DE2165627C2

DE2165627C2 - Fliegende Schere zum Unterteilen von bahn- oder plattenförmigen Gut

Info

Publication number: DE2165627C2
Application number: DE2165627A
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Kobe Hyogo Ito
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1984-06-14
Also published as: US3811354A; FR2120160B1; FR2120160A1; DE2165627A1

Description

worin
²⁰

ei = die Exzentrizität des inneren Exzenternockens (58) in nun,

β2 = die Exzentrizität des äußeren Exzenternockens (59) in mm, und

k = der Abstand zwischen der Achse des den äußeren Exzenternocken tragenden Kurbelzapfens (61)

und der Drehachse des äußeren Exzenternockens (59)

sind.

Die Erfindung betrifft eine fliegende Schere zum Unterteilen von bahn- oder plattenförmigen! Gut mit einem Ständer mit Durchtrittsöffnungen für das zu unterteilende Gut und im Ständer beweglichem Innengehäuse als eigentliches Scherengestell, in Jem der Obermesserhalter senkrecht zum Untermesserhalter geführt ist, mit einer waagerecht geführten Beweglichkeit des Innengehäuses in Richtung und — abschnittsweise — mit der Geschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes, wozu ein zweiter in feststehenden Maschinenteilen hinter der Schere gelagerter Exzenterantrieb dient, der mit dem Innengehäuse gelenkig verbunden ist.

Eine fliegende Schere dieser Art ist bekannt (US-PS 21 92 707). Mit der bekannten fliegenden Schere soll im wesentlichen dünnes Gut wie Papierbahnen, Metallblech usw. unterteilt werden, wobei Synchronisation zwisehen der Vorbewegungsgeschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes und der eigentlichen Schere geschaffen ist. Da das zu unterteilende Gut vergleichsweise dünn und demgemäß der Unterteilungs- oder Schneidvorgang sehr kurz ist, ist auch die Zeit sehr kurz, während welcher die genannte Synchronisation vorhanden sein muß. Wenn jedoch das zu unterteilende Gut vergleichsweise dickes Bahn- oder Plattenmaterial ist, welches beispielsweise am Ende einer Walzenstraße in unterschiedliche Längen unterteilt werden soll, dauert der Schncidvorgang wegen der großen Dicke des Gutes notwendigerweise beträchtlich länger. Dies bedeutet, daß auch die Zeit, während welcher Synchronisation zwischen der Vorbewegungsgeschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes und der Bewegungsgeschwindigkeit der eigentlichen Schere vorhanden sein muß, länger ist. Falls diese Synchronisation nicht während der gesamten Zeitdauer der Ausführung des Schneidvorganges vorhanden ist, besteht die große Gefahr, daß die eigentliche Schere beschädigt wird. Bei der fliegenden Schere gemäß der genannten US-PS 21 92 707 wird die eigentliche Schere bzw. das eigentliche Scherengestell oder, genauer gesagt, das das Scherengestell tragende Innengehäuse von einem Motor aus über eine einzige exzentrische Nockenwelle oder eine einzige Kurbelwelle angetrieben. Der Geschwindigkeitsverlauf, der beim Antrieb von dem Motor mit konstanter Drehzahl erhalten wird, ist im wesentlichen eine Sinuskurve, so daß die Zeitperiode der Synchronisation relativ kurz ist und auch die Genauigkeit der Synchronisation gering ist. Demgemäß kann die bekannte fliegende Schere für das Unterteilen breiter und dicken Platten, Bahnen od. dgl. nicht verwendet werden, wo eine vergleichsweise lange Synchronisationsperiode proportional zur Breite und Dicke des zu unterteilenden Gutes erforderlich ist, wobei die Synchronisation auch sehr genau sein muß, weil sonst die bereits erwähnten Beschädigungen der Schere auftreten, in welchem Fall die Messer oder die Messerhalter beschädigt oder sogar zerstört werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine fliegende Schere derart auszuführen, daß eine für das Unterteilen von dickem Gut erforderliche gute Synchronisation zwischen der Vorbewegungsgeschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes und der Bewegungsgeschwindigkeit der eigentlichen Schere erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer fliegenden Schere der einleitend genannten Art, gemäß der Erfindung dadurch, daß der

