-
Blockschere mit gegenläufig bewegbaren oberen und unteren Messerträgern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockschere mit gegenläufig bewegbaren oberen
und unteren Messerträgern, bei der ein relativ zu dem oberen Messerträger in Richtung
auf das Schneidgut bewegbares Tastorgan mit Hilfe einer Druckmittelsteuerung das
Festhalten des Obermesserträgers dicht über der Schneidgutoberseite bewirkt und
der Untermesserträger anschließend eine aufwärts gerichtete Schneidbewegung durchführt.
-
Bei Blockscheren der zuvor gekennzeichneten Art ist es wichtig, daß
der Obermesserträger beim Herunterfahren in kurzem Abstand oberhalb des Schneidgutes
weich abgebremst wird, während der Untermesserträger sich abhebt und den Schnitt
ausführt. Infolge des Spiels der Antriebsmechanik kommt es bei derartigen Scheren
häufig vor, daß das Obermesser beim Herunterfahren gegen das Schneidgut schlägt
und auf diese Weise plötzlich in seiner Bewegung gestoppt wird, so daß der Scherenmechanismus
und die Hydraulik stoßartig belastet werden. Darüber hinaus werden auch die Rollen
des Rollengangs beim Aufprallen des Obermessers auf das Schneidgut nachteilig belastet.
-
Es ist bereits eine Blockschere bekanntgeworden, bei der Obermesserträger
und Untermesserträger beim Schneiden vertikal gegeneinander und wieder voneinander
bewegt werden. Bei dieser Ausführung ist die Antriebswelle, die über elastische
Kupplungen mit einer Kraftquelle verbunden ist, im Untermesserträger gelagert und
treibt ein Exzenterpaar an. Diese Exzenter lagern in den unteren Teilen von Pleuelstangen,
die mit ihren oberen Teilen am Obermesserträger angelenkt sind.
-
Da diese Vorrichtung einschließlich der beiden Messerträger infolge
ihres Eigengewichtes zur Abwärtsbewegung neigt, bringt der erste Abschnitt der Drehbewegung
der Exzenter den Obermesserträger nach unten und in Berührung mit dem Schneidgut.
Die weitere Drehung der Exzenter bewirkt, daß diese auf die Pleuelstangen eine nach
abwärts gerichtete Zugkraft ausüben. Da sich die Pleuelstangen jedoch nicht abwärts
bewegen können, weil das Obermesser mit seiner Schneidkante auf dem Block ruht,
wird die Drehbewegung der Exzenter in umgekehrter Richtung wirksam und zwingt das
Untermesser zu einer Aufwärtsbewegung, derzufolge das Schneidgut durchtrennt wird.
Zur teilweisen Ausbalancierung des Gewichtes von Ober- und Untermesserträger dienen
besondere Gegengewichte.
-
Derartige Scherentypen werden vornehmlich in der Stahlindustrie zum
Schneiden von Blöcken, Knüppeln, Brammen, Stäben oder dergleichen verwendet, und
zwar sowohl zum Warm- als auch zum Kaltschneiden.
-
Es ist auch bereits ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung des Obermesserträgers
bekanntgeworden, bei dem vorwählbare Schlußsteuerventile in der hydraulischen Ausbalancierung
verwendet werden; doch ist die Einstellung dieser Ventile außerordentlich schwierig,
und für jede Schneidgutstärke muß eine besondere Neueinstellung gewählt werden.
Weiterhin ist es bekannt, an Blockscheren mit gegenläufig bewegbaren Ober- und Untermesserträgern
ein relativ zum Obermesserträger in Richtung auf das Schneidgut bewegbares Tastorgan
vorzusehen, dessen Relativbewegung mit Hilfe einer Druckmittelsteuerung bewirkt,
daß der Obermesserträger in einer Stellung dicht oberhalb der Schneidgutoberseite
festgehalten wird und der Untermesserträger anschließend eine aufwärts gerichtete
Schneidbewegung durchführt.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Blockschere
mit einem Tastorgan zu entwickeln, das unabhängig von der jeweiligen Schneiddicke
nicht nur das Festhalten des Obermesserträgers dicht oberhalb der Schneidgutoberseite
automatisch bewirkt, sondern auch zu einer wesentlichen Verbesserung des Schneidvorganges
führt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß das Tastorgan
gleichzeitig als Stoßfänger und Niederhalter für das Schneidgut während der Schneidbewegung
des Untermessers und als Abstreifer
für das Schneidgutende bei
der Rückbewegung des Untermessers in seine Ausgangslage ausgebildet wird.
-
Des weiteren besteht die Erfindung darin, eine Blockschere mit einem
über Zugstangen und Exzenterpaare am Obermesserträger aasgelenkten Untermesserträger
und druckmittelbetätigten Hubmotoren als Ausbalancierung für den Obermesserträger
derart auszubilden, daß auf dem Obermesserträger ein Doppelhebel um eine Achse drehbar
gelagert ist, an dessen einem Arm ein ebenfalls auf dem Obermesser aasgelenkter
Kolben-Zylinder-Stoßdämpfer angreift und an dessen anderem Arm ein Hubmotor aasgelenkt
ist, der an einem auf der Schwenkachse des Doppelhebels lagernden Hilfshebel angreift,
an dessen freiem Ende der im Obermesserträger längsbeweglich geführte Taststempel
aasgelenkt ist, und die Schwenkbewegung des Hilfshebels in bezug auf den freien
Arm des Doppelhebels und in bezug auf den Obermesserträger durch Anschläge begrenzt
ist, wobei ein durch die Richtung der Schwenkbewegung des Hilfshebels um die Achse
beeinflußtes Ventil das Ein-bzw. Ausschalten der Hubmotoren der Ausbalancierung
steuert.
-
Bei einer in dieser Weise erfindungsgemäß ausgebildeten Schere bewegt
sich der Taststempel relativ zum Obermesserträger derart, daß er diesem bei dessen
Bewegung in Richtung auf das Schneidgut hin vorauseilt und nach seinem Auftreffen
auf die Schneidgutoberfläche die weitere Bewegung des Obermesserträgers auf hydraulischem
Wege kurz oberhalb der Schneidgutoberfläche abbremst. Des weiteren drückt der jetzt
als Niederhalter fungierende Taststempel das Schneidgut auf das Untermesser und
ermöglicht auf diese Weise eine wesentliche Verbesserung des Schnittes, wobei er
nach vollendetem Schnitt, sollte der Restteil des Schneidgutes am Obermesser festhaften,
was häufig der Fall ist, das festhaftende Schneidgut vom Obermesser abstreift.
-
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird
die Erfindung des näheren erläutert. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 den Grundriß
einer Schere, in F i g. 2 die Vorderansicht, teilweise im Schnitt durch die Ebene
11-II der F i g. 1, in F i g. 3 einen Querschnitt durch die Ebene HI-IIl der F i
g. 2 in vergrößertem Maßstab und in F i g. 4 bis 8, basierend auf dem Schnitt durch
F i g. 3, die verschiedenen Betriebsstufen der Schere in schematischer Darstellung.
-
Der Rahmen 10 ist mit einem Paar Führungen 11 ausgestattet, in denen
der Obermesserträger 12 vertikal geführt wird. Der Obermesserträger selbst weist
ein Paar Führungen 13 auf, in denen der Untermesserträger 14 ebenfalls vertikal
geführt ist. Auf dem Obermesserträger ist ein Messer 15 und auf dem Untermesserträger
ein entsprechendes Messer 16 befestigt.
-
Eine Hauptantriebswelle 17 ist im Unterteil des Untermesserträgers
14 drehbar gelagert, wobei sie außerhalb des Untermesserträgers 14 an jeder Seite
einen Exzenter 18 aufweist. Das Antriebsende 19 der Welle 17 läuft in ein Kupplungselement
20 aus, welches einen Teil der gelenkigen Hauptwelle bildet. Eine gelenkige Hauptwelle
ist deswegen erforderlich, um eine Vertikalbewegung der Antriebswelle 17 zu ermöglichen.
Die obere Welle 21 ist in dem Obermesserträger 12 drehbar gelagert und ragt mit
ihren Enden nach außen über den Obermesserträger hinaus. Jedes der überstehenden
Enden ist über eine Pleuelstange 22, die sich an ihrem unteren Ende zu einem Auge
23 verdickt, mit dem entsprechenden Exzenter 18 verbunden.
-
Während des Beginns der Drehbewegung der Hauptantriebswelle 17 fährt
der Obermesserträger infolge des Eigengewichtes der miteinander verbundenen Ober-
und Untermesserträger nach unten. Die weitere Drehbewegung der Exzenter 18 führt
zu einer auf die Pleuelstangen 22 wirkenden Zugkraft, die aber, da die obere Welle
21 jetzt infolge Wirksamwerdens des Tastorgans sich in einer festen Lage in bezug
auf das Schneidgut befindet, zu einer Aufwärtsbewegung des Untermesserträgers und
damit zum Schnitt führt. An Stelle der bei den bekannten Scheren benutzten Gegengewichte
sind bei der erfindungsgemäßen Schere Zylinder zur hydraulischen Ausbalancierung
vorgesehen, die teilweise das Gewicht der Messerträger ausbalancieren. Diese Funktion
erfüllen die Zylinder 24 an jeder Seite des Obermesserträgers und die Zylinder 25
an jeder Seite des unteren Messerträgers.
-
Der Taststempel 26 (F i g. 2 und_ 4), weist eine Druckplatte 27 auf
und ist in Führungen 28, die im Untermesserträger angeordnet sind, vertikal beweglich.
Die Aufwärtsbewegung des Taststempels wird durch den Hydraulikzylinder 29 und dessen
zugehörige Teile in der Weise abgefangen, daß der Doppelhebel 30 zwischen seinen
freien Enden auf einer auf dem oberen Messerträger angebrachten Schwenkachse 31
gelagert ist, wobei der eine Arm des Doppelhebels 30 gelenkig mit der Stoßstange
32 des Zylinders verbunden ist. Das obere Ende des Taststempels 26 ist gelenkig
mit dem anderen Arm des Doppelhebels 30 verbunden. Auf diese Weise wird der Taststempel
in die Lage versetzt, das Schneidgut festzuhalten, sobald dieses gegen das Obermesser
gestoßen und auf diese Weise das Schneidgut auf dem Untermesserträger festgeklemmt
wird, wobei durch diese Klemmwirkung der Schnitt verbessert und das zu schneidende
Gut nach vollzogenem Schnitt vom Obermesserträger abgestreift wird.
-
Der Taststempel 26 dient neben den beiden zuvor beschriebenen Funktionen
auch der genauen Voreinstellung des Obermesserträgers in bezug auf das Schneidgut,
d. h., er betätigt bei seiner ersten Berührung mit dem Schneidgut den Steuermechanismus,
der den Obermesserträger automatisch in einen bestimmten Abstand zum Schneidgüt
bringt.
-
Ein Hilfshebel 33 ist mit einem Ende koaxial zur Schwenkachse 31 gelagert
und mit seinem anderen Ende mittels eines Zapfengelenkes 34 mit dem oberen Ende
des Tastenstempels 26 verbunden. Bei 36 ist ein hydraulischer Hubmotor 35 an dem
Doppelhebel 30 aasgelenkt. Das untere Ende seiner Schubstange 37 ist bei 38 gelenkig
mit dem Hilfshebel 33 verbunden. Somit hat die senkrechte Auf-und Abbewegung der
Schubstange 37 eine Schwenkung des Hilfshebels 33 um die Schwenkachse 31 und damit
eine vertikale Auf- und Abwärtsbewegung des Taststempels 36 zur Folge.
-
Das Ende des Hilfshebels 33, das um die Schwenkachse 31 dreht, steht
in gelenkiger Verbindung mit einem Steuerventil 39 (F i g. 1 und 2), das seinerseits
eine begrenzte Kontrolle über die senkrechte Bewegung des Obermessers ausübt. Die
Verbindung zwischen dem Hilfshebel 33 und dem Steuerventil 39
wird
über eine Welle 40 hergestellt, die an einem Ende mittels einer elastischen Kupplung
41 und einem Zapfen 41 a mit dem Hilfshebel 33 verbunden ist. Das andere Ende der
Welle 40 ist mittels einer weiteren elastischen Kupplung 42 mit einem Zapfen 43
verbunden, der in einem im Rahmen befestigten Lager 44 gelagert ist.
-
Am äußeren Ende des Zapfens 43 ist ein Hebel 45 befestigt, dessen
freies Ende gelenkig mit einer Stoßstange 46 verbunden ist, die vertikal in einer
am Rahmen angeordneten Führung 47 gleitet und mit ihrem unteren Ende den Stößel
48 des Steuerventils 39 in der nachfolgend beschriebenen Weise (F i g. 4 bis 8)
betätigt.
-
Das Schneidgut 49 läuft über Rollen 50 in Pfeilrichtung in die in
Ruhestellung befindliche Schere, deren verschiedene Teile sich in folgender Lage
befinden: a) Die Messerträger sind in der vollständig geöffneten Stellung.
-
b) Die Stoßstange 32 des Hydraulikzylinders 29 ist in voll ausgefahrener
Stellung.
-
c) Der Hubmotor 35 drückt den Hilfshebel 33 aufwärts gegen den Doppelhebel
30.
-
d) Die Unterkante der Druckplatte 27 liegt in einer Ebene mit der
Unterkante des Obermessers.
-
e) Das Steuerventil 39 ist in geschlossener Stellung, wie in F i g.
3 gezeigt (durch Feder in geschlossener Stellung gehalten). Das Schneidgut läuft
so lange frei in Pfeilrichtung durch die Schere, bis der Schneidvorgang durch Betätigung
eines Bedienungsknopfes ausgelöst wird. Die Auslösung hat zur Folge, daß die Druckflüssigkeit
aus dem Hubmotor 35 ausströmt und infolgedessen der Hilfshebel 33 herabfallen
kann, bis ein Anschlag 51, der sich am Hilfshebel 33 befindet, einen weiteren Anschlag
52 berührt, der am Obermesserträger 12 befestigt ist. Die Abwärtsbewegung des äußeren
Endes des Hilfshebels 33 gestattet dem Taststempel 26, relativ zum Obermesserträger
12 herunterzugehen, bis die Teile die in F i g. 5 dargestellte Lage zueinander erreichen.
Das Ausmaß des Weges der Abwärtsbewegung des Taststempels 26 wird durch die Einstellung
der Anschläge 51 und 52 bestimmt; es kann beispielsweise etwa 90 mm betragen. Die
Stellung des Taststempels 26 nach seiner Abwärtsbewegung bezeichnet man als »Taststellung«,
weil der Stempel in dieser Stellung über die Unterkante des Obermessers 15 herausragt
und damit in der Lage ist, als Taster für das genaue Einstellen des Obermesserträgers
12 zu dienen.
-
Während sich der Hilfshebel 33 herunterbewegt, bewirkt er gleichzeitig
eine entsprechende Drehbewegung der Steuerwelle 40 im Uhrzeigersinn. Diese Drehbewegung
der Steuerwelle 40 drückt den Hebelarm 45 und die Stoßstange 46 nach abwärts und
bringt diese in Berührung mit dem Stößel des Steuerventils 39. Auf diese Weise wird
das Steuerventil 39 geöffnet, wodurch die Druckflüssigkeit aus dem oberen Ausbalancierungszylinder
24 ausströmen und so der obere Messerträger 12 mit dem Taststempel 26 in seine untere
Lage herabgehen kann. Der Obermesserträger führt diese Abwärtsbewegung weiter fort,
bis die Unterseite der Stempeldruckplatte 27 in Berührung mit der Schneidgutoberfläche
gekommen ist (F i g. 6).
-
Nachdem, ungeachtet der jeweiligen Dicke des Schneidgutes, die Unterseite
der Druckplatte 27 das Schneidgut berührt, setzt der Obermesserträger seine Abwärtsbewegung
fort. Diese Abwärtsbewegung des Obermesserträgers 12, während der der Taststempel
26 sich in Ruhe befindet, verursacht eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende
Bewegung des um die Schwenkachse 31 sich drehenden Endes des Hilfshebels 33. Diese
Bewegung hat wiederum eine Drehung der Steuerwelle 40 und des Hebelarmes 45, ebenfalls
entgegen dem Uhrzeigersinn, zur Folge, so daß die Stoßstange 46 außer Berührung
mit dem Stößel des Steuerventils 39 kommt (F i g. 2). Dadurch wird das Steuerventil
39 automatisch durch eine Feder geschlossen, so daß das Ausströmen der Druckflüssigkeit
aus den Ausbalancierungszylindern 24 und mithin die Abwärtsbewegung des Obermesserträgers
12 beendet wird (F i g. 7), wobei sich das Obermesser kurz oberhalb des in der Schere
liegenden Schneidgutes befindet.
-
Beim Ausführungsbeispiel, bei dem der Taststempel 26 eine Abwärtsbewegung
von etwa 90 mm durchführte, konnte der Obermesserträger noch etwa 6 mm aus der Lage
nach F i g. 6 in die Stellung nach F i g. 7 heruntergehen, wonach sich der Abstand
zwischen Obermesser und Schnittgutoberfläche auf etwa 12 mm verringerte.
-
In Fortsetzung des Schneidvorganges bewegt sich der Untermesserträger
14 jetzt aufwärts aus der in F i g. 7 dargestellten Lage zum Scherhub. Während des
ersten Teiles dieser Aufwärtsbewegung stößt der Untermesserträger das Schneidgut
aufwärts, bewegt den Taststempel26 ebenfalls aufwärts und bewirkt, daß der Anschlag
53 am Hilfshebel 33 auf den Anschlag 54 am Doppelhebel 30 einwirkt, und kippt den
Doppelhebel 30 in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß die Stoßstange
32 in dem Hydraulikzylinder 29 herabgedrückt wird. Im Rahmen dieser Bewegung fangen
der Taststempel 26 und der Hydraulikzylinder 29 den Stoß zu Beginn der Schneidbewegung
auf.
-
Während der weiteren Aufwärtsbewegung des Untermessers 16 wird der
Schnitt vollendet, wobei sich das Untermesser 16 über die Unterkante des Obermessers
15 hinaus bewegt und der Taststempel 26 noch weiter nach oben gegen den federnden
Widerstand des Hydraulikzylinders 29 gedrückt wird (F i g. 8).
-
Nach Beendigung des Scherhubes wird das abgeschnittene Teil 49a des
Schneidgutes abgeschoben. Während sich die beiden Messerträger wieder voneinander
entfernen und alle Teile in die Ruhestellung gemäß F i g. 4 zurückkehren, dient
der Taststempel 26 dazu, den Restteil des Schneidgutes vom oberen Messerträger zu
streifen.
-
Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß der Taststempel
26 mehrere Funktionen ausübt; er dient anfänglich als »Taster« und stellt automatisch
die Lage des Obermesserträgers in bezug auf das Schneidgut ein, während des Schneidhubes
dient er als Stoßfänger und Niederhalter für das auf dem unteren Messerträger befindliche
Schneidgut, und nach vollzogenem Schnitt streift er das Schneidgut bei der Rückbewegung
des Untermesserträgers in dessen untere Ausgangslage vom Obermesser ab.