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Verfahren und Vorrichtung zum Beseitigen von Fehlern in Metallplatten.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine eine Vorrichtung
zum Behandeln von Metallplatten, die anschsten aufgrund aufgrund von Meißel einschlagen,
Kratzern, Vertiefunger.oder sonstigen Fehlern in ihrer Oberfläche verschrottet werden
müßten.
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Nach der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbessern
von Fehlern, wie etwa a Verwerfungen, Kratzern, Vertiefungen, skalenartigen Markierungen
oder sonstigen bei spielsweise spiral förmi ge# Verletzungen in Mettallplatten,
# ie
sonst verschrottet werden müßten, geschaffen. Dabei richtet
man einen derartigen Defekt in der Platte fluchtend mit einem gehärteten Stahlamboß
oder -hammer aus; treibt das Metall mechanisch aus der Platte heraus, und zwar um
eine Höhe, die mindestens der Tiefe der Verletzung entspricht, schleift oder poliert
von der Oberfläche das überschüssige Metall ab und walzt die Platte, um eine Platte
erster Güte zu erhalten.
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Die Erfindung ist vor allem darauf gerichtet, ein neues zweckmäßiges
Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung zum Erhalten von Platten aus Stahl oder
anderem Metall zu schaffen, die allein deswegen verschrottet werden müßten, weil
sie in einem oder mehreren Bereichen Verletzungen oder Vertiefungen aufweisen. Das
Verfahren sowie die Vorrichtung nach der Erfindung eignen sich für sämtliche Metallegierungen,
heiß oder kalt ge-alzte Stahl bleche, rostfreien Stahl, Titan, Aluminium Aluminium
oder andere Speziallegierungen einschließlich dicker Platten beliebi ger Metallegierung,
und zwar mit Plattenstärken und zwar n Piattenstärken zwischen 0,4 und 2O mm (0,018
bis 0,75 Zoll).
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Derartige Verlet#-#ngen c#Verletzungen oder Vertiefungen können auf-
können auftret### in Form von eingewalzten skalenartigen Strichen, Beschädigungen,
die d#rcii Aufrollen oder Reiben hervorgerufen werden, tiefen Löchern, streifennartigen
Kratzern
oder aufgrund einer der vielen Ursachen, die zur Beschädigung
von Metall- oder Stahloberflächen führen.
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Nach der Erfindung wird ein hoher Prozentsatz an Stahl vor dem Verschrotten
oder vor der Abgabe als Ausschuß gerettet, wobei dann Metallplatten erster Güte
zum höchstmöglichen Metallpreis abgegeben werden können.
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Z.B. wird derartiger Ausschußstahl oder Schrottstahl zu einem Preis
von $ 6o>-- bis 70,-- pro Tonne gehandelt.
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Demgegenüber erzielt man mit den Stahlplatten erster Güte bzw. mit
Stahl, der nach der Erfindung zu Stahl erster Güte verarbeitet worden ist, einen
Preis von # lo,-- pro Tonne und mehr.
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Bei der Herstellung von Stoßstangen aus Stahl von etwa 2 1,2 bis
3 mm Stärke (0,11 voll) muB eine platte nrr malerweise als Ausschuß bezeichnet werden,
wenn sie eine große Einkerbung oder eine Mehrzahl von etwa 6 mm (1/4 ") großer und
etwa 0,4 mm (o,o15 ") tiefer Verletzungen aufweist. Unter Anwendung des Verfahrens
nach der Erfindung dagegen werden derartige Beschädigungen vollkommen entfernt und
man kann nachträglich nicht erkennen, daß Verletzungen vorhanden waren.
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Nach der Erfindung wird daher ein vertraeren geschaffen, das derartige
Beschädigungen entfernt und gleichzeitig
keine Vertiefungen, Kratzer
oder verfärbte Bereiche hinterläßt, so daß eine erstklassig ebene Oberfläche entsteht.