zweite Exzenterantrieb einen inneren Exzenternocken, der auf einer sich in einer Richtung drehenden Antriebswelle befestigt ist, und einen äußeren Exzenternocken aufweist, der mit dem Außenumfang des inneren Exzenternockens in Gleiteingriff steht und sich zu jedem Zeitpunkt mit der gleichen Geschwindigkeit wie der innere Exzenternocken, jedoch in entgegengesetzter Richtung dreht und dessen Außenumfang über einen Verbindungsteil mit dem Innengehäuse gelenk:? verbunden ist, und daß die Exzenternocken gemäß folgender Gleichung angeordnet sind:

b «2-D

e; = die Exzentrizität des inneren Exzenternockens in mm,

β2 = die Exzentrizität des äußeren Ex^nternockens in mm,

k = der Abstand zwischen der Achse des den äußeren Exzenternocken tragenden Kurbelzapfens und der Drehachse des äußeren Exzenternockens

Durch die Erfindung wird konstante Geschwindigkeit, wie sie für die genannte Synchronisation erforderlich ist, über einen vergleichsweise großen Drehwinkel der Antriebswelle der Exzenter mit nur sehr geringer Geschwindigkeitsabweichung gegenüber der theoretischen konstanten Geschwindigkeit erhalten. Eine Ausführung gemäß der Erfindung ist auch baulich einfach, weil kreisförmige exzentrische Nocken sowie kreisförmige Zahnräder für den Antrieb der Exzenter verwendet werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht im Teilschnitt einer fliegenden Schere gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dargestellten Schere,

Fig.3 einen Querschnitt im Seitenriß durch den Verschiebeantrieb für das Innengehäuse der Schere in der Stellung des Endhubes der inneren und äußeren Exzenter.

F i g. 4 einen Querschnitt in Draufsicht des in F i g. 3 dargestellten Verschiebeantriebes,

F i g. 5 eine schematische Darstellung der Anordnung und der Bewegung des Verschiebeantriebes gemäß der Erfindung,

F i g. 6 eine Darstellung der Beziehung des Drehwinkels Φ der inneren und äußeren Exzenter des Verschiebeantriebes für das Innengehäuse und der Bewegung ft) des Innengehäuses,

F i g. 7 eine Darstellung der Beziehung des Drehwinkels Φ der inneren und äußeren Exzenter des Verschiebeantriebes für das Innengehäuse und der Bewegungskennziffer (άχΙάΦ) des Innengehäuses.

Die Erfindung wird im Nachstehenden nun näher erläutert. Es wird zu diesem Zweck auf die wesentlichen Teile Bezug genommen. Die wesentlichen Teile sind das ortsfeste Außengehäuse 10, der Antrieb 20 für den Obermesserhalter, das verschiebbare Innengehäuse 30 mit der eigentlichen Schere, die Verschiebesupporte 40 und der Verschiebeantrieb 50 für das Innengehäuse 30.

Das ortfeste Außengehäuse 10 umfaßt zwei Rahmen 12 und 12', die auf Grundplatte 11 befestigt und durch obere Querbalken 13 und 13' sowie durch untere Querbalken 14 miteinander verbunden sind.

Im Nachstehenden wird der Antrieb 20 für den Obermesserhalter erläutert. Ein Antriebsmotor 22 und 22' für den Obermesseihalter und ein Getriebe 23 und 23' sind auf Grundplatten 21 und21' befestigt, die an den beiden Rahmen 12 und 12' vorgesehen sind. Der Motor 22 bzw. 22' treibt eine Welle 24 mit Exzenternocken an, die an den oberen Querbalken 13 und 13' drehbar gelagert ist. Die Welle 24 wird vom Motor mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche den gewünschten Schneidlängen entspricht, um den von Schubstangen 25 und 25' getragenen Obermesserhalter 26 eine auf- und abwärtsgehende Bewegung zu erteilen. Der Obermesserhalter 26 trägt auf seiner Unterseite ein oberes Scherenblatt 27.

