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Aus dem Stand schneidende Schere für laufendes Walzgut Gegenstand
der Erfindung ist eine aus dem Stand schneidende Schere für laufendes Walzgut, die
von einem mit einer Schwungmasse versehenen, durchlaufenden Elektromotor über eine
elektromagnetisch gesteuerte Reibungskupplung angetrieben ist. Da bei derartigen
Scheren die Zeit zwischen zwei Schnitten das Maß bestimmt, auf welches das laufende
Gut abgehängt wird, ist also die MaßhaLtigkeit des abgehängten Gutes unter anderem
stark von der Einhaltung der Stillstand-, Anlauf-, Lauf- und Bremszeiten der Schere
sowie von den Wegen abhängig, welche die Scherenmesser währenddessen durchlaufen.
Ob die Zeiten und Wege mit der genügenden Genauigkeit eingehalten werden können,
hängt sehr von der Art der zwischen dem durchlaufenden Elektromotor und der Schere
verwandten Kupplung und deren Bemessung ab.
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In der Regel kommen zwischen dem durchlaufenden Elektromotor und der
Schere, wie bereits eingangs erwähnt, ,elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen
zur Anwendung, da sich diese durch von dem laufenden Walzgut beeinflußte Schalter
fast ohne Verzögerung schalten lassen.
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Sofern mit einer Schere der vorgenannten Bauart nur schnell laufendes
Walzgut geringen Querschnitts geschnitten werden soll, muß die Bemessung der Kupplung
unter Berücksichtigung der erforder-, lichen Anlaufbeschleunigung erfolgen. Um diese
erreichen zu können, sind außer den umlaufenden Teilen der Schere auch die nicht
durchlaufenden Teile der Kupplung mit möglichst niedrigem
Schwungmoment
auszuführen, da diese Teile der Kupplung zusammen mit den umlaufenden Teilen der
Schere zu beschleunigen sind. Dadurch ist jedoch auch das von der Kupplung übertragbare
Drehmoment begrenzt. Die kinetische Energie der umlaufenden Teile der Schere und
der mit diesen umlaufenden Teile der Kupplung, die entsprechend der Geschwindigkeit,
mit der das Walzgut die Schere durchläuft, schnell umlaufen, reicht stets aus, um
Walzgut geringen Querschnitts zu durchschneiden.
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Anders dagegen liegen die Verhältnisse, wenn mit einer Schere der
genannten Bauart Walzgut großen Querschnitts geschnitten werden soll, welches in
der Regel die Schere mit einer geringeren Geschwindigkeit als das Walzgut geringen
Querschnitts durchläuft. In diesem Falle reicht die kinetische Energie der umlaufenden
Teile der Schere und der mit diesen umlaufenden Teile der Kupplung nicht aus, um
die zudem größere Schneidarbeit zu leisten. Das zur Verrichtung der Schneidarbeit
erforderliche Drehmoment, welches das- zum Anfahren und Beschleunigen der Schere
erforderliche Drehmoment in einem solchen Falle erheblich übersteigt; muß über die
Kupplung der Schere zugeleitet werden.
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Wenn stets etwa gleich schnell laufendes Walzgut etwa -gleichen Querschnitts
zum Schnitt kommt, so bereitet die richtige Bemessung der Kupplung kaum Schwierigkeiten.
Mit wechselndem Walzprogramm muß jedoch von einer Schere sowohl schnell laufendes
Walzgut geringen Querschnitts wie auch langsam laufendes Walzgut großen Querschnitts
geschnitten werden. Besonders in diesem Falle ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten,
die auf die Bemessung der Kupplung zurückzuführen sind. Diese Schwierigkeiten lassen
sich nicht, wie verschiedentlich versucht wurde, durch eine einfache Vergrößerung
oder Verkleinerung der Kupplung beseitigen.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten durch Verwendung
einer in zwei Drehmomentstufen schaltbaren Kupplung behoben, wozu der Wicklung des
Elektromagneten eine Stufenschalteinrichtung oder eine weitere Wicklung zugeordnet
ist. Beim Anfahren wird durch Speisung der Wicklung mit einem Teilstrom bzw. Speisung
nur einer Wicklung die erste und beire Synchronlauf von Motor und Schere durch Speisung
der Wicklung mit dem vollen Strom bzw. Speisung beider Wicklungen die zweite Drehmomentstu.fe
der Kupplung geschaltet.
