DE2035299A1 - Verbesserungen an frei vorkragenden Sägen und Trennscheren - Google Patents

Verbesserungen an frei vorkragenden Sägen und Trennscheren

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DE2035299A1 DE19702035299 DE2035299A DE2035299A1 DE 2035299 A1 DE2035299 A1 DE 2035299A1 DE 19702035299 DE19702035299 DE 19702035299 DE 2035299 A DE2035299 A DE 2035299A DE 2035299 A1 DE2035299 A1 DE 2035299A1
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Description

Verbesserungen an fre!vortragenden Sägen und Trennscheren
Gewalzte Bleche werden in der Regel aufgerollt und in der jeweils gewünschten Länge zum Zwecke des Vertriebs geschnitten. Dieser Vorgang erfolgt an kontinuierlichen Schneidlinien mit Hilfe von freivorkragenden Sägen.
Es sind freivorkragende Sägen des Typs Schneidpresse bekannt, die häufig bei Profilwalzvorgängen eingesetzt sind. Diese Scheren besitzen in der Regel ein Schneidwerkzeug des Typs Säulenführungsgestell, das zwischen den Platten der Presse verfahrbar ist. Das Säulenführungsgestell begleitet das zu schneidende Blech bei seiner Vor- und Rücklaufbewegung bei jedem Schneidvorgang. Die Verlagerung erfolgt in der Regel durch Druckluft-oder hydraulischen Zylinder.
Bekannt sind auch verfahrbare Trennscheren, die in der Regel Bearbeitungsvorgängen und Rohrschweißarbeiten nachgeschaltet sind, bei denen ein verfahrbarer Schlitten mit einem Kreissägeblatt und einem Elektromotor das Produkt während der Schneidphase begleitet und anschließend an seinen Ausgangspunkt zurückkehrt. D ,s Steuerprinzip für den Vorlauf ist dasselbe wie bei
dem Schneidwerkzeug der Schneidpresse.
103809/136*
Mit den beiden vorgenannten Scherentypen läßt sich nur eine mittelmäßige Schneidgenauigkeit erreichen® dem das Werkzeug ist ait dee zu schneidenden Produkt nicht vollsynchron geschaltet, und die dem Schneiden vorausgehend® Beschleunigungszeit ist in ihrer Dauer nicht konstant.
Daraus ergibt sich, daß die Länge des .zu schneidenden Produkts,. das zwischen dem Beginn des Zyklus1 und den Augenblick vorbeiläuft, wo das Schneiden erfolgt, nicht konstant ist. Die Folge sind unterschiedliche Längen der gesehmittenen Produkte.
Die vorliegende Erfindung hat eine Schneidmaschine, insbesondere eine freivorkragende Schere oder eine Trennschere, zum Gegenstand, die aus einem Antriebsmotor, einem Schneidwerkzeug, das in der Vorlaufrichtung dieses Produkts verfahrbar ist, einem Antriebsaggregat zur Verlagerung dieses Werkzeugs und Mitteln zur Betätigung des besagten Werkzeugs besteht» Die Verbesserung gegenüber bekannten Scheren ist in einer großen Genauigkeit der Länge der zu schneidenden Produkte zu erblicken.
Diese Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine auf eine Richtung ausgerichtete Übertragungsvorrichtung umfaßt, bei der ein Teil ohne Gleiten mit dem Werkzeug und das andere Teil ohne Gleiten mit einer sich im Kontakt Bit dem Pmtakt drehenden Klemmrolle verbunden ist, so daß die Geschwindigkeit des Werkzeugs nicht die des Pmtakts überschreiten kamm® Die Maschine besitzt eine zweite auf eine Richtung ausgerichtete Übertragungsvorrichtung, bei der eia Teil ohne Gleiten axt einem Hebel verbunden ist® der ein Rad im Kontakt mit einem Nocken trägt, der sich gleichzeitig mit Aem Werkzeug verlagert, und das andere Teil ohne Gleiten mit eimer sich in Kontakt mit dem Pnäukt drehenden Kleamrolle verbunden ist 9 so daE Hie Beschleunigung des Werteugs bis zur Erreictamg seiner'Grenzgeschwindigkeit, die der des Produkts entspricht® konstant ist.
