-
Schneidvorrichtung
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von in kontinuierlichem
Vorlauf bewegten Profilsträngen, Bändern, Bahnen od. dgl., insbesondere aus Metall,
mit einem ein Obermesser und ein Untermesser aufweisenden Schneidwerkzeug.
-
Derartige Schneidvorrichtungen, kurz auch als Scheren bezeichnet,
sind an sich in verschiedenen Ausführungen bekannt. So gibt es sog. fliegende Scheren,
die im ganzen auf die Vorlaufgeschwindigkeit des Schnittguts beschleunigt und nach
dem erfolgten Schnitt wieder abgebremst und danach zurückgeführt werden. Auch gibt
es sog. Rotationsscheren, bei denen ein mit auf die Vorlaufgeschwindigkeit des Schnittguts
abgestimmter Umfangsgeschwindigkeit umlaufender scheiben- oder walzenförmiger Schwungkörper
im Innern mit radial ein- und ausfahrbaren Messern versehen ist, die jeweils zum
Ausführen eines Schnittes aus dem Rotationskörper nach außen herausgedrückt werden.
-
Besondere Probleme ergeben sich beim Schneiden von in kontinuierlichem
Vorlauf bewegten, gewalzten oder stranggepreßten Profilsträngen aus Stahl od. dgl.
-
Hierfür werden sehr hohe Schnittkräfte benötigt, die sich mit den
vorerwähnten Rotationsscheren nicht aufbringen
bzw. abfangen lassen.
Mit einer fliegenden Schere lassen sich diese Schnittkräfte zwar aufbringen bzw.
abfangen, jedoch ergeben sich dabei große translatorisch zu bewegende Massen, was
- abgesehen vom konstruktiven Aufwand - letztlich bedeutet, daß die Vorlaufgeschwindigkeit
des Schnittguts auf einen relativ niedrigen Wert begrenzt ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere
für das Schneiden von gewalzten oder stranggepreßten Metallprofilen geeignete und
bestimmte Schere zu schaffen, die auch bei hoher Vorlauf; schwindigkeit des Schnittguts
eine schnelle Schnittfolge mit hohen Schneiddrücken ermöglicht.
-
Hierzu zeichnet sich die nach der Erfindung vorgesehene Schneidvorrichtung
bzw. Schere im wesentlichen aus durch die im Kenpzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale. Weitere Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schere sind in
den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.
-
Die erfindungsgemäße Schere ermöglicht infolge ihrer nur kleinen translatorisch
bewegten Masse eine hohe Schnittfolge auch bei schnellem Vorlauf des Schnittguts,
kann aber andererseits auch die benötigten hohen Schnittdrücke aufbringen bzw abfangen.
So lassen sich
mit der erfindungsgemäßen Schere bei einer Vorlaufgeschwindigkeit
des Schnittguts von 2,5 mls Profilstränge in Längen von 4 m schneiden, ein Ergebnis,
das bisher als undurchführbar angesehen wurde. Selbstverständlich lassen sich in
Abhängigkeit von der Vorlaufgeschwindigkeit des Schnittguts auch andere beliebige
Schnittlängen, gerechnet von einer Mindestlänge an aufwärts, stufenlos einstellen
bzw. fahren.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend
anhand einer weitgehend schematischen Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung
zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schere, Fig. 2 eine Stirnansicht
zu Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise Draufsicht, etwa nach Linie A-A in Fig. 1.
-
Die in der Zeichnung dargestellte Schneidvorrichtung bzw. Schere wird
nachstehend unter a) zunächst in bezug auf ihre prinzipielle Ausbildung und Wirkungsweise
und anschließend unter b) bis g) in bezug auf ihre. wesentlichen Maschinengruppen
und Bauelemente sowie deren Funktion näher beschrieben.
-
a) Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise: Ein gewalzter oder stranggepreßter
Profilstrang P durchläuft einen aus Ober- und Untermesser bestehenden Messersatz
1, der in einem horizontal beweglichen Messerschlitten 2 untergebracht ist. Durch
einen von einem Hilfsantrieb, z. B. zwei Pneumatikzylindern 3, bewirkten Anstoß
des Messerschlittens 2 in Vorlaufrichtung des zu trennenden Profilstranges P so-wie
durch Beschleunigen auf dessen Vorlaufgeschwindigkeit v gerät der Messerschlitten
nach kürzester Wegstrecke Hs zwischen zwei gegenständig und stationär angeordnete
Schwungscheiben 4, deren Umfangsgeschwindigkeit der Vorlaufgeschwindigkeit v entspricht,
wird in deren konstruktiv bedingten Spalt gezogen und nach Durchlaufen der engsten
Stelle auf der Rückseite der Schwungscheiben4 wieder freigegeben. Während dieser
Bewegung von 2x H/2 haben die Messer 1 den vorgesehenen Hub Z gemacht und den Profilstrang
P getrennt. Die mitgelaufenen Pneumatikzylinder 3 bewegen den Messerschlitten 2
eine gewisse Strecke Hn weiter, bremsen ihn dann ab und ziehen ihn in die Ausgangsstellung
zurück.
