DE2104739A1 - Schere mit zwei kombinierten Kraft Übertragungsgliedern - Google Patents

Description

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Aktenzeichen: Neuanmeldung 20 BREMEN 1

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Datum: 1. Februar 1971

Oavy and United Engineering Company Limited, Prince of Wales Road, Sheffield S9 4 EX. Yorkshire (England)

Schere mit zwei kombinierten Kraftubertragung»glledern Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Ausüben von Kräften auf Werkstücke, insbesondere solche aus Metall· Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Schere

mit einer relativ kurzhubigen Hubeinrichtung, welche hohe Kräfte auf einem relativ langen Weg übertrügt·

Mit einer erfindungsgemäß ausgestatteten Schere läßt

sich ein dickes metallisches Werkstück in einer Reihe >

von Schnitten schrittweise durchschneiden. "

Eine solche Schere besitzt ein in Richtung auf das Werkstück hin- und herbewegliches Ahtriebsglied mit einem Hub, welcher bedeutend kleiner als die Dicke des zu schneidenden Werkstückes ist, und eine verstellbare Nachführeinrichtung, welche das Antriebeglied »it einem von zwei Scherköpfen verbindet.. Die Nachführeinrichtung überträqt die Bewegung des Antriebsgliedes auf den Scherkopf, während dieser sich in seiner Schneidrichtung bewegt. Beim Rückhub des Antriebsgliedes bewirkt

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die Nachführeinrichtung eine Abstandsvergrößerung zwischen Antriebsglied und Scherkopfhaiter, so daß beim nächsten Hub des Antriebsgliedes ein weiterer Schnitt ausgefünrt wird. Dieser Zyklus des Antriebs-' gliedes wiederholt sich so lange, bis die gesamte Dicke des Werkstückes durchschnitten ist.

Das Problem einer derartigen Schere besteht in der Schwierigkeit, die Nachführeinrichtung in dem kurzen Zeitabschnitt richtig einzustellen, welcher während des Rückhutes des Antriebsgliedes zur Verfügung steht. Um wirtschaftlich zu arbeiten, muli die Schere den qesamten Schervorcang in einer begrenzten Zeit durchgeführt haben. Bei dem kurzen verfügbaren Antriebsweg beispielsweise eines Exzenters muß eine ganze Reihe von Hüben in dieser Zeit ausgeführt werden, und die Nachstellung der Nachführeinrichtung muß deshalb schnell erfolgen. Bestünde die Nachführeinrichtung beispielsweise aus einer Schraube, so müßte sie von schwerer und robuster Ausführung sein, um ihren Anforderungen cierechtwerden zu können. Und hierzu wurden wieder leistungsfähige Motoren zur Beschleunigung und zur Bestätigung der Nachführeinrichtung erforderlich.

α Nach der vorliegenden Erfindung besitzt eine Schere

zwei zusammenwirkende Kraftübertragungsglieder, ein hin- und herbewegbares Antriebsglied, das mit einem der beiden Kraftübertragungsglieder verbunden ist, und eine mit einem der Kraftübertragungsglieder verbundene verstellbare Nacr.führeinrichtung. Die verstellbare Nachführeinrichtung ist als Kolben-Zylinderanordnung ausgeführt, deren Zylinder in der einen Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes abgedichtet ist, in der anderen Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes, d.h· bei seinem Rückhub, frei beweglich ist.

Die Ankopplung des Antriebsgliedes sowie der verstellbaren Nachführeinrichtung kann an demselben Kraftüber-

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tragungsglied erfolgen.

Vorteilhafterweise ist der Zylinder an einen Sammelbehälter für eine Flüssigkeit über ein Ventil angeschlossen, welches während der Bewegung des Antriebsgliedes in seiner Vorschubrichtung geschlossen und während dessen Bewegung in umgekehrter Richtung geöffnet ist, um den freien Austausch von Flüssigkeit zwischen Zylinder und Sammelbehälter zu erlauben.

