DE3781441T2

DE3781441T2 - Vorrichtung und verfahren zur beseitigung von schlackengraten von einem werkstueck.

Info

Publication number: DE3781441T2
Application number: DE8787301501T
Authority: DE
Inventors: Matthew Alan Mancuso
Original assignee: Keibler-Thompson Corp
Current assignee: Keibler-Thompson Corp
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2007-02-21
Also published as: EP0240130A1; EP0240130B1; CA1288232C; US4859126A; ATE80076T1; KR880002606A; CN87102302A; AU6906587A; BR8700829A; AU609002B2; AU594430B2; KR930001107B1; AU4383489A; CN1008799B; DE3781441D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beseitigung von Schlackengraten von metallischen Werkstücken, wie Platten, Blöcken, Barren oder dergleichen.
Bei der Herstellung von Stahl wird, z.B. beim Stranggießen, der aus dem Gießer austretennde Strang durch auftrennende Schnitte auf die erforderliche Länge gebracht, um so einzelne metallische Werkstücke zu formen, die allgemein als Brammen, Blöcke oder Barren bezeichnet werden. Die einzelnen Werkstücke werden dann, unmittelbar nachfolgend, einer Weiterverarbeitung unterzogen, zum Beispiel Auswalzen, um so ein Fertigstahlprodukt zu formen.
Der oben beschriebene Trennvorgang erfolgt auf herkömmliche Weise mittels Brennschneiden, wobei ein Strahl reinen Sauerstoffs auf das Werkstück gerichtet wird, während es auf Sauerstoff-Entzündungstemperatur gebracht wird. Die daraus resultierende exothermisch chemische Reaktion zwischen dem Eisen und Sauerstoff produziert Schlacke oder Abfall, bestehend aus Eisenoxyd, metallischem Eisen und Elementen anderer Legierungen. Diese Schlacke oder der Abfall in einem geschmolzenen Zustand wird während des Schneidvorgangs verdrängt, und bildet einen Grat des Materials entlang der unteren Kante des abgetrennten Endes. Bei der nachfolgenden Abkühlung erstarrt das Material und haftet an der Werkstückfläche entlang der Bodenfläche angrenzend dem abgetrennten Ende, und bildet dort den sogenannten "Schlakkengrat".
Die Ausbildung von Schlackengraten an den Werkstücken wirft bei der Weiterverarbeitung Probleme auf. So kann sich der Schlackengrat zum Beispiel im Nachwärmeofen ablösen und abtropfen, was dann ein Entfernen aus dem Ofen erfordert und folglich mit zusätzlicher Arbeit verbunden ist. Wenn andererseits der Schlackengrat am Werkstück anhaftend bleibt, wird er während des Auswalzens des Werkstücks lamellenartig in den Stahl eingebracht, was zu einem minderwertigen Produkt führt.
Bisher wurden die durch das Brennschneiden erzeugten Schlackengrate durch ein Verfahren entfernt, welches das Wenden des Werkstücks und Entfernen der Schlackengrate mittels Abbrennen erforderte. Die damit verbundene Handhabung des Werkstücks hat jedoch den Einsatz weiterer zusätzlicher Einrichtungen und Arbeitskräfte zur Folge. Ebenfalls arbeitsintensiv ist ein Verfahren unter Einsatz von mechanischen Putzmeißeln zu diesen Zweck.
Das U.S. Patent No. 2,301,923 schlägt ein Verfahren zur Beseitigung von Schlackengraten vor, welches das Abkühlen des Grates unmittelbar nach dem Trennschnitt vorsieht, und zwar derart, daß dieser schnell erstarrt und dadurch leicht in einem nachfolgenden mechanischen Arbeutsgang beseitigt werden kann. Dieses ältere Patent legt auch dar, daß vordem vorgeschlagen wurde, derartige Schlackenbildungen mittels einer Schere vom heißen Werkstück zu entfernen. Bezüglich dessen jedoch anzumerken sei, daß dieser ältere Vorschlag nicht in allem zum einem zufriedenstellenden Ergebnis führte, da diese Schere in ihrem die Temperatur des Werkstücks annehmenden heißen Zustand der Schlakkenansammlung zugängig war.
Das etwas neuere U.S Patent No. 4,390,167 offenbart die Verwendung eines Metall-Drehmeißels zur Beseitigung von Schlacken dieser Art und Form vom vorwärtsbewegten Werkstück, und dieses Patent offenbart auch, daß die Drehmeißel in Form einer Vielzahl derartiger Werkzeuge, auf einem vertikal bewegbaren Träger oder Support angeordnet, ausgebildet sein können. Diese Drehmeißel scheinen jedoch nur in der Lage zu sein, Schlackengrate entlang einem Ende des Werkstücks zu beseitigen, und es ist anzunehmen, daß die Drehmeißel zum Festfressen oder Blockieren neigen, und daher einen beträchtlichen Instandhaltungsaufwand erfordern.
Die Druckschrift JP-A-58-97473 offenbart eine Schlackengrat-Beseitigungs-Vorrichtung, worin eine Messerplatte an einem Schwenkhebel unterhalb einer Blocktransportbahn angeordnet ist, wobei dieser Hebel mittels eines hydraulischen Zylinders nach oben geschwenkt wird, um so die Messerplatte in Kontakt mit der Block-Unterseite zu bringen und damit den Schlackengrat vom durchlaufenden Block zu entfernen.
