DE2823610A1

DE2823610A1 - Pendelschere

Info

Publication number: DE2823610A1
Application number: DE19782823610
Authority: DE
Inventors: Yuji Kikuchi; Keiji Miyakozawa; Tsuneo Nakanishi; Yukio Otake
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1979-02-01
Also published as: US4319505A; BR7803446A; JPS603524B2; JPS5423281A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Pendelschere

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Schere zum Schneiden von "bewegtem Schnittgut, insbesondere eine Pendelschere zum Schneiden von Schnittgut, das zwischen vertikal "bewegbaren Messern innerhalb eines auf einer Kurbelwelle angeordneten Gestells bewegt wird, während das Gestell schwingt.

Bei einer solchen Pendelschere ist die zum Schneiden des Guts erforderliche Energie gleich der Geschwindigkeit des durch die Schere bewegten Schnittguts, multipliziert mit dem Schnittgutquerschnitt, wie dies auf dem Gebiet der

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— O —

Dynamik der flüssigen Körper auch im Kontinuitätslehrsatz festgelegt ist. Es ist daher bei einer bestimmten Schere erforderlich, die Schnittgeschwindigkeit oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts zu verringern, wenn das Schnittgut einen größeren Querschnitt hat.

Es ist daher ersichtlich, daß im Pail eines stufenlos drehzahlregelbaren Getriebes für die Pendelschere Schnittgut mit großem und mit kleinem Querschnitt mittels der einzigen Schere durchtrennbar ist. Es ist bisher jedoch noch kein Getriebe mit stufenlos regelbarer Drehzahl, großem Leistungsvermögen, hohem Wirkungsgrad und gleichzeitig kleinem und billigem Aufbau vorgeschlagen worden. Daher wird bisher ein drehzahlregelbarer Gleichstrommotor verwendet, der die Schnittgeschwindigkeit durch Regeln der Motordrehzahl selbst ändert. Ferner kann die Geschwindigkeitsänderung dadurch erzielt werden, daß ein Konstantdrehzahl-Elektromotor und ein Zahnradgetriebe kombiniert werden; eine solche Anordnung bildet jedoch kein stufenlos geschwindigkeitsregelbares Getriebe, und die Größe des Geschwindigkeitssteuergetriebes und der zum Einbau benötigte Raum sind beträchtlich, so daß ein solches System bisher nicht verwendet werden konnte.

Bei Pendelscheren, die durch die Geschwindigkeitssteuerung mittels Gleichstrom-Elektromotor betrieben werden, wird die Leistungsfähigkeit oder Kapazität des Motors unter Berücksichtigung der folgenden Bedingungen bestimmt:

(i) Es sollte eine solche Schneidenergie oder Massenenergie erzeugt werden, wie sie zum Schneiden eines zulässigen Höchstquerschnitts des Schnittguts mit einer zulässigen

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Minimalgeschwindigkeit erforderlich ist (Bedingung für maximalen Ausstoß), und

(ii) die Energie kann innerhalb des kleinsten Schneidzyklus (Schneidlänge dividiert durch höchste Schnittgutgeschwindigkeit) erzeugt werden (wobei der momentane Ausstoß hoch ist).

Von diesen beiden Bedingungen ist die zweite Bedingung (ii) eng mit der Produktionsleistung verbunden, so daß der kleinste Schneidzyklus dazu tendiert, klein zu werden; aber in diesem Pail sollte die Kapazität des Motors groß werden, und deshalb muß eine hohe Motorkapazität verwendet werden. In einem solchen Pail ergibt sich jedoch das Problem, daß der Wirkungsgrad vermindert wird, wenn ein großer Schnittgutquerschnitt mit niedrigerer Geschwindigkeit geschnitten wird, und zwar deshalb, weil der Wirkungsgrad des Motors am größten ist, wenn er mit der Nenndrehzahl läuft, und abnimmt, wenn er mit niedriger Drehzahl läuft.

Da ferner mit großer Motorkapazität die Steuervorrichtung und die Energiequelle groß werden, erhöhen sich auch die Einbau- und Betriebskosten sehr stark.

In Warmwalzwerken sind zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit und der Güte der Erzeugnisse kontinuierliche Hochgeschwindigkeits-Walzstraßen entwickelt wordene Infolgedessen muß die Pendelschere innerhalb eines weiten Geschwindigkeitsbereichs arbeiten können, und das Schneiden eines großen Schnittgutquerschnitts muß mit geringer Energie durchführbar sein. Mit zunehmender Schnittgutgeschwindigkeit und zunehmendem Schnittgutquerschnitt wird jedoch die beim Schnei-

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-β-

άβη auf die Schere wirkende Stoßkraft hoch, so daß es erforderlich ist, die Schneidgeschwindigkeit oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Ober- und des Untermessers längs der Walzstrecke mit der Schnittgutgeschwindigkeit zu synchronisieren. Geschwindigkeitssynchronisierung ist ein wesentlicher Faktor nicht nur in bezug auf die Verringerung der Stoßkraft, sondern auch in bezug auf ein Schneiden des Schnittguts an der erwünschten Schnittstelle, um dadurch die Schnittgenauigkeit zu verbessern und einen sauberen Schnitt zu erhalten.

