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Dokumentenidentifikation DE69908505T2 13.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000978354
Titel Schleifaggregat für mitlaufende Walzenschleifenanordnung
Anmelder JFE Steel Corp., Tokio/Tokyo, JP;
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
Noritake Co., Ltd., Nagoya, Aichi, JP
Erfinder Hayashi, Kanji, 4-chome, Hiroshima, JP;
Suzuki, Makoto, Chiba-shi, Chiba, JP;
Katagiri, Hiroshi, Nagoya-shi, Aichi, JP
Vertreter Kern & Collegen, 80686 München
DE-Aktenzeichen 69908505
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.08.1999
EP-Aktenzeichen 991154246
EP-Offenlegungsdatum 09.02.2000
EP date of grant 04.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.05.2004
IPC-Hauptklasse B24D 7/02
IPC-Nebenklasse B24D 7/18   B24B 5/16   B21B 28/04   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schleifaggregat für eine mitlaufende Walzenschleifvorrichtung, die in einem Walzwerk angebracht ist und dort verwendet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Wenn das mitlaufende Walzenschleifen ausgeführt wird, ist es, wie in 16 dargestellt, allgemein übliche Praxis, daß mehrere mitlaufende Walzenschleifvorrichtungen 20 derart angeordnet sind, daß sie einer zu schleifenden Walze 21 zugewandt sind, wobei jede der mitlaufenden Walzenschleifvorrichtungen 20 ein Schleifaggregat 22 aufweist, das sich in einer Achsrichtung der Walze 21 hin und her bewegen und entlang der Achsrichtung drehen kann, wobei das Schleifaggregat 22 gegen eine Oberfläche der sich drehenden Walze 21 gedrückt wird, um die Oberfläche der Walze 21 zu schleifen. Ein Wellenzentrum 20a der Schleifvorrichtung 20 ist auf dieselbe Höhe eingestellt wie eine Achse 21a der Walze 21, oder in einer Höhe, die nach oben oder nach unten (eine Verschiebungshöhe N) um einen bestimmten Abstand von der Achse 21a verschoben ist. Das Wellenzentrum 20a der Schleifvorrichtung 20 ist zudem horizontal in einem Winkel &agr; (z. B. 0,5°) von einer Linie 20b senkrecht zur Achse 21a der Walze 21 geneigt. Dieser Neigungswinkel &agr; wird Schleifelement-Andruckwinkel genannt.

Beim Schleifen der Walze 21 mit der Schleifvorrichtung 20 sind folgende Probleme bekannt: Die Verschiebungshöhe H und der Schleifelement-Andruckwinkel &agr;., die eingestellt wurden, verändern sich aufgrund der Abnutzung der Walze infolge des Walzens oder aufgrund der Einstellung eines Spaltes zwischen der oberen und unteren Walze 21 und 21. Somit berührt das Schleifelement die Oberfläche der Walze 21 ungleichmäßig, wodurch eine spiralförmige Riefe entsteht und die Walzenoberfläche beschädigt wird. Gegebenenfalls wird die Walze unbrauchbar. Weiterhin verursachen das Aufrauhen der Oberfläche der Walze 21 und Vibrationen der Walze 21 aufgrund eines vergrößerten Spaltes zwischen der Walzenoberfläche und dem Schleifaggregat 22, eine Vibration des Schleifaggregates 22, wodurch eine gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe 23 mit einem Streifenmuster, wie in 17 gezeigt, auf der Oberfläche der zu schleifenden Walze 21 ausgebildet wird. Drehschleifaggregate zum Vermeiden der Ausbildung der gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe 23 oder der spiralförmigen Riefe wurden erstens in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung No. 6-47654 (im folgenden als ältere Technologie I bezeichnet), zweitens der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung No. 9-1463 (im folgenden ältere Technologie II genannt) und drittens in der ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung No. 62-95867 (im folgenden ältere Technologie III genannt) vorgeschlagen.

