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Steuereinrichtung zur selbsttätigen Einstellung des vorgesehenen Schneidwinkels
an Blechscheren Es ist allgemein bekannt, daß zum Unterteilen von Blechen mittels
Blechscheren der Kraftbedarf für die Blechschere verhältnismäßig niedrig gehalten
werden kann, wenn der Schneidwinkel der Scherenmesser auf die Stärke der zu schneidenden
Bleche abgestimmt ist. Bei größeren Blechstärken ist ein größerer und bei kleineren
Blechstärken ein kleinerer Schneidwinkel notwendig.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Blechscheren mit einem schwenkbaren
Messerbalken auszurüsten, um für Bleche der verschiedensten Stärkenabmessungen den
jeweils günstigsten Schneidwinkel einstellen zu können. Eine Forderung bei diesen
Blechscheren besteht darin, daß die Scherenmesser einerseits vor dem Schnitt einen
für das Einführen auch der dicksten zu schneidenden Bleche genügend großen Abstand
voneinander einnehmen, andererseits aber bis zum Beginn des Trennschnittes nur eine
möglichst kurze Strecke zu durchlaufen haben. Man hat daher Blechscheren geschaffen,
bei denen die beiden Messer in der Ruhestellung eine zueinander parallele Lage einnehmen
und bei Einleitung jedes Scherenschnittes eines der Messer zunächst aus den erforderlichen
Schneidwinkel geneigt und sodann zum Schnitt geführt wird. Bei einer bekannten,
mechanisch angetriebenen Blechschere dieser Bauart finden für die Erzeugung der
Schneidbewegung zwei Kurbeltriebe Verwendung, deren die gleiche Umlaufgeschwindigkeit
aufweisende Antriebskurbeln so phasenverschoben umlaufen, daß zu Beginn jedes Schnitthubes
der Messerbalken zunächst meine Neigungslage gegenüber dem zu schneidenden Blech
gebracht und dann zum Schnitt geführt wird. Bei dieser Scherenbauart sind Schneidwinkeländerungen
durch Änderungen der Phasenverschiebung zwischen den beiden Antriebskurbeln nur
unter Verwendung komplizierter Hilfsmittel möglich, weil die beiden Antriebskurbeln
für den Scherenbetrieb in kraft- und formschlüssiger Antriebsverbindung gehalten
werden müssen. Um bei Änderung der Phasenlage zwischen den beiden Antriebskurbeln
die Parallellage der beiden Scherenmesser zueinander zumindest in ihrer Ruhelage
zu sichern, ist es außerdem notwendig, bei jeder Schneidwinkeländerung auch eine
Längenänderung der den Messerbalken mit den Antriebskurbeln verbindenden Kurbelstangen
vorzunehmen. Eine solche Scherenart arbeitet somit bei dauernd wechselnder Stärke
der zu schneidenden Bleche unwirtschaftlich.
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Auch hydraulisch betriebene Blechscheren mit für die Schneidwinkeländerung
neigungseinstellbaren Messern sind bekanntgeworden. Eine bekannte Ausführungsform
solcher hydraulisch betriebener Blechscheren ist mit zwei doppeltwirkenden Schneidzylindern
für die Ausführung des Schneidhubes und einem Hilfszylinder für die Einstellung
des jeweiligen Schneidwinkels ausgerüstet. Mit Hilfe einer Tastersteuerung wird
in Abhängigkeit von der Stärke des jeweils in die Schere eingeführten Bleches dem
Hilfszylinder Arbeitsmittel zugeführt, wodurch dann eine Neigungsverstellung des
Messers erfolgt. Bei Erreichen der vorbestimmten Neigungslage wird durch das Messer
eine Steuerung betätigt, mit deren Hilfe den beiden Arbeitszylindern Druckmittel
zugeführt und dadurch der Schnitthub ausgelöst wird. Diese Blechschere benötigt
einen erheblichen Antriebs- und Steuerungsaufwand und ist daher störungsanfällig
und teuer in der Herstellung.
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Bei einer weiteren hydraulisch betriebenen Blechschere kommt zwar
der Hilfszylinder für die Einstellung des Schneidwinkels in Wegfall. Dafür werden
aber die in Folgeschaltung miteinander verbundenen Zylinder zur Neigungsverstellung
des Messers in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, während anschließend zur
Durchführung des Schnittes auf Parallelbewegung umgeschaltet wird. Auch diese Steuerungsart
erfordert einen erheblichen Aufwand an Steuermitteln und bringt außerdem den Nachteil
mit sich, daß ein unmittelbarer übergang von der Neigungsverstellung auf die Schnittbewegung
des Messers wegen der erforderlichen Umsteuerzeit nicht möglich ist.
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Die Erfindung soll die vorstehenden, genannten Nachteile vermeiden.
Sie geht demnach aus von einer Steuerungseinrichtung zur selbsttätigen Einstellung
des vorgesehenen Schneidwinkels an Blechscheren, die auf die beiden Antriebseinrichtungen
des durch Gleitstücke am Scherengestell geführten, schwenkbaren Obermesserträgers
einwirkt und durch Einschaltung der einen dieser beiden Antriebseinrichtungen
vor
dem eigentlichen Schneidhub den Obermesserträger in die dem vorgesehenen Schneidwinkel
entsprechende Lage schwenkt. Es wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine am
Scherenständer angeordnete Schaltwalze mit mehreren Schaltnockenreihen zu verwenden,
die durch einen Zahnkranz mit einer am Gleitstück des Obermesserträgers befestigten
Zahnstange in Verbindung steht, und von den Schaltnocken beeinfiußte und in ihrer
Lage zu diesen einstellbare Schalter vorzusehen.
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Findet eine solche Steuereinrichtung an hydraulischen Scheren mit
den Obermesserträger bewegenden doppeltwirkenden Kolbenzylindereinheiten und den
Zu- und Abfluß des Druckmittel beeinflussenden Ventilen Anwendung, so wird nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Schaltnockenreihen der
Schaltwalze in vorgegebener Zeitfolge die Ventile steuern.
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Wird dagegen die Steuereinrichtung an mechanisch angetriebenen Scheren
mit den Obermesserträger bewegenden Kurbeltrieben verwendet, so hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, jedem Kurbeltrieb einen gesonderten Antriebsmotor zuzuordnen
und eine zur Erzielung des Gleichlaufes der Antriebsmotoren zwischen diesen angeordnete
Schaltkupplung vorzusehen, wobei die Schaltnockenreihen der Schaltwalze sowohl das
Einschalten der Antriebsmotoren als auch das Ein- und Ausrücken der Schaltkupplung
in vorgegebener Zeitfolge steuern. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt
das Verhältnis der Kurbelradien der Kurbeltriebe etwa 3 : 4. Dabei sind die Drehzahlen
beider Kurbeltriebe etwa umgekehrt proportional.
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Zur relativen Verstellung von Schaltnockenreihen und Schaltern kann
ein Servomotor vorgesehen sein, der in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von
der gemessenen Blechstärke gesteuert ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 eine hydraulisch betriebene Schere in der Ruhestellung,
F i g. 2 die Schere gemäß F i g. 1 mit neigungsverstelltem Obermesser bei Beginn
des Schneidhubes und F i g. 3 und 4 eine. Schere, bei der für die Bewegung des Obermesserträgers
Kurbeltriebe vorgesehen sind.
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Der Obermesserträger 1 der Schere ist außer mit dem oberen Längsmesser
2 noch mit einem oberen Quermesser 3 bestückt. Gemäß F i g. 1 und 2 ist der Obermesserträger
1 mit den Kolbenstangen 4 und 5 gelenkig verbunden, die mit doppeltwirkenden Kolben
4 a, 5 a in den Zylindern 4 b, 5 b gekuppelt sind. Der Obermesserträger
1 ist an dem Ende, an welchem das Quermesser 3 sitzt, mit einem schwalbenschwanzartigen
Ansatz 6 versehen, der in einer entsprechenden Führung 6a des am Ständer
7 höhenverstellbar a -erten Gleitstücks 8 sitzt. Die Führung 6a verla.,
läuft, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, in einem Halbkreis. Mit 2a ist
das untere Längsmesser und mit 3 a das untere Quermesser der Schere bezeichnet.
Mit dem Gleitstück 8a ist der Obermesserträger 1 in nicht dargestellter Weise gelenkig
verbunden. Für die Inbetriebsetzung der in F i g. 1 und 2 dargestellten Schere wird
zunächst das Magnetventil 17 eingeschaltet, wodurch das durch die Leitung 18 zugeführte
Druckmittel über die Leitung 19 in den Zylinder 4 b gelangt und auf den Kolben
4 a einwirkt. Der Kolben 4a wird nach abwärts geschoben und schwenkt damit den Obermesserträger
1 in der Führung 6, 6a an seinem einen Ende nach abwärts. Dabei wird eine
Schaltwalze 12 in Drehung versetzt, die am Ständer 7a gelagert ist und durch einen
Zahnkranz 13 mit einer am Gleitstück 8 a sitzenden Zahnstange 14 im Eingriff steht.
