DE3104496C2

DE3104496C2 - Trommelschere

Info

Publication number: DE3104496C2
Application number: DE3104496A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Hashimoto; Kanji Hayashi; Yukio Hiasa; Nobutaka Maeda; Shunji Omori; Hiroki Hiroshima Yoshiya
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1981-02-09
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE3104496A1; JPS56119311A; JPS6227924B2; BR8101014A; US4399727A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umlauf- bzw. Trommel(blech) schere mit zwei drehbaren Trommeln (2, 4), die jeweils ein Scherenblatt (3, 5) aufweisen. Die Umfangsgeschwindigkeit an der Außen- bzw. Schneidkante des ersten Scherenblatts (3) ist größer als diejenige an der Außen- bzw. Schneidkante des zweiten Scherenblatts (5), so daß bei der Drehung der Trommeln (2, 4) mit dazwischen durchlaufendem Walzgut (1) das Abscheren bzw. Abköpfen desselben nach seinem anfänglichen Erfassen zwischen den Scherenblättern (3, 5) vollständig erfolgt, während die Schneidkante des ersten Scherenblatts (3) die Schneidkante des zweiten Scherenblatts (5) überholt.

Description

tels der Trommelschere nach F i g. 1,

F i g. 3 eine F i g. 1 ähnelnde Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 eine den F i g. 1 und 3 ähnelnde Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfincung und

F i g. 5 bis 8 schematische bzw. graphische Darstellungen zur Veranschaulichung von Versrehsdaten, welche die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Trommelschere belegen.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist in einer drehbaren oberen Trommel 2 ein oberes Messer 3 mit einem Radialabstand η zwischen der Schneidkante des Messers 3 und dem Drehmittelpunkt O\ der Trommel 2 ausbaubar montiert. Auf ähnliche Weise ist ein unteres Messer 5 mit einem Radialabstand r₂ zwischen seiner Schneidkante und dem Drehmittelpunkt O₂ einer drehbaren unteren Trommel 4 in letzterer ausbaubar montiert Ein Walzgut 1, etwa ein Blechband, wird in Pfeilrichtung in der Mitte zwischen den beiden Trommeln hindurchgeführt Die Radialabstände λ und r₂ sind so gewählt, daß sie der Bedingung η > r₂ und weiterhin der Bedingung

— = 1,02... 1,2

genügen. Die Winkelgeschwindigkeiten der Trommeln

2 und 4 und damit auch der Messer 3 und 5 sind jeweils gleich groß. Da die Winkelgeschwindigkeiten der Messer 3 und 5 gleich groß sind, während der Radialabstand /ϊ größer ist als r₂, besitzt die Schneidkante des Messers

3 eine größere Umfangsgeschwindigkeit als die Schneidkante des Messers 5.

Wenn sich die Trommeln 2 und 4 zum Schöpfen des Walzguts in Pfeilrichtung gemäß F i g. 1 drehen, kommt die Schneidkante des oberen Messers 3 zuerst mit dem Walzgut 1 in Berührung, weil der Radialabstand r\ größer ist als der Radialabstand r₂. Hierbei tritt jedoch noch keine Scherwirkung auf, weil das untere Messer 5 noch nicht am Walzgut 1 angreift. Aufgrund der Berührung mit dem Messer 3 wird das Walzgut 1 etwas nach unten gegen das untere Messer 5 gedrückt, und sobald letzteres mit dem Walzgut 1 in Berührung gelangt ist, beginnt der eigentliche Schopfvorgang.

Im folgenden ist die Ausführungsform gemäß Fig. 1 anhand der F i g. 2a bis 2d im Zusammenhang mit dem Abscheren eines Schopfendes V vom nachlaufenden Ende des Walzguts 1 beschrieben.

