DE3601077A1

DE3601077A1 - Schere zum unterteilen und schopfen

Info

Publication number: DE3601077A1
Application number: DE19863601077
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Leeuwestein
Original assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-07-23
Also published as: GB2185433A; GB8700883D0; IT8719063A0; IT1201135B; GB2185433B; FR2595601A1; US4784032A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schere zum Unterteilen und Schopfen von stabförmigen, sich in Längsrichtung bewegendem Gut mit zwei gegenläufig angetriebenen, achsparallelen Messerwellen, auf denen drehfest je ein Messerhalter mit mindestens einem, im wesentlichen plattenförmigen Messer befestigt ist, wobei die jeweils von einer Deckfläche und einer spitzwinklig dazu geneigten Stirnfläche gebildeten Schneidkanten der Messer radial die Messerhalter überragen und auf zwei Kreisbahnen umlaufen, welche sich geringfügig überschneiden.

Bei einer bekannten rotierenden Schere dieser Art erstrecken sich die Deckflächen der beiden zusammenwirkenden Messer nach dem völligen Durchtrennen des Gutes im wesentlichen in jener Ebene, in der sich auch die beiden Drehachsen der Messerwellen befinden. Die Deckflächen der Messer erstrecken sich also in radialer Richtung zu den Messerwellen, wobei sie sich im Bereich ihrer Schneidkanten geringfügig überschneiden, um ein vollständiges Durchtrennen des Gutes sicherzustellen. Hieraus ergibt sich, daß der Freiwinkel zwischen der Längsachse des Gutes und der Deckfläche bei beiden Messern 90 Grad beträgt, wobei sich dieser Winkel bei einem Messer einlaufseitig vor seiner Schneidkante befindet und beim anderen Messer auslaufseitig hinter der Schneidkante. Sinngemäß das gleiche gilt auch für den zweiten Freiwinkel jedes Messers, welcher von der Längsachse des Gutes und von der Stirnfläche des Messers gebildet wird. Dieser Freiwinkel ist wesentlich kleiner als 90 Grad, weil die Stirnflächen der Messer sich geneigt zur Durchlaufachse des Gutes erstrecken, insbesondere dann, wenn sich beide Messer mit ihren Deckflächen nahezu in der Drehachsenebene der Messerwellen befinden.

