DE2911765A1

DE2911765A1 - Kaltschere, insbesondere zum schneiden von knueppeln und staeben

Info

Publication number: DE2911765A1
Application number: DE19792911765
Authority: DE
Inventors: Karl Griese; Emil Friedrich Kersting; Rolf Schulte
Original assignee: Sack GmbH
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1980-10-09
Also published as: IT8020802A0; FR2479049A1; US4354411A; JPS55131423A; IT1131014B

Description

SACK GMBH Düsseldorf, 23. März; 1!)7<)

4OOO Düsseldorf-Rath S 603

Kaltschere, insbesondere zum Schneiden

von Knüppeln und Stäben

Die Erfindung betrifft eine Schere zum Schneiden von Knüppeln
und Stäben großen Querschnittes, mit zwei relativ zueinander
beweglichen, in Messerträgern angeordneten Schermessern und mit Kurbelantrieb für den einen Messerträger, der über eine Druckstelze an den Exzenter der Kurbelwelle angeschlossen ist

Bei einer bekannten, allerdings zum Schneiden von warmen Blöcken und Brammen ausgelegten Schere (DE-OS 1 550 875) ist bereits eine ständig durchlaufende Kurbelwelle vorgesehen, die das Antriebselement für einen Messerträger bildet, so daß bei jeder Umdrehung· der Kurbelwelle der eine Messerträger entsprechend dem Versatz des Exzenters eine auf- und abgehende Bewegung ausführt. Der zweite Messerträger ist or^tfest angeordnet und wird zumindest während des Arbeits- bzw. Schnitthubes nicht verschoben. Die bekannte
Schere wird so betrieben, daß neben dem Antrieb für die Kurbelwelle noch eine weitere Antriebseinrichtung eingesetzt wird,

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die jeweils während eines Rückhubes des Exzenters zum Einsatz kommt. Diese zweite Antriebseinrichtung stellt den Abstand der beiden Messerblätter zueinander im Scherenrahmen ein bzw. nach, wodurch dem Scherblatt eine schrittweise Bewegung in Richtung auf das andere Scherblatt erteilt wird und zwar solange, bis der Schnitt ausgeführt ist. Sinn und Ziel dieser Schere ist es, einen Exzenter mit nur einem kleinen Bruchteil des gesamten zum Trennen erforderlichen Hubes vorzusehen und diesen Exzenter dann aber im Verlaufe eines Trennschnittes mehrmals zu bestätigen, indem das Scherblatt schrittweise verschoben wird. Damit ist dann wohl die angestrebte Verringerung der Antriebsleistung wegen des klei-

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nen Schwungmomentes (GD ) möglich, so daß aus Kostengründen ein Motor mit nicht so großem Motordrehmoment eingesetzt werden muß, was allerdings zu Lasten der Prodiktion geht, da bis zum endgültigen Durchtrennen des Materials eine Vielzahl an Arbeitshüben erforderlich ist.

Zur stetigen oder schrittweisen Schnittbewegung des beweglichen Messerträgers ist hier neben dem zusätzlich erforderlichen Antrieb für die Schraubenanstellung noch eine besondere Kupplung zwischen Motor und Antriebs-Übertragungseinrichtung erforderlich. Die Kupplung darf eine Drehung nur in einer Richtung erlauben, womit verhindert werden soll, daß der Antrieb der Schraubenanstellung durch die Rückstellkraft die Schere zurückdreht. Außerdem ist die beschriebene Schere nicht geeignet, insbesondere kalte Knüppel und Stäbe zu schneiden, da die Vielzahl der Arbeitshübe und die mit jedem Hub an der Schnittstelle zusätzlich bewirkte Verdichtung und Verfestigung des Materials eine sich übermäßig erhöhende Scherkraft erforderlich macht, die letztlich zu noch leistungsstärkeren und teureren Antrieben führen würde.

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Es ist auch bekannt, sogenannte Anlaufscheren zum Trennen von Knüppeln und Stäben zu verwenden.Diese Art Schere weist einen Kurbelhub der Antriebswelle auf, der ausreichend ist, das jeweilige Material in einem Arbeitshub zu durchtrennen. Nachteilig bei der Schere ist allerdings, daß die Anlaufschere ,jeweils aus der Ruhe neu angefahren werden muß und innerhalb kürzester Zeit, bei z.B. sechs Arbeitshüben pro Minute alle 10 Sekunden, die zum Scheren erforderliche Kraft auf die Scherblätter bringen muß. Das bedeutet, daß ein großer Leistungsbedarf vorliegt, der aulwendige Antriebseinrichtungen erforderlich macht, um das bei den niedrigen Drehzahlen der Exzenterwelle erforderliche hohe Drehmoment kurzzeitig überhaupt aufbringen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Schneiden von Stäben wechselnder Querschnitte mittels Kurbelantrieb die Antriebsleistung zu verringern unter Ausnutzung der Tatsache, dail Kaltmaterial nur auf einem Teil des Querschnittes eingeschnitten zu werden braucht, um es zu trennen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schere eine ständig durchlaufende Kurbelwelle aufweist, daß auf dem Exzenter der durchlaufenden Kurbelwelle ein zweiter Exzenter zur an sich bekannten Hubverlagerung· des angetriebenen Messerträgers angeordnet ist, daß der zweite Exzenter zwischen zwei Endlagen schnell umsteuerbar ist, von denen eine Endlage die in Schnittrichtung liegende Totpunktstellung und die andere Endlage eine Leerschnittstellung ist, daß der Exzenterhub der Kurbelwelle wesentlich kleiner ist als die maximale Höhe des zu schneidenden Materials und daß der nicht angetriebene Messerträger in Richtung der Schneidbewegung des angetriebenen Messerträgers verstellbar ist.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß eine Schere mit ständig durchlaufendem Antrieb gegenüber einer immer aufs Neue anzufahrenden Schere mit einer erheblich geringeren Antriebsleistung und damit preisgünstigen Motoren auskommt, zumal dann, wenn der Exzenter der Kurbelwelle klein gehalten werden kann und dennoch selbst Materialien großen Querschnittes in nur einem Arbeitshub getrennt werden können, weil ausgenutzt wird, daß beim Schneiden von kalten Knüppeln und Stäben das Schneidgut nur soweit eingeschnitten werden braucht, bis es zum "Fließen" des Materials kommt. Das Fließen führt dann zum endgültigen Bruch, wobei man davon ausgehen muß, daß das Schneidgut um mindestens ein Drittel der Querschnittshöhe eingeschnitten werden muß, um den Fließeffekt zu bewirken. Das bedeutet, daß der Exzenter der Kurbelwelle in Abhängigkeit von dem dicksten zum Scheren vorgesehenen Material eine Exzentrizität von lediglich einem Drittel dieses dicksten Materialquerschnittes haben muß. Im Gegensatz zu der bekannten Warmschere, die dicke Werkstücke nicht in einem Arbeitsgangffcrennt, was einen großen Exzenter der Kurbelwelle und leistungsstarke Antriebe erfordern würde, sondern auf Kosten der Produktion mehrere kleine Hübe aufbringt, ist mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Schere bei ständig durchlaufender Kurbelwelle eine Trennung des Materials mit nur einem Schnitt durch eine Verlagerung der Schnittebene erreicht, indem der durch den Exzenter der Kurbelwelle vorgegebene Hub beim Verschwenken des zweiten Exzenters um den Exzenter der Kurbelwelle entsprechend der zum Trennschnitt erforderlichen Schneidtiefe verlängert wird. Die Verstellung bzw. Zuschaltung des zweiten Exzenters aus der Leerschnittstellung erfolgt dabei dann, wenn der Exzenter der Kurbelwelle den unteren Totpunkt passiert. Zur Verstellung kann zweckmäßigerweise auf elektrischem Wege ein Kontakt zur Beaufschlagung

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der Verstellzylinder ausgelöst werden, so daß der zweite Exzenter in der Druckstelze und diese damit absenkend soweit verdreht wird, bis er sich in einer Lage senkrecht zum ersten Exzenter befindet. Die Exzentrizität des zweiten Exzenters sollte dabei möglichst so abgestimmt sein, daß das Messer in dieser abgesenkten Lage mit etwas Luft unmittelbar über dem Material angestellt ist. Im weiteren Verlauf der Kurbelwellendrehung aus der oberen Totlage des Exzenters in die untere Totlage des Exzenters gelangt jetzt das angestellte Messer in Kontakt mit dem Material und trennt dieses durch, wobei es nicht notwendig ist, daß sich Ober- und Untermesser überschneiden, da es nach dem Einschneiden des kalten Schneidgutes zu einem "Fließen" des Materials bis zum endgültigen Bruch kommt. Während sich nach vollendetem Schnitt der Exzenter der Kurbelwelle aus der unteren Totlage in die obere Totlage bewegt, muß im gleichen Zeitraum der zweite Exzenter wieder in die Ausgangsposition zurückgedreht werden. Dies bedingt, daß die Stellzylinder innerhalb eines kürzesten Zeitraumes den zweiten Exzenter jeweils schnell umsteuern müssen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht daran gebunden, daß die Verstellung des zweiten Exzenters mittels der Zylinder erfolgt, vielmehr ist es genauso denkbar, z.B. eine Verstellung über ein Schneckengetriebe vorzunehmen, was noch den zusätzlichen Vorteil hätte, daß der bei der Zylinderverstellung max. mögliche Stellbereich von 90 bis auf 180 erweitert werden kann. Im Endeffekt würde das eine Verkleinerung der Abmessung des zweiten Exzenters möglich machen.

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In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel einer Schere gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Kaltschere als Längsschnitt durch den Scherenrahmen,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I - I durch die Schere nach Pig. I,

Pig. 3 einen Querschnitt durch den heb- und senkbar zwischen den Ständern der Schere angeordneten Anlagenteil in der Ausgangsstellung bei offener Schere,

Fig. 4 eine Darstellung der Schere gemäß Fig. 3

in der Position unmittelbar vor dem Schnitt, und

Fig. 5 eine Darstellung der Schere gemäß Fig. 3 in der Position nach vollendetem Schnitt.

In den Ständern 2 eines Scherenrahmens 1 ist eine Kurbelwelle 3 mit ihren Kurbelzapfen 4 gelagert. Die Kurbelwelle 3 steht mit einem nicht näher gezeigten Antrieb in Verbindung und weist einen gegenüber den Kurbelzapfen 4 um das Maß el versetzten Exzenter 5 auf. Der Exzenter 5 der Kurbelwelle 3 läuft in einem zweiten, gegenüber dem Exzenter 5 um das Maß e2 versetzten Exzenter 6 um. Der Exzenter 6 wiederum ist in Lagern 7 in einer Druckstelze 8 geführt. Die DrucksteLze 8 ist oberhalb der Kurbelwelle 3 fest mit einer Konsole 9 verbunden. Am anderen Ende ist ■A.B. mittels eines Bolzens 10 der angetriebene Messerträger 11 für das Schermesser 12 mit der Druckstelze 8 befestigt. Die Druckstelze 8 selbst wird von einem Lager 8a abgestützt. An der Kon-

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sole 9 befinden sich außerdem noch zwei pendelnd aufgehängte schnell beaufschlagbare Verstellzylinder 13, die mit ihren Kolbenstangen 14 an beiderseits des zweiten Exzenters 6 angebrachte Laschen 15 angreifen. Sämtliche mit der Konsole 9 und der Druckstelze 8 verbundenen Teile sind zwischen den Ständern 2 der Schere heb- und senkbar angeordnet, wobei durch die ständigumlaufende Kurbelwelle 3 ein von dem Exzenter 5 der Kurbelwelle 3 bestimmter Kurbelhub abgeleitet wird, der zu einer pausenlosen Auf- und Abbewegung des angetriebenen Messerträgers 11 führt. In der tiefsten Stellung des Messerträgers 11 ist das Messer 12 aber immer noch soweit entfernt vom Gegenmesser 16, welches von einem ortsfesten Messerträger 17 getragen wird, daß ein zu schneidendes Material 18 in dem freibleibenden Durchgang ohne Behinderung zugeführt werden kann.

Sobald ein Arbeitshub, d.h. ein Trennschnitt durchgeführt werden soll, wird vorzugsweise auf elektrischem Wege in Abhängigkeit von der Drehstellung der Kurbelwelle 3 ein Kontakt ausgelöst, der die Beaufschlagung der Verstellzylinder 13 bewirkt. Damit wird der zweite Exzenter 6 auf dem Exzenter 5 der Kurbelwelle 3 bis in seine tiefste Lage gestellt, womit dann gleichzeitig auch eine Verlagerung des Schermesserträgers 11 erreicht ist, so daß bei weiter durchlaufender Kurbelwelle 3 das durch die Verdrehung des Exzenters 6 in seiner Schnittebene nach unten verlagerte Schermesser 12 zum Schnitt kommt und seine max. Schneidtiefe dann erreicht hat, wenn in der unteren Totstellung der Exzenter 5 mit dem verstellten Exzenter 6 eine senkrechte Stellung einnimmt. Am Scherenrahmen 1 sind zusätzliche, ständig unter Druck stehende Ausbalancierungszylinder 19 (Fig. 2) angelenkt, die mit den Kolbenstangen 20 an je eine Seite des angetriebenen Messerträgers 11 über Verbindungselemente 21 angreifen. Die Ausbalancierungszylinder 19 sorgen dafür, daß der Messerträger 11 über das Lager 8a stets der Druckstelze 8 ohne Luft anliegt.

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Anhand der in Fig. 3 bis Fig. 5 dargestellten, sich beim Betrieb der erlindungsgemaßen Schere unterschiedlich einstellenden Positionen der Exzenter und der heb- und senkbaren zwischen den Ständern der Schere geführten Anlagenteile, wird im folgenden die Arbeitsweise der Schere erläutert:

Die Schere muß zunächst auf die Dicke des zu scherenden Materials eingestellt werden, wozu die Hochhaltezylinder 22 (Fig. 2) den nicht angetriebenen Messerträger 17 entsprechend anheben bzw. absenken und danach in dieser Position zusammen mit dem Gegenmesser 16 unverrückbar festlegen.

In Fig. 3 ist die Ausgangsstellung der Schere vor dem Einleiten eines Arbeitshubes gezeigt. Die Kurbelwelle 3 kann hier ständig durchlaufen, ohne daß ein Arbeitshub durchgeführt wird. Der Messerträger 11 mit dem Obermesser 12 beschreibt einen bestimmten Pendelweg PW, der dann, wenn sich der Exzenter 5 in der oberen Totlage befindet die höchste Stellung Po und in der unteren Totlage des Exzenters 5 die niedrigste Stellung Pu einnimmt. Der zweite Exzenter 6 befindet sich in einer Lage waagerecht zum Exzenter 5.

Der Fig. 4 ist die Situation unmittelbar vor dem Schnitt zu entnehmen. Vorzugsweise von der Drehstellung des Exzenters 5 abgeleitet wird dann,wenn der Exzenter 5 die untere Totstellung passiert auf beispielsweise elektrischem Wege ein Kontakt ausgelöst, der die Verstellung des Exzenters 6 in eine senkrechte Position veranlaßt. Dazu werden die Verstellzylinder 13 voll beaufschlagt, so daß die Schnittebene des Messers 12 weit nach unten verlagert wird und das Messer 12 bei angehobenem Messerträger 11 in der oberen Totlage des Exzenters 5 unmittelbar über dem Material 18 steht.

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Durch die pendelnde Aufhängung der Zylinder 13 ist gewährleistet, daß sich die Zylinderkörper in ihrer Lage beim Stellhub selbsttätig einstellen können, was erforderlich ist, da sich die Anlenkpunkte 14a der Kolbenstangen 14 mit dem Exzenter 6 beim Anstellen auf einem Kreisbogen bewegen. Der freie Durchgang zwischen der niedrigsten Stellung Pu des oberen Messers 12 und des ortsfesten Gegenmessers 16 ist so bemessen, daß der Schere ein zu schneidendes Material 18 problemlos über einen nicht näher dargestellten Rollgang zugeführt werden kann.

Nach der vorbeschriebenen Verstellbewegung des Exzenters 6 läuft (ler Exzenter 5 der durchlaufenden Kurbelwelle 3 auaasiner oberen Totlage in die untere Totlage und bringt das Messer zum Schnitt. Das Messer 12 schneidet das Material 18 in der Größe des Hubes von Exzenter 5 - abzüglich der "Luft" zwischen Material und Messer bei angestelltem Exzenter 6 - ein und hat seinen max. Schnittweg dann zurückgelegt, wenn der Exzenter 5 genau in der unteren Totlage ist, was in Fig. 5 dargestellt ist. Die Schermesser überschneiden sich hierbei nicht, da das Kaltmaterial nur teilweise eingeschnitten wird und dann zum endgültigen Durchtrennen das durch den Schneidvorgang hervorgerufene "Fließen" des Materials ausgenutzt wird.

Es muß danach in der gleichen Zeit, in der sich der Exzenter 5 aus seiner unteren Totlage in die obere Totlage bewegt, der zweite Exzenter 6 wieder in seine waagerechte Ausgangsposition (Fig. 3) gedreht werden. Nach einem Leer- bzw. Pendelhub kann sodann ein neuerlicher Arbeitshub eingeleitet werden, wenn sich der Exzenter 5 wieder in der unteren Totlage befindet.

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Claims

SACK GMBH Düsseldorf, 23. März 1979

4QO0 Düsseldorf-Rath S 603

Patentansprüche

Jl. )Schere zum Schneiden von Knüppeln und Stäben großen Querschnittes, mit zwei relativ zueinander beweglichen, in Messerträgern angeordneten Schermessern und mit Kurbelantrieb für den einen Messerträger, der über eine Druckstelze an den Exzenter der Kurbelwelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Schere eine ständig durchlaufende Kurbelwelle (3) aufweist,

b) daß auf dem Exzenter (5) der durchlaufenden Kurbelwelle (3) ein zweiter Exzenter (6) zur an sich bekannten Hubverlagerung des angetriebenen Messerträgers (ll) angeordnet ist,

c) daß der zweite Exzenter (6) zwischen zwei Endlagen schnell umsteuerbar ist, von denen eine Endlage die in Schnittrichtung liegende Totpunktstellung und die andere Endlage eine Leerschnittstellung ist,

d) daß der Exzenterhub (e l) der Kurbelwelle (3) wesentlich

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kleiner ist als die maximale Höhe des zu schneidenden Materials, und

e) daß der nicht angetriebene Messerträger (17) in Richtung der Schneidbewegung des angetriebenen Messerträgers (ll) verstellbar ist.

Schere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von der Druckstelze (8) getragene Konsole (9) für Stellzylinder (13) für die Hubverlagerung durch den zweiten Exzenter (6).

7>. Schere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellzylinder (13) in Abhängigkeit vom Umlauf der Kurbelwelle (3) steuerbar sind derart, daß der zweite Exzenter (6) vor jedem Schnitt aus der Leerschnittstellung in die Totpunktstellung und nach dem Schnitt in die Leerschnittstellung umgesteuert wird.

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