DE588919C - Antriebsmechanismus fuer eine fliegende Schere - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus für fliegende Scheren, die in Stahlwalzwerken zum Schneiden des schnellaufenden, heißgewalzten Gutes in handelsübliche Längen bei der Geschwindigkeit verwendet werden, mit der es von den Fertigwalzen geliefert wird.

Derartige Scheren waren bisher so ausgeführt, daß ihre sich nähernden Schneiden in Übereinstimmung mit dem laufenden Walzgut bei jedem Schneidvorgange wandern und ihr Rückschwingen in die Ruhelage durch ein selbsttätig bei jedem Schneidvorgang gesteuertes Ventil erfolgt, das Dampf unter Druck durch - einen Kanal gegen die Seite eines die Schere antreibenden Kolbens einläßt, aus welcher der Dampf vorher bei der Erzeugung der Kolbenbewegung für den Schneidvorgang der Schere ausgeströmt war.

Hierbei findet aber nach jedem schnellen Schwingen der Scherenblätter in Richtung der Bewegung des Gutes eine langsame Rückbewegung der Teile in die Normallage statt. Der Kolben ist nur" bei seinem Arbeitshub der vollen· Wirkung des lebendigen Dampfes auf der einen Seite ausgesetzt, da der Zylinder zwecks Auspuff ens auf der anderen Seite des Kolbens geöffnet ist. Beim Rückwärtshub des Kolbens wirkt aber der volle Dampfdruck auf beide Seiten des Kolbens, und die Rückbewegung erfolgt nur deshalb, weil eine Kolbenseite eine größere wirksame Fläche hat als die andere Seite.

Der Rückwärtshub geht infolgedessen verhältnismäßig langsam vor sich und ist nur dann befriedigend, wenn das laufende Gut in verhältnismäßig lange Stücke geschnitten wird. Denn die Längen derartiger Stücke gewähren den Scherenblättern nach Ausführung eines jeden Schnittes reichlich Zeit für ihren Rückgang in die Normallage. Wenn aber das laufende Gut in kürzere Stücke oder auch in längere Stücke bei sehr hoher Liefergeschwindigkeit des Gutes geschnitten werden soll, dann ist eine derartig langsame Rückbewegung der Teile der fliegenden Schere völlig unbefriedigend und hat sehr ernste Beschränkungen in der Arbeitsleistung und Leistungsfähigkeit des Walzwerks im Gefolge.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierig- -keiten dadurch überwunden, daß, anstatt den Dampfdruck wie bisher auf der anderen Seite des Kolbens während des Rückschwingens aufrechtzuerhalten, der Dampfdruck auf dieser anderen Seite während des Rückschwingens aufgehoben wird, z. B. durch eine entsprechende Verstellung des Ventils, das einen Kanal von dieser anderen Seite zum Auspuff

öffnet, bis der Kolben selbst diesen Kanal bedeckt, wenn der Kolben noch um einen gewissen Betrag von seiner Totpunktslage entfernt ist, so daß das Rückschwingen des Kolbens beschleunigt erfolgt und das Ende des Kolbenhubes abgepuffert wird. Hierdurch ist ein einfacher, wirksamer und schnell arbeitender Antriebsmechanismus geschaffen. Es ist fernerhin eine fliegende Schere bekannt, bei welcher das Ausschwingen des Scherenrahmens zwecks Vornahme eines Schnittes durch Zufuhr und Auslassen von Dampf auf den entsprechenden Seiten eines Kolbens mittels Handsteuerung erfolgt und das Rückschwingen des Scherenrahmens durch eine während des Ausschwingens zusammengepreßte, mit dem Scherenrahmen verbundene Feder bewirkt wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß das Ausschwingen des so Scherenrahmens gegen die Wirkung einer Feder erfolgen muß, wodurch ein größerer Kraftbedarf erforderlich ist, und außerdem eine Feder bei dem schweren Betrieb leicht und schnell zu Bruch geht.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.

