DE1502917B2 - Schermaschine - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schermaschine mit einem feststehenden Untermesser und einem beweglichen Obermesser und mit einem in einem Rahmen an der Materialauslaufseite geführten Obermesserschlitten, der über seitlich an der Materialeinlaufseite des Rahmens befestigte, zur senkrechten Ebene geneigt angeordnete Hydraulikzylinder betätigbar ist.

Eine derartige Schermaschine ist in der US-PS 30 54 317 beschrieben. Dort ist der Obermesserbalken zur Materialeinlaufseite hin um einen geringen Winkel geneigt. Dadurch bedingt werden während des Arbeitshubes des Obermesserbalkens die dabei entstehenden in waagerechter Richtung verlaufenden Kraftkomponenten, sowie die zwischen den Messern auftretenden Spreizkräfte in den Rahmen der Schermaschine eingeleitet Daraus resultiert eine verminderte Scherleistung, bezogen auf die Dimensionierung der Bauteile, die durch die Spreizkräfte erforderlich ist. Es muß der Rahmen der bekannten Schermaschine zur Aufnahme der genannten Belastungen stark dimensioniert werden, was insgesamt die Wirtschaftlichkeit derartiger Schermaschinen nachteilig beeinträchtigt.

Ausgehend vom Stand der Technik soll eine Schermaschine geschaffen werden, die hohe Scherkräfte bei leichter Bauweise der Führungsteile des Obermesserträgers ermöglicht, wobei die auftretenden Scherkräfte im wesentlichen von den Antrieben als Zugkräfte aufgenommen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder zur Materialauslaufseite hin geneigt angeordnet sind, und daß sie mit kugelkalottenförmiger Lagerung jeweils am unteren Teil des Rahmens und am Obermesserbalken gelenkig befestigt sind.

Nach der FR-PS 13 78 183 und der US-PS 29 31 182 ist es zwar zum einen bekannt, die Antriebe kugelkalottenförmig lagern, und zum anderen die Hydraulikantriebe zur Materialauslaufseite hin geneigt anzuordnen. Der vorliegende Anmeldungsgegenstand geht über das Bekannte allerdings insofern hinaus, als beim Anmeldungsgegenstand die Scherkräfte durch die Antriebe aufgenommen werden, was bei den Gegenständen der FR-PS 13 78 183 und der US-PS 29 31 182 nicht gegeben ist Gerade in der Kombination der auch aus den letztgenannten Druckschriften bekannten Merkmale in Verbindung mit dem Oberbegriff wird ein ganz neuer Weg gemäß der vorliegenden technischen Lehre vorgeschlagen. Das wesentliche der vorliegenden Erfindung liegt also darin, daß die Spreiz- bzw. Scherkräfte nicht mehr durch eine Abstützung, z. B. durch vertikale Führungen am Obermesserbalken aufgenommen werden, sondern als Zugkräfte in den Antrieb übertragen werden. Wesentlich ist also die Kraftrichtung in der der Hydraulikantrieb während des Schervorganges am Obermesserbalken angreift.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Schermaschine in ίο Vorderansicht,

F i g. 2 eine Seitenansicht zu F i g. 1,
F i g. 3 eine Draufsicht auf F i g. 1,
F i g. 4 einen Querschnitt der Maschine nach F i g. 1,
F i g. 5 einen Schnitt durch eine Antriebseinheit.
Die Schermaschine weist einen aus zwei Seitenwänden 3, 5 bestehenden Rahmen auf, dessen Vorderkante im oberen Teil 7 zurückgesetzt und im unteren Teil 9 abgeschrägt ist. Ein mit 11 bezeichneter Werkstückträger besteht aus einer Frontplatte 13, die zwischen den Seitenwänden 3, 5 angeordnet ist, und aus einem Werkstücktisch 15, der mit der Vorderkante der Frontplatte verschweißt und durch mehrere Knotenble-,..,. ,ehe 17 versteift ist, die mit dem Tisch und der '.. '^Frontplatte verschweißt ist.

Das Untermesser 21 ist an der rückwärtigen Kante """der Materialauslaufseite des Werkstücktisches 15 in - eine Aussparung an der oberen Kante der Frontplatte eingelassen und mittels Bolzen verschraubt. Oberhalb _. _ des Tisches befindet sich ein Obermesserschlitten 29 mit .30" dem Obermesser 31, das schräg zum Untermesser . angeordnet ist. Der Obermesserschlitten 29 weist einen '' ; Obermesserbalken 33 auf, der mit sich zur Materialaus- -'" .laufseite erstreckenden Verstrebungen 35 versehen ist, die in senkrechten Führungen 37 (F i g. 4) enden. Die Führungen werden durch auf die Kanten der Verstrebungen 35 aufgeschraubte Gleitflächen 39 gebildet. Der Obermesserbalken 33 steht winkelig zu den Führungen - 37 und ist in einer Ebene angeordnet, die die Schneidlinie zwischen den Messern beim Abscheren schneidet Der Winkel ist verhältnismäßig klein, für den Abschervorgang nicht kritisch und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.