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Die Erfindung ist also vor allem auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Behandeln von Metall oder Stahlplatten gerichtet, die Fehler aufweisen, welche
normalerweise zur Verschrottung führen würden. Nach der Erfindung werden dbse Fehler
dadurch beseitigt, daß das Metall an der Stelle der Fehler herausgetrieben wird,
und zwar in einer Höhe, die mindestens der Tiefe der Fehler oder Kratzer entspricht,
und daß anschließend das überschüssige Metall abgeschliffen oder wegpoliert wird,
um eine fehlerfreie Platte zu erzeugen.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor.
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Fig. 1 zeigt schematisch teils aufgebrochen, teils im Schnitt eine
Seitenansicht einer einfachen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine ahnQiche Ansicht einer ersten Abwandlung.
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Fig. 9 ist eine nliche Ansicht einer weiteren Abwandlung.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Schritte des Verfahrens.
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Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer beschädigten Platte; außerdem
die gleiche Platte nach dem Heraus treiben des Metalls an der Stelle der Beschädigung
und schließlich nochmals die gleiche Platte nachdem das herausgetriebene überschüssige
Metall durch Schleifen und Polieren entfernt worden ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen lediglich beispielsweise
eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darstellen. Andere Vorrichtungen
fallen in den Rahmen der Erfindung.
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Fig. 5 zeigt in der oberen Darstellung die ursprüngliche Metallplatte
S, die einen kleinen Fehler oder eine kleine Vertiefung D von etwa o,6 bis 1,3 mm
cm, 024 bis 0,050 t) aufweist. Die zweite Darstellung zeigt die gleiche Platte,
nachdem das Metall an der Stelle der Beschädigung entsprechend dem Verfahren und
mit der Vorrichtung nach der Erz in dung herausgetrieben worden ist. Das dritte
und unterste Bild von Fig. 5 zeigt die Platte. nach Beendigung der Schleif-, Polier-
und Walzbehandlung. Es ist eine Platte erster Güte entstanden, die lediglich eine
geringfügige Ausnehmung an der Unterseite aufweist. Diese Ausnehmung ist bedeutungslos
und hat keinerlei Einfluß auf die endgültige Verwendung der Platte, wie etwa auf
ein Beschichten der oberen Fläche, 04e
es beispielsweise bei der
Herstellung von Stoßstangen durchgeführt wird.
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Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
umfaßt ein Maschinengestell 11, das auf dem Boden 12 steht und einen horizontalen
Tisch 13 aufweist.
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Auf der Oberfläche des Tisches 13 ist eine Reihe in gleicher Ebene
angeordneter Nachlaufrollen 14 angeordnet, die sich in Jeder Richtung drehen können
Sie dienen dazu, eine Metallplatte, wie beispielsweise die Stahlplatte S, die eine
Beschädigung, wie etwa einen Meißeleinschlag, einen Kratzer oder eine Vertiefung
D trägt, beweglich zu stützen.
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In der Mitte auf dem Tisch 13 und mit diesem verbunden ist eine geeignete
Montageplatte 15 angeordnet, die eine durchgehende Bohrung 16 aufweist.
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Auf der Platte 15 sitzt ein Amboß 17 aus gehärtetem Stahl, der nach
dem Ausführungsbeispiel pilzförmig ausgebildet ist, Jedoch auch anders geformt sein
kann, beispielsweise länglich oder oval. Der Amboß trägt einen nach unten ragenden
Schaft oder Bolzen 18, der durch die Bohrung 16 hindurch geht und sich in eine Bohrung
innerhalb des Tisches 15 erstreckt. Er kann dort, wie es an der Stelle 19 gezeigt
ist, eingeschraubt sein.
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Der Amboß 17 liegt normalerweise oberhalb der Ebene der Naohlaufrolle
14. Er kann mit der Unterfläche der Platte S
an der Stelle der Beschädigung
D zusammenwirken.
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Im Abstand oberhalb des Tisches 15 ist bei 21 eine Lichtquelle 20
angeordnet, die einen Strahl 22 aussendet.
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Dieser Strahl ist ständig direkt auf den Amboß 17 gerichtet.
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Bei der Durchführung des Verfahrens entsprechend dem Blockdiagramm
der Fig. 4 kann ein erster Verfahrensschritt vorgesehen sin, bei dem die Metallplatte
poliert wird, um die Beschädigung> etwa einen Meißeleinschlag, einen Kratzer,
eine Vertiefung oder eine skalenartige Markierung besser sichtbar zu machen und
zu lokalisieren. Dabei kann die Beschädigung auch mit einem Stift markiert werden,
um sie besser zu finden. Bei der Einstellung entsprechend dem Verfahren wird die
Platte S auf die Tragrollen 14 gelegt und dann derart bewegt, daß sich die festgestellte
Beschädigung direkt unterhalb des Lichtstrahles 22 befindet. Dies bietet eine Garantie
dafür, da sich die Beschädigung direkt oberhalb des gehärteten Amboßes 17 befindet.
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Anschließend wird das Metall nach oben herausgetrieben, indem man
einen ausreichenden Druck quer zur Platte auf die Stelle der Beschädigung ausübt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Hammer 23 aus =uumi oder Leder vorgesehen,
der bei einem ausreichend kräftigen Schlag das die Beschädigung umgebende Matte
um einen Betrag nach oben heraustreibt, der mlndestArs der Tiefe
der
Verwerfung bzw. der Beschädigung entspricht. Dies stellt den zweiten Verfahrensschritt
nach Fig. 4 dar.
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Die Platte wird dann vom Tisch abgehoben und einer Schleifbehandlung
unterworfen. Hierzu kann eine gebräuchliche Vorrichtung dienen, wie beispielsweise
eine Bandschleifmaschine zum Schleifen oder Polieren von Stahl-oder anderen Metallplatten,
die mechanisch angetrieben wird und die gesamte Oberfläche der Platte, wenn diese
über Rollen durch die Vorrichtung bewegt wird, abschleift oder poliert. Als Beispiel
sei genannt, daß man zur Durchführung dieses besonderen Schleif- oder Poliervorganges
in der Regel Aluminiumoxyd und Gewebe- oder Papierbänder verwendet, die eine Normlänge
von 3,20 m (126 ") und eine Breite von 1,80 m (72 ") aufweisen. Bei einer Ausführungsmöglichkeit
des Verfahrens nach der Erfindung stellt dies den abschließenden Schritt bei der
Herstellung einer Metallplatte erster Güte dar, aus deren Oberfläche sämtliche Beschädigungen,
Vertiefungen oder Kratzer mechanisch entfernt worden sind. Jedoch ist auch noch
ein weiterer Schritt in Erwägung gezogen, und zwar der letzte Schritt nach Fig.
4. Dieser besteht in einem Walzvorgang, bei dem Richtwalzen verwendet werden, um
die Platte zu ebnen. Soll beispielsweise durch das Verfahren nach der Erfindung
eine Vertiefung von etwa 0,13 mm (0,oo5 t') Tiefe beseitigt werden, und beträgt
in diesem Fall die Höhe der Austreibung etwa 0,25 mm (oaoo9 lot), während der Schleif-
und Poliervorgang
lediglich o,15 mm (o,oo5 ") abgenommen hat,
so besteht der Vorteil bei der Verwendung von Richtrollen darin, daß die Metallplatte
noch mehr geglättet und vollkommen korrigiert wird. Die Verwendung mechanisch angetriebener
Abrichtrollen, wie sie im weiteren noch beschrieben wird, sorgt also als abschließender
Schritt des Verfahrens zur Behandlung von Metallplatten dafür, daß kein überschüssiges
herausgetriebenes Material stehen bleibt.
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1. Abwandlung Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wurden die Teile,
die denen nach Fig. 1 mindestens ähnlich sind, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Ihre Beschreibung wird nicht im einzelnen wiederholt. In Fig. 2 ist ein zur Verdeutlichung
teilweise aufgebrochenes Maschinengestell 11 gezeigt, das einen Tisch 13 und Nachlaufrollen
14 zur Stützung der Metallplatte S trägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der
gehärtete Amboß 24 kuppelförmig ausgebildet. Er kann jedoch auch eine beliebige
andere konvexe Form aufweisen.
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Er ist mit einem nach unten ragenden Schaft oder Bolzen 25 versehen,
der sich in eine Kolbenstange 26 erstreckt oder dort eingeschraubt ist. Der Amboß
bewegt sich also mit einem daran anschließenden Kolben 27 innerhalb einer hydraulischen
Arbeitsmaschine bzw. eines hydraulischen Hammers 28, der bei 29 auf einer geeigneten
Halterung des Maschinengestells 11 sitzt.
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Der bewegliche und darüber hinaus auswechselbare Amboß 24 ragt frei
durch eine Bohrung 30 im Tisch 13 hindurch.
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Wird er über die schematisch dargestellte Steuerung 28' betätig, so
kann er auf die Platte S an der Stelle der Beschädigung D einwirken, um das Verfahren
nach der Erfindung durchzuführen. In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Niederhalten
der Metallplatte gezeigt, die aus einer vertikal einstellbaren Druckplatte 31 besteht.
Die Druckplatte liegt normalerweise im Abstand oberhalb des Tisches 15 und ist mit
hydraulischen oder pneumatischen Zylindern 56 versehen, deren Kolbenstangen 38 bei
39 an der Druckplatte befestigt sind. Soll die Druckplatte relativ zum Tisch 13
bewegt werden, so betätigt man schematisch gezeigte Steuerorgane 57 für die hydraulischen
oder pneumatischen Zylinder.
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Zum Festhalten und zur Anlage an der Metallplatte vor und während
des Treibvorganges ist an der Unterseite der Druckplatte 31 ein elastischer Druckblock
32 aus Gummi oder Neopren von hoher Härte im Bereich zwischen 70 und 9o befestigt.
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Die Druckplatte 31 weist eine durchgehende Bohrung 33 auf, die mit
einer entsprechenden Bohrung 34 im Preßblock 32 fluchtet. Durch die Bohrungen fällt
der oben beschriebene Lichtstrahl 22 auf die Beschädigung D, wenn die Metallplatte
quer Uber die Nachlaufrollen so bewegt worden ist, daß die Beschädigung mit dem
Lichtstrahl fluchtet. Damit
ist dafür gesorgt, daß die Beschädigung
oberhalb des gehärteten Amboßes 24 liegt, der einen Teil des hydraulischen Hammers
28 darstellt und mit diesem austauschbar verbunden ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Unterfläche des Preßblocks 52
bei 35 leicht konkav ausgebildet ist, um das herausgetriebene Metall aufzunehmen,
wenn der Hammer 28 betätigt wird.
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Im Gegensatz zu der Vorrichtung nach Fig. 1, bei der k;.;e Mittel
zum Festhalten der Platte S während des Treibvorganges vorgesehen sind, stellt die
Ausführungsform nach Fig. 2 eine mehr mechanisierte Lösung dar und weist zu diesem
Zweck die Druckplatte 31 und den Druckblock 52 auf.
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2. Abwandlung Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
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Ein hohles Maschinengestell 40, das auf dem Boden 12 steht, umfaßt
aufrecht stehende Seitenwände 41, die obere Führungen 42 tragen. Diese Führungen
nehmen V-förmige Gleitstücke 44 auf, die unten an einem Tisch 45 sitzen. Auf diese
Weise läßt sich der Tisch relativ zum Maschinengestell in Längsrichtung einstellen.
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Hierzu ist ein geeigneter Motor 45 bei 46 am Maschinengestell gehaltert.
Er weist eine Ausgangswelle 47 sowie eiri
Antriebszahnrad 48 auf,
das über eine Kette 49 ein Zahnrad 50 auf einer von zwei Schraubenspindeln 51 antreibt.