Die Kraftübertragunqsglieder sind gewöhnlich als Scherkopfhalter ausgeführt und können zumindest an .dem Scher- M kopfhalter, welcher der Nachführeinrichtung zugeordnet ist, eine zusätzliche Einrichtung besitzen, welche den Kontakt zwischen Scherkopf und Werkstück während des Rückhubes des Antriebsgliedes aufrechterhält. Zu dieser Einrichtung können ein oder mehrere Kolben-Zylinderanordnungen gehören, welche den Scherkopfhalter gegenüber dem Antriebsqlied wieder in seine Ausgangsstellung verbringen, nachdem der Schervorgang beendet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin— dungsgemäßen Schere mit ihrem hydraulischen System;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführung der Erfindung; und

FIq₄ 3 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführung der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Schere dargestellt, die aus einem oberen Scherkopf 12 und einem unteren Scherkopf 13 besteht, welche jeweils' äh "einem oberen Scherkopfhalter

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bzw. einem unteren Scherkopfhalter 15 befestigt sind. Der obere Scherkopfhalter 14 wird durch ein hin— und herbewegbares Antriebsglied bewegt, im vorliegenden Fall durch einen Kreuzkopf 16, der um einen rotierenden Exzenter 17 herumgebaut ist und über eine verstellbare Nachführeinrichtung auf den oberen Scherkopfhalter 14 einwirkt. Die verstellbare Nachführeinrichtung besteht aus einem Kolben 18, der in einem innerhalb des oberen Scherkopfhalters 14 geformte Zylinder 20 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen Kreuzkopf 16 und Kolben 18 ist ein schematisch angedeutetes Sprossenlager 21 eingesetzt. Es wäre jedoch auch denkbar, den Kreuzkopf 16 durch ein am Exzenter 17 angreifendes Pleuel zu ersetzen, welches drehbar am Kolben 18 befestigt wäre.

Zwischen Kreuzkopf 16 und Ansätzen 24 am oberen Scherkopfhalter 14 sind Rückhol-Kolben-Zylinderanordnungen 22/23 angeordnet. Zusätzlich ist der Kreuzkopf 16 über Kolben-Zylinderanordnungen 25 nach oben hin vorgespannt.

In Fig. 1 ist auch das hydraulische System dargestellt· Darin steht der Zylinder 20 über eine Leitung 26,die auch durch den Kolben 18 hindurchführt, und ein Vorfüllventil 27 mit einem Druckspeicher 28 verbunden, in dem sich eine Flüssigkeit wie Wasser befindet, welche einem

ρ mittleren Gasdruck von etwa 4,2 kp/cm ausgesetzt ist.

Ein Motor 30 treibt eine Pumpe 31 an, welche aus einem Behälter 32 Flüssigkeit entnimmt und diese über ein Einweg-Ventil 33 sowie eine Leitung 34 in einen Druckspeicher 35 fördert, dessen Druck auf eine« vcrhältnismaßig hohen Wert von beispielsweise 190 kp/cm gehalten wird. Die Leitung 34 führt zu den Kolben-Zylinderanordnungen 25 und zu Ventilen 36, 37 und 38, welch· all· im Ruhezustand gezeichnet sind. Wird Ventil 36 durch seinen Solenoid 40 betätigt, so überträgt es Druck zum öffnen des Vorfüll ventils 27. Das Ventil 37 verbindet im Ruh·-

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zustand seines Solenoid 41 die Leitung 34 über eine Leitung 39 mit den Zylindern 23 oberhalb der Kolben 22; bei abgeschaltetem Solenoid 41 ist diese Verbindung unterbrochen. Wird der Solenoid 42 des Ventils 38 betätigt, so steht die Leitung 34 mit den Zylinderräumen der Zylinder 23 unterhalb der Kolben 22 über Drosselventil 43, ein Einwegventil 44 und eine Leitung 45 in Verbindung. Wird jedoch dessen Solenoid 48 betätigt, so ist das Drosselventil 43 geöffnet, und Ventil 44 kann über Leitung 34 geöffnet werden· Ein weiteres Ventil 46 verbindet bei betätigtem Solenoid 47 eine Leitung 39 mit dem Drosselventil 43. ,

Der Hub des Exzenters 17 ist klein im Vergleich zur Dicke des zu schneidenden Werkstückes; beispielsweise beträgt der Hub 30 mm,während die maximale Werkstückdicke bei 350 mm liegen kann. Der Schneidvorgang erfordert eine ganze Reihe von Exzenterumdrehungen, von denen jede einen Teilschnitt legt, dessen Tiefe wesentlich geringer als der doppelte Hub ist, und der Scherkopf 12 bleibt in Kontakt mit de» Werkstück nach jeder Abwärtsbewegung des Kreuzkopfes 16, so daß die nächste Exzenterumdrehung den nächsten Schnitt ausführen kann.

Liegt das Werkstück auf dem unteren Scherkopf 13 auf, J

so wird der obere Scherkopfhalter 14 dadurch in eine auf das Werkstück gerichtete Bewegung versetzt, daß der Solenoid 40 betätigt wird, so daß der Zylinder Anschluß an den Druckspeicher 28 bekommt, und durch Betätigung der Solenoide 41, 42 und 47. Gleichseitig werden beide Zylinderräume von beiden Zylindern 23 mit Druck beaufschlagt, und da die beiden unteren Zylinderräume eine größere wirksame Fläche besitzen,wird der obere Scherkopfhalter 14 nach unten bewegt, bis er auf dem Werkstück aufliegt.

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Anschließend wird der Exzenter 17 in Rotation und damit Kreuzkopf 16 und Kolben 18 in eine hin- und hergehende Vertikalbewegung versetzt. Die Betätigung des Solenoid 40 verläuft in der Weise mit der Bewegung des Kreuzkopfes 16 synchron, daß er beim Aufwärtshub betätigt und beim Abwärtshub abgeschaltet wird. Die Solenoide 41, 42 und 47 verbleiben derweil im betätigten Zustand.

Jeder Abwärtshub des Kreuzkopfes 16 bewirkt mittels Abschaltung von Solenoid 40 das Schließen von Ventil 27 und damit das Absperren der im Zylinder 20 befindlichen Flüssigkeit. Die Abwärtsbewegung von Kolben 18 wird somit bis auf einen kleinen Abzug infolge elastischer Verformung auf den oberen Scherkopfhalter 14 übertragen, und das Werkstück wird geschnitten. Während der Aufwärtsbewe— gung des Kreuzkopfes 16 ist das Ventil 27 offen und obwohl der Kolben 18 dem Kreuzkopf 16 infolge des im Zylinder 20 herrschenden Flüssigkeitsdruckes folgt, verbleibt aer obere Scherkopfhalter 14 mit seinem:Scherkopf 12 in Kontakt mit dem Werkstück, weil er durch die Druckflüssigkeit in den Zylindern 23 nach unten gedrückt wird. Beim nächsten Abwärtshub des Kreuzkopfes 16 ist Ventil 27 wieder geschlossen, so daß der Scherkopfhalter 14 wieder nach unten gedruckt und ein neuer Schnitt ausgeführt wird. Dieser Schnittzyklus wiederholt sich, bis das gesamte Werkstück durchgeschnitten ist.

Nach dem SchnittVorgang kehrt der obere Scherkopfhalter 14 in seine ursprünglich gegenüber Zylinder 18 und Kreuzkopf 16 eingenommene Ausgangslage zurück. Dies erfolgt durch Betätigung des Solenoids 40, welcher Ventil 27 öffnet und durch Betätigung von Solenoid 48, zur Entleerung von Drosselventil 43. Beim Abschalten von Solenoid 47 wird Ventil 46 geschlossen, und beim Abschalten von Solenoid 41 wird Leitung 39 mit Leitung 34 verbunden. Dadurch wird Druck auf die Oberseite der Kolben 22 geleitet und damit der obere Scherkopfhalter 14 angehoben,

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während die aus den Zylindern 23 ausströmende Flüssigkeit über Leitung 4b und Einwegventil 44 entspannt und über Ventil 38 und '46 abgeleitet wird.