Die Schaltwalze 12 weist mehrere Schaltnockenreihen auf, deren Nocken 15 auf Schalter
16 einwirken, die mit nicht dargestellten Steuermitteln zur Beeinflussung der Antriebe
zusammenwirken. Die Anzahl der Nockenreihen und Schalter kann verschieden groß sein,
so daß bestimmte Schneidwinkel vorgewählt werden können. Sobald Schalter 16 betätigt
wird, d. h., sobald der vorgewählte Schneidwinkel des Obermesserträgers erreicht
ist, wird das Magnetventil 17a so geschaltet, daß das Druckmittel über die Leitungen
18a, 19a auch dem Zylinder 5b zugeführt wird, wodurch dann beide Kolben 4a,
5a gemeinsam nach unten bewegt werden und dem Obermesserträger 1 die Schnittbewegung
aufzwingen. Die Magnetventile 17 und 17a sind so eingerichtet, daß das in den Zylindern
4b, 5b unterhalb der Kolben 4a, 5a befindliche Druckmittel durch die
Leitungen 20 und 20a entweichen kann. Alle Steuerungsvorgänge werden
also in Abhängigkeit von der Bewegung des Obermesserträgers ausgelöst, wobei durch
den Bedienungsmann lediglich der erste Schaltimpuls gegeben zu werden braucht, der
die Betätigung des Ventils 17 und in Folgeschaltung dann alle weiteren Steuerbewegungen
auslöst. Es ist erkennbar, daß die Kolben-Zylinder-Einheit 4a, 4b im Anschluß an
die Schnittwinkeleinstellung für den Obermesserträger praktisch übergangslos, aber
in Verbindung mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 5a, 5b den Schnitthub
hervorbringt.
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Bei der Schere nach F i g. 3 und 4 sind als Verstellmittel für den
Obermesserträger 1 Kurbeltriebe vorgesehen, deren Kurbelscheiben 9,10 als
Schneckenräder ausgebildet sind, die mit den Schnecken 9a, 10 a im Eingriff
stehen, welche auf den Wellen 9 b, 10b von Elektromotoren
9c, 10c angeordnet sind. Die Wellen 9b und 10b sind durch eine Kupplung
11 miteinander kuppelbar. Um das eine Ende des Obermesserträgers 1 beim Einstellen
des Schneidwinkels in einer bestimmten Höhenlage halten zu können, ist hier das
Verhältnis des Kurbelradius für den Kurbeltrieb 10 zu dem des Kurbeltriebes 9 etwa
3 : 4 gewählt. Die Drehzahlen beider Kurbeltriebe 9, 10 verhalten sich hingegen
umgekehrt proportional. Der Steuerungsablauf ist bei der mechanisch betriebenen
Schere nach F i g. 3 und 4 der gleiche wie bei der hydraulisch betriebenen Schere
nach F i g. 1 und 2. Durch die Schaltwalze 12 werden jedoch an Stelle der Magnetventile
17 und 17a nicht dargestellte Schaltschütze für die Motoren 9c,
10c und die Kupplung 11 beeinilußt. Die Steuerung erfolgt dabei solchermaßen,
daß zum eigentlichen Schneidvorgang die Wellen 9 b und 10 b durch
die Kupplung 11 starr miteinander verbunden werden. Wie leicht aus F i g.
3 ersichtlich ist, behält das eine Ende des Obermesserträgers bei der Schneidwinkelverstellung
aus der Winkellage a an die Winkellage mit dem Schneidwinkel a1 seine Höhenlage
annähernd bei. Noch vor Erreichen derEndschneidstellunghaben beide Kurbelarme die
gleiche Winkellage eingenommen, was durch die entsprechend höhere Drehzahl des Kurbeltriebes
10 gegenüber derjenigen des Kurbeltriebes 9 erreicht wird.
Der gewünschte
Schneidwinkel kann in Abhängigkeit von der gemessenen Dicke des Bleches 21 dadurch
selbsttätig eingestellt werden, daß die Schaltwalze mit einem Stellmotor versehen
wird, der die zur Auslösung der Schaltimpulse notwendigen Schaltnockenreihen in
die richtige Winkellage zu den Schaltern 16 bringt oder umgekehrt. Die Dicke des
Bleches 21 kann entweder durch Feintaster oder durch Strahlenmeßgeräte ermittelt
und als Stell- bzw. Regelgröße für den Stellmotor der Schaltwalze eingesetzt werden.
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Ein Verlust an Schneidlänge kann nicht eintreten, weil in beiden Ausführungsbeispielen
die Verstellmittel für den Obermesserträger so steuerbar sind, daß das Obermesser
nach beendetem Schnitt annähernd parallel zum Untermesser liegt.
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Bei beiden Ausführungsarten kann der freie Durchgang zwischen den
Messern im Ruhezustand verringert werden. Bei der elektrisch angetriebenen Schere
führen in diesem Fall die Kurbelwellen nur Pendelbewegungen um ihre untere Totpunktlage
aus.