DE2511612A1

DE2511612A1 - Vorrichtung und verfahren zum markieren von metallstuecken

Info

Publication number: DE2511612A1
Application number: DE19752511612
Authority: DE
Inventors: Alexander Murray Lawrie; Thomas Mcneil; Eric Douglas Woodhouse
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1974-03-19
Filing date: 1975-03-17
Publication date: 1975-09-25
Also published as: CA1074101A; JPS59292B2; AT333563B; NL7502940A; US4106435A; AU7915375A; JPS50127842A; GB1448155A; DE2511612C2; BE826826A; FR2265471B1; IT1034396B; ZA751330B; ATA207775A; SE7502653L; FR2265471A1

Description

DR. BERG DIPL.-NG. STAPF DIPL.-ING. SCHWADE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE ^Ol IO I

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 23 865 ¹T- ^März !975

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT FL-9494 Schaan

Vorrichtung und Verfahren zum Markieren von Metallstücken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Markieren von Metallstücken insbesondere vor oder während deren Bearbeitung in einem Walzwerk.

Metallstücke, beispielsweise Stahlbleche, müssen vor dem Durchgang durch ein Walzwerk oder eine andere Bearbeitungsanlage gekennzeichnet v/erden, damit jedes Stück wäh-

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((IS¹Ji ^c»8R2 ¹I 8 München 80, Mauerkircherstralle 45 Banken: Bayerische Vereiisbank München 453100

WiI-U Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank Mürchen 3892623

■»8 33 10 TELI-X 05 24 56OBEROd Posischeck München 65343-808

rend und nach der Bearbeitung identifiziert werden kann. Eine Markierung der Metallstücke mit Lacken, Farben od. dergl. ist häufig nicht möglich , da eine solche Kennzeichnung durch eine Wärmebehandlung verschwinden kann. Bei größeren Stahlblöcken oder -barren wird diese Schwierigkeit dadurch umgangen, daß man an jedem Block eine metallene Marke mit einem mittels einem pulverkraftbetriebenen Bolzensetzgerät eingetriebenen Nagel oder Bolzen befestigt. Dieses Verfahren ist jedoch für dünnere Bleche ungeeignet, da der Nagel hier zu wenig Metall für einen sicheren Sitz vorfindet und außerdem den Durchgang des Blechs durch einen Walzenstuhl od. dergl. behindern könnte.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Markieren von Metallstücken, insbesondere von heißen oder kalten Stahlblechen, unter Vermeidung der vorstehend angeführten Schwierigkeiten.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks gekennzeichnet durch eine Metallspritzpistole zum Aufspritzen einer Schmelze eines anderen Metalls und durch eine Schablonenanordnung mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Gruppen von Schablonen, deren jede einzeln in eine Wirkstellung ausrichtbar ist, wobei die Spritzpistole oder die Schablonenanordnung zum Aufspritzen des anderen Metalls durch die in der Wirkstellung befindlichen Schablonen hindurch auf die Oberfläche des Metallstücks quer zur Portschaltrichtung der Schablonen bewegbar ist, während zwischen

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der Schablonenanordnung und der Oberfläche keine Relativbewegung stattfindet.

Vorzugsweise bewegt sich die Spritzpistole quer über eine Reihe von Schablonen hinweg, so daß das durch die einzelnen Schablonen hindurch aufgespritzte Metall einzelne Zeichen auf der Oberfläche bildet.

Jede Gruppe von Schablonen kann als eine endlose Kette ausgebildet sein, welche in einer quer zur Bewegungsrichtung der Spritzpistole verlaufenden Ebene angeordnet ist. In einer anderen Ausführung können die Schablonen in einen starren Schablonenring geschnitten sein.

Anstatt die Spritzpistole zu bewegen, können die Schablonen auch nahe an die Oberfläche eines sich fortbewegenden Metallstücks herangeführt und synchron mit diesem an der feststehenden Spritzpistole vorüberbewegt werden

Bei einem Verfahren zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks sieht die Erfindung vor, daß eine Schablonenanordnung mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Gruppen von Schablonen, deren jede wahlweise in eine Wirkstellung fortschaltbar ist, nahe an die zu markierende Oberfläche herangebracht wird, ohne daß zwischen der Oberfläche und der Schablonenanordnung eine relativbewegung stattfindet, und daß mittels einer Metallspritzpistole ein anderes Metall versprüht wird, während die Spritzpistole oder die Schablonenanordnung quer zur Fortschaltrichtung der Schablonen fortbewegt wird, so

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daß die versprühte Metallschmelze durch die Schablonen hindurchtr'itt und eine Harkierung auf der Oberfläche bildet.