Wegen der vorstehend beschriebenen Anordnung der Messer, ihrer Deck und Stirnflächen sowie der erwähnten Winkel wird bei dieser bekannten rotierenden Schere das Gut während des Schneidvorganges in sehr starkem Maße unsymmetrisch belastet, was zur Folge hat, daß der vordere Endab schnitt des Gutes nach dem Schnitt eine deutliche Krümmung aufweist. Weil die Beanspruchung des Gutes dabei über den elastischen Bereich hinausgeht und weil solche Scheren meist glühendes Gut schneiden, dessen Elastizität ohnehin wesentlich kleiner ist, bleibt diese Krümmung auch nach dem Schnitt bestehen. Ein in dieser Weise gebogener Gutanfang bewirkt beim Weitertransport häufig Störungen, weil er irgendwo anstößt und das Gut entweder stecken- oder liegenbleibt oder sogar seine vorgesehene Bahn verläßt. Selbst wenn dies nicht der Fall ist, so stößt der gebogene Gutanfang doch gegen Führungen, Walzen, Rollgangsrollen und ähnliches, was zu einem erhöhten Verschleiß und Beschädigungen dieser Teile führt. Wird das Gut nach dem Schnitt weiterverarbeitet, zum Beispiel geschält, entstehen neue Schwierigkeiten, wenn die gebogenen Gutanfänge nicht zuvor gerade gerichtet oder abgetrennt werden. Beides ist aufwendig, weil mit einer normalen Richtmaschine für langgestrecktes Gut die relativ kurzen gebogenen Gutanfänge nicht gerichtet werden können. Ein zusätzliches Richten oder erneutes Abtrennen dieser gebogenen Gutanfänge bedeutet erheblichen Mehraufwand und Materialverlust, was insbesondere bei hochwertigem und teurem Werkstoff gilt. Schält man dagegen die gebogenen Gutanfänge ohne sie zu richten, dann stören sie beim Schälvorgang erheblich, weil die Werkzeuge ständig aus dem Schnitt geraten und neu einschneiden müssen. Außerdem sind die gebogenen Gutanfänge nach dem Schälen immer noch unbrauchbar, weil sie im Querschnitt unsymmetrisch sind und nicht die gewünschten Querschnittsabmessungen besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Schere der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Gutanfang und auch das Gutende nach dem Trennen gerade bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden einlaufseitig vor und die beiden auslaufseitig hinter der Schneidkante befindlichen Freiwinkel beider Messer, welche jeweils von der Längsachse des Gutes einerseits und von einer Deck- oder Stirnfläche eines Messers andererseits gebildet sind, untereinander stets gleich groß sind. Dies gilt für alle Positionen der beiden miteinander arbeitenden umlaufenden Messer, insbesondere für die Position, bei der das Gut vollständig durchtrennt ist und die Schneidkanten beider Messer einander geringfügig überlappen. Erreichen läßt sich die erfindungsgemäße Winkelgleichheit dadurch, daß die Deckflächen der Messer in dieser Position nicht mehr in der Drehachsenebene liegen, sondern geneigt zu dieser. Das kann durch eine entsprechende Ausbildung der Messerhalter erreicht werden, wobei auch andere konstruktive Möglichkeiten gegeben sind. Entscheidend ist jedenfalls, daß zum Beispiel auf der Einlaufseite der Schneidkanten beider Messer die Winkel zwischen der Längsachse des Gutes einerseits und der Deck- oder Stirnfläche der Messer andererseits gleich groß ist. Auch auf der Auslaufseite der Schneidkanten der Messer sollte dies für die entsprechenden Winkel gelten. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Winkelgröße auf der Einlaufseite der Winkelgröße auf der Auslaufseite entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch an jedem Messer der einlaufseitig vor der Schneidkante befindlichen Freiwinkel gleich dem auslaufseitig hinter der Schneidkante vorhandenen Freiwinkel bemessen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand des Standes der Technik sowie zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 Messer und Messerhalter einer bekannten, rotierenden Schere in der Seitenansicht;

Fig. 2 bis 8 ein Schnittvorgang bei der bekannten Schere nach Fig. 1;

Fig. 9 und 10 zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schere in der Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt zwei Messerhalter (1 und 2), die drehfest auf gegenläufig angetriebenen, achsparallelen Messerwellen (3) angeordnet sind. Durch die Drehachsen (4) der Messerwellen (3) erstreckt sich senkrecht zur Zeichnungsebene eine Drehachsenebene (5), die mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist. Ein Messer (6) ist am unteren Messerhalter (1) und ein zweites Messer (7) am oberen Messerhalter (2) mit Hilfe von Schrauben (8) befestigt. Die Messerhalter (1 und 2) können auf ihrem Umfang noch mit weiteren Messern (6 bzw. 7) ausgerüstet sein, die aber hier nicht dargestellt sind.

Die Messer (6 und 7) sind gleich ausgebildet und besitzen im wesent lichen die Form einer Platte. Ihre jeweils größeren Deckflächen (9 und 10) befinden sich bei der in Fig. 1 dargestellten Messerposition nahezu in der Drehachsenebene (5), wobei lediglich ein sehr geringes Spiel (11) vorgesehen ist, um ein gegenseitiges Berühren der Messer (6 und 7) zu vermeiden. Einander zugekehrte Stirnflächen (12 und 13) der Messer (6 und 7) sind unter einem Spitzenwinkel α bzw. α₁ angeordnet und sie bilden zusammen mit den Deckflächen (9 und 10) Schneidkanten (14 und 15). Die Schneidkanten (14 und 15) der beiden Messer (6 und 7) überragen die Messerhalter (1 und 2) in radialer Richtung und laufen auf zwei Kreisbahnen (16 und 17) um, die einander im Bereich der Drehachsenebene (5) überschneiden. So ist sichergestellt, daß Gut (18), welches sich in Pfeilrichtung x bewegt, vollständig durchtrennt wird.

Die Stirnflächen (12 und 13) der Messer (6 und 7) sowie die (mit 19) bezeichnete Längsachse des Gutes (18) bilden jeweils einen Freiwinkel β bzw.β₁, die bei gleichen Spitzenwinkeln α bzw. α₁ der Messer (6 und 7) gleich groß sind. Sie liegen aber deutlich unterhalb von 90 Grad Celsius, beispielsweise bei 30 Grad Celsius. Zwischen der Längsachse (19) und den Deckflächen (9) bzw. (10) der Messer (6 bzw. 7) bestehen die beiden Freiwinkel γ und q₁ von etwa 90 Grad Celsius. Deutlich ist erkennbar, daß bei dieser bekannten Bauart die einander entsprechenden Freiwinkel γ und γ₁ auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schneidkanten (14 und 15) angeordnet sind, wobei der Freiwinkel γ des Messers (6) auslaufseitig und der Freiwinkel γ₁ des Messers (7) einlaufseitig angeordnet ist. Genau umgekehrt verhält es sich mit den beiden anderen Freiwinkeln β und β₁ der Messer (6 bzw. 7).

In Fig. 2 sind in anderem Maßstab die Messer (6 und 7) derselben Schere dargestellt wie in Fig. 1, jedoch bei einer anderen Messerposition. Die Schneidkanten (14 und 15) schneiden soeben in die Oberfläche des Gutes (18) auf einander gegenüberliegenden Seiten ein, wobei zunächst kaum nennenswerter Druck auf das Gut (18) ausgeübt wird und dieses noch völlig gerade ist. In Fig. 3 sind die Schneidkanten (14 und 15) bereits tiefer in das Gut (18) eingedrungen und üben bereits einigen Schnittdruck quer zur Längsachse (19) auf das Gut (18) aus. Bereits hier ist deutlich erkennbar, daß die Stirnfläche (13) des oberen Messers (7) mit zunehmendem Eindringen der Schneidkante (15) in das Gut (18) immer großflächiger auf das Gut (18) drückt, während auf der Gegenseite keine vergleichbare Abstützung vorhanden ist. Lediglich die Schneidkante (14) des unteren Messers (6) dient, etwas in Längsrichtung des Gutes (18) versetzt, als Abstützung. Die Stirnfläche (12) des Messers (6) wirkt nur auf einen sehr schmalen Streifen kurz hinter der Schneidkante (14) als untere Abstützung. Noch deutlicher ist dies in den Fig. 4 bis 8 zu erkennen, in denen das weitere Eindringen der Schneidkanten (14 und 15) in das Gut (18) gezeigt wird. Die Stirnfläche (13) wirkt stets mit einem wesentlich breiteren Teil (a) von oben auf das Gut (18) ein, als die Stirnfläche (12) des unteren Messers (6) mit ihrem Teil (b). Hierdurch entstehen Kräfte bzw. Biegemomente, welche nicht nur den abzutrennenden vorderen Längenabschnitt (20) des Gutes (18) nach unten drücken, sondern auch und vor allem den nachfolgenden Längenabschnitt (21) deutlich nach unten abbiegen. Das Abbiegen des abzutrennenden vorderen Längenabschnittes (20) nach unten ist dabei weitgehend unbeachtlich, da dieser Längenabschnitt ohnehin abgetrennt und verschrottet wird. Wesentlich nachteiliger ist die starke Krümmung des nachfolgenden Gutanfangs (21) auf der Einlaufseite der Messer (6 und 7), weil auch der Gutanfang (21) eigentlich verwendet werden soll, was aber aufgrund seiner Krümmung ohne zusätzliche und aufwendige Maßnahmen nicht möglich ist. Fig. 8 zeigt, daß selbst dann, wenn die beiden Messer (6 und 7) das Gut (18) durchtrennt und fast die Position von Fig. 1 erreicht haben, der nachfolgende Längenabschnitt (21) stark gekrümmt ist und sich nicht mehr elastisch in seine gerade Ursprungs form zurückverformt. Die Hauptursache für die unerwünschte Krümmung des nachfolgenden Gutanfanges (21) ist die Tatsache, daß bei dieser bekannten Schere der Freiwinkel β auf der Einlaufseite des Messers (6) wesentlich kleiner ist als der ebenfalls auf der Einlaufseite angeordnete Winkel γ₁ am Messer (7) und weil der Freiwinkel β₁ am Messer (7) auf der Auslaufseite ebenfalls wesentlich kleiner ist als der Winkel γ, der ebenfalls auslaufseitig am Messer (6) sich befindet. Hierdurch ergibt sich eine Unsymmetrie im Schnittbereich, die sich um so stärker auswirkt, je tiefer die Schneidkanten (14 und 15) in das Gut (18) eindringen.

In Fig. 9 ist eine erfindungsgemäße Schere dargestellt, die zum Teil Fig. 1 entspricht. Es sind auch dieselben Bezugszeichen verwendet worden wie dort, so daß auf Einzelheiten zur Erläuterung verzichtet werden kann. Der erfindungsgemäße Unterschied zu der bekannten Schere nach Fig. 1 besteht jedoch darin, daß sich die Messer (6 und 7) nicht mehr radial zu den Drehachsen (4) der Messerwellen (3) erstrecken und daß sich ihre Deckflächen (9 und 10) nicht mehr in der Drehachsen ebene (5) bzw. mit sehr kleinem Abstand parallel dazu erstrecken, sondern daß sie geneigt dazu angeordnet sind. Diese Neigung ist so gewählt, daß die einlaufseitigen Winkel β und q₁ untereinander gleich groß sind, was auch für die auslaufseitigen Winkel γ und β₁ gilt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind darüberhinaus auch die Winkel b und γ gleich groß, sowie die Winkel β₁ und γ₁. Letzteres muß jedoch nicht unbedingt der Fall sein, bietet jedoch einige Vorteile, so daß diese Wahl der Winkel bevorzugt wird.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, die der in Fig. 9 im wesentlichen entspricht. Der Unterschied liegt lediglich darin, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 10 beide Stirnflächen (12 und 13) beider Messer (6 und 7) einlaufseitig angeordnet sind und daß sich beide Deckflächen (9 und 10) beider Messer (6 und 7) auf der Auslaufseite der Schneidkanten (14 und 15) befinden.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß auch andere Messerformen verwendet werden können, wie z. B. eine dachförmige Ausbildung der Stirnflächen (12 und 13). Auch hierbei läßt sich die erfindungsgemäße Wahl der Winkel verwirklichen.

Claims

1. Schere zum Unterteilen und Schopfen von stabförmigen, sich in Längsrichtung bewegendem Gut mit zwei gegenläufig angetriebenen, achsparallelen Messerwellen, auf denen drehfest je ein Messerhalter mit mindestens einem, im wesentlichen plattenförmigen Messer befestigt ist, wobei diejeweils von einer Deckfläche und einer spitzwinklig dazu geneigten Stirnfläche gebildeten Schneidkanten der Messer radial die Messerhalter überragen und auf zwei Kreisbahnen umlaufen, welche sich geringfügig überschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einlaufseitig vor und die beiden auslaufseitig hinter der Schneidkante (14, 15) befindlichen Freiwinkel (β, γ₁ und γ, β₁) beider Messer (6, 7), welche jeweils von der Längsachse (19) des Gutes (18) einerseits und von einer Deck- oder Stirnfläche (9, 10 oder 12, 13) eines Messers (6, 7) andererseits gebildet sind, untereinander stets gleich groß sind.

2. Schere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Messer (6, 7) der einlaufseitig vor der Schneidkante (14, 15) befindliche Freiwinkel (β, γ₁) gleich dem auslaufseitig hinter der Schneidkante (14, 15) vorhandenen Freiwinkel (γ, β₁) bemessen ist.