Die Druckschrift DE-C-893605 offenbart eine Hobelmaschine, ausgelegt für das Arbeiten während der Vor- und Rückwärtsführung des Werkstükkes. Ein Hobelmeißel oberhalb des Werkstücks weist hier Schneidmesser entlang zwei gegenüberliegender Kanten auf, und ist so angebaut, daß eine geringfügige Schwenkbewegung möglich ist, um damit die eine Schnittkante der Werkstücksfläche während einer Vorwärtsführung und die andere Schnittkante während einer Rückwärtsführung in Kontakt zu bringen.
Die hier vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Beseitigung von Schlackengraten entlang einer Kante eines metallische Werkstücks, die als Folge eines Brennschneid-Vorgangs oder dergleichen entstehen, bestehend aus:
einem Transportrollgang für die Auflage und den wahlweisen Vorschub dieses Werkstücks in gegenläufigen Richtungen entlang einer horizontalen Bewegungsbahn;
einer um eine feststehende horizontale Längsachse unterhalb dieser Transportbahn und transversal zu dieser angeordnetnen drehbar gelagerten Schnittplatte für die Bewegung zwischen einer Position, in der die Schnittplatte zur Beseitigung eines Schlackengrates mit der Unterseite eies Werkstückes in Eingriff steht, und einer neutralen Position, in der diese Platte frei vom Werkstück ist, sowie einer Betätigungs-Anordnung für das wahlweise Schwenken der Schnittplatte um diese Achse;
dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittplatte eine obere Fläche und ein Paar längs sich erstreckender gegenüberliegender Seiten aufweist, wobei die Seiten je eine längs verlaufende Schnittkante am Übergang von der jeweiligen Seite zur oberen Fläche ausbilden und die Schnittplatte um die Achse in eine neutrale Position schwenkbar ist, in der die obere Fläche parallel zur und abständlich von der Transportbahn das Passieren des Werkstücks außer Eingriff mit der Platte erlaubt, in eine erste gekippte Position, in der eine dieser Schnittkanten in Eingriff mit der Werkstück-Unterseite zur Beseitigung eines Schlakkengrates von dieser beim Passieren in der einen Richtung ist, und in eine zweite gekippte Position, in der die andere der Schnittkanten in Eingriff mit der Werkstück-Unterseite zur Beseitigung eines anderen Schlackengrates von dieser beim Passieren in der entgegengesetzten Richtung ist.
Die Vorrichtung der Erfindung kann zur Beseitigung von Schlackengraten verwendet wrden, ohne daß ein Umkehrung oder eine andere komplexe Manipulation des Werkstücks erforderlich ist, und kann in eine herkömmliche Werkstück-Transportbahn mit einem Minimum an Änderungen an dieser eingebaut werden.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in eine Transportbahm für metallische Werkstücke eingebaut werden, entweder an existierenden Transportrollenfundamenten oder auf separaten Fundamenten, und mit der horizontalen oder neutralen Position der Schnittplatte geringfügig unterhalb des Passageebene der unteren Fläche des Werkstückes. In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Werkstück, mit einem Schlackengrat entlang seiner unteren Fläche an beiden Enden, über die Schnittplatte geführt, während die Platte in der neutralen Position ist. Die Platte wird danach gekippt, so daß dann die Schnittkante, die dem hinteren Ende des Werkstückes zugewandt ist, angehoben und in Kontakt mit der Werkstückfläche gebracht wird, derart, daß die angehobene Schnittkante in Eingriff mit den Schlakkengrat kommt und diesen angrenzend dem hinteren Ende abschert. Der Vorschub des Werkstücks wird dann umgekehrt, und die Platte in die entgegengesetzte gekippte Position gebracht, so daß die andere der Schnittkanten angehoben ist, wodurch der Schlackengrat am vorderen Ende des Werkstücks in Eingriff kommt und beseitigt wird.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren durch Begrenzung des Vorschubs des Werkstücks, nachdem das vordere Ende die Schnittplatte passiert hat, ausgeführt werden. Der Vorschub des Werkstücks wird dann umgekehrt und die Platte gekippt, so daß eine der Schnittkanten in Eingriff mit einer der Flächen des Werkstückes kommt und den Schlackengrat am vorderen Ende des Werkstückes beseitigt. Danach wird der Vorschub des Werkstücks erneut in die ursprüngliche Richtung umgekehrt und diese Platte in die entgegengesetzte Position gekippt, so daß dann die andere Schnittkante in Eingriff kommt und den Schlakkengrat am hinteren Ende des Werkstückes beseitigt.
Wie ersichtlich, ist die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung dafür ausgelegt, Schlackengrate von einem warmen metallischen Werkstück, d.h. bei Gieß- oder Walztemperatur, oder bei Umgebungstemperatur zu beseitigen. Auch der Schlackengrat, der von der Fläche des Werkstücks abgetrennt wird, tendiert zum Abtropfen, und an der Schnittplatte bildet sich kein wesentlicher Rückstand oder eine Anhäufung desselben. Auch die Schnittplatte bleibt relativ kühl, wenn an einem Werkstück mit hoher Temperatur eingesetzt, da nur ein geringer Flächenkontakt zwischen der Schnittplatte und dem Werkstück gegeben ist.
