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Schere für Walzbänder Die 1,t-indung bezieht sich auf fliegende Scheren,
wie sie bei Walzwerken zum Unterteilen des waren oder kalt gewalzten Erzeugnisses
im Bewegungszustand in Stücke gleicher bestimmter Länge, insbesondere zum Unterteilen
von, Blechstreifen, Stangen o. dgl. zur Verwendung gelangen.
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Wä Brend der Weiterverarbeitung gewalzter lileclistreifen muß Sorge
dafür getragen werden, daß fehlerhafte oder unansehnliche Stücke des Blechstreifens
nicht in die Fertigerzeugnisse gelangen. Zu diesem Zweck muß man derartige fehlerliafte
Stellen aus dein Blechstreifen ausschneiden, bevor dieser unterteilt wird. Da die
ausgeschnittenen Stücke Abfall darstellen, ist es besonders bei teuren Werkstoffen
wichtig, daß beim Ausschneiden der fehlerhaften Stücke nur möglichst wenig von dem
einwandfreien Erzeugnis mitabfällt.
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Null läßt sich aller die erforderliche Genauigkeit beim Ausschneiden
der fehlerhaften Abschnitte nur erreichen, -,wenn das Schneiden des Blechstreifens
im Ruhezustand erfolgt. Man muß den Blechstreifen also jedesmal stillsetzen, wenn
eine fehlerhafte Stelle zu entfernen ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine fliegende
b'Ietallschere zu schaffen, niit deren Hilfe man ein Walzerzeugnis in Stücke bestimmter
Länge unterteilen kann, und die sich ohne weiteres in eine ruhende Schere umwandeln
läßt, so daß sich ein und dieselbe Maschine sowohl dazu verwenden läßt, laufendes
Walzgut zu unterteilen, als auch dazu, fehlerhafte Abschnitte aus ruhendem Walzgut
auszuschneiden. Die Umschaltung von der einen auf die andere Arbeitsweise soll dabei
möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen.
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Die fliegende :Metallschere nach der vorliegenden Ertindung ist eine
solche, bei der das obere und
untere Scherenblatt in einem pendelnden
Scherenrahmen geführt ist, der seine Pendelbewegung durch einen umlaufenden Nocken
erfährt. Der Rahmen kann auf einer motorisch angetriebenen Kurbelwelle pendelnd
gelagert sein, die den Nocken in Umlauf versetzt und ferner dem Zweck dienen kann,
ein das untere Scherenblatt tragendes Querhaupt in dem Scherenrahmen hin und her
anzutreiben.
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Erfindungsgemäß sind nun mit dem Scherenrahmen und der Nockenrolle
ein doppelt wirkender Druckluftzylinder und ein Kolben derart verbunden, daß bei
Beaufschlagung der einen Kolbenseite der Scherenrahmen in der Bewegungsrichtung
des Walzgutes durch eine entsprechende Zugkraft angetrieben wird, wodurch die Nockenrolle
an den Nocken beim Arbeits- und Rückhuf> des Scherenrahmens angedrückt wird, während
bei Beaufschlagung der anderen Kolbenseite mit dem Druckmittel der Scherenrahmen
in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird und dadurch der Bewegungsschluß zwischen
Nocken und Nockenrolle aufgehoben wird, und zwar sowohl für den -1#,rl>eitsliul)
als auch für den Rückhub des Scherenrahmens.
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Bei der ersten der beiden Betriebsweisen führt der Scherenrahmen unter
Steuerung durch den Nocken eine Pendelbewegung aus und eignet sich daher zum Zerschneiden
des laufenden Walzgutes, sofern nur dieGeschwindigkeit des Scherenrahmens gleichförmig
und derjenigen des Walzgutes möglichst angenähert ist. Bei der zweiten Betriebsweise
bleibt der Scherenrahmen stehen, so daß sich die Schere zum Zerschneiden von Walzgut
im Ruhezustand eignet.
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Um nun erfindungsgemäß die Schere aus einer fliegenden in eine ruhende
Schere umzuwandeln, braucht man daher lediglich den Einlaß des Druckmittels von
der einen Seite des Druckluftkolbens auf dessen andere umzuschalten. Das kann z.