F i g. 2a veranschaulicht den Zustand, in welchem die Schneidkanten beider Messer 3 und 5 jeweils mit dem Walzgut in Berührung gelangt sind und der eigentliche Schopfvorgang einsetzt. Die Winkelgeschwindigkeiten der Messer 3 und 5 sind jeweils gleich groß, und die Winkel Θ\ sind gemäß F i g. 2a ebenfalls gleich groß. Da jedoch der Radialabstand η größer ist als der Abstand r₂, greift die Schneidkante des oberen Messers 3 zuerst am Walzgut 1 in einer ersten Längsposition in seiner Durchlaufrichtung an, während die Schneidkante des unteren Messers 5 (sodann) in einer zweiten Längsposition in Durchlaufrichtung am Walzgut 1 angreift; die erste Längsposition liegt dabei gemäß F i g. 2a um eine Strecke

ei

(ri—ri) ■ sind θι

in Durchlaufrichtung vor bzw. stromauf der zweiten Längsposition. Im Gegensatz zu üblichen Scheren, bei welchen das Schopfende Γ sich nach oben abzuwinkein bestrebt ist, wird daher zu Beginn des Abscherens des Walzguts 1 durch das obere und das untere Messer 3 bzw. 5 der Neigung des Schopfendes Γ zu einer Aufwärtsabwinkelung durch die gewählte Angriffslage der Messer 3 und 5 entgegengewirkt, wobei auf das Schopfende 1' eine Kraft ausgeübt wird, die das Schopfende Γ wieder nach unten zurückzubiegen bestrebt ist.

Bei der Weiterdrehung der Trommeln 2 und 4 verlagern sich die Relativstellungen zwischen dem Schopfende Γ sowie den Schneidkanten von oberem und unterem Messer 3 bzw. 5 fortlaufend auf die in den F i g. 2b, 2c und 2d dargestellte Weise weiter. In der Position gemäß F i g. 2c ist das Schopfende Γ nahezu vollständig abgetrennt, während der Abschervorgang im Zustand gemäß Fig.2d abgeschlossen ist. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidkante des Messers 3 größer ist als diejenige der Schneidkante des Messers 5, überholt wäiirend des Abschervorgangs die Schneidkante des Messers 3 diejenige des Messers 5, so daß sich der Längsabstand ει gemäß F i g. 2a auf die beispielsweise bei ει in F i g. 2b angegebene Weise fortlaufend verkleinert. Da jedoch die Winkelgeschwindigkeiten der Messer 3 und 5 gleich bleiben, bleiben auch die Relativwinkel der Schneidflächen der Messer 3 und 5 untereinander gleich, obgleich sie sich verändern, wie sich dies aus einem Vergleich der Winkel θ\, θι und θι gemäß Fig.2a, 2b bzw. 2c ergibt. Da gemäß den Fig. 2a bis 2c der Winkel oc, unter welchem sich das Schopfende 1 nach oben abbiegt, im Vergleich zum Biegewinkel bei den üblichen Scheren ziemlich klein ist, wird ein fehlerhaftes oder unvollständiges Abtrennen des nachlaufenden Schopfendes Γ sicher verhindert.

Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt, kann die erfindungsgemäße Trommelschere nach F i g. 1 auch für das Abscheren des vorderen Schopfendes des Walzguts eingesetzt werden. In diesem Fall ist der Biegewinkel des abgescherten vorderen Schopfendes ebenfalls kleiner als bei den üblichen Scheren, so daß ein fehlerhaftes oder unvollständiges Abscheren verhindert wird.

Statt das Messer mit dem größeren Radialabstand wie in F i g. 1 und 2 auf der oberen Trommel anzuordnen, kann es gemäß F i g. 3 auch auf der unteren Trommel angebracht sein. (Nur in F i g. 3 gilt r₂ > r\) Demgemäß greift hierbei die Schneidkante des unteren Messers 5 vor der Schneidkante des oberen Messers 3 am Walzgut 1 an.