",39809/1368
Dank der Erfindung geht das Werkzeug zin Zeitpunkt der Einleitung des Zyklus' von einer Geschwindigkeit O geaäß einea unabänderlichen Gesetz zu einer Geschwindigkeit über, die der des zu schneidenden Produkts entspricht. Anschließend wird diese Geschwindigkeit beibehalten. Daraus ergibt sich, daß die Schneidlänge - Mit einer sehr großen Genauigkeit - der Länge entspricht, die zwischen zwei Einleitungen eines Zyklus1 vorbeiläuft.
Die geaäß dieser Erfindung verbesserte Schneidmaschine eraög- , licht z.B. das Schneiden von Blechen, die eich alt einer Geschwindigkeit bis zu 100 a/Min, verlagern.
Nachstehend wird als nicht liaitatlv anzusehendes Beispiel, ein Schneidvorgang alt einer fre!vorkragenden Säge geaäß der Erfindung unter Bezugnahae auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, bei denen:
die Abb. 1 eine Gesaatseitenansicht der Säge ist, der eine Vorrichtung zur Planhaltung der Tafeln alt Kleaarollen für das Einspannen der Blechrolle vorgeschaltet ist;
die Abb. 2 eine Draufsicht der gesaaten Anlage der Abb. 1 ä ist;
die Abb. 3 ein Schnitt nach III-III der Abb. 1 ist; • die Abb. 4 ein Schnitt nach IV-IV der Abb. 3 ist;
die Abb. 5 eine Zusaaaenstellungszeichnung der Beschleunigungsvorrichtung ist;
die Abb. 6 eine Prinzipskizze des Zyklus* der Geschwindigkeiten des Schneidwerkzeugs in Abhängigkeit der Zeit ist·
IC 9809/" 3 5 Ö
Auf der Abb. 1 läuft das Metallband kontinuierlich in Richtung des Pfeils F mit einer Geschwindigkeit, die dem Band durch die Klemmrollen 2 aufgegeben wird. Diesen Rollen sind vorzugsweise auf einem Unterbau k montierte Rollen zur Planhaltung 3 nachgeschaltet. Das Band wird zwischen den Blättern eines zwischen den Platten einer Presse 6 eines bekannten Typs verfahrbaren Werkzeugs 5 gezogen· Diese Presse liefert die Schneidkraft durch Senken der oberen Platte, während das Werkzeug mit der Geschwindigkeit des Bandes vorrückt. Der Schneidbefehl wird P durch ein GerÄt zum Messen der Blechlänge - das als solches bekannt ist - erteilt. Es kann sich bei diesem Gerät z.B. um einen von einer Meßrolle 7 betätigten Impulserzeuger handeln. Dieses Gerät mißt kontinuierlich die vorbeilaufende Blechlänge und gibt einen Impuls zur Einleitung des SehneidzyklB' jedesmal dann, wenn die gemessene Länge der eingestellten Länge entspricht.
Der Impuls zur Einleitung des Schneidvorgangs bewirkt die Betätigung eines Zylinders 8, der mit einem Werkzeug 5 durch eine Zahnstange 9 verbunden ist, so daß dieses Werkzeug 5 in Vorrüekrichtung des Bandes gedrückt wird. Die nachfolgenden Bewegungen, z.B. das Absenken der Platte den Presse 6, das ™ Wjaierherauffahren dieser Platte und der RUcklaif des Werkzeugs zu seiner Ausgangsstellung durch den Zylinder β erfolgen entsprechend einer automatischen Reihenfolge. Im Zuge des Ablaufs und der Reihenfolge der Arbeitsvorgänge werden bekannte Mittel eingesetzt.
Der Arbeitszyklus des Werkzeuge 5 wird auf der Abb. 6 erläutert. Er umfaßt die folgenden Phasen:
- Beschleunigung gemäß OA;
- konstante Vorrückgeschwindigkeit gemäß AB. Das Schneiden er-* folgt zwischen den Punkten A und B;
109809/^368
- Bremsen und Richtungsumkehr gemäß BC;
- Rücklauf des Werkzeugs mit konstanter Geschwindigkeit gemäß CDj
- hydraulisches Bremsen und Stillsetzen am Anschlag im Ausgangspunkt gemäß DE.
Wie insbesondre auf den Abb. 3 und 4 zu erkennen ist, faßt die Zahnstange 9 in ein Ritzel 10, das an einer Welle 11 befestigt ist. An dieser Welle ist auch der Innenring 12 eines Freilaufs 13 befestigt, dessen Außenring lh mechanisch mit den Klemmrollen 2 z.B. durch ein Kardangelenk 15, ein Vorgelege 16, eine Welle 17» Vorgelege 18 und 19 und eine gelenkige Transmissionswelle 32 verbunden ist. Ein Elektromotor 20, vorzugsweise Gleichstrommotor, ist auf der Welle 17 angeordnet und sorgt sowohl für die Verlagerung des Blechbandes 1 mit der gewählten Vorbeilaufgeschwindigkeit - wobei der Motor die nötige Energie zur Planhaltung dieses Bandes liefert - als auch die Drehbewegung des Ringes lh. Dieser Motor kann unter dem Andruck des Zylinders 8 während der Vorrückphase des Werkzeugs sowohl als Kraft als auch als Bremsaggregat dienen, wie in der weiteren Folge zu erkennen ist. j
Die vorangehenden Ausführungen lassen erkennen, daß die Winkelgeschwindigkeit des Ringes 14 sich ständig proportional zu der des Bandes 1 verhält. Die Vorgelege 16, 18 und 19 werden in der Weise ausgelegt, daß unter Berücksichtigung des Radius des Ritzels 10 die Ringe 12 und lh dieselbe Winkelgeschwindigkeit haben, wenn das Band 1 und das Werkzeug 5 dieselbe Lineargeschwindigkeit haben.
Der Schneidvorgang läuft wie folgt ab:
- ΟΙ 09809/ 136 Ö
Nach Erteilung des Schneidbefehls drückt der Zylinder 8 in die Vorrückrichtung des Bandes sowie der Zahnstange 9 und dem Werkzeug 5 und unterwirft all diese Teile,einer Beschleunigung, die in eine Winkelbeschleunigung des Ringes 12 mündet, und zwar so lange, bis die Geschwindigkeit cd. dieses Ringes der konstanten Geschwindigkeit u>2 des Ringes lh entspricht. Dies bewirkt die Verriegelung der Rollen 21 des Freilaufs 13. Von diesem Zeitpunkt an drehen sich die beiden Ringe 12 und Ik mit derselben Geschwindigkeit, und die Verlagerungsgeschwindigkeit des Werkzeugs 5 wird mit der Geschwindigkeit des Blechbandes 1 mechanisch gleichgehalten.
Das Schneiden erfolgt während der synchronisierten Vorrückphase. Nach dem Schneiden führt der Zylinder 8 das Werkzeug 5 zurück, der Ring 12 dreht sich in entgegengesetzter Richtung zu U)1) während sich der Ring Ik weiterhin in derselben Richtung dreht. Der Freilauf 13 arbeitet im Leerlauf.
Wenn man jedoch eine konstante Abschnittslänge erreichen will, genügt es nicht, daß sich nach der Beschleunigungsphase das Werkzeug mit derselben Geschwindigkeit wie das Blechband verlagert. Die Länge des während der Beschleunigungsphase OA vorbeilaufenden Bandes - die auf der Abb. 6 als schraffierte Fläche dargestellt ist - muß außerdem konstant bleiben. Dies wird gemäß der Erfindung dank einer konstanten Beschleunigung erreicht.
Die Vorrichtung zur !-Kontrolle der Beschleunigung ist auf der Abb. 5 dargestellt und umfaßt einen Nocken 22, der mit dem Schneidwerkzeug 5 verlagert werden kann und z.B. an der Zahnstange 9 befestigt ist. Diese? Nockmbesitzt eine schräge Fläche, die sich einem vorzugsweise gradlinigen und parallel zurι Zahnstange 9 verlaufenden Teil anpaßt. Das Vorrücken des
- 7 109809/1368
Nockens 212 unter den Andruck des Zylinders β bringt eine Rolle 23 in Bewegung, die an eine« Hebel 2k befestigt ist, der seinerseits mit einer drehenden Welle 25 verbunden ist. Auf dieser Welle ist der Innenring 26 eines Freilaufs 27 ver- -keilt, dessen Außenring 26 ait einen Gelenk 15' Bit dem Vorgelege 16 verbunden ist. Der Ring 28 dreht sich auf diese Weise ständig Bit einer Geschwindigkeit, die sich nach der des Bandes 1 richtet. Ein Druckluftzylinder 29, dessen Kolbenstange an einen Hebel 31 angelenkt ist, der seinerseits Bit der Welle 2fi verbunden ist, hält die Rolle 23 ständig in Kontakt Bit dea Nocken 22.
Unter Bezugnahme auf Abb. 5 werden genannt:
- V die Vorbei laufgeschwindigkeit des Bandes 1, die der
UBfangsgeschwindigkeit des Ritzels 10 entspricht;
- V0 die maxieale Umfangsgeschwindigkeit der Achse der Rolle
23 üb die Welle 25, wenn der Freilauf 27 durch seine Rollen 30 verriegelt ist, d.h. wenn die Winkelgeschwindigkeit UJ-. des Ringes 26 der Winkelgeschwindigkeit ω. des Ringes 28 entspricht: V2 = u) . x R, wobei R die Länge des Hebels 2k ist;
- V- die Projektion des Vektors V„ auf eine horizontale Achse,
die eines Winkel qC des Hebels 2h entspricht, so daß V3 = V1. Man erhält: V3 = Vg sin 06 ;
- Vk die Projektion des Vektors V2, wenn die Welle 23 auf
den ia wesentlichen gradlinigen Teil des Nockens 22 rollt, wobei der Hebel 24 über den Drehwinkel J* hinausgeht.
Das Arbeitsprinzip der Vorrichtung zur Kontrolle der Beschleunigung geaäß der Erfindung ist folgendes:
1C 9 8 C 9 ■ " 35S
Nach Erteilung des Schneidbefehls befindet sich das Werkzeug in Ruhezustand, und man hat 06 = ο und somit sin 06 = 0. Sobald sdLbst bei niedriger Geschwindigkeit V die Verlagerung des Nockens 22 einsetzt, ist die Voraussetzung V = V„ sin oO zwangsläufig gegeben. Infolgedessen entspricht die Winkelgeschwindigkeit LU- des Hebels 2k unmittelbar seinem Maximalwert CO ., wobei der Ring 26 an dem Ring 28 durch die Rollen 30 unter de« Andruck des durch den Nocken 22 an die Rolle 23 übertragenen Drucks des Zylinders 8 verriegelt wird.
Ber Druck des Nockens 22 auf der Rolle bleibt bis zu einer Drehung des Hebels 2k um einen Winkel cL> bestehen, so daß die horizontale Projektion V- der Geschwindigkeit V„ der Bandgeschwindigkeit V. entspricht; dies läßt sich schreiben: V3 = V2 Binvü = V1.
Über den Winkel oc hinaus begrenzen das Ritzel 10 und der Freilauf 13 die Geschwindigkeit des Werkzeugs auf einen konstanten Wert, wie vorstehend ausgeführt.