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Es ist zwar bekannt, mechanische Pressen (Kurbel- und Exzenterpressen)
zur Lösung eines anderen, der vorliegenden Erfindung nicht zugrunde liegenden Problems
über in zwei Drehmomentstufen schaltbare Kupplungen anzutreiben. Eine Anleitung
zur Gestaltung des Antriebs von Scheren, wie ihn die Erfindung vorsieht, ist damit
nicht gegeben. Die im Antrieb der bekanntgewordenen Pressen verwandten Kupplungen
sind zudem für die Verwendung im Antrieb einer Schere für laufendes Walzgut an sich
schon ungeeignet. An Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele zeigt,
sind weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.
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Abb. i zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung der Schere
und ihres Antriebs, teilweise im Schnitt; Abb. 2, 3 und 4 zeigen im Schnitt verschiedene
Ausführungsbeispiele der Kupplung.
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Mit i - sind die Messerwellen bezeichnet, auf denen in den Messerträgern
2 die Messer 3 angeordnet sind. Der Antrieb der Messerwellen i erfolgt über die
Schneckenräder 4, die mit der Schneckenwelle 5 im Eingriff stehen. Die Schnekkenwe@le
5 steht über die Kuppliuig6, die Zwischenwelle 7 und die noch zu erläuternde Schaltkupplung
mit dem Motor 8 in getrieblicher Verbindung. Die Zwischenwelle 7 trägt darüber hinaus
ein Schwungrad g.
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Die Wirkungsweise der Schere ist folgende: Zu jedem Schnitt, also
jedem Umlauf der Messerwelle i, wird die Schneckenwelle 5 mit dem Motor 8 gekuppelt.
Nach Beendigung des Schnittes wird die Schere wieder abgebremst und in die in Abb.
i dargestellte Ausgangslage gefahren. -Der Unterschied gegenüber den bekannten Anordnungen
liegt nun darin, daß zur Verbindung des Motors 8 mit der Schneckenwelle 5 der Schere
eine in zwei Drehmomentstufen schaltbare Kupplung zur Anwendung gelangt.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i wird eine Elektromagnetkupplung
verwandt, deren Wicklung zo mit verschieden starkem Strom gespeist wird, so -daß
bei teilweiser Erregung der Magneten io die drehfest jedoch längs verschieblich
auf der Schneckenwelle 5 angeordnete Kupplungsscheibe i i mit geringer Kraft gegen
die Reibflächen 12 der drehfest auf der Zwischenwelle 7 angeordneten Kupplungshälfte
13 gezogen wird. Es erfolgt nun das Anfahren der Schere unter Schlupf der Kupplung.
Bei Synchronlauf der Schneckenwelle 5 und der Zwischenwelle 7 werden die Magneten
io voll erregt, so daß nun die Kupplungsscheibe i i mit großer Kraft gegen die Reibfläche
i2 gezogen wird und die Kugplung damit zur schlupflosen übertragung des zum Schnitt
erforderlichen vollen Drehmoments bereit ist: Nach vollzogenem Schnitt wird dann
die Kupplungsscheibe- in bekannter Weise durch Erregung des Magneten 14 gegen die
Bremsscheibe 15 gezogen und die. Schere abgebremst. Eine aus einem Hilfsmotor 16,
einer Schnecke-17 -und einem ,Schneckenrad-i8 bestehende Verstellvorrichtu@ng stellt
in ebenfalls bekannter Weise die Messer 3 wieder auf ihre genaue Ausgangslage ein.
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Die Abbildung 2 zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform der Kupplung.
