Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SHAPING A ROLL CLEANING BRUSH, AND A CLEANING BRUSH SHAPED ACCORDING TO THE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/018844
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for shaping a roll cleaning brush (1), particularly for working rolls, for use in metal and, in particular, aluminum hot strip mills, comprising a brush lining (2). The inventive brush also comprises a supporting base body (3), which is mounted at one end and which is provided with the brush covering (2) attached thereto, said brush covering being pressed against the roll (4) with a settable force or defined insertion depth in order to have a cleaning effect. In order to achieve a uniform contact pressure, the shape of the cleaning brush (1) or of the brush covering (2) is matched according to the shape of the roll (4) whereby setting, between the roll and the brush covering or cleaning brush, a contact pressure that is as uniform as possible over the entire surface length of the roll. The invention also relates to a correspondingly contoured cleaning brush (1).

Inventors:
HOF HARTMUT (DE)
SEIDEL JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/006760
Publication Date:
March 03, 2005
Filing Date:
June 23, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
HOF HARTMUT (DE)
SEIDEL JUERGEN (DE)
International Classes:
B21B28/04; A46B13/00; (IPC1-7): B21B28/04; A46B9/02
Foreign References:
US2953952A1960-09-27
JPS5292855A1977-08-04
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Formgebung einer WalzenReinigungsbürste (1), insbesonde re für Arbeitswalzen zur Verwendung in Metallund insbesondere in Alumi niumWarmbandstraßen mit einem Bürstenbelag (2), umfassend einen end seitig gelagerten tragenden Grundkörper (3) mit dem daran befestigten Bür stenbelag (2), der zur Erzielung einer Reinigungswirkung mit einstellbarer Kraft oder definierter Eintauchtiefe gegen die Walze (4) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Bürstenbelags (2) bzw. die Form der Reinigungsbürste (1) nach Maßgabe der Form der Walze (4) dieser so angepasst wird, dass sich zwischen Walze und Bürstenbelag bzw. Reinigungsbürste ein weitge hend gleichmäßiger Anpressdruck über die Ballenlänge, bevorzugt im Be reich der Bandbreite der Walze einstellt. (Fig. 4a).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Bürstenbelags (2) bzw. der Reinigungsbürste (1) der Form der Walze (4) so weitgehend angepasst wird, dass für eine ausrei chende Reinigungswirkung eine minimale Anpresskraft Fb einstellbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Bürstenbelages (2) bzw. der Reinigungsbürste (1) ent sprechend der beliebigen Geometrie der Walze (4) bspw. mit einem parabo lischen Schliff, mit einem Schliff gemäß der mathematischen Funktion eines Polynoms, mit einer Exponentialfunktion, mit einer Winkelfunktion oder der gleichen mehr ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erfahrungsgemäße Durchbiegung des Bürstengrundkörpers (3) sowie der erfahrungsgemäße thermische Crown der Walze (4) durch eine konforme symmetrische Bombierung des Bürstenbelages (2) unter Beach tung des Einflusses der Steifigkeit des Bürstengrundkörpers (3) kompensiert werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Axialverschiebung der Arbeitswalze (4) während des Betriebes um ein funktionsbedingtes Längenmaß auch die Reinigungsbürste (1) zur Beibehaltung ihrer relativen Längsposition gegenüber der Walze und ihrer Walzenform gleichsinnig um ein bevorzugt gleiches Längenmaß ver schoben wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Axialverschiebung der Arbeitswalze (4) der Anpress druck der Bürste an die geänderte wirksame Walzengeometrie angepasst wird.
7. Reinigungsbürste zur Verwendung in Metallund insbesondere in Alumini umWarmbandstraßen mit einem Bürstenbelag (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie bzw. ihr Bürstenbelag (2) eine Kontur aufweist, die der Kontur der Walzen, insbesondere der Arbeitswalze (4) angepasst ist.
8. Reinigungsbürste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsbürste (1) bzw. ihr Bürstenbelag (2) mit einer Bürsten form (5) gemäß einer Parabel, eines beliebigen Polynoms, einer Exponenti alfunktion, einer Winkelfunktion oder dergleichen mehr versehen ist.
9. Reinigungsbürste nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens an einer ihrer Endlagerungen mit Mitteln zum Verschie ben in Richtung ihrer Achse versehen bzw. mit den verschiebbaren Arbeits walzen gekoppelt ist.
10. Reinigungsbürste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebemittel der Reinigungsbürste mit den Verschiebemitteln der Walze, insbesondere der Arbeitswalze vorzugsweise synchronisierend gekoppelt sind.
Description:
Verfahren zur Formgebung einer Walzen-Reinigungsbürste und nach dem Verfahren ausgeformte Reinigungsbürste Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung einer Walzen- Reinigungsbürste, insbesondere für Arbeitswalzen, zur Verwendung in Metall- und insbesondere in Aluminium-Warmbandstraßen mit'einem Bürstenbelag umfassend einen endseitig gelagerten tragenden Grundkörper mit dem daran befestigten Bürstenbelag, der zur Erzielung einer Reinigungswirkung mit ein- stellbare Kraft oder definierter Eintauchtiefe gegen die Walze gedrückt wird, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Reinigungsbürste.