Abb. ι ist eine allgemeine Seitenansicht, teilweise ein Schnitt, einer fliegenden Schere mit einer Steuerung gemäß der Erfindung. Abb. 2 ist in größerem Maßstab ein Längsschnitt durch den Kolben, die Zylindereinheit und zugehörigen Ventilteile, die erfindungsgemäß für den Antrieb der Schere benutzt werden.

Abb. 3 und 4 sind schematische Ansichten ähnlich der Abb. 2 in kleinerem Maßstabe, die die Teile in verschiedenen Stellungen darstellen.

Abb. 5 und 6 stellen in Teilschnitten die Hilfsventilkonstruktion dar, die zur Betätigung des Hauptdampfventils des Kolbens und der Zylindereinheit benutzt werden kann. Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 2 und Abb. 6 ein Schnitt in größerem Maßstabe nach der Linie 6-6 der Abb. 5.

Gleiche Teile sind in den verschiedenen Abbildungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Schere kann auf einem geeigneten Rahmen 1 (Abb. 1) montiert werden. Der letztere trägt einen Zapfen 2 für den schwingenden Scherenrahmen 3. Letzterer trägt die ■ übliche Öffnung 4 für den fortlaufenden Durchgang des schnellaufenden gewalzten Produktes 5 des Walzwerks, das in Richtung des Pfeiles A auf den üblichen Transportwalzen 6, 6 laufend durch die Schere, ohne seine Bewegung zu unterbrechen, in Stücke von vorher bestimmter Länge geschnitten werden soll.

An der Öffnung 4 trägt der Scherenrahrüen 3 das übliche feststehende Schermesser 7. Dieses kann mit einem ausschwenkbaren Schermesser 8 zusammenarbeiten, das drehbar von einem in Führungen 10 des schwingenden Rahmens 3 verschiebbaren Kopf 9 getragen wird. Nach der üblichen Anordnung ist dieser Kopf 9 mit der Querzapfenwelle 11 des Messers 8 verbunden wie auch die oberen-Enden zweier Lenkstangen 12, 12, von denen nur eine dargestellt ist. Diese können um einen festen Zapfen 13 des Grundrahmens 1 schwingen. Ferner sind auf der Querwelle 11 zwei Verbindungsstangen 14, 14 drehbar befestigt, von denen nur eine dargestellt ist. Diese sind mit einem hin und her gehenden Kreuzkopf 15 verbunden und durch ihn angetrieben. Dieser ist mit dem Kolben 16 eines Dampfzylinders 17 verbunden.

Abb. 2 zeigt den Kolben 16 in einer der normalen »Ruhe«-Lage entsprechenden Stellung des Scherengestells 3, wie es in Abb. 1 dargestellt ist. In dieser Stellung befindet sich der Kolben 16 dicht an dem oberen Zylinderkopf 18, durch den die Kolbenstange 19 hindurchgeht: Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, ist mit dem Zylinder 17 ein ein Gleitventil 21 enthaltendes Gehäuse 20 verbunden, das sog. Hauptventil. Dieses ist in einer Buchse 22 angeordnet, die in der Bohrung des Gehäuses 20 sitzt und an ihren Enden durch die Köpfe 23 und 24 abgeschlossen ist. Das Gehäuse 20 hat zwei Dampfeinlaßkanäle 25 und 26 und einen einzigen Dampfauspuffkanal 27, die sämtlich in ständiger Verbindung mit dem Inneren der Buchse 22 stehen. Durch geeignete sich deckende Kanäle in der Buchse 22 kann eine Verbindung ihres Innenraums ferner mit den in gegenüberliegende Enden des Zylinders mündenden Dampfkanälen 28 und 29 und Auslaßkanälen 30 und 31 hergestellt werden, die in der Nähe der entsprechenden Dampfkanäle 28 und 29 münden, jedoch etwas weiter entfernt von den Zylinderenden.

Das Hauptventil 21 trägt vier Steuerkolben. Der erste, 32, steuert, wie noch beschrieben wird, die Dampf- und Auslaßkanäle 28 und 30, und ein zweiter, 3.3, die Dampf- und Aus- no laßkanäle 29 und 31. Der dritte Kolben 34 befindet sich an einem Ende des Ventils und dient als Führungskolben, dessen Bewegung ferner eine bremsende Wirkung ausübt. Am gegenüberliegenden Ende trägt das Hauptventil den vierten Kolben 35, der in einer Verlängerung 36 der Buchse 22 von größerem Durchmesser gleitet.

