DE6608093U - Kreismesserschere zum laengsbesaeumen oder laengsteilen von blechen. - Google Patents

Description

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Kreismesserschere zum Längsbesäumen oder Längsteilen von Blechen

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Längsteilen beziehungsweise Längsbesäumen oder Quer teilen., insbesondere von Grobblechen mit Dicken von mehr als 20 mm unter Verwendung von rotierenden Scheibenscheren, sogenannten Kreismesserscheren. Dabei soll der Schnitt möglichst rechtwinklig zur Blechoberfläche erfolgen.

Beim herkömmlichen kontinuierlichen Schnitt mit Kreismesserscheren treten bei Blechstärken über 12 mm Fehler an den besäumten Blechkanten auf. Diese nehmen mit größerer Blechdicke zu, so daß man derzeit nur Bleche bis maximal 20 mm Stärke mit Kreismesserscheren schneidet. Bei dickeren Blechen setzt man zur Zeit Doppelbesäumoder Zweillingsscheren ein- die jedoch nicht kontinuierlich, sondern nur diskontinuierlich schneiden können. Das Blech muß sich beim Schnitt relativ zum Rollgang in Ruhe befinden.

Die besonderen Nachteile, die sich beim Längsbesäumen beziehungsweise Längsteilen dickerer Bleche mit Kreismessersaumscheren als Pehler ergeben- sind, daß durch Verformen (Abbiegen) der Blechkanten trotz richtig eingestellten Messerspaltes unsaubere Schnittkanten entstehen. Außerdem steht die Schnittkante infolge der Abbiegung und des notwendigen Messerspaltes nicht senkrecht zur BIeehoberflache. Die untere Schnittkante springt gegenüber der oberen demgemäß zurück.

Weiter wird die Blechkante zusammengedrückt, also gequetscht. Diese Fehler werden umso stärker, dfcsto größer die Blechdicke ist. Außer diesen sichtbaren Fehlern treten noch unerwünschte sekundäre, durch, den Schnitt bedingte Fehler auf, die wiederum ihrerseits zu weiteren sichtbaren Schnittfehlern führen können.

Die vorbesehriebene Abbiegung bewirkt infolge plastischer Verformung eine Kaltverfestigung der Bleohkantenzone. Die Tiefe der verfestigten Zone wird mit der Abbiegung größer. Weiter tritt bei alterungsanfälligen Blechen (zum Beispiel Blechen aus unberuhigten. Stählen) als Folge der plastischen Verformung eine Versprödung der JBleahkantenzonen durch Alterung auf. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn besonders dickere Bleche vor dem Sohneiden nicht auf Raumtemperatur gekommen sind, sondern bei höheren Temperaturen (ca. 100 bis 300 ⁰C). geschnitten werden.

Die plastische Verformung bedingt außerdem, daß sich nach dem Schnitt in der Blechkaatenzone ein Eigenspannungssystera ausbildet, das mehrachsig ist und an Stellen sehr hoher Mehrachsigkeit stark versprödend wirkt. Die Eigenspannungen sind umso größer und reichen umso weiter in das Blech hinein» je größer die Verformung durch Schnitt war.

Diese Fehler treten ebenfalls besonders beim Schneiden von Blechen über 12 na auf und nehmen mit größer werdenden Blechdicken zu. Bei Slvöuoieken über 16 as und besonders bei ThOBsasqu*Iitäten bilden sich bei Stoß oder Verformung (Stapeln« Richten« Bearbeitender .Sehuittkanten) infolge der Vsrsprsdung durch Alterung und Verforsungsbehinderung durch die mehrachsigen Eigenspannungen leicht Risse aus« die zu Ausschuß führen.

Die eingebrachten Eigenspanaungen und Verformungen bewirken außerdem eine stark vergrößerte sogenannte Seherbogenbildung beim Querteilen der Bleche. Durch das Querteilen der Bleche wird das Eigenspannungsgleichgewicht gestört. Ss wird dann durch elastische Verformung (Bogenbildung« Verwerfen), wiederhergestellt.