Die Schablonenanordnung kann synchron mit der Beilegung der su markierenden Oberfläche des Metallstücks an der Spritzrdstole vorüberbewegt werden.

Vorzugsweise ist bei dem Verfahren ferner vorgesehen, daß jeweils vor dem Spritzen ein Trennmittel auf die Schablonen aufgebracht wird und daß die Schablonen jeweils nach einem Spritzvorgang gereinigt werden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine zunächst einer Förderbahn in einem Stahlwalzwerk aufgestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Hauptschlitten der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine vergrößerte Teil-Schrägansicht eines Schablonenrings der Vorrichtung und

Fig. 6 eine Teilansicht im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5·

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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Markieren von Blechen, Barren, Blöcken, Brammen oder anderen Metallstücken, welche sich in einem Stahlwalzwerk entlang einer Rollen-Förderbahn 11 bewegen.

Die Vorrichtung 10 hat einen Hauptschlitten 1?, welcher' mit Rädern 13 auf Schienen 14 läuft. Zum Heranführen des Schlittens 1? entlang den Schienen 14 an ein vor der Vorrichtung 10 auf der Rollenbahn 11 angehaltenes Metallstück dient ein Arbeitszylinder 1^. Der Schlitten trägt ein zylindrisches Tragrohr 16, welches an einer mit 17 bezeichneten Stelle einen Schlitz hat. Auf dem Tragrohr 16 sind mehrere Schablonenringe 18 drehbar gelagert (Fig. 5, 6).

Die einzelnen Ringe 18 sind aus Manganbronze gegossen und haben einen Durchmesser von etva 600 mm bei ein^r Breite von 40 mm und einer Dicke von 5 mm. Jeder Ring hat in Abständen von etwa 50 ram eine Anzahl von ei nzelne Zeichen darstellenden Ausschnitten 19· Die Ausschnitte 19 sind zur Innenseite des Rings 13 hin enger als an der Außenseite. Dadurch bleibt im Gebrauch der Niederschlag von Aluminium darauf auf ein Mindestmaß beschränkt. Die Seitenflächen 20 der Ausschnitte 19 verlaufen in einem Winkel A von vorzugsweise 2 bis 10 , Lnrb^sond^re 5°, zu einer nornrO ?nr Oberfläche -ics Mng? verlaufenden Linie. Zwischen jeveilr zvei Aus-■·.-"··πi <-.too. 19 hat: tier- Rin.13 jevpx"¹ π r-i:i Fortschaltloch ΓΊ

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Zum Fortschalten der einzelnen Ringe sind jeweils zwei Arbeitszylinder 22, 23 vorgesehen (Fig. 2). Die Zylinder sind radial zu den betreffenden Eingen 18 angeordnet und dienen dazu, den Eing durch den Eingriff ihrer Kolbenstange ^OLl mit einem iOi^tschaltloch 21 in einer Stellung festzuhalten, in welcher ein bestimmter Ausschnitt ''9 vor den Schlitz 17 clss Trngrohr-s 16 steht. An dieser Gtelle hat das Tragrohr 16 jeweils eine Bohrung für die Aufnahme der Kolbenstenge 2A. Die Zylinder 23 sind jeweils rrcttvjinklig zum 2^Ixus des Tragrohrs angeordnet und tra- ^3¹T. an ihrer Kolbenstange 26 jeweils einen Stift 25? welcher in ein benachbartes Fortschaltloch 21 greift, um den Ring 18 bei Betätigung des dazugehörigen Zylinders um einen Ausschnitt 19 v/eiterzudrehen.