Fig.4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Radialabstände r-> zwischen den Schneidkanten der Messer 3 und 5 einerseits und den jeweiligen Drehmittelpunkten Oi und Q₂ andererseits gleich groß sind. Bei dieser Ausführungsform werden jedoch obere und untere Trommel 2 bzw. 4 mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten angetrieben, so . daß in der Umlaufphase der Trommeln zum Abscheren des Walzguts 1 die Umfangsgeschwindigkeiten der Schneidkanten der Messer 3 und 5 verschieden groß sind. Bei dieser Ausführungsform kann die Trommel 2 oder die Trommel 4 beim Abschervorgang mit größerer Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform läuft jedoch die obere Trommel 2 mit der größeren Winkelgeschwindigkeit um. Dieser Winkelgeschwindigkeitsunterschied ist so gewählt, daß di? Unifang5g6sch^u'!nd!'^Tk?it v* des oberen Messers 3 um den Faktor

— = 1,02... 1,2

größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit v₂ des unteren Messers 5. Unter diesen Bedingungen gewährleistet die Vorrichtung gemäß F i g. 4 dieselbe Wirkung sowie die gleichen Vorteile wie die Trommelschere gemäß den

Fig. Ibis 2d.

Im folgenden ist die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Trommelschere anhand der F i g. 5—8 näher erläutert, welche die Ergebnisse von Versuchen zur Untersuchung der Abscherleistung der Messer veran- schaulichen.

F i g. 5 verdeutlicht die Beziehung zwischen dem Verhältnis Ru/Rl (mit Ru — Radialabstand vom Drehmittelpunkt der oberen Trommel zur Schneidkante des oberen Messers und Rl = Radialabstand vom Drehmittelpunkt der unteren Trommel zur Schneidkante des unteren Messers) sowie dem Verhältnis C_N/to (mit Cn = horizontaler Abstand zwischen oberem und unterem Messer beim Abschervorgang und to - Dicke des abzuscherenden Walzguts) für den Fall, daß beide Trommeln mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Die F i g. 6 gibt die vorgesehenen Abmessungen an. In F i g. 5 gibt der Bereich oberhalb der Kurve Y die Bedingungen an, unter denen das Walzgut nicht abgeschert werden kann, während im Bereich unterhalb der Kurve Y die Bedingungen liegen, unter denen ein einwandfreies Abscheren möglich ist Bei Vergrößerung des Verhältnisses Ru/Rl wird der Bereich einwandfreier Abscherleistung (Betriebsbereich) breiter, d. h., daß die Auswirkung der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten an den Schneidkanten der Messer deutlicher wird. Die Kurve Y flacht jedoch beträchtlich ab, wenn das Verhältnis Ru/Rl einen Wert von 1,2 oder mehr erreicht Eine Vergrößerung des Verhältnisses Ru/Rl auf über 1,2 bietet somit keine wesentliche Verbesserung mehr.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der Abscher-Abstand Cn die Summe aus einem anfänglich eingestellten Abstand C₁ zwischen oberem und unterem Messer plus einer öffnung Ci der Messer beim Abschervorgang, als kontaktfreier Versatz gemessen, darstellt Der Abstand Cn bezieht sich somit auf den Abstand zwischen den Schneidkanten der Messer beim tatsächlichen Abschervorgang.

Die F i g. 7 und 8 veranschaulichen die Ergebnisse von Versuchen bezüglich der Belastung. Bei fortlaufender Vergrößerung des Verhältnisses Ru/Rl steigt gemäß diesen Figuren die Belastung P allmählich an, während das Seitenkraftverhältnis A zunächst steil abfällt und dann allmählich abflacht Dieses Seitenkraftverhältnis A bezieht sich auf das Verhältnis der beim Abschervorgang erzeugten Horizontalkraft zur lotrechten Belastung. Je kleiner der Wert A ist, um so kleiner ist die auftretende Verbreiterung des Abstands zwischen oberem und unterem Messer beim Abschervorgang, so daß eine gute Abscherwirkung erreicht wird. Wenn das Verhältnis Ru/Rl 1,2 oder mehr beträgt, wird das Seitenkraftverhältnis A im wesentlichen konstant

