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Vorrichtung zum Bearbeiten der Schneidlängskante eines
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Metallbandes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten
der Schneidlängskante eines in seiner Längsrichtung bewegten Metallbandes mit einem
an der Schneidlängskante angreifenden Schneidorgan.
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Beim Schneiden von Metallbändern, z.B. auf Kreismesserscheren, entstehen
entlang der Schneidlängskante unerwünschte, z.B. scharfe oder mit überstehendem
Schneidgrat behaftete,Kantenformen. Es ist in der Praxis versucht worden1 diese
Kantenformen durch spanabhebendes Entgraten mit Hilfe von einem oder mehreren Schneidmeißeln
zu verbessern. Hierbei haben sich eine Reihe von Schwierigkeiten, einmal aufgrund
der geringen Eigensteifigkeit der zu bearbeiteten Bänder ~(,# ("Rattermarkenzan
den bearbeiteten Wanten ) und zum anderen aufgrund des schnellen Verschleißes der
Schne idrae iße II ergeben.
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Um die Schwierigkeiten beim spanabhebenden Entgraten zu vermeiden,
ist eine spanlose Verformung ( Umformung der Schneidllngskante mit Hilfe von Verformungsrollen
vorgeschlagen worden, wobei die gesamte Schneidlängskante in einer V- oder U-förmigen
Nut einer (oder mehrerer) Verformungsrolle umgeformt wird ( DT - AS 1 602 452 ).
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Bei dieser spanlosen Umformung erfährt aber der Werkstoff in der äußersten
Kantenzone ( Kantenspitze ) einen sehr hohen Verformungsgrad und eine dadurch bedingte
hohe
Materialverfestigung. Bei gewissen Materialarten kann es bereits
bei dieser spanlosen Umformung zu feinen Materialrissen in der äußeren Kantenzone
kommen. Bei vielen anderen Materialarten kann die hohe Materialverfestigung dann
bei der Weiterverarbeitung ( z.B.
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Tiefziehen ) zu einer Rißbildung führen.
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Uberstehende Grate lassen sich durch spanlose Umformung grundsätzlich
überhaupt nicht entfernen, sondern nur umwalzen, wobei der Grat mehr oder weniger
lose an der Bandkante haften bleibt. Dieses kann bei der Weiterverarbeitung zum
Abplatzen des Grates und/oder anderen Störungen führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Bearbeiten der Längskante eines geschnittenen Metallbandes zu entwickeln, die
ohne nachteilige Verfestigung der Schneidlängskante ein sicheres Beseitigen des
nachteiligen Schneidgrates ermöglicht und dabei die Schwierigkeiten, die sich bei
dem Einsatz von Schneidmeißeln ergeben, vermeidet.
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Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst,
daß das Schneidorgan ein auf einer Achse angeordnetes vom Metallband geschlepptes
Kreismesser ist, dessen Achse räumlich zum Metallband folgende Position aufweist
a.) die Achse hat mit Bezug zu einer auf die Metallbandoberfläche weisenden gedachten
Normalen eine Neigung von o,5 bis 150 entgegen der Laufrichtung des Metallbandes
und in Querrichtung zur Laufrichtung des Metallbandes von ca. loO nach innen bis
ca. 450 nach außen.
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b.) die Achse befindet sich in Querrichtung zur Laufrichtung des Metallbandes
in einem Abstand von 4/lo bis 9/lo mal Radius des Kreismessers von der Schneidlängskante
entfernt.
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Vorzugsweise beträgt die Neigung entgegen der Laufrichtung 1 bis loO
und in Querrichtung O bis 450 nach außen.
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Für den eigentlichen Schneidvorgang, der erst zu der nachteiligen
Schneidlängskante führt, ist es seit vielen Jahren an sich bekannt, ein vom Metallband
geschlepptes Messer als Schneidorgan zu verwenden ( Fachbuch " Herstellung von kaltgewalztem
Band " Teil 2, Seite 298, Absatz 2, Verlag Stahleisen, Düsseldorf, 1970, und DT-
PS 1 552 633 ). Bei dieser Schneidvorrichtung ist die Achse des geschleppten Kj'eisjuessers
praktisch parallel zur Ebene des Metallbandes angeordnet, d.h., beim durchgeführten
Schneidvorgang entsteht der nachteilige Schneidgrat, so daß das Metallband einer
weiteren Bearbeitung bedarf. Wie eingangs geschildert, erfolgte diese weitere Bearbeitung
am Anmeldetag überlicherweise durch Schneidmeißel oder spanlose Umformung.