In Erkenntnis dieser vorbeschriebenen Fehlerursaehen liegt der Heuerune die Aufgabe zugrunde« die Schnittkantenqualität beim Sehneiden, mit Kreismesseraaumseheren zu verbessern und die Verwendbarkeit der Kreismessersaumseheren auch beim Teilen und Besäumen

für Bleohdieken über 20 mm bei besserer Schneidkantenqualität zu ermöglichen«

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, die im wesentlichen vertikale Messerfläche des Obermessers zur Blechmitte hin J und/eder die entsprechende Measerflache des Untermessers von der Bleohmitte weg geneigt auszubilden.

Infolge einer zusätzlichen Kraftkomponente wird beim Schneiden des Bleches ein Moment erzeugt, durch welches infolge der besonderen Stellung oder Ausbildung der Kreisraesserseheiben von Ober- und Untermesser ein« wesentlich geringere Abbiegung der Blechkanten und •ine geringere Tiefe der auf gehorteten Zone erreicht wird, Außerdem wird mit einer derartigen Einrichtung eine senkrecht zur Bleohober«- fläche verlaufende Schnittfläche erzeugt.

Dadurch kann der Anwendungsbereich der Kreismesserscheren, der sich bisher auf Blechdicken bis etwa 20 mm erstreckte, darüberhinaus mit vertretbarem Aufwand bis 30 mm oder gar 40 ram Bleohdicke erweitert g, werden, wüöei wer besondere Vorteil des kontinuierlichen Schnittes §■' hervorzuheben ist.

Jl Durch die geringere Abbiegung, senkrechte Schnittflächen und kleinere Verformungszonen wird erreicht, daß

a) dickere Bleche als bisher bei noch zulässigen Kantenverformungen geschnitten werden können und dünnere Bleche ebenfalls bessere Schnittergebnisse liefern als bisher,

bj das Entstehen τοη Xantenrissen weitgehend vermieden wird und " damit auch, dickere Bleche (d^20 mm), rißfrei geschnitten werden können,

c) die Scherbogenbildung beim Querteilen, die stark durch den beeinflußt wird, wesentlich zurückgeht.

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Die erfindungsgemäi ausgebildeten Kreisaessereoheren können sowohl zua Längsbesäumen und Längstellen als auch zum Querteilen verwendet werden.

Die Lage der Kreismesser eines Nesserpaares zueinander läßt nun verschiedene Ausfühpungsformen zu:

So kann mindestens ein Kreismesser eines Messerpaares so geneigt sein, dag dessen Seitenfläche unter einem Winkel von 2 bis 20° zur Normalen der Blechoberflache angeordnet ist. Das andere Kreismesser steht dann parallel zur Normalen der Blechoberfläche.

Dabei kann entweder die zur Blechmitte hin gerichtete Seitenfläche des Obermessers oder die von der Blechmitte weg gerichtete Seitenfläche des Untermessers um einen Winkel von 2 bis 20° zur Normalen der Blechoberfläche geneigt angeordnet sein.

Weiter können beide Kreismesser eines Nesserpaares so geneigt sein, daß deren der Schneidebene zugewandten Seitenflächen unter einem Winkel von 2° bis 20° vorzugsweise von 4° bis 9° zur Normalen der BIeehoberfläche stehen, wobei beide £r£is«S3S€r zueinander unter verschieden großen Winkeln innerhalb des Bereiches von 2° bis 2ö° angeordnet sind.

Auch kann mindestens eines der Kreismesser eines Messerpaares «it seiner Längsachse parallel zur* Normalen der BIechoberf lache angeordnet sein, wobei die zur Blechmitte gerichtete, die Schneidkante bildende Messerfläche unter einem Neigungswinkel von 2 bis 20° sich zum Außenumfang des Messers hin. verjüngend angeordnet ist· Dazu ist ein besonderer Messerschliff der Schneidflächen, erforderlich..

Das Untermesser kann ebenfalls 4ex Obenwscer entsprechend ausgebildet werden·

sine derartige Ausbildung mindestens eines SrelsMessers ist «e-▼orzugt xuB Längsteilen oder Querteilen von Blechen geeignet, da das Sindringen der Sehneidkanten in die Ober- und Unterfläche des Bleohes besonders schonend erfolgt.