Im Nachstehenden wird das Innengehäuse 30 mit der Schere beschrieben. Die oberen Abschnitte der linken und rechten Rahmen 31 und 31' sind durch vordere und hintere Querbalken 32 und 33 für Führungszwecke verbunden, um den Obermesserhalter 26 abzustützen, während die unteren Abschnitte der Rahmen 31 und 31' durch den Untermesserhalter 34 verbunden sind, um das Innengehäuse 30 mit der Schere zu bilden.

Der Untermesserhalter 34 trägt das untere Scherenblalt 35, das dem oberen Scherenblatt 27 gegenüberliegt. Das Innengehäuse 30 befindet sich im Außengehäuse 10 und wird von den Verschiebesupporten 40 getragen. Dem Innengehäuse 30 wird eine hin- und hergehende Bewegung, eine sogenannte fliegende Bewegung erteilt, die parallel zu dem zu schneidenden Material verläuft, wobei die Zeit und der Ablauf der Bewegung den gewünschten Unterteilungslängen oder Schneidlängen entsprechen. Das Innengehäuse 30 wird durch einen Verschiebeantrieb angetrieben, wie später näher beschrieben wird.

Im Nachstehenden werden die Verschiebesupporte 40 näher erläutert. Vier Paar von Verschiebesupporten 40 b5 tragen zwei Rahmen 31 und 3Γ und den Untermesserhalter 34 des Innengehäuses 30 mit Hilfe von Zapfen 41. Jeder Zapfen 41 ist am oberen Abschnitt eines T-förmigen Gliedes 42 gelagert. Der untere Abschnitt des T-förmigen Gliedes 42 ist nut Kurbelzapfen 44 und 44' von zwei Paar von Kurbeln 43 und 43' an den

und hinteren Abschnitten versehen.

Die Kurbelwellen 45 und 45' der Kurbeln 43 und 43' sind durch die unteren Querbalken 14 gelagert. Die Anordnung, die aus dem T-förmigen Glied 42 und den zwei Paar von Kurbeln 43 und 43' besteht, wird im allgemeinen Robert-Mechanismus genannt.
Wird davon ausgegangen, daß

A/D = 0,584; B/D = 0,593; L/D = 1,112,

dann bewegt sich die Achse des Zapfens 41 annähernd linear.
ίο In den obigen Beziehungen bedeuten

A = Achsabstand zwischen dem Kurbelzapfen 44 und der Kurbelwelle 45.

= Achsabstand zwischen dem Kurbelzapfen 44' und der Kurbelwelle 45',
B = Achsabstand zwischen zwei Kurbelzapfen 44 und 44' bei dem T-förmigen Glied 42,

L — Höhe des T-förmigen Gliedes 42 (vertikaler Abstand von der Achse des Zapfens 41 zum Verbindungsglied der Kurbelzapfen 44 und 44'), und
D = Achsabsland zwischen zwei Kurbelwellen 45 und 45' beim unteren Querbalken 14.

Wenn man davon ausgeht, daß

A = 788 mm, B = 800 mm, L = 1500 mm und D= 1349 mm,

kann die tatsächliche Abweichung im Bereich von annähernd 1240 mm dos hin- und herflicgendeii Hubes vernachlässigt werden, so daß man eine lineare Bewegung erhält.