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Die dabei entstehenden Nachteile lassen sich überraschenderweise vermeiden,
wenn ein vom Metallband geschlepptes Kreismesser in der in Anspruch 1 angeführten
Position zum laufenden Metallband angeordnet wird.
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Es ist wünschenswert, daß das Kreismesser mit einer geringen und nach
Möglichkeit gleichmäßigen Andrückkraft gegen die Schneidlängskante drückbar ist.
Zu diesem Zweck eignet sich eine an der Achse des Kreismessers angreifende Drückvorrichtung.
Dieses kann z.B. eine Feder sein, deren Federkraft mittels einer Schraube verstellbar
ist oder eine Kolbenzylindereinheit.
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Um bei schwankender Banddicke oder Randwelligkeit einen annähernd
konstanten Anstelldruck des Kreismessers gegen die Schneidkante zu gewährleisten,
ist es zweckmäßig, bei dieser Anordnung das Kreismesser axial verschieblich oder
schwenkbar zu lagern. Eine geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die für das Kreismesser vorgesehene Achse mittels einer Feder oder einer
Kolbenzylindereinheit
um eine zweite Achse schwenkbar ist, wobei die zweite Achse im wesentlichen quer
zur Laufrichtung des Metallbandes und senkrecht zur erstgenannten Achse verläuft.
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Die geringe Andrückkraft und die durch die axiale Verschieblichkeit
oder Schwenkbarkeit des Kreismessers gewährleistete Bewegungsfreiheit des Kreismessers
bringt mit sich, daß selbst bei Randwelligkeit des Metallbandes oder Dickenänderungen
des Metallbandes eine gleichmäßige Kantenform erzielt wird.
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Eine besonders schnelle Beweglichkeit wird erzielt, wenn man die Schwenkachse
in größtmöglicher Nähe des gemeinsamen Schwerpunktes vom Kreismesser und der zugehörigen
Achse anordnet, insbesondere in einem Abstand von weniger als 1/3 des Kreismesser-Radius.
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Bei einer besonders vorteilhaften Konstruktion ist dem Ki#isrr#55er
eine an der Bandlängskante angreifende Glättrolle zu- und in einem solch kurzen
Abstand der Angriffspunkte an der Bandkante nachgeordnet, daß sich die auf die Met.aJ1Y>ai#ebene
gedachten Projektionen des Kreismessers und der Glättrolle zumindest teilweise überdecken.
Bevorzugt wird eine u é eckung. Diese vollkommene Uberdeckung läßt sich leicht erzielen,
wenn die Glättrolle einen geringeren Durchmesser als das Kreismesser hat.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Konstruktion ist die Rolle zusammen
mit dem Kreismesser auf derselben Achse gelagert, wobei der Radius der Glättrolle
etwa dem Abstand der gemeinsamen Achse von der Schneidlängskante entspricht. Der
besondere Vorteil ist darin zu sehen, daß die vom Kreismesser spanabhebend zu bearbeitende
Schneidlängskante mittels der Glättrolle einen Null-Durchgang Bezugspunkt ) bekommt,
der gewährleistet, daß eine gleichmäßige Kantenform selbst bei hohen Geschwindigkeiten
erzielt wird. Je näher die Angriffspunkte der beiden Werkzeuge zueinander liegen,
um so geringer ist der Einfluß einer Randwelligkeit des Metallbandes, da der dazwischen
liegende Teil der
Wellenlänge entsprechend kürzer ist, so daß Wellenhöhen
und Wellentäler sich weniger stark auswirken. Das bedeutet insbesondere bei hohen
Bandlaufgeschwindigkeiten, daß die Vorrichtung sehr viel ruhiger und mit einem geringen
Verschiebungs- bzw. Schwenkungsmaß der Werkzeuge arbeiten kann, um der Randwelligkeit
des Metallbandes zu folgen.