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Diese Schraubenspindeln, dE in geeigneter Weise drehbar im Maschinengestell
gelagert sind, greifen in Muttern 52 ein, die am Tisch 43 sitzen. Die zweite Schraubenspindel
51 gemäß Fig. 3 steht mit der ersten Spindel über eine zusätzliche Kette 54 und
ein Zahnrad 53 in Verbindung.
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Auf diese Weise können sich die Spindeln 51 gleichzeitig in gleicher
Richtung drehen, um den Tisch 45 über das Maschinengestell 40 zu bewegen.
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Quer zum Tisch 43 verlaufen eingeschnittene oder eingesetzte Führungen
55, die eine quer bewegliche magnetische Aufspannvorrichtung 56 aufnehmen und tragen.
Auf dieser Aufspannvorrichtung liegt die Platte S, die einen durch das Verfahren
nach der Erfindung zu beseitigenden Fehler D aufweist.
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Es ist eine schematisch gezeigte Magnetvorrichtung 57 vorgesehen,
die einerseits an eine Energiequelle und andererseits an die magnetische Aufspannvorrichtung
56 angeschlossen ist, um die Platte S für den Tieibvorgang zu halten und festzulegen.
Auf diese Weise wird eine Möglichkeit geschaffen, bei der man auf die Druckplatte
51 zum Niederhalten und auf den Druckblock 32 sowie sämtliche zugehörigen Elemente
gemäß Fig. 2 verzichten kann, Gleichzeitig lassen sich der Tisch 43 sowie die
quer
bewegliche magnetische Spannvorrichtung 56 automatisch einstellen.
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Die Aufspannvorrichtung 56 weist eine zentrale Bohrung 58 auf, deren
Durchmesser ausreicht, nach ihrer Längs-und Quereinstellung einen pilzförmigen Amboß
71 aus gehärtetem Stahl aufzunehmen. Dieser dient dazu, die Beschädigung D in der
Platte S herauszutreiben. Hierzu ist auch eine entsprechende zentrale Bohrung durch
den Tisch 45 vorgesehen. Ein Motor 59, der bei 60 gemäß Fig. 5 gehaltert ist, sorgt
über eine Kopplung 61 für den Antrieb einer Schraubenspindel 62, die bei 63 gelagert
ist und in einer Halterung 64 sitzt. Diese Schraubenspindel, die einzeln oder in
mehrfacher Ausführung vorgesehen sein kann, greift in eine Mutter 65 an der Spannvorrichtung
56 an. Auf diese Weise läßt sich die Quereinstellung der Spannvorrichtung relativ
zum Tisch 55 steuern. Gleichzeitig wird die Möglichkeit gegeben, eine universelle
Einstellung des Werkstücks bzw. der Platte S vorzunehmen, um die Beschädigung D
so auszurichten, daß sie mit dem Lichtstrahl 74 einer an einer Halterung 75 sitzenden
Quelle 72 fluchtet.
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Da der Lichtstrahl 74 immer in Richtung der Längsachse des Amboßes
71 verläuft, wird auf diese Weise sichergestellt, daß dann, wenn der Lichtstrahl
die Beschädigung D beleuchtet, der Amboß immer seine richtige Stellung
zum
Heraus treiben des Metalls an der defekten Stelle der Platte gemäß Fig. 5 einnimmt.
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Der Hammer entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ), der
als hydraulischer Zylinder 67 dargestellt ist, sitzt auf einer geeigneten Halterung
66 im Maschinengestell 40. Er umfaßt einen hin und her bewegbaren Kolben 68 mit
einer Kolbenstange 69, die am oberen Ende eine Öffnung aufweist, um locker oder
eingeschraubt einen Schaft 70 des Amboßes 71 aus gehärtetem Stahl aufzunehmen.
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Es ist ein schematisch gezeigter Handgriff bzw. ein beliebiges anderes
Steuerorgan 75 dargestellt, um das Druckmedium zur Betätigung des pneumatischen
oder hydraulischen Hammers 67 zu regulieren, zu steuern und zuzuführen.