13. mit Hilfe eines gewöhnlichen Zweiwegeventils üblicher Bauart oder auf jede beliebige
andere Weise geschehen, die bei der Bedienung der Schere die Möglichkeit der Steuerung
auf mechanischem oder elektrischem Wege schafft. Die Umschaltung der Schere von
der einen Arbeitsweise auf die andere läßt sich daher sofort und in einfachster
Weise während des Durchlaufs des Walzgutes durch die Schere bewirken, ohne daß durch
das erforderliche Herausschneiden fehlerhafter Stellen der Fluß des \4'alzgutes
durch die Schere hindurch oder durch weitere dieser nachgeschaltete Bearbeitungsstellen
merklich verlangsamt würde.
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Die Anordnung eines Druckluftzylinders und Kolbens, um die Nockenrolle
beim Arbeitshut> des Scherenrahmens kraftschlüssig in Berührung mit dem Nocken zu
halten, bietet den weiteren Vorteil, daß hierdurch eine Sicherung gegen eine etwaige
Beschädigung des Werkstoffs oder der Schere in den Fällen geschaffen wird, in denen
der Scherenrahmen infolge ungenauer Einstellung oder aus anderen Gründen sich schneller
zu bewegen sucht als das Walzgut. In solchen Fällen wird die Geschwindigkeit des
Scherenrahmens durch die in das Walzgut einschneidenden Scherblätter entgegen der
auf den Scherenrahmen vom Druckluftkolben ausgeübten Zugkraft verlangsamt.
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Sollte der Scherenrahmen durch das Walzgut in seiner Bewegung verlangsamt
«erden, so hebt sich dadurch der Nocken bei seinem Umlauf von der Nockenrolle ab,
so daß die Weiterbewegung des Scherenrahmens ausschließlich durch dieGeschwindigkeit
des Walzgutes bestimmt wird, ohne daß der Nocken dabei störend wirkt. Dadurch wird
die Gefahr vermieden, daß im «'altgut durch eine Übermäßige Wandergeschwindigkeit
des Scherenrahmens über die des Walzgutes hinaus zusätzliche Spannungen erzeugt
würden, welche möglicher-,veise zu Beschädigungen des Walzgutes oder der Schere
führen könnten. Sobald die Scherenblätter (las Walzgut zerschnitten haben, schnappt
die Nockenrolle bis zur Anlage an den Nocken unter der Kraft des Druckluftkolbens
zurück.
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Die gleichförmige Geschwindigkeit des Scherenrahmens während des größten
Teils seines Arbeitshubes läßt sich durch entsprechende Profilierung' des Nockens
erreichen. Eine weitgehende Annäherung der Geschwindigkeit des Schereilrallmens
an diejenige des Walzgutes läßt sich durch Regeln der Kurbelwellengeschwindigkeit
in Zusammenhang mit der Einstellung des Gestänges erzielen, das die l'ewegung der
Nockenrolle auf den Scherenrahmen überträgt.
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In die Schere nach der Erfindung lassen sich Einrichtungen für den
Zweck einbauen, (las Walzgut in Längen zu schneiden, die Tiber die bei ununterbrochenem
Betrieb der Schere erhältlichen Längen hinausgehen. Mit Hilfe dieser Einrichtungen
wird der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnitten entsprechend der
Zeit eingestellt, die die gewünschte Walzgutlänge für ihren Durchlauf durch die
Schere benötigt.
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Nunmehr sei die Erfindung mit Ikzug auf die Zeichnungen erläutert,
die an Hand eines Ausführungsbeispiels eine fliegende Metallschere nach der Erfindung
veranschaulichen.
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In diesen zeigt Fig. i eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Vorderansicht,
während Fig.3 eine andere Seitenansicht, teilweise im Schnitt, nach der Linie 3-3
der Fig. I und Fig. ,I einen Grundriß darstellt.
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Die in den Zeichnungen wiedergegebene Schere wird durch eine in den
Lagern i i ruhende Kurbelwelle 12 angetrieben, die über eine elektromagnetische
Kupplung 15 und ein Getriebe mit einem Elektromotor 13 gekuppelt ist. Das Getriebe
besteht aus einem Ritzet 16, einem Stirnrad 17, einem Ritze118 und einem Stirnrad
ig.