An den Innenflächen der beiden Seitenwände 3,5 ist eine Lagerung 41 vorgesehen, die mit den Führungen 37 zusammenwirkt und der Führung des Obermesserbalkens 33 dient. Die Lagerung 41 besteht aus zwei in senkrechtem Abstand angeordneten Rollengabeln 45, die mit den Seitenwänden 3, 5 verschraubt sind und Ausnehmungen aufweisen, in denen auf Wellen 51, 53 gelagerte Rollen 49 angeordnet sind.

Der Gleitkontakt zwischen Obermesserschlitten 29 und Rollen 49 wird durch eine horizontale Kraftkomponente bewirkt, zu deren Erzeugung vorzugsweise eine Anordnung 57 vorgesehen ist, die aus einem an der jeweiligen Seitenwand befestigten Arm 61 besteht, durch den eine am Schlitten angelenkte Stange 63 führt. Das freie Ende der Stange trägt eine Feder 65, die zwischen einer festen Lagerscheibe 69 am Ende der Stange und einer losen Ringscheibe 67 am Arm angeordnet ist.

Der Antrieb des Obermesserbalkens 33 erfolgt durch zwei hydraulische Antriebseinheiten 75, 77, deren Kolben auf den Obermesserschlitten 29 eine senkrechte Kraftkomponente zum Abscheren und zum Ausgleich der Spreizkräfte zwischen dem Ober- (31) und Untermesser (21) gleichzeitig eine waagerechte Kraftkomponente ausüben. Jede Einheit umfaßt eine obere drehbare Verankerungsvorrichtung 79, die im oberen

Bereich am Obermesserbalken 33 angreift, und eine der oberen ähnliche untere drehbare Verankerungsvorrichtung 89, die an einem tiefer gelagerten Festpunkt in Bodennähe an der Schermaschine angreift und mit der oberen Verankerungsvorrichtung ausgerichtet ist. Die obere Verankerungsvorrichtung 79 besteht aus einer Befestigungshülse oder -rohr 81, das an dem Obermesserbalken 33 derart befestigt ist, daß sich seine Achse im wesentlichen in der Ebene des Obermesserbalkens 33 befindet, und einem an den Enden der Hülse bzw. des Rohres 81 angeordneten Druckring 83 mit einer konvexen Oberfläche, der in eine Druckscheibe 85 mit einer konvexen Grundfläche eingreift.

Die untere Verankerungsvorrichtung 89 ist mittels einer Stange 93 an das untere Ende eines Hydraulikzylinders 91 angeschlossen, wobei die Stange sich durch die Verankerungsvorrichtung 89 erstreckt und an ihrem Ende eine Haltemutter 95 trägt.

In dem Hydraulikzylinder 91 bewegt sich ein Antriebskolben 97, dessen Kolbenstange 99 sich durch das obere Ende des Hydraulik-Zylinders 91 sowie durch die obere Verankerungsvorrichtung 79 erstreckt und am Ende ebenfalls eine Haltemutter 101 trägt. Die Zu- und Abführung der Hydraulikflüssigkeit erfolgt durch Armaturen 103 an den Enden des Hydraulikzylinders 91. Die beiden Antriebseinheiten liegen im wesentlichen in der Ebene des Obermesserbalkens 33, so daß auf diesen gleichzeitig eine vertikale und eine nach vorne gerichtete horizontale Kraftkomponente einwirkt. Die horizontale Kraftkomponente wirkt einer horizontalen Belastung auf die Seitenwände entgegen. Aufgrund des geringen Neigungswinkels des Obermesserbalkens 33 ist die nach vorne zur Materialeinlaufseite gerichtete horizontale Kraftkomponente allerdings nicht so groß, um auch noch der von der Anordnung 57 stammenden Kraftkomponente entgegenwirken zu können, so daß der Gleitkontakt zwischen Obermesserschlitten 29 und Rolle 49 während des gesamten Abschervorganges aufrechterhalten bleibt.

Sobald das Obermesser 31 in das Werkstück eindringt, entsteht eine erhebliche Kraft, die bestrebt ist, Ober- 31 und Untermesser 21 voneinander zu trennen. Diese sogenannte Spreizkraft würde, wenn sie sich auf den Obermesserschlitten 29 auswirken könnte, nicht nur eine große Beanspruchung der Rahmenteile der Schermaschine, insbesondere der Seitenwände 3, 5 zur Folge haben, sondern würde auch die Abscherkraft von Ober- 31 und Untermesser 21 beeinträchtigen und an den Kanten des Werkstückes Grate entstehen lassen. Beim Abscheren von Stahlteilen ist es besonders wichtig, daß an den Messern keine Spreizung auftritt, da die Messer zum Abscheren tiefer in das Material eindringen müssen.