Einige der Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden bereits beschrieben, andere werden aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnugen ersichtlich.
In den Zeichnungen zeigt dazu -
Figur 1 eine Perspektivansicht einer Metallstranggießmaschine und der Schlacken-Abtrennvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine fragmentarische Perspektivansicht Der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, und darstellend ein Werkstück in einer Mittelstellung, in der der Schlackengrat am hinteren Ende beseitigt wird;
Figur 3 eine Ansicht ähnlich der der Figur 2, darstellend das Werkstück in einer Folgestellung, wobei hier der Schlackengrat am vorderen Ende beseitigt wird;
Figur 4 ein schematisches Arbeitsablaufdiagramm, darstellend eine andere Ausführungsart des Verfahrensder vorliegenden Erfindung;
Figur 5 eine Seitenansicht einer modifizierten Ausführungsform der Werkstück-Förderstrecke;
Figur 6 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Werkstück-Förderstrecke;
Figur 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung und das Werkstück;
Figur 7A eine Draufsicht ähnlich der der Figur 7, jedoch in einer Ausführungsform mit einer freilaufenden Stützrolle; und
Figur 8 eine schematische Darstellung des Steuersystems für die Vorrichtung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun die Erfindung näher beschrieben. Die Figur 1 zeigt eine der herkömmlichen Stahl-Gießmaschinen 10 einer Ausführungsform für das vollkontinuierliche Strangießen von zwei parallelen Strängen 12,12'. Am ausgangsseitigen Maschinenende sind für jede Strangbahn Schneidbrenner 13 angebaut, mittels denen der kontinuierliche Strang in einzelne Platten, Blöcke oder Barren aufgetrennt wird, welche hierin als Werkstücke 14 bezeichnet werden. Wie am besten aus der Figur 5 ersichtlich, hat jedes Werkstück eine obere Fläche 15, eine untere Fläche 16, ein vorderes Ende 18 und ein hinteres Ende 18'. Ebenfalls am Werkstück 14 sind die durch die Trennschweißung entstandenen Schlackengrate 17,17'an der unteren Fläche nächst dem vorderen Ende 18 bzw. hinteren Ende 18' 20 besteht des Werkstücks 14 dargestellt.
Die Vorrichtung umfaßt eine Transportbahn in Form einer Anzahl angetriebener Transportrollen 19 zum Transport dieser einzelnen Werkstücke entlang eines horizontalen Transportweges mit der Bewegungsrichtung derart, daß die Enden 18,18' und die Schlackengrate 17,17' senkrecht zur Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung muß jedoch nicht exakt senkrecht zur Bewegungsrichtung sein, da die Schneidbrenner 13 eingestellt sein können, den Trennschnitt in einem Winkel zur Senkrechten auszuführen, oder das Werkstück auf den Transportrollen 19 verschoben wird. Außerdem sind diese Transportrollen so ausgelegt, das Werkstück wahlweise in entgegengesetzten Richtungen entlang einer horizontalen Transportbahn zu bewegen, und in einer Art, die nachfolgend noch beschrieben wird.
Die Vorrichtung vorliegender Erfindung schließt ferner eine Schnittplatte 20 auf, die transversal über und unterhalb der Transportbahn jedes der Werkstücke 14 angeordnet ist. Jede dieser Schnittplatten besteht aus einer generell flachen oberen Fläche 21, die im Grundriß eine rechtwinklige Konfiguration hat und gegenüberliegende Seiten 22,23 und gegenüberliegende Enden 25,26 aufweist, die zwischen sich eine Längsrichtung definieren. Die Länge der Platte ist etwas größer als die Breite des zu bearbeitenden Werkstücks. Die sich gegenüberliegenden Seiten 22,23 bilden einen spitzen Winkel A mit Bezug auf die obere Fläche (siehe Figur 3), wobei dieser Winkel A vorzugsweise im Bereich von 25º bis 60º ist. Die Seite 22 bildet folglich eine erste längs sich erstreckende gerade Schnittkante 28 am Übergang der Seite 22 zur oberen Fläche 21 aus, und die andere Seite 23 bildet die entgegengesetzte zweite längs sich erstreckende gerade Schnittkante 29 am Übergang der Seite 23 und der oberen Fläche 21 aus.
Die Schnittplatte 20 ist schwenkbar um eine Längsachse abständlich von und parallel zu den Schnittkanten 28 und 29 gelagert. Auch ist die Schnittplatte 20 unmittelbar benachbart und unterhalb des Werkstück-Transportweges angeordnet angeordnet, und zwar derart, daß die längsverlaufende Schwenkachse der Schnittplatte sich quer über die Transportbahn erstreckt. Diese Anordnung schließt ein Trägerteil 30 ein, welches im wesentlichen unterliegend die volle Grundfläche der Platte einnimmt, und dieses Trägerteil weist Stummelwellen 31 und 31' auf, deren Enden gegenüberliegend aus diesem vorspringend angeordnet und koaxial der längs sich erstreckenden Platten-Schwenkachse ausgerichtet sind.