Eine allgemeine Auswertung der vorstehend beschriebenen Versuchsdaten zeigt, daß das Umfangsge- schwindigkeitsverhältnis zwischen den Schneidkanten von oberem und unterem Messer vorzugsweise im Bereich von 1,02 bis 1,20 liegen sollte. Die vorstehend beschriebenen Versuche haben gezeigt daß bei Einhaltung dieses Verhältnisses von 1,02 bis 1,20 das Walzgut stets einwandfrei abgeschert werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2

gedessen treten häufiger Unfälle und Beschädigungen Patentansprüche: auf, weil das Schopfende nicht vollständig abgetrennt

werden kann, sondern zeitweilig zusammen mit dem

!.Trommelschere zum Schöpfen von Walzgut mit Walzgut in das Fertigwalzgerüst eintritt; dies hat zur zwei übereinander angeordneten drehbaren Trom- 5 Folge, daß die Walzen des Fertigwalzgerüsts beschädigt mein, die jeweils ein Messer aufweisen, wobei im werden oder das Walzgut zerkratzt und damit in seinem Schnitt die Umfangsgeschwindigkeit der Schneid- Handelswert beeinträchtigt wird,
kante des einen Messers größer ist als diejenige der Es hat sich herausgestellt daß ein solches fehlerhaftes

Schneidkante des anderen Messers, dadurchge- Abscheren häufiger am hinteren Schopfende als am vorkennzeichnet, daß während des Schneidvor- 10 deren Schopfende auftritt Bei einem Abschervorgang gangs die Schneidkante des einen Messers (3) die des wird das Walzgut mittels einer Trommelschere durch anderen Messers (5) in Durchlaufrichtung des Walz- das obere und das untere Messer sowohl einer Schergutes überholt kraft als auch einer Biegekraft unterworfen. Infolgedes-
2. Trommelschere nach Anspruch 1, dadurch ge- sen biegt sich das Schopfende beim Abscheren unter kennzeichnet daß die beiden Trommeln (2, 4) mit 15 einem bestimmten Winkel zur Walzgut-Durchlaufrichgleichen Winkelgeschwindigkeiten umlaufen und tung auf der Walzstraße ab. Sowohl praktische Erfahdaß der Radialabstand (r_t) zwischen der Schneidkan- rangen mit einer Maschine dieser Art als auch Versuche te des einen Messers (3) und der Drehachse (O\) der haben gezeigt, daß unter anderweitig gleichen Bedinzugeordneten Trommel (2) größer ist als der Radial- gungen die Möglichkeit für ein fehlerhaftes oder unvollabstand (r₂) zwischen der Schneidkante des anderen 20 ständiges Abscheren um so größer ist je größer der Messers (5) und der Drehachse (O2) der betreffenden Biegewinkel des betreffenden Schopfendes gegenüber anderen Trommel (4). der Durchlaufrichtung des Walzguts ist
3. Trommelschere nach Anspruch 2, dadurch ge- Bei einer Trommelschere der eingangs genannten kennzeichnet daß das Verhältnis der Radialabstän- Art, die in der JP-OS 52-1 25 888 beschrieben ist soll das de des einen (i\) und des anderen Messers (r₂) 1,02 25 Abscheren dadurch verbessert werden, daß während bis 1,20 beträgt. des Schnittes die Umfangsgeschwindigkeit einer vor-
4. Trommelschere nach Anspruch 1, dadurch ge- auseilenden Schneidkante gegenüber der der nacheilenkennzeichnet daß die Radialabstände (7-3) zwischen den Schneidkante erhöht wird, um so den Messerspalt der Schneidkante je des Messers (3,5) und der Dreh- auseinanderzuziehen und das Blech sicher zu trennen, achse der zugeordneten Trommel (2, 4) gleich sind 30 Die Änderung der Drehgeschwindigkeit wird dabei und daß die Winkelgeschwindigkeit der einen Trom- durch eine exzentrische Lagerung der Trommeln hermel (2) größer ist als diejenige der anderen Trommel vorgerufen, was jedoch einen komplizierten Aufbau und (4). eine schwierige Steuerung der Vorrichtung mit sich
5. Trommelschere nach Anspruch 4, dadurch ge- bringt. Außerdem kann auf diese Weise eine Gratbilkennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den bei- 35 dung und eine unsaubere Abtrennung des Schopfendes den Winkelgeschwindigkeiten 1,02 bis 1,20 beträgt nicht sicher verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Trommelschere der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Abscheren des Schopfendes verbessert 40 und eine Gratbildung vermieden wird, wobei ein fehler-

