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Zweitromrnelschexe zum Schneiden von laufendem Walzgut Die Erfindung
bezieht sich auf eine Zweitrommelschere zürn Schneiden vors laufendem Walzgut mit
einem in mindestens einer Messertrommel in Schnittrichtung verschiebbar geführtem
Schermesser.
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Bei Zweitxommelscheren herkömmlicher Bauart wird das zu schneidende
Walzgut zwischen zwei Messertrommeln hindurchgeführt, die an ihrem Umfang je ein
starr gehaltenes Schermesser tragen. Beide Seliermeger kommeu infolge der Drehung
der- MesscrtrQmmelii miteinander in Eingriff und durchschneiden dabei das Walzgut,
Da die Schermesser in verhältnismäßig starker Schräglage bereits mit dem Walzgut
in Berührung kommen, setzt der Schneidvorgang schon ein, bevor sich. die .Schermesser
in einer für einen sauberen $chnxtt ausreichend angenäherten Lage befinden, d. h.
einander annähernd gegenüberstehen, Die Schermesser treffen somit in verhältnismäßig
starker Schräglage auf das Wälzgut auf, so daß es plötzlich zu einer beträchtlichen
Belastung der Schneidkanten kommt. Auch ist in dieser B.etriebsphasp ein hohes Trommeldrehmoment,
d. h. eine große Motorleistwg erforderlich. Bei derartig arbeitenden Solieren ergibt
sieh eine schräg zur Walzgutachse verlaufende, deformierte Trenafläehe. Eine solche
Schere eignet sich somit nur zum Schnee-.. deri von Materialdicken bis. maximal
etwa 25 mm. An beiden. Schermessern wird eine Schgittkraftkom, pqneinte in Durchlaufrichtung
des Walzgutes wirksam, die siele als zusätzliche: Lagerbelastung irr den Trommellagerungen
auswirkt und eine Vergrößerung dor aufzubringenden Schnittarbeit mit, sich bringt.
Nach SCWttausfübrung kann es leicht au Stauungen des nachfolgenden Walzgutes vor
den Schermessern kommen" weil die beiden Schermesser sich auch nach Schnittamfkhrung
noch iibmsohneiden Lind nicht gleich außer Eingriff kommen und die Geschwindigkeitskomponente
keitskomponente der Messertrommeln in Durchlauf:, riclitung des Walzgutes nach Schnittausführung
klei, ner wird. Deshalb niiissen die Messertrommeln meist mit etwas größerer UrnfangsgeAchwinchgket
als das Walzgut bewegt werden, Besonders aufwendig werden die herkömzrrlichen Zweitxommelscheren
dadurch, daß die Schnittlänge abhängig von der Drehzahl der Messertrormnein ist.
Uri; die geforderten Schnittlängen einzuhalten, werden diese Scheren deshalb zum
Teil periodisch betxiebeR, und nur für einen. Schnitt kurz beschleunigt und nach
Schnittausführung wieder stillgesetzt., aas erfordert jedoch, insbesondere bei hohen
Walzgutgeschwindigkeiten, starke> Antriebsmotorm nie großer Leistmgsaufhahme: Außerdem
wird die je Zeiteinheit mögliche Schnittzahl durch; die. Daue der Inbetriebsetzung
und durch die Stillsetzungszeit des Elektromotors, der die Schere antreibt, bestimmt.
Um eine minimale reit für die Beschleunigung der Messer zu erzielen und damit auch
kleine Längen schneiden zu können, muß das Schwungmoment der angetriebenen Teile
möglichst klein gehalten werden. Da die Schnittlängen gleich sein sollen, müssen
auch die Zeiterz für die Beschleunigung der Messer bis zum Beginn des Schnittes
genau bestimmt sein. Dies erfordert stabile Anlaßeigenr schäften des Antriebsmotors
und eine genau bestimmte Lage der Schermesser vor Beginn ihrer Beschleunigung.
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Es ist bereits bekannt, zur Behebung dieser Schwierigkeiten die Schermesser
oder die zugehörigen Messerhalter radial beweglich in den Messertromnxeln zu lagern
und über ein von hydraulischen oder pneumatischen Arbeitskolben betätigtes Kniehebelsysten.
zurrt gewünschten Schnittzeitpunkt aus den Messertrommeln auszufahren (Patentschriften
Nr. 23 783 und 25 866 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in
Ost-Berlin). Ferner ist es bekannt, die radial in der Messertrommel geführten Schermesser
oder Messerhalter über innerhalb der Messertrommel exzentrisch gelagerte Schwinghebel
zu betätigen (deutsehePatentschrift47140.7, österreichische Patentschrift I81,484).
Dadurch wird ein ungestörter Hochlauf der Messertrommeln erreicht; wonach die Schermesser
innerhalb kürzester Zeit zu einem gewünschten Zeitpunkt zum Schnitt gebracht werden
können. Indes, ist auch bei diesen Scheren die radiale Ausfahrgeschwindigkelt der
Schermesser infolge der Massenträgheit des anhängenden Antriebslxebelsystems noch
verhältnismäßig eng begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schere zu schaffen,
die auch noch bei extrem hoher Durchlauigeschwindigkeit des Walzgutes ein betriebssicheres
und
sauberes Arbeiten unter Vermeidung aufwendig bauender--Steuen und Antriebselemente
gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Zweitrommelschere der eingangs
charakterisierten Art dadurch erreicht, daß das Schermesser zur -Erzeugung der Schnittkraft
mit einer, an sich bekannten hydroeiekirischenHochenergieumformungseinrichtung.über
einen mit den Schock- öder - Druck`vellen beaufschlagbaren Kolben: in Wirkverbindung
steht- -Zweckmäßig ist der Kolben in an sich bekannter Weise mit einer Rückstelleinrichtung-verbunden.
Bei der erfindungsgemäßen Schere wird die Schnittbewegung in kürzester.Zeit durchgeführt,-so
daß._es-nichtzu Stauungen des Walzgutes vor den Messern kommen kann und ein sauberer
Schnitt ausgeführt wird. Die Schnittärbeitwird somit allein durch die Schock-oder
Druckwellen geleistet. Dadurch wird eine erhebliche Verkleinerung des elektrischen
Antriebes der-_Messertrommeln--erzielt. Unmittelbar nach- der Schnittausführung
wird der Kolben durch die Rück stelleinrichtung in seine Ausgangsstellung eingezogen,
so daß das Walzgut in Dürchlaufrichtung-freigegeben wird und Stauungen: nicht entstehen
können. - Eine erhebliche Antriebsvereinfachung erzielt man auch,. wenn die die
Schermesser tragenden Messertrommeln antriebsmäßig miteinander und mit einem Hubzylinder
verbunden sind,-'der- zumindest eine 1VIesierttommel in den bzw:-aüs-dem: S:dhnittbereich
verschwenkt, wobei der-Arbeitshub..des-Hubzylinders--in-Abhängigkeit vom Schnittzeitpunkt-
der Schermesser erfolgt. Die Schwenkbewegung eitler- Messertrommel kann aber auch
durch .die .Schubkraft des Walzgutes er-: folgen, so daß das zugehörige 'Schermesser
nicht un mittelbar 'nach Schnittausführung eingezogen -werden; niuß und das zweite'lV@Iesser
als feststehendes: Messei ausgeführt werden kann: Die Schere wird vorteilhaft, so
betrieben, daß bei durchlaufenden Trommelmund. eingefahrenem- Schermesser der Steuerimpuls
-zum Ausfahren des Schermessers bei in größter Annähd-_ rang befindlichen und in
einer- Fluchtlinie liegenden. Schermessern erteilt wird. - -Durch-diese Arbe'jt,smethode
erreicht man, daß rin, Gegensatz zu periodisch betriebenen Scheren beim.
Antrieb der Messertrommeln- ein. Elektromotor ,mit weniger stabilen Anlaßeigenschaften
=und -geringerer: Leistungsaufnahme verwendet werden kann.-- ' Die Schere kann .auch
so betrieben werden, daß. bei vor dem Schnitt stillstehenden Messertrommeln die
Schermesser in- einer Fluchtlinie einander gegenüberstehen und- die -Messertrommeln
mit - Schnittausführung der-,Schermesser-entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit
des Walzgutes'mittels eines-Kraftgerätes geschwenkt werden.
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Somit kann der.Sclinitt unmittelbar aus der'Ruhestellung der beiden-
Messertrommeln -ohne vorherige-Beschleunigung derselben unter Ausschaltung
der an den bisher üblichen 2weitrommelscheren durch die, erforderliche Synchronisierung
der Umfangsgeschwindigkeit der Messertrommeln mit der Duzchlaufgeschwindigkeit des
Walzgutes im Augenblick des Schnittes gegebenen- Unsicherheitsfaktoren erfolgen,
so daß der Zeitpunkt des Schnittes genau definiert ist Dadurch wird- erreicht, daß
die bei der Einhaltung der Schnittlängen auftretenden- Ungenauigkeiten auf ein -Kleinstmaß
herabgesetzt- werden, das nur von der Schaltzeit-der Steuerelemente und der bei
Beaufschla-. gung°durch- Schock= oder, Druckwellen sehr großen. B'eschleüiligung
des Schermessers abhängt. Durch die mit Schnittausführung 'erfolgende Schwenkbewegung
der Messertrommeln in Durclilaufrichtung des Walzgutes wird die- bei diesem- Verfahren
auftretende Gefahr von -Stauungen des nachfo@genden.Walzgutes vor den...Scherinessern
vermieden','-so--daß-auch-'be geringer Beschleunigung des Schermessers durch die
Rückstellkraff der freie Durchlauf des Walzgutes nach dem Schnitt gewährleistet
ist.
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Vorteilhafterweise werden nach Schnittausführung mit Hilfe dieses
Verfahrens und nach Verschwenken der Messertrommeln entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit
des Walzgutes die Trommeln bei eingefahrenem-Schermesser mit Hilfe-des Kraftgerätes:
iri ihre Lage mit in nächster,-Stellung befindlichen und in einer Fluchtlinie liegeäden
beiden Schermessern zurückgeschwenkt. . . .. . _.. _ - - _ : _. _.
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Zwei Ausführungsbeispiele der E%firidung@ sind -inder Zeichnung dargestellt.
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F i g. 2 zeigt.- eine Ausführungsform im Schnitt -mitdem Schaltplan
eines Entladungsstrompreises; -F i g. 2- ein weiteres. Ausführungsbeispiel im- Schnitt
mit. dem Schaltplan. des dazugehörigen Entladungsstromkreises, ^ -: . - .- - - -
- - - -. .
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F i g.. 3 die- Messertrommeln mit den Schleifringen. Mit @ 1 ist das.
zu- durchschneidende Walzgut -bezeichnet, das durch einen Treibrollensätz 2 zwischen=
die -Schermesser'3: und 4-'deSchere eikritt und auf der arideren ,Seite--der Schere
auf, einem Rollgang 6 aufliegt. Die--Schermesser 3_ und 4 worden in zwei Messertrommeln
7 und 8 -geführt; die sich beide, wie die Pfeilrichtung arigibt,:lnit koüstanier
Geschwindig-Feit in. einem' Ständer 5 gelagert -drehen'. Das Scher-. messer:3 ist
in: der Messetfrommel'7 mit Hilfe von Beilagen 9' befestigt. Das Schermesser -4-
ist das-Schnittmesser,-das di&@Schnittbewegung ausführt,- und es: bildet baulich
mit dem Kolben 4 a.eine Einheit. Der Kolberi 4 ä ist in "einem> mit Druckmedium,"
beispielsweise Flüssigkeit; gefüllten: Taubraum 10 verschiebbar geführt. -und durch
eine init Hilfe einer Feder 11 und eines" Bolzens 12 -.erzeugten Rüclcstellkräft
--in seiner Ausgangsstellung,:elastisch:.festgelegt. Es ist leicht einzusehen, daß
das, Schermesser 4 auch durch - Gasbeatifschlagurig des Hubraumes 13 in seiner Ausgangsstellung
elAtisch-gehalten werden-könnte. -Soll= ein - Teilschnitt durchgeführt werden, so
wird durch eineu 'Hochspannungsschalter 14 ein Entladungs. stromkreis 15 geschlossen.
Die Schließung des Hoch-' spannungsschalteis 14 wird durch einen.- elektrischen
Impuls hervorgerufen,. der 'von einem (nicht dargestellten) ,Steuersehaltkreiserteilt
wild: Mit Hilfe dieses-Steueiscfialtkreises-und einer- Drehzahlregelung: der. beiden
Messertrommeln 7, 8 kann'- die erforderliche Schnittlänge leicht. geändert und '
genau" eingestellt werden. Nach Schließung des Entladungsstromkreises 15 entlädt
sich ein vorher aufgeladener -Kondensator 16 -über zwei Schleifkontakte :f7.--18
und" Schleifringe B c, 8"b (F-i g. -3), die "von der Trommel Il durch
einen Isolationsring 8 c getrennt sind, über zwei Elektroden 19, 20; -die in jeweils
einer Bohrung -in der _ Trommel 8 befestigt -sind, gegenüber der sie isoliert sind
und-baut auf diese Weise @in' dem Druckmedium des Hubraunies 10 -einen' überschlägweg-
auf:-In der Nähe dieses -überschlagweges wird durch Erhitzen und Verdampfen - eines
- dünnen ` Wasserfadens- ein Plasma 'gebildet; `und zwar 8ö schnell, j daß das umgebende
Druckniediuin>*infolge -seiner Trägheit die Ausdehüung des hochgespannten Plasmas-
behindert,
so daß eine Schock- oder Druckwelle entsteht. Die Schock-
oder Druckwelle schleudert das Schermesser 4 unter großer Beschleunigung gegen das
Walzgut 1, so daß dieses durchschnitten wird. Unmittelbar nach Schnittausführung
wird das Schermesser 4 mit Hilfe einer durch die Feder 11 erzeugten Rückstellkraft
über Bolzen 12 in seine Ausgangsstellung eingezogen. Dieser ganze Vorgang erfolgt
in so kurzer Zeit, daß ein sauberer Schnitt ausgeführt wird, ohne daß die Gefahr
von Quetschungen des Walzgutes besteht. Der nicht gezeigte Steuerstromkreis, der
den Hochspannungsschalter 14 schließt und damit die Schnittbewegung des Schermessers
4 auslöst, ist gegen Entladungen des Schaltimpulses, der die Schnittbewegung auslöst,
in anderen als der in F i g. 1 gezeigten .Schnittstellung gesichert. Der Kondensator
16 wird über einen Transformator 21, der von einer Spannungsquelle U betrieben wird,
für den nächsten Schnitt wieder aufgeladen.
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Die Erfindung kann beispielsweise auch wie in F i g. 2 dargestellt
ausgeführt werden. Der gesamte Aufbau und Betrieb der Schere ist der gleiche wie
in dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel (auch die Positionen in F i g.
2 sind bis auf die unterschiedlichen Teile wie in F i g. 1 bezeichnet) mit dem Unterschied,
daß die Messertrommeln 7, 8 nicht ständig umlaufen, sondern vor dem Schnitt stillstehen
und erst nxit Schnittausführung über ein Kraftgerät - im Ausführungsbeispiel ein
Hubzylinder 22 -entsprechend der Durchlaufgeschwindigkeit des Walzgutes in Walzgutrichtung
um den Winkel 9p, der etwa 45' beträgt, geschwenkt werden. Dies. wird durch Beaufschlagung
des Hubzylinders 22 erreicht, dessen Kolbenstange 23 die Messertrommel 8 über eine
Lasche 24 schwenkt und durch Übertragung dieser Schwenkbewegung mittels Zahnsegmenten
25,26 auch die Trommel ? antreibt. Durch diese Schwenkbewegung der Messertrommeln
7, 8 wird die Schere betriebssicherer, weil selbst dann, wenn zum Beispiel infolge
einer Betriebsstörung das Schermesser 4 nicht schnell genug eingefahren wird, der
ungehinderte Durchlauf des Walzgutes gewährleistet ist. Bei großer Walzgutdicke
ist es auch möglich, die von den Treibrollen 2 im Walzgut erzeugte Schubkraft zum
Schwenken der Messertrommel 8 zu benutzen, indem bei nach Schnittausführung zunächst
noch ausgefahrenem Schermesser 4 das von den Treibrollen 2 nachfolgende Walzgut
mit seiner Schnittfläche über das Schermesser 4 die Messertrommel 8 schwenkt. Das
Schermesser 3 kann in diesem Falle als feststehendes Messer ausgeführt werden.
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Nachdem das Schermesser 4 mittels Feder 11 und Bolzen 12 in seine
Ausgangsstellung zurückgezogen ist, wird die Messertrommel 8 mit dem in ihr geführten
Schermesser 4 und somit auch die über Zahnsegmente 25, 26 gekoppelte Messertrommel
7 einschließlich des Schermessers 3 in Schnittstellung zurückgeschwenkt. Bewegliche
Stromkabel 17a, 18 a verbinden den Entladungsstromkreis 15 mit den Elektroden 19,
20, so daß Trommel 8 und Trommel 7 die erforderlichen Schwenkbewegungen ohne die
Gefahr, daß die Leitungen des Entladungsstromkreises reißen, ausführen können. Die
Schleifringe 8 a, 8 b und der Isolierungsring 8 c sind somit in diesem Ausführungsbeispiel
nicht erforderlich.