Im Nachstehenden wird der Verschiebeantrieb für das Innengehäuse 30 mil der Schere bzw. dem eigentlichen Scherengestel! anhand der F i g. 1,3 und 4 beschrieben. Diese Bewegung wird durch die Verbindungsstangen 52 und 52' übertragen, um eine Verbindung zwischen den Gelenkverbindungen 51 und 51' und den Gelenkverbindungen 53 und 53' der Enden der Pendelhebel 54 und 54' herzustellen. Die Pendelhebel 54 und 54' sind an den Gelenkverbindungen 56 und 56' gelagert und werden mit Hilfe von Pleuelstangen 57 und 57' ausgeschwenkt, um eine Verbindung zwischen den Gelenkverbindungen 55 und 55' und den Paaren der Exzenter 58—59 und 58'—59' herzustellen. Die Bezugszeichen 58 und 58' beziehen sich auf die inneren Exzenter, und die Bezugszeichen 59 und 59' beziehen sich auf die äußeren Exzenter. Die inneren Exzenter 58 und 58' sind auf den Wellen 60 und 60' befestigt und werden nach einer Richtung gedreht. Die äußeren Exzenter 59 und 59' werden in entgegengesetzter Richtung zu den inneren Exzentern 58 und 58' um den Außenumfang der inneren Exzenter 58 und 58' gedreht, wobei sie die gleiche Drehgeschwindigkeit haben.

Die Kurbelzapfen 61 und 61' zur Aufnahme der Gleitsteine 62 und 62' sind an den äußeren Exzentern 59 und 59' befestigt, die um den Außenumfang der inneren Exzenter 58 und 58' drehbar sind. Die Gleitsteine 62 und 62' tauchen in Radialnuten 63 und 63' in den Stirnflächen der Zahnräder 64 und 64'. Die Zahnräder 64 und 64' sind auf Büchsen 65 und 65' frei drehbar, die auf den Wellen 60 und 60' angeordnet sind.

Die Zahnräder 64 und 64', welche den gleichen Teilkreisdurchmesser haben, stehen in ständigem Eingriff mit identischen Zahnrädern 66 und 66' mit dem gleichen Teilkreisdurchmesser. Die Zahnräder 66 und 66' sind auf der Gegenwelle 67 angeordnet. Die Wellen 60 und 60' und die Gegenwelle 67 sind mit den Antriebswellen 68 und 68' bzw. 69 und 69' verbunden, und die Zahnräder 70 und 70' bzw. 71 und 71', welche den gleichen Teilkreisdurchmesser haben, sind auf den Antriebswellen 68 und 68' bzw. 69 und 69' befestigt und in Eingriff mit den Ritzeln 72 bzw. 72'. Die Ritze! 72 und 72', welche den gleichen Teilkreisdurchmesser haben, werden von den Motoren 76 und 76' sowie 77 und 77' mit der gleichen Drehgeschwindigkeit über die Ritzel 74 und 74', 75 und 75'angetricben, welche die gleichen Teilkreisdurchmesser haben und mit den Zahnrädern 73 und 73' kämmen, die ebenfalls die gleichen Teilkreisdurchmesser haben. Die inneren Exzenter 58 und 58' und die äußeren Exzenter 59 und 59' werden auf diese Weise mit der gleichen Drehgeschwindigkeit nach entgegengesetzten Richtungen angetrieben.

Auf diese Weise entsteht eine hin- und hergehende Bewegung mit einem Abschnitt einmal annähernd konstanter Geschwindigkeit auf dem Vorwärts- und Rückwärtshub des Innengehäuses 30 je Umdrehung der inneren und äußeren Exzenter 58 und 58' bzw. 59 und 59' bei einer konstanten Umdrehungsgeschwindigkeit der Motoren 76 und 76' sowie 77 und 77'. Die Geschwindigkeit des Innengehäuses 30 beim Abschnitt konstanter Geschwindigkeit des Vorwärtshubes ist gleich der Vorschubgeschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes, so daß die Wirkung der fliegenden Schere erfolgt durch Berührung des oberen Scherenblattes 27 mit dem zu unterteilenden Gut, die Schneidwirkung durch die oberen und unteren Scherenblätter 27, 35 und durch das Entfernen des oberen Scherenblattes 27 von dem zu unterteilenden GuL Die Bewegung χ des Innengehäuses 30, welche aufgrund der zusammengesetzten Bewegung der inneren und äußeren Exzenter 58 und 58' bzw. 59 und 59' zustande kommt, läßt sich annähernd durch die nachfolgenden Gleichungen darstellen, wobei auf die F i g. 5 Bezug genommen

