DE2618142A1

DE2618142A1 - Schere zum abscheren von mit hoher geschwindigkeit laufendem gewalzten metall, insbesondere einem draht

Info

Publication number: DE2618142A1
Application number: DE19762618142
Authority: DE
Inventors: Arne Johnsen; Karl-Olof Adolf Polhaell
Original assignee: Morgardshammar AB
Current assignee: Morgardshammar AB
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1976-11-11
Also published as: JPS51133882A; US4080859A; SE7504972L; SE389989B

Description

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Morgärdshammar Aktiebolag, Smedjebacken / Schweden

Schere zum Abscheren von mit hoher Geschwindigkeit laufendem gewalzten Metall, insbesondere einem Draht

Die Erfindung betrifft eine Schere zum Abscheren von gewalztem Metall, insbesondere einem Draht, das mit hoher Geschwindigkeit läuft, mit zwei sich drehenden und zum Abtrennen des gewalzten Metalls überlappenden Schneidkörpern in Form von kreisförmigen Scherscheiben, deren Ebenen unter einem Winkel zueinander stehen, und mit einer Einrichtung zur Schaffung einer Relativbewegung zwischen dem gewalzten Metall und den Scherscheiben zur Durchführung des Abschervorgangs.

Die vorderen und hinteren Enden von gewalztem Draht weisen Ungleichmäßigkeiten auf und müssen daher abgeschert werden, bevor der Draht vom Walzwerk ausgeliefert wird. Dieses Abscheren oder Abkappen ist schwierig und zeitaufwendig, sobald der Draht auf-

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gewickelt wurde. Daher wird das Abscheren oder Abkappen zwischen dem letzten Paar Walzen und der Aufspulrolle vorgenommen. Desweiteren ist es erwünscht, eine Probe aus jeder Charge für Qualitätskontrollen auszuschneiden. Zusätzlich zu runden Querschnitten werden auch ovale und rechteckförmige Querschnitt abgeschert.

Die bislang verwendeten sogenannten fliegenden Scheren können nicht für höhere Vialzengeschwindigkeiten als etwa 20 m/s aufgrund der Massenkräfte ausgelegt werden, die bei höheren Geschwindigkeiten in den notwendigerweise ziemlich schweren beweglichen Teilen der Vorrichtung auftreten. Kontinuierlich sich drehende Scheibenscheren können demgegenüber bei Walzengeschwindigkeiten bis zu 30-35 m/s verwendet werden, doch weisen sie bei noch höheren Geschwindigkeiten den Nachteil auf, daß die notwendige Lateralbewegung des Drahtes zu einem Verklemmen desselben in den Führungsrohren führen kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schere der eingangs erwähnten Gattung zum Abscheren von gewalztem Metall, insbesondere Draht, das bei gegenwärtig verwendeten Walzengeschwindigkeiten und bei solchen in Zukunft zu erwartenden läuft, zu schaffen, die mit der kleinstmöglichen Änderung des Weges des Drahtes arbeitet und die es ermöglicht, daß der Draht unmittelbar nach dem Abschneiden auf seinem neuen Weg weiterbewegt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel zwischen den Ebenen der Scherscheiben ein rechter Winkel ist, und daß ein schmaler Bereich der Umfangsoberflache von einer Scherscheibe durch einen schmalen Bereich von einer seitlichen Oberfläche der anderen Scherscheibe überdeckt ist, so daß sich die beiden Scherscheiben an dieser Stelle zum Abscheren des gewalzten Metalls einander überlappen. Der Ausdruck "so daß sich die beiden Scherscheiben an dieser Stelle überlappen" soll so verstanden werden, daß damit nicht notwendigerweise eine direkte Berührung der beiden Scherscheiben gemeint ist. Selbst ein kleiner Raum zwischen den beiden Scheiben ergibt ein Abtrennen des

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- 3 laufenden gewalzten Metalls.

Bei einem insbesondere bevorzugten Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schere sind die Drehachsen der beiden Scherscheiben in der Bewegungsrichtung des gewalzten Metalls durch die Schere versetzt. Diese Versetzung verringert die Beanspruchungen auf die Wellen und Lager der Scheiben.

