DD270667B3

DD270667B3 - Niederhalter fuer scheren, insbesondere knueppelscheren

Info

Publication number: DD270667B3
Application number: DD31491888A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Meinhardt; Guenter Hohmann
Original assignee: Wolfgang Meinhardt; Guenter Hohmann
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1992-10-01
Also published as: DD270667A1; DE3911660A1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederhalter für Scheren, insbesondere Knüppelscheren zum Trennen von Stab- und Profilmaterial, durch welchen das Schneidgut zur Erzielung einwandfreier Schnittflächen während des Schneidvorganges fest auf das Untermesser der Schere gespannt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits Knüppelscheren mit einem hydraulisch betätigten Niederhalter bekannt (DD-PS 6398), bei denen ein vertikal bewegbarer Miederhalterkolben in einem gestellfest angeordneten Zylinder gelagert ist. Der Niederhalterkolben wird vor Schneidbeginn mittels Drucköl mit geringem Druck aus einem durch Druckluft vorgespannten Druckspeicher auf das Schneidgut aufgesetzt und der Zylinderanschluß mittels eines kurvengesteuerten Rückschlagventiles abgesperrt. Während des Schneidens stützt sich das Schneidgut über den Niederhalterkolben gegen das darüber eingeschlossene Ölvolumen ab. Nach Beendigung des Schnittes wird das Rückschlagventil mittels der Steuerkurve geöffnet und der Niederhalterkolben durch eine zweite Kurvenscheibe unter Verdrängung des Drucköls in den Speicher angehoben.

Ein Mangel dieser Lösung besteht in der infolge des geringen Ausgangsdruckes des Drucköles in Verbindung mit den bekannten Kompressibilitätskennlinien bedingten Nachgiebigkeit des Niederhalterkolbens bei hoher Belastung. Auf Grund dieser geringen Niederhaltersteife ist die Schneidqualität der Knüppelstirnflächen schlecht. Durch die Verwendung eines Druckölspeichers mit wesentlich höherem Druck wäre zwar eine Verbesserung der Niederhaltersteife erreichbar - dann wäre aber das zwangsweise mechanische Anheben des Niederhalttrkolbens nach dem Schnitt durch eine Kurvenscheibe oder den aufwärtsgehenden Messerschlitten sowie das Rückführen des im Zylinder befindlichen Druckölvolumens in den Speicher nicht mehr mit einem ökonomisch vertretbaren Energieverbrauch realisierbar, so daß eine zusätzliche Hochdruckölpumpe zur Druckölversorgung sowie eine externe Steuerung zur Druckentlastung nach dem Schnitt erforderlich wären, was einen wesentlich höheren Materialeinsatz und Steuerungsaufwand beim Hersteller sowie einen entsprechend hohen Energieverbrauch und Wartungsaufwand beim Anwender zur Folgo hätte.

Zur Verbesserung der Niederhaltersteife und damit der Qualität der Knüppelstirnflächen ist bei anderen bekannten Knüppelscheren ein vorzugsweise in ver ikaler Richtung bewegbarer Niederhalterechlitten durch einen rechtwinklig zur Bewegung desselben verschiebbaren Keil betätigbar. Bei bekannten Lösungen dieser Art (DE-GM 1813821, DE-GM 1877803, DD-PS 233507) erfolgt das Verschieben des Spannkeiles

durch hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Arbeitszylinder.

Ein Mangel dieser Lösungen ist in dem relativ hohen Material- und Fertigungsaufwand für den Spannkeil und "die Führungen

sowie die externe Steuerung der Arbeitszylinder zu sehen. Da zur Überwindung der Haftreibung beim Lösen des Keiles nach dem

Schnitt eine wesentlich größere Kraft erforderlich ist, als zum Spannen desselben unter den Bedingungen der Gleitreibung sowie

auf Grund der durch die Deformation des Stang jnendes beim Schneiden bedingten zusätzlichen Vorspannung orgeben sich

Probleme beim Lösen des Keiles nach dem Schnitt, so daß die Funktionssicherheit nicht gewährleistet ist. Zur Verbesserung der Funktionssicherheit wurde deshalb bei der letztgenannten Lösung (DD-PS 233 507) noch eine zusätzliche

hydraulische Einrichtung zum Lösen des Spannkeiles nach dem Schnitt vorgesehen.

Bei anderen bekannten Lösungen (DE-GM 1852671, DD-PS 146740) erfolgt der Antrieb des Keiles rein mechanisch durch eine

auf der Kurbelwelle der Schere angeordnete Kurvenscheibe bzw. einen zusätzlichen Hilfsexzenter sowie ein Hebelsystem. Durch den direkt von der Kurbelwelle abgeleiteten mechanischen Antrieb wird ein zwangsweises Lösen des Niederhalters nach dem

Schnitt und damit eine ausreichende Funktionssicherheit gewährleistet. Ein Mangel dieser Lösungen besteht in dem hohen Material- und Fertigungsaufwand bei der Herstellung sowie der großen Zahl

von einem hohen Verschleiß unterliegenden Maschinenteilen, insbesondere der Kurvenscheibe bei der Übertragung großer,

stoßartig wirkender Kräfte. Nachteilig wirkt sich auch der zur Betätigung des Keils und zur Überwindung der Kraft der Spannfeder bzw. des Ausgleichssystems erforderliche, relativ große Energiebedarf aus, der zu einer Minderung der zur Verfügung stehenden nutzbaren Schneidkraft führt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, mit gei ingem technischen Aufwand die Steife eines hydraulischen Niederhalters mit einem unmittelbar auf das Schneidgut wirk inden Niederhalterkolben wesentlich zu erhöhen und damit die Qualität der Schnittflächen zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Öldruck im Niederhalterzylinder ohne eine zusätzliche extern ο Steuerung sowie ohne zusätzlichen Hochdruckölspeicher bzw. Hochdruckölpumpe nach dem Aufsetzen des Niederhalters auf das Schneidgut wesentlich zu erhöhen, um die Kompressibilität des im Niederhalterzylinder eingeschlossenen Druckölvolumens und damit die Auffederung des Niederhalters zu verringern.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Messerschlitten und Niederhalterkolben betätigbarer Zusatzkolben mit einer wesentlich kleineren Kolbenfläche in einer weiteren Zylinderbohrung angeordnet ist, die ihrerseits über Ölbohrungen mit dem Niederhalterzylinder sowie einem Druckkonstanthaltesystem verbunden ist. Zweckmäßigerweise ist der Zusatzkolben in einer axialen Bohrung des Niederhalterkolbens gelagert und am Messerschlitten ein Rückzugsfinger angeordnet, der mittels einer vorzugsweise ballig ausgeführten Anschlagfläche mit dem Niederhalterkolben und mit seinem gabelförmig auslaufenden Ende mit dem Zusatzkolben in Wirkverbindung steht. Im oberen Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens ist eine einen Ausgleichsraum abschließende, durch Federkraft gegenüber dem Zusatzkolben vorgespannte Druckkonstanthaltebuchse verschiebbar gelagert. Der untere, durch den Zusatzkolben abgeschlossene Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens ist mittels einer Ölbohrung mit dem Ausgleichsraum sowie mittels einer weiteren Ölbohrung mit dem Niederhalterzylinder verbunden. Zwischen dem durch die Druckkonstanthaltebuchse abgeschlossenen Ausgleichsraum und dem,Niederhalterzylinder ist ein den ölabfluß aus dem Niederhalterzylinder sperrendes Rückschlagventil zwischengeschaltet.

