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Die Erfindung betrifft eine Schere zum Trennen von Material
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beliebiger Art, z.B. von Schrott, Müll, Knüppeln oder Strängen, mit
einem ein feststehendes Messer und eine Führung für einen mindestens ein bewegliches
Messer tragenden Messerschlitten mit Druckmittelantrieb aufnehmenden Ständer.
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Scheren dieser Art werden für Aufgabegut ganz verschiedener Dimensionen
hergestellt. So gibt es Schrottscheren, die ganze Eisenbahnwaggons zerkleinern können,
Müllscheren zum Zerteilen beliebig gemischten Materials, Knüppelscheren oder Scheren
zum Ablängen von kontinuierlich hergestellten Profilen und schließlich Scheren zum
Abtrennen extrudierten plastisch weichen Materials, die unter Umständen sogar abschnittsweise
während des Schneidens mit dem Strang mitlaufen. Die Scheren werden in der Regel
hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Zum Führen der Messer bzw. des beweglichen
Messers werden je nach Dimension der Schere mehr oder weniger aufwendige Scherenständer
aus Dickblech in Schweißkonstruktion mit zahlreichen Versteifungsrippen in Schweißkonstruktion
benötigt. Ähnliches gilt gegebenenfalls für den zum Festhalten des zugeführten Materials
verwendeten Niederhalter bzw. Stampfer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsaufwand
der Schere zu vermindern. Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei der eingangs genannten
Schere mit einem ein feststehendes Messer und eine Führung für einen Messerschlitten
aufnehmenden Ständer darin, daß der Ständer als mit Druckmittel unmittelbar zu beaufschlagender
Zylinder ausgebildet ist, der auf seiner Innenseite die Führung des nach Art eines
Kolbens durch das Druckmittel für die Schneidbewegung zu verschiebenden Messerschlittens
besitzt.
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Durch die Erfindung wird eine Schere geschaffen, deren das feststehende
Messer und die Führungsmittel für das bewegliche Messer aufnehmender Scherenständer
zugleich als unmittelbarer Druckantrieb auszubilden ist. Ständer und Messerschlitten
der bisherigen Schere werden also mit Zylinder und Kolben eines Druckantriebs konstruktiv
so kombiniert, daß der Zylinder die Aufgabe des Ständers mit Schlittenführung und
der Kolben diejenige des Messerschlittens übernimmt.
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Ersichtlich hängt die Breite des Scherenmauls und damit die maximale
Messerbreite von Zylinder bzw. Kolbendurchmesser ab. Für eine übliche Arbeitsbreite
wird daher ein relativ großer Zylinderdurchmesser und damit eine relativ große Kolbenfläche
benötigt, so daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung von Scherenständer und Messerschlitten
als Zylinder-Kolben-Anordnung zum Betrieb der Schere nur relativ niedrige Drucke
erforderlich sind.
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Im Prinzip genügt es, wenn der als Messerschlitten ausgeführte Kolben
nur auf der durch das bewegliche Messer gebildeten Seite des Maschinenmauls in dem
als Führungsbahn ausgebildeten Zylinder gelagert und geführt wird. Vor allem bei
schweren Schrott-, Müll- und Strangscheren wird bevorzugt, wenn der Zylinder im
mittleren Bereich seiner Länge einen quer zur Zylinderachse in Materialtransportrichtung
verlaufenden, zum Hindurchführen des zu schneidenden Materials dienenden Durchbruch
mit seitlich des Materialtransportwegs, insbesondere als Kolbenführung, stehenbleibenden
Mantelteilen besitzt. Bei einer solchen Konstruktion wird der Kolben also auf beiden
Seiten des Maschinenmauls geführt.