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Mit 2o ist die dem Motor, mit 21 die der Schere zugeordnete Welle
bezeichnet. Die Welle 21 ist drehbar in der von einer Verstelleinrichtung beeinflußten
Hohlwelle 22 gelagert, die ihrerseits drehbar in dem Gehäuse 23 der Schere gelagert
ist. Beim Anfahren der Schere werden zunächst die Magnetsysteme 24 erregt, unter
deren Wirkung die auf der Welle2i drehfest, jedoch längs verschieblich
angeordnete
Kupplungsscheibe 25 gegen die Reibbeläge 26 gezogen wird. Nachdem der Anlaufvorgang
der Schere unter Schlupf der Kupplung vollzogen ist und die Wellen 2o und 21 synchron
miteinander laufen, wird das Magnetsystem 27 erregt. Von dem Magnetsystem 27 wird
die Ankerscheibe 28 entgegen der Wirkung der Federn 29 angezogen. Die die Kupplungsscheibe
25 glockenartig umfassende Ankerscheibe 28 wirkt mittels ihrer Nasen 3o auf die
Kupplungsscheibe 25 ein und erhöht den Anpreßdruck der Kupplungsscheibe 25 gegen
die Reibbeläge 26. Die Schere kommt nun zum Schnitt. Nach erfolgtem Schnitt werden
die Magnetsysteme 24 und 27 abgeschaltet, also stromlos, und das Magnetsystem
31 zugeschaltet, also erregt. Dadurch wird die Kupplungsscheibe
15 gegen die Reibbeläge gezogen und die Schere abgebremst. Die Ankerscheibe
28 wird durch die Federn 29 gelüftet. Zur Kühlung der Kupplung wird durch die Hohlwelle
20 und den Stutzen 33 Luft in die Kupplung geblasen, welche an den Magnetsystemen
24 und 31 und an den Reibbelägen 26 und 32 vorbei ins Freie ausströmt. Das
Magnetsystem 27 ist mit Kühlwippen 34 versehen.
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Die weiteren Ausführungsbeispiele nach Abb. 3 und 4 entsprechen im
wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3 ist die durch das Magnetsystem
27 beeinflußte Ankerscheibe 35 ebenfalls glockenartig ausgebildet, so daß sie die
Kupplungsscheibe 36 umfaßt. Die Kupplungsscheibe 36 ist jedoch mit einer Verzahnung
37 versehen, die zusammen mit einer entsprechenden Gegenverzahnung 38 der Ankerscheibe
35 bei Erregung des Magnetsystems 27 als starre Kupplung wirkt.
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Um die Drehmasse auf ein Minimum zu beschränken, ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Abb. 4 die Kupplungsscheibe 39 nur so groß im Durchmesser gehalten, wie es
zur Unterbringung der erforderlichen Reibfläche nötig ist. Die durch das Magnetsystem
27 beeinflußte Ankerscheibe 40 greift deshalb nicht am Außendurchmesser der
Scheibe 39, sondern an der durch einen Halsansatz 41 verlängerten Nabe 42 .der Kupplungsscheibe
39 an. Auch in diesem Fall läßt sich bei Erregung des Magnetsystems 27 sowohl der
Anpreßdruck der Kupplungsscheibe 39 gegen die Reibflächen 43 erhöhen wie auch eine
starre Kupplung schalten.
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In jedem Fall ist es möglich, die Federn 29 durch einen weiteren Magneten
zu ersetzen.
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Für den Fall, daß schnell laufendes Walzgut geringen Querschnitts
geschnitten wird, kann auf die Zuschaltung der zweiten Drehmomentstufe durch Speisung
der Wicklung io mit dem vollen Strom bzw. Zuschaltung der Magnetsysteme 27 vollkOmmen
verzichtet werden. Da zum Anlauf der Schere stets nur die erste Drehmomentstufe
geschaltet wird, hat die Bemessung der Reibflächen an der nicht durchlaufenden Ankerscheibe
11, 25, 36 oder 42 der Kupplung nur unter Berücksichtigung des geringen Drehmoments
der ersten Drehmomentstufe zu erfolgen. Das Drehmoment der zweiten bei Synchronlauf
von Motor und Schere zugeschalteten Drehmomentstufe kann ohne weiteres von den gleichen
Reibflächen duirch ruhende Reibung übertragen werden. Uuzulässig hohe Erwärmungen
der Ankerscheibe und der Reibbeläge treten dabei ebensowenig wie harte Anfahrstöße
auf. Es ergibt sich hieraus der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung
der Kupplung, daß nämlich die Kupplung in bezug auf das Schwungmoment ihres nicht
durchlaufenden Teiles nicht größer als eine Kupplung zur tlertragung eines durch
die erste Drehmomentstufe gegebenen Drehmoments baut, während sie jedoch ein weitaus
größeres, durch die zweite Drehmomentsturfe gegebenes Drehmoment zeitweise übertragen
kann.