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Hochhalter für Knüppelscheren
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Die Erfindung betrifft einen Hochhalter für Knüppelscheren mit Kurbel-
oder Exzenterantrieb, durch den die Stangenabschnitte während des Schneidens fest
gegen das obere Schermesser gespannt werden und damit ein Abbiegen der Stangenabschnitte
sowie eine Deformation der Schnittflächen auch beim Schneiden von zähen Stählen
weitgehend vermieden wird.
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Bei einer bekannten Lösung dieser Art (DD-PS 212 911) ist unterhalb
des beweglichen Messerschlittens ein in vertikaler Richtung bewegbarer 1#ochhalterschlitten
angeordnet, dessen obere Endlage durch einen mechanischen Anschlag begrenzt ist
und der bis zum Aufsetzen des Messerschlittens auf das zu schneidende Stangenmaterial
durch zwei mit einem Druckmedium beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten in seiner
oberen Endlage gehalten wird. Der Messerschlitten ist durch Zuganker mit einer Traverse
verbunden, auf der ein Spannkeil in horizontaler Richtung verschiebbar gelagert
ist. Der Spannkcil wird durch eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit während des Abwärtshubes
des Messerschlittens betätigt und bewirkt nach dem Aufsetzen des Messerschlittens
auf das Stangenmaterial eine mechanische Verriegelung des Hochhalterschlittens mit
dem Messerschlitten. Nach Beendigung des Schnittes erfolgt ein zwangweises Lösen
der Verregelung durch Auflaufen des Spannkeiles auf eine schräge Auflauffläche kurz
vor dem breichen der unteren Endlage des Messerschlittens0 Anschließend wird durch
Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit in umgekehrt er Richtung der Spannkeil in
die Ausgangslage zurückgeschoben. Durch eine Beaufschlagung der beiden erstgenannten
Kolben-Zylinder-i;inheiten in umgekehrter Richtung verbleibt der Hochhalterschlitten
während des
Aufwärtshubes des Messerschlittens in der unteren Endlage.
Nach dem Auswerfen des Stangenabschnittes erfolgt durch eine erneute Betätigung
der IColben-Zylinder-Ein heiten das Anheben des Hochhalterschlittens in die obere
Endlage.
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Din Mangel dieser Lösung ist in der unzureichenden Bunktionssicherheit
zu sehen - falls der Spannkeil auf Grund einer Störung (beispielsweise des Versagens
eines Steuerventils oder des Klemmens einer Kolbenstange) nicht oder nicht rechtzeitig
in seine Ausgangslage zurückgekehrt istX wird der Hochhalterschlitten durch den
auSwärtsgehenden Messerschlitten mit nach oben genommen. Da der ufärtshub des Hochhalterschlittens
durch einen festen mechanischen Anschlag begrenzt ist, führt das zwangsläufig zur
Zerstörung des Hochhalters.
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Ein weiterer Mangel besteht darin, daß der erforderliche Spannweg,
der durch den Spannkeil überwunden wer den muß, dem gesamten Leerhub des Messerschlittens
von seiner oberen Endlage bis zum Aufsetzen auf das Stangenmaterial entspricht und
deshalb sehr groß ist, insbesondere bei kleinen Stangenquerschnitten, da keine Versteilmöglichkeit
zur Anpassung an unterschiedliche Materialquerschnitte vorgesehen ist. Das bedingt,
daß bei einem kleinen Keilwinkel des Spannkeiles (Selbsthemmung) ein sehr großer
Verschiebeweg und damit eine sehr lange Ausführung des Keiles erforderlich ist.
Eine solche Ausführung ist materialintensiv und aus Platzgründen nur bedingt anwendbar.
Bei der Ausführung des Spannkeiles mit einem großen Keilwinkel (kurzer Spannkeil)
ist keine Selbsthemmung mehr erreichbar, so daß beim Schneiden eine große Haltekraft
erforderlich ist, um ein Ausschieben des Keiles bei Belastung zu verhindern. Zur
Erzeugung der Haltekraft ist eine (vorzugs-
weise hydraulische)
Verriegelung des Spannkeiles in der eingefahrenen Stellung erforderlich, was eine
entsprechend groß dimensionierte Kolben-Zylinder-Einheit und damit einen hohen Energiebedarf
in Porn von Drucköl oder Druckluft bedingt.
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Bei einer weiteren bekannten Lösung (SU-Urheberschein 722 704) ist
ein Hochhalterschlitten in einer Aussparung des Messerschlittens in vertikaler Richtung
verschiebbar gelagert sowie auf einer im Gestell angeordneten, mit Druckluft beaufschlagbaren
Kolben-Zylinder-Einheit abgestütztq Im Hochhalterschlitten sind zwei weitere, mit
einem Druckmedium beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten angeordnet, deren Kolbenstangenenden
keilförmig abgeschrägt sind und beim AuS-setzen des Messerschlittens auf das Stangenmaterial
bzw. kurz vor Schnittbeginn in entsprechende Aussparungen des Messerschlittens einrasten,
wodurch der Hochhalterschlitten im Messerschlitten verriegelt und dadurch der Stangenabschnitt
fest zwischen dem oberen Schermesser und dem Hochhalter eingespannt wird* Nach Beendigung
des Schnittes wird die Verriegelung wieder gelöst. Der Hochhalterschlitten stützt
sich wieder auf der im Gestell angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit ab und bewegt
sich je nach Einstellung der Steuerelemente mit zeitlicher Verzögerung in die Ausgangslage.