Wie dazu am besten aus den Figuren 1 bis 3 zu ersehen ist, wird die Stummelwelle 31 in einem Lagerbock 32 drehgelagert, und ein in etwa gleicher Lagerbock 32' ist für die Stummelwelle 31' vorgesehen. Die Stummelwelle 31 erstreckt sich durch den Lagerbock 32 und trägt einen Hebelarm 34, der zur Drehung mit der Stummelwelle 31 durch eine Keilverbindung (nicht dargestellt) gehalten ist. Alternativ kann anstelle der Keilverbindung ein Abscherbolzen vorgesehen werden, der dazu dient, Beschädigungen beim Auftreten eines zufälligen Aufpralls auf die Vorrichtung zu vermeiden. Verbunden mit dem äußeren Ende des Hebelarms 34 ist ein bewegliches Kolbenstangenende eines Hydraulikzylinders 36. Die Basis des Zylinders 36 ist mittels eines Lagerbolzens mit einem geeigneten Fundament verbunden, das gleichzeitig auch als Fundament für die Lagerböcke 32,32' dient.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner Mittel für das wahlweise Schwenken der Schnittplatte um die längs verlaufende Schwenkachse, die durch die Wellen 32,32' gebildet wird, und zwar derart, daß diese Platte wahlweise auch in eine neutrale Position geschwenkt werden knnn, wie es in der Figur 1 gezeigt ist, und wobei die obere Fläche 21 der Schnittplatte 20 parallel zu und abständlich der benachbarten Fläche 16 des Werkstücks 14 zu liegen kommt, welches entlang der Transportbahn bewegt wird. Diese Schnittplatte 20 kann auch in eine erste gekippte Position (Figur 3) geschwenkt werden, in der die Schnittkante 28 in Eingriff mit der benachbarten Fläche 16 des Werkstückes 14 kommt, und in eine zweite umgekehrt gekippte Position, in der die Schnittkante 29 in Eingriff mit der Fläche 16 des Werkstückes 14 kommt. Die Steuerung zur Schwenkung der Schnittplatte ist in der Figur 8 dargestellt. Im einzelnen ist hier eine Hydropumpe 40, angetrieben von einem Motor 41, vorgesehen, die das Antriebsmedium durch ein Druckbegrenzungventil 42 hindurch einem magnetbetätigten Vierwegeventil 44 für den Hydraulikzylinder 36 zuleitet. Ein Rückschlagventil 45 ist zwischen Vierwegeventil 44 und Hydraulikzylinder 36 vorgesehen, und ein erster Schalter 47 dient der Betätigung des Pumpenmotors 36, ein zweiter Schalter 48 der Erregung der der Magnetventil-Steuerschaltkreise. Vorzugsweise sind Anzeigeleuchten 49 und 50 ebenfalls von den Schaltern 47 bzw.48 angesteuert. Die Steuerung des Magnetventils 44 erfolgt mittels eines weiteren Schalters 52, der operativ mit einer Zentralsteuerung 53 verbunden ist. Alternativ können die Schalter 47, 48 und 52 auch manuell betätigt werden.
Zum Zweck eines automatischen Betriebs der Vorrichtung weist diese Steuerung des weiteren Werkstückposition-Abtastmittel in Form von Sensoren auf, die angrenzend der Werkstück-Bewegungsbahn angeordnet und in den Figuren 2, 3 und 4 schematisch mit den Bezugsziffern 54, 55 dargestellt sind. Auch sind eine Positionsanzeige 56 an der Welle 31 der Schnittplatte 20, und zwei Sensoren 58, 59 angrenzend der Positionsazeige 58 zur Überwachung Schwenkposition der Schnittplatte fest angeordnet. Diese vier Sensoren 54, 55, 58 und 59 sind mit der Zentralsteuerung 53 der Vorrichtung operativ verbunden, und die Zentralsteuerung 53 ist ausgelegt, den Werkstück-Vorschubantrieb 60 für die Rollen 19 in Abhängigkeit von den Signalen der vier Sensoren, wie schematisch in Figur 8 dargestellt, zu steuern.
Die Schnittplatte 20 ist derart gelagert, daß sich deren längsverlaufende Schwenkachse quer über die Transportbahn des Werkstücks 14 erstreckt. Obwohl die Platte so angeordnet sein kann, daß deren längs verlaufende Schwenkachse, und damit die Schnittkanten 28, 29, exakt senkrecht zur Transportbahn ausgerichtet ist, wird es bevorzugt, daß die Schnittkanten in einem Winkel von zumindest einem Grad mit Bezug auf eine Linie senkrecht zur Werkstück-Transportrichtung liegen, und dies auch mit Bezug auf die Enden 18, 18' und die Shlackengrate 17, 17'. Vorzugsweise werden die Schnittkanten 28,29 in einem Winkel von 1 bis 15º zu der Linie vorgesehen, die vertikal zum Tansportweg verläuft, siehe hierzu den Winkel B in der Figur 7. In seiner neutralen Position ist die Fläche 21 der Schnittplatte geringfügig unterhalb eines plan liegenden Tangens zur oberen Fläche der Transportrollen 19, und was der Ebene der unteren Fläche 16 des Werkstückes in etwa entspricht, mit einem Abstand von ca. 12.7 bis 25.4 mm (one half to one inch) vorgesehen zwischen der oberen Fläche 21 der Schnittplatte und der Transportbahnebene. Außerdem ist die Schnittplatte in ihren Dimensionen ausgelegt und angeordnet derart, daß die obere Fläche in einem Winkel C von mindestens 1º, und vorzugsweise ca. 10º, mit Bezug auf die Fläche 16 des Werkstücks in beiden gekippten Positionen ist, hierzu siehe Figur 5. Die Schräglage der Platte sollte nicht zu groß sein, da ansonsten die Schnittkante sich in die Werkstück-Bodenfläche eingräbt oder diese abschabt, auch sollte diese Schräglage nicht zu gering sein, wodurch die Platte dann eher dazu tendiert, über den Schlackengrat zu springen, anstelle in Eingriff mit diesem zu kommen und abzuscheren.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform erfolgt der Vorschub des Werkstücks 14 durch Transportrollen 19, und nachdem das vordere Ende 18 dieses Werkstücks die Schnittplatte 20 passiert hat, wird die Schnittplatte gekippt, so daß die Schnittkante 29, die dem Schlackengrat 17'am hinteren Ende des Werkstücks gegenüberliegt, in Kontakt mit der unteren Fläche des Werkstücks kommt. Mit dem weiteren Vorschub des Werkstücks 14 kommt diese Schnittkante 29 mit dem Schlackengrat 17' am hinteren Ende in Eingriff und beseitigt diesen. Die Vorschubrichtung des Werkstücks 14 wird dann umgekehrt, und die Schnittplatte 20 in die neutrale Position zurückgeschwenkt. Danach wird die Schnittplatte in die entgegengesetzte Richtung gekippt, so daß die Schnittkante 28 in Kontakt mit der Werkstück-Bodenfläche gelangt, wodurch mit dem Vorschub des Werkstücks in Gegenrichtung die Schnittkante 28 in Eingriff mit dem Schlackengrat 17 kommt ind diesen beseitigt. Der Vorschub des Werkstücks wird dann wieder gestoppt und in Vorwärtsrichtung umgekehrt, und die Schnittplatte in die neutrale Position für das nächste Werkstück zurückgeschwenkt.
Die Figur 4 stellt schematisch die verschiedenen Verfahrenschritte der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Ausführungsform erfolgt der Vorschub des Werkstücks 14 in Vorwärtsrichtung bis die Schnittplatte überspannt ist (Schritt 1 und 2). Der Sensor 55 wird dann aktiviert, was über die Zentralsteuerung 53 bewirkt, daß der Vorschub des Werkstücks gestoppt und der Hydraulikzylinder 36 zum Schwenken der Schnittplatte für den Kontakt der vorderen Schnittkante 28 mit der Bodenfläche des Werkstücks betätigt wird (Schritt 3). Der Transportantrieb wird dann umgekehrt (Schritt 4) und das Werkstück rückwärts bewegt, wodurch dann die Schnittkante 28 in Eingriff mit dem Schlackengrat am vorderen Ende 18 des Werkstücks kommt und diesen abschert(Schritt 5).
Nachfolgend der Beseitigung des vorderen Schlackengrates 17 (Schritt 6), wird der Transportantrieb wiederum gestoppt, wenn der Sensor 59 erfaßt hat, daß die Schnittplatte nach Passieren der unteren Fläche 16 gedreht und damit über das vordere Ende des Werkstücks gelangt ist, worauf die Schnittplatte in die neutrale Position rückschwenkt (Schritt 7), was durch die Sensoren 58, 59 determiniert wird. Das Werkstück wird dann wiederum vorwärts bewegt (Schritt 8), um so das Werkstück über der Platte zu positionieren. Wenn der Sensor 54 dann das hintere Ende 18' erfaßt, wird die Schnittplatte geschwenkt oder gekippt, um so die hintere Schnittkante 29 in Kontakt mit der unteren Fläche des Werkstücks zu bringen (Schritt 9), wodurch dann diese Schnittkante 29 in den hinteren Schlackengrat 17' eingreift und diesen beseitigt (Schritt 10). Die Schnittplatte wird dann in die neutrale Position zurückgeschwenkt (Schritt 11 und 12), was durch die Sensoren 58 und 59 bewirkt wird.
Es können hierbei noch zusätzliche Überwachungs-Sensoren vorgesehen werden, um damit ein akurateres von fünf Positionen der Schnittplatte zu ermöglichen, nämlich (1) die neutrale Position, (2) eine vorwärts gekippte Position in Kontakt mit der Fläche 16, (3) eine maximal vorwärts gekippte Position, (4) eine umgekehrt rückwärts gekippte Position in Kontakt mit der unteren Fläche 16, und (5) eine maximal rückwärts gekippte Position.