Durch den Steuerkolben 35 wird das ganze Ventil 21 mit den übrigen Kolben 32, 33 und in der Buchse 22 verschoben, wodurch der Arbeitshub und der Rückgang des Kolbens 16

in dem Zylinder "gesteuert wird. In der nor-' malen »Ruhe«-Lage der Schere nach Abb. 2 nimmt das Hauptventil seine äußerste-Rechtsstellung infolge des nicht ausgeglichenen Dampfdrucks ein. Während nämlich die dem Dampf aus dem Einlaß 25 ausgesetzten Kolben 32 und 34 einander das Gleichgewicht halten und der Kolben 35 infolge der Kanalöffnung 37 darin ebenfalls im wesentlichen

ίο ausgeglichen ist, so hat doch der Kolben 33 Dampfdruck auf seiner linken Seite und nur atmosphärischen Druck auf seiner rechten Seite. Daher hält der Dampfdruck normal das Ventil in der in Abb. 2 dargestellten Lage.

Die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Raum 38 zwischen dem Kolben 35 und dem Kopf 24 wird durch ein -Hilfsventil geregelt, dessen Arbeitsweise, wie noch beschrieben wird, die durch Dampf bewirkten Bewegungen des Hauptventils 21 herbeiführt. Dieses Hilfsventil mit Zubehör bildet keinen Gegenstand der Erfindung und kann eine beliebige, geeignete Konstruktion haben. Wie dargestellt, kann beispielsweise ein drehbares Hilfsventil benutzt werden. Zu diesem Zwecke ist, wie aus Abb. 5 ersichtlich, auf einer Seite des Hauptventilgehäuses 20 in der Nähe der Kammer 38 ein Hilfsventilgehäuse 39 befestigt. Die Bohrung desselben nimmt auf einer rechtwinklig zu der Bohrung des Hauptventilgehäuses stehenden "Achse ein • drehbares Ventil 40 auf. Mit der Bohrung des Hilf sventilgehäuses 39 sind zwei Paare von diametral gegenüberliegenden Kanälen 41, 41 und 42, 42 verbunden, die parallel zu ihr laufen. Letztere haben Verlängerungen 43, 43, die in den Raum 38 nach Abb. 2 münden. Diese Verlängerungen 43,43 decken sich mit längs verlaufenden Aussparungen 44, 44 auf der Innenwand des Raumes 38, wie aus Abb. 2 ebenfalls zu ersehen ist.

Das Hilfsventil 40 erstreckt sich diametral quer über die Bohrung seines Gehäuses 39. In der in Abb. 6 dargestellten Lage deckt es