Bisher wird als schwingende Schere zum Schneiden eines aus einem Warmwalzwerk geförderten Bandguts während dessen Bewegung hauptsächlich eine Trommelschere oder eine Yiergliedschere verwendet. Die Trommelschere ist so ausgebildet, daß Ober- und Untermesser an zwei umlaufenden Trommeln befestigt sind, die an der Ober- bzw. der Unterseite des Schnittguts angeordnet sind, wobei die Trommeln mit einer Geschwindigkeit umlaufen, die mit der Schnittgutgeschwindigkeit synchronisiert ist, so daß das sswischen den Messern gegriffene Schnittgut durchschnitten wird. Bei dieser Scherenart bestehen jedoch die Probleme, daß die Messer an dem Schnittgut unter einem Neigungswinkel relativ zum Schnittgut anliegen, so daß zwischen den Messern und dem Schnittgut eine relative Gleitbewegung erfolgt; ferner gelangen die Messer miteinander in störende Berührung, und die Einstellung des Spalts zwischen den Messern oder des Betrags der Überlappung der Messer ist schwierig.

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Die Viergliedschere ist so ausgebildet, daß zwei Paare Glieder, die Parallelogramme an der Oberseite, der Unterseite und gegenüberliegenden Seiten bilden, und Ober- und Untermesser an Armen, die die Parallelogramme bilden, gesichert sind, synchron mit der Schnittgutgeschwindigkeit umlaufen und den Schneidvorgang ausführen. Diese Scherenart ist insofern nachteilig, als zwar die Messer in Yertikalrichtung bewegt werden, wodurch sich eine längere Standzeit der Messer als bei der Trommelschere ergibt, jedoch eine relativ große Anzahl Arme zur Bildung der Glieder erforderlich ist, so daß der Aufbau groß und schwer wird, damit er die erforderliche Festigkeit hat.

Als Knüppelschere in einer Stranggußanlage ist eine Pendelschere bekannt, bei der vertikal bewegliche Messer innerhalb eines Gestells vorgesehen sind, das schwingend auf einer Kurbelwelle angeordnet ist, so daß der Strang zwischen den Messern durchschnitten wird (vgl. z. B. Journal of the Iron and Steel Institute, November 1955, S. 6). Bei dieser Scherenart ergibt sich, wenn das Schnittgut, z. B. ein Strang, mit sehr geringer Geschwindigkeit, etwa in einem Bereich von 0,1-2,0 m/min, bewegt wird, kein Problem, weil der Schneidvorgang so erfolgt, daß das Gestell von dem zwischen den Messern gegriffenen Schnittgut als Pendel bewegt wird. Eine solche Schere eignet sich jedoch nicht für eine Walzstraße in einem Warmwalzwerk, wobei die Walzgutgeschwindigkeit sehr hoch, z. B. 10-200 m/min, und der wählbare Geschwindigkeitsbereich groß ist. Die herkömmliche Pendelschere ist also insofern nachteilig, als keine Vorrichtung zum Synchronisieren der Geschwindigkeit des Gestells mit der Schnittgutgeschwindigkeit vorgesehen ist und die Stoßkraft zwischen den Messern und dem

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- ίο -

Schnittgut zu hoch ist, so daß die Messer oder/und die Schere im Fall des Warmwalzwerks mit hoher Walzgutgeschwindigkeit brechen können.

Zum Schneiden dünner Bleche wird "bisher häufig eine schwingende Schere verwendet, "bei der das Schnittgut durch ein Obermesser, das an einem schwingenden Gestell . befestigt ist, und ein zugehöriges Untermesser, das innerhalb des Gestells durch eine Exzentervorrichtung auf- und abbewegbar ist, geschnitten wird. Diese Schere weist jedoch den Nachteil auf, daß der Schwerpunkt des Gestells über dem Schwingungsmittelpunkt liegt, so daß die Schere mit dem durch das Gewicht des schwingenden Teils bedingten Eigengewicht zusätzlich zu der sich ändernden Energie beaufschlagt wird; wenn die Kapazität der Schere zunimmt, erhöht sich dementsprechend das Gewicht des schwingenden Teils, so daß sich eine Konstruktion ergibt, die der Gegenkraft Widerstand entgegensetzt. Die Schere ist daher zum Schneiden dicker Bleche ungeeignet.