Die ältere Technologie I versucht, wie in 18 und 19 gezeigt, die Ausbildung gleichmäßig wiederkehrenden Riefe 23 zu verhindern, indem ein dünnes Schleifelement 32 auf einer flexiblen dünnen runden Grundplatte 31 angebracht ist, die einen Zentralabschnitt aufweist, der drehbar gelagert ist, um ein Schleifaggregat 22 verminderter Steifigkeit zu bilden und Vibrationen der Walze 21 während des Schleifens durch lokales Anschmiegen der dünnen runden Grundplatte 31 des Schleifaggregates 22 zu absorbieren, das gegen die Walze 21 gedrückt wird. 20 zeigt einen Zustand, bei dem lediglich ein Außenrand des Schleifelements 32 die Walze 21 berührt, so daß sich die dünne runde Grundplatte 31 anschmiegt, wodurch die gesamte Breite des Schleifelements mit der Walze 21 in Berührung gebracht wird. 21 zeigt einen Zustand, bei dem lediglich ein Innenrand des Schleifelements 32 die Walze 21 berührt.

Die altere Technologie II konzentriert sich auf die Tatsache, daß, wenn das Schleifaggregat der älteren Technologie I die Walze 21 an einem Umfangsabschnitt des dünnen Schleifelements 32, wie in 21 gezeigt, berührt, nur die Anschmiegung der dünnen runden Grundplatte 31 nicht ausreichend ist, um den ungleichmäßigen Kontakt zu beseitigen. Im Hinblick auf diesen Umstand befestigt die ältere Technologie II, wie in 22 bis 25 gezeigt, ein pfannenförmiges Schleifelement 42 auf einer runden Grundplatte 41, die eine nach innen gewandte Rille 43 aufweist, die durch einen Umfangsabschnitt der runden Grundplatte 41 ausgebildet ist, der auf der Oberseite gebogen ist, wodurch ein Schleifaggregat ausgebildet wird. Unter Verwendung der Rille 43 versucht die ältere Technologie II den Kontakt lediglich des Außenrandes oder des Innenrandes das pfannenförmigen Schleifelements 42 mit der Walzenoberfläche zu beseitigen, wodurch die Ausbildung einer spiralförmigen Riefe verhindert werden soll.

Die ältere Technologie III versucht, wie in 26 und 27 dargestellt, die Entstehung der gleichmäßig widerkehrenden Riefe zu vermeiden, indem ein pfannenförmiges Schleifelement 52 mit einer Bodenplatte an einer runden Grundplatte 51 mit Hilfe einer Mutter 55 befestigt wird, wobei die Bodenplatte zwischen Gummiplatten 53 und 54 (26) sandwichartig eingebaut ist, oder eine Bodenplatte eines pfannenförmigen Schleifelements 52 an einer runden Grundplatte 51 mit Hilfe einer Mutter 55 befestigt wird, wobei eine Gummiplatte 53 sandwichartig dazwischen angebracht ist (27), so daß Vibrationen der Walze 21 durch die Gummiplatte 53 (54) absorbiert werden.

Beim Schleifaggregat der älteren Technologie 1 wurde davon ausgegangen, daß die gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe 23 aufgrund von Vibrationen der Walze 21 während des mitlaufenden Schleifens entsteht. Als Gegenmaßnahme wurde die runde Grundplatte dünner ausgebildet, um dem Schleifaggregat eine geringere Steifigkeit zu verleihen. Das dünnere Ausbilden einer Schleifkornschicht und eines Trägerabschnittes (zusammen Schleifelement genannt), um eine geringere Steifigkeit zu erreichen, beinhaltet aufgrund der Verbesserung der Flexibilität folgende Probleme:

  • (1) Vibrationen, die im Schleifaggregat 22 während des Schleifens auftreten, beinhalten Resonanzvibrationen, die mit den Vibrationen der Walze 21 in Verbindung stehen, und Eigenvibrationen, die mit einem Ruck-Gleiten an der Berührungsstelle zwischen dem Schleifelement und der Walze 21, die sich einander berühren, auftreten. Die Eigenvibrationen treten wegen der geringen dynamischen Steifigkeit des Halteelementes für das Schleifelement, d. h. der runden Grundplatte, auf. Die Eigenvibrationen führen zur Entstehung der gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe 23.
  • (2) Da das Halteelement für das Schleifelement eine flexible dünne runde Grundplatte ist, tritt ein unebener Kontakt des Schleifelements mit der Walze bei hoher Schleifkraft gemäß den Änderungen der Walzeneinstellung mit großer Wahrscheinlichkeit auf. Somit sind die Oszilliergeschwindigkeit und die Schleifkraft derart eingeschränkt, daß die Schleifleistung abnimmt.
  • (3) Wenn sich die Dicke der Schleifkornschicht, die an der dünnen runden Grundplatte befestigt ist, ändert, ändert sich ebenfalls die Steifigkeit des Schleifelements. 13 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Dicke des Schleifelements und der Steifigkeit des Schleifelements darstellt. Eine Strichpunktlinie in der Zeichnung stellt dar, daß Abnahmen der Schleifelementdicke zu einer rapiden Abnahme der Schleifelementsteifigkeit führen. Somit nimmt die Schleifgenauigkeit gemäß den Änderungen der Steifigkeit des Schleifelements ab.

    Um die Schleifelementsteifigkeit zu erhalten, kann die Schleifkorndicke nur bis zu einer vorbestimmten Dicke stärker ausgebildet werden. Somit verkürzt sich die Lebensdauer des Schleifelements.
  • (4) Wenn das Schleifelement, das auf der flexiblen, dünnen, runden Grundplatte gehalten wird, gegen die Walze mit einer vorbestimmten Druckkraft gedrückt wird, tritt eine lokale Anschmiegung auf, wobei die Spannung des Schleifelements an der Anschmiegstelle zunimmt. Daher ist die Druckkraft auf eine Größe begrenzt, bei der eine auftretende Spannung unter der zulässigen Schleifelementspannung liegt. Demzufolge ist die Schleifleistung begrenzt. 14 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Schleifelementdruckkraft und der Schleifelementspannung darstellt. Wie es mit einer Strichpunktlinie in der Zeichnung dargestellt ist, überschreitet die auftretende Spannung die zulässige Schleifelementspannung, wenn die Druckkraft etwa 50 kgf oder mehr beträgt.
  • (5) Um das Gewicht des drehbaren Abschnittes zu verringern, muß die Schleifkornschicht dünner ausgebildet werden. Da die Dicke der Schleifkornschicht auf diese Weise begrenzt wird, verkürzt sich die Lebensdauer des Schleifelements.

Bei der älteren Technologie II hat eine Verformung der mit der Rille versehenen runden Grundplatte 41 den unebenen Kontakt des Schleifelements mit der Walze beseitigt. Jedoch wurde die gleichmäßig wiederkehrende Riefe, die mit den Eigenvibrationen in Verbindung steht, das Problem der älteren Technologie I, nicht gelöst.

Gemäß der älteren Technologie III wurde die gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe aufgrund der Wirkung der Gummiplatte deutlich verringert. Jedoch erfolgt die Verringerung nicht vollständig. Der Grund dafür ist, daß die eingefügten Gummiplatten 53 und 54 zur Außenseite freiliegen, so daß sich der Dämpfungseffekt des Gummis aufgrund des Eindringens von Fremdkörpern oder der Beschädigung des Gummis nicht vollständig auswirken konnte.

In den Documents Patent Abstracts of Japan, Ausgabe 1997, No. 05,03 vom Mai 1997 (1997-05-30) und JP 09001463A (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.) vom 7. Januar 1997 (1997-01-07) ist bereits beschrieben:

ein Schleifaggregat zum mitlaufenden Walzenschleifen, enthaltend ein Schleifelement, das in Gestalt einer Pfanne auf einem Oberflächenabschnitt und in der Nähe eines Umfangsrandes einer runden Trägergrundplatte angebracht ist, wobei

ein Umfangsrand der runden Trägergrundplatte auf einer Oberseite einen Zweischichtaufbau aufweist, der einen flachen ringförmigen Abschnitt enthält, der zu einem Innenrand derart hervorsteht, daß er einen querverlaufenden rillenähnlichen Spalt ausbildet, der sich nach innen öffnet, wobei das Schleifelement auf dem flachen Ringabschnitt montiert ist.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme gemacht, wie sie auf Seite 4 und 5 der vorliegenden Beschreibung erläutert sind. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schleifaggregat zum mitlaufenden Walzenschleifen anzugeben, das wirkungsvoll die Entstehung einer spiralförmigen Riefe und einer gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe verhindern kann, das die Schleifleistung und die Schleifkraft verbessern kann und das die Lebensdauer des Schleifelements verlängern kann.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß ein Dämpfungsmaterial in den quer verlaufenden rillenähnlichen Spalt gefüllt und dort angebracht ist, und eine Plattendicke des flachen ringförmigen Abschnittes, der einer der beiden Ebenen ist, die den Zweischichtaufbau bilden, und eine Plattendicke, die die Unterschicht bildet, die Beziehung b < c haben, wobei der quer verlaufende rillenähnliche Spalt zwischen den beiden Schichten sandwichartig angeordnet ist.

