Beschreibung :
VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON AN EINEM BANDFÖRMIGEN VEWEGTEN WERKSTÜCK HAFTENDEN VERUNREINIGUNGEN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜRHRUNG DES VERFAHRENS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von an einem bandförmigen, in seiner Längsrichtung bewegten Werkstück, insbesondere ein gewalztes Metallband, haftenden flüssigen und/oder festen Verunreinigungen, insbesondere Öle, Emulsionen und/oder Späne, wobei das Werkstück an einer Saugdusenanordnung vorbeiläuft, mit der mittels Unterdruck die Verunreinigungen abgesaugt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Verfahren und Vorrichtungen der genannten Art und für den genannten Verwendungszweck sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Eine erste Gruppe von Verfahren und Vorrichtungen benutzt eine Kombination von mechanischer Entfernung und Absaugung der Verunreinigungen, wie beispielsweise in der DE 28 43 449 C2 , in der DE 35 07 936 C2 oder in der DE 195 25 650 C2 beschrieben. Als nachteilig ist bei den hieraus bekannten Verfahren und Vorrichtungen anzusehen, daß sie für die Reinigung von Werkstücken, die eine besonders empfindliche Oberfläche aufweisen, und/oder für das Entfernen von Feststoffe enthaltenden Verunreinigungen nicht geeignet sind. Die mechanischen Mittel, z.B. Schaber, Quetschwalzen, Abstreifer oder Wischrollen, hin-
terlassen auf empfindlichen Werkstückoberflächen unerwünschte Spuren oder gar Kratzer. Diese werden besonders deutlich und störend, wenn die Verunreinigungen Feststoffe, z.B. Metallspäne, enthalten. In vielen Anwendungen sind deshalb diese Verfahren und Vorrichtungen nicht einsetzbar.
Eine zweite Gruppe von Verfahren und Vorrichtungen verzichtet auf mechanische Mittel und setzt stattdessen eine Kombination von Blasluft und Absaugung ein. Hiermit werden zwar mechanische Beschädigungen des Werkstücks vermieden, jedoch sind die für die Führung der Luft und für die Verhinderung eines unkontrollierten Austritts von Luft-Verunreinigungs-Gemischen erforderlichen technischen Mittel relativ aufwendig. Außerdem verursachen diese Verfahren und Vorrichtungen durch das Ausblasen von Druckluft einen erheblichen Lärm, so daß zur Vermeidung von Gefahren für das Bedienungspersonal Schallschutzmaß- nahmen ergriffen werden müssen. Hierdurch werden entsprechende Vorrichtungen konstruktiv aufwendig und teuer.
Schließlich ist es aus der DE 38 43 148 AI bekannt, ein Werkstück im Tauchbad in einer Reinigungslösung mit Unterstützung durch Ultraschalleinwirkung zu reinigen. Für eine Reinigung von einzelnen Werkstücken mag dieses Verfahren noch wirtschaftlich einsetzbar sein; für die Reinigung eines bewegten, bandförmigen Werkstücks ist jedoch dieses Verfahren in der Praxis nicht einsetzbar. Um die erforderliche Einwirkzeit der Reinigungslösung und der Ultraschallschwingungen bei einem relativ schnell bewegten Werkstück zu gewährleisten, müßte entweder dessen Bewegungsgeschwindigkeit sehr stark herabgesetzt werden oder ein extrem langes Tauchbad zur Verfügung gestellt werden; beides ist wirtschaftlich nicht tragbar.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie
eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, die die dargelegten Nachteile vermeiden und mit denen insbesondere mit relativ geringem technischen Aufwand, mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit und mit einem hohen Wirkungsgrad bandförmige, in ihrer Längsrichtung bewegte Werkstücke unter Schonung der Werkstückoberfläche gereinigt werden können.
Die Lösung der das Verfahren betreffenden Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Werkstück gleichzeitig in seinem jeweils der Saugdusenanordnung benachbarten Bereich in die Haftkraft der Verunreinigungen am Werkstück vermindernde und/oder die Verunreinigungen mobilisierende Schwingungen versetzt wird.
Durch die Schwingungen verlieren die Verunreinigungen einen großen Teil ihrer Haftkraft gegenüber dem Werkstück, wodurch das Absaugen der Verunreinigungen erleichtert oder erst möglich wird. Das Verfahren ist problemlos am bewegten Werkstück anwendbar, da keine lange Einwirkzeit nötig ist. Zugleich wird die Werkstückoberfläche nicht durch mechanische oder chemische Reinigungsmittel beansprucht, so daß auch empfindliche Oberflächen schonend von Verunreinigungen befreit werden können. Da auch keine Druckluft eingesetzt werden muß, treten die damit verbundenen Geräusch- und Verschmutzungsemissionen hier nicht auf. Das Verfahren ist damit sowohl kostengünstig und wirksam durchführbar als auch unter Umweltschutzgesichtspunkten vorteilhaft.
Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Schwingungen durch eine oder mehrere mit einem Schwingungserzeuger versehene oder gekoppelte Rollen oder Walzen, die das bewegte Werkstück berühren, mechanisch auf dieses übertragen werden. Auf diese Weise werden mit hohem Wirkungsgrad die gewünschten
Schwingungen im Werkstück erzeugt, so daß ein relativ geringer Energieaufwand für die Schwingungserzeugung nötig ist. Die Rollen oder Walzen sind zweckmäßig möglichst leicht ausgeführt, damit sie den vom Schwingungserzeuger erregten Schwingungen problemlos folgen können.
Eine alternative Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor, daß die Schwingungen von mindestens einem berührungslos magnetisch oder pneumatisch auf das bewegte Werkstück einwirkenden Schwingungserzeuger erzeugt werden. Auch bei dieser Ausführung des Verfahrens wird die Werkstückoberfläche nicht durch mechanische Mittel beansprucht, so daß auch hier eine sehr schonende Behandlung des Werkstücks erfolgt. Die magnetische Erzeugung der Schwingungen läßt sich dann anwenden, wenn das Werkstück aus einem magnetischen Werkstoff, insbesondere Stahl, besteht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 4 bis 7 angegeben.
Die Lösung des Aufgabenteils, der die Vorrichtung betrifft, gelingt durch die im Anspruch 8 angegebene Vorrichtung. Mit dieser Vorrichtung läßt sich das zuvor beschriebene Verfahren technisch zuverlässig und mit vertretbarem konstruktiven Aufwand ausführen.
Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 bis 15 angegeben.
Weiterhin ist die Vorrichtung zweckmäßig als verfahrbare Einheit ausgebildet, wie dies an sich von Walzgerüsten aus Walzwerken bekannt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dann in gleicher Weise wie Walzgerüste in eine • Walzstraße eingefahren oder bei Bedarf aus dieser herausgefahren werden. Eine Anpassung der Vorrichtung an unter-
schiedliche Werkstückquerschήitte ist schnell und einfach durch Austausch oder Form- und Lageanpassung der Saugdüsen sowie durch eine gegebenenfalls erfolgende Auswechslung von Rollen oder Walzen innerhalb der Vorrichtung möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge äßen Vorrichtung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Vorrichtung in einer schematischen perspektivischen Darstellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 umfaßt als tragendes Element einen Grundrahmen 10, von dem in der Zeichnung lediglich vier Träger in Doppel-T-Form gezeigt sind; diese Träger sind selbstverständlich untereinander über nicht dargestellte weitere Rahmenteile verbunden, so daß sie einen stabilen und in sich starren Grundrahmen 10 bilden. Unterseitig kann dieser Räder zum Verfahren der Vorrichtung 1, vorzugsweise auf Schienen, aufweisen, was hier nicht dargestellt ist.
Weiterhin umfaßt die Vorrichtung 1 eine Anordnung von mehreren Rollen 2, die jeweils um Achsen 20 drehbar gelagert sind. Dabei sind mehrere Anordnungen von Rollen 2 sowohl in Längsrichtung der Vorrichtung 1 voneinander beabstandet als auch in Querrichtung der Vorrichtung 1 voneinander beabstandet vorgesehen. Die Rollen 2 dienen zur Führung eines bewegten bandförmigen Werkstücks 4, z. B. ein gewalztes Metallband, von dem in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein kurzer Abschnitt dargestellt ist. Das Werkstück 4 besitzt eine flache Oberseite 41 und eine flache Unterseite 42 und bewegt sich in Richtung des an der Oberseite 41 eingezeichneten Bewegungspfeils. Mit seiner Unterseite 42 liegt das Werkstück 4 auf den unteren Rollen 2 auf und wird von diesen bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 getragen.
Die oberhalb des Werkstücks 4 angeordneten weiteren Rollen 2 berühren die Oberseite 41 des Werkstücks 4 und drücken dieses gegen die unteren Rollen 2 mit einer vorgebbaren, zweckmäßig nur geringen Vorbelastungskraft an.
Die Rollen 2 sind jeweils in Rollenlagerkörpern 21 gelagert, die ihrerseits über elastische Füße 22 mit dem Grundrahmen 10 verbunden sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist jedem Rollenlagerkörper 21 ein Schwingungserzeuger 5 zugeordnet, der hier jeweils an der den Rollen 2 abgewandten Seite des Rollenlagerkörpers 21 an diesem zwischen dessen Füßen 22 angebracht ist. Die Schwingungserzeuger 5, die von an sich bekannter Bauart sein können, werden durch hier nicht dargestellte Versorgungsleitungen mit elektrischer Energie oder Druckluft oder Hydrauliköl versorgt und erzeugen eine Schwingungsbewegung in einer gewünschten Frequenz, Amplitude und Schwingungsform. Diese Parameter sowie das Zusammenwirken der verschiedenen Schwingungserzeuger 5 miteinander werden durch geeignete, an sich bekannte und deshalb hier nicht dargestellte Steuer- und Regeleinrichtungen erzeugt und überwacht. Die optimale Einstellung für jeden Anwendungsfall läßt sich in der Praxis am besten jeweils durch Versuche ermitteln und vorzugsweise in elektronischen Speichermedien für sich wiederholende Anwendungen speichern. Die von den Schwin- gungserzeugern 5 erzeugten Schwingungen pflanzen sich durch die Rollenlagerkörper 21 und die Rollen 2 in das Werkstück 4 fort, so daß das Werkstück 4 bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 im Bereich der Rollen 2 zwangsläufig in Schwingungen versetzt wird. Die in das Werkstück 4 eingebrachten Schwingungen werden gezielt so erzeugt, daß sie die Haftkraft der Verunreinigungen am Werkstück 4 vermindern und/oder die Verunreinigungen relativ zum Werkstück 4 mobilisieren.