Ebenfalls sind die Yorbesohriebenen Kreismesser für Kreismesserscheren zum Doppelbesäumen, das hellt zum gleichzeitigen Besäunen beider Blechseiten verwendbar, wobei di« Oberaesser beider Kreis-■essersaueacheren zur Blecheitte hin und die Unternesser von der Bleohmitte weg unter eine« Neigungswinkel von 2° bis 20° zur Hörsälen der Blechoberfläche geneigt angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Neuerung stellen die Zeichnungen dar. Ss zeigen χ

Figur 1 eine Schneidkante gleicher Bleohdioke bei herköamliohem Schnitt,

Figur 2 eine Sohneidkante gleicher Blechdioke bei schräger Messerstellung

Figur 3 die Messerstellung beim herkömmlichen Schnitt

Figur 4 die Messerstellung bei schräger Messerstellung bei Doppelbesäumecheren,

Figur 5 die sohematische Darstellung der Xantenaufhärtung beim Besäumschnitt,

Figur 6 Kraft- und Momentendarstellung beim herkömmlichen Schnitt,

Figur 7 Kraft- und Momentendarstellung beim Schnitt mit sohräger Messersteilung,

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die besondere

Messerausbildung durch einen besonderen Messerschliff und die

Figuren 9 und 10 weitere Abwandlungen der Messerstellungen eines Krei£imesserpaares ·

• ■ a

In Figur 1 *i«mI Atm Miattthpjan Mhler. die durch (Abbiegung) der BTeehkanten beim h*rköeelicb*n Krelsaesserschnitt uei richtig eingestellten lfesserspalten emtstefcen, abgebildet. Dabei stehen die Seitenfl£ehen S der Kreismesser parallel zur Normalen H, welche die Senkrechte auf der BlechoberflSehe bildet. Die Blechicante wird zu einer Breite too I₁ und einer Tief« von h.j plastisch abgebogen. Die Schnittkant· steht nicht senkrecht zur Blechoberflache. Ihre Ubtorkante springt gegenüber ihrer Oberkante um das MaA S₁ zurück. Der Tangens des Sohrägungiiwinkels betragt

^S1

(d - (h_t + B₁) + O₁)

Die Blechkante wird zusammengedrückt. Die Blechstärke an eier Blechkante beträgt nicht mehr d, sondern d. ■ d + u.. « h..* Diese Fehler nehmen mit größerer Bleohdlcke zu. Außerdem haben diese sichtbaren Fehler sekundäre Auswirkungen auf die Blechstruktur.

So bewirkt die Abbiegung Infolge plastischer Verformung eine Kaltverfestigung der Blechkantenzone. Die Tiefe der verfestigten Zone wird mit zunehmender Abbiegung größer. Darstellung des Härteverlaufes siehe Figur 5. Bei alterungsanfälligen Blechen tritt als Folge der plastischen Verformung eine Versprödung der Bleahkantenzonen duroh Alterung auf.

In Figur 2 ist ein Blech gleicher Dicke wie in Figur 1 dargestellt, bei dem der Schnitt mit der erfindungsgemäfien schrägen Hesserstellung ausgeführt worden ist. Dabei ist die Länge der Abbiegung l_g <^ I₁ und die Höhe der Abbiegung hg <; h^ * Die Abflachung a₂^a.p während die untere Diokenabweichung U₂^u₁ ist. Die Schnittkantenabweichung zwischen oberer und unterer Schnittkante, die in Figur 1 als S₁ noch sehr groS ist* ist in Figur 2 S₂Ai 0.

-T-

Aus dem Vergleich beider Schnittergebnisse bei gleich dicken Blechen lassen sich, was auch die Vielzahl von Sehneidversuehen bestätigte» bereits augenscheinlich die Vorteile des Schneid-Verfahrens mit geneigter Messerstellung erkennen.