Beim Abwärtshub des Messerschlittens wird gleichzeitig der auf der Anschlagffäche des Rückzugsfingers aufliegende Niederhalterkolben abgesenkt und setzt vor Schneidbeginn auf das Schneidgut auf. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen dem Druckölspeicher und dem Niederhalterzylinder durch das Rückschlagventil geschlossen. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Messerschlittens wird der Zusatzkolben relativ zu dem auf dem Schneidgut aufsitzenden Niederhalterkolben abwärts bewegt und verdrängt das im unteren Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens befindliche Ölvolumen in den Niederhalterzylinder, wobei sich aufgrund der sehr kleinen Kolbenfläche des Zusatzkolbens bei geringem Energieverbrauch ein sehr hoher Öldruck im Niederhalterzylinder aufbaut. Das über das zum Druckaufbau Hanötigte Zusatzvolumen hinausgehende Ölvolumen wird in den durch die Druckkonstanthaitebuchse abgeschlossenen, im oberen Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens befindlichen Ausgleichsraum gedrückt. Nach Beendigung des Schnittes wird das Rückschlagventil durch die Steuerkurve geöffnet und das im Niederhalterzylinder befindliche Ölvolumen durch den zwangsweise mit dem Messerschlitten aufwärtsgehenden Niederhalterkolben in den Druckölspeicher zurückgeführt.

Ausführungsbeispiel

Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In derzugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Niederhalters im abgesenkten Zustand, teilweise im Schnitt, Fig. 2: eine Detaildarstellung aus Fig. 1 in der Seitenansicht.

Im Gestell 1 der Sehers ist ein unteres Schermesser 2 befestigt sowie ein Messerschlitten 3 mit dem oberen Schermesser 4 mittels eines hier nicht dargestellten Kurbel- oder Exzentertriebes in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert. Der Niederhalter besteht aus einem am Gestell 1 befestigten Niederhalterzylinder 5, in dem ein mit Drucköl beaufschlagbarer Niederhalterkolben β heb- und senkbar gelagert ist. Der Niederhalterzylinder 5 ist mittels einer Leitung mit einem durch Druckluft vorgespannten Druckölspeicher 7 mit geringem Öldruck verbunden. Zwischen dem Niederhalterzylinder 5 und dem Druckölspeicher 7 ist ein entsperrbares Rückschlagventil 8 zwischengeschaltet, dessen Ventilkolben 9 bei Druckausgleich durch Federkraft in Schließstellung gehalten wird und nach Beendigung des Schnittes mittels einer mit der Exzenter- bzw. Kurbelwelle umlaufenden Kurvenscheibe 10 zwangsweise geöffnet wird. Der Niederhalterkolben β ist mit einer Aussparung sowie mit einer axialen Bohrung versehen, in deren unteren Teil ein Zusatzkolben 11 verschiebbar gelagert ist. Das Verhältnis der wirksamen Kolbenfläche des Zusatzkolbens 11 zur Kolbenfläche des Niederhalterkolbens 6 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1:40 bis 1:60. Am Messerschlitten 3 ist ein Rückzugsfinger 12 befestigt, der in die Aussparung des Niederhalterkolbens 6 ragt und eine ballig ausgeführte Anschlagfläche 13 zur Abstützung des Niederhalterkolbens 6 sowie ein gabelförmig auslaufendes Ende 14 zur Aufnahme des Zusatzkolbens 11 aufweist. Im oberen Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens 6 ist eine Druckkonstanthaltebuchse 15 entgegen der Vorspannkraft einer Feder 16 verschiebbar auf dem oberen Ende des Zusatzkolbens 11 gelagert, die einen Ausgleichsraum 20 nach unten abschließt. Der untere Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens 6 ist durch eine Ölbohrung 17 mit dem im oberen Teil derselben befindlichen Ausgleichsraum 20 sowie durch eine weitere Ölbohrung 18 mit dem Niederhalterzylinder 5 verbunden. In der in der Zeichnung dargestellten Phase ist der Niederhalterkolben auf das Stangenmaterial 19 aufgesetzt, der Niederhalterzylinder 5 mit Drucköl gefüllt und das Rückschlagventil (Tdurch Federkraft geschlossen. Dabei ist der Niederhalterkolben 6 dem Messerschlitten 3 um das Maß „x" vorausgeeilt. Um dieses Maß „x" bewegt der Rückzugsfinger 12 den Zusatzkolben 11 bis zum Schnittbeginn nach unten und drückt das Zusatzvolumen über die Ölbohrung 18 in den Niederhalterzylinder 5. Da der Messerschlitten 3 über das Maß „x" hinausgeht, wird das unter dem Zusatzkolben 11 befindliche Restölvolumen über die Ölbohrung 17 in den oberhalb der Druckkonstanthaltobuchse 15 befindlichen Ausgleichsraum 20 gedruckt, wobei die Federvorspannung der Feder 16 den Einstelldruck des Zusatzvolumens garantiert. Die Voreilung „x" gegenüber dem oberen Scherenmesser 4 wird durch eine Beilage 21 abgesichert. Bei einem Versagen des Druckkonstanthaltesystems tritt das zwischen dem Ausgleichsraum 20 und dem Niederhalterzylinder 5 angeordnete Rückschlagventil 22 als Überlastsicherung in Funktion.