Aus obigem wird ersichtlich, daß die Schlackengrat-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung für das Entfernen von Schlackengraten als Folge von Brennschneidvorgängen an Werkstücken mit einem weiten Bereich von Dimensionen und Formen verwendet werden, und die Schnittplatte modifiziert werden kann, um auch gebogene oder gerundete Werkstücke zu bearbeiten. Die Figur 5 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche Andrückrollen 62 und 63 einschließt, die hier vorgesehen sind, das Werkstück relativ zur Schnittplatte 20 zu beaufschlagen, und was das Abheben des Werkstücks beim Auftreffen der Schnittkante der Schnittplatte auf einen Schlackengrat verhindert. Hierzu kann jede herkömmliche Andrückrollen-Konstruktion zur Verwendung kommen, und herkömmliche Antriebsmittel in Zuordnung zu den Andrückrollen können eingesetzt werden, um eine positive Vorschubkraft auf das Werkstück auszuüben, wenn es über die Schnittplate geführt wird, und um ein Festfahren des Werkstücks zu verhindern, wenn die Platte in Kontakt mit einen Schlakkengrat kommt.
Eine andere Modifikation der vorliegenden Erfindung ist aus der Figur 6 ersichtlich, worin zusätzlich eine freilaufende Stützrolle 64 in der Schnittplatte aufgenommen ist, um das Werkstück abzustützen. Diese freilaufende Stützrolle 64 ist am Trägerteil 30 drehgelagert, und weist einen Außenflächenbereich auf, der koplanar mit den oberen Flächen der Rollen 19 liegt, wenn die Platte 20 in die neutrale Position geschwenkt ist, wie ed die Figur 6 zeigt.
Wie dargestellt ist diese Modifikation insbesondere für Fälle geeignet, in denen das Werkstück nicht lang genug ist, eine ausreichende Stützung oder Auflagerung durch die anderen Tragrollen 19 zu erhalten, wenn die Vorschubbewegung über die Schnittplatte 20 erfolgt. Die Achse der freilaufenden Stützrolle 64 ist so eingebaut, daß sie senkrecht zur Werkstücktransportbahn ausgerichtet ist, und folglich, wenn die Schwenkachse der Platte 20 in einem Winkel B' in Bezug zu einer Linie senkrecht zur Transportbahn verschwenkt wird, wie dies die Figur 7A zeigt, so ist die Achse der Rolle 64 ebenfalls um diesen Winkel B' mit Bezug zur Achse der Platte 20 versetzt. Die Figur 6 zeigt auch eine Modifikation der Schnittplatte , die hier aus zwei separaten Elementen 20' und 20'' besteht, welche die Schnittkanten 28 und 29 aufweisen, und die lösbar am Trägerteil 30 befestigt sind, um so einen Austausch derselben zu ermöglichen.
Es ist naheliegend im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß auch ein herkömmlicher "Schlitten" oder dergleichen als Support- oder Transport-Anordnung für das metallische Werkstück eingesetzt werden können und daß herkömmliche angetriebene Rollen, Brammen-Verschiebeeinrichtungen, Druckstangen oder dergleichen als Vorschubanordnung für das Werkstück vorgesehen werden können. Die Schlackengrat-Beseitigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch eingesetzt werden, Schlackengrate von der Oberseite eines Werkstücks zu entfernen, indem einfach das Werkstück umgedreht wird, oder die Schnittplatte 20 rechtwinklig oder schräg mit Bezug auf den Schlackengrat entlang der Schnittseite des Werkstücks angeordnet werden.
Wenn bekannt, können auch automatische Steuerungen und Sensoren mit Vorrichtung zur Beseitigung von Schlackengraten gemäß der Erfindung eingesetzt werden, die die Schnittplatte von einer horizontalen oder neutralen Position in eine gekippte Position schwenken, und ausgelegt in dieser Position in Eingriff mit dem Ende des vorwärts bewegten Werkstücks zu kommen, und dabei das Ende eines neuen Werkstücks relativ zur Schnittplatte zu erfassen. Die Schnittplatte kann dann in die neutrale Position geschwenkt werden, wodurch ermöglicht wird, daß der Schlackengrat an der unteren Fläche des Werkstücks über die Schnittplatte hinweg passieren kann, und das Werkstück die Schnittplatte überlagert oder überdeckt, gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung und wie vorausgehend beschrieben.
Das nachfolgende spezifische und nicht die Erfindung beschränkende Beispiel dient lediglich der Erläuterung der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Beispiel

Eine Anzahl Versuche wuren an Werkstücken in Plattenform aus kohlenstoffarmen Stahl in folgender Weise durchgeführt. Im einzelnen wurde dafür eine Schnittplatte ähnlich der der Figuren 1 bis 3 vorgesehen, die eine Dicke von 25.5 mm (one inch), eine Breite von 152.4 mm (six inches) und eine Länge von 812.8 mm (32 inches) aufwies. Diese Platte war so angeordnet, daß deren obere Fläche einen Winkel C von 10º zur Bodenfläche des Werkstücks in der gekippten Stellung bildete und wobei die Schnittplatte einen Schnittkanten-Winkel A ca.38º aufwies. Die Werkstücke hatten Umgebungs-oder Raumtemperatur, und waren 254 mm (10 inches) dick, 558.8 mm (22 inches) breit, und 762 mm (30 inches) lang, und diese Werkstücke wurden über deren Breite mittels eines herkömmlichen Sauerstoff-Azetylen-Schneidbrenners auf Länge zugeschnitten. Eine typische Ansammlung von Schlackengrat haftete entlang der Unterseite an beiden Enden des Werkstücks nach jedem Trennschnitt, der in etwa 25.5 mm (one inch) breit, 546.1 mm (21½ inches) lang, und 11.1 mm (7/16 inches) dick war. Die Werkstücke waren während der Versuche auf einem Rollenfördertisch aufliegend, und wurden durch einen Hydraulikzylinder über die Schnittplatte gedrückt, welcher senkrecht zur Schnittkante angeordnet war. Der Hydraulikzylinder hatte eine Bohrung von ca. 63.5 mm (2½ inches) ∅, und wies daran angeordnet einen Druckmesser auf.