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Diese Vorteile werden weiter erhöht, wenn entweder das Kreismesser
oder die Glättrolle axial verschieblich gelagert sind, wobei die noch verbleibenden
Unterschiede durch die axiale Verschieblichkeit der Werkzeuge ( Kreismesser oder
Glättrolle ) aufgefangen werden.
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Wenn das Kreismesser und die Glättrolle auf einer gemeinsamen Achse
gelagert sind, ist es vorteilhaft, wenn die Achse derart abgewinkelt ist, daß der
für die Lagerung der Glättrolle vorgesehene Achsabschnitt im wesentlichen parallel
zur gedachten, auf das Metallband weisenden Normalen verläuft. Bei dieser Konstruktion
kann die Glättrolle senkrecht zur Längskante angreifen.
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Die dem Kreismesser in kurzer Entfernung zugeordnete Glättrolle erfüllt
eine wichtige Doppelfunktion.
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Sie soll einmal einen ruhigen Band lauf auch bei hohen Geschwindigkeiten
und randwelligen Bändern bewirken, wobei die Metallbandkante durch das Kreismesser
auf die gewünschte Kantenform vorbearbeitet wird, und sie soll zum anderen in begrenztem
Maß noch Umformungen durchführen, nämlich soweit noch eine Glättung bzw. wenn statt
einer angefasten eine andere, z.B. gerundete, Kantenform gewünscht wird.
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Das hierbei erforderliche geringe Maße an Umformung führt nicht zu
nachteiligen Verfestigungen.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion eignet sich für große Banddickenbereiche.
Es handelt sich um eine kompakte und einfache einfach lq k,tnA Zdie bie auch bei
hohen Bandlaufgeschwindigkeiten
eine lange Standzeit der Werkzeuge
gewährleistet. Das bearbeitete Metallband hat keine nachteiligen Verfestigungszonen,
so daß ein erheblicher Fortschritt gegenüber bekannten Vorrichtungen gegeben ist.
Insbesondere die Kombination des Kreismessers mit der Glättrolle gewährleistet bei
hohen Bandgeschwindigkeiten das Erzielen einer gleichmäßigen Kantenform, selbst
bei Metallbändern mit stärkerer Randwelligkeit.
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Nachfolgend wird der ERfinungsgegenstand anhand der in den Figuren
gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen : Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im Ausschnitt ein Metallband
im Querschnitt Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Seitenansicht
Fig. 3 eine Draufsicht der Fig.2 und Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in Seitenansicht Fig. 5 eine Draufsicht der Fig.4 und Fig. 6 einen Querschnitt zu
dem Gegenstand der Fig. 4 und 5.
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In Fig. 1 ist in vergrößertem Maßstab der Randbereich eines Metallbandes
1 gezeigt, das an der Schneidlängskante 2 einen überstehenden Schneidgrat 2a aufweist.
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Die in den Fig. 2 bis 6 gezeigten Vorrichtung dienen dazu,
diesen
Schneidgrat 2a in geeigneter Weise zu entfernen.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 wird der an den beiden
Schneidlängskanten 2 des Metallbandes befindliche Schneidgrat 2a jeweils mit Hilfe
eines auf der Achse 4 gelagerten Kreismessers 3 abgeschnitten. Das auf der Achse
4 gelagerte Kreismesser 3 wird vom Metallband 1 geschleppt, d.h. es ist nicht angetrieben.
Die Neigung der Achse 4 zur Normalen ist verstellbar, indem die Achse um die horizontal
verlaufende Schwenkachse 5 geschwenkt wird. Zu diesem Zweck greift am unteren Ende
der Achse 4 bei der Achse lo die Kolbenzylindereinheit 6,7 (Druckvorrichtung) an.
Die Achse 4 hat z.B.
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mit Bezug auf einer auf das Metallband 1 gedachten Normalen folgende
Position: 20 Neigung entgegen der Laufrichtung des Metallbandes 1; 100 Neigung in
Querrichtung zum Metallband 1 nach außen; die Achse 4 ist außen neben der Schneidlängskante
2 in einem Abstand von 7/lo mal Radius des Kreismessers 3 angeordnet.
