Funktionsweise einer Schere

Alternative zur altbekannten Schere

Jeder hat sie, jeder kennt sie, doch wie funktioniert eine Schere nun genau?

Im Prinzip besteht eine Schere aus einer einseitig geschliffenen Klinge, die gegen eine geschärfte zweite Klinge oder alternativ gegen eine stumpfe Schneidkante geführt wird. Ein Material, das sich dazwischen befindet, wird zwischen den Klingen bzw. zwischen Klinge und Kante abgeschert; Ursache ist hierfür der resultierende Druck durch die Scherenklinge auf das zu trennende Material. Die Klinge der Schere tritt zunächst in das Material ein, bevor diese tatsächlich schneidet. Der verbliebene Querschnitt wird letztlich abgeschert.

Es lassen sich demnach mehrere Scheren voneinander abgrenzen. Man unterscheidet solche mit zwei beweglichen Klingen und solche mit nur einer beweglichen Klinge.

Zu der erstgenannten Gruppe gehören beispielsweise die in jedem Haushalt üblichen Universalschneren, dabei bewegen sich die drehbar auf einer Achse überkreuz gelagerten Klingen gegeneinander. Auch der Skil Akku-Universalschneider 2900 AJ oder die oben gezeigte Batavia Akkuschere arbeitet mit dieser Technik.

Zu den Scheren mit nur einer beweglichen Klinge zählen die Amboss-Scheren, zu denen viele Astscheren zählen. Bei der Ambossschere trifft die Klinge mittig auf eine flache Fläche auf. Diese Scheren sind streng genommen nicht zu den Scheren zu zählen, da das Schnittgut ähnlich eines Messers durch Quetschkräfte getrennt wird. Auch die Tafelscheren, z.B. die Handhebelschere der Firma DEMA sind zu dieser Gruppe zu zählen. Zu guter Letzt sind auch die Rollenscheren zu nennen, da viele Universalschneider, z.B. der Bosch Xeo nach diesem Prinzip arbeiten. Bei diesen Scheren erfolgt das Scherschneiden zwischen einer kreisscheibenförmigen, rotierenden Klinge und einer feststehenden Schneidkante. Eingesetzt werden nach diesem Prinzip arbeitende Scheren u.a. für den Zuschnitt von Folien, Blech und Kartonagen.

 

Doch wie viel Kraft (Schneidkraft) wird nun zum Schneiden des Werkstücks mit einer Schere benötigt?

Die aufzuwendende Kraft beim Scherenschnitt ist einer der Hauptgründe, warum elektrische Blechscheren, z.B. Akku Blechscheren zunehmend an Beliebtheit gewinnen.

Die aufzubringende Kraft, z.B. beim Blech schneiden, ist maßgeblich vom zu schneidenden Material und der Schnittfläche determiniert.

Die Schnittfläche / Scherfläche S ist eine Funktion der Schnittlänge L und der Materialstärke d.

S = L * d

Die relevante Kenngröße des Materials, die sich auf den „Schnittwiderstand“ auswirkt ist die maximale Scherfestigkeit τmax, die sich aus der maximalen Zugfestigkeit Rm,max ergibt.

τmax = 0,8 * Rm,max

Die benötigte Schneidkraft ergibt sich schließlich zu:

F = S * τmax

Nachstehende Tabelle zeigt typische Werte für die Zugfestigkeit (Rm,max) verbreiteter Materialien.

Zugfestigkeiten der verbreitetsten Konstruktionsmaterialien
Werkstoff Zugfestigkeit [N/mm²]
Stahl (S235JR) 340 – 470
Titan (Ti) 235
Aluminium (Al) 45
Magnesium (Mg) 116
Nickel (Ni) 370
Kupfer (Cu) 200
Chrom (Cr) 370

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