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Auf der Kurbelwelle 12 ist pendelnd ein Scherenrahmen 20 gelagert,
der aus den seitlichen Trägern 21 und einem diese verbindenden Querhaupt 22 besteht,
welches das obere Scherenblatt 23 trägt. Das untere Scherenblatt 24 sitzt an einer
Platte 25, die im Scherenrahmen gleitend geführt ist und ihren .Antrieb durch zwei
Pleuelstangen 26 erfährt, die durch die Kurbelzapfen 27 der Welle 12 angetrieben
werden
und daher die Platte 25 im Schercnrahinen 20 hin und her bewegen.
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Auf der Kurbelwelle 12 ist nun ein Nocken 30 befestigt, der mittels
eines Gestänges dem Scherenraliniet12o eine PendelbeNvegung erteilt. An die Nockenscheibe
30 legt sich eine Nockenrolle 31 an, die am Ende eines Armes 32 einer Sch-,vingwelle
33 gelagert ist. Ani anderen Ende dieser Schwingwelle 33 ist ein zweiter Arm 34
befestigt, der durch eine Kuppelstange 35 mit dem Arm 36 einer zweiten Schwingwelle
37 in Verbindung steht. Die Schw itigbewegung der Schwingwelle 37 wird auf den Scherenralinien
2o durch zwei Pendelarme 38 übertragen, die auf den Enden der Welle 37 befestigt
sind und mit dem Scherenrahmen 2o durch zwei auf Zapfen 4o gelagerte Kuppelstangen
39 in Verbindung stehen.
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Uni den Pendelwinkel des Scherenrahmens 20 bei dessen Schwingung um
die Kurbelwelle 12 verätldern zu können, ist die wirksame Länge der Pendelarme 38
verstellbar. Deshalb sind die Kuppelstangen 39 nicht unmittelbar an den Pendelarmen
38 gelagert, sondern vielmehr an Muttern 41, die auf Schraubspindeln 42 auf und
ab verschraubt werden köniieii, welche sich in den Pendelarmen 38 erstrecken. I)ie
Drehung der Schraubspindeln 42 und die entsprechende Verschiebung der Muttern .4
1 erfolgt durch Schneckenräder 43, eine diesen genieitisiinie SClitiecken N\-elle
44, eine Gelenkwelle 45, eine waagerechte Spindel 46, Kegelräder 47, eine Steigwelle
48 und ein in bequemer Höhe angeordnetes Handrad 49, durch dessen Drehen man die
wirksame Länge der Pendelarme 38 verstellen kann. Die Änderung des Pendelwinkels
des Scherenrahmens 20 bewirkt eine entsprechende Änderung der Wandergeschwindigkeit
des Scherenrahmens. Man kann daher für eine gegebene Gescli,##indigkeit der Kurbelwelle
12 die Wandergeschwindigkeit des Scherenrahmens 20 verändern. Umgekehrt ist es auch
möglich, die Wandergeschwindigkeit des Scherenrahmens 2o ohne lZücksicht auf dessen
Pendelwinkel konstant zu halten, indem inan gleichzeitig bei der Verstellung der
I'endelarine 38 die Geschwindigkeit des l?lekti-omotors 13 entsprechend regelt.
Die Regelung dieser Motorgeschwindigkeit läßt sich durch einen Regler 14 bewirken,
dessen Steuerglied unmittelhar von der Spindel 46 angetrieben werden kann, die auch
die Schraubspindeln 42 in der erläuterten Weise antreibt. Infolgedessen wird bei
Verstellung der I'endelarine 38 die gleichzeitige richtige Regelung der Motorgeschwindigkeit
gewährleistet.
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In der senkrechten Mittelebene der Schere seitlich von der Kurbelwelle
12 ist ein Druckluftzylinder 5o in it einem Kolben 51 angeordnet, dessen Kolbenstange
52 durch eine Pleuelstange 53 mit einem Zapfen 54 des Scherenrahmens 20 verbunden
ist. Der Zapfen 54 liegt gleichachsig mit den Zapfen 4o der Kuppelstangeii 39. Um
den Kolben 51 nach Wunsch von der einen oder der anderen Seite her mit dein Druckmittel
zu beaufschlagen und jeweils die andere Seite auf Abfluß zu schalten, sind entsprechende
1,-in- und Auslässe vorgesehen, die in den Zeichnungen nicht näher veranschaulicht
sind und von einem Ventil gesteuert werden, z. B. einem nicht gezeigten Zweiwegehahn,
den der Bedienungsmann der Schere umschalten kann.