Die folgenden Veröffentlichungen sind als Stand der Technik für die vorliegende Erfindung anzusehen:

1) JP-PS 41-16477

2) JP-PS 48-11554

3) JP-PS 44-18039

4) Iron and Steelworks Engineering

(journal of the Iron and Steel Institute, Nov. 1955, S. 239-240)

5) TiSMAG- W84.3 Pendelschere

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Pendelschere für Warmwalzwerke, bei der die vorstehend erläuterten Nachteile bekannter schwingender Scheren beseitigt sind, die innerhalb eines weiten Geschwindigkeitsbereichs arbeitet, mit geringer Energie einen großen Schnittgutquerschnitt genau beschneidet und deren Aufbau im Vergleich mit herkömmlichen schwingenden Scheren klein ist.

Die Pendelschere nach der Erfindung, mit einer durch eine Antriebsvorrichtung drehbaren Hauptkurbelwelle, einem drehbar auf einem ersten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle befestigten Gestell, einem an dem Gestell befestigten Untermesser, einem an einem zweiten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle befestigten und innerhalb des Gestells hin- und herbewegbaren Obermesser, und einer Schwingvorrichtung zum Schwingen des Gestells um den ersten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkurbelwelle unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts mit gleichbleibender Drehzahl drehbar ist, und daß die Schwingvorrichtung die Schwingbewegung des Gestells synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts bewirkt, so daß die Antriebsvorrichtung und die Schwingvorrichtung aufgrund eines Schneidbefehls gemeinsam zu arbeiten beginnen und das zwischen dem Obermesser und dem Untermesser bewegte Schnittgut schneiden.

Durch die Erfindung wird also eine Pendelschere mit einem großen Geschwindigkeitsbereich zwischen sehr hoher und niedriger Geschwindigkeit zum Schneiden von Warmwalzgut mit großem Querschnitt angegeben, wobei in einem auf einer

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Kurbelwelle angeordneten Gestell ein Ober- und ein Untermesser, die vertikal bewegbar sind, angeordnet sind und aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, um das Schnittgut zu schneiden, während das Gestell schwingt.

Insbesondere wird, während die Kurbelwelle mit gleichbleibender Drehzahl umläuft, die Schwinggeschwindigkeit des Gestells mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts synchronisiert, und zwischen der Schwingvorrichtung und der Antriebsvorrichtung ist eine Geschwindigkeits-Synchronisiervorrichtung mit einem Zahngetriebe u. dgl. angeordnet, so daß mit kleiner Kapazität der Antriebsvorrichtung eine gute Schneidleistung erzielbar ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsf orm;

Pig. 2 eine Vorderansicht des Hauptkurbelwellenteils der Schere nach Fig. 1, gesehen gegen die Bewegeungsrichtung des Schnittguts;

Fig. 3 eine seitliche Sehnittansicht der

Schere nach Fig. 1, insbesondere längs der Schnittlinie IH-III nach Fig. 2;

Fig. 4 Teilschnittansichten einer Vorrichtung und 5 zum Einstellen des Schneidspalts längs

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den Schnittlinien IV-IV bzw. V-V nach Pig. 3;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ausftihrungsform nach Fig. 1;

Fig. 7 ein Diagramm der Geschwindigkeitssynchronisier-Steuervorrichtung;

Fig. 8 Diagramme, die das Prinzip von Ge- und 9 schwindigkeitsänderungen darstellen;

Fig. 10 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 11 ein schematisches Diagramm der Geschwindigkeit ssynchronisiervorrichtung der Ausführungsform nach Fig. 10.

Fig. 1 ist eine Gesamtansicht der Pendelschere. Ein Hauptabschnitt 30 wird über ein Untersetzungsgetriebe 20 von einem Eonstantdrehzahl-Gleichstrommotor 10 getrieben. Die von dem Motor 10 abgeleitete Drehkraft, die durch das Untersetzungsgetriebe 20 auf eine Solldrehzahl heruntergesetzt wird, wird über eine Hauptkurbelwelle 33 zu einem antriebsseitigen Gestell 31 übertragen. Das Gestell ist drehbar an einem Exzenterteil der Hauptkurbelwelle 33 angeordnet. Zwischen den Gestellteilen 31 ist ein weiterer Exzenterteil der Hauptkurbelwelle angeordnet, an dem eine Verbindungsstange 34 drehbar angeordnet ist.

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Ein unterer Abschnitt der Verbindungsstange 34 ist mit einer Obermesser-Platte 35 zum Befestigen eines Obermessers 36 verbunden, wobei die Platte 35 in Vertikalrichtung in dem Gestell verschiebbar ist. Me unteren Abschnitte der Gestellteile 31 weisen eine Untermesser-Platte 37 zum Befestigen eines Untermessers 38 auf.

Eine weitere Achse des Untersetzungsgetriebes überträgt eine Drehkraft zum Treiben einer Exzenterkurbel 41 durch eine Gesehwindigkeits-Synchronisiervorrichtung (die in Fig. 1 nicht gezeigt ist). Diese Drehkraft der Exzenterkurbel wird auf das Gestell 31 über einen Arm 42, einen winkelbeweglichen Arm 43, eine Drehkraftübertragungswelle 44, einen winkelbeweglichen Arm 45 und eine Stange 46 übertragen und bewirkt eine Schwingbewegung des Gestells um den Exzenterteil der Kurbelwelle 33 in Richtung eines Pfeils 2. Diese Schwingungen erfolgen synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts, und die Schwingvorrichtung wird noch erläutert.

