DE10001746C2 - Verfahren zum Entfernen von an einem bandförmigen, in seiner Längsrichtung bewegten gewalzten Metallband haftenden Verunreinigungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ent­ fernen von an einem bandförmigen, in seiner Längsrichtung bewegten gewalzten Metallband haftenden flüssigen und fe­ sten Verunreinigungen in Form von Ölen, Emulsionen und/oder Spänen, wobei das Metallband an einer Saugdüsen­ anordnung vorbeiläuft, mit der mittels Unterdruck die Verunreinigungen abgesaugt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens.

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 Kom­ bination 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 Metallbändern, die eine besonders empfind­ liche Oberfläche aufweisen, und/oder für das Entfernen von Feststoffe enthaltenden Verunreinigungen nicht geeig­ net sind. Die mechanischen Mittel, z. B. Schaber, Quetsch­ walzen, Abstreifer oder Wischrollen, hinterlassen auf empfindlichen Bandoberflächen 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 Ver­ fahren und Vorrichtungen nicht einsetzbar.

Eine zweite Gruppe von Verfahren und Vorrichtungen ver­ zichtet auf mechanische Mittel und setzt statt dessen ei­ ne Kombination von Blasluft und Absaugung ein. Hiermit werden zwar mechanische Beschädigungen des Metallbandes 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 Ver­ fahren und Vorrichtungen durch das Ausblasen von Druck­ luft einen erheblichen Lärm, so daß zur Vermeidung von Gefahren für das Bedienungspersonal Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden müssen. Hierdurch werden entsprechende Vorrichtungen konstruktiv aufwendig und teuer.

Aus der DE 38 43 148 A1 ist es bekannt, ein Werkstück im Tauchbad in einer Reinigungslösung mit Unterstützung durch Ultraschalleinwirkung zu reinigen. Für eine Reini­ gung von einzelnen Werkstücken mag dieses Verfahren noch wirtschaftlich einsetzbar sein; für die Reinigung eines bewegten gewalzten Metallbandes ist jedoch dieses Verfah­ ren in der Praxis nicht einsetzbar. Um die erforderliche Einwirkzeit der Reinigungslösung und der Ultraschall­ schwingungen bei einem relativ schnell bewegten Metall­ band zu gewährleisten, müßte entweder dessen Bewegungsge­ schwindigkeit sehr stark herabgesetzt werden oder ein ex­ trem langes Tauchbad zur Verfügung gestellt werden; bei­ des ist wirtschaftlich nicht tragbar.

Die DE 42 07 788 A1 beschreibt eine Druckvorrichtung in einer Konfektioniermaschine für Zigaretten. Die Druckvor­ richtung umfaßt eine Auftragvorrichtung für Metallstaub oder eine Bronziervorrichtung, welche Metallstaub auf die Fläche des kontinuierlichen Bandes aufbringt, die mit ei­ ner gummierten Spur versehen ist, sowie mit einer Absaug­ vorrichtung, welche von dem kontinuierlichen Band über­ schüssiges Metallstaubmaterial entfernt. In wenigstens dem Bereich, in dem die Absaugvorrichtung arbeitet, ent­ hält die Vorrichtung eine Vibriervorrichtung, die in der Lage ist, auf das kontinuierliche Band selbst Vibrationen zu übertragen. Bei dem hier angesprochenen Band handelt es sich um eine Papierbahn aus Zigarettenpapier, auf das mittels einer Gummierung auf einer Teilfläche ein Me­ tallstaub aufgetragen werden soll. Der überschüssige Me­ tallstaub soll dann wieder von der Zigarettenpapierbahn entfernt werden. Der Metallstaub an sich ist trocken und weist außerhalb der mit der Gummierung versehenen Berei­ che keine Haftkräfte relativ zu der Papierbahn auf. Damit genügen für das Entfernen des trockenen Metallstaubes von der trockenen Zigarettenpapierbahn sehr geringe Kräfte, die nicht vergleichbar sind mit den Kräften, die erfor­ derlich sind, wenn von einem gewalzten Metallband daran haftende flüssige und feste Verunreinigungen in Form von Ölen, Emulsionen und/oder Spänen entfernt werden sollen.

Die Offenlegungsschrift DE 197 17 171 A1 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von an einem Werkstück haftenden flüssigen und/oder festen Verunreinigungen, insbesondere Öle und Emulsionen, wobei hier aber das zu reinigende Werkstück in einer Einrichtung festgelegt und in Schwin­ gungen versetzt und gleichzeitig abgesaugt wird. Diese Lösung läßt sich in der Praxis nicht auf ein bewegtes Me­ tallband übertragen, denn dies würde bedeuten, daß man das Metallband nur taktweise in Abschnitten reinigen könnte. Ein solches Reinigungsverfahren wäre aufgrund seiner langsamen Arbeitsweise wirtschaftlich nicht brauchbar.

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 insbe­ sondere mit relativ geringem technischen Aufwand, mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit und mit einem hohen Wirkungsgrad bandförmige, in ihrer Längsrichtung bewegte gewalzte Metallbänder unter Schonung der Bandoberfläche gerei­ nigt werden können.

Die Lösung der das Verfahren betreffenden Aufgabe ge­ lingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metallband gleichzeitig in seinem jeweils der Saugdüsen­ anordnung benachbarten Bereich in die Haftkraft der Ver­ unreinigungen am Metallband vermindernde und/oder die Ver­ unreinigungen mobilisierende Schwingungen versetzt wird.

Durch die Schwingungen verlieren die Verunreinigungen ei­ nen großen Teil ihrer Haftkraft gegenüber dem Metallband, wodurch das Absaugen der Verunreinigungen erleichtert oder erst möglich wird. Das Verfahren ist problemlos am bewegten Metallband anwendbar, da keine lange Einwirkzeit nötig ist. Zugleich wird die Bandoberfläche nicht durch mechanische oder chemische Reinigungsmittel bean­ sprucht, so daß auch empfindliche Oberflächen schonend von Verunreinigungen befreit werden können. Da auch kei­ ne Druckluft eingesetzt werden muß, treten die damit ver­ bundenen Geräusch- und Verschmutzungsemissionen hier nicht auf. Das Verfahren ist damit sowohl kostengünstig und wirksam durchführbar als auch unter Umweltschutz­ gesichtspunkten vorteilhaft.

Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sieht vor, daß die Schwingungen durch eine oder meh­ rere mit einem Schwingungserzeuger versehene oder gekop­ pelte Rollen oder Walzen, die das bewegte Metallband be­ rühren, mechanisch auf dieses übertragen werden. Auf die­ se Weise werden mit hohem Wirkungsgrad die gewünschten Schwingungen im Metallband erzeugt, so daß ein relativ ge­ ringer 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 Ver­ fahrens schlägt vor, daß die Schwingungen von mindestens einem berührungslos magnetisch oder pneumatisch auf das bewegte Metallband einwirkenden Schwingungserzeuger er­ zeugt werden. Auch bei dieser Ausführung des Verfahrens wird die Bandoberfläche nicht durch mechanische Mit­ tel beansprucht, so daß auch hier eine sehr schonende Be­ handlung des Metallbandes erfolgt. Die magnetische Erzeu­ gung der Schwingungen läßt sich dann anwenden, wenn das Metallband 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 be­ trifft, gelingt durch die im Anspruch 8 angegebene Vor­ richtung. Mit dieser Vorrichtung läßt sich das zuvor be­ schriebene Verfahren technisch zuverlässig und mit ver­ tretbarem konstruktiven Aufwand ausführen.

Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen und Ausge­ staltungen 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 Vorrich­ tung kann dann in gleicher Weise wie Walzgerüste in eine Walzstraße eingefahren oder bei Bedarf aus dieser heraus­ gefahren werden. Eine Anpassung der Vorrichtung an unter­ schiedliche Bandquerschnitte ist schnell und ein­ fach durch Austausch oder Form- und Lageanpassung der Saugdüsen sowie durch eine gegebenenfalls erfolgende Aus­ wechslung von Rollen oder Walzen innerhalb der Vorrich­ tung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung 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, vor­ zugsweise auf Schienen, aufweisen, was hier nicht darge­ stellt ist.

Weiterhin umfaßt die Vorrichtung 1 eine Anordnung von mehreren Rollen 2, die jeweils um Achsen 20 drehbar ge­ lagert sind. Dabei sind mehrere Anordnungen von Rollen 2 sowohl in Längsrichtung der Vorrichtung 1 voneinander be­ abstandet als auch in Querrichtung der Vorrichtung 1 von­ einander beabstandet vorgesehen. Die Rollen 2 dienen zur Führung eines in seiner Längsrichtung bewegten gewalzten Metallbandes 4, von dem in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein kurzer Abschnitt dar­ gestellt ist. Das Metallband 4 besitzt eine flache Ober­ seite 41 und eine flache Unterseite 42 und bewegt sich in Richtung des an der Oberseite 41 eingezeichneten Bewe­ gungspfeils. Mit seiner Unterseite 42 liegt das Metallband 4 auf den unteren Rollen 2 auf und wird von diesen bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 getragen. Die oberhalb des Metallbandes 4 angeordneten weiteren Rol­ len 2 berühren die Oberseite 41 des Metallbandes 4 und drücken dieses gegen die unteren Rollen 2 mit einer vor­ gebbaren, zweckmäßig nur geringen Vorbelastungskraft an.