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Ein Mangel dieser Lösung besteht in der während der 3elastung des
Hochhalters auf die Kolbenstangen wirkenden Biegebeanspruchung, was einen hohen
Verschleiß der iLolbenstangen Führungen und Dichtungen zur Folge hat. 4'LUf Grund
der einseitigen Belastung der Kolbenstangenbesteht die Gefahr des Verklemmens derselben
in der eingerasteten Stellung, insbesondere bei kleinem Keil-
winkel
(Selbsthemmung), zumal die Kolbenkraft in Löserichtung auf Grund der kleineren wirksamen
Kolbenflächen geringer ist, als in Spannrichtung. Bei großem Keilwinkel ist zwangsläufig
auch eine große Haltekraft erforderlich, tun ein Ausweichen der Kolbenstangen bei
Belastung zu vermeiden, was entsprechend groß dimensionierte Kolben-Zylinder-Einheiten
und damit einen großen EnergiebedeWre in Form von Drucköl oder Druckluft bedingt.
Die Anordnung von zwei in horizontaler Richtung nebeneinanderliegenden #olben-Zyl
inder-Einheiten innerhalb des Hochhalterschlittens erfordert eine relativ breite
Ausführung desselben und ist deshalb aus Platzgründen nur begrenzt anwendbar Durch
die #rfindung soll mit möglichst geringem Materlal- und Fertigungsaufwand eine robuste,
funktionssichere Lösung zur Betätigung des Hochhalters erreicht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb des Hochhalterschlittens
so zu gestalten, daß zum Spannen desselben nur ein relativ kurzer Verschiebeweg
des Spannkeiles erforderlich ist und gleichzeitig während des Schneidens der Spannkeil
ohne große Haltekraft - möglichst selbsthemmend - in seiner Lage gehalten wird,
wobei zur Gewährleistung einer zuverlässigen Kraft übertrag ung und einer raumsparenden
Bauweise der Spannkeil unmittelbar im Kraftfluß zwischen dem Messerschlitten und
dem Hochhalterschlitten liegen soll.
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Erfindungsgemäß wird das durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches
1 beschriebenen Merkmale erreicht. weitere detaillierte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.
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Durch das Einschalten der Kupplung bewegt sich das auf der Ezzenterwelle
befindliche Pleuel abwärts. lach dem Durchlaufen eines vorgegebenen Leerweges setzt
das Pleuel auf dem Messerschlitten auf und bewegt diesen gegen die Kraft der den
Lesserschl.itten abstützenden Kolben-Zylinder-Einheit abwärts. Gleichzeitig mit
dem Einschaltimpuls für die Kupplung werden die den Hochhalterschlitten abstützenden
Kolben-Zylinder-Einheiten und die den Spannkeil betätigende Kolben-Zylinder-Sinheit
mit einem Druckmedium beaufschlagt. Dadurch wird zunächst der Hochhalterschlitten
angehoben und bei Erreichen einer vorgegebenen Lage durch Verschieben des Spannkeiles
.t dem Messerschlitten verriegelt. Nach Beendigung des Schnittes - kurz vor dem
Erreichen der unteren Endlage des Liesserschlittens - werden die zuletzt gebrannten
Kolben-Zylinder-Einheit en umgesteuert, wodurch zunächst der Spannkeil in seine
Ausgangslage zurückgeschoben unci anschließend der Hochhalterschlitten - in Bezug
zum Messerschlitten - wieder abgesenkt wird. Gleichzeitig wird der Messerschlitten
wieder in seine obere Endlage angehoben, Dabei können evtl. auftretende Störungen
(wie z,B, das Versagen eines Steuerventil ocer das Verklemmen des Spannke.iles)
nicht zu einer Beschädigung der Schere führen, da keine starre Verbindung des Messerschlittens
mit dem Pleuel besteht und die Aufwärtsbewegung des Messerschlittens ausschließlich
durch die Kraft der ihn abstützenden Kolben-Zylinder-Einheit bewirkt wird.
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Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung wird nachfolgend
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine schematische Darstellung
des Hochhalters
an einer Knüppeischere in der oberen Endlage des
Messerschlittens, teilweise im Schnitt, Fig. 2: den Schnitt a-A nach Fig. 2 Nach
Fig. 1 ist im oberen Teil des Gestells 1 der Schere eine Kurbel- oder Exzenterwelle
2 angeordnet, auf der ein mit dem beweglichen Messerschlitten 3 zusammenwirkendes
Pleuel 4 gelagert ist und die in bekannter Weise durch eine schaltbare Kupplung
mit einem hier nicht dargestellten Antrieb kuppelbar ist. Der Messerschlitten 3
mit dem oberen Schermesser 22 ist in vertikaler Richtung verschiebbar im Gestell
1 gelagert und mit seinem unteren Ende auf der Kolbenstange 5 einer unterhalb desselben
im Gestell 1 angeordneten, mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit
6 abgestützt.