4-5 die beiden mit dem Raum 38 verbundenen Kanäle 42, 42 ab und verschließt sie. Das Hilfsventil 40 ist mit dem Ende einer Ventilstange 45 verbunden. Durch Drehen derselben wird das Ventil. in eine Folge von verschiedenen Stellungen relativ zu den Paaren von Kanälen 4-1, 41 und 42, 42 gebracht, d. h. das Ventil 40 kann in der dargestellten Konstruktion absatzweise um Winkel von 45 ° verstellt werden, um zuerst benachbarte Kanäle 41 und 42 zu verbinden, dann jedes Paar der diametral gegenüberliegenden Kanäle abzudecken usw., wobei sich dieses Arbeitsspiel bei jedem Arbeitsgang der Schere wiederholt. Zur Bedienung des Hilfsventil 40 können geeignete Vorrichtungen verwendet werden. Diese bilden jedoch keinen Teil der Erfindung, •so daß sie nicht im einzelnen beschrieben zu werden brauchen. Es ist nur zu beachten, daß jede Arbeitsbewegung des Hilfsventils 40 zur Einleitung eines Schnittes der Schere entsprechend der Bewegung des Gutes 5 ausgeführt werden kann, und daß jede Rückbewegung des Hilfsventils 40 entsprechend der Schwingung des Scherengestells, wie es in Abb. 1 schematisch dargestellt ist, ausgeführt werden kann. Zu diesem Zwecke trägt die Stange 45 des Ventils 40 ein Sperrklinkenrad 46, welches mit einer Klinke 46' zusammenarbeitet. Diese ist drehbar (47) an einem gebogenen Hebel 48 befestigt, und letzterer ist auf dem Ende der Ventilstange 45 lose gelagert. Das freie Ende des Hebels 48 ist durch eine Lenkstange 49 mit dem Schwenkmechanismus 50 der Schere verbunden. Letzterer trägt einen Finger 51, der von einer Schwingwelle 52 herabhängt, die durch einen Arm 53 mit der Lenkstange 49 verbunden ist. Wird der Finger 51 durch das vordere Ende des Gutes 5 nach oben geschlagen, so wird diese Bewegung durch das Gestänge und den Sperrklinkenmechanismus übertragen und ruft infolgedessen eine 45⁰-Bewegung des Ventils 40 hervor, um es aus der Diagonalstellung der Abb. 6 (oder einer anderen Diagonalstellung) in eine vertikale oder gegebenenfalls horizontale Lage zu brin-^ gen und eine Verbindung zwischen benachbarten Kanälen 41 und 42 herzustellen, in deren Folge der Schnitt der Schere, wie noch beschrieben wird, eingeleitet wird.

Bewegt sich das Hilfsventil 40 um 45⁰ in die durch gebrochene Linien angedeutete Stellung der Abb. 6, so führen die beiden Kanäle 41, 41, die einen gemeinsamen Auslaßkanal 54 nach der Atmosphäre haben, durch ihre so hergestellte Verbindung mit den Kanälen 42, 42 eine plötzliche Entlastung des vollen in dem Raum 38 herrschenden Dampfdruckes herbei. Infolgedessen bewegt sich das Ventil 21 scharf nach links, wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, da die rechte Seite des Kolbens 35 eine größere Fläche hat als die linke Seite des Kolbens 33. Infolgedessen wird der Druck, der normal das Ventil nach rechts zu stoßen strebt, überwunden, und das Übergewicht des Druckes in der anderen Richtung ruft eine Bewegung nach links hervor. Bei dieser Linksverstellung des Ventils 21 gibt sein Kolben 33 den Auslaßkanal 31 frei und deckt den Einlaßkanal 29 ab, wie es aus Abb. 3 ersichtlich ist. Auf diesem Wege wird nicht nur der Frischdampfeintritt von dem Einlaß 26 *nach dem Innern des Zylinders 17 abgeschnitten, sondern es entsteht auch auf der linken Seite des Kolbens 16 ein unmittelbarer Druckabfall infolge der Verbindung, die durch den Kanal 31 mit dem Auspuffauslaß