Die Rollen 2 sind jeweils in Rollenlagerkörpern 21 gela­ gert, die ihrerseits über elastische Füße 22 mit dem Grundrahmen 10 verbunden sind. Im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist jedem Rollenlagerkör­ per 21 ein Schwingungserzeuger 5 zugeordnet, der hier je­ weils an der den Rollen 2 abgewandten Seite des Rollen­ lagerkörpers 21 an diesem zwischen dessen Füßen 22 ange­ bracht ist. Die Schwingungserzeuger 5, die von an sich bekannter Bauart sein können, werden durch hier nicht dargestellte Versorgungsleitungen mit elektrischer Ener­ gie oder Druckluft oder Hydrauliköl versorgt und erzeu­ gen eine Schwingungsbewegung in einer gewünschten Fre­ quenz, Amplitude und Schwingungsform. Diese Parameter sowie das Zusammenwirken der verschiedenen Schwingungs­ erzeuger 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 Metallband 4 fort, so daß das Metallband 4 bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 im Bereich der Rollen 2 zwangsläufig in Schwingungen versetzt wird. Die in das Metallband 4 eingebrachten Schwingungen werden gezielt so erzeugt, daß sie die Haftkraft der Verunreinigungen am Metallband 4 vermindern und/oder die Verunreinigungen re­ lativ zum Metallband 4 mobilisieren.

Die Verunreinigungen werden unmittelbar hinter den Rol­ len 2 abgesaugt, was hier aufgrund der Verringerung der Haftkraft und/oder aufgrund der Mobilisierung der Verun­ reinigungen relativ zum Metallband 4 mit besonders gutem Wirkungsgrad bei vorgegebener Saugleistung möglich ist. Zum Absaugen der Verunreinigungen, die z. B. durch Walz­ öle oder Emulsionen mit Feststoffen darin, ge­ bildet sein können, ist parallel zu jedem Paar von Rol­ len 2 jeweils eine Saugdüse 31 an der Oberseite 41 sowie jeweils eine Saugdüse 32 an der Unterseite 42 des Metall­ bandes 4 vorgesehen. Dabei verlaufen die Saugdüsen 31, 32 parallel zu den Rollen-Paaren 2, 2 quer zur Bewegungs­ richtung des Metallbandes 4 über dessen volle Breite. Die Mündungen der Saugdüsen 31, 32 werden dabei zweckmäßig so angeordnet, daß sie zwar möglichst nah am Metallband 4 liegen, dieses aber bei seinem Durchlauf durch die Vor­ richtung 1 nicht berühren und so auch nicht dessen Ober­ fläche mechanisch beschädigen können. Alle Saugdüsen 31, 32 sind über Saugleitungen 33 mit einer an sich bekann­ ten, hier nicht dargestellten Saugeinrichtung verbunden, die den für das Absaugen erforderlichen Unterdruck er­ zeugt. Außerdem kann die Saugeinrichtung eine Abscheide- oder Filtereinheit umfassen, in der die abgesaugten Ver­ unreinigungen 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 Walz­ straße integrierbar ist, läßt sich also ein Metallband 4 bei seinem Durchlauf in Richtung des Bewe­ gungspfeils, der auf der Oberseite 41 des Metallbandes 4 eingezeichnet ist, von Verunreinigungen, wie Walzöl und dergleichen, befreien. Dabei ist keine mechanische Ein­ wirkung auf das Metallband 4 erforderlich und es wird auch keine Reinigungsflüssigkeit benötigt. Das Metallband 4 wird lediglich im jeweils innerhalb der Vorrichtung 1 befindlichen Abschnitt in Schwingungen versetzt, wobei die Schwingungen selbstverständlich auf solche Amplitu­ den und Frequenzen sowie Schwingungsformen zu beschrän­ ken sind, die eine Beschädigung des Metallbandes 4 sicher ausschließen, gleichzeitig aber die gewünschte Reinigung ermöglichen. Da die Schwingungserzeuger 5 sowie die Rol­ len 2 und ihre Rollenlagerkörper 21 über elastische Füße 22 an dem Grundrahmen 10 gelagert sind, wird der Grund­ rahmen 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 Metallband 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 Metallbandes 4 bilden kann, der die Übertragung der Schwin­ gungen dämpfen oder behindern könnte.

