Tafelscheren – Das hat nichts
mit Schokolade zu tun
Die
Tafelscheren oder auch Schlagscheren genannt gehören in den Bereich der trennenden
Fertigungstechnik. Als Bearbeitungsverfahren ist, wie der Name Schere schon
andeutet, nur das Schneiden von Material definiert.
Aufbau und Funktionsweise von
Tafelscheren
Der
Schnitt ist bei der klassischen Tafelschere ein gerader Schnitt. Der Aufbau und
die Funktionsweise ist in der Regel in vertikaler Bauweise ausgeführt. Die
Hauptbestandteile einer Tafelschere sind Scherentisch, Tafelscherenrahmen, Untermesserbalken
mit Untermesser, Obermesserbalken mit Obermesser, Anschläge, Niederhalter und
der Antrieb. Der Antrieb erfolgt in der Regel mittels eines oder mehrerer Hydraulikzylinder
welche den Obermesserbalken samt Obermesser vertikal auf und ab bewegen. Die
Hydraulikzylinder können dabei den Obermesserbalken direkt angreifen oder die
Bewegung des Obermesserbalkens erfolgt über einen Kniehebel. Der
Obermesserbalken ist samt des Messers im Rahmen der Tafelschere geführt.
Der
Schnitt erfolgt in dem Moment, wenn das Obermesser an dem Untermesser
vorbeifährt. Die Messer berühren sich nicht, müssen aber auf einen definierten
Spalt eingestellt sein. Der Spalt, oder auch Schneidspalt genannt, muss bei
einer Tafelschere beim Schneiden von Stahl ca. 10% der zu schneidenden
Materialstärke betragen. Der Schneidspalt variiert von Material zu Material.
Durch den Schneidspalt kann auch die Qualität des Schnittes beeinflusst werden.
Je enger der Spalt, je höher ist die notwendige Schneidkraft. Die von
Herstellern angegebenen Einstellwerte stellen nur Empfehlungen dar und müssen
in der Regel von Betreibern optimiert werden. Der Schnittspalt wird mit
abnehmender Materialdicke des zu schneidenden Materials immer kleiner. Er kann
auch gegen Null gehen, es muss aber verhindert werden, dass die Messer
überlappen. Dann sind Messerausbrüche kaum zu vermeiden. Von Papierscheren ist
der Effekt bekannt, dass die Schneidkanten der Messer während des Schnittes
aneinander vorbeigleiten.
Das
zu schneidende Material befindet sich während des Schnittes zwischen Ober- und
Untermesser in horizontaler Lage. Da die Messer während des Schnittes auf das
zu schneidende Material ein Drehmoment ausüben, muss dieses Moment abgefangen
werden. Auf der einen Seite stützt sich das Material auf dem Scherentisch ab,
auf der anderen Seite verhindert ein Niederhalter das Abheben des Materials
beim Schnitt. Der Niederhalter spannt das Material während des Schnittes
kraftschlüssig.
Das
Untermesser einer Tafelschere ist horizontal angeordnet. Das Obermesser ist
schräg angeordnet. Diese Schräge liegt im Normalfall zwischen 1° und 3°. Je
schräger das Messer der Tafelschere angeordnet ist, je geringer ist die
Schnittkraft. Aber der durchzuführende Hub des Obermesserbalkens steigt mit der
Erhöhung des Schnittwinkels. Auch die Gefahr einer bleibenden Verformung des zu
schneidenden Materials nach dem Schnitt steigt mit der Größe des Schnittwinkels.
Ein
weiterer Parameter für einen rechtwinkeligen Schnitt ist, dass sich die beiden
Messer nicht parallel aneinander vorbeibewegen, sondern das Obermesser durch
einen Freiwinkel angestellt ist. Ein sinnvoller Freiwinkel beträgt ca. 1,5°
(für Metalle). Je dicker das zu schneidende Material ist, um so wichtiger ist
die Wahl des richtigen Freiwinkels.
Variantenreichtum von Tafelscheren
und Schlagscheren
Im
Metallbereich sind die Tafelscheren für größere Materialstärken, wie schon
beschrieben mit hydraulischen Antrieben versehen. Aus dem Papier- und
Folienbereich sind auch manuell betätigte Schlagscheren bekannt. Bei etwas
höherem Kraftaufwand sind auch pneumatische oder elektrische Antriebe denkbar.
Für
die Bearbeitung großer und kleiner Werkstücke sind die Tafel- bzw. Schlagscheren
in unterschiedlichen Größen- und Leistungsstufen erhältlich. Eine Variante ist
die Breite, die von einer Messerlänge von 100 mm bis zu Breiten über 10 m
reichen kann. Die Materialdicke des zu schneidenden Materials reicht von
wenigen Micrometern bis zu Dicken von über 200 mm. Bei kurzen Messerlängen und
großen Materialstärken mutiert die Tafelschere zur Knüppelschere oder
Profilschere.
Die
Varianz von Tafelscheren weitet sich natürlich auch auf das Material aus. Die
bekanntesten Tafelscheren sind die für Metalle, Pappen oder Kunststoffe.
Weitere
Bauformen von Scheren, die im weitesten Sinne auch wie Tafelscheren arbeiten,
sind:
-
Schwingschere (kreisförmige Bewegung des Obermesserbalkens)
-
Kniehebelscheren
-
Schopfscheren
-
Rotierende Scheren (Messerbalken oben und unten bewegen sich auf
Exzentern)
-
Fliegende Scheren (Schere ist auf einem Schlitten montiert)
Rotierende
und fliegende Scheren werden in Querteilanlagen für den Schneidprozess
eingesetzt.
Die Messer – der harte Kern einer
Schere
Gehärtete
und geschliffene Schneiden sind die Merkmale eines Messers. Der Werkstoff ist
zum Erreichen der notwendigen Härte ein Werkzeugstahl. Ein gutes Messer kann
mehrmals nachgeschliffen werden, bevor es komplett verschlissen ist. Das
Schleifen kann auf normalen Flachschleifmaschinen erfolgen.
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