Die Scherscheiben selbst können auf zahlreiche unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Die einfachste und zuverlässigste Form für die Scherscheiben ist die zylindrische Gestalt. Indem jede Scherscheibe aus mehreren koaxialen und terrassenförmig aufeinander angeordneten Zylindern gebildet wird, kann eine Vielzahl von Überlappungsstellen zwischen den beiden Scherscheiben an ein-und derselben Schere vorgesehen werden. Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Schere, bei der die Scherscheiben beispielsweise aus drei Absätzen bestehen, wird der Vorteil erzielt, daß lediglich durch Anhalten der. Bewegung eines Umsteuerrohres nach dem ersten oder zweiten Abtrennvorgang das vordere und hintere Ende abgeschert und eine Probe aus dem durch die Schere laufenden gewalzten Metall entnommen werden kann.

Um eine genaue Abscherung mittels der Scherscheiben bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Schere zu erzielen, sollten die Scherscheiben mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotieren, die höher als die Laufgeschwindigkeit des gewalzten Metalls durch die Schere ist.

Die Scheren können an Ständern angeordnet werden, die sich relativ zueinander an jeder Seite des Laufweges des gewalzten Metalls bewegen lassen. Bei einer'erfindungsgemäß so aufgebauten Schere kann nach dem Auseinander fahren.. der Scherscheiben mit Hilfe der beweglichen Ständer die gesamte Schere in bezug auf den Laufweg des gewalzten Metalls angehoben oder abgesenkt werden, ohne daß die Scherscheiben in Berührung mit dem gewalzten Metall kommen. Wird eine Schere dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform mit

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Scherscheiben versehen, die zwei Absätze aufweisen, kann das Abscheren als auch die Entnahme einer Probe sowohl am Anfang als auch Ende des gewalzten Metalls vorgenommen werden. Nach dem Abscheren und der Probeentnahme am vorderen Ende werden die beweglichen Ständer auseinandergefahren und die gesamte Schere vertikal in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht, worauf die Ständer wieder zusammenbewegt werden und die Schere erneut einsatzbereit ist, um eine Probe zu entnehmen und das hintere Ende abzuscheren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht von einem ersten Ausrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schere,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Scherscheiben in der Schere,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht von einem zweiten Ausführungsbeispiel von einer erfindungsgemäßen Schere, wobei die Drehachsen der Scheiben in zwei parallelen Ebenen liegen,

Fig. 4 eine Ansicht der beiden Scherscheiben von Fig. 3 bei Betrachtung unter einem rechten Winkel zur Ebene von einer Scheibe,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der beiden Scherscheiben nach Fig. 3 und 4 in Kombination mit einem Umsteuerrohr, welches so angeordnet ist, daß es die Bewegungsrichtung des gewalzten Metalls durch die Schere bestimmen kann,

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht mit Darstellung des Umsteuerrohres in einer anderen Stellung,

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Fig. 7 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht von einem dritten Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schere, bei der die absatzförmig ausgebildeten Scherscheiben in Ständern angeordnet sind, die relativ zueinander an jeder Seite des Laufweges des gewalzten Metalls bewegbar sind, und

Fig. 8 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht bezüglich der beiden Scherscheiben in der Anordnung nach Fig. 7.

Wie in der Zeichnung dargestellt, enthält eine erfindungsgemäße Schere zum Abscheren von gewalztem Metall, insbesondere einen Draht, der mit hoher Geschwindigkeit läuft, einmal zwei sich drehende Schneidkörper in Form von kreisförmigen Scheiben 2, 3; 15,16, die sich überlappen, um das gewalzte Metall zu durchtrennen. Zum anderen weist die Schere eine Einrichtung, beispielsweise in Form eines Umsteuerrohres 13 auf, das von einem Druckzylinder 14 betätigt wird, um zwischen dem gewalzten Metall und den Scherscheiben eine Relativbewegung zur Durchführung des Abscherens aufzubringen. Anstelle der gezeigten Einrichtung zur Vornahme der Relativbewegung kann natürlich auch ein Ständer 1, 20 mit den darin gelagerten Achsen der Scherscheiben um die notwendige Wegstrecke relativ zum gewalzten Metall bewegt werden.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 7 hervorgeht, werden die Scherscheiben 2,3; 15,16 bei der erfindungsgemäßen Schere beispielsweise durch Keilriemen angetrieben, die , wie dargestellt, über Kexlriemenscheiben 9, 10 mit den Achsen der Scherscheiben verbunden sind.

Aus den verschiedenen Figuren ist zu erkennen, daß die Scherscheiben 2,3; 15, 16 bei der erfindungsgemäßen Schere unter einem Winkel von 90 zueinander angeordnet sind, so daß der Winkel zwischen den Ebenen der Scheiben ein rechter Winkel ist. Desweiteren geht aus den Figuren hervor, daß ein kleiner Teil der Umfangsoberfläche

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von einer Scheibe 2,15 einen schmalen Bereich von einer seitlichen Oberfläche der anderen Scheibe 3, 16 überdeckt, so daß die beiden Scheiben zum Abscheren des gewalzten Metalls einander überlappen. Desweiteren ist es zweckmäßig, daß die beiden Scherscheiben axial einstellbar sind, so daß sie sich unter einem sehr geringen freien Abstand einander überlappen.

Der Antrieb der Scherscheiben sollte so sein, daß ihre Umfangsgeschwindigkeiten größer als die Laufgeschwindigkeit des abzuscherenden gewalzten Metalls sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 läuft ein gewalztes Metall in Form eines Drahtes 7 ohne Berührung direkt unterhalb der Stelle, wo sich die beiden Scherscheiben 2,3 überlappen. Wenn der Draht 7 beispielsweise mit Hilfe des Umsteuerrohres 13 und des Druckzylinders 14 nach oben zu der mit 8 in Fig. 1 angedeuteten Stellung geführt wird, wird der Draht an der Überlappungsstelle zwischen den Scherscheiben abgekappt. Ein weiteres Abscheren oder Abkappen erfolgt, wenn der Draht bei Rückkehr in die Stellung 7 mit Hilfe des Umsteuerrohres 13 wieder die Überlappungsstelle zwischen den Scherscheiben passiert.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, bilden die Kanten 4, 5 der Scherscheiben 2, 3 der erfindungsgemäßen Schere nach Fig. 1 eine V-förmige Eingangsstelle zu dem Schneidpunkt 6. In diese V-förmige Eingangsstelle wird das gewalzte Metall geführt und hier durch die Scheiben zum Abtrennen erfaßt.

Die Gefahr des Auftretens von nachteiligen Beanspruchungen auf den Achsen und in den Lagern der Scheiben wird verringert, wenn die Drehachsen der beiden Scherscheiben gemäß Fig. 3 und 4 in unterschiedlichen, jedoch parallelen Ebenen angeordnet werden. Die Drehachsen der beiden Scherscheiben werden dadurch relativ längs des Weges des gewalzten Metalls durch die Scheren versetzt. Die einander zugewandten Kanten 4, 5 der Scherscheiben 2,3 treffen sich, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist:

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b = /R² - a²

darin bedeuten: b = Abstand zwischen den beiden parallelen Ebenen

R = Radius der Scherscheiben, und

a = Abstand zwischen dem Drehmittelpunkt der einen Scheibe 3 und der benachbarten Seiten der anderen Scheibe 2.

Fig. 5 und 5 zeigen die Führung des gewalzten Metalls mittels des Umsteuerrohres 13 unter die Scherscheiben 2, 3 vor dem Abscheren und Fig. 6 zeigt wie das gewalzte Metall nach dem Abscheren oberhalb der Scherscheiben verläuft.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel von einer erfindungsgemäßen Schere, die wenigstens zwei Abtrennvorgänge ermöglicht. Zwei Scherscheiben 15, 16 sind im Ständer 20 gelagert und unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Jede Scheibe besteht aus zwei zylindrischen Teilen mit unterschiedlichen Radien, wobei die Teile mit den kleineren Radien einander zugewandt sind.

Wenn das gewalzte Metall 17 in Form eines Drahtes von der durch 17 angedeuteten Stellung in die durch 18 angedeutete Stellung bewegt wird, wird das gewalzte Metall abgeschert. Der nächste Schervorgang erfolgt, wenn das gewalzte Metall von der Stellung 18 in die Stellung 19 gelangt. Wenn das gewalzte Metall zwischen den verschiedenen Stellungen mit Hilfe des umsteuerrohres 13 bewegt wird, kann die Bewegung des Rohres unterbrochen werden, wenn das gewalzte Metall die Stellung 18 erreicht hat. Die Scheren können dazu verwendet werden, zunächst das Vorderende und dann das Hinterende des gewalzten Metalls abzuscheren, wenn der Hub des Umsteuerrohres abgeschlossen ist. Falls andererseits das Umsteuerrohr 13 direkt von der Stellung 17 in die Stellung 19 bewegt wird, wird sowohl ein Abscheren als auch eine Probenentnahme erzielt.

Wenn die Scherscheiben in der gleichen Weise jedoch mit drei Absätzen ausgebildet werden, liegt eine Schere vor, die sowohl das

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vordere und hintere Ende abscheren kann als auch eine Probeentnahme ermöglicht, indem lediglich die Bewegung des Umsteuerröhres nach dem ersten oder zweiten Schervorgang unterbrochen wird. Aufgrund des Umstandes, daß das Äusführungsbeispiei für die erfindungsgemäße Schere gemäß Fig. 7 mit Scherscheiben 15, 16 versehen ist, die in Ständern 20a, 20b angeordnet sind, wobei die Ständer relativ zueinander an beiden Seiten des Weges des gewalzten Metalls bewegbar sind, kann ein Abscheren und eine Probeentnahme sowohl an dem vorderen als auch hinteren Ende des gewalzten Metalls durchgeführt werden. Nach dem Abscheren und der Probeentnahme am vorderen Ende des gewalzten Metalls können die Ständerhälften 20a, 20b voneinander getrennt werden, so daß sich die gesamte Schere über die stellung 19 anheben läßt, wonach die Ständer wieder zusammenbewegt werden und die Schere einsatzbereit in der Stellung 17 vorliegt, um das hintere Ende abzuscheren und dort eine Probeentnahme vorzunehmen. Sämtliche trennenden anhebendenund zusammensetzenden Bewegungen können automatisch mit Hilfe einer einfachen, z.B. hydraulischen oder pneumatischen Hilfseinrichtung erfolgen.

Damit zwischen den beiden Scheiben 15, 16 an der Schere gemäß Fig. 7 zwei Scherstellen vorliegen, müssen drei Bedingungen erfüllt sein:

Zunächst muß die Länge des Zylinders mit dem kleineren Radius an der einen Scheibe 16 gleich dem Unterschied zwischen den größeren und kleineren Radien an der anderen Scheibe 15 sein.

Zweitens muß i.ie folgende Gleichung erfüllt sein:

b = /R₁ ² - a²

worin bedeuten: b= Abstand zwischen den beiden Ebenen der Drehachsen der Scheiben,

R-= Radius des kleineren Zylinders der einen Scheibe 16,

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a = kürzester Abstand zwischen der Drehachse der einen Scheibe 16 und der nahen Seite der anderen Scheibe -15.

Drittens muß die Gleichung erfüllt sein, daß

ist. Darin bedeuten:

R~ = größter Radius von einer der Scheiben, c = Abstand zwischen der Drehachse der einen Scheibe 16 und der nahen Seite der anderen Scheibe 15 mit dem größeren Radius, und

b = Abstand zwischen den parallelen Ebenen,in denen die Drehachsen der beiden Scheiben 15, 16 liegen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Innerhalb des Schutzbereiches der nachfolgenden Ansprüche können vielmehr zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden.

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Claims

261H142 - 10 Patentansprüche

1.J Schere zum Abscheren von gewalztem Metall, ins-3esondere einem Draht, das mit hoher Geschwindigkeit läuft, mit zwei sich drehenden und zum Abtrennen des gewalzten Metalls überlappenden Schneidkörpern in Form von kreisförmigen Scherscheiben, deren Ebenen unter einem Winkel zueinander stehen, und mit einer Einrichtung zur Schaffung einer Relativbewegung zwischen dem gewalzten Metall und den Scherscheiben zur Durchführung des Abschervorganges, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Ebenen der Scherscheiben (2,3; 15,16) ein rechter Winkel ist,und daß ein schmaler Bereich der Umfangsoberflache von einer Scherscheibe (2;15) durch einen schmalen Bereich von einer seitlichen Oberfläche der anderen Scherscheibe (3;16) überdeckt ist, so daß sich die beiden Scherscheiben an dieser Stelle zum Abscheren des gewalzten Metalls einander überlappen.

2. Schere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der beiden Scherscheiben (2,3? 15,16) relativ in der Richtung versetzt sind, in der sich das gewalzte Metall (7,8;17-19) durch die Schere bewegt.

3. Schere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherscheiben (2,3; 15,16) zylindrisch sind.

4. Schere nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scherscheibe (15,16) die Form von einer Vielzahl von koaxialen Zylindern hat, die terrassenförmig aufeinander angeordnet sind.

5. Schere nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Scherscheiben mit einer Umfangsgeschwindigkeit drehbar sind, die größer als die Geschwindigkeit des gewalzten Metalls durch die Schere ist.

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6. Schere nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherscheiben (15, 16) an Ständern (20a, 20b) angeordnet sind, die relativ zueinander an jeder Seite des Weges des gewalzten Metalls bewegbar sind.

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