In Aluminium-Warmbandstraßen ist es erforderlich, zumindest die Arbeitswal- zen während des Walzprozesses zu reinigen. Zu diesem Zweck werden rotie- rende Bürsten gegen die Arbeitswalzen gedrückt, um die Walzen sauber von Emulsionsrückständen, aufgebackenem Walzgut-und Oxidpartikeln etc. zu halten.

Eine solche Abreinigung der Arbeitswalzen ist unabdingbar, um eine zufrieden- stellende, gleichmäßige Oberflächenqualität am gewalzten Band sicherzustel- len.

Der häufig zum Einsatz kommende Bürstentyp ist die Stahlbürste. Die Beläge dieses Bürstentyps weisen eine relativ große Steifigkeit auf und können sich deshalb den Konturen der Walzen nur sehr unvollkommen anpassen.

Die Stahlbürste besteht aus einem tragenden Grundkörper und einem daran befestigten Bürstenbelag, dem sogen. Besatz. Dieser besteht aus Bürstenhaa- ren von gewellten Stahldrähten. Um eine Reinigungswirkung zu erzielen, wird die Bürste mit einer bestimmten Kraft oder mit einer definierten Eintauchtiefe der Stahldrähte gegen die Walze gedrückt. Dabei biegt sich die Bürste natur- gemäß durch. Bei Verwendung einer zylinderförmigen Arbeitswalze und einer

zylinderförmigen Bürstenform entsteht ein Anpressdruck, der infolge einer Durchbiegung der Bürste in den Randbereichen höher und in der Mitte niedriger ist.

Falls jedoch Sonderschliffe insbesondere auf den Arbeitswalzen aufgebracht werden, so muss beim Anpressen der Bürste zunächst ein Spalt zwischen Ar- beitswalze und Stahlbürste überwunden werden, bevor sich ein Kontakt der Bürste an der gesamten Arbeitswalzenlänge einstellen kann. Der dabei auftre- tende Anpressdruck ist jedoch zwangsläufig ungleichmäßig. In Bereichen höhe- ren Anpressdruckes kann sich eine stärkere Abnutzung der Bürstenhaare ein- stellen. In Bereichen niedrigeren Anpressdruckes ist hingegen mit geringerer örtlicher Reinigungswirkung bis hin zum Nichtkontakt zu rechnen. Auf jeden Fall sind die Bedingungen über der Ballenlänge der Walze und die Einsatzdauer ungleichmäßig, was bei der Walzung von vielen Aluminiumlegierungen und an- deren Nicht-Eisen-Metallen aus Gründen der Oberflächenqualität nachteilig ist.

Denn mit zunehmendem Stellbereich von konturierten Walzen und der damit verbundenen größeren Durchmesserdifferenz über der Ballenlänge der Ar- beitswalzen nimmt das Problem bzw. die Ungleichmäßigkeit erheblich zu.

Ein wesentliches Ziel für das Warm-und Kaltwalzen von Bändern besteht darin, bei guter Bandplanheit ein Profil zu erzeugen, das die Anforderungen an das Walzprodukt voll erfüllt. Allerdings wird das Bandprofil von zahlreichen Fakto- ren, wie bspw. thermischer Balligkeit, Walzenverschleiß und Walzkräften beein- flusst. Daher besteht eine Notwendigkeit darin, die Balligkeit der Arbeitswalzen laufend anzupassen. Hierfür erweist sich eine Walze mit kontinuierlich verän- derbarer (Continuously Variable) Balligkeit als bestgeeigneter Stellmechanis- mus. Dabei werden bspw. die Arbeitswalzen etwa S-förmig geschliffen. Beide Arbeitswalzen haben einen identischen Schliff : Der Schliff der Oberwalze ist um 180° versetzt gegenüber der Unterwalze, so dass sie sich gegenseitig ergänzen und eine symmetrische Walzspaltkontur ergeben.