Der Hauptabschnitt 30 der Pendelschere wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2-5 erläutert. Die von dem Untersetzungsgetriebe 20 durch eine Kupplung 336 übertragene Rotationskraft wird als Drehkraft für die Hauptkurbelwelle 33 übertragen, die in an Trägern 51, 52 befestigten Lagern 334, 335 gelagert ist. Die Hauptkurbelwelle 33 weist Exzenterabschnitte mit vorbestimmten Phasenwinkeln auf, und die einstückig miteinander ausgeführten Gestellteile 31 sind schwingbeweglich an ersten Exzenterabschnitten 331 und 332 mit einem Exzenterradius R₂ angeordnet. Die Verbindungsstange 34, die das Obermesser 36

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in Vertikalrichtung "bewegt, ist drehbar auf einem zweiten Exzenterabschnitt mit einem Exzenterradius R^ angeordnet. Links und rechts von den Ober- und Untermesser-Platten

35 und 37 sind ein Obermesser-Ausgleichszylinder 39 und ein Untermesser-Druckzylinder 32 mit Korben und Kolbenstangen angeordnet, die den Abstand zwischen dem Ober- und dem Untermesser 36 "bzw. 38 ändern, so daß dieser durch Betätigen der Zylinder vergrößerbar ist. In dieser Stellung wird die Obermesser-Platte 37 zusammen mit der Untermesser-Platte 35 aus einem Eensterabschnitt des Gestells durch Messeraustauschmittel herausgezogen, die senkrecht zu einer nicht gezeigten Linie angeordnet sind. Es ist daher nicht erforderlich, die Messer unter ungünstigen Lage- oder Umgebungsbedingungen in der Walzstraße auszutauschen.

Nach Pig« 3 ist ein Ende der Verbindungsstange 34 mit einem V-förmigen Verbindungsblock 341 verbunden, der wiederum über einen Verbindungskeil 345 mit einem Verstärkungsblock 342 verbunden ist. Der Verstärkungsblock 342 umfaßt zwei mittig geteilte Hälften, die durch eine Zugschraube 344 aneinander befestigt sind und eine V-förmige Vertiefung bilden, die an dem Verbindungsblock 341 anliegt. Die Zugschraube 344 weist an ihrem Mittenabschnitt eine Einschnürung auf, die herausbricht, wenn eine bestimmte Überlast auf sie wirkt, und als Sicherheitsvorrichtung dient, um die Lastübertragung auf die Antriebsvorrichtung zu unterbrechen, wenn das Schnittgut eine niedrigere als die vorbestimmte Temperatur hat oder wenn das Obermesser

36 mit einer Überlast beaufschlagt wird, wenn das Schnittgut eine größere als die vorbestimmte Dicke oder Breite hat.

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Wie im einzelnen aus Fig. 4 hervorgeht, sind ferner zwischen der Obermesser-Platte 35 und dem Gestell 31 Federn 345 angeordnet, die die Obermesser-Platte 35 während des Schervorgangs gegen den anderen Gestellteil 31 drücken, wodurch die Obermesser-Platte 35 in einer unveränderlichen Lage gehalten wird. Wenn das Obermesser 36 durch ein neues ersetzt werden soll, wird eine zum Entspannen der Federn 345 eingesetzte Zwischenplatte 346 von einem Entspannungszylinder 347 beaufschlagt und entspannt die Federn 345.

In bezug auf die Untermesser-Platte 37 (vgl. Fig. 5) ist zwischen der Platte 37 und dem Gestell 31 ein Druckzylinder 348 angeordnet, der die Platte 37 in der gleichen Richtung wie der während des Schneidens die Platte 37 beaufschlagende seitliche Druck gegen das Gestell 31 drückt.

Auf der entgegengesetzten Seite der Untermesser-Platte ist zwischen dieser und dem Gestell 31 ein Keil 349 angeordnet, so daß der Spalt zwischen dem Ober- und dem Untermesser bzw. 38 verstellbar ist.

Somit wird bei diesem Ausführungsbeispiel, selbst wenn das Gestell 31 schwingt, die Obermesser-Platte nicht bewegt, und der Spalt zwischen den beiden Messern ist leicht verstellbar.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 die Vorrichtung zum Schwingen des Gestells 31 synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts erläutert. Ein Ende der Drehkraftübertragungswellen 44, die durch eine Kupplung miteinander verbunden sind, ist mit der Exzenterkurbel

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über den winkelbeweglichen Arm 43 und die Stange 42 verbunden. Ein Wellenende der Gesehwindigkeits-Synchronisiervorrichtung, die ein Umlaufgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe umfaßt, wie noch erläutert wird, ist mit der Exzenterkurbel 41 verbunden, und zwei weitere Wellenenden sind über eine nichtschaltbare Kupplung 49 bzw. eine schaltbare Kupplung 45 mit dem Untersetzungsgetriebe 20 verbunden.