-c2 j/¹ ~ ("T ^{sin2 0}J ' "^ ^θ ⁺ ^ψ~ ^{ύηθ sia2e}\

(D / l ■ - ' \k j κ j

2 «?2 (—) sin 2 β cos 2 θ cos β

1*L

(2)

Hierin sind

Ci: (mm) die Exzentrizität der inneren Exzenter 58 und 58',

ei: (mm) die Exzentrizität dei äußeren Exzenter59 und 59', Ar: (mm) der Abstand zwischen der Achse der Kurbelzapfen 61 und 61' und der Drehachse der äußeren

Exzenter 59 und 59',
L: (mm) der Achsabstand zwischen den Gelenkverbindungen 53 und 53', 56 und 56' bei den Pendelhebeln 54

und 54',
/: (mm) der Achsabstand zwischen den Gelenkverbindungen 55 und 55', 56 und 56' bei den Pendelhebeln 54

und 54',

das Hebelverhältnis der Pendelhcbel 54 und 54', und

A-: (mm) die Bewegung des Innengehäuses 30 mit der Schere.

Der benutzte Winkel ist der Drehwinkel der Welle 60.
Aus der Gleichung (2) ergibt sich für den Bereich von Φ = 45°-90°-135°

(3) 25

(4)

(5)

Der Bereich von Φ — 45" —90° —135° ist der Bereich synchroner Bewegung von Innengehäuse 30 und dem durchlaufenden Gut. Demgemäß müssen für die genannten Werte von <?die Werte von — gleich sein.

UCf

(6)

40

(7)

45 (8)

Wird nun gesetzt:	e\'	e₂ = aei
a =	k *ei'*	k = be.
b =		1 vorstehenden Gleichungen
so wird aus den
a =	b(Y2-l)

+Vb²-\ -(b-2)V2

Da gemäß der Erfindung für b = 5,4107 gesetzt wird, ergibt sich aus der Gleichung (8) für a = 1,5.

Wenn für ei = 100 mm gesetzt wird, ergeben sich aus den Gleichungen (6) und (7) für e-i = 150 mm und für k = 541,07 mm.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

55

Claims

Patentanspruch:

Fliegende Schere zum Unterteilen von bahn- oder plattenförmigen! Gut mit einem Ständer mit Durchtrittsöffnungen für das zu unterteilende Gut und im Ständer beweglichem Innengehäuse als eigentliches Scherengestell, in dem der Obermesserhalter senkrecht zum Umermesserhaiter geführt ist, mit einer waagerecht geführten Beweglichkeit des Innengehäuses in Richtung und — abschnittsweise — mit der Geschwindigkeit des zu unterteilenden Gutes, wozu ein zweiter in feststehenden Maschinenteilen hinter der Schere gelagerter Exzenterantrieb dient, der mit dem Innengehäuse gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Exzenterantrieb einen inneren Exzenternocken (58), der auf einer sich in einer

ίο Richtung drehenden Antriebswelle (60) befestigt ist, und einen äußeren Exzenternocken (59) aufweist, der mit dem Außenumfang des inneren Exzenternockens in Gleiteingriff steht und sich zu jedem Zeitpunkt mit der gleichen Geschwindigkeit wie der innere Exzenternocken, jedoch in entgegengesetzter Richtung dreht und dessen Außenumfang über einen Verbindungsteil (z. B. 57) mit dem Innengehäuse (30) gelenkig verbunden ist, und daß die Exzenternocken gemäß folgender Gleichung angeordnet sind: