DE1427167A1 - Durchlaufende rotierende Schere zum Unterteilen laufenden Walzgutes - Google Patents

Description

• "Durchlaufende rotierende Schere zum Unterteilen laufenden Walzgutes" Die Erfindung behandelt das Problem, laufendes Walzgut mittels einer durchlaufenden rotierenden Schere in weitem Bereich in fallweise verschiedene Längen unterteilen zu können. In einem engen Bereich ist dies stets dadurch möglich, daß man die Umfangsgeschwindigkeit der Messer ändert. Dieses Verfahren findet dort eine Grenze, wo der Unterschied zwischen der Umfangsgeschwindigkeit bzw. der Messergeschwindigkeit beim Schnitt und der Walzgutgeschwindigkeit ein Maß erreicht, bei dem die unvermeidbaren Schläge in der Schere zu groß werden und die Walzgutenden -beispielsweise bei zu langsam laufender Schere die Stabvorderenden - zu sehr gestaucht bzw. verbogen werden. Verschiedene Wege sind schon beschritten worden, um mit durchlaufenden rotierenden Scheren, die ja gegenüber den aus dem Stand anlaufenden Scheren im Hinblick auf die Steuerung bedeutend einfacher sind und darüberhinaus bei großen Walzgeschwindigkeiten allein in Frage kommen, einen gleich großen Spielraum in den möglichen Schnittlängen zu erhalten. Die Erfindung schließt an eine Scherenbauart an, bei der die Messerkreisdurchmesser durch radial verstellbare Messerträger veränderlich sind. Die Drehzahlen der Messerträger sind stufenlos regelbar, unter sich aber stets gleich. Entsprechend den veränderlichen Messerkreisdurchmessern, die ebenfalls unter sich stets gleich sind, sind die Messerwellen in ihrem gegenseitigen Abstand anstellbar. Stellt man einen größeren Messerkreis ein, so ergibt sich ein größerer Messerweg über eine Umdrehung der Messerträger, und somit eine größere Schnittlänge bei gleichbleibender Walzgutgeschwindigkeit, wenn man gleichzeitig und notwendigerweise die größer gewordene Umfangsgeschwindigkeit der Messer durch die Drehzahlregelung wieder auf die gegebene Walzgutgeschwindigkeit zurückführt. Dieses bekannte Prinzip erlaubt aber nur das Unterteilen verschiedener Längen im Bereich"eines konstruktiv möglichen Verhältnisses zwischen den maximal und minimal einstellbaren Messerkreisdurehmessern. Es ist auch bekannt, rotierende durchlaufende Scheren mit unter sich verschiedenen, unveränderlichen Messerkreisdurchmessern zu betreiben. Um gleiche Umfangsgeschwindigkeiten einzustellen, sind die Drehzahlen der Messerwellen auf den Reziprokwert des Verhältnisses der Messerkreisdurchmesser eingestellt. Die Verhältnisse sind so gewählt, däß sich die Messer immer erst nach einer Anzahl von Umdrehungen zum Schnitt treffen. Es werden also zunächst nur große Schnittlängen ermöglicht, die natürlich in den eingangs erwähnten Grenzen durch Variierung der Eingangsdrehzahl etwas verändert werden können. Größere Sprünge zu kleineren Schnittlängen hin werden hingegen durch Einsetzen zusätzlicher Messer erreicht. Bei jedem zusätzlichen Messer wird die zuvor gegebene Schnittlänge halbiert. Es ist aber nicht möglich, durch die Drehzahlregelung die Lücken zwischen den jeweils halbierten Unterteilungslängen zu überdeakeng ohne daß die gegebenen Grenzen hinsichtlich der Schläge in-der Schere und des Anstauchens bzw. Verbiegens von Walzgutenden überschritten werden. Als zulässig sieht man höchstens 25 % Unterschied zwischen der Schnittgeschwindigkeit und der Walzgutgeschwindigkeit an. Es wurde erkannt, daß das eine Prinzip mit den veränderlichen Messerkreisdurchmessern nicht an unter sich gleiche Durchmesser, d.h. nicht an bei jeder Umdrehung zum Schnitt kommende Messer, und daß umgekehrt das andere System mi4veränderlicher Messerzahl nicht an starre Messerkreisdurchmesser gebunden zu sein braucht. Umfangreiche Berechnungen und Untersuchungen gegebener Anwendungsfälle haben ergeben, daß die Kombination beider Systeme bei richtiger Wahl des festen Übersetzungsverhältnisses zwischen den Messerwellen, nämlich auf den eines natürlichen, nicht kürzbaren Bruches (z.B. 5:6, 7:8) eine lückenlose Überdeckung eines theoretisch beliebig großen Bereiches unterschiedlicher Schnittlängen ermöglicht.