Wenn der Freilauf 13 eine Verriegelungsstellung einnimmt, dann läuft der Freilauf im Leerlauf, und der Ring 28 dreht sich schneller als der Ring 26.
Auf der graphischen Darstellung der Abb. 6 ist die Geschwindigkeit V in Abhängigkeit der Zeit T aufgetragen. R bezeichnet den Rücklauf, A das Vorrücken; das Werkzeug in Schneidstellung und in Ruhestellung wird durch die durch Pfeile abgesteckten Längen C bzw. OA dargestellt, die parallel zur Achse der Zeiten verlaufen.
Auf der graphischen Darstellung der Abb. 6 bemerkt man, daß die Sinuskurve der Beschleunigung OA im Punkt A durch eine horizontale Gerade AB unterbrochen wird, die der Phase der konstanten Geschwindigkeit entspricht. - 9 -
1Ü9809/136B
203529a
_ 9 ·■-
Es läßt sich feststellen, daß an den Freiläufen im Punkt A kein Stoß erfolgt, denn es wird von einem Freilauf zum anderen ohne plptzliche Änderung der Geschwindigkeit des Werkzeugs übergegangen.
Zusammenfassend läßt sich sagen:
Ein erster Freilauf begrenzt die Vorrückgeschwindigkeit des Werkzeugs 5> wobei der Freilauf dem Werkzeug eine allmähliche Beschleunigung bei einer konstanten Verlagerung l> unter dem Andruck des Zylinders 3 verleiht.
Ein zweiter Freilauf begrenzt die Vorrückgeschwindigkeit des Werkzeugs unter dem Andruck des Zylinders 8 auf einen konstanten Wert, der der Geschwindigkeit des Blechbandes 1 entspricht und den ersten Freilauf freigibt.
Der Rücklauf des Werkzeugs erfolgt durchöen Zylinder 8; die beiden Freiläufe arbeiten im Leerlauf.
Das Werkzeug läuft bis zum Anschlag zurück in seine Ausgangsstellung und ist für einen neuen Schnitt breit.
Dank einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Bandlänge, die im Vergleich zum Werkzeug zwischen der Einleitung des Sehneidzyklus1 und dem tatsächlichen Schnitt vorbeiläuft, teer konstant.
Man kann in die Präzision des Ablaufs noch die Ansprechzeit des Zylinders, d.h. eine Zeit, die zwischen dem vom Zähler gelieferten Impuls zur Einleitung des SehneidzyHus'und dem Beginn der Verl agermng der Stange des Zylinders vergeht, einbeziehen. Diese Zeit muß konstant und so kurz wie möglieh sein.
-ΙΟ
Ι 09809/ 1368
Um mn diese Zeit zu verringern, wird vorzugsweise ein nicht dargestellter Akku am hydraulischen Steuerkreislauf des Zylinders angebracht.
Als Abwandlung im Rahmen der Erfindung kann die Beschleunigung auch eine andere als die durch die Sinuskurve dargestellte Beschleunigung sein, wenn das Teilstück MN des Nockens nicht gradlinig ist.
Im Zuge einer weiteren Abwandlung kann der Andruck für das Vorrücken und für den Rücklauf des Werkzeugs durch ein anderes Organ als den Zylinder β geliefert werden, z.B. durch einen die Zahnstange 9 steuernden Elektro- oder Hydromotor.
Es sind noch weitere Mittel möglich, um die erforderliche Kraft im Rahmen der Erfindung zu liefern und anzuwenden.
Die Organe lassen sich im Rahmen der Erfindung auch unterschiedlich anordnen. Z.B. können die Freiläufe auf das Vorgelege 16 oder in die Nabe des Ritzels 10 montiert werden. Der Nocken 22 kann an dem Schneidschlitten befestigt werden und Wk nicht nur an der Zahnstange.
Die Freiläufe können ebenfalls durch jeglichen anderen auf eine Richtung ausgerichteten Übertragungsmechanismus ersetzt werden, d.h. durch einen Mechanismus, der eine relative Vinkelbewegung von zwei Wellen in einer Richtung und nicht in entgegengesetzter Richtung aufnimmt.
