Fliegende Schere für Bandzerteilanlagen Die Erfindung betrifft eine fliegende Schere für Bandzerteilanlagen, bei der der eine von zwei Trägern der beim Schneiden miteinander zusammenwirkenden Messer an mindestens einer motorisch antreibbaren Schwinge befestigt ist, während der andere daran ver schiebbar geführt und hinsichtlich seiner Verschiebbewe gung ebenfalls antreibbar ist.
Hochwertige Einzelbleche werden heute überwiegend aus kalt gewalztem Band geschnitten, das in Walzenstras sen erzeugt und zu Wickelbunden von bis zu etwa 30 t Gewicht aufgewickelt wird. Bislang wurden die Blech bänder in den Walzwerken selbst in besonderen Bandzer teilanlagen abgewickelt, gerichtet und während ihres Durchlaufs durch diese Anlage mit sehr hohen Ge schwindigkeiten mit fliegenden Scheren (Schnelläufer) in Blechtafeln gewünschter Länge geschnitten und an- schliessend versandfertig gestapelt. Diese Stapelblöcke wurden den Blechverbrauchern geliefert.
In neuerer Zeit gehen die Blechverbraucher zwecks wirtschaftlicherer Gestaltung ihrer Lagerhaltung dazu über, Wickelbunde in verschiedenen Bandbreiten auf Lager zu nehmen und die Bleche in der gewünschten Länge selbst zuzuschneiden. Dazu werden vorwiegend langsam laufende Bandzerteilanlagen mit Bandgeschwin digkeiten bis etwa 30m/min. benutzt; die dort eingebau ten Scheren sind schwingende oder geradlinig hin- und hergehende Systeme, die beim Schneiden mit angenähert gleicher Geschwindigkeit wie das Band laufen. Sie laufen nicht kontinuierlich wie die Schnelläufer-Scheren der Zer teilanlagen in den Walzwerken, sondern werden auf ein entsprechend der gewünschten Abschnittlänge erfolgendes, meist elektrisches, Kommando aus einer Stillstandslage in Bewegung gesetzt, in die sie nach Schneiden des Bandes wieder zurückkehren.
Während des Stillstands der Schere und während des Schnittes läuft das Band mit unveränderter Geschwindigkeit wei ter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schere der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren mechanischer Aufbau gegenüber den bekannten Scheren erheblich vereinfacht ist. Die Erfindung besteht darin, dass die Schwingbewe gung der Schwinge und die Verschiebbewegung des daran verschiebbar geführten Messerträgers von demsel ben einzigen Antrieb abgeleitet sind.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung sind je Schwinge deren Schwingantrieb und der Hub des an ihr geführten Messerträgers von demselben auf einer An triebswelle sitzenden Exzenter abgeleitet.
Durch die Erfindung wird mit der grösseren Einfach heit der Schere auch der Vorteil erzielt, dass die bei den bekannten Bauarten wegen vieler unter hohem Druck gleitender oder rollender Teile entstehenden Reibungs verluste vermieden werden. Durch ein kleineres Gewicht der bewegten Teile ergeben sich geringe Anlaufmomente und Belastungen der Lager der Antriebswelle, wodurch infolge geringeren Verschleisses einerseits die Lebens dauer der Vorrichtung erhöht, andererseits die Möglich keit der Steigerung der Bandgeschwindigkeit gegeben ist. Schliesslich lässt sich die erfindungsgemässe Schere, zu deren Bau teure Maschinenelemente wie Kurvenschei bensätze und Gleitbahnen nicht mehr erforderlich sind, erheblich billiger herstellen als die bekannten Bauarten, weil an Arbeitskosten und Material gespart wird.
Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwinge bei Schnittlage der Messer gegen den Bandeinlauf hin geneigt ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die horizontale Geschwindigkeit der Messer nach dem Schnitt vergrössert und so die Gefahr eines Verbie- gens der Schnittränder bei dünnen Blechen ausgeschal tet.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beispielsbeschreibung in Verbindung mit der schemati schen Zeichnung. Fig. 1 zeigt in raumbildlicher Darstellung eine erfin- dungsgemässe Vorrichtung, Fig.2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Stillstandstel- lung, Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 nach vollendetem Schnitt, Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Umkehrstellung der Schwingen, Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig.
1 in Tiefstellung des Messers, Fig.6 den Einfluss geneigter Schwingen auf die Bahngeschwindigkeit der Messer bei einem zweiten Aus führungsbeispiel.
Bei dem Beispiel nach Fig. 1 bis 5 ist eine Antriebs welle 3 in Lagern 2 eines Maschinengestells 1 drehbar gelagert. Auf der Antriebswelle 3 sind zwei gleich grosse Exzenter 4 phasengleich befestigt. Zwei zylindrische Schwingen 5 sind mit ihren unteren Enden in Lagern 6 des Maschinengestells 1 schwenkbar. Die oberen Enden der zylindrischen Schwingen sind starr durch einen Obermesserträger 7 verbunden, welcher ein Obermesser 8 trägt. Ein Untermesserträger 10 mit an seiner Oberseite befestigtem Untermesser 11 ist mit Führungen 9 gleitend an den beiden Schwingen 5 gehalten. Zwei Lager 12 für die Exzenter 4 sind seitlich am Untermesserträger 10 angebracht.
Während das in Tafeln zu zerschneidende Blechband 14 durch die geöffneten Messer 11, 8 mit konstanter Geschwindigkeit hindurchläuft, befindet sich die Schere mit den Exzentern 4 in der in Fig. 2 gezeigten Stillstand stellung: Auf ein elektrisches Signal zum Schnitt, das in der gewünschten Tafellänge entsprechenden Zeitabstän den erfolgt, wird die Antriebswelle 3 durch bekannte Kupplungen mit einem nicht gezeigten Antrieb für jeweils eine Umdrehung im Uhrzeigersinn verbunden. Bei dieser Umdrehung bewirken die zwei Exzenter 4 eine Schwingbewegung der beiden Schwingen 5 mit dem Ober- bzw. Untermesserträger 7 bzw. 10 aus der Still standstellung in Bandförderrichtung bis zu der in Fig. 4 gezeigten Umkehrstellung und zurück in die Stillstand stellung nach Fig. 2.
Gleichzeitig wird durch die Exzen terbewegung der Untermesserträger 10 auf den Schwin gen 5 auf und ab bewegt, wodurch Unter- und Obermes ser 11 und 8 zum Schnitt gebracht werden. Der Unter messerträger 10 erreicht schon in der in Fig. 3 geneigten Exzenterstellung seinen oberen Umkehrpunkt, in wel chem sich die Schneiden von Ober- und Untermesser 8 und 11 um einige Millimeter überdecken. Der Schnitt erfolgt also kurz vor der höchsten Stellung des Untermes serträgers. Der Untermesserträger bewegt sich im weite ren Verlauf der Umdrehung abwärts, erreicht in der in Fig. 5 gezeigten Exzenterstellung seinen unteren Umkehr punkt und steigt dann wieder in die in Fig.2 gezeigte Umkehrstellung.
Die Geschwindigkeit der Schwingbewegungen der Schwingen 5 in und entgegengesetzt der Bandförderrich- tung und des Untermesserträgers 10 längs der Schwingen 5 verläuft nach zwei gegeneinander phasenverschobenen Sinuskurven. Während des Schnittes in der in Fig.3 gezeigten Phase erreicht die Geschwindigkeit der Schwin gen in Bandförderrichtung an sich ihr Maximum und nimmt danach bei Weiterbewegung der Schwingen in Bandförderrichtung bis zum Erreichen der in Fig.4 gezeigten Stellung bis auf Null ab.
Durch dieses Maxi mum der Geschwindigkeitskurve während der in Fig. 3 gezeigten Schnittphase ist die Geschwindigkeit der Mes ser in Bandförderrichtung während des Schnittes schon verhältnismässig gleichmässig und kann an die Bandför- dergeschwindigkeit durch geeignete Wahl der Exzenter- Exzentrizität E und des Exzenterangriffspunktes an den Schwingen 5 und damit der Längen der Schwingenteile X und Y angepasst werden.
Darüber hinaus ergibt sich dadurch, dass sich die Exzenterlager 12 mit dem Unter messerträger 10 während des Exzenterumlaufs längs der Schwingen 5 verschieben, eine Korrektur der Geschwin- digkeit der Messer in Bandförderrichtung, welche im Sinne eines Gleichlaufs der Messer mit dem Band wäh rend des Schnittes wirkt.
Diese Korrektur ergibt sich selbsttätig dadurch, dass sich die Exzenterlager während des Schnittvorgangs (Fig. 3) auf den Schwingen 5 nach oben verschieben, die Längen der Schwingenteile X also grösser, die der Schwingenteile Y kleiner werden. Dadurch wird eine Verringerung der Geschwindigkeitskomponente der Schwingenbewegung in Bandförderrichtung hervorgeru fen, welche der durch die Exzenterdrehung erzeugten Geschwindigkeitsvergrösserung in dieser Phase - ent sprechend der Sinusfunktion - entgegenwirkt.
Durch geeignete Wahl der Längen X, Y und E kann damit der an sich sinusförmige Geschwindigkeitsverlauf der Messer in Bandförderrichtung während des Schnittvorganges soweit kompensiert werden, dass die Geschwindigkeit der Messer während des gesamten Schnittvorgangs der Bandfördergeschwindigkeit entspricht.
Beim Absenken des Untermessers 11 aus der oberen Umkehrstellung nach Fig. 3 werden die Schwingenteile X verkürzt und die Schwingenteile Y verlängert, wodurch sich der umgekehrte Effekt wie bei der Aufwärtsbewe gung des Untermessers ergibt. Die Geschwindigkeitskom ponente der Messer in Bandförderrichtung wird über die durch die Sinusfunktion der horizontalen Schwingbewe gung gegebene Geschwindigkeit hinaus vergrössert. Da durch entfernen sich die Schneidkanten der Messer in horizontaler Richtung sofort nach dem Schnitt von der erzeugten Schnittkante am Blechrand besonders schnell.
Dieser Effekt des horizontalen Abhebens der Messer vom Band sofort nach dem Schnitt ist bei dem Beispiel nach Fig. 6 dadurch verstärkt, dass die Schwingen 5 bei Schneidstellung der Messer nicht, wie für das Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 in Fig. 3 gezeigt, senkrecht nach oben, sondern gegen den Bandeinlauf zu geneigt angeordnet sind. Der Winkel zwischen den Schwingen 5 bei Schneidstellung, also in der oberen Umkehrstellung des Untermessers 11, und der Vertikalen beträgt etwa 8 (Fig. 6). Während einer halben Umdrehung der Exzenter aus der der Fig.2 entsprechenden in die der Fig.4 entsprechenden Stellung beschreibt ein Punkt der Schnei de des Obermessers eine Bahn, welche einem Kreisbogen 15 um die Drehachse D der Drehlager der Schwingen entspricht.
Die Exzenter bewirken symmetrischen Bewe gungsablauf des Obermessers auf dem Kreisbogen 15 vor und hinter der in Fig. 6 gezeigten Stellung der Schwingen 5, welche der in Fig.3 gezeigten Exzenterstellung im oberen Umkehrpunkt (Schneidstellung) des Untermessers entspricht. Deshalb durchläuft die Obermesserschneide während gleich grosser Zeitintervalle kurz vor und kurz nach der in Fig.6 gezeigten Stellung der Schwingen gleich grosse Wegstrecken z mit gleich grosser Geschwin digkeit auf dem Kreisbogen 15.
Die horizontalen Projek tionen z1, z2 dieser Wegstrecken z, dargestellt auf der Horizontalen H sind jedoch vor und nach der gezeigten Stellung der Schwinge 5 verschieden gross. Die horizonta le Wegkomponente z2 und damit auch die ihr entsprechen de horizontale Geschwindigkeitskomponente der Messer 8 und 11 nach dem Schnitt ist grösser als die horizontale Wegkomponente z1 und die ihr entsprechende Geschwin digkeitskomponente während des Schnittes. Durch Nei gung der Schwingen in Bandeinlaufrichtung wird also eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Messer nach dem Schnitt erzielt.
Die Kupplung der Antriebswelle 3 mit einem Antrieb kann statt mechanisch auch hydraulisch, elektromagne tisch oder durch Elektroinduktion erfolgen.
Auch ein gegenüber den beschriebenen Beispielen umgekehrter Aufbau des Scherensystems liegt im Rah men der Erfindung. Danach wäre der Untermesserträger mit den Schwingen starr verbunden, während der Ober messerträger gleitend auf den Schwingen geführt wäre und ausserdem die Lagerungen für die Exzenter trüge. Die Antriebswelle für Obermesserträger und Schwingen wäre in diesem Falle über dem Untermesser und dem einlau fenden Blechband angeordnet.
Flying scissors for band cutting systems The invention relates to flying scissors for band cutting systems, in which one of two carriers of the knives cooperating with each other during cutting is attached to at least one motor-driven rocker, while the other is slidably guided on it and can also be driven with regard to its Verschiebbewe supply .
Today, high-quality individual sheets are mainly cut from cold-rolled strip that is produced in Walzenstras and wound into coils of up to around 30 t in weight. Up to now, the sheet metal strips in the rolling mills themselves were unwound in special strip cutting units, straightened and cut into sheets of the desired length with flying shears (high-speed machines) as they passed through this system and then stacked ready for dispatch. These stacking blocks were delivered to sheet metal consumers.
In more recent times, sheet metal consumers have switched to stocking bundles of different widths in order to make their storage more economical and to cut the sheets themselves to the desired length. For this purpose, slow-running strip cutting systems with belt speeds of up to around 30 m / min are used. used; the shears built in there are oscillating or straight back and forth systems that run at approximately the same speed as the belt when cutting. They do not run continuously like the high-speed shears of the cutting units in the rolling mills, but are set in motion from a standstill position according to the desired section length, usually electrical, to which they return after cutting the strip.
While the scissors are at a standstill and during the cut, the belt continues to run at the same speed.
The invention is based on the object of creating scissors of the type mentioned at the outset, the mechanical structure of which is considerably simplified compared to the known scissors. The invention consists in the fact that the Schwingbewe movement of the rocker arm and the displacement movement of the knife carrier displaceably guided thereon are derived from the same single drive.
According to a development of the invention, the oscillating drive and the stroke of the knife carrier guided on it are derived from the same eccentric located on a drive shaft for each rocker.
With the greater simplicity of the scissors, the invention also achieves the advantage that the friction losses occurring in the known designs due to many parts sliding or rolling under high pressure are avoided. The lower weight of the moving parts results in low starting torques and loads on the bearings of the drive shaft, which on the one hand increases the service life of the device as a result of lower wear, and on the other hand increases the possibility of increasing the belt speed. Finally, the scissors according to the invention, for the construction of which expensive machine elements such as cam sets and slideways are no longer required, can be manufactured significantly cheaper than the known types because it saves on labor costs and material.
One embodiment is characterized in that each rocker is inclined towards the strip inlet when the knives are in the cutting position. This advantageously increases the horizontal speed of the knives after the cut and so eliminates the risk of the edges of the cut bending in the case of thin metal sheets.
Further details emerge from the following example description in conjunction with the schematic drawing. 1 shows a three-dimensional representation of a device according to the invention, FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in standstill position, FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 after the completed section, FIG. 4 shows the device according to FIG Reversal of the rockers, FIG. 5 shows the device according to FIG.
1 in the lower position of the knife, FIG. 6 the influence of inclined oscillations on the path speed of the knife in a second exemplary embodiment.
In the example of FIGS. 1 to 5, a drive shaft 3 is rotatably mounted in bearings 2 of a machine frame 1. Two eccentrics 4 of the same size are fastened in phase on the drive shaft 3. Two cylindrical rockers 5 are pivotable with their lower ends in bearings 6 of the machine frame 1. The upper ends of the cylindrical rockers are rigidly connected by an upper knife carrier 7 which carries an upper knife 8. A lower blade carrier 10 with a lower blade 11 fastened to its upper side is held in a sliding manner on the two rockers 5 by guides 9. Two bearings 12 for the eccentric 4 are attached to the side of the lower blade carrier 10.
While the sheet metal strip 14 to be cut into sheets runs through the open knives 11, 8 at constant speed, the scissors with the eccentrics 4 are in the standstill position shown in FIG. 2: On an electrical signal for the cut, which is in the desired sheet length corresponding Zeitabstän takes place, the drive shaft 3 is connected by known couplings to a drive, not shown, for one rotation in each clockwise direction. During this rotation, the two eccentrics 4 cause an oscillating movement of the two rockers 5 with the upper or lower blade carrier 7 or 10 from the standstill position in the belt conveying direction to the reversal position shown in FIG. 4 and back to the standstill position according to FIG .
At the same time the eccentric movement of the lower blade carrier 10 on the Schwin gene 5 is moved up and down, whereby Unter- and Obermes ser 11 and 8 are brought to the cut. The lower knife carrier 10 already reaches its upper reversal point in the inclined eccentric position in FIG. 3, in wel chem the cutting edges of the upper and lower knife 8 and 11 overlap by a few millimeters. The cut is made just before the highest position of the lower carrier. The lower blade carrier moves in the wide Ren course of the revolution downwards, reaches its lower reversal point in the eccentric position shown in FIG. 5 and then rises again into the reversal position shown in FIG.
The speed of the oscillating movements of the rockers 5 in and opposite to the belt conveying direction and of the lower blade carrier 10 along the rockers 5 runs according to two sinusoidal curves which are phase-shifted from one another. During the cut in the phase shown in FIG. 3, the speed of the oscillations in the belt conveying direction reaches its maximum per se and then decreases to zero as the oscillations continue to move in the belt conveying direction until the position shown in FIG. 4 is reached.
As a result of this maximum of the speed curve during the cutting phase shown in FIG and thus the lengths of the swing arm parts X and Y can be adjusted.
In addition, the fact that the eccentric bearings 12 with the lower knife carrier 10 move along the rockers 5 during the eccentric rotation results in a correction of the speed of the knives in the belt conveying direction, which in the sense of synchronism of the knives with the belt during the cut works.
This correction results automatically from the fact that the eccentric bearings move upwards on the rockers 5 during the cutting process (FIG. 3), the lengths of the rocker parts X being greater and those of the rocker parts Y becoming smaller. This causes a reduction in the speed component of the rocker movement in the belt conveying direction, which counteracts the increase in speed generated by the eccentric rotation in this phase - corresponding to the sine function.
With a suitable choice of the lengths X, Y and E, the sinusoidal speed profile of the knives in the direction of belt conveyance during the cutting process can be compensated so that the speed of the knives corresponds to the belt conveying speed during the entire cutting process.
When lowering the lower blade 11 from the upper reversal position according to FIG. 3, the rocker parts X are shortened and the rocker parts Y are lengthened, which has the opposite effect as in the upward movement of the lower knife. The speed component of the knife in the direction of belt conveyance is increased beyond the speed given by the sine function of the horizontal oscillation movement. As a result, the cutting edges of the knives move particularly quickly in the horizontal direction immediately after the cut from the cutting edge produced on the edge of the sheet.
This effect of the horizontal lifting of the knife from the tape immediately after the cut is reinforced in the example according to FIG. 6 by the fact that the rocker arms 5 are not in the cutting position of the knife, as shown for the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 5 in FIG , vertically upwards, but are arranged at an incline towards the strip inlet. The angle between the rockers 5 in the cutting position, that is, in the upper reversal position of the lower cutter 11, and the vertical is approximately 8 (FIG. 6). During half a revolution of the eccentric from the position corresponding to FIG. 2 into the position corresponding to FIG. 4, a point of the cutting de of the upper knife describes a path which corresponds to a circular arc 15 about the axis of rotation D of the pivot bearings of the rockers.
The eccentrics cause symmetrical movement of the upper knife on the circular arc 15 in front of and behind the position of the rocker 5 shown in Fig. 6, which corresponds to the eccentric position shown in Fig. For this reason, the upper knife edge traverses the same distance z at the same speed on the circular arc 15 during equally large time intervals shortly before and shortly after the position of the rockers shown in FIG.
The horizontal projections z1, z2 of these distances z, shown on the horizontal H, however, are of different sizes before and after the position of the rocker 5 shown. The horizontal path component z2 and thus also the corresponding de horizontal speed component of the knives 8 and 11 after the cut is greater than the horizontal path component z1 and the speed component corresponding to it during the cut. By inclining the rockers in the direction of the strip inlet, the speed of the knives is increased after the cut.
The coupling of the drive shaft 3 with a drive can take place hydraulically, electromagnetic table or by electrical induction instead of mechanical.
A structure of the scissor system that is reversed compared to the examples described is also within the scope of the invention. Thereafter, the lower knife carrier would be rigidly connected to the rocker arms, while the upper knife carrier would be slidably guided on the rocker arm and would also carry the bearings for the eccentric. In this case, the drive shaft for the upper knife carrier and swing arm would be arranged above the lower knife and the sheet-metal strip infeed.