Das Dokument EP 0 605 833 B1 offenbart eine Vorrichtung zur Anstellung einer Bürstenwalze, insbesondere an die Arbeitswalze eines Walzgerüstes zum Warmwalzen von Aluminium, wobei die Bürstenwalze entgegen der Arbeitswal- zenrotation drehbar und parallel zur Arbeitswalze translatorisch verschiebbar und in schwenkbaren Halterungen beidseitig gelagert ist.

Das Schwenklager jeder Bürstenwalzen-Halterung ist am Arbeitswalzenein- baustück angeordnet. Die Halterung weist einen Schwenkhebel auf, der sich zwischen einem steuerbaren Betätigungselement und einem rückstellbaren Stützelement befindet, wobei das Betätigungselement im Ausbalancierungs- block bzw. Biegeblock für die Arbeitswalzen und das Stützelement am Arbeits- walzeneinbaustück angeordnet sind.

Das Dokument EP 0 394 873 B1 beschreibt ein Verfahren zum Kaltwalzen von Aluminiumband in einer Walzvorrichtung, die mindestens ein Paar Arbeitswal- zen und ein Paar Stützwalzen aufweist, wobei jede Stützwalze so angeordnet ist, um mit einer Arbeitswalze im Kontakt zu sein. Es ist eine Reinigungsbürste für jeweils eine Stützwalze vorgesehen, die im offenen Ende einer Kanalein- richtung angeordnet ist, um die Stützwalze zu berühren und zu bürsten. Das Verfahren ist durch die weiteren Schritte bestimmt : - Drehen der Bürste in einer Richtung entgegengesetzt zur Stützwalze ; - Ansaugen von Luft in das offene Ende der Kanaleinrichtung, wobei die Sauggeschwindigkeit der Luft mindestens 5 m/sec beträgt und wobei die Kanaleinrichtung mit Klappenteilen und mit einem Mechanismus zum Vor- rücken und Zurückziehen ausgestattet ist.

- Einstellen der Positionen der Klappenteile, um das offene Ende der Ka- naleinrichtung in einem vorbestimmten Abstand von der Stützwalze aufrecht zu erhalten.

Das Dokument EP 0 640 412 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen und Polieren einer Walze, umfassend eine Reinigungswalze, die drehbar auf einem Tragelement mit zwei parallelen Armen angeordnet ist, die sich zwischen einem inneren Ende und einem äußeren Ende erstrecken und zwischen einer Anlage-

Position an die Reinigungswalze und einer Abstands-Position verschiebbar sind sowie Mittel zur Steuerung der Rotation besitzen. Die äußeren Enden der bei- den Tragarme sind parallel zur Achse der Walze, respektive auf zwei fluchten- den Fixlager gelagert, wobei die rotierende Walze von einer auf der Achse des Getriebes schwenkbaren kinematischen Kette angetrieben wird.

Das Dokument JP 9057313 A betrifft das Problem der Zerstörungen der Ober- flächengüte einer zu walzenden Platte und das Problem von Anbackungen beim Walzen von Aluminiumplatten. Zur Lösung der Probleme wird vorgeschla- gen, in einem Kaltwalzgerüst den Arbeitswalzen Bürstenwalzen beizuordnen, um im Kontakt mit denselben hierdurch den anhaftenden Belag auf den Ober- flächen der Arbeitswalzen zu entfernen.

Das Dokument JP 10034210 A betrifft die Aufgabe, das Anbacken von Schlak- kenteilchen an Arbeitswalzen zu vermeiden. Zur Lösung wird die Anordnung einer Bürstenwalze zur Abreinigung jeder Arbeitswalze vorgeschlagen.