109809/136 8
KURZBESCIIREIBUNG Erfinderpatent
Verbesserungen an freivorkragenden Sägen und Trennscheren
Louis LEVY
Diese Erfindung hat eine Schneidmaschine, insbesondere eine
freivorkragende Säge oder eine Trennschere, zum Gegenstand, die einen Motor zur Verlagerung des zu schneidenden Produkts, ein Schneidwerkzeug, das in der Vorrückrichtung dieses Produkts * beweglich ist, ein Antriebsaggregat zur Verlagerung dieses
Werkzeugs und Mittel zur Betätigung des besagten Werkeugs
umfaßt.
Gemäß der Erfindung besteht diese Maschine aus einer in eine Richtung ausgerichtetes Übertragungsvorrichtung, bei der ein Teil ohne Gleiten mit dem Werkzeug und das andere Teil ohne Gleiten mit einer sich im Kontakt mit dem Produkt drehenden Klemmrolle verbunden ist, so daß die Geschwindigkeit des Werkzeugs nicht die des Produkts überschreiten kann. Sie besteht aus einer zweiten in eine Richtung ausgerichteten Übertragungsvorrichtung, bei der ein Teil ohne Gleiten mit einem Hebel g verbunden ist, der eine Rolle im Kontakt mit einem sich gleichzeitig mit dem Werkzeug verlagernden Rolle trägt,und bei der das andere Teil ohne Gleiten mit einer sich im Kontakt mit dem Produkt drehenden Klemmrolle verbunden ist, so daß die Beschleunigung des Werkzeugs bis zur Erreichung seiner Grenzgeschwindigkeit, die der des zu schneidenden Produkts entspricht, konstant ist.
Abb. 1 Louis LEVY
ι: 9 c: :· <■ \3 6 β

Claims (3)

ANSPRÜCHE
1.) Maschine, die einen Arbeitsvorgang art einem sich verlagerns y
den Produkt ausführt und die aus einem Motor zur Verlagerung des Produkts, einen in der Richtung beweglichen Werkzeug zur Durchführung des Arbeitsvorgangs, einem Antriebsaggregat air Verlagerung dieses Werkzeugs und Mitteln zur Betätigung dieses Werkzeugs besteht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer in eine Richtung ausgerichtete! ÜbertragungsvorricbJung besteht, bei der ein Teil ohne Gleiten mit dem Werkzeug und das andere Teil ohne Gleiten mit einer sich im Kontakt mit dem Produkt drehenden Klemmrolle verbunden ist, so daß die Geschwindigkeit des Werkzeugs nicht die des Produkts überschreiten kann. Sie besteht aus einer zweiten in eine Richtung ausgerichteten übertragungsvorrichtung, bei der ein Teil ohne Gleiten ■it eines Hebel verbunden ist, der eine Rolle im Kontakt mit eine« sich gleichzeitig Bit dem Werkzeug verlagernden Rolle ' trägt, und bei der das andere Teil ohne Gleiten Bit einer sich !■ Kontakt alt den Produkt drehenden Klemmrolle verbunden ist, so daß die Beschleunigung des Werkzeugs in Abhängigkeit der Zeit sowie der Weg in Abhängigkeit der Zeit bis zur Erreichung der Grenzgeschwindigkeit des Werkzeugs, die der des zu schneidenden Produkts entspricht, unabhängig von der Geschwindigkeit für jeden Zyklus konstant sind,
2. Maschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in eine Richtung ausgerichteten Übertragungsvorrichtungen aus Freiläufen bestehen.
3. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zur Verlagerung des Werkzeugs aus einem Hydromotor, z.B. einem Zylinder, oder einem Elektromotor oder -Zylinder, einem Druckluftmotor oder -zylinder besteht.
k. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1-3 vom Typ Schneidmaschine, freivorkragende Säge oder Trennschere.
0 9c
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