Die Erfindung betrifft eine Trommelschere zum haftes Abscheren auch bei dickeren Blechen sicher ver-

Schopfen von Walzgut, mit zwei übereinander angeord- mieden wird.

neten drehbaren Trommeln, die jeweils ein Messer auf- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst

weisen, wobei im Schnitt die Umfangsgeschwindigkeit daß während des Schneid Vorgangs die Schneidkante

der Schneidkante des einen Messers größer ist als dieje- 45 des einen Messers die des anderen Messers in Durch-

nige der Schneidkante des anderen Messers. laufrichtung des Walzgutes überholt

Bei Warmwalzstraßen ist es zur Verhinderung einer In spezieller Ausgestaltung kann vorgesehen sein,

Beschädigung des Fertigwalzgerüsts üblich, unmittelbar daß die beiden Trommeln mit gleichen Winkelgeschwin-

vor dem Fertigwalzen eines Walzguts, z. B. eines Blech- digkeiten umlaufen und daß der Radialabstand zwischen

bands, dessen vordere und hintere Enden unter einem 50 der Schneidkante des einen Messers und der Drehachse

rechten Winkel zur Durchlaufrichtung auf der Walzstra- der zugeordneten Trommel größer ist als der Radialab-

ße mittels einer fliegenden Schopfschere abzutrennen, stand zwischen der Schneidkante des anderen Messers

um etwaige fehlerhafte oder unvollkommene Endab- und der Drehachse der betreffenden anderen Trommel,

schnitte zu entfernen. Als derartige Schopfschere wird In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß

üblicherweise eine Trommelschere verwendet. 55 die Radialabstände zwischen der Schneidkante je des

Üblicherweise drehen sich die obere und die untere Messers und der Drehachse der zugeordneten Trommel

Trommel mit derselben Winkelgeschwindigkeit, wobei gleich sind und daß die Winkelgeschwindigkeit der ei-

die radialen Abstände zwischen der jeweiligen Dreh- nen Trommel größer ist als diejenige der anderen Trom-

achse der Trommel und der Schneidkante des jeweili- mel.

gen Messers bei beiden Trommeln gleich sind. 60 Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen

In jüngster Zeit haben sich jedoch die Abscherbedin- der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es

gungen infolge einer verringerten Walzguttemperatur zeigt

verschlechtert. Dies beruht darauf, daß man bestrebt ist, Fig. 1 eine schematische Darstellung des Arbeits-

die Länge des Schopfendes von bisher etwa prinzips einer Trommelschere gemäß der bevorzugten

200—300mm auf etwa 30— 100mm zu verringern, um 65 Ausführungsform der Erfindung,

hierdurch zu einer Kostensenkung durch Erhöhung des F i g. 2a bis 2d schematische Darstellungen aufeinan-

Walzgutausbringens beizutragen und aus Energieein- derfolgender Phasen während eines Abschervorgangs

sparungsgründen ein Direktwalzen anzuwenden. Infol- zum Abtrennen eines nachlaufenden Schopfendes mit-