Das hydraulische Innenleben der verstellbaren Nachführeinrichtung (bestehend aus Kolben 18 und Zylinder 20) zwischen dem Exzenter 17 und dem oberen Scherkopfhalter 14 erlaubt die Relativbewegung zwischen oberem Scherkopfhalter 14 und Kreuzkopf 16 in dem kurzen Zeitraum, der während des aufwärtsgerichteten Rückhubes von Kolben 18 zur Verfügung steht, und ohne Einsatz von außer gewöhnlichen Hochleistungsmotoren. Es genügt vielmehr, wenn der Motor 30 eine Leistung von etwa 35 PS aufweist. Bei einer Nachführeinrichtung in Form einer motorgetriebenen Schraube wäre eine gewaltige Steigerung dieser Leistung notwendig.

Betrachtet man in Fig. 2 eine weitere Ausführung der Erfindung, so erkennt man einen steifen Rahmen 50 mit einem darin angebrachten Zylinder 51 mit einem Kolben 52, der so ausgebildet und angebracht ist, daß er als oberer Scherkopfhalter für einen oberen Scherkopf 53 dienen kann. Der Kolben 52 besitzt ein Paar Ausleger, die mit einem Paar von Zylindern 54 verbunden sind, in welchen wiederum je ein Kolben 55 steckt. Diese Kolben sind über Kolbenstangen am Rahmen 50 befestigt·

Ein unterer Scherkopf 56 sitzt innerhalb eine* unteren Scherkopfhalter 57, der gleichzeitig ein Zylinder 58 ist. Dieser Zylinder 58 wird von zwei daran befestigten zusätzlichen Zylindern 59 unterstützt, derert Kolben 60 über je eine Kolbenstange am Rahmen 50 befestigt sind. Innerhalb des Zylinders 58 befindet sich ein Kolben 61, der von einem Exzenter 62 über ein Pleuel 63 hin- und herbewegbar ist. Kolben 61 bildet zusammen reit seinem Zylinder 58 die verstellbare Nachführeinrichtung. Die beiden Zylinder 58 und 51 sind über ein Vorfüllventil _s 27 an den Druckspeicher 28 angeschlossen. ,

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Das hydraulische System ist notwendigerweise das gleiche wie in Fig. 1.

Das zu schneidende Werkstück wird zwischen die beiden Scherköpfe 53 und 56 gelegt. Die beiden Zylinder 51 und 58 werden mit Flüssigkeit vorgefüllt und dann Ventil 27 geschlossen. Darauf wird das Antriebsglied so betätigt, daß sich der untere Scherkopf 56 hebt und in das Werkstück einschneidet. Während der Kolben 61 darauf wieder nach unten fährt, wird das Vorfüllventil 27 geöffnet und dadurch der Zylinder 58 nachgefüllt, während die Kolben-Zylinderanordnungen 59/60 den unteren Scherkopfhalter57 in Kontakt mit dem Werkstück halten..Darauf schließt Ventil 27 wieder,und der Schervorgang wiederholt sich so oft, wie es zum Durchtrennen des Werkstückes notwendig ist. Die Kolben-Zylinder-Anordnungen 54/55 bewirken das Abheben des oberen Scherkopfhalters 52 vom Werkstück nach Beendigung der Scheroperation.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die verstellbare Nachführeinrichtung einem der beiden Kraftantrieb« zugeordnet, nämlich einem unteren Scherkopfhalter 74, während das Antriebsglied auf den oberen Scherkopfhalter 71 einwirkt.

Der obere Scherkopf 70 ist am oberen Scherkopfhalter 71 befestigt, welcher seinerseits drehbar mit einen Pleuel 72 in Verbindung steht. Dieses Pleuel 72 wird durch einen drehbar gelagerten Exzenter 73 hin- und herbewegt. Ein unterer Scherkopf sitzt auf dem unteren Scherkopfhalter 74, welcher gleichzeitig einen Kolben innerhalb eines stationären Zylindern 75 bildet. Ein Paar von Kolben-Zylinderanordnungen 76 sind an Auslegern befestigt, die seitwärts aus dem unteren Scherkopfhalter 74 herausragen und über Kolbenstangen auf einem starren Rahmen aufgebaut. Zylinder 75 steht über eine Leitung sowie über

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das Vorfüllventil 27 mit dem Druckbehälter 28 in Verbindung.