Die Kupplung 45 ist so ausgebildet, daß bei Beaufschlagung der Messer mit einer Überlast keine Überlast auf das Untersetzungsgetriebe 20 und den Antriebsmotor 10 übertragen wird.

Um das Gestell 31 synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts in Schwingungen zu versetzen, sind das vom Motor 10 getriebene Untersetzungsgetriebe 20 und die Geschwindigkeitssynchronisier-Schwingvorrichtung mit der Exzenterkurbel 41, der Stange 42, dem winkelbeweglichen Arm 43, der Drehkraftübertragungswelle 44, dem winkelbeweglichen Arm 47 und der Stange 46 der Antriebsseite des Hauptteils der Pendelschere benachbart angeordnet, d. h. auf der zum Materialfluß senkrechten Seite, auf der der Antriebsmotor 10 ebenfalls angeordnet ist. Dadurch ergibt sich auf der Antriebsseite ausreichend Platz zum Austausch der Messer, und es kann eine Geschwindigkeitssynchronisiervorrichtung mit hoher Festigkeit vorgesehen werden, ohne daß dadurch das Blickfeld des Bedieners auf der Arbeitsseite durch die Anordnung einer großen, der gesteigerten Kapazität der Pendelschere entsprechenden Geschwindigkeitssynchronisiervorrichtung behindert wird. Ferner ist dadurch

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der Aufbau der oberen Teile des Gestells einfach, so daß für die Wartung oder Überprüfung der Pendelschere ein Deekenlaufkran einsetzbar ist.

Es wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 7 die Vorrichtung zum Erzeugen der Schwingungen synchron mit der Schnittgut-Yorschubgeschwindigkeit erläutert. Die Exzenterkurbel 41 ist mit einem Wellenende der Geschwindigkeitssynchronisiereinheit 40, d. h. mit einem Ritzel 411, verbunden, um die Exzentrizität eines Umlaufgetriebes 410 zu gewährleisten. Das Ritzel 411 kämmt mit einem Innenrad 412, das über eine Kupplung 45, ein Zahnrad 415 und ein Zahnrad 416 getrieben wird. Ferner wird eine Halterung 417, die die Mittenachse des Ritzels 411 trägt, durch eine Drehkraft getrieben, die von der Antriebsvorrichtung über ein Ausgleichsgetriebe 420 auf die Zahnräder 413, 414 übertragen wird.

Um den Rotationsradius R^ der Exzenterkurbel 41 zu ändern, wird ein Schneckenrad 422 des Ausgleiehsrads 421 des Ausgleichsgetriebes 420 von einem Motor 423 getrieben und dreht das Ritzel 411 relativ zu dem Innenzahnrad 412. Durch diese Relativdrehbewegung des Ritzels 411 ist der Exzenterradius R., der Kurbel 41 änderbar. \leim der Exzenterradius R^ auf einen Sollwert eingestellt ist, wird der Motor 423 abgeschaltet, und das Gestell 31 schwingt mit einer erwünschten Geschwindigkeit.

Die Pig. 8 und 9 zeigen einen Zustand, bei dem der Exzenterradius R. der Exzenterkurbel 41 durch das Umlaufgetriebe 410 bei umlaufendem Ausgleichsgetriebe 420 auf R^· geändert wird. Wenn die Exzenterkurbel 41 auf den erwünschten

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— ι y —

Exzenterradius R₁ eingestellt ist "und das Gestell 31 in Schwingungen versetzt wird, werden das Obermesser 36 und das Untermesser 38, die an dem Gestell 31 "befestigt sind, so "bewegt, daß sie Vektoren 81 "bzw. 82 "beschreiben. In diesem Zustand wird das Schneiden ausgelöst, wenn das Untermesser 38 die Stellung P einnimmt. Wenn der Exzenterradius R₁ nach Maßgabe der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts auf R₁' geändert wird, wird die Schwingungsamplitude des Gestells 31 so geändert, daß das O"ber- und das Untermesser 36 und 38 "bei ihrer Bewegung andere Vektoren 83 bzw. 84 beschreiben, und die Stelle, an der der Schneidvorgang ausgelöst wird, wird zu einem Punkt Q verschoben. Infolgedessen wird die Stelle, an der das Schneiden ausgelöst wird, verschoben, wenn die Schwinggeschwindigkeit mit der Schnittgutgeschwindigkeit synchronisiert ist. Auf Pig. 7 wird erneut Bezug genommen, um die Steuereinheiten zu erläutern, die zum Ausführen eines genauen Schneidvorgangs an einer erwünschten Stelle dienen, auch wenn diese Stelle verschoben ist.

Die Winkellage der Hauptkurbelwelle 33 wird durch einen Erfasser 61 für die Absolutlage der Hauptkurbelwelle erfaßt. Die Winkellage des Umlaufgetriebes 410 wird von einem Detektor 62 für die Absolutlage des Umlaufgetriebes erfaßt. Ferner wird die VorSchubgeschwindigkeit des Schnittguts 1 von einem Geschwindigkeitsmesser 64 einer Meßwalze 63 erfaßt. Die Lage des Schnittguts wird durch einen Pulsgenerator 65 der Meßrolle 63 und einen Pulszähler 66 erfaßt. Der Pulszähler 66 wird von einem Metalldetektor 67 gesteuert. Diese Meßsignale der Winkellage der Hauptkurbelwelle, der Winkellage des Umlaufgetriebes, der Vorschub-

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geschwindigkeit des Schnittguts und der Schnittgutlage werden einem Operationsglied 68 zugeführt, dessen Ausgangssignal als Steuersignal über einen Geschwindigkeitsregler 69 in ein Geschwindigkeitssteuerglied 70 gegeben wird, in dem es mit dem Ausgangssignal eines Drehzahlmessers 71 des Motors 10 verglichen wird, wodurch das Einschalten des Motors 10 sowie dessen Beschleunigungs- und Bremsverläufe gesteuert werden.

So wird die Lage des Ober- und des Untermessers, bei der der Schneidvorgang ausgelöst wird, genau dadurch erfaßt, daß die Winkellagen der Hauptkurbelwelle und des Umlaufgetriebes erfaßt werden, und in Übereinstimmung mit diesen Meßwerten kann der genaue Schneidvorgang an der erwünschten Schneidstelle erfolgen, wobei die Schwinggeschwindigkeit der Messer mit der Yorschubgeschwindigkeit des Schnittguts synchronisiert ist.

Bei der vorstehend erläuterten Pendelschere erfolgen die Schwingbewegung des Gestells 31 und die Winkelbewegung der Hauptkurbelwelle durch einen einzigen Motor 10, und die Synchronisierung der Schwingbewegung des Gestells 31 mit der Vorschubgeschwindigkeit des Schnittguts erfolgt durch Ändern des Exzenterradius der Exzenterkurbel, die den Hauptkurbelwellen-Antriebsmotor und die Gestellschwingvorrichtung verbindet. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich zu dem Antriebsmotor für die Hauptkurbelwelle einen Geschwindigkeitssynchronisiermotor zum Synchronisieren der Gestellschwinggeschwindigkeit mit der Schnittgutgeschwindigkeit vorzusehen. Ferner ist es möglich, diese beiden Motoren automatisch entsprechend

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der Schnittgutgeschwindigkeit "und der Größe des zu schneidenden Bereichs zu steuern, so daß das Öffnen der Messer und ihre Geschwindigkeit zu Beginn des Schneidvorgangs auf optimale Werte eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform nach Pig. 10 ist ein derartiger Geschwindigkeitssynchronisiermotor vorgesehen.

Das Gestell 31 ist mit der Stange 46 verbunden, so daß es in Bewegungsrichtung des Schnittguts 1 in Schwingungen versetzbar ist, wobei die Stange 46 mit dem Arm 45 verbunden ist, der auf der DrehkraftÜbertragungswelle 44 gehaltert ist. Auf der Welle 44 ist ein weiterer Arm 43 gesichert, der mit der Stange 42 verbunden ist. Diese Stange 42 ist mit einer Geschwindigkeits-Synchronisierkurbel 432 gekuppelt, die einen konstanten Exzenterradius hat und von dem Geschwindigkeits-Synchronisiermotor 431 über ein Schwungrad 433 und ein Schneckenuntersetzungsgetriebe 430 gedreht wird.

Dabei wird die horizontale Geschwindigkeit der Messer beim Schneiden und damit die Schwinggeschwindigkeit des Gestells synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit des Schnittguts gesteuert. Pig. 11 zeigt eine entsprechende Steuervorrichtung.

Die Schnittgutgeschwindigkeit wird von der Meßwalze 63 und dem Geschwindigkeitsmesser 64 erfaßt, und die Meßwerte werden zu dem Pulsgenerator 65, dem Operationsglied 68 und dem Geschwindigkeitsregler 435 übertragen. Das Ausgangssignal des Pulsgenerators 65 wird ferner zu dem PuIs-

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zähler 66 übertragen. Die Lage des Schnittguts 1 wird von dem Metalldetektor 67 erfaßt, und dieser Meßwert wird zum Pulszähler 66 übertragen. Das Ausgangssignal des Pulszählers 66 wird dem Operationsglied 68 als Signal zugeführt, das die Schnittlage des Schnittguts 1 anzeigt. Das Operationsglied 68 überträgt die Startbefehle entsprechend der Dicke und Geschwindigkeit des Schnittguts zu den Geschwindigkeitsreglern 436 und 69.

Das Ausgangssignal des Geschwindigkeitsreglers 69 wird zu dem Hauptkurbelwellen-Antriebsmotor 10 über das Geschwindigkeitssteuerglied 70 übertragen, das die Ein- und Ausschaltvorgänge mit der vorbestimmten Geschwindigkeit durchführt, während die Drehzahl des Motors 10 durch den Drehzahlmesser 71 erfaßt wird.

Der Geschwindigkeits-Synchronisiermotor 431, dessen Drehzahl von dem Drehzahlmesser 434 erfaßt wird, wird durch die Befehle des Geschwindigkeitsreglers 435 in Übereinstimmung mit den Befehlen des Geschwindigkeitsreglers 436 so gesteuert, daß die Schwingbewegung des Gestells 31 synchron mit der Schnittgutgeschwindigkeit ein- und ausgeschaltet wird.

Die Winkellagen der Hauptkurbelwelle 33 und der Geschwindigkeits-Synchronisierkurbel 432 werden von Potentiometern 61 bzw. 437 erfaßt. Die Phasen der Meßwerte der Potentiometer 61 und 437 werden durch das Operationsglied 68 und das Glied 438 miteinander verglichen, und es erfolgt eine Regelung zum Synchronisieren dieser Phasen mit den Sollwerten, so daß die Drehzahl des Motors 431 eingestellt wird.

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Das Schneckenuntersetzungsgetriebe 430 und das Schwungrad 433 sind zwischen die Geschwindigkeits-Synchronisierkurbel und den Geschwindigkeits-Synchronisiermotor 431 geschaltet, so daß die aus der Schwingtewegung des Gestells 31 resultierende Massenkraft nicht unmittelbar auf den Synchronisiermotor 431 übertragen werden kann; dadurch kann der Motor 431 die kleinstmögliche Festigkeit und Kapazität haben. Wenn das Schnittgut relativ schmal ist, kann ferner das Schneckenuntersetzungsgetriebe 430 durch eine andere Art von Untersetzungsvorrichtung ersetzt werden, die nur das Schwungrad 433 aufweist, wodurch das den Motor 431 beaufschlagende Gegendrehmoment verringert wird.

Somit werden bei dieser Ausführungsform der Hauptkurbelwellen-Antriebsmotor und der Geschwindigkeits-Synchronisiermotor automatisch so gesteuert, daß das Öffnen und die Geschwindigkeit der Messer auf die optimalen Werte eingestellt werden, wenn der Schneidvorgang ausgelöst wird, und dadurch ergeben sich die Vorteile, daß der Aufbau einfach und die Schnittgutgeschwindigkeit innerhalb eines weiten Bereichs zwischen hohen und niedrigen Werten änderbar ist und daß große Schnittgutquerschnitte mit geringer Energie präzise geschnitten werden können.

Bei den erläuterten Ausführungsformen ist der Antriebsmotor 10 ein Gleichstrommotor mit einfacher Drehzahlregelung, der mit der Nenndrehzahl umläuft; die Feineinstellung der Geschwindigkeit erfolgt durch automatische Geschwindigkeitsregelung zum Steuern der Schneid-

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position, und die Geschwindigkeits-Synchronisierung erfolgt dadurch, daß der Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl arbeitet und der Radius der Exzenterkurbel geändert wird, oder nur durch Anwendung des drehzahlregelbaren Geschwindigkeits-Synchronisiermotors 431, der die Schwingbewegungen bewirkt. Dadurch arbeitet der eine große Kapazität benötigende Antriebsmotor 10 mit im wesentlichen gleichbleibender Drehzahl, so daß er jederzeit mit höchstem Wirkungsgrad getrieben wird, wodurch seine Kapazität im Vergleich mit herkömmlichen Anordnungen weitgehend verringerbar ist. Bei einem gebauten Beispiel der Pendelschere kann die Motorkapazität im Vergleich mit einer herkömmlichen Vierglied-Schwingschere um ca. 1/4,3 verringert werden, und das Maschinengewicht ist ebenfalls um 1/1,5 verringerbar. Wenn die Schere eine relativ grobe Schnittgenauigkeit haben kann, ist es auch möglich, als Motor 10 einen Wechselstrommotor vorzusehen, der für eine konstante Drehzahl geeignet ist, und in diesem Fall ist es nicht erforderlich, den Motor mit einem dafür bestimmten. Steuermittel vorzusehen, wodurch die Kosten stark verringerbar sind.