Innerhalb des Tragrohrs 16 verlaufen quer zum Hauptschlitten 12 zwei Stangen 27, 28, welche einen Spritzschlitten 29 tragen. Die Stange 27 hat ein Gewinde, mit !»reichem sich eine (nicht gezeigte), fest am Spritzschlitten 29 angebrachte Mutter in Eingriff bdindet. Die Stange 27 läßt sich mittels eines Elektromotors 30 in Drehung versetzen, um den Spritzschlitten 29 entlang den Stangen 27, 28 zu verschieben.

Der Spri.tzschlitten 29 trägt eine Metallspritzpistole 31, eine rotierende Drahtbürste 32 und einen Sprühkopf ^iIr ein Trennmittel. Die Spritzpistole 31 ist von herkömmlicher Art. Tn ihr werden zwei von-isolierten Haspeln 3^i[ aus zugeführte Drähte vorzugsweise aus Aluminium

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durch Bildung eines Lichtbogens zwischen ihnen zum Schmelzen gebracht, worauf das geschmolzene Metall mittels eines auf den Lichtbogen gerichteten Druckluftstrahls in Form eines feinen Sprühstrahls versprüht wird. Die Anordnung der Haspeln 3^- auf dem Spritzschlitten 29 ist insofern wichtig, als die Drähte im normalen Gebrauch einer Metallspritzpistole von weiter entfernten Haspeln her über isolierte, flexible Schläuche zugeführt werden, was bei dem Spritzschlitten 29 äußerst schwierig wäre.

e Drahtbürste 32 dient dazu, nach dem Spritzen auf den Ringen 18 angesetztes Metall zu entfernen. Nach dem Abbürsten der Ringe werden sie vom Sprühkopf mit einem Trennmittel besprüht. Auf diese Weise lassen sich größere Ansammlungen des versprühten Metalls auf den Schablonenringen 18 verhindern.

Flexible Leitungen 36 für die Zufuhr von Strom, Druckluft und dergl. zum Hauptschlitten sind in einer Tragkette 37 geführt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Zunächst werden die Schablonenringe 18 soweit fortgeschaltet, daß die gewünschten Ausschnitte oder Schablonen in die Wirkstellung vor dem Schlitz 17 kommen. Die Fortschaltzylinder 22, 23 können gegebenenfalls so gesteuert sein, daß einige oder alle Ringe 18 nach jedem Spritzvorgang fortgeschaltet werden, um damit zu gewährleisten, daß aufeinanderfolgende Metallstücke mit fortlaufenden Markierungen versehen werden. Darauf wird der Zylinder

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betätigt, um den Hauptschlitten 12 in eine Stellung zu bringen, in welcher der Schlitz 17 nahe an der Oberfläche eines Metallstücks auf der Rollenbahn 11 verläuft. Die Ringe 18 sollten so nahe als möglich an die zu markierende Fläche herangeführt werden.

Darauf wird dann der Motor 30 in Gang gesetzt, um den Spritzschlitten 29 nach rechts in Fig. 4 zu bewegen. Dabei wird die Spritzpistole 31 betätigt, um geschmolzenes Aluminium durch die Schablonen der Ringe 18 hindurch auf die Metalloberfläche zu sprühen. Die ebenfalls in Gang gesetzte Drahtbürste 32 folgt der Spritzpistole 31» um an den Schablonen haften gebliebenes Metall von den Bingen 18 zu entfernen. Der Drahtbürste 32 folgt der Sprühkopf 33 und besprüht die gereinigten Schablonen mit einem Trennmittel, um die Reinigung nach dem nächsten Spritzvorgang zu erleichtern.

Schließlich wird dann der Spritzschlitten 29 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und der Hauptschlitten ebenfalls in die Anfangsstellung zurückgezogen. Die verschiedenen Verfahrensschritte können auch unter automatischer Steuerung ablaufen.

Die nach dem erfxndungsgemaßen Verfahren bzw. mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung angebrachten Markierungen sind haltbar und gut sichtbar. Die markierten Metallstücke können erhitzt, geglüht, gewalzt oder sonstwie bearbeitet werden, ohne daß dadurch die Markierungen unkenntlich würden.