Hierfür besitzt die Bürstenwalze einen Hohlkörper zur Hindurchleitung von Kühlflüssigkeit mit Austrittsbohrungen in radialer Anordnung aus dem Hohlkör- per.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfin- dung die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsbürste so zu gestalten bzw. zu schleifen, dass sich ein gleichmäßiger Anpressdruck zwischen bspw. einer Ar- beitswalze und der Reinigungsbürste über der Ballenlänge auch dann einstellt, wenn die Arbeitswalze eine beliebig konturierte Ballenform aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Formgebung insbeson- dere einer Arbeitswalzen-Reinigungsbürste zur Verwendung in Metall-und ins- besondere in Aluminium-Warmbandstraßen gemäß dem Oberbegriff von An- spruch 1 vorgesehen, dass die Form der Reinigungsbürste bzw. des Bürsten- belags nach Maßgabe der Form der Walze dieser so angepasst wird, dass sich zwischen Walze und Reinigungsbürste ein möglichst gleichmäßiger Anpress-

druck über die gesamte Ballenlänge und besonders im Bereich der Bandbreite der Walze einstellt.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht dabei vor, dass die Form der Reini- gungsbürste bzw. des Bürstenbelags der Form der Walze so weitgehend ange- passt wird, dass für eine ausreichende Reinigungswirkung eine minimale An- presskraft einstellbar ist.

Dabei kann mit einer weiteren Ausgestaltung von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass die Form des Bürstenbelages bzw. der Reinigungsbürste entsprechend der beliebigen Geometrie der Walze bspw. mit einem paraboli- schen Schliff, mit einem Schliff gemäß der mathematischen Funktion eines be- liebigen Polynoms, mit einer Exponentialfunktion, mit einer Winkelfunktion oder dergleichen mehr ausgebildet wird.

Zweckmäßig ist das Verfahren weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die er- fahrungsgemäße Durchbiegung des Bürstengrundkörpers sowie der erfah- rungsgemäße thermische Crown der Walze durch eine konforme symmetrische Bombierung des Bürstenbelages unter Beachtung des Einflusses der Steifigkeit des Bürstengrundkörpers kompensiert werden.

Und schließlich sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, dass im Falle einer Axialverschiebung der Arbeitswalze während des Betriebes um ein funktions- bedingtes Längenmaß auch die Reinigungsbürste zur Beibehaltung ihrer relati- ven Längsposition gegenüber der Walze und ihrer Walzenform gleichsinnig um ein bevorzugt gleiches Längenmaß verschoben wird. Bei feststehenden Bürsten müsste der Anpressdruck angepasst werden.

Eine Reinigungsbürste nach der Erfindung zur Verwendung in Metall-und ins- besondere in Aluminium-Warmbandstraßen mit einem Bürstenbelag, insbeson- dere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, erhält vorteilhafter-

weise eine Kontur ihres Bürstenbelages, die der Kontur der Walzen, insbeson- dere der Arbeitswalze angepasst ist.

Und schließlich ist die Reinigungsbürste nach der Erfindung so gestaltet, dass sie wenigstens an einer ihrer Endlagerungen mit Mitteln zum Verschieben in Richtung ihrer Achse versehen ist bzw. mit den verschiebbaren Arbeitswalzen gekoppelt ist.

Weitere Ausgestaltungen der Reinigungsbürste sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach- stehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen : Fig. 1 in Frontansicht zwei zylindrische Arbeitswalzen im Zusammenwirken mit zylindrischen Reinigungsbürsten ; Fig. 2 die Durchbiegung einer zylindrischen Reinigungsbürste beim Einsatz im Zusammenwirken mit einer zylindrischen Arbeitswalze ; Fig. 2a im Diagramm den Anpressdruck der Reinigungsbürste gemäß Fig. 2 ; Fig. 3 die unterschiedliche Stärke eines Anpressdruckes zwischen Arbeits- walze und Reinigungsbürste bei der Ausbildung einer S-konturierten Arbeitswalze im Zusammenwirken mit einer zylindrischen Bürste ; Fig. 3a den Bereich höherer Bürstenabnutzung gemäß Fig. 3 ; Fig. 4 Arbeitswalze und Reinigungsbürste im Falle beiderseitiger Ausbil- dung von S-förmig konturierter Arbeitswalze und Reinigungsbürste.

