DE3635991A1 - Rotationsfertigschere in feinstahlstrassen zum trennen von bewegtem, warmem walzgut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsschere für Fertigprodukte in Feinstahlstraßen, für in Drehrichtung im Scherspalt zu förderndes und quer dazu zu trennendes warmes Walzgut, insbesondere für Profilstahl, bestehend im wesentlichen aus einem Obermesser und einem Untermesser, die gegensinnig in Walzrichtung rotierend umlaufen.

Bei modernen Feinstahlstraßen mit kontinuierlichem Produktionsablauf ist profilgenaues Schneiden erforderlich, damit der Transport des Walzgutes durch nachfolgende Anlagenteile (z.B. das Einfädeln in die im Ablauf integrierte Richtmaschine) problemlos erfolgen kann und zusätzlich ein Materialverlust beim Kaltschneiden durch überlange Endstücke vermieden wird. Nach dem bekannten Stand der Technik werden Stabstahl und profilierte Fertigprodukte in Feinstahlstraßen mittels Rotationsscheren mit Flachmessern getrennt, wobei das Stabende bzw. die Stabspitze deformiert werden und ein Materialverlust beim Kaltschneiden unvermeidlich ist. Darüberhinaus ist es bekannt, durch Einsatz von Kurbelscheren oder sogenannten kombinierten Scheren, d.h. Scheren mit rotierenden und zusätzlichem Kurbelteil mittels Formmesser profilgenau zu schneiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Schermesser für eine Rotationsfertigschere vorzustellen, die profiliertes Endprodukt in Feinstahlstraßen insbesondere ohne Deformation schneiden und sich gleichzeitig durch eine besonders hohe Standzeit auszeichnen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß Obermesser und Untermesser mit evolventförmigen Schneidköpfen versehen sind und wobei die Schneidkanten auf den Evolventenkurven derart angeordnet sind, daß das Trennen im Bereich der Eingriffslinie spielfrei und ohne Zwang erfolgt. Die Schneidköpfe müssen dabei mindestens in Höhe des zu scherenden Profils evolventenförmig ausgebildet sein.

Die hier angewandte Technik beruht darauf, daß Ober­ und Untermesser wie bei einer Verzahnung aufeinander abwälzen, wobei die Schneidkanten auf der Abwälzkurve, hier einer Evolvente, nach einem bestimmten System in Abhängigkeit vom Walzgutprofil angeordnet sind. Die Ausbildung der Schneidkanten auf der Wälzlinie ermöglicht den erforderlichen Überschnitt bei warmem Walzgut, ohne daß die zugehörigen Schneidkanten mit unterschiedlichen Schneidradien durch Relativbewegung sich gegenseitig zerstören.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß sich nach dem Aufsetzen von Ober- und Untermesser auf das Walzgut die wirksamen Schneidkanten während des gesamten Trenn- bzw. Schervorgangs in etwa vertikal gegenüberstehen. Auf diese Weise wird ein besonders korrekter Schervorgang erreicht, ohne daß die Profile eine Formänderung erfahren.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß Eingriffswinkel, Scherkopfhöhe und die Lage der Schneidkanten vom Walzgutprofil bestimmt werden. Dabei sind bestimmte Grenzwerte einzuhalten.

Die Radien der Schneidkanten, bezogen auf die Mitte der Messerwelle von Ober- und Untermesser, werden in Abhängigkeit vom Eingriffswinkel in der Weise ermittelt, daß z.B. der Trennvorgang von Winkel, U- und T- Profilen auf der Eingriffslinie bzw. im Bereich der Eingriffslinie stattfindet, wobei während des Ablaufes die Vorraussetzung erfüllt sein muß, daß die zugehörigen Schneidkanten sich vertikal gegenüberstehen.

Darüberhinaus ist es besonders zweckmäßig, wenn die Schermesser dem Profil des zu trennenden Walzgutes angepaßt sind. Durch die nach Erfindung speziellen, profilangepaßten sogenannten Evolventenmesser ist es erstmals möglich, mittels einer reinen Rotationsschere bewegtes Walzgut derart zu trennen, daß alle nachfolgenden Anlagenteile, insbesondere Richtmaschinen, einen störungsfreien kontinuierlichen Betriebsablauf ermöglichen.

Zum Trennen von Winkelprofilen weist zweckmäßigerweise die Schneidkante des Obermessers im Oberschneidebereich eine dreieckförmige Aussparung und die Schneidkante des Untermessers im Unterschneidebereich eine dreieckförmige Erhebung auf. Mit Vorteil erfolgt der Schervorgang dabei profilgenau, ähnlich einem ziehenden Schnitt. Hierdurch wird erfindungsgemäß eine Materialquetschung im Scherspalt vermieden.