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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der folgenden Ansprüche abwandelbar. So kann die Spritzpistole mit anderen Metallen als Aluminium oder Aluminiumlegierungen gespeist sein. Die Drahtbürste 32 und der Sprühkopf 33 können in Fortfall kommen und/oder durch andere Reinigungseinrichtungen, etwa Kratzer und/oder Druckmittelstrahlen ersetzt sein. Das Reinigen der Schablonen kann viährend der Rückführung des Spritzschlittens oder während eines besonderen Reinigungsgangs des Spritzschlittens bei stillgesetzter Spritzpistole vor sich gehen.

Die Schablonen brauchen nicht nach Art der beschriebenen Ringe 18 ausgeführt zu sein. So können quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens mehrere Schienen nebeneinander angeordnet sein. Jede Schiene hat ein Paar parallel zueiander verlaufende, einander gegenüberstehende U-Profile in Form einer kreisförmigen oder ovalen Führungsbahn. Jede Schiene trägt eine Anzahl von Schablonen in Form von rechteckigen Blechstücken, welche iii; ihren seitlichen Rändern in den U-Profilen gehalten sind und an den Enden jeweils einen halbkreisförmigen Ausschnitt haben, welcher mit dem entsprechenden Ausschnitt einer benachbarten Schablone ein kreisförmiges Loch für den Eingriff einer Fortschalteinrichtung bildet. Die Schablonen sind nach Art einer endlosen Kette in der jeweiligen Schiene geführt und können mittels der Fortschalteinrichtungen wahlweise in eine Wirkstellung gebracht werden, in der sie an einem Ende der Führungsbahn im wesentlichen

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senkrecht stehen. Die Schablonen haben jeweils einen Ausschnitt in Form eines mittels des aufgespritzten Metalls zu markierenden Zeichens.

Anstatt die Spritzpistole über die Schablonen hinweg zu bewegen, kann sie auch feststehend angeordnet sein, xvobei dann die Schablonen synchron mit der Bewegung eines Metall-Stücks an der Vorrichtung entlang bewegt werden, während mittels der Spritzpistole geschmolzenes Metall durch die Schablonen hindurch aufgespritzt wird. Dabei braucht dann das Metallstück an der Vorrichtung nicht angehalten zu werden.

Die Vorrichtung läßt sich auch zum Aufbringen von Markierungen auf eine waagerechte Ober- oder Unterseite von Metallstücken einrichten.

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Claims

- - 11

Patentansprüche:

Vorrichtung zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks, gekennzeichnet durch eine Metallspritzpistole (31) zum Aufspritzen einer Schmelze eines anderen Metalls und durch eine Schablonenanordnung (16 bis 25) mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Gruppen (18) von Schablonen (19) deren jede einzeln in eine Wirkstellung fortschaltbar ist, wobei die Spritzpistole oder die Schablonenanordnung zum Aufspritzen des anderen Metalls durch die in der Wirkstellung befindlichen Schablonen hindurch auf die Oberfläche des Metallstücks quer zur Fortschaltrichtung der Schablonen bewegbar ist, während zwischen der Schablonenanordnung und der Oberfläche keine Relativbewegung stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonenanordnung ein Tragrohr (16) mit einem axialen Schlitz (17) an der der Wirkstellung entsprechenden Stelle aufweist und daß jede Schablonengruppe durch einen drehbar auf dem Tragrohr angeordneten und eine Anzahl von Ausschnitten (19) in Form von Zeichen aufweisenden Schablonenring (18) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schablonenring (18) zwischen jeweils zwei Ausschnitten (19) ein Fortschaltloch (21) hat

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^b~. Vorrichtung noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonenancrdnung eine Ansahl von nebeneinander angeordneten Führungen jeweils mit swei einander gegenüberstehenden, zueinander parallelen U-Profilen aufweist, deren jede eine Gruppe von Schablonen jeweils in Form eines einen Ausschnitt in Form eines Zeichens aufweisenden rechteckigen Blechstücks enthält, wobei die Schablonen mit ihren seitlichen Rändern in den U-Profilen Aufnahme finden und an beiden Enden jeweils einen Ausschnitt haben, welcher mit einem entsprechenden Ausschnitt einer benachbarten Schablone ein zwischen den einander benachbarten Zeichen liegendes Fortschaltloch bildet.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung die Form einer geschlossenen Bahn hat.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schpblonengruppe (18) eine Fortschalteinrichtung (22, 23) zugeordnet ist, mit einem normal zur Fortschaltrichtung wirksamen Zylinder (22) zum Festhalten der Schablonengruppe während des Spritzens durch Eingriff mit einem Fortschaltloch, und mit einem zweiten, im rechten Winkel zum ersten wirksamen zweiten Zylinder (23) zum Fortschalten der Schablonen durch Eingriff mit einem der Fortschaltlöcher.