In Betracht gezogene Druckschriften: DD-PS 6398, B 23 d 33/08 DE-GM 181 3821,49 c 14/01 DE-GM 1877803,49 c 10/03 DD-PS 823350 7, B 23 D 33/08 DD-PS 146740, B 23 D 33/08 DE-GM 185 2671,49C10/03

Claims

1. Niederhalter für Scheren, insbesondere Knüppelscheren, mit.einem mittels Kurbel- oder Exzentertrieb in vertikaler Richtung betätigbaren Messerschlitten mit dem oberen Schermesser und einem gestellfest angeordneten unteren Schermesser, bestehend aus einem mit Orucköl beaufschlagbaren Niederhalterkolben, der in einem am Scherengestell befestigten Niederhalterzylinder in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist, welcher seinerseits über ein kurvengesteuertes Rückschlagventil an einen durch Druckluft vorgespannten Druckspeicher mit geringem Öldruck angeschlossen ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Messerschlitten (3) und Niederhalterkolben (6) betätigbarer Zusatzkolben (11) mit einer wesentlich kleineren Kolbenfläche in einer weiteren Zylinderbohrung angeordnet ist, die ihrerseits über Ölbohrungen (17,18) mit dem Niederhalterzylinder (5) sowie einem Druckkonstanthaltesystem verbunden ist.

2. Niederhalter für Scheren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatzkolben (11) in einer axialen Bohrung des Niederhalterkolbens (6) gelagert und am Messerschlitten (3) ein Rückzugsfinger (12) angeordnet ist, der rriltels einer vorzugsweise ballig ausgeführten Anschlagfläche (13) mit dem Niederhalterkolben (6) und mit seinem gabelförmig auslaufenden Ende (14) mit dem Zusatzkolben (11) in Wickverbindung steht.

3. Niederhalter für Scheren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß im oberen Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens (6) eine einen Ausgleichsraum (20) abschließende, durch Federkraft gegenüber dem Zusatzkolben (11) vorgespannte Druckonstanthaltebuchse (15) verschiebbar gelagert ist und der untere, durch den Zusatzkolben (11) abgeschlossene Teil der axialen Bohrung des Niederhalterkolbens (6) mittels einerÖlbohrung (17) mit dem Ausgleichsraum (20) sowie mittels einer weiteren Ölbohrung (18) mit dem Niederhalterzylinder (5) verbunden ist.

4. Niederhalter für Scheren nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem durch die Druckkonstanthaltebuchse (15) abgeschlossenen Ausgleichsraum (20) und dem Niederhalterzylinder (5) ein den Ölabfluß aus dem Niederhalterzylinder (5) sperrendes Rückschlagventil (22) zwischengeschaltet ist.