Im Betrieb wird ein Werkstück durch den unteren Scher kopfhalter 74 in Kontakt mit dem oberen Scherkopf 70 gebracht. Ventil 27 ist geschlossen, und die Schneidoperation kann anlaufen. Das Werkstück wird durch den unteren Scherkopfhalter 74 gegen den »urückgeführten oberen Scherkopf 70 nachgedrückt, und der nächste Schnitt wird anschließend ausgeführt.

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Claims (11)

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   Ansprüche

   ί1.J Schere mit zwei zusammenwirkenden Kraftübertragungsgliedern, mit einem hin- und herbewegbaren Antriebsglied, welches mit einem der beiden Kraftübertragungsglieder gekoppelt ist, und einer verstellbaren Nachführeinrichtung, die mit einem der beiden Kraftübertragungsglieder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Nachführeinrichtung aus mindestens einem Kolben (18) und einem Zylinder (20) besteht, der in der einen Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes (17...) gesperrt und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes gegenüber dem Kolben (18) frei bewegbar ist.
2. 2. Schere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied aus einem drehbaren Exzenter (17) mit zugehörigem Kreuzkopf (16) oder Pleuel (63) besteht.
3. 3. Schere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (20) der verstellbaren Nachführeinrichtung mit einem Druckspeicher (28) für Flüssigkeit über ein Ventil (36) in Verbindung steht, das bei Bewegung des Antriebsgliedes (17) in die erste Richtung geschlossen und bei Bewegung in die entgegengesetzte Richtung unter Freigabe des Flüssigkeitsaustausches zwischen Zylinder (20) und Druckspeicher (28) offen ist.
4. 4. Schere nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied sowie die verstellbare Nachführeinrichtung mit demselben Kraftübertragungsqlied gekoppelt bzw. verbunden sind.
5. 5. Schere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kraftübertragungsglieder (14, 15) übereinander angeordnet sind; daß das untere Kraftübertragungsglied

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   (15) fest stehend und das Antriebsglied (16...) und die verstellbare Nachführeinrichtung (20...) mit dem oberen Kraftübertragungsglied in Verbindung sind, welches als Scherkopfhalter (14) ausgebildet ist.
6. 6. Schere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Kolben-Zylinderanordnungen (22, 23) zwischen Antriebsglied (16...) und oberem Scherkopfhalter (14) so angeordnet sind, daß ein zugehöriger Scherkopf (12) beim RUckhub des Antriebsgliedes in

   Kontakt mit dem Werkstück ist und nach Beendigung der Scheroperation in seine Ausgangslage gegenüber den An triebsglied rückführbar ist.
7. 7. Schere nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungeglieder übereinander angeordnet sind; daß das Antriebsglied (62...) und die verstellbare Nachführeinrichtung mit dem unteren, als Scherkopfhalter ausgebildeten Kraft übertragungsglied (57) kombiniert und das obere Kraftübertragunqsglied (52) vertikal beweglich angeordnet ist.
8. 8. Schere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Kolben-Zylinderanordnungen (59, 60) zwischen Antriebsglied (63) und untere« Kraftübertragungsglied (57) so angeordnet sind, daß der zugeordnete Scherkopf (56) während des Rückhubes des Antriebsgliedes in Kontakt mit einem Werkstück ist.
9. 9. Schere nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Kraftübertragungsglied (52) durch eine Kolben-Zylinderanordnung (51, 52) vertikal bewegbar ist; und daß der Zylinder (51) dieser Kolben-Zylinderanordnung über ein während der Scheroperation geschlossenes Ventil (27) mit einem Druckspeicher (28) verbunden ist.

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10. 10. Schere nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens eine den oberen Scherkopfhalter (52) nach beendeter Scheroperation in seine Ausgangsstellung überführende Kolben-Zylinderanordnung (54, 55).
11. 11. Schere nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kraftübertragungsglieder (14, 15) übereinander angeordnet sindf daß das Antriebsglied (16...) mit dem oberen Kraftübertragungsglied (14) und die verstellbare Nachführeinrichtung mit dem unteren Kraftübertragungsglied (15) kombiniert ist, welches als Scherkopfhalter ausgebildet ist.

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