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Die Kolbenzylindereinheit 6,7 gewährleistet ein sanftes gleichmäßiges
Andrücken des Kreismessers 3 gegen den Teil der Schneidlängskante 2, an welchem
sich der Schneidgrat 2a befindet. Bei Randwelligkeit des Metallbandes 1 kann die
Kolbenzylindereinheit 6,7 nachgeben oder es kann aufgrund einer axial verschieblichen
Lagerung des Kreismessers 3 in axialer Richtung das Kreismesser den durch die Randwelligkeit
verursachten Schwankungen ausweichen.
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Durch beide Maßnahmen ist eine Gleichmäßigkeit bei der Spanabhebung
gewährleistet, so daß nach der Behandlung des Metallbandes 1 mit dem Kreismesser
3 eine gleichmäßige Kantenform des Metallbandes erzielt wird. Um eine besonders
schnelle
Beweglichkeit des Kreismessers 3 auf mögliche Unebenheiten
des Metallbandes 1 zu erzielen, ist die Schwenkachse 5 in größtmöglicher Nähe des
gemeinsamen Schwerpunktes von Kreismesser 3 und zugehöriger Achse 4 angeordnet.
Bei der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten besonders bevorzugten Ausführungsform ist
dem Kreismesser 3 eine an der Bandlängskante 2 angreifende Glättrolle 9 so zu- und
nachgeordnet, daß sich die auf das Metallband 1 gedachten Projektionen des Kreismessers
3 und der Glättrolle 9 überdecken (siehe Draufsicht Fig. 5). Im Ausführungsbeispiel
wird diese vollkommene Überdeckung dadurch einfach erzielt, daß die Glättrolle 9
auf einem verlängerten Achsabschnitt 8 der Achse 4 gelagert ist. Kreismesser 3 und
Glättrolle 9 sind praktisch auf derselben Achse gelagert. Die Glättrolle 9 hat einen
deutlich kleineren Durchmesser als das Kreismesser 3. Der Angriffspunkt der Glättrolle
9 liegt in der Laufrichtung des Metallbandes 1 gesehen hinter dem Angriffspunkt
des Kreismessers 3. Der Abstand der Angriffspunkte ist sehr kurz, da das Kreismesser
3 und die Glättrolle 9 auf derselben Achse gelagert sind. Diese Achse ist zweckmäßigerweise
wieder um eine Schwenkachse 5 mit Hilfe einer Druckvorrichtung, z.B. Kolbenzylindereinheit
6,7 schwenkbar, wie dies bereits in Verbindung mit der Fig.2 erläutert wurde. Der
kurze Abstand zwischen den Angriffspunkten des Kreismessers 3 und der Glättrolle
9 gewährleistet einen besonders ruhigen Bandlauf bei randwelligen Metallbändern.
In Kombination hiermit ist es vorteilhaft, wenn entweder das Kreismesser 3 oder
die Glättrolle 9 axial verschieblich gelagert ist. Die axiale Verschieblichkeit
des Kreismessers 3 bei unverschieblicher Glättrolle 9 wird bevorzugt, da eine axial
unverschiebliche Glättrolle 9 einen noch etwas ruhigeren Lauf gewährleistet.
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Der Querschnitt gemäß Fig. 6 verdeutlicht, daß vom Metallband 1 der
Schneidgrat 2a mit Hilfe des Kreismessers 3 abgeschnitten wird und in Form des Spans
2b nach unten fällt. Anschließend ebnet die Glättrolle 9 die geringfügigen Unebenheiten
ein (s.auch Fig. 5), so daß sich eine einwandfreie Längskante ergibt, die keine
nachteiligen Verfestigungen erfahren hat.
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Alternativ zu dem besonders bevorzugten Beispiel gemäß den Fig. 4
bis 6 ist es auch möglich, die Achse 8 der Glättrolle 9 getrennt von der Achse 4
des Kreismessers 3 vorzusehen und jeweils beide Achsen mit Andruckvorrichtungen
auszurllgten. Dabei wird allerdings der Abstand der Angriffspunkte vergrößert und
der Band lauf ist nicht mehr so ruhig wie bei der besonders bevorzugten Ausfllhrungsform.
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