Die Saugdüsen 31, 32 sind, was in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist, relativ zu den Rollen 2 sowie re­ lativ zum Metallband 4 in ihrer Position und Ausrichtung verstellbar, um ein optimales Saugergebnis zu gewähr­ leisten und um eine Anpassung an unterschiedliche Metall­ bänder 4 vornehmen zu können. Außerdem sind die Saugdü­ sen 31, 32 austauschbar, insbesondere gegen schmalere oder breitere bzw. kürzere oder längere Düsen, die je nach Breite des Metallbandes 4 ausgewählt und eingesetzt werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Entfernen von an einem bandförmigen, in seiner Längsrichtung bewegten gewalzten Metallband (4) haftenden flüssigen und festen Verunreinigungen in Form von Ölen, Emulsionen und/oder Spänen, wobei das Metallband (4) an einer Saugdüsenanordnung (31, 32) vorbeiläuft, mit der mittels Unterdruck die Ver­ unreinigungen abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (4) gleichzeitig in seinem jeweils der Saugdüsenanordnung (31, 32) benachbarten Bereich in die Haftkraft der Verunreinigungen am Metallband (4) vermindernde und/oder die Verunreinigungen mobi­ lisierende Schwingungen versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen durch eine oder mehrere mit ei­ nem Schwingungserzeuger (5) versehene oder gekoppelte Rollen (2) oder Walzen, die das bewegte Metallband (4) berühren, mechanisch auf dieses übertragen wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen von mindestens einem berührungs­ los magnetisch oder pneumatisch auf das bewegte Me­ tallband (4) einwirkenden Schwingungserzeuger (5) er­ zeugt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen in einer derartigen Frequenz erzeugt werden, daß das Metall­ band (4) in einer stehenden Welle oder Resonanz schwingt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen mit ei­ ner Schwingungsfrequenz zwischen 20 und 400 Hz, vor­ zugsweise zwischen 45 und 55 Hz, erzeugt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallband (4) durch die Schwingungen Beschleunigungen bis zu maxi­ mal 25 g, vorzugsweise zwischen 8 und 15 g, ausgeübt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen mit ei­ ner im wesentlichen sinusförmigen oder rechteckförmi­ gen oder sägezahnförmigen oder mit einer gemischten Schwingungsform erzeugt werden.

8. Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem tragenden Grundrahmen (1), mit daran angebrachten Rollen (2) oder Walzen zur Führung des bewegten Metallbandes (4) und mit einer Saugdüsenanordnung (31, 32), die mit einer Saugeinrichtung verbunden ist und mittels der die Verunreinigungen vom bewegten Metallband (4) bei seinem Durchlauf durch die Vorrichtung (1) absaugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung (1) mindestens ein Schwin­ gungserzeuger (5) vorgesehen ist, mit dem das Metall­ band (4) zumindest in seinem jeweils der Saugdüsenan­ ordnung (31, 32) benachbarten Bereich in die Haft­ kraft der Verunreinigungen am Metallband (4) vermin­ dernde und/oder die Verunreinigungen mobilisierende Schwingungen versetzbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Rollen (2) oder Walzen oder wenigstens ein Rollen- oder Walzenlagerkörper (21) mit einem Schwingungserzeuger (5) versehen oder ge­ koppelt ist, wobei die von diesem erzeugten Schwin­ gungen über die zugehörige, das Metallband (4) berüh­ rende Rolle (2) oder Walze mechanisch auf das Metall­ band (4) übertragbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die Rolle (2) oder Walze oder der Rollen- oder Walzenlagerkörper (21), die/der mit dem Schwingungserzeuger (5) versehen oder gekoppelt ist, elastisch im Grundrahmen (1) gelagert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dem Metallband (4) benachbarten Lage we­ nigstens ein magnetische Wechselfelder oder Luft- oder Gasdruckpulsationen abgebender Schwingungserzeu­ ger (5) vorgesehen ist, wobei von diesem die Schwin­ gungen berührungslos auf das Metallband (4) übertrag­ bar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger (5) in seiner Schwingungsfrequenz und/oder -amplitude und/oder -form einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Saugdüsenanordnung we­ nigstens zwei Saugdüsen (31, 32) umfaßt, wobei je ei­ ne Saugdüse (31, 32) sich quer zur Längsrichtung des Metallbands (4) über dessen zwei Flachseiten (41, 42) erstreckt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Saugdüsen (31, 32) und der oder die Schwingungserzeuger (5) relativ zueinan­ der in ihrer Position im Grundrahmen (10) verstellbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung eine Abscheide- oder Filtereinheit umfaßt, in der die ab­ gesaugten Verunreinigungen von der Saugluft trennbar und dann einer erneuten oder neuen Verwendung oder Entsorgung zuführbar sind.