In einer ersten Versuchsserie wurde die Schlackengrat-Beseitigungsplatte mit der Schnittkante parallel zu den Schnittenden des jeweiligen Werkstücks und in einer zweiten Versuchsserie in einem 5º-Winkel zur den Schnittenden eingestellt. Eine Zusammenfassung der auf die Schnittplatte ausgeübten Kraft zur Beseitigung von Schlackengraten an Werkstücken in den Versuchsserien ist in nachfolgender Tabelle I aufgeführt. Tabelle I Versuch No. Platte parallel Platte in ca. 5º-Winkel Durchschnitt
Wie aus den Versuchsergebnissen ersichtlich, ist die Vorrichtung für die Beseitigung von Schlackengraten der Erfindung imstande Schlacke von den mittels Schneidbrenner getrennten Enden eines metallischen Werkstücks mit der Schnittplatte parallel oder abgewinkelt mit Bezug auf die Schnittenden zu entfernen. Es kann jedoch auch aus den Ergebnissen in der Tabelle I ersehen werden, daß die erforderliche Kraft zur Beseitigung einer typischen Schlackenansammlung mittels der Vorrichtung zur Beseitigung von Schlackengraten durch die abgewinkelte Einstellung der Platte mit Bezug auf die Schnittenden wesentlich reduziert werden kann.

Zeichnungslegende

10 Stahlgießmaschine
11
12 Gußstücke
13 Schneidbrenner
14 Werkstück
15
16 Unterseite
17 Schlackengrat
18 Enden
19 Transportrolle
20 Schnittplatte
21 obere (äußere) Fläche
22 Element
23 Element
24
25
26
27
28 Schnittkante
29 Schnittkante
30 Trägerteil
31 Stummelwelle
32 Lagerbock
33
34 Hebelarm
35
36 Hydraulikzylinder
37
38
39
40 Hydropumpe
41 Motor
42 Druckbegrenzungsventil
43
44 Vierwegeventil
45 Rückschlagventil
46
47 Schalter
48 Schalter
49 Anzeigeleuchte
50 Anzeigeleuchte
51
52 Steuerschalter
53 Zentralsteuerung
54 Sensor
55 Sensor
60 Vorschub-Antrieb
62 Abstützrolle
63 Abstützrolle
64 Tragrolle, freilaufend

Claims

1. Vorrichtung zur Beseitigung von Schlackengraten (17,17') entlang einer Kante eines metallischen Werkstücks (14), die als Folge eines Brennschneid-Vorgangs oder dergleichen entstehen, bestehend aus einem Transportrollgang (19) für die Auflage und den wahlweisen Vorschub dieses Werkstücks in gegenläufigen Richtungen entlang einer horizontalen Bewegungsbahn; einer um eine feststehende horizontale Längsachse unterhalb der Transportbahn und transversal zu dieser angeordneten drehbar gelagerten Schnittplatte (20) für die Bewegung zwischen einer Position, in der die Schnittplatte zur Beseitigung eines Schlackengrates mit der Unterseite eines Werkstükkes in Eingriff steht, und einer neutralen Position, in der diese Platte frei vom Werkstück ist, sowie einer Betätigungs-Anordnung (34,36) für das wahlweise Schwenken der Schnittplatte um diese Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittplatte (20) eine obere Fläche (21) und ein Paar längs sich erstrekkender gegenüberliegender Seiten (22,23) aufweist, wobei die Seiten je eine längs verlaufende Schnittkante (28,29) am Übergang von der jeweiligen Seite zur oberen Fläche ausbilden, und um die Achse in eine neutrale Position schwenkbar ist, in welcher die obere Fläche parallel zur und abständlich von der Transportbahn das Passieren des Werkstucks außer Eingiff mit der Platte erlaubt, in eine erste gekippte Position, in der eine der Schnittkanten (28) in Einriff mit der Werkstück-Unterseite (16) zur Beseitigung eines Schlakkengrades von dieser beim Passieren in der einen Richtung ist, und in eine zweite gekippte Position, in der die andere der Schnittkanten (29) in Eingriff mit der Werkstück-Unterseite zur Beseitigung eines anderen Schlackengrades von dieser beim Passieren in der entgegengesetzten Richtung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche (21) der Schnittplatte (20) generell flach ist, und beide Schnittkanten (28,29) gerade verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichet, daß eine freilaufende Tragrolle (64) in einer Po- sition zwischen den Schnittkanten der Schnittplatte (20') zur Stützung des sich entlang der Transportbahn und über die Schnittplatte bewegenden Werkstücks drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Fläche (21) der Platte mit der jeweiligen der gegenüberliegenden Seiten (22,23) einen Winkel A von 25º bis 60º ausbildet.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten (28,29) der Platte (20) parallel zueinander verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten (28,29) parallel zur Längsachse und gleichabständlich von dieser Achse verlaufen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schnittkanten (28,29) der Platte (20) in einem Winkel (B) von 1º bis 15º mit Bezug auf eine Linie erstrecken, die senkrecht zur Transportbahn des Werkstücks verläuft.