Die Figur 3 zeigt die Stellung der Kreismesserpaare 1, 2 und 3, zu dem Schneidgut A in der herkömmlichen Art bei Kreismessersnumsoheren, das heißt« die Seitenflächen S der Kreismesser (auch Stirnflächen) stehen parallel zur Normalen N, das heißt, der Senkrechten zur Schneidgutoberfläche, die eine horizontale Ebene bildet.

Die Figur 4 zeigt die Stellung der Kreismesserpaare la, 2a und ^a, 4a zu dem Sohneidgut A in einer nach dem Verfahren vorgeschlagenen Lage. Dabei bilden dj.e Seitenflächen S mindestens eines Kreismessers der Kreismesserpaare 1a, Sa und/oder Ja, 4a mit der Normalen N zur Sohneidgutoberfläche einen Winkel ά* , der zwischen 2 ° und 20° betragen kann, doch vorzugweise zwischen 4° und 9° liegt.

Wie die Figur 9 mit den K?eisme«serpaaren 1c, 2c und die Figur mit den Kreismesserpaaren 1d, 2<l zeigt·, gehört es ebenfalls zur Erfindung, daÄ, wie dargestellte nur eines der Kreismesser eines Messerpaares unter dem Neigungswinkel «λ. zur Normalen N geneigt angeordnet ist, während das andere Kreismesser mit seinen Seitenflächen S parallel zur Normalen N steht. Die dargestellte Anordnung betrifft Kreismessersaumscheren als Längsbesäumscheren in gegenüberliegender Anordnung, - die Anordnung könnte ebenso eine Längsteilschere oder eine einseitige Längsbesäumschere Betreffen.

In Figur 5 ist ein Diagramm dargestellt, welokes die Kantenaufhärtung beim Besäumschnitt eine» Bleches von 25 mm Dicke aus Stahl St 42.11 in der Kurve a beim herkömmlichen Schnitt und in der Kurve b beim Schnitt mit schräger Messerstellung an Kreismesserscheren wiedergibt.

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Auf der Ordinate des Koordinatensystems ist die Yickershärte HV 5 kp/mm und auf der Abszisse der Abstand a von der Schnittkante in mm aufgetragen.

In der Kurve a beim herküössliohen Schnitt ist deutlich das langsamere Abfallen der Kantenaufhärtung von der Schnittkante gegenüber der Kurve b beim Schnitt mit schräger Messerstellung sichtbar. Die Kurve c stellt die Kantenaufhärtung beim Schnitt mit einer Bogeamesser-« beziehungsweise Tafelschere dar. de Abstände t_1# tg und t-, bis zum MeBpunkt von der Schnittkante« bei der keine Kantenauf härtung mehr gemessen wurde« verhalten sich etwa wie 6:5:2.

In den Figuren 6 und T sind die Kräfte und Momente« die zum Abbiegen der Kanten beitragen« im Augenblick des SinreiBens nach Eindringen der Messerkanten um das MnB e (Moment, in dem Py und Ps = maxPg ist) dargestellt*

Figur 6. Herkömmlicher Schnitt. Moment M₁ « Py (Sw₁ + a^) - Px (Ss₁ + e^) Figur 7. Schnitt bei schräger Massarstellung.

Moment M₀-P₁, (Sw₀ + a_o) - Pw (Ss₁ + e-) darin ist Sw » waagerechter MesserspaIt Ss * senkrechter Messerspalt e μ Eindringtiefe der Schneidkanten bis

Finreiöen des Bleches a - gedruckte Breite (Anlagebreite der Messer)

Normalkräfte auf a_£ beziehungsweise Og bei schräger Messerstellung

Es gilt bei Sw₁ » Sw^

, Pw>Px

- 9 -daatit ergibt sieh für die Momente:

Gegenüber dem herkömmlichen Schnitt wirkt beim Schnitt mit schräger Messerstellung ein Gegenmoment MO-M₁-Mg der Abbiegung der Bleehkante entgegen. Es lädt sich auch schreiben: Moment bei geradem Schnitt M^ » üj Moment bei schräger Messerstellung Mg =« M₁ - MQ.

Damit ist die erkannte, überraschende Wirkung des Schnittes bei geneigter Messerstellung an Kreismesserscheren auch von der theof] retischen Seite her zu erklären. Als Vorrichtung kossaen Kreis»

messerscheren mit schwenkbarer, beziehungsweise geneigter Messer-Ij halterung in Betracht. Wie in der Figur 8 dargestellt, kann der Π durch die Schrägstellung der Kreismesser erreichte Vorteil ebenso \\ durch eine besondere Ausbildung des Messerschliffs, das heißt, der [, Neigung der die Schneidkante bildenden Bsgrenzungsflächen gegenüber \\ der Seitenfläche S erreicht werden.

;; Die Kreismesser 1b, 2b eines Kreismesserpaares stehen zur Normalen ^; N, das heiSt, der Senkreehten auf der BIeahqberflache mit den Seitenflächen S parallel. Dafür ist jedoch die Messerfläche B₁, welche si* der «fesserfläshe S₂ die Schneidkante k bildet ustsrdem Neigungswinkel &- schräg angeschliffen, so das beim Einschneiden der Sehneidkante k in das Schneidgut A durch eine Keilwirkung eine ; - -dem Sehneidvorgang überlagerte Kraftkomponente sich bildet, die ein ~- ₂. -MoüKsnt erzeugt. Der NeigungswinkelcX- kann zwisehen 2 und 2o° be-

'■■ tragen, doch wird dieser vorzugsweise zwisehen 4° und 9° betragen. Derartige Messer lassen sich bevorzugt beim Längs- oder Querteilen von Blechen verwenden.

Claims (1)

1. - 2141 11.3.1971 Neue Schutzansprüche

   1. Kreismesserschere zum Längsbesäunjen oder Längsteilen von Blechen, insbesondere mit Dickenabmessungen von mehr als 20 mm, mittels Paaren von Kreismessern zur Erzielung einer rechtwinkling zur Schneidgutoberfläche verlaufenden Schneidkante, wobei die Schneidkante der Kreismesser von einer im wesentlichen horizontalen und eine im wesentlichen vertikalen Messerfläche gebildet wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen vertikale Messerfläche des Obermessers bezüglich der oberen Messerh&lfte von dem Scherenständer weg geneigt und/oder die entsprechende Messerfläche des Untermessers bezüglich der oberen Messerhälfte von dem Scherenständer weg geneigt ist.

   2. Kreismesserschere nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kreismesser eines Messerpaares derart geneigt ist, daß dessen Seitenfläche (S) unter einem Winkel von 2° bis 20° zur senkrechten Ebene angeordnet ist.

   3. Kreismesserschere nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß beide Kreismesser eines Messerpaares derart geneigt angeordnet sind, daß deren der Schneidebene zugewandte Seitenflächen (S) unter einem Winkel von 2° bis 20°, vorzugsweise 4° bis 9°, zu einer senkrechten Ebene stehen, wobei beide Kreismesser zueinander unter verschieden großen Winkeln innerhalb des Bereichs von 2° bis 20° geneigt angeordnet sind.

   4. Kreismesserschere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Scherenständer weg geneigt angeordnete Seitenfläche des Obermessers um einen Winkel von bis 20° zur senkrechten Ebene geneigt angeordnet ist.

   3· Kreismesserschere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß die der Sehneidebene angewandte Seiten= fläche des Untermessers um einen Winkel von 2° bis 20° zur Senkrechten geneigt angeordnet ist.

   6. Kreismesserschere nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Kreismesser eines Messerpaares mit seiner Seitenfläche parallel zur senkrechten Ebene angeordnet ist und die zur Schneidebene gerichtete, die Schneidkante bildende Messerfläche unter einem Neigungswinkel von 2° bis 20° sich zum AuSenumfang des Messers hin verjüngend angeordnet ist.

   7. Kreismesserschere nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum gleichzeitigen Besäumen beider Blechseiten mit Doppelbesäumscheren,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Obermesser beider Kreismesserscheren zur Schneidebene hin und die Untermesser von der Sehneidebene weg unter einem Neigungswinkel von 2° bis 20° zur senkrechten Ebene geneigt angeordnet sind.