-
b) Scherengestell: Die gesamte Schere ruht mittels zweier hohlgebohrter
Schwenkzapfen
5 in einem Gestell. Dieses Gestell besteht aus einem Fundamentrahmen 6 in Schweißkonstruk
tion und zwei aufgesetzten Ständern 7, die mit geteilten Lagerstellen 8 versehen
sind. Eine am einen Ständer 7 gelagerte, mittels Kupplung und Elektromotor angeiriebene
Schnecke 9 arbeitet auf ein Schneckenrad am einen Drehzapfen 5 und erlaubt ein Schwenken
der Schere im ganzen um 2x 450 (=2x Winkel? ). - Es ist damit gewährleistet, daß
die Schere den Gegebenheiten einer vorgeschalteten Richtmaschine hinsichtlich einer
bestimmten Richtebene Rechnung tragen bzw. die günstigste Scherrichtung ausgewählt
werden kann.
-
c) Scherengerüst: Den Grundkörper der Schere stellt eine aus Einzelteilen
zusammengefügte Baugruppe dar. Zwei Ganzstahlzwischenstücke 10 mit den angearbeiteten
Schwenkzapfen 5 werden mittels Zugankern 11 und oberen und unteren Querjochen 12
zusammengeschraubt. Zum Gerüst zählt auch ein Räderträger 13 zur Aufnahme von Antriebs-Zwischenrädern
16. Daneben gibt es eine größere Zahl von angeschraubten und geschweißten Konsolen,
die z. B. die Pneumatikzylinder 3 zum Vortrieb des Messerschlittens 2 oder Führungsstangen
2( zum Tragen des Messerschlittens aufnehmen.
-
d) Antrieb und Lagerung der Schwungscheiben: Im Scherengerüst 10-13
lagern zwei Schwungscheiben 4 in den Querjochen 12. Die Schwungscheiben sitzen auf
kräftigen Wellen 14, die ihrerseits in Präzisionswälzlagern abgestützt sind. Auf
den Wellen 14 sitzen Zahnräder 15, die über die Zwischenräder 16 miteinander zu
synchronem Lauf verbunden sind.
-
In die Welle 14 der oberen Schwungscheibe 4 greift der Zapfen eines
Gleichstromgetriebemotors 17 mit Tachomaschine 18 ein. Von hier erfolgt der Antrieb
in der Weise, daß die Umfangsgeschwindigkeit 41 ~r der Schwungscheiben der Vorlaufgeschwindigkeit
v des Profilstranges P entspricht.- Beide Schwungscheiben tragen am Umfang drehsymmetrische
Aussparung n 41, in die während des Rückzuges des Messerschlittens kammartig ausgeführte
Mitnahmeklötze 19 greifen.
-
e) Messerschlitten und Messersatz: Auf den zwei Führungsstangen 20,
die horizontal und parallel zur Vorlaufrichtung des #Profilstranges P im Scherengerüst
10-13 angeordnet sind, läuft, durch Kugelbuchsen 21 abgetragen, der Messerschlitten
2.
-
Er besteht aus einer, von der trägen Masse her gesehen, leichten
Stahlkonstruktion. Innerhalb dieser Konstruktion sind zwei Führungen 22 für einen
oberen
und einen unteren Messerbalken 23 ausgebildet. Die Messerbalken
23 tragen an der einen Seite das jeweilige Schermesser 24, an der anderen Seite,
die als Zylinderfläche ausgebildet ist, den Mitnahmeklotz 19. Jeder Mitnahmeklotz
19 ist somit auf dem Messerbalken 23 begrenzt schwenkbeweglich, so daß er sich in
seiner Neigung der Schwungscheiben-Krümmung anpassen kann. Ist seine Neigung gegen
die Senkrechte zunächt die Winkelgröße +d, so ist sie nach dem Schnitt die Winkelgröße
-st.
-
Jeder Mitnahme#klotz 19 ist außerdem auf dem Messerbalken 23 verschiebbar
angeordnet. Diese Verschiebbarkeit ist bei der Rückfahrt des Messerschlittens 2
von Bedeutung, wenn nämlich bei geöffnetem Messer der Schlitten zurückgezogen wird.
Dabei befinden sich die Messerbalken 23 in ihrer Extremstellung und könnten normalerweise
nicht durch den engen Spalt der Schwungscheiben 4 gelangen, ohne den Messerspalt
erneut zu schließen. Durch die kammartige Ausbildung der Mitnahmeklötze 19 und der
Schwungscheiben 4 bringt ein Verschieben der Mitnahmeklötze deren Erhebungen 19'
in die Aussparungen 4' der Schwungscheiben und ermöglicht das Zurückziehen des Messerschlittens
2 bei frei durchlaufendem Schnittgut, wie aus der Darstdlung des unteren Mitnahmeklotzes
19 in Fig. 2 ersichtlich. Jeder Mitnahmeklotz 19 ist an den von
Erhebungen
bzw. Vorsprüngen 19' gebildeten Kontaktflächen zur Schwungscheibe mit einem verschleißarmen
Reibbelag versehen, der, sobald der Kontakt bei Winkelgrößeo hergestellt ist, selbsthemmend
wirkt und die Mitnahme des Messerschlittens bewirkt. Weil zur Zeit der Kontaktnahme
die Relativgeschwindigkeit zwischen Reibklotz und Schwungmasse sehr klein ist, ist
die Verschleißgröße ebenfalls klein.
-
Bei der vorstehend geschilderten Art der Ausbildung der Mitnahmeklätze
19 treten diese mit den Schwungscheiben 4 in-kraftschlüssigen Kontakt und wirken
somit als Reibklötze.
-
f) Steuerkurven: Die Ausführung einiger Bewegungen der Messerbalken
23 und Mitnahmeklötze 19 wird durch Steuerkurven sichergestellt. Das öffnen der
Messer zum freien Durch gang des knntinuierlich vorlaufenden Profilstranges geschieht
durch vier Auflaufkurven 25. In Verlängerun des Messerbalkens 23 sind jeweils Rollen
26 angeordnet, die nach erfolgtem Trennschnitt auf die Auflaufkurven 25 aufsetzen
und die Messer zwangsweise um das Maß Z öffnen.
-
Ebenso erfolgt das seitliche Versetzen der Mitnahmeklötze
19
um das Maß Y zwangsweise. Dazu ist jeweils ein Lineal 27 mit Auflaufschräge 28 im
Punkte 29 schwenkbar angelenkt und wird durch eine Federsäule 30 in eine Extremlage
gedrückt. Bei Vorfahrt des Messerschlittens 2 in Pfeilrichtung 31 wird durch eine
am Messerbalken 23 befindliche Rolle 34 das Lineal in Pfeilrichtung 32 ausgelenkt.
Erreicht der Messerschlitten und die Rolle 34 die Stellung 33, so schwenkt das Lineal
27 in die Ausgangsstellung zurück und die Rolle 34 läuft auf der Rückseite der Auflaufschräge
28, wie in Fig. 3 durch den offenen Pfeil 35 angedeutet, zurück. Dabei erfolgt das
Querverschieben des Mitnahmeklotzes 19 um das Maß Y. Die Rückstellung des Mitnahmeklotzes
erfolgt durch die Kraft einer Feder (nicht dargestell ).
-
g) Hilfsantrieb Messerschlitten: Als Hilfsantrieb sind hier im Ausführungsbeispiel
die beiden Pneumatikzylinder 3 vorgesehen, die auf ein Steuersignal aus einer elektronichen
Längenmeßeinrichtung hin vorlaufen und damit den Messerschlitten 2 beschleunigen.
- Da die Vorlaufstrecke Hv möglichst klein gehalten werden muß, um die Fehler in
der Wiederholgenauigkeit der Zylinderanfahrt klein zu halten, sind die Zylinder
extrem leichtgängig und mit außergewähnlich großen Anschlüssen
versehen.
Sobald der Kontakt mit den Schwungmassen hergestellt ist, übernehmen diese den Vortrieb
des Messerschlittens. Die beiden Pneumatikzylinder 3 bleiben jedoch beaufschlagt,
da nach Durchfahrt der Strecke Hv + 2x H/2 die Rest strecke Hn mittels Zylinderkraft
durchfahren werden muß (Fig. 1). Am Ende von Hn wird der Messerschlitten 2 gebremst
und in entgegengesetzter Richtung zurückgefahren.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die in Zeichnung dargestellte
und vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt; vielmehr sind im Rahmen der Patentansprüche
auch anderweitige Ausbildungen oder Abwandlungen denkbar und möglich.