Zur Trennung von U- Profilen besitzt das Obermesser eine gerade geformte Schneidkante und die Schneidkante des Untermessers weist eine wulstartige Erhebung auf. Für die Trennung von T- Profilen hat die Schneidkante des Obermessers eine rechteckförmige Aussparung und das Untermesser eine gerade Schneidkante.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnitts­ darstellung von Schermessern einer Rotationsfertigschere nach beendetem Schneidvorgang,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Schermesser gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schneidvorganges im zeitlichen Ablauf vom Schneidbeginn bis zum Schneidende,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausbildung von profiliertem Ober- und Untermesser zur Trennung von Winkelprofilen im Querschnitt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Schneidvorganges im zeitlichen Ablauf vom Schneidbeginn bis zum Schneidende für ein Winkelprofil gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Ausbildung von profiliertem Ober- und Untermesser zur Trennung von U-Profilen im Querschnitt,

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Ausbildung von profiliertem Ober- und Untermesser zur Trennung von T-Profilen im Querschnitt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ausschnittweise die erfindungsgemäße Rotationsfertigschere mit Obermesser (1) und Untermesser (2), die jeweils im oberen bzw. unteren Messerhalter (3, 4) angeordnet sind. Die Schermesser (1, 2) vollführen mit ihren Halterungen (3, 4) in bekannter Weise in Pfeilrichtung (5, 6) eine Rotationsbewegung und trennen dabei einen in Walzrichtung (7) zur Scherenmitte (8) geförderten Profilstahl. Ober- und Untermesser (1, 2) besitzen evolventförmig ausgebildete Schneidköpfe (11, 12) mit auf den Evolventenkurven (13, 14) liegenden Schneidkanten (15, 16). Obermesser (1) und Untermesser (2) werden zweckmäßigerweise bei ihrer Herstellung im Bereich der Schneidkanten (15, 16) badnitriert, um auf diese Weise den Verschleiß der Schermesser zu verringern und damit die Standzeit zu verlängern.

Fig. 3 zeigt den Verfahrensablauf des Schneidens eines Stabstahles (17), wobei sich die Schneidköpfe (11, 12) in Walzrichtung (7) gemäß den Rotationspfeilen (5, 6) in Richtung auf die Scherenmitte (8) bewegen, wo die Schneidkanten (15) und (16) ihren maximalen Überschnitt erreichen. Die Schneidkanten haben während des Schneidvorganges immer eine vertikale Stellung zueinander, wie das in den verschiedenen Positionen der Schneidkanten (151, 161; 152, 162; 153, 163; 154, 164) deutlich wird. Die Schneidkante (15) am oberen Schneidkopf (11) bewegt sich dabei auf ihrem Weg (151, 152, 153, 154) durch den Stabstahl (17) entlang der Evolvente (13). Die Schneidkante (16) am unteren Schneidkopf (12) vollführt eine Bewegung (161, 162, 163, 164) auf der Evolvente (14). Der zwischen den Schneidkanten gebildete Scherspalt (181, 182, 183, 184) nimmt bis zur Scherenmitte (8) bzw. bis zum Beginn des Überschnittes ab.

Nach den Fig. 4 bis 7 sind die Scnneidkanten nach dem Profil des zu schneidenden Walzgutes (Winkelprofil, U-Profil, T-Profil) ausgebildet. In der gewählten Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 hat die Schneidkante (25) des Obermessers (21) im Oberschneidebereich eine dreieckförmige Aussparung und die Schneidkante (26) des Untermessers (22) im Unterschneidebereich eine dreieckförmige Erhebung. Ober- und Untermesser (21, 22) bzw. die Ober- und Unterschneidkanten (25 26) sind dabei erfindungsgemäß im sich überschneidenden bzw. im sich aufeinander abwälzenden Bereich als Evolventen (Fig. 5, Ziffern 23, 24) geformt. Zwischen den Schneidkanten (25, 26) ist das Winkelprofil (27) zu sehen, wobei die Trennung der Schenkel des Winkelprofils (27) entlang den Linien A-B im ziehenden Schnitt gemäß den Lagepositionen I- III erfolgt und der Trennvorgang gleichzeitig auf der Eingriffslinie unter einem bestimmten Eingriffswinkel (Fig. 5, Ziffern 28, 29) stattfindet. In Position I wird der Schneidbeginn im Querschnitt dargestellt, d.h. die Schneidkanten (25, 26) berühren gerade das Winkelprofil (27). Position II zeigt die Lage der Schneidkanten (25, 26) nachdem die Spitze des Untermessers (22) und die dreieckförmige Aussparung des Obermessers (21) den Knick im Winkelprofil (27) erreicht haben. Position III zeigt die Lage der sich überschneidenden Schneidkanten (25, 26) nach erfolgter Materialtrennung in Scherenmitte.

Fig. 5 zeigt den Verfahrensablauf des Schneidens eines Winkelprofils (27) gemäß Fig. 4 in Seitenansicht, wobei sich das Obermesser (21) und das Untermesser (22) in Walzrichtung (7) gemäß den Rotationspfeilen (5, 6) bewegen. Zur Verdeutlichung des Schnittverlaufs sind (in der Querschnittsdarstellung rechts) auf den Schneidkanten (25, 26) jeweils zwei Punkte (25 a, 26 a; 25 b, 26 b) besonders gekennzeichnet, die während des Schneidvorganges jeweils in etwa vertikal zueinander angeordnet sind, wie das in den verschiedenen Positionen der Schneidmesser (251 a-256 a und 261 a- 266 a; 251 b-256 b und 261 b-266 b) deutlich wird. In der Scherenmitte (8) ergibt sich ein Überschnitt. Alle Punkte der Schneidkante (25), d.h. auch die besonders hervorgehobenen Punkte (25 a) und (25 b), am oberen Schneidkopf (21) bewegen sich dabei auf ihren Wegen (251 a-256 a) und (251 b-256 b) durch das Winkelprofil (27) auf den Evolventen (23). Die Schneidkante (26) am unteren Schneidkopf (22) bewegt sich mit ihren Punkten (26 a) und (26 b) durch das Winkelprofil (27) gemäß den Positionen (261 a-266 a) und (261 b-266 b) auf den Evolventen (24).

