Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche ei- nes in einer Bandgießanlage hergestellten Metallbandes mittels einer über das laufende Metallband abrollenden Bürstrolle.

Die Bürstreinigung ist eine mechanische Grobreinigung mit hohem Wirkungsgrad. Dazu werden rotierende Bürstwalzen oder Bürstrollen, vorzugsweise mit einer definierten Eintauchtiefe, d. h. mit einer festgesetzten Durchbiegung der Borsten, aus der Ruhestellung auf das zu reinigende Metallband heruntergefahren, bis die Borsten der Bürste an dem Metallband anliegen. Aufgrund des Verschleißes der Bürsten muss der Abstand der Bürstwalze zu dem Metallband nachgestellt werden. Entscheidend für das Reinigungsergebnis und die Abnut- zung der Bürsten ist das Maß der Durchbiegung der Borsten. Diese ist abhängig von den Maßen und dem Material der Borsten. Ein zu geringes Anstellen der Bürstwalze an das Metallband führt zu einem nicht ausreichenden Reinigungsergebnis; ein zu starkes Absenken der Bürstwalze zu einem Abknicken und somit zu einer Beschädigung der Borsten.

Aus der DE 195 36 820 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbessern der Oberfläche von in Bandgießanlagen hergestellten Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, vorzugsweise in Linie mit und vor einem die Dicke der Bänder reduzierenden Walzwerk, bekannt.

Beim Gießen von Aluminiumbarren oder -gießbändern tritt aufgrund der zu unterschiedlichen Zeiten erfolgenden Abkühlung eine Konzentration von Legierungselementen in der Oberfläche auf, die noch durch die Einbindung von Restbeständen des in der Kokille verwendeten Gießpulvers verstärkt wird. Die so entstandene Oberflächenschicht hat ein deutlich anderes Umformverhalten als das Grundmaterial und ist oft wesentlich unelastischer. Dies führt beim nachfolgenden Walzen während der ersten Umformung zur Absprengung von Partikeln, die dabei durch die Walzen des Walzwerks in die Materialoberfläche eingedrückt und eingewalzt werden, was die Oberflächenstruktur des Bandes erheblich verschlechtert.

Um dies zu verhindern, ist es bekannt, die Oberfläche von Gießbarren vor dem Umformprozess mittels Fräsmaschinen soweit abzuarbeiten, bis eine einheitliche Struktur und glatte Oberfläche erhalten wird. Ähnliche Prozesse sind auch bei Gießbändern bekannt, deren Oberfläche mittels Walzenfräsern abgetragen wird. Besonders beim Oberflächenfräsen von Gießbändern ist jedoch der Nach- teil zu verzeichnen, dass die abzutragende Schicht im Vergleich zur relativ geringen Banddicke der Bänder einen hohen prozentualen Verlustanteil ausmacht, durch den der Produktionsdurchsatz und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage erheblich vermindert werden. Das wiederum führt zu einer beträchtlichen Kostensteigerung bei der Herstellung des Bandes.

Bemühungen, die abzutragende Schichtdicke zu vermindern, waren bisher nicht erfolgreich, da mit Rücksicht auf Unplanheiten der Bandquerschnitte eine größere Schichtdicke abgetragen werden muss, als aus technologischen Gründen erforderlich wäre. Es kommt hinzu, dass bei sehr dünnen Oberflächenschichten keine richtige Spanbildung auftritt und die Fräser sich häufig zusetzen. Schließlich treten durch die notwendigen Führungsrollen in den Fräseinrichtungen Wärmeverluste im Band auf, die den Walzvorgang nachteilig beeinflussen.

Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, das Drehmoment und damit die Strom- und Leistungsaufnahme des Antriebs der Bürstrolle zu messen, da diese Werte in Grenzen proportional zur Absenkung der Borsten auf die Bandoberfläche, zur Drehzahl, zur Breite des Metallbandes und zum Reibungskoeffizienten sind. Da die Bandbreite bekannt ist, wird die Stromaufnahme als Sollwert für das Anstellen einer Bürstrolle verwendet. Jedoch sind die Stromauf- nähme und die Leistungsregelung im unteren Bereich der Anstellung der Bürstrolle gegen das Metallband ungenau. Dies führt insbesondere bei geringen Bandbreiten zu Fehlanstellungen, welche zu erhöhtem Verschleiß und teilweise zur kompletten Zerstörung des Besatzes führen können. Wenn bei zu geringer Belastung des Antriebsmotors kein geeigneter Sollwert ermittelt werden kann, verbleibt die Bürstrolle nicht in einer gewünschten Position, sondern fährt auf und ab. Dies führt zusätzlich zu einem stellenweise ungereinigten Band und damit zu Ausschuss.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines in einer Bandgießanlage hergestellten Metallbandes zu schaffen, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verbessert ist und eine wirtschaftliche Entfernung von Oberflächenschichten möglich ist, ohne die verbleibende Oberfläche zu beschädigen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass die Ist-Anpresskraft, mit der die Bürstrolle gegen die Oberfläche des Metallbandes drückt, gemessen wird. Gemäß der Erfindung werden nicht mehr die Strom- und Leistungsaufnahme des Motors als Messgröße und als Regelparameter eingesetzt, sondern die Ist-Anpresskraft, vorzugsweise in Form der Ist-Normalkraft der vertikalen Anstellung der Bürstrolle gegen das Metallband wird ermittelt. Die Erfindung ist sowohl bei Warmband als auch bei Kaltband einsetzbar. Im Falle von Warmband kann die Erfindung zum Entfernen von Zunder eingesetzt werden; in diesem Fall ist die Reinigung wenigstens teilweise auch abrasiv.

Durch die Messung der Ist-Anpresskraft wird die Voraussetzung dafür geschaf- fen, dass die Bürstrolle nur mit einer festgesetzten Maximalkraft gegen die Oberfläche drückt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß wird mit Vorteil vorgesehen, dass die Anpresskraft der Bürstrolle als Regelparameter für die Zustellung der Bürste gegenüber der Oberfläche des Metallbandes verwendet wird. Es lässt sich vorsehen, dass die Ist- Anpresskraft der Bürstrolle gegen die Oberfläche des Metallbandes nach einem auslösenden Ereignis, beispielsweise nach dem Auswechseln der Bürstrolle oder nach einer Änderung der Banddicke des Metallbandes überprüft wird.

Die Ist-Anpresskraft der Bürstrolle gegenüber dem Metallband kann manuell und individuell, automatisch zu vorbestimmten Zeitpunkten, nach Ablauf bestimmter Produktionsintervalle, bei einer Änderung der Materialeigenschaften des Metallbandes, insbesondere nach einer Dickenänderung, ausgelöst werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Kraft, mit der die Bürstrolle gegen die Oberfläche des Metallbandes drückt, mittels wenigstens einer Kraftmessvorrich- tung, insbesondere eines Kraftmessbolzens, gemessen wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Anpresskraft der Bürstrolle gegen das Metallband unter Berücksichtigung der von der Kraftmessvorrichtung gemessenen Ist-Anpresskraft sowie entspre- chend in einem Speicher einer Regeleinrichtung abgelegter Werten für die Breite, die Dicke und die Materialeigenschaften des Bandes geregelt wird.

Von Vorteil ist ein Verfahren, gemäß dem die Soll-Anpresskraft in Abhängigkeit von der Breite des Metallbandes, der Qualität des Besatzes der Bürstrolle und/oder den Materialeigenschaften des zu bürstenden Metallbandes oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Metallbandes vorgegeben wird.

Zusätzlich lässt sich im Rahmen einer Wegsteuerung der höhenverstellbaren

Bürstrolle vorsehen, dass festgestellt wird, wann die Bürstrolle das Metallband berührt, dass diese Position als Nullstellung abgespeichert wird und dass die

Bürstrolle in Richtung auf das Metallband verfahren wird, bis eine vorgeschrie- bene Verformung eines Bürstmantels der Bürstrolle im Berührungsbereich gegenüber dem Metallband erreicht wird.

Um den Bürstenmantel der Bürstroüe rechtzeitig austauschen zu können und um Beschädigungen der Bürstrolle und/oder des Metallbandes infolge eines zu stark abgenutzten Bürstenmantels zu vermeiden, wird, wenn die Position, bei der die Bürstrolle das Metallband berührt, einen minimal zulässigen Positionsschwellenwert erreicht oder beinahe erreicht hat, ein Warnsignal erzeugt, das ein Zeichen für einen großen Verschleiß des Bürstenmantels sein kann und dass die Notwendigkeit des Austausche des Bürstenmantels anzeigt.

Zusätzlich lässt sich vorsehen, dass vor der Bestimmung der Position der Bürstrolle gegenüber dem Metallband oder vor der Messung der Kraft, mit der die Bürstrolle gegen das Metallband drückt, eine Klemmvorrichtung zur Fixierung von Kulisse, in denen die Bürstrolle gelagert wird, gelöst wird und dass die Ku- lissen nach der Einstellung der Position der Bürstrolle bzw. nach Festlegung der Anpresskraft der Bürstrolle gegenüber dem Metallband erneut fixiert werden.

Sowohl für die Kraftregelung als auch für die Wegsteuerung gilt Folgendes: Die Kraftregelung bewirkt eine Veränderung der Vertikalposition der Bürstenrolle gegenüber einer festen Referenzposition. Zeitgleich zur Kraftregelung kann deshalb eine Wegmessung durchgeführt werden, um die aktuelle Vertikalposition zu messen. Der Wert für die aktuelle Vertikalposition kann dann mit einem vorgegebenen Positionsschwellenwert verglichen werden. Wenn der Vergleich zeigt, dass der Bürstenmantel bereits recht nahe an das Metallband herange- fahren ist, zeigt dies an, dass der Bürstenmantel bereits stark verschlissen ist und ausgewechselt werden muss.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines der oben aufgeführten Verfahren. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstrolle mittels seitlicher Kulissen innerhalb eines Gestühls senkrecht bewegbar und gegen das zu reinigende Metallband andrückbar gelagert ist und dass die Ist-Anpresskraft der Bürstrolle gegen das Metallband durch wenigstens einen Kraftmessbolzen messbar ist. Die Kulissen, in denen die Bürstrolle gelagert ist, lassen sich vorzugsweise mittels Klemmeinrichtungen innerhalb des Gestühls feststellen.

Mit Vorteil kommen Klemmeinrichtungen zum Einsatz, mit denen sich die Kulissen innerhalb des Gestühls feststellen lassen. Die Klemmeinrichtungen dienen zur Dämpfung von Vibrationen. Sowohl zur Messung der Ist-Kraft als auch beim Nachstellen der Bürstrolle im Rahmen der Kraftregelung sowie bei der Wegsteuerung müssen die Klemmeinrichtungen gelöst werden.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die senkrechte La- ge der Bürstrolle mittels eines Hubelements, insbesondere eines Spindelhubelements oder eines Verstellzylinders, einstellbar ist.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Hubelement über ein Lagerelement auf einer oberen Abdeckung des Gestühls um wenigstens ein Schwenklager schwenkbar gelagert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist der wenigstens eine Kraftmessbolzen auf der dem wenigstens einen Schwenklager gegenüberliegenden Seite des Lagerelements angeordnet.

Vorzugsweise erfasst der Kraftmessbolzen die Kraft, mit der die Bürstrolle gegen das Metallband drückt; entsprechend der Andruckkraft und weiteren Parametern, insbesondere der Breite des Metallbandes, seiner Dicke und seines oberflächlichen Besatzes, regelt die Regeleinrichtung die Anpressung der Bürstrolle gegen das Metallband. Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch das Gestühl einer Fördereinrichtung eines Metallbandes mit einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Metallbandes mittels einer Bürstrolle, die mittels einer Anpresseinrichtung gegen das Metallband gedrückt wird, wobei die Anpresseinrichtung eine gegen die Oberseite des Gestühls verschwenkbare Platte umfasst,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Platte gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schema einer Regeleinrichtung zum Einsatz bei der Anpassung der Vertikalposition der Bürstrolle in Bezug auf das Metallband.

Eine Bandgießanlage umfasst eine Fördereinrichtung 1 (Fig. 1), die zum Fördern eines Metallbandes 2 dient. Hierzu umfasst die Fördereinrichtung 1 ein Gestühl 3, in dem eine Walze 4 und eine als Gegenwalze angeordnete Bürstrol- Ie 5 mit einem aus Borsten bestehenden Bürstmantel 6 zur Bürstreinigung des Metallbandes 2 gelagert sind. Um die Höhenlage der Bürstrolle 5 entsprechend der Dicke des Metallbandes 2 und/oder einer gewünschten Zustellung des Bürstmantels 6 gegenüber dem Metallband 2 einstellen zu können, sind auf beiden Querseiten der Bürstrolle 5 Kulissen 7 in Richtung eines Doppelpfeils A höhenverschiebbar in dem Gestühl 3 angeordnet, in denen die Bürstrolle 5 über ihre Welle gelagert ist. Die Walze 4 ist in in der Regel ortsfesten Kulissen 8 angeordnet. Mittels hier nicht näher dargestellter Klemmeinrichtungen werden die Kulissen 7 in ihren festgelegten Höhenpositionen innerhalb des Gestühls 3 arretiert, um die Position des Bürstmantels 6 entsprechend der Dicke des Metall- bandes 2 anpassen zu können. Über einen Spindelantrieb 9 mit einer Verstellspindel 10 und einem Antrieb 11 (Fig. 1 , 2) wird die Höhenlage der über ein Gelenk 12 mit der Verstellspindel 10 verbundenen Kulissen 7 und damit die Position der Bürstrolle 5 eingestellt. Der Spindelantrieb 9 ist seinerseits auf einer gegenüber einer oberen Abdeckung 13 des Gestühls 3 bewegbaren Platte 14 als Lagerelement gelagert. Anstelle des Spindelantriebs 9 lässt sich auch ein hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer Verstellzylinder vorsehen. Bevorzugt ist die Platte 14 über Schwenkgelenke 15 verschwenkbar.

Wenn nun zu einem bestimmten Zeitpunkt, etwa infolge eines auslösenden Er- eignisses, das beispielsweise manuell oder individuell aufgrund besonderer Umstände vorgegeben wird, oder automatisch zu vorbestimmten Zeitpunkten, nach vorgegebenen Zeitintervallen im Betriebsablauf oder bei Änderungen der Eigenschaften des Metallbandes 2, insbesondere seiner Dicke, die Bürstanstellung gegenüber dem Metallband 2 überprüft werden soll, werden zunächst die Klemmeinrichtungen gelöst, mit denen die Kulissen 7, 8 in dem Gestühl 3 festgehalten werden. Sodann ist die Bürstrolle 5 mittels des Spindelantriebs 9 oder des Verstellzylinders vertikal frei verfahrbar. Auf der den Schwenkgelenken 15 gegenüberliegenden Seite der Platte 14 ist ein Messbolzen 16 vorgesehen, der die durch Bewegungen in Richtung des Doppelpfeils A verursachte Kraftauf- nähme durch die Platte 14 aufzeichnet und damit die Ist-Anpresskraft der Bürstrolle 5 gegenüber dem Metallband 2 ermittelt. Die gemessene Ist-Anpresskraft wird als Ist-Normalkraft, bereinigt um den Wert der Gewichtskraft, verwertet, um daraus ein elektrisches Signal zu erzeugen, das als Regelgröße einer Regeleinrichtung zugeführt wird, die den gewünschten Kraftwert, d. h. die Sollkraft, fest- legt und die Position der Bürstrolle 5 gegenüber dem Metallband 2 gegebenenfalls nachführt, bis die Ist-Normalkraft mit einer vorgegebenen Soll-Normalkraft übereinstimmt, indem die Verstellspindel 10 bzw. der Verstellzylinder verstellt wird. Anschließend wird die Klemmeinrichtung wieder in die Klemmstellung gefahren. Die Soll-Normalkraft kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Band- breite des Metallbandes 2, der Bürstenbesatzqualität der Bürstrolle 5 und/oder den Materialeigenschaften des zu bürstenden Metallbandes 2 gewählt werden, aber auch in Abhängigkeit von der Verweildauer des Metallbandes 2 im Bereich der Bürstrolle 5, d. h. entsprechend der Fördergeschwindigkeit, mit der das Metallband 5 bewegt wird.

Die Regeleinrichtung (Fig. 3) umfasst eine Messeinrichtung zur Messung der Regelgröße, nämlich der Kraft F| _St , mit der die Bürstrolle 5 in vertikaler Richtung gegen das Metallband 2 drückt. Die Kraft F| _St wird mit einer Führungsgröße, dem Sollwert F _Sθ ιι verglichen. Aus der Differenz zwischen beiden Größen wird eine Regeldifferenz e gewonnen, die einem Regler zugeführt wird; dieser erzeugt dann über ein in der Regelstrecke eingebrachtes Stellglied eine Stellgrö- ße zum Einstellen der Position der Bürstrolle 5. Gleichzeitig kann neben der Anpresskraft F _ist der Bürstrolle 5 auch deren Position in vertikaler Richtung gewonnen werden und mit einem minimal zulässigen Wert für diese Position verglichen werden, um die Abnutzung der Bürstrolle zu kontrollieren. Die Abnutzung lässt sich dann einem Leitstand der Fördereinrichtung anzeigen. Gegebe- nenfalls wird ein Warnsignal erzeugt, wenn ein minimal zulässiger Wert für die Bürstenstärke unterschritten zu werden droht.

Bezugszeichenliste

1 Fördereinrichtung

2 Metallband 3 Gestühl

4 Walze

5 Bürstrolle

6 Bürstmantel

7 Kulisse 8 Kulisse

9 Spindelantrieb

10 Verstellspindel

11 Antrieb

12 Gelenk 13 Abdeckung

14 Platte

15 Schwenkgelenke

16 Messbolzen

A Doppelpfeil