Vorzugsweise ist eine Öffnung des quer verlaufenden rillenähnlichen Spaltes, der mit dem Dämpfungsmaterial gefüllt ist, mit einem wasserfesten Fugenfüllmittel versiegelt.

Gemäß der Erfindung verformt sich der flache ringförmige Abschnitt mit einer großen Dicke minimal während des Schleifens der Walze, wobei keine übermäßige Biegung im Schleifelement (einschließlich seiner Paßfläche) auftritt. Somit kann eine Erhöhung der Schleifelement-Druckkraft die Schleifleistung verbessern. Selbst wenn die Dicke des Schleifelements variiert, ändert sich weiterhin die Dicke des Schleifelements minimal, wodurch die Schleifgenauigkeit beibehalten werden kann. Darüber hinaus kann die Schleifkornschicht dicker ausgebildet werden, um die Lebensdauer des Schleifelements bis zu seiner Auswechselung zu verlängern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung und mit den beiliegenden Zeichnungen, die durch die vorliegende Erfindung gegeben sind, umfassend verständlich. In den Zeichnungen ist/sind:

1 ein Vertikalseitenschnittansicht eines Schleifaggregates gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine Ansicht entlang der Linie II-II von 1;

3 eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1;

4 eine Schnittansicht, die einen Berührungszustand lediglich eines äußeren Abschnittes eines pfannenförmigen Schleifelements mit einer Walze darstellt;

5 eine Schnittansicht, die einen Berührungszustand lediglich eines Innenabschnittes eines pfannenförmigen Schleifelements mit einer Walze zeigt;

6(a) und 6(b) Graphen zum Vergleichen der Vibrationswellenform eines Schleifelements der vorliegenden Erfindung mit jener der älteren Technologie;

7(a) und 7(b) Graphen zum Vergleichen der dynamischen Steifigkeit (Compliance) eines Schleifelements der vorliegenden Erfindung, mit jener der älteren Technologie;

8(a) und 8(b) Graphen zum Vergleichen des Zustands einer gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe bei der vorliegenden Erfindung mit jenem der älteren Technologie;

9 eine Vertikalschnittseitenansicht eines Schleifelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

10 eine teilweise vergrößerte Ansicht von 9;

11 eine Zeichnung zum Erläutern des Anschmiegzustands einer runden Trägergrundplatte des Schleifaggregates als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

12 eine Zeichnung zum Erläutern des Anschmiegzustandes einer runden Trägergrundplatte eines Schleifaggregates gemäß der älteren Technologie I;

13 ein Graph, der die Beziehung zwischen der Dicke und der Steifigkeit eines Schleifelements jeweils bei der vorliegenden Erfindung und der älteren Technologie I darstellt;

14 ein Graph, der die Beziehung zwischen der Druckkraft und der Biegung eines Schleifelements jeweils bei der vorliegenden Erfindung und der älteren Technologie I darstellt;

15(a) und 15(b) sind Graphen, die die Beziehung zwischen der Druckkraft eines Schleifelements und der Schleifleistung jeweils bei der vorliegenden Erfindung und der älteren Technologie I darstellen;

16 eine Perspektivansicht, die die Situation des mitlaufenden Schleifens der Walze darstellt;

17 eine Seitenansicht einer Walze;

18 eine Seitenschnittansicht eines herkömmlichen Schleifaggregates;

19 eine Frontansicht des herkömmlichen Schleifaggregates;

20 eine Ansicht, die einen Betriebszustand des herkömmlichen Schleifaggregates darstellt;

21 eine Ansicht, die einen anderen Betriebszustand des herkömmlichen Schleifaggregates zeigt;

22 eine Seitenschnittansicht eines anderen herkömmlichen Schleifaggregates;

23 eine Frontansicht des anderen herkömmlichen Schleifaggregates;

24 eine Ansicht, die einen Betriebszustand des anderen herkömmlichen Schleifaggregates darstellt;

25 eine Ansicht, die einen anderen Betriebszustand des anderen herkömmlichen Schleifaggregates zeigt;

26 eine Schnittaufsicht eines weiteren anderen herkömmlichen Schleifaggregates; und

27 eine Schnittaufsicht einer abgeänderten herkömmlichen Schleifaggregates.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Ein Schleifaggregat für das mitlaufende Schleifen einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail mit Hilfe der folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei es sich versteht, daß die Erfindung dadurch nicht eingeschränkt wird.