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Der Kolben 51 'ist gegenüber dem Scherenrahmen 2o derart angeordnet,
daß bei Beaufschlagung des Kolbens auf der dem Scherenrahmen 2o zugewandten Seite
ein Zug auf den Scherenrahmen ausgeübt wird, demzufolge sich die Nockenrolle 31
an den Nocken 3o anzulegen sucht. Wird hingegen der Kolben auf der entgegengesetzten
Seite vom Druckmittel beaufschlagt, so wird auf den Rahmen ein Druck ausgeübt, der
die Nockenrolle 31 vom Nocken 3o abzuheben sucht. Die Pendelbewegung des Scherenrahmens
20 wird durch zwei Anschläge 55 und 56 begrenzt.
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Das Walzgut wird der Schere durch eine Gruppe von Förderrollen'57
zugeführt, die von dein Elektromotor 13 aus über ein nicht dargestelltes stetig
regelbares Getriebe angetrieben werden können. Am Austragsende der Schere ist ein
Rollentisch 58 vorgesehen, der die abgeschnittenen Enden abbefördert.
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Zunächst sei nun der Dauerbetrieb der Schere erläutert. Wenn das Walzgut,
z. B. ein warm oder kalt gewalzter Blechstreifen oder eine Stange, im Bewegungszustand
zu zerschneiden ist, so wird zunächst die Wandergeschwindigkeit der Scherenblätter
23 und 24 mit Hilfe der beschriebenen Verstellmittel so eingestellt, daß sie derjenigen
des Walzgutes möglichst genau entspricht. Das Walzgut wird nun jedesmal zerschnitten,
wenn die Scherenblätter 23 und 24 bei der Pendelbewegung des Scherenrahmens durch
die Vorschubebene des Walzgutes hindurchgehen. Sowohl der Arbeits- als auch der
Rückhub des Scherenrahmens erfolgt unter Steuerung durch den Nocken 30, und zwar
wird beim Arbeitshub die Nockenrolle durch den Kolben 51 an den Nocken angedrückt,
während beim Rückhub der Nocken 30 seinerseits gegen die Nockenrolle 31 drückt.
Der Nocken 30 ist so gestaltet, daß der Scherenrahmen 2o den größten Teil
seines Hubes mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit durchläuft.
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Bei der erläuterten Schere entspricht die Länge der abgeschnittenen
Stucke der Laufgeschwindigkeit des Walzgutes, ausgedrückt in Längeneinheiten pro
Minute dividiert durch die Zahl der Schnitte je Minute, wobei bei jedem Umlauf der
Kurbelwelle ein Schnitt ausgeführt wird. Um das Walzgut in bestimmte Längen zu zerschneiden,
muß man daher den Elektromotor 13 auf eine Geschwindigkeit einstellen, welche die
erforderliche Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen und damit die für die gewünschte
bJateriallänge erforderliche Anzahl von Schnitten ergibt. Gleichzeitig muß man die
wirksame Länge der Pendelarme 38 derart einstellen, daß die Wandergeschwindigkeit
der Scherenblätter 23 und 24 möglichst genau derjenigen des Walzgutes entspricht.
Beim Arbeitshub wird die Gleichförmigkeit der Geschwindigkeit durch den Nocken
30 gewährleistet.
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Solange nun die Geschwindigkeit der Scheren-
Blätter
23 und 24 derjenigen des Malzgutes entspricht, kann irgendeine schädliche Spannung
zwischen dem Walzgut und der Schere nicht entstehen. Sollte jedoch der Scherenrahmen
2o mit einer größeren Geschwindigkeit als das Walzgut zti wandern suchen, etwa wegen
ungenauer Regelung (los Elektromotors öder aus anderen Gründen, so wird der Rahmen
2o durch die Scherenblätter 23 und 24, die in das Walzgut einschneiden, entgegcn
der Kraft des Kolbens 51 gehemmt. Infolge der sich daraus ergebenden Verzögerung
in der PendelbeNvegung des Scherenrahmens 20 hebt sich die Umfangsfläche des Nockens
30 von der Nockenrolle 31 ab, da dieser nicht schnell genug folgen kann,
weil seine Geschwindigkeit mittels des Gestänges 32 bis 39 durch den Scherenrahmen
2o bestimmt wird. Die Nockenrolle 31 kommt daher beim Arbeitshub der Schere außer
Berührung mit dem Nocken 30, solange der Antrieb des Scherenrahmens diesen schneller
anzutreiben sucht, als es der Wandergeschwindigkeit des Walzgutes entspricht. Der
Scherenrahmen bewegt sich hierbei ausschließlich unter der Wirkung des Kolbens 51,
ohne dabei irgendwie durch den Nocken 3o behindert zu werden, und zwar mit einer
vom Walzgut bestimmten Geschwindigkeit, so daß keine schädliche Spannung im Walzgut
entstehen kann.