Fig. 6 zeigt das Obermesser (31) mit einer gerade geformten Schneidkante (35) und die Schneidkante (36) des Untermessers (32), die zur Trennung von U- Profilen (37) eine wulstartige Erhebung aufweist. Der Trennvorgang erfolgt dabei gemäß den Positionen I- III, wobei die Trennung des Steges (38) auf der Eingriffslinie (nicht dargestellt) stattfindet. In Position I wird wiederum der Schneidbeginn im Querschnitt dargestellt, d.h. die Schneidkanten (35, 36) berühren gerade das U-Profil (37). Position II zeigt die Lage der Schneidkanten (35, 36) nachdem die Randzonen des Untermessers (32) in die Schenkel des U- Profils (37) eingedrungen sind und die wulstartige Erhebung den Steg (38) gerade berührt, während die Oberschneidkante (35) bis zu diesem Zeitpunkt in gleicher Position verharrt. Position III zeigt die Lage der sich überschneidenden Schneidkanten (35, 36) nach erfolgter Materialtrennung in Scherenmitte.

Nach Fig. 7 besitzt die Schneidkante (45) des Obermessers (41) zur Trennung von T-Profilen (47) eine rechteckförmige Aussparung und das Untermesser (42) weist eine gerade Schneidkante (46) auf. Nach den Lagepositionen I-III wird das T-Profil (47) profilgenau geschnitten, wobei der Trennvorgang des Flansches (48) auf der Eingriffslinie (nicht dargestellt) stattfindet. In Position I wird der Schneidbeginn im Querschnitt dargestellt, d.h. die Schneidkanten (45, 46) berühren gerade das T-Profil (47). Position II zeigt die Lage der Schneidkanten (45, 46) nachdem der Boden der rechteckförmigen Aussparung im Obermesser (41) in den Steg des T- Profils (47) eingedrungen ist und die Randzonen des Obermessers den Flansch (48) gerade berühren, während die Unterschneidkante (46) bis zu diesem Zeitpunkt in gleicher Position verharrt. Position III zeigt die Lage der sich überschneidenden Schneidkanten (45, 46) nach erfolgter Materialtrennung in Scherenmitte.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, sonstige beliebige Ausbildungen von Ober­ und Untermesser in Anpassung an die jeweils zu trennenden Walzgutprofilquerschnitte vorgenommen werden. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann anheimgestellt.

Claims (7)

1. Rotationsfertigschere in Feinstahlstraßen für in Drehrichtung im Scherspalt zu förderndes und quer dazu zu trennendes warmes Walzgut, insbesondere für Profilstahl, bestehend im wesentlichen aus einem Obermesser und einem Untermesser, die gegensinnig in Walzrichtung rotierend umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß Obermesser (1, 21, 31, 41) und Untermesser (2, 22, 32, 42) mit evolventförmigen Schneidköpfen versehen sind und wobei die Schneidkanten (15, 16; 25, 26; 35, 36; 45, 46) auf den Evolventenkurven (13, 14; 23, 24) derart angeordnet sind, daß das Trennen im Bereich der Eingriffslinie spielfrei und ohne Zwang erfolgt.

2. Rotationsfertigschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich nach dem Aufsetzen von Ober- und Untermesser (1, 2; 21, 22; 31, 32; 41, 42) auf das Walzgut die wirksamen Schneidkanten (15, 16; 25, 26; 35, 36; 45, 46) während des gesamten Trenn- bzw. Schervorgangs in etwa vertikal gegenüberstehen.

3. Rotationsfertigschere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Eingriffswinkel, Scherkopfhöhe und die Lage der Schneidkanten vom Walzgutprofil bestimmt werden.

4. Rotationsfertigschere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schermesser (1, 2; 21, 22; 31, 31; 41, 42) dem Profil des zu trennenden Walzgutes angepaßt sind.

5. Rotationsfertigschere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (25) des Obermessers (21) im Oberschneidebereich eine dreieckförmige Aussparung und die Schneidkante (26) des Untermessers (22) im Unterschneidebereich eine dreieckförmige Erhebung aufweist.

6. Rotationsfertigschere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Obermesser (31) eine gerade geformte Schneidkante (35) besitzt und die Schneidkante (36) des Untermessers (32) eine wulstartige Erhebung aufweist.

7. Rotationsfertigschere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (45) des Obermessers (41) eine rechteckförmige Aussparung besitzt und das Untermesser (42) eine gerade Schneidkante (46) aufweist.