Fig. 4a Diagramm einer Ausbildung vom Arbeitsdruck gemäß Fig. 4 Fig. 1 zeigt ein Paar Arbeitswalzen 4,4'beim Walzen eines Walzbandes 8 im Walzenspalt. Die aus dem Walzenspalt 8 austretenden Flächenbereiche der Arbeitswalzen 4, 4'werden von den gegensinnig rotierenden Reinigungsbürsten 1, 1a erfasst und von Verunreinigungen wie Emulsionsrückständen, aufgebak- kenem Walzgut und Oxidpartikeln abgereinigt. Die Darstellung zeigt jeweils die Frontseiten der Arbeitswalzen 4,4'sowie der Abreinigungsbürsten 1, 1a. Ar- beitswalzen und Reinigungswalzen sind zylindrisch ausgestaltet.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht die Arbeitswalze 4 im Zusammenwirken mit der zylinderförmigen Reinigungsbürste 1. Die Reinigungsbürste wird beidseitig mit Anpresskräften FB/2 an die Arbeitswalze 4 angedrückt und bildet dabei eine Durchbiegung D aus. Wie Fig. 2 weiter zeigt, umfasst die Reinigungsbürste ei- nen Grundkörper 3, vorzugsweise aus Stahl, mit einem Bürstenbelag 2. Dieser besteht aus gewellten Stahldrähten.

Fig. 2a zeigt jeweils ein Diagramm der Durchbiegung infolge variablem An- pressdruck zwischen Arbeitswalze 4 und Reinigungsbürste 1, und zwar ver- gleichsweise bei einer weichen Bürste 1'und einer harten Bürste, insbesondere Stahidrahtbürste 1".

Das Diagramm der Fig. 3a zeigt bei einer Kombination einer S-förmig kontu- rierten Arbeitswalze 4 mit einer zylinderförmigen Reinigungsbürste 1 gemäß Fig. 3 den Bereich 6 erhöhten Anpressdruckes sowie den anschließenden Be- reich 7 geringeren Anpressdruckes und entsprechend geringerer Reinigungs- wirkung. Eine derartige Kombination ist ersichtlich unzweckmäßig.

Im Gegensatz dazu zeigt das Diagramm 4a einen gleichmäßigen Anpressdruck über die Länge der Reinigungsbürste 1.

Ein derartig optimaler Anpressdruck wird erreicht bei erfindungsgemäßer Aus- bildung einer S-förmig konturierten Arbeitswalze 4 im Zusammenwirken mit ei- ner S-förmig konturierten Reinigungsbürste 1.

Dabei wird die Form des Bürstenschliffes 5,5'der Form der Arbeitswalze 4 so weitgehend angepasst, dass für eine ausreichende Reinigungswirkung eine minimale Anpresskraft FB gewählt werden kann.

Dabei kann die Form des Bürstenbelages 2 entsprechend der Geometrie der Arbeitswalze 4 wahlweise mit einem parabolischen Schliff, mit einem Schliff eines beliebigen Polynoms, einer Exponentialfunktion, einer Winkelfunktion und dergleichen mehr ausgebildet werden.

Besonders zweckmäßig ist hierbei, dass die erfahrungsgemäße Durchbiegung D des Bürstengrundkörpers 3 sowie der erfahrungsgemäße thermische Crown der Arbeitswalze 4 durch eine konforme symmetrische Bombierung des Bür- stenbelages 2 unter Beachtung des Einflusses der Steifigkeit des Bürsten- grundkörpers 3 kompensiert werden.

Im Falle einer Axialverschiebung der Arbeitswalze 4 während des Betriebes um ein funktionsbedingtes Längenmaß wird auch die Reinigungsbürste zur Beibe- haltung ihrer relativen Längsposition gegenüber der Arbeitswalze und ihrer Walzenform gleichsinnig um ein bevorzugt gleiches Längenmaß verschoben oder/und der Anpressdruck der Bürste verändert. Die Reinigungsbürste zur Verwendung in Metall-und insbesondere in Aluminium-Warmbandstraßen ist mit einem Bürstenbelag 2 aus gewellten Stahldrähten versehen.

Da die Kontur der Reinigungsbürste sich von vornherein an die Arbeitswalzen- kontur anpasst und diese Anpassung in jeder axial verschobenen Stellung der Arbeitswalze gilt, ist stets für einen weitgehend gleichmäßigen Anpressdruck und damit für eine optimale Reinigung der Arbeitswalze gesorgt.