Mit der erläuterten Pendelschere wird das genaue Schneiden eines großen Schnittgutquerschnitts innerhalb eines großen Geschwindigkeitsbereichs erzielt, und der Antriebsmotor wird im wesentlichen mit den Nenndrehzahl getrieben, so daß er klein gebaut und für geringe Leistung ausgelegt sein kann, wodurch der für das Schneiden erforderliche Energiebedarf beträchtlich verringerbar ist. Ferner liegt bei der Pendelschere der Schwerpunkt des Gestells

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unter dem Schwingungsmittelpunkt, so daß die Schwerkraft des Gewichts des schwingenden Teils eine Verkleinerung der Verstellkraft "bewirkt. Dadurch ergibt es sich, daß hei erforderlicher hoher Leistungsfähigkeit ein kleiner und leichter Aufbau verwendbar ist.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

M.!Pendelschere, mit einer durch eine Antriebsvorrichtung drehbaren Hauptkurbelwelle, einem drehbar auf einem ersten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle befestigten Gestell, einem an dem Gestell befestigten Untermesser, einem an einem zweiten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle befestigten und innerhalb des Gestells hin- und herbewegbaren Obermesser, und einer Schwingvorrichtung zum Schwingen des Gestells um den ersten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle ,

dadurch

gekennzeichnet

daß die Hauptkurbelwelle (33) unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1) mit gleichbleibender Drehzahl drehbar ist, und daß die Schwingvorrichtung (40-46) die Schwingbewegung des Gestells (31) synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1) bewirkt, so daß die Antriebsvorrichtung (10, 20) und die Schwingvorrichtung (40-46) aufgrund eines Schneidbefehls gemeinsam zu arbeiten beginnen und das zwischen dem Obermesser (36) und dem Untermesser (38) bewegte Schnittgut (1) schneiden.
2. Pendelschere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

81-(A 2884-02)-schö

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VAL INSPECTED

daß die Schwingvorrichtung umfaßt: eine schwingende Kurbeleinheit (41, 42), die durch die Antriebsvorrichtung (10, 20) drehbar ist und Geschwindigkeits-Synchronisiermittel (40, 410) zum Ändern des Exzenterradius (R₁) der Kurbeleinheit (41» 42) aufgrund der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1) aufweist, sowie ein Gestänge (43-46) zum Übertragen der exzentrischen Bewegung der schwingenden Kurbeleinheit (41, 42) auf das Gestell (31) zum Schwingen desselben.
3. Pendelschere nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Geschwindigkeits-Synchronisiermittel aufweisen: ein Umlaufgetriebe (410) mit einem Sonnenrad und einem Planetenrad, deren Jedes durch die Antriebsvorrichtung (10, 20) drehbar ist, und ein zwischen der Antriebsvorrichtung (10, 20) und dem Umlaufgetriebe (410) angeordnetes Ausgleichsgetriebe (420), das zum Ändern des Exzenterradius (R₁) der schwingenden Kurbeleinheit (41, 42) dient.
4. Pendelschere nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch

Glieder (63, 64) zum Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1), ein Glied (61) zum Erfassen des Exzenterradius (R₁) und ein Glied (68) zum Betätigen des Scherenhauptteils (30) aufgrund der erfaßten Werte, nämlich der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1), der Winkellage der Hauptkurbelwelle (33) und des Exzenterradius (R₁), so daß das Schnittgut (1) an einer erwünschten Stelle geschnitten wird, wobei die Schwinggeschwindigkeit

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mit der Scnnittgut-Bewegungsgeschwindigkeit synchron ist.
5. Pendelschere nach Anspruch 4»
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebsvorrichtung einen Elektromotor (10), der mit einer bestimmten Drehzahl umläuft, sowie ein Untersetzungsgetriebe (20), das die Drehkraft des Motors (10) auf die Hauptkurbelwelle (33) überträgt, aufweist, wobei die schwingende Kurbeleinheit (41, 42) so angeordnet ist, daß eine von einem weiteren Wellenende des Untersetzungsgetriebes (20) abgeleitete Drehkraft durch das Gestänge (45, 46) auf das Gestell (31) übertragen wird, und daß das Untersetzungsgetriebe (20) und die schwingende Kurbeleinheit (41, 42) auf einer dem Antriebsmotor (10) benachbarten Seite des Gestells (31) angeordnet sind.
6. Pendelschere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Obermesser (36) aufweist: eine Verbindungsstange (34), die drehbar auf dem zweiten Exzenterabschnitt der Hauptkurbelwelle (33) angeordnet ist, einen Verbindungsblock (341), einen mit einem unteren Teil der Verbindungsstange (34) verbundenen Yerstärkungsblock (342), und eine Obermesser-Platte (35), die mit einem unteren Teil des Verstärkungsblocks (342) verbunden und an dem Obermesser (36) befestigt ist, wobei der Verbindungs- und der Verstärkungsblock (341, 342) durch ein Glied (344) miteinander verbunden sind, das bei Beaufschlagung mit Überlast bricht.

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7. Pendelschere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwingvorrichtung einen nur der Geschwindigkeitssynchronisierung dienenden Antrieb (430, 431, 433) aufweist, der von der Antriebsvorrichtung (10, 20) zum Drehen
der Hauptkurbelwelle (33) unabhängig ist, und daß die Schwingeinheit (42, 432) durch den Antrieb (430, 431, 433) mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schnittguts (1) synchronisierbar ist.

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