[Erste Ausführungsform] Beschaffenheit

In 1 bis 3 kennzeichnet Bezugszeichen 12 ein Schleifaggregat mit einem zentralen Abschnitt und einem Umfangsrand, das durch eine Trägerwelle 10 und ein Lager 11 einer mitlaufenden Schleifvorrichtung 20 drehbar gelagert ist. Das Schleifaggregat 12 besteht aus: einer runden Trägergrundplatte 13 aus Metall, wie etwa SUS, das in einem Zweischichtaufbau durch einen horizontalen hervorstehenden Abschnitt 13b und einen flachen ringförmigen Abschnitt 13c ausgebildet ist, wobei der horizontale hervorstehende Abschnitt 13b nach außen von einem kurzen rohrförmigen Abschnitt 13a hervorsteht und sich der flache ringförmige Abschnitt 13c nach oben und anschließend nach vorne zu einer zentralen Seite von einem Außenumfangsrand des horizontalen hervorstehenden Abschnittes 13b derart erstreckt, daß er dem horizontalen hervorstehenden Abschnitt 13b gegenüberliegt, während er eine quer verlaufende Rille 14 ausbildet, die sich zu zentralen Seite hin öffnet; einem Dämpfungsmaterial 15, das in die Rille 14 gefüllt ist; und einem integralen, pfannenförmigen Schleifelement 16, das auf einer Oberfläche des flachen ringförmigen Abschnittes 13c ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 17 kennzeichnet ein Fugenfüllmittel, wie etwa ein wasserfestes Silikonmaterial, das angebracht ist, um eine Öffnung der Rille 14 zu versiegeln, wenn das Dämpfungsmaterial 15 nicht wassertest ist. Als Dämpfungsmaterial 15 wird ein vibrationsabsorbierendes Gummielement, wie etwa ein Element das Sand enthält, oder ein Dämpfungselement verwendet.

Tätigkeiten und Wirkungen

Wenn lediglich ein äußeres Ende des pfannenförmigen Schleifelements 16 des Schleifaggregates 12 eine Oberfläche einer Walze 21 berührt und gegen diese gedrückt wird, wie es in 4 dargestellt ist, schmiegt sich der horizontale hervorstehende Abschnitt 13b unter der Rille 14 in der runden Trägergrundplatte 13 auswärts nach unten an. Somit berührt die gesamte Breite des pfannenförmigen Schleifelementes 16 die Oberfläche der Walze 21. In diesem Zustand dreht sich das Schleifaggregat 12.

Wenn lediglich ein inneres Ende des pfannenförmigen Schleifelementes 16 des Schleifaggregates 12 die Oberfläche der Walze 21 berührt und gegen diese gedrückt wird, wie es in 5 gezeigt ist, schmiegt sich der flache ringförmige Abschnitt 13c über der Rille 14 in der runden Trägergrundplatte 13 einwärts nach unten an. Somit berührt die gesamte Breite des pfannenförmigen Schleifelementes 16 die Oberfläche der Walze 21. In diesem Zustand dreht sich das Schleifaggregat 12.

Auf diese Weise wird der unebene Kontakt des Schleifelementes 16 mit der Oberfläche der Walze 21 vermieden. Somit entsteht keine spiralförmige Riefe auf der Walzenoberfläche, kann die Oszilliergeschwindigkeit des Schleifaggregates erhöht werden, ist die Schleifkraft nicht begrenzt und kann die Schleifleistung erhöht werden.

In diesem Zustand wird die Vibrationsenergie, die im pfannenförmigen Schleifelement 16 entsteht, zum Großteil dadurch absorbiert, daß das Dämpfungsmaterial 15 in die Rille 14 gefüllt ist, und auf die runde Trägergrundplatte 13 übertragen. Demzufolge werden Eigenvibrationen im Schleifaggregat 12, die mit dem Ruck-Gleiten an der Berührungsstelle zwischen dem pfannenförmigen Schleifelement 16 und der Walze 21, die einander berühren, in Verbindung stehen, deutlich verringert und das Entstehen einer gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe 23 auf der Oberfläche der Walze 21 aufgrund der Eigenvibrationen verhindert.

6(a) und 6(b) zeigen die Ergebnisse eines Hammerversuchs, der durchgeführt wurde, um eine Vibrationswellenform, die im Schleifaggregat auftritt, wenn sich (a) das Dämpfungsmaterial 15, wie bei der vorliegenden Erfindung, in der Rille 14 befindet, damit zu vergleichen, wenn sich (b) das Dämpfungsmaterial 15, wie bei der älteren Technologie II, nicht in der Rille befindet, jedoch derselbe Aufbau vorhanden ist. In diesen Zeichnungen stellt die vertikale Achse die Amplitude relativ zu einer Bezugslinie 0 dar, während die horizontale Achse den Zeitverlauf in Sekunden anzeigt. Ohne das Dämpfungsmaterial 15 (b), setzen sich die Vibrationen unter einer externen Kraft mit derselben Amplitude fort. Mit dem Dämpfungsmaterial 15 (a) wird deutlich, daß sich die Amplitude rapide abschwächt.

7(a) und 7(b) zeigen die Ergebnisse eines Hammerversuchs, der ausgeführt wurde, um die Verschiebung unter gleichmäßiger Last (Compliance), die bei jeder Vibrationsfrequenz auftritt, d. h. die dynamische Steifigkeit, in der runden Trägergrundplatte 13 (Schleifaggregat) zu vergleichen, wenn (a) das Dämpfungsmaterial 15 verwendet wird, und wenn das Dämpfungsmaterial 15 nicht verwendet wird. In diesen Zeichnungen stellt die vertikale Achse die Vibrationsfrequenz in Hz dar, während die horizontale Achse die Verschiebung der runden Trägergrundplatte in &mgr;m/kgf bei einem Hauptverhältnis (b)/(a) = 10011 zeigt. Ohne das Dämpfungsmaterial 15 (b) tritt eine Verschiebdung von etwa 230 &mgr;m/kgf bei einer maximaien Resonanz auf. Mit dem Dämpfungsmaterial 15 (a) ist die Verschiebung bei einer maximalen Resonanz etwa 1,6 &mgr;m/kgf. Somit nimmt die dynamische Steifigkeit der runden Trägergrundplatte unter Einwirkung des Dämpfungsmaterial 15 zu, wobei die Verschiebung der runden Trägergrundplatte auf etwa 1/100 des Wertes abnimmt, den man für (b) erhält. Auf diese Weise kann eine Dämpfungswirkung erreicht werden.

Weiterhin ist eine Öffnung der Rille 14, in der das Dämpfungsmaterial 15 angebracht ist, mit einem Fugenfüllmittel 17 versiegelt. Diese Versiegelung kann das Eindringen von Fremdkörpern verhindern und das Dämpfungsmaterial 15 schützen, wodurch Beschädigungen des Schleifaggregates verhindert werden.

8(a) und 8(b) zeigen die Ergebnisse von Untersuchungen des Zustandes einer gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe unter Bedingungen des mitlaufenden Schleifens, wenn (a) das Dämpfungsmaterial (15) verwendet wird und (b) das Dämpfungsmaterial 15 nicht verwendet wird. In diesen Zeichnungen zeigt die horizontale Achse die Umfangsgeschwindigkeit der Walze (m/min), während die vertikale Achse den linearen Schleifelementdruck (kgf/mm) darstellt. Bei den Experimenten wurde ein mitlaufender Schleifbetrieb für eine konstante Zeitdauer bei Walzen-Umfangsgeschwindigkeiten von 600 m/min, 900 m/min, 1.200 m/min und 1.500 M/min bei einem linearen Schleifelementdruck ausgeführt, der zwischen 0,5 kgf/mm und 3 kgf/mm mit Schritten von 0,5 kgf/mm geändert wurde. Der Zustand der gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe wurde visuell unter den folgenden Kriterien untersucht:

Keine gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe = "Zufriedenstellend" O

Geringfügige gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe = "Zulässig" &Dgr;

Deutliche gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe = "Schwach" •

Die Ergebnisse von 8(a) und 8(b) zeigen, daß die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung in Kombination mit dem Dämpfungsmaterial 15 die Entstehung einer gleichmäßig wiederkehrenden Oberflächenriefe verhindert, die bei älteren Technologien auftrat.

[Zweite Ausführungsform] Beschaffenheit

Diese Ausführungsform ist die vorangegangene erste Ausführungsform, wobei die Beschaffenheit der runden Trägergrundplatte 13 teilweise derart geändert ist, daß die Plattendicke b der horizontalen hervorstehenden Abschnittes 13b und die Plattendicke c des flachen ringförmigen Abschnittes 13c die Beziehung b < c haben. Dieselben Elemente wie bei der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird.

In 9 und 10 sind die Abmessungen für die Plattendicke der runden Trägergrundplatte 13 derart eingestellt, daß die Plattendicke c des flachen ringförmigen Abschnittes 13c größer ist als die Plattendicke b des horizontalen hervorstehenden Abschnittes 13b, d. h. b < c. Damit einhergehend kann die Dicke des pfannenförmigen Schleifelementes 16 größer als vorher ausgebildet sein, d. h. sie kann auf 20 bis 30 mm erhöht werden. Andere Konstruktionsmerkmale des Schleifaggregates sind beinahe dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, weshalb auf deren Erläuterung verzichtet wird.

Tätigkeiten und Wirkungen

Die Oberfläche des Schleifelementes 16, das am flachen ringförmigen Abschnitt 13c befestigt ist, schleift die Oberfläche der Walze 21, während sich diese Dreht, durch Berührung der Walze 21. Während dieses Schleifvorgangs, übt die Kraft, mit der das Schleifelement gegen die Walze gedrückt wird, eine Verformungskraft auf die runde Trägergrundplatte 13 aus. Wie es oben bemerkt wurde, sind die Plattendicke b des horizontalen hervorstehenden Abschnittes 13b und die Plattendicke c des flachen ringförmigen Abschnittes 13c derart eingestellt, daß sie die Beziehung b < c haben. Somit verformt sich der flache ringförmige Abschnitt 13c, dem eine große Plattendicke verliehen wurde, minimal, während sich lediglich der horizontale hervorstehende Abschnitt 13b mit einer geringen Plattendicke anschmiegt und verformt.

11 stellt die Situationen dar, die durch eine FEM-Analyse herausgefunden wurden. Wenn eine externe Kraft auf eine Schleiffläche des Schleifelementes 16 (dessen Oberseite in der Zeichnung) einwirkt, verformt sich und schmiegt sich die runde Trägergrundplatte 13 aus einem Zustand, der mit einer Vollinie dargestellt ist in einen Zustand an, der mit einer Strichpunktlinie gezeigt ist. Wie diese Verformung zeigt, ist die Verformung an der Stelle B vorherrschend, wobei es keine Verformung an der Stelle C gibt. Daher entsteht keine Überspannung im Schleifelement 16 (einschließlich seiner Paßfläche). Bei der älteren Technologie I, die in 12 gezeigt ist, kann im Gegensatz dazu, eine übermäßige Spannung an der Grenzlinie A zwischen der runden Trägergrundplatte 31 und dem Schleifelement 32 auftreten, wodurch das Schleifelement 32 beschädigt wird.

15(a) zeigt die Ergebnisse von Versuchen zum Messen der Schleifleistung pro Zeiteinheit gegenüber der Druckkraft bei der vorliegenden Erfindung (Vollinie) und der älteren Technologie (Strichpunktlinie). 15(b) ist eine vergrößerte Ansicht von 15(a) für die ältere Technologie I (Strichpunktlinie). Bei diesen Versuchen wurde das Schleifen unter Verwendung einer Walze von Nickelkörnern und einem Schleifelement aus CBN bei einer Walzenumfangsgeschwindigkeit von 600 m/min und einer Oszilliergeschwindigkeit der Schleifvorrichtung von 30 m/sec bis 80 m/sec durchgeführt. Die Schleifmenge pro Zeiteinheit wurde an mehreren Punkten mit unterschiedlichen Größen der Schleifelementdruckkraft gemessen. Für den Fall der älteren Technologie I, dargestellt mit der Strichpunklinie in den Zeichnungen, wurden die Versuche unter denselben Bedingungen durchgeführt, wobei die Schleifelementdruckkraft auf einen Teilbereich von 40 kgf oder weniger begrenzt war. In ähnlicher Weise wurde die Schleifmenge pro Zeiteinheit an mehreren Punkten mit unterschiedlichen Größen der Schleifelementdruckkraft gemessen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bleibt, selbst wenn die Schleifelementdruckkraft hoch ist, wie es mit einer Vollinie in 14 dargestellt ist, die Spannung des Schleifelementes innerhalb der zulässigen Spannung des Schleifelementes (gekennzeichnet mit einer Strichlinie in der Zeichnung). Somit kann die Schleifleistung verbessert werden, indem die Schleifelementdruckkraft vergrößert wird, wie es mit der Vollinie in 15(a) gezeigt ist. Weiterhin ist die Verformung an der Stelle B in 11 vorherrschend, wobei es keine lokale Verformung an der Stelle C gibt. Wie es mit der Vollinie in 13 gezeigt ist, ändert sich somit, selbst wenn sich die Dicke des Schleifelementes ändert, die Steifigkeit des Schleifelementes minimal. Demzufolge kann die Schleifgenauigkeit beibehalten werden. Darüber hinaus macht es die Tatsache, daß es keine lokale Verformung an der Stelle C gibt, möglich, die Schleifkornschicht dicker auszubilden, wodurch die Lebensdauer des Schleifelementes 16 bis zur Auswechselung verlängert wird.

Es ist ersichtlich, daß die so beschriebene Erfindung in vielfältiger Art abgewandelt werden kann. Derartige Abwandlungen sind im Geltungsbereich enthalten, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert wird.

Zeichnungen Fig. 1 10 Trägerwelle 11 Lager 12 Schleifaggregat 15 Dämpfungsmaterial 20 Schleifvorrichtung Fig. 3 13 runde Trägergrundplatte 13a röhrenförmiger Abschnitt 13b horizontaler hervorstehender Abschnitt 13c flacher ringförmiger Abschnitt 14 Rille 15 Dämpfungsmaterial 16 pfannenförmiges Schleifelement 17 Fugenfüllmittel Fig. 6a, 6b damping material present mit Dämpfungsmaterial damping material absent ohne Dämpfungsmaterial amplitude Amplitude time Zeit Fig. 7a, 7b damping material present mit Dämpfungsmaterial damping material absent ohne Dämpfungsmaterial vibration frequency Vibrationsfrequenz displacement onbase plate side (&mgr;m/kgf) Verschiebung auf Seite der Grundplatte (&mgr;m/kgf) Fig. 8a, 8b damping material present mit Dämpfungsmaterial damping material absent ohne Dämpfungsmaterial roll peripheral speed Walzenumfangsgeschwindigkeit pressing linear pressure linearer Anpreßdruck "satisfactory"; no pitching surface mark "Zufriedenstellen"; keine gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe "allowable"; faint pitching surface mark "Zulässig"; geringfügige gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe "poor"; deep pitching surface mark "Schwach"; tiefe gleichmäßig wiederkehrende Oberflächenriefe usable brauchbar not usable unbrauchbar Fig. 9 b Plattendicke c Plattendicke 12 Schleifaggregat 16 pfannenförmiges Schleifelement Fig. 10 b Plattendicke c Plattendicke 13 runde Trägergrundplatte 13b horizontaler hervorstehender Abschnitt 13c flacher ringförmiger Abschnitt Fig. 13, 14 present invention vorliegende Erfindung earlier technology ältere Technologie grindstone thickness Schleifelementdicke grindstone rigidity (kg/mm) Schleifelement-Steifigkeit (kg/mm) alloable stress of grindstone (5 kgf/mm2) Zulässige Spannung des Schleifelementes (5 kgf/mm2) grindstone pressing force Schleifelement-Druckkraft

Anspruch[de]
  1. Schleifaggregat zum mitlaufenden Walzenschleifen, enthaltend ein Schleifelement (16), das in pfannenförmiger Gestalt auf einem Oberflächenabschnitt und in der Nähe eines Umfangsrandes einer runden Trägergrundplatte (13) angebracht ist, wobei

    ein Umfangsrandabschnitt der runden Trägergrundplatte (13) auf seiner Oberseite einen Zweischichtaufbau aufweist, der einen flachen ringförmigen Abschnitt (13c) enthält, der zu einem Innenrand hervorsteht, um so einen querverlaufende rillenförmigen Spalt (14) auszubilden, der sich nach innen öffnet, und

    das Schleifelement (16) auf dem flachen ringförmigen Abschnitt (13c) angebracht ist; dadurch gekennzeichnet, daß

    ein Dämpfungsmaterial (15) in den quer verlaufenden Spalt (14) gefüllt und dort angebracht ist und eine Plattendicke (c) des flachen ringförmigen Abschnittes (13c), der eine der beiden Schichten ist, die den Zweischichtaufbau bilden, und eine Plattendicke (b), die die andere Schicht mit dem quer verlaufenden rillenförmigen Spalt (14) ist, der zwischen den beiden Schichten sandwichartig angeordnet ist, die Beziehung b < c haben.
  2. Schleifaggregat zum mitlaufenden Walzenschleifen nach Anspruch 1, bei dem eine Öffnung des quer verlaufenden rillenförmigen Spaltes (14), der mit dem Dämpfungsmaterial (15) gefüllt ist, mit einem wasserfesten Fugenfüllmittel (17) versiegelt ist.
Es folgen 15 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
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