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Wegen der zur Stabilisierung erforderlichen Materialteile von Zylinder
und Kolben zu beiden Seiten des Materialtransportwegs kann aber natürlich das Messer
und damit das
Maschinenmaul nur einen gewissen Teil des Zylinderdurchmessers
einnehmen. Vorzugsweise werden die Größenverhältnisse so gewählt, daß die Breite
des Durchbruchs quer zur Transportrichtung und zur Zylind#erachsrichtung größenordnungsmäßig
gleich dem halben Zylinderdurchmesser ist.
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Ebenso wie der Zylinder muß natürlich auch der Kolben einen Durchbruch
zum Hindurchführen des abzuschneidenden bzw. abgetren#nten Materials besitzen. Vorzugsweise
wird in den Kolbendurchbruch ein an der Materialeinlaßseite das bewegliche Messer
tragender, den Materialtransportweg umschließender Kanal, insbesondere mit sich
stufenweise und/oder stetig von der Einlaß- zur Auslaßseite hin erweiterndem Vier
kantprofil, eingesetzt. Die Breite dieses Kanals, gemessen in Richtung der Schneidkante,
wird durch die Messerbreite bestimmt. Die zusammenwirkenden Messer können innerhalb
oder außerhalb des Kolben- bzw. Zylinderumfangs sowie natürlich auch auf dem Umfang
selbst angeordnet werden. Die Schneidkante kann gerade aber auch im Zylinderumfang
bzw.
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parallel zum Zylinderumfang gekrümmt sein.
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Im allgemeinen wird das zu trennende Material im Bereich vor der Einlaßseite
mit einem Niederhalter bzw. Stampfer oder aber beispielsweise in einer aus einem
Profilrohr bestehenden Führungsbuchse gehalten. Wenn ein nach Art eines Preßstempels
ausgebildeter Niederhalter vorgesehen wird, kann dieser in im Prinzip gleicher Weise
wie der Scherzylinder als Rohrkonstruktion mit darin als Kolben beweglichem Preßstempel
ausgeführt werden. Es ist dann auch möglich, die Zylinder des Scher- und Preßteils
auf dieselbe Druckmittelquelle zu schalten und den Unterschied der an den beiden
Orten zu leistenden Preßkraft durch Wahl des Kolbenquerschnitts vorzugeben.
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Wenn das zu trennende Material durch eine Führungsbuchse der Einlaßseite
des Messers zugeführt wird, läßt sich die erfindungsgemäße Maschine auch als doppeltwirkende
Schere ausbilden. Dazu ist es erforderlich, an den in Hubrichtung des Kolbens gegenüberliegenden
Kanten des Kolbendurchbruchs je ein Messer zu befes#tigen und die den am Kolben
befestigten Messern zugewandten Kanten der Führungsbüchse als Gegenmesser auszub#ilden.
Wenn die gegeneinander wirkenden Platten eines Preßstempels oder Stampfers an den
den beweglichen Messern. zugewandten Kanten mit Gegenmessern ausgestattet sind,
kann auch eine solche Konstruktion als doppeltwirkende Schere ausgebildet werden.
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Wenn die Schneidkante innerhalb des Zylinders liegt, ist es zweckmäßig,
das mit dem Zylinder verbundene feststehende Messer lösbar mit dem Zylinder zu koppeln,
damit für eine Demontage der Kolben aus dem Zylinder herauszuziehen ist.
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Umgekehrt soll aus dem gleichen Grunde das bewegliche Messer lösbar
am Kolben befestigt sein, wenn die Messerkante außerhalb des Zylinderquerschnitts
liegt.
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Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Schere pneumatisch oder hydraulisch
angetrieben werden. In der Praxis ist es zweckmäßig, schwere, zum Trennen von Schrott,
Müll, Knüppeln udgl. vorgesehene Scheren hydraulisch anzutreiben, während für leichte
Trennarbeiten konstruierte Scheren, insbesondere, wenn die Schere mit dem zu trennenden
Material teilweise mitbewegt werden soll, vorzugsweise pneumatisch angçt ëben werden.
Ferner kann der Zylinder entweder beidersèits des Kolbens abwechselnd zu betätigende
Mittel zum Beaufschlagen der beiden Kolbenseiten mit dem Druckmittel besitzen oder
als Differenzialzylinder ausgeführt werden, Je flach dem, welche Leistun#g verlangt
wird und welche konstHAktvén ?##g'lichkeiten gegeben sind.
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In allen Fällen läßt sich der Kolben sowohl in Zylinderachsrichtung
als auch in Zylinderumfangsrichtung so führen, daß ein exaktes Trennen an der Schneidkante
eintritt.
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Gegen eine Auslenkung aus der Zylinderachsrichtung wird der Kolben
vorzugsweise auf, insbesondere nachzuspannenden, Führungsbuchsen im Zylinder abgestützt.
Ersichtlich ergibt sich eine sehr stabile Führung, wenn Führungsbuchsen in Zylinderachsrichtung
beiderseits - d.h. bei einer vertikal arbeitenden Schere oberhalb und unterhalb
- der Schneidkante vorgesehen werden können. Eine stabile Führung des Kolbens in
Umfangsrichtung des Zylinders wird beispielsweise mit Hilfe eines Gleitsteins gewährleistet,
der auf dem Kolben befestigt sein und in einen zugehörigen Schlitz des Zylinders
greifen kann.
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Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden
weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Schere;
und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
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Die Scherenkonstruktion nach Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen
aus dem eigentlichen als Zylinder 1 und Führungsbahn ausgebildeten Maschinenständer
und dem im Zylinder direkt als Messerschlitten geführten Kolben 2. Im Ausführungsbeispiel
besitzen Zylinder 1 und Kolben 2 jeweils etwa mittig zum Durchführen des zu schneidenden.
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Materials geeignete Durchbrüche 3 und 4. Der Durchbruch 4 des Kolbens
2 kann als von der Einlaßseite 5 zur Auslaßseite
6 hin sich erweiternder
Kanal 7 ausgebildet werden. An der Einlaßseite 5 des Kanals 7 befindet sich, fest
verbunden mit dem Zylinder 1, das feststehende Messer 8, während der Kolben das
parallel zum festen Messer 8 längs der Schneidkante 9 -ausgerichtete bewegliche
Messer 10 trägt. Der Kolben 2 wird innerhalb des Zylinders 1 beiderseits der Schneidkante
9 und beiderseits des Kanals 7 in Führungsbuchsen 11 so ausgerichtet, daß er beim
Hub exakt längs der Zylinderachse 12 zu bewegen und damit auf die Schneidkante 9
auszurichten ist. Eine Verdrehung des Kolbens 2 in Umfangsrichtung des Zylinders
1 wird beispielsweise mit Hilfe eines am Kolben 2 befestigten Gleitsteins 13 verhindert,
der bei der Kolbenbewegung in einen Schlitz 14 des Zylinders eingreift.
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Die Führungsbuchsen 11 werden vorzugsweise geteilt, geschlitzt und
kegelig ausgeführt, so daß sie nachzuspannen sind. Die Länge der Führungsbuchsen
11 bzw. deren Auflagefläche gegen die Innenwand des Zylinders 1 ist jeweils abhängig
von dem am Kolben 2 wirkenden Schneidmoment der Schneidkante 9. Ersichtlich ist
das Schneidmoment relativ klein, wenn die Schneidkante 9 innerhalb des Zylinderumfangs
liegt und relativ groß, wenn sich die Schneidkante 9 außerhalb des Zylinderumfangs
befindet. Aus Stabilitätsgründen besteht daher das Bestreben, die Schneidkante 9
in den Bereich innerhalb des Zylinderumfangs zu verlegen. Dann muß aber in Kauf
genommen werden, daß beim Trennen anfallende Kleinteile, Schmutz etc. in die Führungen
und sonstigen Spalte innerhalb des Zylinders fallen. Wenn daher wie beim gezeichneten
Ausführungsbeispiel die Schneidkante 9 innerhalb des Zylinderumfangs liegt und dort
einen Teil einer
Sehne bildet, muß der Kolben 2 eine Ausnehmung
15 mit einer parallel zur Schneidkante 9 verlaufenden Seitenwand 9a aufweisen. Im
Bereich dieser im Rhythmus des Kolbenhubs vergrößerten und verkleinerten Ausnehmung
15 kann sich vor allem Abfall usw. ansammeln. Im Ausführungsbeispiel wird am Boden
der Ausnehmung eine Öffnung 16 zum Abführen der Kleinteile vorgesehen.
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Mit dem feststehenden Messer 8 wird im Ausführungsbeispiel ein ebenso
wie das Messer lösbar mit dem Zylinder 1 verbundener Tisch 17 zum Heranbringen -
in Pfeilrichtung A - des zu schneidenden Materials als ein Bauteil zusammengefaßt.
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Dem Tisch 17 wird der Stempel 18 eines insgesamt mit 19 bezeichneten
Stampfers zugeordnet. Der Stampfer 19 wird vorzugsweise ebenso wie der Hauptteil
der Schere als Zylinder-Kolben-Anordnung unmittelbar ausgebildet, so daß der Stempel
als Kolben 20 in dem als Zylinder 21 ausgeführten Stampfer-Ständer zu verfahren
ist. Für den Stampfer 19 ist im Ausführungsbeispiel ein Differenzialzylinder vorgesehen,
in dem der Kolben 20 ebenso wie beim Hauptteil der Maschine auf zwei, vorzugsweise
nachzuspannenden, Führungsbuchsen 22 gleitet. Um einen reibungsfreien Materialtransport
über den Tisch 17 zu gewährleisten, werden die Seitenwände des Kanals 7 des Kolbens
2 zweckmäßig auch zwischen den Tisch 17 und den Stempel 18 als Führungswände 23
fortgesetzt (Fig. 2).
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Die Größe des Durchmessers des Zylinders 1 hängt grundsätzlich von
der Breite der Messer 8, 10 ab. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wurde ein Verhältnis
2 : 1 gewählt. Dies kann jedoch in weiten Grenzen variiert werden.
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In jedem Fall ergibt sich bei schweren Scheren, z.B.
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Schrottscheren, wegen der erforderlichen Messerbreite von 600, 800,
1000 oder 1200 mm ein relativ großer Zylinderdurchmesser, der jedoch einen entsprechend
großen Kolbenquerschnitt bedingt, so daß die beschriebene Vorrichtung relativ große
Scherkräfte mit relativ kleinen Antriebsdrucken erreichen kann. Beispielsweise bei
dem Verhältnis von 2 : 1 von Zylinderdurchmesser zu Messerbreite ergibt sich bei
einem Hydraulikantrieb bei 600 mm Messerbreite und 600 t Scherkraft nur ein Öldruck
von 51 kg/cm2, bei 1000 t Scherkraft nur ein Öldruck von 88 kg/cm² und bei 1200
t Scherkraft nur ein Öldruck von 106 kg/cm².
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Da die Messerbreite jedenfalls unmittelbar in den Zylinderdurchmesser
eingeht und die Herstellung des Zylinders von gewissen Dimensionen ab aufwendig
wird, kann es zweckmäßig sein, Vorkehrungen zum Reduzieren des Zylinderdurchmessers
bei unveränderter Messerbreite vorzusehen.
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Das läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß der Zylinder 1
bzw. dessen Achse 12 nicht wie üblich vertikal sondern horizontal angeordnet werden.
Bei rechteckigem Öffnungsquerschnitt bzw. Maul der Schere läßt sich dann beispielsweise
eine senkrecht zur Schneidkante 9 verlaufende Maulbreite von 1,50 m erzielen, obwohl
die dann vertikal gemessene Messerbreite nur 1,15 m beträgt und damit beispielsweise
anstelle von 3 m nur 2,3 m Zylinderdurchmesser erforderlich sind.