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Die Kolben-Zylinder-Einheit 6 ist vorzugsweise über eine Rohrleitung
mit einem durch Druckluft vorgespannten Druckölspeicher 7 verbunden Der Druck ret
so gewählt, daß die auf den Messerschlitten 3 wirkende T',clbenkraft dessen Masse
ausgleicht und ihn nach dem Schnitt wieder in seine obere Endlage anhebe, Durch
das Zwischenschalten einer einstellbaren Drossel 8 in der Rohrleitung kann die auf
Grund der schlagartig zurückgehenden Körperdehnung am Ende des Schnittvorganges
auftretende Beschleunigung des Messerschlittens 3 weich abgefangen werden, so daß
die Kolben-Zylinder-Einheit 6 gleichzeitig als #chnittschlagdämpfung wirkt.
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An seinem oberen Ende ist der Messerschlitten 3 mit einer Druckpfanne
9 versehen, in die das untere Ende des Pleuels 4 während einer bestimmten Phase
des Kurbelumlaufes eingreift. Im unteren Bereich des iv#sserschlittens 3 ist eine
Aussparung 10 vorgesehen, in welcher ein als mechanischer Anschlag wirkender Ein-
stellkeil
11 in horizontaler Richtung verschiebbar gelagert ist, der in der oberen Endlage
des Messerschlittens 3 an entsprechenden Anschlagflächen 12 des Gestelle 1 anliegt
und damit den Aufwärtehub des Messers schlittens 3 begrenzt. Beim weiteren Durchlauf
der Kurbelwelle 2 hebt das Pleuel 4 vom Messerschlitten 3 ab und es entsteht ein
Spalt 13 zwischen der Druckpfanne 9 und dem Pleuel 4e Unterhalb der Obermesseraufnahme
ist der Messerschlitten 3 mit einer rechteckigen Aussparung 14 versehen, in der
ein Hochhalterschlitten 15 in vertikaler Nicht tung verschiebbar gelagert ist. Unterhalb
des Eoclhalw terschlittens 15 ist in der Aussparung 14 des Messerschlittens 3 ein
stufenförmig abgesetzter Spannkeil 16 angeordnet, der mit Hilfe einer mit Druckluft
beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Binheit 17 in horizontaler Richtung verschiebbar
ist. Aus Platzgründen ist der Spannkeil 16 als Hohlkörper ausgeführt und die Kolben-Zylinder-Einheit
17 innerhalb desselben angeordnet.
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Der Keilwinkel ist zweckmäßigerweise so klein gewählt, daß der Spannkeil
16 im eingerasteten Zustand selbsthemmend in seiner Lage gehalten wird. Um ein Verkanten
des Hochhalterschlittens 15 bei außermittiger Belastung - beispielsweise beim mehrspurigen
Schneiden -zu vermeiden, ist der Spannkeil 16 mit zwei separaten, in der Längsachse
hintereinander angeordneten Keilflächen 18 versehen, die beim Einrasten desselben
mit entsprechenden Druckflächen des Hochhalterschlittens 15 in Wirkverbindung stehen.
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Unterhalb des Hochhalterschlittens 15 sind zwei weitere mit Druckluft
beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten 19 angeordnet, deren Zylinder mit einer
am Messerschlitten 3 befestigten Traverse 20 und deren Kolben-
stangen
über Verbindungslaschen 21 mit dem Hochhalterschlitten 15 verbunden sind und durch
die der Hochhalterschlitten 15 um einen bestimmten Betrag gegenüber dem Messerschlitten
3 anheb- bzw. absenkbar ist.
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Der vertikale Hub des Hochhalterschlittens 15 ist unveränderlich,und
entspricht der Summe aus dem Spalt "y" zwischen dem oberen Schermesser 22 und dem
Stangenmaterial 23 und dem Maß "x", um das der Auflagekopf 24 des Hochhalters unter
der Schneidkante des unteren Schermessers 25 steht. Die tiefere Stellung des Auflagekopfes
24 gegenüber der Schneidkante des unteren Schermessers 25 ist erforderlich, um ein
ungehindertes Auswerfen des Stangenabsohnittes 26 nach Beendigung des Schnittes
durch das nachschiebende Stangenmaterial 23 zu ermöglichen. Zur Einstellung des
Maßes ~## - beispielsweise nach einem Messerwechsel - wird der AuflagekbpS 24 ausgetauscht
oder durch Beilagen höher oder tiefer gesetzt. Der Spalt ttytt ist abhängig vom
Querschnitt des zu schneidenden Stangenmaterials 23 und muß deshalb bei sich ändernden
Querschnitt desselben neu eingestellt werden. Die Einstellung des Spaltes ttytt
erfolgt durch Verschieben des Einstellkeiles 11 in horizontaler Richtung.
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