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Bei dem von Hand durchgeführten Heraus treiben des Materials entsprechend
der Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine ausreichende Treibkraft durch die Verwendung
des Gummi-oder Lederhammers 23 erzeugt. Der Hammer wird mit der Hand bedient. Dabei
wird der beschädigte Bereich D, der direkt unterhalb des Lichtstrahles 22 und damit
fluchtend oberhalb des Amboßes 17 liegt, getroffen und herausgetrieben.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen mechanisch betriebene Vorrichtungen. Im
Hinblick auf Fig. 2 sei darauf hingewiesen, daß der Preßblock 32 nicht nur eine
Haltefunktion
ausführt, sondern auch die Möglichkeit bietet, daß
der beschädigte Bereich während des Heraustreibens in seine Ausnehmung 35 eindringt.
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Nach dem Treibvorgang, der durch irgend eine der Vorrichtungen nach
Fig. 1, 2 und 5 sowie entsprechend dem Blockdiagramm nach Fig. 4 durchgeführt worden
ist, wird die behandelte Platte aus Stahl oder anderem Metall durch eine gebräuchliche
und vorher eingestellte Maschine zum Flachpolieren hindurchgeführt. Derartige Maschinen
werden überall gehandelt und sorgen dafür, daß der herausgetriebene erhabene Bereich
abgearbeitet wird bis auf den Boden der Vertiefung. Es steht auch in Erwägung, zur
Entfernung der Beschädigung in dem erhabenen Bereich eine Scheibenschleifmaschine
zu verwenden.
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Weist die BeschSdigung die Form eines Streifens oder einer langen
Schramme bzw. Vertiefung auf, die durch eine Behandlung oder Verarbeitung entstanden
ist, so wird ein entsprechend langer Amboß 17 verwendet, der konvex ausgebildet
und länger als der pilzförmige Amboß ist. Der herausgetriebene Bereich des Stahls
ist dann ebenfalls entsprechend verlängert, jedoch wird er trotzdem während des
Schleif- und Polierschrittes gemäß Fig. 4 entfernt.
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Es ist in Erwägung gezogen, ein Paar von im Abstand zueinander liegenden
Lichtstrahlen zu verwenden, die so ausgerichtet sind, daß sie auf entfernt voneinander
liegende
Punkte auf dem länglichen Amboß fallen. Damit wäre dann
dafür gesorgt, daß der herausgetriebene Bereich des Metalls mit der länglichen Schramme
oder Beschädigung zusammenfällt.
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Nach Beendigung des Schleifvorganges kann es sich in vielen Fällen
als vorteilhaft erweisen, die Platte durch Abrichtwalzen laufen zu lassen, um die
erneute Ausbildung der ursprünglich glatten Form der Platte zu unterstützen.
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Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der herausgetriebene Bereich
in seiner Höhe die Tiefe der Beschädigung bzw. der Schramme oder einer sonstigen
Vertiefung übersteigt.
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Das vorliegende Verfahren ist im Rahmen der Erfindung auch verwendbar
bei fortlaufenden Rollen aus Stahl und nicht unbedingt beschränkt auf Plattenabschnitte.
In einem solchen Fall erkennt man bei einer Stahlrolle, die teilweise abgewickelt
oder durch eine Prüfstelle gelaufen ist, die Beschädigung in dem abgewickelten Bereich,
in dem der Treibvorgang nach der Erfindung durchzuführen ist.
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Die Beschädigung wird dann mit der Lichtquelle und einem Amboß zum
Fluchten gebracht und es erfolgt dann der Treibvorgang entweder manuell, automatisch
oder kraftbetrieben, wie es oben beschrieben wurde. Dabei wird der defekte Bereich
in einer Höhe herausgetrieben, die mindestens der
Tiefe der Beschädigung
entspricht, woraufhin dieser Teil der Rolle entweder von Hand oder mit einem Band
geschliffen bzw. endgültig poliert wird. Es entsteht auf diese Weise eine Materialrolle
erster Güte ohne Beschädigungen.