DE2840702A1

DE2840702A1 - Verfahren und vorrichtung zur qualitaetsverbesserung von stahlfeinblechen

Info

Publication number: DE2840702A1
Application number: DE19782840702
Authority: DE
Inventors: Henri Bonnarens; Adolphe Bragard; Jean Crahay; Rene Defraye; Christian Marique
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1979-04-05
Also published as: BE870609A; NL187896C; FR2404048B1; IT1107867B; FR2404048A1; IT7869175A0; NL7809556A; GB2007561A; NL187896B; US4329562A; GB2007561B

Description

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PATENTANWALT 400ODDSSELDORF-BENRATHiS 18. 9. 1978

>IPI ΙΝΓ5 III RICH PIOPFR BENRATHER SCHLOSSALLEE 89

HPL.-ING. ULRICH PLOGER - TELEFON 713234 und 718997 Pl/R

* J · TELEX 8587941

REG. NR. 3328

CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif
Vereniging zonder winstoogmerk
47, rue Montoyer
Brüssel / BELGIEN

Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätsverbesserung von Stahlfeinblechen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätsverbesserung bei Stahlfeinblechen, wie sie beispielsweise für die Ziehverarbeitung herangezogen werden, insbesondere zur Reduzierung ihrer Anfresstendenz, ohne dass ihr äusseres Erscheinungsbild nach dem Streichen nachteilig beeinflusst wird.

Bekanntlich weisen kaltgewalzte Bleche eine Oberfläche auf, die mikroskopisch betrachtet nicht absolut eben ist, sonderen statt dessen ein wechselndes Muster von Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, wobei die Oberflächenvertiefungen als "Täler" und die Vorsprünge oder Erhebungen als "Gipfel" bezeichnet werden. Verteilung, Form und Abmessungen der "Täler" und "Gipfel" dürften die Reaktion der mit dem Ziehwerkzeug in Berührung stehenden Blechoberfläche beeinflussen und somit das Verhalten des Bleches im Zuge dieses Verarbeitungsvorganges bestimmen. Diese Faktoren spielen hinsichtlich des Anfressproblems bei der

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Verformung eine besonders grosse Rolle und beeinträchtigen das gute äussere Erscheinungsbild der Oberfläche nach dem Streichen des Ziehproduktes. So haben in bestimmten lallen Versuche gezeigt, dass unter ansonsten gleichen Bedingungen Gipfel grösserer Abmessung die Fressanfälligkeit des Blechs verringern und dass ausserdem eine regelmässige und homogene Oberflächenbeschaffenheit sowie bestimr.te Gipfelabmessungen (beispielsweise nicht zu hohe Gipfel) einem günstigen Aussehen nach erfolgtem Anstrich des Blechs förderlich sind.

Seine Oberflächenbeschaffenheit wird dem Blech durch die Walzen des Walzgerüsts mitgegeben, wobei zum Beispiel im Falle von kaltgewalzten Feinblechen die endgültige Oberflächenbeschaffenheit unter anderem durch das Nachwalzen (Dressierwalzen) mitbestimmt wird.

Somit wurde bereits versucht, unter Einwirkung auf die Walzen des Walzgerüsts der Blechoberfläche eine vorgegebene Beschaffenheit mitzugeben.

Bis jetzt besteht diese Einflussnahme auf die Walzenoberfläche in einer Abstrahlbehandlung, die mit den Nachteilen behaftet ist, dass sie kostenaufwendig ist, keine Reproduzierbarkeit in den Formen und Abmessungen der Gipfel und Täler gewährleistet, keine Kontrolle der Walzenrauhtiefe zulässt und die Härte der die Walzen bildenden Legierung berücksichtigen muss.'

Die Anmelderin hatte erstmalig die Idee, dass die angestrebte Zielsetzung (Verbesserung der Blecheigenschaften ohne Beeinträchtigung ihres äusseren Erscheinungsbildes nach dem Anstrich) nur durch Bearbeitung der Walzen des jeweiligen Walzgerüsts mit mikroskopischer Genauigkeit (Niveauunterschiede in der Grössenordnung von einigen um ) erreicht werden könnte.

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Zu diesem Zweck wurden seitens der Äniaelderin Untersuchungen dahingehend angestellt, inwie<,:eit die Anwendung bekannter Techniken des Aufdruckens bzw. Eingravierens von Mustern auf Blechen zur Verbesserung ihres Aussehens möglich ist. Bestimmte dieser Verfahren bedienen sich speziell eines fotosensiblen Harzes, mit dessen Hilfe direkt auf das Blech ein Raster von entsprechender Form aufgedruckt wird, v/ob ei diesem Raster folgend auf cheiai schein Wege die Gravierung erfolgt. Es versteht sich, dass bei einer derartigen Anwendung die Bedingungen, unter denen die Markierung der Oberfläche einer Gerüstwaise im mikroskopisch kleinen Maßstab vorgenommen wird, präzisiert und verbessert werden müssen, was eine der Zielsetzungen der vorliegenden Erfindung ist.

Ausserdem vermochte die Anmelderin im Zuge zahlreicher Untersuchungen völlig überraschend festzustellen, dass die erfindungsgemäss durchgeführte mikroskopisch kleine Markierung dazu angetan ist, die Fähigkeit der Oberfläche, eine spätere Auflage oder Beschichtung festzuhalten, selbst dann zu vergrössern, wenn das betreffende Blech noch bei beispielsweise durch Fettstoffe (,Schmiermittel) verschmutzter Oberfläche Wärmebehandlungen unterzogen werden muss, wobei eine besondere Reinigungsbehandlung, wie sie nach derzeitiger Praxis unvermeidbar ist, nicht durchgeführt zu v/erden braucht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem sich die geschilderten Nachteile ausschalten lassen, indem der Oberfläche eine sowohl der guten Reproduzierbarkeit als auch einer guten Homogenität förderliche gleichmässige Beschaffenheit mitgegeben wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem sich die endgültige Oberflächenbeschaffenheit des Blechs durch Kontakt mit mindestens einer Gerüstwalze einstellt, ist im wesentlichen

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dadurch gekennzeichnet, dass die Walze des Walzgerüsts ein Muster aus mindestens einem Motiv bzw. einer Gesamtheit von gleichen oder unterschiedlichen Motiven aufweist, die in vorgegebenen zeitlichen Abständen lückenlos reproduziert v/erden, und dass die Sollabmessungen eines jeden dieser Motive vorzugsweise zwischen 2 und 15 um in der Höhe und zwischen 30 und 250 μία in der Ebene betragen.

Die Reproduktion des das Muster bildenden Motivs kann erfindungsgemäss in mindestens zwei Sichtungen in Form eines zweidimensionalen Netzes erfolgen.

Das zur Herstellung des Musters gewählte Motiv kann unterschiedliche Formen aufweisen, so beispielsweise die Form eines Sterns, eines Dreiecks, eines Drehkörpers usw. in kleinen Abmessungen, aber auch eine Kombination dieser verschiedenen Formen sein.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive dadurch, dass eine intermittierende Energiestrahlung von regelbarer Stärke in Richtung auf die Walze ausgesandt w^rd, die in der Lage ist, den Werkstoff der Walze selbst oder eine vorher auf diese aufgebrachte Beschichtung zu zerstören dergestalt, dass die Abtastung der gesamten Oberfläche dieser Walze ein spiralförmiges Muster ergibt.

Gegebenenfalls muss im Zuge der Markierung bzw. Signierung die Stärke der intermitterenden Energiestrahlung in Abhängigkeit von der Form der zu markierenden Oberfläche (Wölbung) und den jeweiligen Walzbedingungen reguliert werden.

Die Verlagerung der Strahlung relativ zur Walze wird erfindungsgemäss vorteilhafterweise mittels eines möglichst beweglichen und für die jeweilige Strahlungsart geeigneten Deflektors erreicht.

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Ebenfalls wird erfindungsgemäss eine spiralförmige Bahn bzw. ein spiralförmiges Muster dadurch geschaffen, dass die Strahlung parallel zur Walzenachse verschoben und die Walze in Drehung versetzt sowie diese beiden Bewegungen miteinander synchronisiert werden.

Erfindungsgemäss ist die Energiestrahlung zweckmässigerweise eine Laserstrahlung mit einer Stärke von über 100 W.

Vorzugsweise besitzt diese Laserstrahlung eine Pulsfrequenz von mehr als 5000 Hz, um beim Markierungs- bzw. Signierungsvorgang eine ausreichende Leistung zu gewährleisten.

Bei Verwendung einer Laserstrahlung kann der Deflektor in "Form eines Drehspiegels vorgesehen werden.

Wach einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Energiestrahlung um ein Elektronenbündel. In diesem Falle kann der Deflektor die Quelle eines elektrischen oder magnetischen Feldes sein.

Eine weitere Abwandlung der Erfindung sieht die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive mittels einer Substanz vor, die dem chemischen Angriff standhält, wobei in diesem Falle die freiliegenden Walzenabschnitte einem chemischen oder elektrochemischen Angriff ausgesetzt werden und die jeweiligen Flächen abschliessend gespült und einer chemischen Neutralisation unterzogen werden.

Die chemische Bearbeitung der Walze an denjenigen Stellen, die nicht von dem das Muster darstellenden Film bzw. Auftrag geschützt sind, erfolgt mittels einer Säure, beispielsweise Salpeter- oder Chlorwasserstoffsäure, oder eines wasser- oder alkoholverdünnten Säuregemischs während einer bestimmten Zeit, um die Mustertiefe kontrollieren zu können.

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Darüberhinaus bestellt die Möglichkeit einer elektrochemischen iitzung der Walze an den vom das Muster darstellenden Film nicht geschützten Stellen, indem eine Spannungsdifferenz zwischen dieser Walze, die als Hauptelektrode dient, und einer Hilfselektrode erzeugt wird, wobei die beiden Elektroden in einen entsprechenden Elektrolyten eingetaucht sind.

Nach erfolgter Ätzung und eventueller hz\-j. abschliessender Spülung wird die Walze anscliliessend beispielsweise mit Hilfe einer sauren Natron- bzw. einer Sodalösung neutralisiert. Schliesslich wird die Walze noch von eventuellen Filmrückständen gesäubert.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Walze, die mit einem das jeweilige Muster darstellenden Film bzw. Auftrag versehen ist, in eine elektrolytische Zelle eingesetzt dergestalt, dass die vom Film nicht geschützten oder abgedeckten Stellen mit einer hochfesten Beschichtung versehen werden.

Schliesslich wird erfindungsgemäss die Walzenoberfläche einer an sich bekannten Vorbehandlung unterzogen, um eine gute Haftung der zur Herstellung des Musters verwendeten Substanz sicherzustellen.

Erfindungsgemäss besteht in solchen Fällen, da die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive mittels einer intermittierenden Energiestrahlung, welche örtlich eine vorher auf die Walze aufgebrachte Beschichtung zu zerstören vermag, die Möglichkeit zur Ausbildung der Beschichtung aus einem Material, das dem Ghemikalienangriff standzuhalten vermag. Nach erfolgter Reproduktion des Motivs bzw. der Motive werden somit die Ätzung der freiliegenden Partien, die Spülung und die Neutralisation wie vorbeschrieben vorgenommen.

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Ebenfalls wird erfindungsgemäss die xieproduktion des Motivs bzw. der Motive dadurch bewirkt, dass auf einer entsprechenden, vorzugsweise schrauben- bzw. spiralförmigen Bahn ein das Motiv bzw. die Motive tragendes Werkzeug nach erfolgter Beschichtung mit der gegen Chemikalienangriff beständigen Substanz mit derVJalzenobei'f lache in Kontakt gebracht wird..

Die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive kann in einer Folge paralleler Streifen relativ zu den Mantellinien der Walze ausgeführt v/erden, v/ob ei die Oberfläche dieser Walze in eine Ganzzahl von Streifen oder Bändern unterteilt wird, deren Breite konstant ist, oder alternativ in eine Reihe aufeinanderfolgender Spiralen um die Walze herum, und wobei die Reproduktion Motiv für Motiv bzw. Motivgruppe für Motivgruppe realisiert wird.

Auch besteht die Möglichkeit, das Motiv bzw. die Motive durch aufeinanderfolgendes Aufdrucken sorgfältig ausgewählter Verbindungen zu reproduzieren. Als Beispiel sei gesagt, dass zwei Satz Spiralen, der eine rechts- und der andere linksgängig, Parallellogramme ergeben.

Als Reproduktionsvorrichtung können ein oder mehrere Rädchen dienen, v/ob ei zweckmässigerweise auf dem Reproduktionswerkzeug eine gleichmässige Verteilung der gegen Chernikalienangriff beständigen Substanz sichergestellt wird, beispielsweise mit Hilfe einer Mehrzahl von 3-uramiauftragsrollen.

Nach einer Abwandlung der Erfindung erfolgt die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive auf der Walzenoberfläche dadurch, dass ein das Motiv bzw. die Motive tragendes Werkzeug entlang einem elastischen Band geführt wird, das vollständig oder teilweise, vorzugsv/eise spiralförmig, um die Walze herumgewickelt und mit der gegen Ohemikalienangriff beständigen Substanz getränkt ist.

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Eine weitere Abwandlung der Erfindung sieht vor, die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive dadurch vorzunehmen, dass eine gegen OhemiKalienangriff beständige fotosensible Substanz auf die Walze aufgetragen wird: dass diese Substanz einer aktiven Lichtstrahlung unter Zwischenschaltung einer das geweilige Motiv bzw. die ,jeweils zu reproduzierenden Motive tragenden Maske ausgesetzt wird; und dass das Muster durch einen Entwickler zum Vorschein gebracht wird, welcher die fotosensible Substanz je nach ihrer Beschaffenheit an denjenigen Stellen auflöst, die von der Lichtstrahlung erreicht oder nicht beaufschlagt v/erden.

Die Substanz (Harz) wird durch Aufspritzen, Aufpinseln, Aufrollen oder Eintauchen unter Drehung der zu beschichtenden und teilweise eingetauchten Walze auf die Walzenoberfläche aufgetragen. Die Beschichtung kann eine Dicke zwischen 5 und 12 My aufweisen.

Ausserdem wird die Auflösung mittels eines Entwicklers bewirkt, für der Lichtstrahlung ausgesetzte Zonen beispielsweise einer iltznatronlösung, was für solche Harze gilt, die sich unter dem Einfluss ultravioletter Strahlen depolymerisieren. Alternativ kann diese Auflösung mittels eines Lösungsmittels wie beispielsweise Trichloräthylen bzw. Azeton für beim Eindruck bzw. Druck nicht der Lichtstrahlung ausgesetzte Zonen erfolgen, was für solche Harze gilt, die unter Einwirkung ultravioletter Strahlung polymerisieren. Nach einer v/eiteren Abwandlung wird ein Teil der fotosensiblen Substanz mit einem Lösungsmittel zur Auflösung gebracht, das je nach Art des fotosensiblen Produkts nur auf die der Strahlung ausgesetzten bzw. nicht ausgesetzten Zonen wirkt; werden die so freigelegten Zonen sodann mit einem Härter wie zum Beispiel einem Lack aufgefüllt; und wird schliesslich die Auflösung des restlichen Harzes mittels eines Lösungsmittels vorgenommen, das nicht auf den eingefüllten Härter wirkt.

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Zweckmässigerweise v/erden die Masken auf pneumatischem Wege aufgebracht, damit der Walzenballigkeit !Rechnung getragen werden kann.

Um jegliche Unterbrechung oder Lücke in dem in einer Folge von zu den Mantellinien der Walze parallelen Streifen ausgebildeten Muster zu vermeiden, erfolgt die Belichtung von einer Mantellinie zur nächsten mittels eines Systems, welches die Walzenkontour in eine Ganzzahl gleicher Abschnitte unterteilt.

Im Rahmen der bisher durchgeführten Versuche wurde eine Belichtungszeit von 0.05 Sek. für eine fotosensible Schicht von 7 My Dicke gewählt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Maske aus einem Muster aus lichtundurchlässigem Material, das mittels eines das jeweilige Motiv bzw. die zu reproduzierenden Motive tragenden Werkzeugs in die fotosensible Substanz eingeprägt wird.

Nach einer weiterea Ausführungsform der Erfindung ist die Maske ein elastisches Band, das ganz oder teilweise, vorzugsweise spiralförmig, um die Gerüstwalze herumgewickelt ist und das zu reproduzierende Motiv bzw. die auszuführenden Motive trägt.

Das elastische Band wird zweckmässigerweise kontinuierlich unter Beschreibung einer Teilspirale mit Verlauf um die Walze herum auf- und abgewickelt und es wird während des Kontakts zwischen Band und fotosensibler Substanz die jeweilige Kontalrtflache belichtet.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Belichtung mehr oder weniger während einer halben Walzenumdrehung möglich ist und somit bei gleicher Empfindlichkeit die

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. Ab.

Belichtungszeit in Bezug auf eine Ausführung "Motiv für Motiv" verkürzt werden kann.

Erfindungsgemäss ist das elastische Band lichtdurchlässig und sind die zu reproduzierenden Motive für die Belichtungsstrahlung undurchlässig.

Bei Herstellung eines lichtundurchlässigen Musters durch Aufbringen eines dieses Muster bildenden lichtundurchlässigen Materials auf die fotosensible Substanz wird für die letztere vorzugsweise ein Material gewählt, das unter Lichteinwirkung polymerisiert.

In den Fällen, v/o das lichtundurchlässige Muster durch Auf bringen eines gleichmässigen lichtundurchlässigen Films auf die fotosensible Substanz ausgebildet wird, der eine beispielsweise mechanische Bearbeitung zur Musterherstellung erfährt, wird für die fotosensible Substanz vorzugsweise ein Material gewählt, das unter Lichteinwirkung depolymerisiert.

Die Wahl der beiden Arten der fotosensiblen Substanz für jedes der vorbeschriebenen Verfahren erfolgt unter dem Aspekt, dass bei einer Veränderung der Substanz durch Auftrag oder Bearbeitung des lichtundurchlässigen Materials diese Änderung auf diejenigen Teile der Substanz gerichtet ist, die später entwickelt werden..

Nach einer Ausgestaltung derErfindung handelt es sich bei dem elastischen Band um ein ganz feines Blech, beispielsweise mit einer Dicke von 0.05 mm, das entsprechend dem jeweiligen Motiv bzw. den zu reproduzierenden Motiven mit Löchern versehen ist.

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Das Reproduktionssystem kann ein biidverkleinerndes optisches System wie beispielsweise ein Verkleinerungsmikroskop sein oder wahl v/eise aus optischen Fasern bestehen, welche die Lichtstrahlung von der Quelle punktförmig zur fotosensiblen Substanz leiten.

Das erfindungsgemässe fieproduktionssysteivi ist zveckmässigerweise mit einem Verschluss versehen. In diesem Falle werden die Bewegungen von Verschluss und V/alse so synchronisiert, dass eine relative Pause zwischen dem reproduzierten Motiv und der VJalze vorhanden ist and so die Vex'f orinung des Bildes verhindert wird.

ICrfindungsgemäss besteht die Belichtungsstrahlung in der Hauptsache aus ultravioletten Strahlen.

Weiterhin ist erfindungsgemäss die Belichtungsstrahlenquelle ein Laser.

Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Vex'fahrcns unter zufriedenstellenden Bedingungen sowohl hinsichtlich Ausführungsqualität als auch Einfachheit der Herstellung dieser Vorrichtung.

Vor der Beschreibung der Einzelmerkmale der Erfindung sei zunächst einmal ein konkretes Ausführungsbeispiel erläutert.

Eines der Verfahren zur gleichrnässigen Ausbildung eines bestimmten Motivs auf einer zylindrischen Oberfläche besteht darin, das diese Oberfläche aufweisende Objekt in Drehung um seine Achse zu versetzen, ein Markierungs- bzw. Signierungselement für das jeweilige Motiv mit diesem in Kontakt zu bringen und dieses Element mit entsprechender Geschwindigkeit entlang einer Mantellinie dieser Oberfläche zu bewegen.

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.allgemein wird die vorerwähnte Drehbewegung durch. Einspannen des betreffenden Objektes zwischen Drehspitzen erzeugt, doch ist dieses Verfahren bei V/alzen eines Ualsgerüsts, die mehrere Tonnen schwer¹ ssin können und sich ohne Gefahr nicht lediglich auf Drehspitzen lagern lassen, aCcuei realisierbar.

Aasserdeni kann bei solchen VJ al ζ en weder eine leichte Lärigsverschiebung auf den 3pitsenachsen noch eine bestimmte Geschvrindigkeitsschv.'aniian? unter Berücksichtigung ihrer Hasse ausgeschlossen ^T,-;erden.

Mit der arfindungsgemässen Vorrichtung lässt sich selbst auf grossen Gerüstwalzen ohne weiteres eine gleichmässige Markierung bzw. Signierung mit ausreichender Genauigkeit herstellen.

Fig. 1 zeigt in schematischer und nicht maßstabgerechter Dax'2teilung ein Beispiel einer Vorrichtung mit den erfindungsgeiaässen Merkmalen.

VJie aus dieser Zeichnung ersichtlich ist die Gerüstwalze 1 i.rit Mittelachse 2 mit ihren beiden Zapfen 3 und 4- in ζ v/ei Lagerschalen (bzv;. Lagerhälften) 5 und 6, die zur Achse 2 koaxial sind und die Drehung der Walze 1 um ihre Achse ermöglichen, gelagert. Die beiden Schalen sind ihrerseits auf einem festen Auflager, das durch die Bezugsziffern

7 und 7¹ bezeichnet ist, angeordnet. Die Walze 1 ist gegen jegliche übermässige axiale Verschiebung durch zwei Anschläge

8 und 9 gesichert, die jeweils auf einen der beiden Zapfen wirken, und v/ird in Richtung des Pfeils 10 über entsprechende Mittel (nicht dargestellt) um ihre Achse 2 gedreht.

Im Zuge ihrer Drehbewegung bleibt die Walze am Umfang einer ihrer Stirnflächen 11 mit einer Rolle 12 in Berührung, welche sie auf einer festen Achse 13 sitzend in Drehung

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hält. Diese Achse 13 sitzt in einem Reduziergetriebe 14, das auf einem auf einer Grundplatte 16 verschiebbaren Schlitten 15 befestigt ist. Von der Drehbewegung der Achse IJ beispielsweise über eine Endlosschraube im Reduziergetriebe 14 getrieben ist eine Welle 17, deren Achse 18 parallel zur Achse 2 verläuft, einerseits im Getriebe und andererseits in einem Endlager 19 ebenfalls mit Befestigung auf dem Schlitten 15 angeordnet.

Zwischen Reduziergetriebe 14 und Lager 19 weist die Welle 17 praktisch über ihre gesamte Länge ein Gewinde 20 auf.

Bei geradliniger Bewegung parallel zu ihrer Achse 18 treibt dieses Gewinde ein Schneckengetriebe 21, dessen volle Umdrehung um die gleiche Achse durch die bei 21 angebrachte Lagerplatte 22, die auf dem Schlitten 15 verschiebbar angeordnet ist, verhindert wird. Das Schneckengetriebe 21 dient als Auflager für die Walzenmarkier- bzw. Walzensigniervorrichtung 23 und ist mit dieser fest verbunden. Zwei auf ihrer Achse 26 und 27 lose laufende Drehrollen 24 und 25, die parallel zur Achse 2 angeordnet und auf dem Getriebe 21 gelagert sind, halten einen entsprechenden Abstand zwischen der Oberfläche der Walze 1 und der aktiven Fläche der Markiervorrichtung 23 aufrecht. Die Rolle 12 wird mittels einer Feder 28, die einerseits am Anschlag 29 anliegt und andererseits eine Rolle 30 gegen die Stirnfläche 31 der Walze drückt, gegen die Walzenendfläche 11 gehalten. Ein Drehen derRolle 30 um die Achse 32 der Feder 28 wird durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise eine bei 29 befestigte und einer jeden Drehbewegung des Lagerungsbügels 34 für die Rolle 30 entgegenwirkende einfache Platte 33, verhindert. Die Feder 28 hat noch eine zweite Funktion, nämlich den automatischen

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Ausgleich .jeglichen unter3chi-eds in der Walzenlänge zwischen Holle 12 "and Rolle 30 im Zuge der Walzendrehung zu ermögliclieii. In ihrer Gesamtheit ist die Anschlaganordnung an Lager 19 über einen Arm 35 befestigt, der mit der. Lager 19 verschraubt bzw. auf das Auslaßende 36 der Welle 17 zentriert ist, v/ob ei dieses Ende im Zentrierauge 37 frei drehbar ist und in diesem Falle .jede Drehung des Arms 35 durch einen Einsatz 33 in Lager 19 verhindert wird, der die Lage des Arus 35 relativ sun Lager 19 fixiert.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass derArm 35 eine so ausreichende Festigkeit bzw. Starrheit aufweist, dass das am Schlitten 15 befestigte System die kleinen Axialbewegungen der Walze, die das Spiel der Walzeneinstellelemente zulässt, mitmachen muss.

Die so konzipierte Vorrichtung wirkt wie folgt:

Die in Richtung des Pfeils 10 drehende Walze 1 versetzt die Rolle 12 und über die Achse 13 das Reduziergetriebe 14-, die Schnecke 17 und das Schneckengetriebe 21 in Bewegung, so dass eine Verschiebung der Markiervorrichtung 23 in einer parallel zur Achse 2 befindlichen Richtung erfolgt. Der Kontakt zwischen Markiervorrichtung 23 und Walze 1 schlägt sich somit in Form einer Spirale 39 nieder. Die Merkmale des Bewegungsantriebs von der Walze bis zur Markierungsvorrichtung sind dergestalt, dass nach einer Drehung der Walze von 360° um ihre Achse die Markierungsvorrichtung auf der Mantellinie der Walze um einen solchen vorgegebenen Abstand fortbewegt wird, dass die aufeinanderfolgenden Spiralen der Muster unmittelbar nebeneinander ohne Belassung irgendwelcher nichtmarkierter Zwischenräume (jedoch unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Abstände, welche zwei jeweils benachbarte Muster, die sich nicht berühren sollen, voneinander trennen) ausgebildet werden. Man beachte, dass bei der vorbeschriebenen Vorrichtung die Walze selbst die Bewe-

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. 34.

gungsabläufe der Markierungsvorrichtung steuert, die somit .jeder eventuellen Drehbewegungsänderung der VJaIze folgt. Dies ist ganz sicherlich ein wesentlicher Vorteil im Hinblick auf die iLegelmässigkeit des auf der Walze hergestellten Musters.

In solchen Italien, da die !Benutzung einer Walzenstirnflüche wie beispielsweise der Stiimfläche 11 nicht möglich ist, kann, ohne dass der nahmen deriirf indung verlassen wird, die Lage der Rolle 12, die relativ zum Schlitten 15 fest bleibt, gegen die zylindrische Oberfläche der Walze verschoben werden, während die Lage des Schlittens 15 relativ zur Walze einerseits durch, die ^olle 30, die sich in diesem Falle gerben die Stirnfläche ⁷I-I des Zapfens ¹V abstützt, und andererseits dLiren eine Hilfe- oder Bezugsrolle 30', die sich nichtfedernd auf die Stirnfläche 40 des Zapfens 3 abstützt und auf entsprechende Art und Weise am Schlitten 15 befestigt ist, bestimmt v;ird. Diese Abwandlung ist in sehr scheriatischer Form in Fig. 2 dargestellt. Alternativ zu diesem zweitea Fall besteht die Möglichkeit, ,jede Axialverschiebung der VJalze 1 zu blockieren, wobei hier eine Verschiebung des Schlittens 15 auf der Grundplatte 16 nicht mehr möglich ist; die gesamte Vorrichtung ist blockiert, was ihre eventuelle axiale Verschiebung anbetrifft. Im gleichen Falle kann auch eine Hill's- bzw. Bezugsfläche ähnlich der Fläche 11 benutzt werden, die man dadurch erhält, dass auf die entsprechenden Zapfen ein Kranz montiert wird, der eine zur Walzenachse senkrechte Fläche bildet. Man gelangt so wieder zu dem Scheine, gemäss Fig. 1.

Nachdem vorstehend ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des gesamten Verfahrens zur Markierung einer Gerüstwalze durch spiralige Abtastung der zu markierenden zylindrischen Oberfläche beschrieben wurde, können

nunmehr die wesentlichen Merkmale der Erfindung erläutert v/erden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, weiche die Durchführung eines Verfahrens ξ ar Markierung der zylindrischen Oberfläche einer· VJ al se eines vJalsgerüstes ermöglichen soll, ist αuT einer Lagerung aufbauend gekennzeichnet durch:

a) einen Schlitten, der gegebenenfalls verschiebbar auf einer tragenden Unterlage angeordnet ist;

b) auf relativ zum Schlitten festen Trägern angeordnete Mittel zur Verschiebung eines VJalzenmarkierungskopf es auf einer geradlinigen, vorzugsweise horizontalen Bahn;

c) Mittel zur Lagerung der Ualze über ihre Zapfen in einer Lage, in welciier die VIalzenach.se parallel zu der vorein/ähnten geradlinigen Bahn vorläuft und sich die V/alzenoberflache mit dem Karkierungskopf auf dieser Bahn in iiontakt befindet;

d) Mittel zum Drehen der VJaIse um ihre Achse;

e) Mittel zur steuerung der Verschiebung des Markierungskopfes über die VJ al se selbst;

f) ein Element zur Übertragung der Axialbewegung(en) von der Walze auf den Schlitten und zur Verhinderung ihrer Helativbewegungen.

Erfindungsgemäss hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Mittel gemäss d) in der Form eines Drehbankschlosses und eines Schneckengetriebes vorzusehen, wobei das Getriebe mit dem Markierungskopf fest verbunden ist und diesem als Lagerung bei seiner Verschiebung unter Einwirkung durch das Drehbankschloss dient. Diese Mittel ermöglichen eine besonders regelmässige sowie spiel- und stossfreie Vorschubbewegung des Markierungskopfes.

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V/eiterliin bestehen erfindungsgemäss die Mittel gemäss e) aus einer lagemässig fixierten Rolle, deren Drehbewegung von der Walze (über ihre zylindrische Oberfläche, eine ihrer Stirnflächen, einen ihrer Zapfen oder irgendeinen sonstigen Walzenabschnitt bzw. irgendein sonstiges fest "lit der Walze verbundenes Bauteil) bewirkt wird und die auf einer Drehachse mit Verschiebungssteuerelement zur Steuerung des Markierungskopfes durch jedes geeignete an sich bekannte Mittel (Riemen, Ketten, Zahnrad, Endlosschnecke, Zahnstange), \^robei aus Gründen einer einfachen Regelung jedoch einer Endlosschnecke der Vorzug zu geben ist, befestigt ist.

PATENTANSPRÜCHE

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Verfahren zur Qualitätsverbesserung bei Stahlfeinblechen, bei dem sich die endgültige Oberflächenbeschaffenheit des Blechs durch Kontakt mit mindestens einer Walze eines Walzgerüsts einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen unter Verwendung einer Walzenoberfläche erfolgt, die ein Muster aus mindestens einem Motiv bzw. einer Gesamtheit von gleichen oder unterschiedlichen Motiven aufweist, die in vorgegebenen zeitlichen Abständen lückenlos reproduziert werden, und dass die Sollabmessungen eines jeden dieser Motive vorzugsweise zwischen 2 und 15 μπι in der Höhe und zwischen 30 und 250 μπι in der Ebene betragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive erfolgt, indem eine intermittierende Energiestrahlung von regelbarer Stärke in Richtung auf die Walze ausgesandt wird, die in der Lage ist, den Werkstoff der Walze selbst oder eine vorher auf diese aufgebrachte Beschichtung zu zerstören, wobei die Abtastung der gesamten Oberfläche dieser Walze auf einer spiralförmigen Bahn erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der Strahlung relativ zur Walze mittels eines möglichst beweglichen und für die jewelige Strahlungsart geeigneten Deflektors bewirkt wird.

M-, Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , dass eine spiralförmige Bahn geschaffen wird,

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ORfGlMXI INSPECTED

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indem die Strahlung parallel zur Walzenachse verschoben, die Walze in Drehung versetzt sowie diese beiden Bewegungen miteinander synchronisiert werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiestrahlung eine Laserstrahlung mit einer Stärke von über 100 W ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Energiestrahlung um ein Elektronenbündel handelt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive mittels einer gegen Chemikalienangriff beständigen Substanz erfolgt, dass die freiliegenden Walzenabschnitte chemisch oder elektrochemisch behandelt werden, und dass die solcherart behandelten Flächen abschlissend gespült und einer chemischen Neutralisation unterzogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Reproduktion des Motivs bzw. der Motive die Walzenoberfläche einer an sich bekannten, vorbereitenden, eine gute Haftung der zur Ausbildung des Musters verwendeten Substanz gewährleistenden Behandlung unterzogen wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Reproduktion des Motivs bzw. der Motive mittels einer intermittierenden Energiestrahlung, welche örtlich eine vorher auf die Walze aufgebrachte Beschichtung zu zerstören vermag, die Beschichtung aus einem gegen Chemikalienangriff beständigen Material besteht.

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10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive mittels eines das Motiv bzw. der Motive tragenden Werkzeugs vorgenommen wird, das auf einer entsprechenden, vorzugsweise schrauben- bzw. spiralförmigen Bahn nach erfolgter Beschichtung mit der gegen Chemikalienangriff beständigen Substanz mit der Walzenoberfläche in Kontakt gebracht wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Reproduktion des Motivs bzw. der Motive auf der Walzenoberfläche mit Hilfe eines das Motiv bzw. die Motive tragenden Werkzeugs erfolgt, das entlang einem elastischen Band geführt wird, welches ganz oder teilweise, vorzugsweise spiralförmig, um dieWalze herumgewickelt und mit der gegen Chemikalienangriff beständigen Substanz getränkt ist.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motiv bzw. die Motive reproduziert werden, indem eine gegen Chemikalienangriff beständige fotosensible Substanz auf die Walze aufgetragen wird und einer aktiven Lichtstrahlung unter Zwischenschaltung einer das jeweilige Motiv bzw. die zu reproduzierenden Motive tragenden Maske ausgesetzt wird, woraufhin das Muster durch einen Entwickler zum Vorschein gebracht wird, welcher die fotosensible Substanz je nach ihrer Beschaffenheit an denjenigen Stellen auflöst, die entweder von der Lichtstrahlung erreicht oder nicht beaufschlagt werden.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske aus einem Muster

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aus lichtundurchlässigem Material besteht, das mittels eines das jeweilige Motiv bzw. die zu reproduzierenden Motive tragenden Werkzeugs in die fotosensible Substanz eingeprägt wird.

IM-.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske ein elastisches Band ist, das ganz oder teilweise, vorzugsweise spiralförmig, um die Gerüstwalze herumgewickelt ist und das zu reproduzierende Motiv bzw. die auszuführenden Motive trägt.

15. Verfahren nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Band lichtdurchlässig ist und das Motiv bzw. die Motive für die Belichtungsstrahlung undurchlässig sind.

16. Verfahren nach Anspruch IM-, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elastischen Band um ein sehr feines Blech mit einer Dicke von z.B. 0.0 5 mm handelt, das entsprechend dem jeweiligen Motiv bzw. den zu reproduzierenden Motiven mit Löchern versehen ist.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsstrahlung im wesentlichen aus ultravioletten Strahlen besteht.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsstrahlenquelle ein Laser ist.

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I09ÖU/07I7

19.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 18, unter Verwendung einer Lagerung, dadurch gekennzeichnet, dass sie

a) einen Schlitten (15), der wahlweise verschiebbar auf einer tragenden Unterlage (16) angeordnet ist,

b) auf relativ zum Schlitten (15) festen Trägern angeordnete Mittel zur Verschiebung eines Walzenmarkierungskopfes (23) auf einer geradlinigen, vorzugsweise horizontalen Bahn;

c) Mittel zur Lagerung der Walze (1) über ihre Zapfen (3,4) in einer Lage, in welcher die Walzenachse (2) parallel zu der vorerwähnten geradelinigen Bahn erläuft und sich die Walzenoberfläche mit dem Markierungskopf (23) auf dieser Bahn in Kontakt befindet,

d) Mittel zum Drehen der Walze (1) um ihre Achse (2),

e) Mittel zur Steuerung der Verschiebung des Markierungskopfes (23) über die Walze (1) selbst, und

f) ein Element zur Übertragung der Axialbewegung(en) von der Walze (1) auf den Schlitten (15) und zur Verhinderung ihrer Relativbewegung aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel gemäß b) aus einer Gewindewelle (17), (20) und einem Schneckengetriebe (21) fest verbunden ist und diesem bei der Verschiebung unter Einwirkung der Gewindewelle (17, 20) als Auflager dient.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel gemäß e) aus einer lagemässig fixierten Rolle (12) bestehen, deren Drehbewegung von der

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ÖÜ0ÖU/O7·?

Walze (1) über ihre zylindrische Oberfläche, eine ihrer Stirnflächen, einen ihrer Zajfen oder irgendeinen sonstigen Walzenabschnitt bzw. irgendein sonstiges fest mit der Walze verbundenes Bauteil bsrirkt wird und die auf einer Drehachse (13) mit Verschiebungssteuerelement zur Steuerung des Markkierungskopfes (23) durch an sich bekannte Mittel, wie Riemen, Ketten, Zahnrad, Zahnstange und vorzugsweise Endlosschnecke befestigt ist.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Übertragung der Axialverschiebungen der Walze (1) ein einfacher federnder Anschlag ist, welcher die Verschiebung des Schlittens (15) auf der Tragkonstruktion bewirkt.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Kontrolle der Axialverschiebung der Walze (1) aus zwei Anschlägen (8,9) besteht, die fest angeordnet sind und jede Axialbewegung der Walze (1) verhindern.

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