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7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bin β, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonenausschnitte (18) an der der Spritzpistole (31) zugewandten Seite enger sind als an der der Spritzpistole abgewandten Seite.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (20) der Schablonenausschnitte (19) mit einer normal zur Schablone verlaufenden Linie einen Winkel (A) von 2 bis 10° bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (20) der Schablonenausschnitte (19) mit einer normal zur Schablone verlaufenden Linie einen Winkel (A) von 5° bilden.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallspritzpistole (31) Drahthaspeln (3^) für die Drahtzufuhr zur Spritzpistole zugeordnet sind.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gnkennze i c h η e t, daß der Spritzpistole (31) eine Reinigungsbürste (32) und ein Sprühkopf (33) zum Aufbringen eines Trennmittels zugeordnet sind.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeiohiie t, daß die Sr "it Zr; ir,⁴" öle (31) mit den dazugehörigen Einrichtungen

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(32 bis J4) relativ zur Schablonenanordnung bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzpistole (31) zusammen mit den dazugehörigen Einrichtungen (32 bis 3²O auf einem entlang quer zur Portschaltrichtung der Schablonen verlaufenden Stangen (27, 28) hin und her verschieblichen Spritzschlitten (29) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Stangen ein Gewinde für den Eingriff einer fest am Spritzschlitten (29) angebrachten Mutter aufweist und zum Bev/egen des Schlittens in Drehung versetzbar ist.

15· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzei chnet, daß die Schablonenanordnung relativ zur Spritzpistole und den dazugehörigen Einrichtungen bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzpistole (31) mit den dazugehörigen Einrichtungen (32 bis 34) sowie die Schablonenanordnung (16 bis 25) auf einem Eauptschlitten (12) angeordnet sind, welcher zum Heranführen der Schablonenanordnung nahe an eine zu markierende Metalloberfläche vorwärts und rückwärts bewegbar ist.

17. Vorrichtung zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks im wesentlichen wie vorstehend anhand der Zeichnung beschrieben^09839/0928

18. Verfahren zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks, dadurch gekennze ichnet, daß eine Schablonenanordnung mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Gruppen von Schablonen, deren jede wahlweise in eine Wirkstellung fortschaltbar ist, nahe an die zu markierende Oberfläche herangebracht wird, ohne daß zwischen der Oberfläche und der Schablonenanordnung eine Relativbewegung stattfindet, und daß mittels einer Metallspritzpistole ein anderes Metall versprüht wird, während die Spritzpistole oder die Schablonenanordnung quer zur Portschaltrichtung der Schablonen fortbewegt wird, so daß die versprühte Metallschmelze durch die Schablonen hindurchtritt und eine Markierung auf der Oberfläche bildet.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schablonengruppe durch einen drehbar auf einem Tragrohr gelagerten Schablonenring gebildet ist und daß die Schablonen durch Verdrehen des Schablonenrings auf dem Tragrohr fortgeschaltet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzpistole relativ zur Schablonenanordnung bewegt wird und daß die Schablonenanordnung und die zu markierende Oberfläche festgehalten v/erden.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonenanordnung synchron mit der zu markierenden Oberfläche fortbewegt und die Spritzpistole festgehalten wird.

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22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritspistole und die Schablonenanordnung mittels eines Hauptschlittens an die zu markierende Oberfläche des Metallstücks herangeführt v/erden.

23· "Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonen nach dem Sprühen abgebürstet werden, um anhaftendes Metall zu entfernen.

24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonen nach dem Entfernen des anhaftenden Metalls mit einem Trennmittel behandelt werden.

25· Verfahren zum Markieren einer Oberfläche eines Metallstücks im wesentlichen wie vorstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

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