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittplatte (20) an einer Stelle abständlich der Werkstück-Transportbahn derart angeordnet ist daß die obere Fläche (21) in einem Winkel (C) von mindestens 1º zur anliegenden Fläche (16) des Werkstücks in jeder der ersten und zweiten gekippten Position ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportrollgang Sensoren (54,55) zum Abtasten der Position des entlang der Transportbahn vorwärtsbewegten Werkstücks und eine auf diese Sensoren ansprechende Zentralsteuerung (53) zur Umkehrung der Vorschubrichtung des des Werkstücks umfassen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittplatte (20) an einem Trägerteil (30) angeordnet ist, das an der Platte befestigt und drehbar auf einer Achswelle (31) festgelegt ist, welche an den gegenüberliegenden Enden des Trägerteils und koaxial mit der Längsachse auskragt, und wobei die Mittel für die Schwenkung der Schnittplatte einen Hydraulikzylinder (36) einschließen, operativ mit der Welle verbunden und ansprechend auf die Sensoren (54,55) zur Drehung der Welle in beiden Richtungen um die Längsachse.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine freilaufende Tragrolle (64) drehbar am Trägerteil (30) angeordnet ist und sich längs entlang der Länge der Schnittplatte und senkrecht zur Transportbahn erstreckt, wobei die freilaufende Tragrolle eine Außenfläche koplanar mit den Transportrollen (19) ausbildet, wenn die Schnittplatte in der neutralen Position ist und so die Auflagerung des vorwärtsbewegten Werkstücks unterstützt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittplatte (20) aus zwei separaten Elementen (22,23) besteht, die entsprechende Schnittkanten (28,29) aufweisen und die wiederlösbar am Trägerteil (30) zum einfachen Austausch derselben befestigt sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ferner zusätzliche Abtastmittel in Form von Sensoren (58,59) für die Überwachung der Winkelstellung der Schnittplatte vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Andrückrollen (62,63) an der dem Transportrollen (19) gegenüberliegenden Seite der Werkstück- Transportbahn angeordnet und zur Verhinderung des Abhebens des Werkstücks vom Transportrollgang in Eingriff mit dem Werkstück sind.

15. Verfahren für die Beseitigung von Schlackengraten (17,17'), die sich an der unteren Fläche (16) entlang eines jeden Endes eines flachen Werkstücks (14) während eines Brennschneid-Vorgangs oder dergleichen bilden, und welches die Verwendung einer Vorrichtung einschließt, wie sie zumindest in einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14 charakterisiert ist, und gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

a) Vorschub des Werkstücks (14) über die obere Fläche der Platte in einer Anfangsrichtung, welche im wesentlichen transversal zur Längsrichtung der Platte verläuft, die untere Fläche (16) der Schnittplatte zugewandt und mit den Schlackengraten weitgehend im rechten Winkel zur Vorschubrichtung, wobei die Platte in einer neutralen Position derart abständlich unterhalb des Werkstücks positioniert ist, daß ein Schlackengrat (17) ohne Kontakt mit dieser Platte passieren kann;

b) Schwenken der Platte, so daß eine der Schnittkanten (28), welche einem Schlackengrat (17) zugewandt ist, in Eingriff mit der angrenzenden Fläche des Werkstücks kommt;

c) Vorschub dieses Werkstücks in der entgegengesetzten Richtung, so daß dieser eine Schlackengrat in Richtung auf eine der entgegenstehenden Schnittkanten der gekippten Platte hin bewegt wird, und zwar derart daß diese eine Schnittkante in Eingriff mit dem Schlackengrat kommt und diesen beseitigt;

d) Schwenken der Platte in die entgegengesetzte Kippstellung so daß die andere dieser Schnittkanten (29) in Eingriff mit der angrenzenden Fläche (16) des Werkstucks kommt, und

e) Vorschub dieses Werkstücks in der anfänglichen oder ursprünglichen Richtung, so daß der andere Schlackengrat (17') in Richtung auf die andere diesem entgegenstehende Schnittkante der entgegengesetzt gekippten Schnittplatte hin bewegt wird, und die andere Schnittkante in Eingriff mit dem anderen Schlackengrat in Eingriff kommt und diesen beseitigt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes dieser Vorschubschritte die Schnittkanten der Schnittplatte in einem Winkel (B) von 1º bis 15º mit Bezug auf eine Linie senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkstücks geneigt ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes der Schwenkschritte die obere Fläche (21) der Platte in einem Winkel (C) von mindestens 1º mit Bezug auf die benaschbarte Fläche des Werkstückes ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (d) und (e) nachfolgend den Schritten (a), (b) und (c) ausgeführt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (d) und (e) nachfolgend dem Schritt (a) und vor den Schritten (b) und (c) ausgeführt werden.