäß dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1 und 2) "um 180° verschwenkt", das heißt lateral versetzt zur Schleifarmlängsachse 12 montiert ist. Hierdurch wird überhaupt erst ermöglicht, daß der Antriebsmotor 20 im Bereich der Schleifarmlängsachse 12 angeordnet ist.
Am freien Ende des Schleifarms 10, das heißt an dessen Schleifkopf 14, ist eine Schleifscheibe 40 als eigentliches Schleifwerkzeug vorgesehen. Diese Schleifscheibe 40 wird vom Antriebsmotor 20 über Krafttransmissionsmittel 30 angetrieben und rotiert dementsprechend um eine Schleifscheibendrehachse 42.
Eine erfindungswesentliche Besonderheit des anhand Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist nun darin zu sehen, daß die Schleifarmlängsachse 12 und die Schleifscheibendrehachse 42 unter einem spitzen Winkel φ von 45° zueinander orientiert sind, wobei diese Schrägstellung der Schleifscheibendrehachse 42 in bezug auf die Schleifarmlängsachse 12 einstellbar und für den eigentlichen Schleifbetrieb arretierbar ist.
Auf diese Weise können in beiden Schleifrichtungen optimale Schleifergebnisse erzielt werden, die in etwa dem "ziehenden" Schliff gemäß dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1 und 2) entsprechen. Auch läuft die Schleifvorrichtung 100 durch diese geschickte Positionierung von Schleifscheibendrehachse 42 zu Schleifarmlängsachse 12 wesentlich geräuscharmer als die Schleifvorrichtungen aus dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1 und 2).
Wie der Darstellung der Fig. 3 des weiteren entnehmbar ist, ist der Schleifpunkt nahe an der Schleifarmlängsachse 12 angeordnet; die demgegenüber vorliegende leicht "laterale" oder "seitliche" Versetzung der Schleifscheibe 40 ist insofern erforderlich, um eine visuelle Kontrolle und Überwachung der Schleifbearbeitung durchführen zu können (der Schleifarm 10 soll beim Bearbeiten des Stahlhalbzeugs nicht die Schleifscheibe 40 verdecken). Bezugszeichenliste 100 Vorrichtung zum Schleifen von Halbzeug aus Stahl
10 Schleifarm
12 Schleifarmlängsachse
14 Schleifkopf
20 Antriebseinheit
30 Kraftübertragungsmittel
40 Schleifscheibe oder Schleifstein als Schleifwerkzeug
42 Schleifscheibendrehachse
φ von Schleifarmlängsachse 12 und von Schleifscheibendrehachse 42 eingeschlossener spitzer Winkel

Claims

1. Vorrichtung (100) zum Schleifen von Halbzeug, insbesondere in Form von Brammen, aus Stahl, bei denen eine Materialabtragung bis zur Eindringtiefe von fertigungsbedingten Oberflächenfehlern, wie etwa von Riefen, von Rillen, von Rissen oder von dergleichen, vorzunehmen ist, welche Vorrichtung (100)
mindestens einen Schleifarm (10) mit einer Schleifarmlängsachse (12),
mindestens eine am Schleifarm (10) angeordnete Antriebseinheit (20) und
mindestens eine als Schleifwerkzeug am Schleifarm (10), insbesondere am Schleifkopf (14) des Schleifarms (10), angeordnete und über Kraftübertragungsmittel (30) von der Antriebseinheit (20) um eine Schleifscheibendrehachse (42) rotierend antreibbare Schleifscheibe (40) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleifarmlängsachse (12) und die Schleifscheibendrehachse (42) unter einem spitzen Winkel (φ) in der Größenordnung von etwa 25° bis etwa 65°, insbesondere unter einem Winkel von etwa 45°, zueinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (40) in bezug auf die Schleifarmlängsachse (12) lateral versetzt zur Antriebseinheit (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (40) lateral versetzt, insbesondere geringfügig lateral versetzt, zum Schleifarm (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägstellung der Schleifscheibendrehachse (42) in bezug auf die Schleifarmlängsachse (12) verstellbar ist.