Die Verunreinigungen werden unmittelbar hinter den Rollen .2 abgesaugt, was hier aufgrund der Verringerung der Haftkraft und/oder aufgrund der Mobilisierung der Verunreinigungen relativ zum Werkstück 4 mit besonders gutem Wirkungsgrad bei vorgegebener Saugleistung möglich ist. Zum Absaugen der Verunreinigungen, die z. B. durch Walzöle oder Emulsionen, eventuell mit Feststoffen darin, gebildet sein können, ist parallel zu jedem Paar von Rollen 2 jeweils eine Saugdüse 31 an der Oberseite 41 sowie jeweils eine Saugdüse 32 an der Unterseite 42 des Werkstücks 4 vorgesehen. Dabei verlaufen die Saugdüsen 31, 32 parallel zu den Rollen-Paaren 2, 2 quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks 4 über dessen volle Breite. Die Mündungen der Saugdüsen 31, 32 werden dabei zweckmäßig so angeordnet, daß sie zwar möglichst nah am Werkstück 4 liegen, dieses aber bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 nicht berühren und so auch nicht dessen Oberfläche mechanisch beschädigen können. Alle Saugdüsen 31, 32 sind über Saugleitungen 33 mit einer an sich bekannten, hier nicht dargestellten Saugeinrichtung verbunden, die den für das Absaugen erforderlichen Unterdruck erzeugt. Außerdem kann die Saugeinrichtung eine Abscheideoder Filtereinheit umfassen, in der die abgesaugten Verunreinigungen von der Saugluft trennbar und dann einer erneuten oder neuen Verwendung oder einer Entsorgung zuführbar sind.
Mit der Vorrichtung 1, die vorteilhaft z.B. in eine Walzstraße integrierbar ist, läßt sich also ein bandförmiges Werkstück 4 bei seinem Durchlauf in Richtung des Bewegungspfeils, der auf der Oberseite 41 des Werkstücks 4 eingezeichnet ist, von Verunreinigungen, wie Walzöl und dergleichen, befreien. Dabei ist keine mechanische Einwirkung auf das Werkstück 4 erforderlich und es wird auch keine Reinigungsflüssigkeit benötigt. Das Werkstück 4 wird lediglich im jeweils innerhalb der Vorrichtung 1 befindlichen Abschnitt in Schwingungen versetzt, wobei
die Schwingungen selbstverständlich auf solche Amplituden und Frequenzen sowie Schwingungsformen zu beschränken sind, die eine Beschädigung des Werkstücks 4 sicher ausschließen, gleichzeitig aber die gewünschte Reinigung ermöglichen. Da die Schwingungserzeuger 5 sowie die Rollen 2 und ihre Rollenlagerkörper 21 über elastische Füße 22 an dem Grundrahmen 10 gelagert sind, wird der Grundrahmen 10 praktisch nicht von den erzeugten Schwingungen beeinflußt. Die Rollen 2 und die Rollenlagerkörper 21 sind möglichst leicht gehalten, um sie problemlos und mit geringem Energieaufwand in Schwingungen versetzen zu können. Durch die Aufteilung der Rollen 2 in mehrere schmale Rollenflächen wird die Anlagefläche am Werkstück 4 verkleinert, so daß die Schwingungen hier besonders wirksam übertragen werden, weil sich kein dickerer Film von Verunreinigungen flüssiger Art zwischen dem Umfang der Rollen 2 und der Ober- und Unterseite 41, 42 des Werkstücks 4 bilden kann, der die Übertragung der Schwingungen dämpfen oder behindern könnte.
Die Saugdüsen 31, 32 sind, was in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist, relativ zu den Rollen 2 sowie relativ zum Werkstück 4 in ihrer Position und Ausrichtung verstellbar, um ein optimales Saugergebnis zu gewährleisten und um eine Anpassung an unterschiedliche Werkstücke 4 vornehmen zu können. Außerdem sind die Saugdüsen 31, 32 austauschbar, insbesondere gegen schmalere oder breitere bzw. kürzere oder längere Düsen, die je nach Breite des Werkstücks 4 ausgewählt und eingesetzt werden.