27 hergestellt wird. Diese Linksbewegung des Ventils 21 bringt ferner den Ventilkolben 32 in eine Stellung, in der er den Auslaßkanal 30 abdeckt und den Einlaßkanal 28 an dem 5 oberen Ende des Zylinders öffnet, so daß der Dampf aus dem Einlaß 25 seinen vollen Druck gegen die rechte Seite des Kolbens ausübt und letzteren, wie es in Abb. 3 dargestellt ist, schnell für den Arbeitshub der Schere bewegt. Bei diesem Arbeitshub wird das Hilfsventil 40 infolge einer weiteren Bewegung um 45⁰ zurückgebracht, so daß es die Verbindung zwischen den Kanälen 41, 41 und 42, 42 absperrt. Dies kann durch die Bewegung des Scherengestells 3 selbst geschehen, die, wie oben beschrieben, bei dem Linkshub des Kolbens ιό gemäß Abb. 3 stattfindet. Der Mechanismus für diese Rückstellung des Hilfsventils 40 bildet keinen Teil der Erfindung. Dieser Mechanismus, wie er beispielsweise in Abb. 1 dargestellt ist, kann aus einem Klinkenrad 55 auf der Ventilstange 45 bestehen. Mit diesem arbeitet ein verschiebbares Glied 55' zusammen, das eine Lenkstangenverbindung 56 mit einem Winkelhebel 57 hat. Ein Lenker 58 kann einstellbar bei 59 mit dem Scherengestell 3 verbunden werden. Wenn letzteres seinen Arbeitshub ausführt, so erteilt die Bewegung des Rades 55 dem Hilfsventil eine 4S°-Bewegung und bringt letzteres in eine Lage, in der es die Kanalpaare 41,41 und 42, 42 voneinander abschließt. Diese Bewegung des Hilfsventils sperrt den Raum 38 von dem Auspuffkanal 54 ab. Sie ruft hierdurch einen Anstieg des Dampfdruckes in dem Raum 38 (infolge der Kanalöffnung 37) hervor, so daß das Hauptventil 21 aus der Lage nach Abb. 3 schnell in die nach Abb. 4 bewegt wird (Normallage). Bei dieser Bewegung des Hauptventils öffnet der Kolben 32 gemäß Abb. 4 den Auspuffkanal 30, um hierdurch das rechte Ende des Zylinders 17 mit dem Auspuffkanal 2,J zu verbinden. Gleichzeitig öffnet der Abschnitt 33 des Hauptventils den Einlaßkanal 29 und bewirkt hierdurch, daß der volle Dampfdruck von dem Einlaß 26 gegen die linke Seite des Kolbens 16 ausgeübt wird, um den Kolben in die Normalstellung der Abb. 2 schnell zurückzubewegen.

Auf diese Weise erfolgt der Rückwärtshub des Scherengestells 3 in gleicher Weise wie der Arbeitshub durch Öffnen eines Auslaßventils und durch Einlaß des vollen Dampfdruckes auf die andere Seite des Kolbens.

Mit anderen Worten, für jedes vollständige" Arbeitsspiel des Scherengestells (Arbeitshub und Rückhub) wird gleichzeitig ein Einlaß von Frischdampf nach einer Seite des Kolbens und ein Auslaß von Dampf von der anderen Seite herbeigeführt. Somit kann die Rückbewegung des Scherengestells genau so rasch wie der Arbeitshub ausgeführt werden^

Jeder der Auspuffkanäle 30 und 31 ist mit einem regelbaren Ventil 60 ausgerüstet. Dieses kann von Hand eingestellt werden, um diese Kanäle nach Bedarf mehr oder weniger zu verengen und die Auspuffgeschwindigkeit zu regeln.. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des Arbeits- oder Schneidhubes der Schere bestimmt bzw. vorher eingestellt werden. Das Ventil 60 im Kanal 31 wird in eine Lage gebracht, die der jeweiligen Geschwindigkeit des Arbeitsgutes 5 entspricht. In gleicher Weise kann das andere Auspuffventil 60 in dem Kanal 30 eingestellt werden, um jede gewünschte Geschwindigkeit für den Rückhub des Scherengestells zu erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antriebsmechanismus für eine fliegende Schere, deren sich nähernde Schneiden in Übereinstimmung mit dem laufenden Walzgut bei jedem Schneidvorgange wandern und deren Rückschwingen in die Ruhelage durch ein selbsttätig bei jedem Schneidvorgang gesteuertes Ventil erfolgt, um Dampf unter Druck durch einen Kanal gegen die Seite eines die Schere antreibenden Kolbens einzulassen, aus welcher der Dampf vorher bei der Erzeugung der Kolbenbewegung für den Schneidvorgang der Schere ausgeströmt war, dadurch gekennzeichnet, daß, anstatt den Dampfdruck wie bisher auf der anderen Seite des Kolbens (16) während des Rückschwingens aufrechtzuerhalten, der Dampfdruck auf dieser anderen Seite während des Rückschwingens aufgehoben wird, z. B. durch eine entsprechende Verstellung des Ventils (21), das einen Kanal (30) von dieser anderen Seite zum Auspuff öffnet, bis der Kolben (16) selbst diesen Kanal (30) bedeckt, wenn der Kolben (16) noch um einen gewissen Betrag von seiner Totpunktlage entfernt ist, so daß das Rückschwingen des Kolbens (16) beschleunigt erfolgt und das Ende des Kolbenhubes abgepuffert ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen