(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向き合う２個のドラム（１，２）上に配置された少なくとも１個のカッター（７）が切断エッジすなわち切刃（８）を備え、この切刃が切断すべき圧延鋼板（９）の送り速度で加速可能であり、ドラム（１，２）が切断位置または開放通過位置への別々に制御可能な圧下装置を備えている、圧延鋼板を幅方向分割するための高速シャーにおいて、
ドラム（１，２）が、開放位置と閉鎖位置において、その外周に形成された歯（３，４）によって互いにかみ合って同期し、開放位置において大きな歯面遊びがあるときに同期がまだ保証され、切断位置において実質的に歯面遊びなしに歯がかみ合うように、歯（３，４）が形成されていることを特徴とする高速シャー。
【請求項２】
前記歯（３，４）がインボリュート歯（５，６）として形成されていることを特徴とする請求項１記載の高速シャー。
【請求項３】
一方のドラム（２）が固定された支承部（１０）を備え、他方のドラム（１）が圧下可能な支承部（１１）を備え、この支承部の圧下装置が制御駆動可能な偏心支承部材（１２）によって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の高速シャー。
【請求項４】
両ドラムが歯車装置（１３）によって互いに同期可能で動力で圧下可能な偏心支承部材（１２）を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の高速シャー。
【請求項５】
一方のドラムが電動機による回転駆動装置を備え、他方のドラム（２）がブレーキを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の高速シャー。
【請求項６】
ドラム開放位置における、カッター（７，７′）と鋼板（９）との不所望な接触を回避するために、鋼板が正確に水平な姿勢で案内され、かつ引張り応力を加えた状態で駆動ローラおよび／または案内ローラ（１４，１４′）によって搬送されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の高速シャー。
【請求項７】
両ドラム（１，２）をロックした後で、鋼板走入のため充分に大きな開口を生じるために、固定支承されたドラム（１）が、液圧手段（１６，１６′）によってその支承部（１０）から取り出し可能にまたは外すことができるように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の高速シャー。
【請求項８】
歯車（３〜６）の１つが、半径方向に分割され、かつねじりばねで、噛合する相手方方向へ初期応力を加えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の高速シャー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに向き合う２個のドラム上に配置された少なくとも１個のカッターが切断エッジすなわち切刃を備え、この切刃が切断すべき圧延鋼板の送り速度で加速可能であり、ドラムが切断位置または開放通過位置への別々に制御可能な圧下装置を備えている、特に薄い圧延鋼板を幅方向分割するための高速シャーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記種類のドラムシャーは例えばドイツ連邦共和国特許第４７５５１２号公報によって知られている。このドラムシャーの場合には、カッターがレバーを介してドラムに枢着され、ドラム軸に固定されたカムディスクと協働して、カッターが半径方向に旋回しないで、互いに平行にかつ圧延材に対して直角に移動可能である。この場合、圧延材は固定されたシャーの場合のように、普通の垂直なシャー切り口で切断される。
【０００３】
このドラムシャーの場合、円軌道に沿って回転するカッター装置を備えたドラムシャーと類似して、針状のまくれの形成が充分に回避されず、切断すべき材料の切り落としがしばしば不完全である。
【０００４】
米国特許第５，２０７，１３８号明細書は、上側のカッタードラムと下側のカッタードラムを備えた、鋼板材料を幅方向分断するための高速シャーを開示している。このカッタードラムは液圧シリンダを使用して圧下装置によって間隔をつめられ、そしてドラムの周速が分断すべき圧延鋼板の供給速度に一致するまで回転加速される。その後で、ドラムは切断位置にもたらされ、鋼板を切断する。ドラムは分岐装置を介してモータによって駆動される。この場合、分岐装置は電子的な回転−位置−センサを備えている。このセンサは、コントロール装置を介してカッターが協働する切断位置にもたらされるや否や、両ドラムの圧下運動を生じる。この公知のシャーは運転のために、駆動要素、伝動要素、伝送要素、制御要素および圧下要素のコストが比較的に高い。
【０００５】
圧延鋼板を幅方向分割するための他の高速シャーがドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８０９３１３号公報に記載されている。これは最小鋼板厚さの場合に３０ｍ／秒までの鋼板速度で良好な切断結果を生じるためのシャーの構造に関する。シャーの一方のドラムは揺動体に支承され、圧下装置が切断運動を生じる駆動装置と、この駆動装置と揺動体の間に配置された支持要素とからなっている。支持要素は切断を生じる作用位置に短縮可能である。切断工具は一方のドラム上にたがねとして形成され、他のドラム上にアンビルとして形成されているかまたはアンビルとして作用する外周壁範囲として形成されている。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２６５４８６６号公報は、ストランド状の圧延材のための回転ドラムシャーを開示している。この回転ドラムシャーは、両ドラムを連結する力伝達装置を備えたドラム回転装置と、シャーブレードの接線方向速度が材料の走行速度と同期するような速度でドラムを連続回転駆動するための駆動装置とを備えている。シャーは開放通過位置と第２の切断位置の間でシャードラムを調節するための第２の駆動装置を有するドラム調節装置を備えている。シャーは更に、調節装置のモータのための制御装置を備えている。この制御装置は第１のシャー動作で、第１の位置から切断位置にシャードラムを始動させ、開放位置への戻りを惹起する。この場合、圧下モータは停止する。
【０００７】
更に、第１と第２のシャードラムは２：３の直径比を有し、第１のドラムの３回転が第２のドラムの２回転になるように変速され、その都度第１のドラムが６回転した後でおよび第２のドラムが４回転した後切断のために当接するようにドラム調節装置が制御される。
【０００８】
このシャーの場合、伝動技術的な要素と、制御装置と、いろいろな駆動装置と、調節装置のコストが非常に高くつき、滑らかでまくれのない鋼板の切断を達成すべきときには、特にカッターのきわめて正確な切断位置のために、遊びのない高コストの伝動要素を必要とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術水準から出発して、本発明の根底をなす課題は、上記の難点と技術的限界に打ち勝ち、特に切断時にカッターの正確な位置が要求される場合にドラムの同期のための構造を簡単化することができる、鋼板、特に薄い鋼板のための高速ドラムシャーを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の上位概念に記載した種類の高速シャーにおいて、本発明によって、ドラムが、開放位置と閉鎖位置において、その外周に形成された歯によって互いにかみ合って同期し、開放位置において大きな歯面遊びがあるときに同期がまだ保証され、切断位置において実質的に歯面遊びなしに歯がかみ合うように、歯が形成されていることによって解決される。
【００１１】
そのために、前記歯がインボリュート歯として形成されていると有利である。
【００１２】
この手段により、間隔を広げたドラム開放位置でも近接した切断位置でも、両ドラムの持続的な同期によって、回転運動を両ドラムに伝達するために必要な二重自在継手軸を備えた一層正確な分岐装置が不要であり、それによってその他の普通の構造要素の多大な設備コストが節約される。なぜなら、両ドラムが開放位置でも閉鎖位置でも、ドラム軸に装着された歯車を介して機械的に同期させられ、そのためにインボリュート歯が適切に形成されているからである。その際、閉鎖位置で、歯の正しい歯面遊びが強制的に生じ、正確なカッター遊びを生じるために、この閉鎖位置でのみ正しい歯面遊びが必要である。開放位置での軸間隔の増大によって、歯面遊びが必然的に増大するがしかし、インボリュート歯の歯面遊びが増大しても、必要な空転トルクを伝達するために、同期が保証される。
【００１３】
本発明の実施形では、一方のドラムが固定された支承部を備え、他方のドラムが圧下可能な支承部を備え、この支承部の圧下装置が好ましくは制御駆動可能な偏心支承部材によって形成されている。両ドラムがモータで圧下可能でありかつ歯車装置によって互いに同期可能な偏心支承部を備えていると有利である。
【００１４】
更に、両ドラム、すなわち駆動ドラムとしての一方のドラムと駆動されるドラムとしての他方のドラムを、できるだけ小さな歯面遊びで駆動するために、一方のドラムは電動機による回転駆動装置を備え、他方のドラムはブレーキ、好ましくは電気式ブレーキを備えている。
【００１５】
他の実施形は従属請求項に記載されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細、特徴および効果は、図に略示した若干の実施の形態の次の説明から明らかである。
【００１７】
図１のａは対のドラム１，２の歯を概略的に示している。このドラムのうち、ドラム２，２′は固定支承部１０，１０′に支承されている。ドラム１，１′は例えば偏心ブッシュ１２，１２′（図４）によって支承間隔を変更可能に配置されている。
【００１８】
図１のａの対の歯車３，４は歯車３を持上げた状態、すなわち開放位置にあり、基礎円Ｆと歯先円Ｋと転がり円Ｗによって示してある。
【００１９】
図１のｂには、切断隙間内で切込み送りされた、切断位置にある歯車３′，４′を示している。その際、基礎円が互いに近接し、転がり円が公知の如く摩擦連結的に互いに転動する。
【００２０】
図２のａとｂは、カッター７，７′が割り当て可能なカッター位置にある同じ状況を示している。図２のａの開放位置では、鋼板９はカッター７，７′の間の開放したカッター隙間を非接触通過し、図２のｂでは鋼板は公知のごとく互いにオーバーラップするカッター７，７′によって切断される。
【００２１】
図３のａ，ｂはインボリュート歯を有する１対の歯車のかみ合いを部分的に示し、図３のａは切断位置におけるかみ合いを示し、図３のｂは開放位置における歯のかみ合いを示している。その際、基礎円Ｆと転がり円Ｗと歯先円Ｋは一点鎖線で示してある。図示から判るように、ドラム１，２は図３のｂの開放位置と図３のａの切断位置において、それに形成された歯３，４によってかみ合って互いに同期回転し、そのために、図３のｂから判るようにドラム１，２の開放位置で歯面遊び（バックラッシュ）が大きい場合に同期がまだ保証されるように、歯３，４が形成されている。これに対して、図３のａに示す閉鎖位置では、実質的に歯の歯面遊びなしに歯がかみ合う。その際、図３のｂに示した開放位置では転がり円Ｗが図３のａに示した閉鎖位置よりも基礎円Ｆから離れていることが判る。少なくとも開放位置における同期は、その都度少なくとも１対の歯のかみ合いによって保証される。
【００２２】
更に、開放隙間が比較的に大きいことが図示から判る。これは、鋼板ヘッドがやや上方に曲げられている場合でも、例えば１〜４ｍｍの厚さの圧延鋼板を、切断ドラムの間の開放隙間を非接触通過案内するのに充分である。
【００２３】
図４には、平面Ａ−Ａに沿った高速シャーの図６の断面が示してある。高速シャーはカッタードラム１，２を備えている。このカッタードラムの軸１８，２０は回転可能な偏心ブッシュ１２，１２′内で転がり軸受によって間隔調節移動可能である。カッタードラムは常時かみ合う対の歯車３，４によって互いに回転同期している。その際、下側の歯車４は半径方向に分割され、ねじりばねによって（回転弾性的に）予備付勢されている。それによって、トルク伝達時に歯面が係合解除されることが完全に回避される。
【００２４】
図４では、圧下装置が各々の軸１８，２０のために同じような偏心ブッシュ１２，１２′を備えているので、圧下装置の特別な構造が示してある。この偏心ブッシュは共通の歯車装置１３，１３′を介して別個の歯によって互いに同期連結されている。偏心ブッシュは調節駆動装置１７，１７′によってその偏心位置に調節される。ドラム１，２の調節位置とカッター位置との間の同期はそれ自体公知の方法で制御装置によって実現可能である。
【００２５】
更に、シャーの適当な実施形の場合には、鋼板走入のため充分な大きさの開口を生じるために、両ドラム１，２をロックした後で、固定支持されたドラム１がその支承部１０，１０′（図１のａ，ｂ）から液圧手段１６，１６′によって持上げ可能である。
【００２６】
図５は、液圧装置１６，１６′と自在継手を接続した主駆動軸１８を示すシャーの平面図である。
【００２７】
図６は、ローラテーブル１９に供給され切断される瞬間の圧延鋼板９を示すシャーの側面図である。
【００２８】
開放したドラム位置でのカッター７，７′と鋼板９との間の不所望な接触を回避するために、鋼板９はその水平な姿勢で正確に案内され、ドラムの前後の駆動ローラまたは案内ローラ１４，１４′によって引張り緊張下で切断ドラム１，２に搬送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは開放位置にある対のドラムの歯を概略的に示す図、ｂは閉鎖位置にある対のドラムの歯を概略的に示す図である。
【図２】ａは開放したカッター隙間を示す図、ｂは切断位置にあるカッターを示す図である。
【図３】ａは切断位置にあるインボリュート歯のかみ合いを示す図、ｂは開放位置にあるインボリュート歯のかみ合いを示す図である。
【図４】本発明による高速シャーの断面図である。
【図５】図４のシャーの平面図である。
【図６】ローラテーブルとドライバを備えたシャーの側面図である。
【図７】図６のシャーの歯車装置の概略的な断面図である。
【符号の説明】
１                        ドラム
２                        ドラム
３                        歯車
４                        歯車
５                        インボリュート歯
６                        インボリュート歯
７                        カッター
８                        切刃
９                        圧延鋼板
１０                      固定された支承部
１１                      圧下可能な支承部
１２                      偏心支承部
１３                      歯車装置
１４                      ドライバ
１６                      液圧シリンダ
１７                      調節駆動装置（偏心軸受）
１８                      主駆動軸
１９                      ローラテーブル
２０                      軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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