• Die Erfindung wird darin gesehen, daß bei einer duchlaufend betriebenen rotierenden Schere mit radial verstellbaren Messerträgern, anstellbaren PIesserwellen und entsprechend der bei verstellten Messern veränderten Umfangsgeschwindigkeit der Messerschneiden veränderlicher Drehzahl der Messerwellen, das Drehzahlverhältnis beider Messerwellen zueinander ungerade, d.h. auf den Wert eines natürlichen, nicht kürzbaren Bruches fest eingestellt ist, die Messerkreisdurohmesser bzw. -umfänge fallweise auf ein dem Reziprokwert entsprechendes Verhältnis eingestellt sind, und daß in an sich bekannter Weise mindestens eine Messertrommel, nämlich die mit der geringeren Drehzahl, mit mehr als einem Messer bestückbar ist, wobei alle Messer verstellbar sind und fallweise gleiche Umfangslängen zwischen sich einschließen.
• Die Messerzahl ist solange nur an einer Messertrommel, nämlich der mit der geringeren Drehzahl, zu erhöhen, wie die größere Zahl (Zähler oder Nenner) des das Drehzahlverhältnis der Messerwellen bestimmenden Bruches, die der anderen Messertrommel zugeordnet ist, durch die Gesamtzahl der Messer der einen Trommel ohne Rest teilbar ist. Anders ausgedrückt soll die größere Zahl ein Mehrfaches von 2, 3 oder 4 sein.
• Mit einer Schere gemäß der Erfindung werden die großen Sprünge in den Unterteilungslängen durch den Einsatz zusätzlicher Messer eingestellt. Die Zwischenlängen werden durch Verändern der Messerkreisdurchmesser und Anpassung der Drehzahlen der Messerwellen an die zum stoßfreien-Schnitt erforderliche Umfangsgeschwindigkeit geschnitten. Selbstverständlich soll nicht ausgeschlossen sein, daß etwa vorhandene kleine Lücken mit einer zulässigen Differenz zwischen Walzgutgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit beschlossen werden. Erfindungsgemäß besteht diese Notwendigkeit jedoch nicht, wenn der maximale Messerkreisdurchmesser eines jeden ih@ssez@ a"pp:-'t s,:? grob ist wie der minimale Messerkreisdurchmesser.
• In vier Zeichnung ist als Ausfü'zrungsbeispiel der Erfindung eine r(tierende Schere für. den Einsatz von maximal zwei T,Z,-#ssern In der oberen und maximal vier Messern in der unteren Messertr#::rncnel dargestellt, und zwar zeien Fig. 1 eine Seitenansicht der Schere nebst Getriebe, Fig. 2 eine Vorderansicht gegen die fliegend ang'eordneten Messertrommeln, Fig. 3 die gleiche Ansicht mit abgenommenen Messertrommeln zur Darstellung der Anstellung der Messerwellen, Fig. reine schematische Darstellung der Antriebselemente, Fig. 5 eine geöffnete untere Messertrommel mit zwei gekreuzten Messerträgerpaaren in Seitenansicht, einen Messerträger in Längsschnitt, Fig. 6 eine Ansicht der Trommel von oben, Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 5, Fig. 8 eine Einzelheit, und Fig. 9 bis 14 verschiedene Einstellmöglichkeiten der Schere in schematischer Darstellung. .Die Schere besteht aus einem Ständerunterteil 1 mit durch Zuganker befestigter Ständerkappe 2, den Messerwellen 3 und 4, die in verstellbaren Einbaustücken 5 und 6 gelagert sind, und den fliegend angeordneten Messertrommeln-7 und B. Die Messerwellen werden über Gelenkspindeln 9 und 10 von einem Getriebe 11 angetrieben. Das Getriebe ist in Abwicklung der Zahnradübersetzungen in Fig. 4 wiedergegeben,- ein vorgeschaltetes stufenloses Getriebe 12 mit einer Bremse 13 und einem Antriebsmotor 14.
• In die obere liessertromr:iel 7 s-lnd r'Y'f_i ndi.ingsgerrläB zwei gegenläufig radial verstellbare, stabförriige- hlesserträ"er 15 luzd 16 eingesetzt, die Messer 15a und 16a. .trar;en. Die untere I,Iesser- -trommel 8 führt zwei sich kreuzende Ivlesr-ertz,äGerpaare i'-(, 18 und 19,20, deren erfindungsgemäße Anordnung aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist und deren Messer mit 17a bis 20a bezeichnet sind. Die@Änderbarkeit der Messerkreisdurchmesser erfordert anstellbare Messerwellen 3 und 4, wie aus Fig. 3 ersichtlich.
• In die Einbaustücke 5 und 6 greifen Paare von Stellklötzen 21,22 bzw. 23,24 ein, die paarweise als gegenläufige Muttern auf vier ortsfesten Stellspindeln 25 sitzen. Die Achsen der Stellspindeln sind in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet. Angetrieben werden die Stellspindeln 25, die gegenläufige, aber ungleiche Gewindesteigung haben, über Schneckenräder 26 von gemeinsamen Schnecken 27 aus, deren Schneckenwelle 28 an der Rückseite des Ständerunterteiles 1 herausgeführt ist und ein Handrad 29 trägt. Die Stellklötze 21 bis 24 sind in Ausnehmungen 30 bis 33 des Ständerunterteiles 1 undrehbar geführt. Bezugnehmend auf Fig. 5 bis 7 werden zunächst die Messerträger 17 und 18 hinsichtlich ihrer radialen Verstellbarkeit beschrieben. Erfindungsgemäß sind die stabförmigen Messerträger von zweckmäßig rechteckigem Querschnitt in der gleichen Querebene zur Messerwelle 4 nebeneinander in einer gemeinsamen Ausnehmung 8a der Messertrommel 8 gegenläufig geführt. Die Ausnehmung hat die Tiefe der einen Abmessung der Messerträger und die doppelte Breite der anderen Stärkenabmessung, Die Messerträger werden gesichert durch einen an die freie Stirnfläche der Messertrommel anschraubbaren Deckel 35. Zur radialen Verstellung sind die Messerträger mit einer an sich bekannten selbstsperrenden Gewindeverbindung an der Messertrommel festgelegt. Im Ausführungsbeispiel -.ersichtlich aus der Schnittdarstellung des Messerträgers 18 in Fig. 5 - sind die MessertrUger erfindungsgemäß zur Aufnahme einer Gewindespindel 36 in Längsrichtung durchbohrt. Das dem Messer 18a entgegengesetzte so muß die Brücke geteilt sein. Die Brücke hat letztlich den Schnittdruck auf die Trommel zu übertragen und stützt sich mit einem Ende 37a in einer Ausnehmung des Trommelkörpers und mit einem Ende 37b in einer Ausnehmung des Deckels 35 möglichst spielfrei ab. Di6 Gewindespindel 36 trägt einen Vierkant 36c zum Verstellen des Messerträgers 18. Um die gesamte Führungslänge derAusnehmung :8a= in der.-. Messertrommel 8 auszunützen, was einer sicheren Halterung-der-Messerträger auch im weit ausgefahrenen Zustand zugüte-kommt, ist die Brücke'37 erfindungsgemäß -innerhalb seitlich- hochge--, führter Führungswangen 18b des Messerträgers 18 und natürlich -auch so weit zum Umfang der Trommel hin wie möglich angeordnet. 'In Fig. 5 ist der benachbarte-Messerträger 17° mit .. Messer 17a bis auf den maximalen Messerkreis, der doppelt. so groß.-ist wie der minimale des Messers 18a, ausgefahren, was natürlich nur dann in Frage kommt, wenn das eingezogene Messer 18a überhaupt nicht schneiden soll. Sollen beide nebeneinander geführte Messer-: träger 17 und 18 voll ausgefahren werden, so empfiehlt-es-sich.,-_ bei der Herstellung der Ausnehmung-8ä zwischen den Messerträgern:; Wände 8c der Messertrommel stehenzulassen, wie Fig:. 8 für den Messerträger 18 zeigt: Maxi sieht, daß auch-bei einer=Vergrößerungdes Messerkreises um 100 ,% eine ausreichende Abstützung der Messerträger sichergestellt ist.
• Die radiale Verstellbarkeit der. Messerträger - erfordert natürlich ein gewisses Spiele in den Führungen' das =beim- Arbeiten der Schere unerwünscht ist ä' Daher sollen die eingestellten-Messerträger so in den Ausnehmungen-=der Messertrommel verklemmt-werden _ können, da ß sie mit der Trommel praktisch ein einheitliches Teil bilden. Dies ist durch eDruekschrauben; Speile oder dergl:*.-' leicht zu -erreichen (nicht@dargestellt): Zur genauen Einstellung der Messerträger diieneri' z::. w Skalen 17b und Zeiger 8d auf den stehengebliebenen Sektorstüeken 8e der Messertrommel. Der Deckel 35 hat im Bereich der Zeiger-Bd-= , jeweils ein Schauloch. Ist - wie im Ausführungsbeispiel - - der- untere 1`hes@ser= träger 8 mit vier Messern bestückt, die paarwe`se@ diametral= liegen, um gleiche Umfangsteile zwischen sich 'einz'üschließen, ö.-müssen sich die Messerträger 17,18 und 19,20 paarweise kreuzen. Die Messer müssen aber auch -in der gleichen Querebene laufen, da sie ja möglicherweise alle zum-Schnitt kommen. Es wäre denkbar, die Messerträger 19 und 20-beiderseits der in einer Ebene liegenden Messerträger 17:U,d 18 zu führen und die die Messer tragenden Enden bis in die`Kreisbahn der Messer 17a und 18a nach innen zu vorkröpfen. Dies verursacht aber Kippmomente an den Führungen der Messerträger. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die sich kreuzenden Messerträger auf dem Verstellbereich auf die Hälfte ihrer Dicke in Richtung der Messerwellen abgesetzt und in sich kreuzenden Ausnehmungen des Trommelkörpers ineinandergeschachtelt eingesetzt sind. Der Schnitt nach Fig. 7 verdeutlicht dieses Ineinandersetzen der sich kreuzenden Messerträger. A ist das Maß der Dicke des Messerträgers 20 in Richtung der Messerwellen, das auf dem Verstellbereich auf -das Maß A/2 verringert ist. Mit den so geschaffenen Aussparungen ineinandergesetzt, sind' die Messerträger 19e,20 in die Ausnehmung 8b der Messertrommel einzufügen, die die Ausnehmung 8a in der gleichen S,uerebene kreuzt. In Fig. 2 ist im übrigen die Lage und die Länge der Absätze der Messerträger ebenfalls erkennbar. Die Wirkungsweise der rotierenden Schere gemäß der Errnciung und ihr Schneidbereich wird an Hand eines Zahlenbeispiels und der Fig. 9 bis l4 erläutert. Zwischen den Messertrommeln 7 und 8 sei ein Drehzahlverhältnis n7 : n8 = 6.#5 im Getriebe 11 fest eingestellt. Wird der' minimale Messerkreisdurchmesser an der oberen Trommel 7 mit 500 mm festgelegt, so muß der minimale Messerkreisdurchmesser an der unteren Trommel 8 600 mm betragen, also ein Durchmesserverhältnis im Reziprokwert 5:6 vorhanden sein, denn nur dann sind die Umfangsgeschwindigkeiten der .Messer stets gleich. -Dic Messerkrei sdurahmesser sollen um 100 ,%' vergrößert wenden.: können, d.h. also Dmax ist 1000 mm für Trommel 7 und@1200 mm für Trommcl B. A11: Zwischengrößen der Messerkreisdurehmesser rui"ss@en .stets das Verhältnis 5:6 erfüllen. ausgefahren ist, wie Fig: 8 zeigt-. Die Messer treffen sich immer nach 6 Umdrehungen der Trommel 7 ünd 5 Umdrehungen der Trommel 8 zum Schnitt. Die Messerwellen 3 und 4 sind: dabei natürlich auf einen Achsabstand von der Summe der Messerkreisradien durch Verstellen der Einbaustücke 5 und 6 auseinandergefahren. Die größte Schnittlänge errechnet sich nach

  Lmax = %t x. D mdC Anzahl der Umdrehungen zwischen den

  Schnitten

  = 3,14 x 1U02 x 6 = 18,84 m.

  Die Verkürzung der Schnittlängen wegen Schnittbeginn vor der ideellen Schnittstelle, die je nach Walzgutstärke und Messerkreisdurchmesser bis zu 20 % betragen kann, sei der Einfachheit außer Betracht gelassen. Die: Schnittlänge läßt sich in: bekannter Weise halbieren, wenn in der größeren Messertrommel 8 zwei diametral liegende Messer zum Schnitt eingesetzt werden (Fige 10), da dann Schnitte nach drei Umdrehungen der oberen und zweieinhalb Umdrehungen der unteren Trommel erfolgen. L3-Messer max. - 9,42 m.
• Eine weitere Hälftelüng der Schnittlänge nach Fig. 12 erfordert zwei zum Schnitt kommende Messer in der oberen und vier Messer in der unteren Trommel, worauf das Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Schnitte erfölßen nach eineinhalb Umdrehungen der oberen und einenviertel Umdrehungen der unteren Trommel. Messer max. _ 4971 m..
• Die Lücken ztzischen den durch-Ändern der Messerzahl erreichbaren Längen 18,84 m - 9942 H - 4,71 m lassen sich dadurch schließen, daß die Messerkreise im angegebenen Verhältnis 5:6 verringert, die Messerwellen näher angestellt und die Eingangsdrehzahl in das Getriebe 11 mittels-des- stufenlosen Getriebes 12- erhöht wird, um die Umfangsgeschwindigkeiten der Messer wieder auf die ängenommen gleiche Walzgutgeschwindlgkeit zu erhöhen. Beim Einsatz von zwei Messern nach Fig. 9 und auf den Minimalwert dmin eingestellten Messerkreisen ist L2 Messer min. - 3,14 x 500 x 6 = 9,E2 m.
• Diese Länge ist auch mit 3 Messern und maximalen Messerkreisdurchmessern erzielbar, so dass die erste Lücke geschlossen ist. Analog zu den Fig. 10 und 12 ergeben sich nach den Fig. 11 und 13 die Schnittlängen L_.. Messer min. _ 11,71 m und L6 Messer min.
• Die rotierende Schere vermag also einen Bereich von 2,35 bis 18,84 m stufenlos zu unterteilen.
• Es wurde festgestellt, daß die größte Schnittlänge umso größer ist, je mehr sich das Drehzahlverhältnis dem 1-lert 1 nähert, als() 8:7 statt z.ß. 6:5 ist, andere Einfltzßgrö#,en konstant anF-enotrir:ierr.

Claims (1)

1. P a t e n t ans p r,ü.c h e laufenden Walzgutes mit radial verstellbaren Messerträgern, an- -stellbaren Messerwellen und entsprechend der bei verstellten Messern veränderten Umfangsgeschwindigkeit der Messerschneiden veränderlicher Drehzahl der Messerwellen zur Anpassung an die 1ialzgutgsschwindigkeit, dadurch--g e k e n n z e i c h n e t, daB das Drehzahlverhältnis beider Nesservrellen (3, lk) zueinander ungerade, d.h. auf den Wert eines natürlichen, nicht kurzbaren Bruches (9,.B. 5:6, 7:8) fest eingestellt ist, die Messerkreisdurchmesser bzw. -iunfänge fallweäce auf ein dem Rezipraert entsprechendes Verhältnis eingestellt sind, so daß die Umfangs.-' geschwndigkeiten der Messerschneiden zueinander stets gleich sind, und daß zur Verringerung der Schnittlängen über das durch die Verringerung der Messerkreisdurohmesser mögliche MaB@hinaus in an sich bekannter Weise mindestens eine Messertromel (7 bzw.8), nämlich die mit der geringeren Drehzahl, mit mehr als einem Messer bestückbar ist,, vrobei ,alle Messer (15a bis 20a) verstellbar sind und fallweise gleiche Umfangslängen zwischen sich einschließen, 2) Schere nasch Anspruch 1, dad.gek., daB die größere Zahl (Nenner oder Zähler) das das Drehzahlverhältnis angebenden Bruches ein Mehrfaches von 2, 3 oder 4 Ist. 3) Schere nach Gien Ansprüchen 1 und 2, dadurch geknnnzeichnet, daß der maximale ibiesserlcrelsüurciunesser Deines jeden Nessers doppelt so groß ist wie der minimale dmin Messerkrass® durchniesser* 4.) Schere nach den AnsprUchen l bis 3 mit zwei diametral angeordneten Messern, äädureh gekennzeictanet, das die Messer an stabfömigen Messerträgern (15, 16) befestigt sind, die in der gleichen Querebene der Messerwelle (3) in einer Ausnehmung einen Trommelkörpers (7) Lregenläufig seführt sind, wobei jeder Messerträger gegenüber dem Trommelkörper in an sich bekannter Weise durch eine selbstsperrende Gewindeverbindung einzeln radial ver- stellbar ist. 5) Schere nach Anspruch., dadurch gekennzeichnet, daH die MessertrUer (z.B. 18) zur Aufnahme einer Gewindestellapindel (36) in LängarichturS durchbohrt sind und das Betätigungsende der Spindel an einer Brocke (37) axial festgelegt ist, die zwischen zwei Bunden (36a, 36b) der Spindel liegt und sich teils in den Trommelkörper (8) und teils in einen Deckel (35) eingreifend abstUtzt, der gegen die freie Stirnfläche des Trommelkörpers anschraubbar ist. C) Schere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da8 die BrUake (37) innerhalb seitlich hoefilhrter Führungsteigen (18b)der Messertrier liegt. 7) Schere nach Ansprächen 4 bis 6 tUr mehr als zwei, höchatmu paarweiße diametral angeordneten Messern, dadurch geke=eichnat, das die sich kreuzenden Messerträger (17 bin SO) auf den V%rstellberdch auf die Hälfte ihrer Dicke (A) in Richtung der Messerwellen. abgesetzt und in sich kreuzende Ausnehmungen (8a, 8b) des Trommelkörpers (8) ineinandergeschachtelt eingesetzt Bind.