Während des Abschervorganges bewirkt die Lagerung der Antriebseinheiten, daß die Antriebseinheiten eine horizontal nach vorne zur Materialeinlaufseite gerichtete Gegenkraftkomponente erzeugen, wodurch die Übertragung der Spreizkräfte auf den Maschinenrahmen auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt und ein sauberer Schnitt erreicht wird.
Bei der Analyse der Schlittenbewegung gegenüber den antreibenden Einheiten ist festgestellt worden, daß wenn während der Hubbewegung des Obermesserschlittens nach unten die Antriebseinheiten sich verkürzen und sie um einen sehr kleinen Winkel um den unteren Festpunkt der Verankerungsvorrichtung nach hinten zur Materialauslaufseite verschwenken. Wenn daher zu Beginn des Abschervorganges die auf den Obermesserbalken wirkenden Antriebskräfte so gerichtet sind, daß sie die Schneidlinie schneiden, können sich ίο die Einheiten, und zwar in dem Augenblick, in dem der Obermesserbalken seine Endhubstellung erreicht hat, etwas gegenüber der Schneidlinie versetzen, und zwar vielleicht um etwa 3,1 mm. Obwohl dieser Vorgang ohne große Bedeutung ist, kann seine Wirkung zur Erhaltung der vollen Antriebsleistung aufgehoben werden, indem die am höher liegenden Ende des Obermessers befindliche Antriebseinheit gegenüber der am tiefer liegenden Ende des Obermessers befindliche Antriebseinheit etwas nach vorne zur Materialeinlaufseite hin versetzt wird. Auf diese Weise übernimmt die zuletzt erwähnte Einheit zu Beginn des Abschervorganges den größeren Teil der Abscherkraft, und die durch diese Einheit auf den Obermesserbalken ausgeübte Antriebskraft liegt im wesentlichen in einer Richtung, in der sie „die Schneidlinie schneidet.

Indem der Schervorgang fortschreitet und die Belastung sich in Richtung auf die versetzte Antriebseinheit verschiebt, wird die Abscherkraft allmählich von ■^dieser Einheit übernommen, wodurch die andere Einheit jo^während des Abwärtshubes des Obermesserbalkens :,sich um einen kleinen Winkel nach hinten zur ,.Materialauslaufseite verschwenkt. Das hat zur Folge, ' daß die durch die versetzte Einheit auf den Obermesserr>»balken wirkende Kraft gegen Ende des Abschervorganges die Schneidlinie näher schneidet, als es der Fall wäre, ■ wenn die betreffende Einheit nicht versetzt worden wäre.

Während des Abschervorganges kann sich der Obermesserbalken 33 gegebenenfalls auch in seiner eigenen Ebene etwas seitlich verschieben. Eine derartige Verschiebung wird durch Verwendung einer Rollenführung verhindert, wobei der Reibungsverlust auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt. Zu diesem Zweck ist an der Innenfläche der Seitenwände ein Gleitstück 111 mit Hilfe von Bolzen befestigt, das mit der rückwärtigen Kante der nächsten Verstrebung 35 des Obermesserschlittens 29 ausgerichtet ist. Auf dem Rücken dieser Verstrebung 35 ist eine Rolle 113 befestigt, die mit dem Gleitstück 111 in Eingriff steht. so Die Rolle 113 ist auf einer Welle 117 gelagert, die sich in eine Aussparung 115 der Verstrebung erstreckt.

Aufgrund der verwendeten Rollenlager zur Führung

des Obermesserschlittens 29 brauchen die Gleitstücke nicht geschmiert zu werden, was sich äußerst positiv auf die Einstellgenauigkeit der Schermaschine auswirkt, da eine Schmiermittelschicht u. U. eine Stärke von 0,02 mm erreichen kann, die dann bei der Einstellung der Messer berücksichtigt werden müßte. Zudem ändert sich die Stärke der Schmiermittelschicht mit der Schlittenverstellung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schermaschine mit einem feststehenden Untermesser und einem beweglichen Obermesser und mit einem in einem Rahmen an der Materialauslaufseite geführten Obermesserschlitten, der über seitlich an der Materialeinlaufseite des Rahmens befestigte, zur senkrechten Ebene geneigt angeordnete Hydraulikzylinder betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (91) zur Materialauslaufseite hin geneigt angeordnet sind, und daß sie mit kugelkalottenförmiger Lagerung (83, 85) jeweils am unteren Teil des Rahmens (3, 5) und am Obermesserbalken (33) gelenkig befestigt sind.