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Diese #,\'irkungsweise der Schere ist besonders bedeutsam, denn sie
gewährleistet selbsttätigen Schutz gegen jede Beschädigung der Schere oder des zu
zerschneidenden Walzgutes. Die Schere eignet sich daher besonders für dünne Bleche
oder anderes empfindliches Walzgut. Sollte andererseits das Walzgut schneller als
der Scherenrahmen 2o zu wandern suchen, so kann sich das Blechbaud ohne weiteres
bei Anlage an den Scherenblättern 23 und 24 Wölben, ohne dabei beschädigt zu werden.
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Für den Fall, daß man das Walzgut in Stücke schneiden will, die länger
sind als sie sich bei ununterbrochenem Antrieb der Schere erreichen lassen, sind
Anordnungen getroffen, um die Schere in "Leitabständen anzutreiben, die der Zeit
entsprechen, die die gewünschte Walzgutlänge für ihren Durchlauf durch die Schere
benötigt. Diese Einrichtungen können vorzugsweise aus einem Steuerglied für die
elektromagnetische Kupplung 1 5 bestehen, durch welches diese in zeitlichen =Urständen
jeweils nach einer entsprechenden Anzahl von Umläufen der Förderrollen 57
betätigt wird. Die Einstellung der Wandergeschwindigkeit <los Scherenrahmens
20 entsprechend derjenigen des Walzgutes erfolgt für den absatzweisen Betrieb in
der gleichen Weise, Wie dies für den Dauerbetrieb erläutert wurde.
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Es ist ein wesentliches Merkmal der Schere nach der vorliegenden Erfindung,
daß sie sich durch die Anordnung des Druckluftkolbens 51 ohne weiteres in eine Schere
zum Schneiden ruhenden Walzgutes umwandeln läßt. Hierzu braucht man lediglich das
Druckmittel derart umzusteuern, daß die vorn Scherenrahmen abgewandte Kolbenseite
beaufschlagt Wird. Das hat dann zur Folge, daß eine Druckkraft auf den Seherenralinien
2o ausgeübt und dieser dadurch in eine leicht geneigte Lage gekippt wird, in der
der Arin 32 am unteren Anschlag 56 anliegt. Bei dieser Kippbewegung hebt sich die
Nockenrolle 31 vom Nocken 30 ab und damit hören der Arbeitshub und der lZücklitili
auf. Der Umlauf der Kurbelwelle 12 bewirkt dann nur noch die H'intindherbewegung
der Platte 25 finit dein unteren Scherenblatt 24, ohne daß sich dabei der Scherenrahmen
20 mit dein oberen Scherenblatt 23 bewegt. Die Schere arbeitet also als eine gewöhnliche
von unten schneidende Schere zum Zerteilen des Walzgutes im Ruhezustand. Diese Arbeitsweise
ermöglicht es, fehlerhafte Stellen des Walzgutes herauszuschneiden, sobald man diese
erkennt. Hierzu braucht man nur den Vorschub des Walzgutes durch Anhalten der Förderwalzen
57 oder der entsprechenden anderen Fördermittel zu beendigen und durch Umsteuerung
des Druckmittels und Beaufschlagung der anderen Seite des Kolbens 51 dessen Wirkung
umzukehren. Dadurch wird die Schere von einer fliegenden in eine ruhende umgewandelt
und in Betriebsbereitschaft dazu gebracht, das Walzgut ini Ruhezustand zu bearbeiten.
Nun kann man fehlerhafte Stellen des Walzgutes mit Genauigkeit abschneiden. Ist
das geschehen, so wird das Druckmittel wieder umgesteuert und dadurch die Schere
wieder in eine fliegende Schere umgewandelt und alsdann der Vorschub des Walzgutes
wieder in Gang gebracht.
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Die Erfindung läßt sich in der verschiedensten Weise ausführen und
ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.