Blechschere

Eine Blechschere schneidet Blech und Platten zwischen zwei gehärteten Stahlmessern, die mit sehr kleinem Spalt aneinander vorbeigleiten. Bei der Tafelschere bewegt sich ein langes, leicht schräg gestelltes gerades Messer in Führungen an einem festen Messer vorbei und schneidet die ganze Breite einer Tafel. Metallscheren stehen im frühen 12. Jahrhundert in der Werkzeugliste einer Werkstatt, und dampfgetriebene Schermaschinen wurden in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts in britischen Maschinenfabriken gebaut. Am 31. Januar 1843 erhielt George Thorneycroft aus Wolverhampton ein Patent auf eine Schere für breite Eisenbleche, deren schräges Obermesser, von Exzentern bewegt, in geraden Führungen lief.

Was es ist

Eine Blechschere schneidet Blech oder Platten aus Metall entlang einer geraden Linie zwischen zwei Messern. Die Messer gleiten Fläche an Fläche mit nur sehr kleinem Spalt aneinander vorbei, wie die beiden Hälften einer Schere, und treffen nicht Schneide auf Schneide wie ein Meißel auf dem Amboss. Die Handblechschere schneidet dünnes Blech mit der Kraft einer Hand. Die Hebelschere ist an einer Werkbank oder einem Klotz befestigt und wird mit einem langen Hebel bedient. Schermaschinen, angetrieben von einer Handkurbel, einer Dampfmaschine und später von Elektromotoren und Hydraulikzylindern, schneiden Platten aus Eisen und Stahl.

Die Tafelschere schneidet die ganze Breite einer Tafel mit einem Hub. Ein langes Untermesser ist waagerecht an der Kante des Tisches befestigt. Das Obermesser ist an einen schweren Messerbalken geschraubt, der in Führungen der beiden Seitenständer auf und ab gleitet, sodass er sich nur geradlinig am Untermesser vorbeibewegen kann. Bei der Schere für breite Eisenbleche, auf die George Thorneycroft am 31. Januar 1843 ein Patent erhielt, trug nach der Beschreibung von Charles Holtzapffel (1846) eine Welle über dem Balken drei Exzenter, einen an jedem Ende und einen in der Mitte, und drei Pleuel verbanden sie mit dem Balken. Jede Umdrehung der Welle zog den Balken für einen Schnitt herab und hob ihn wieder an.

Wie es funktioniert

Wenn das Obermesser herabkommt, drückt es das Blech gegen die Kante des Untermessers. Das Metall biegt sich zuerst ein wenig und rundet sich an der Oberkante. Dann dringen die Messer von beiden Seiten ein, und das Metall wird abgeschert: Es gleitet in einer dünnen Zone zwischen den beiden Kanten an sich selbst entlang. Bevor die Messer ganz hindurch sind, beginnen an beiden Kanten Risse, die ins Metall laufen, und wenn sie sich treffen, fällt der Streifen ab.

Eine Scherkante: der Kanteneinzug, das vom Messer geriebene Glattschnittband, die Bruchzone und der Grat.

Eine Scherkante zeigt diese Stufen übereinander. Oben liegt der Kanteneinzug, darunter ein glattes, glänzendes Band, wo das Messer am Metall gerieben hat, dann ein raues Band, wo das Metall gerissen ist, und unten ein kleiner scharfer Grat. Der Abstand zwischen den Messern, der Schneidspalt, bestimmt die Form dieser Kante. Er beträgt einen kleinen Bruchteil der Blechdicke und ist bei härterem und dickerem Metall größer. Ein zu großer Spalt rundet und verzieht die Kante und vergrößert den Grat; ein zu kleiner Spalt lässt die Risse aneinander vorbeilaufen und hinterlässt einen doppelten Schnitt.

Das Obermesser einer Tafelschere ist leicht schräg zum Untermesser gestellt, sodass es an einem Ende ins Blech eintritt und der Schnitt am Messer entlangläuft, wie zwischen den Hälften einer Schere. In jedem Augenblick wird nur ein kurzes Stück Metall geschnitten, und das braucht viel weniger Kraft, als die ganze Länge auf einmal zu trennen. Ein steilerer Schnittwinkel senkt die Kraft, aber das abgeschnittene Stück biegt und verdreht sich stärker, deshalb hält man den Winkel klein. Weil der Balken in geraden Führungen läuft, behalten die Messer von einem Ende des Schnitts zum anderen denselben kleinen Spalt.

So geht’s

Bei dieser Übung schneidet man mit einer Handblechschere Streifen aus weichem Aluminiumblech und betrachtet die Schnittkante. Man braucht eine Handblechschere mit geraden Schneiden, ein weiches Aluminiumblech von etwa 0,5 mm Dicke, wie es für Dachanschlüsse oder den Modellbau verkauft wird, ein Stahllineal, einen Filzstift, eine feine Flachfeile, eine Lupe, eine alte Papierschere mit Schraube im Gelenk, ein Blatt Papier, schnittfeste Handschuhe und eine Schutzbrille.

Die Schere folgt der Linie; der schmale Streifen rollt sich unter den Messern ein, während das Blech eben bleibt.

Ziehen Sie mit Lineal und Filzstift eine Linie 2 cm von einer Kante des Aluminiums entfernt. Ziehen Sie Handschuhe und Brille an. Halten Sie das Blech flach auf der Werkbank, der schmale Streifen ragt über die Kante. Öffnen Sie die Schere weit und setzen Sie die Linie tief in die Backen, nahe am Gelenk, wo die Kraft am größten ist. Schließen Sie die Messer, ohne die Spitzen ganz zusammenzuführen, öffnen Sie wieder, rücken Sie vor und schneiden Sie weiter, damit der Schnitt ohne kleine Stufen weiterläuft. Der schmale Streifen rollt sich nach unten, das breite Blech bleibt eben. Betrachten Sie die Schnittkante mit der Lupe: Sie sollten den Kanteneinzug, ein glänzendes Band und ein matteres gerissenes Band sehen und auf einer Seite einen Grat fühlen. Entfernen Sie ihn mit ein paar Feilstrichen entlang der Kante.

Um zu sehen, was der Spalt bewirkt, lockern Sie die Schraube der alten Papierschere um eine Umdrehung und schneiden Sie das Papier. Wo die Messer auseinanderweichen, knickt das Papier zwischen ihnen ein, statt geschnitten zu werden. Ziehen Sie die Schraube wieder an, und der Schnitt ist sauber.

Sicherheit. Frisch geschnittene Aluminiumkanten und ihre Grate sind scharf wie ein Messer: Tragen Sie die Handschuhe, feilen Sie jede Kante, die Sie anfassen werden, und sammeln Sie die Abschnitte sofort ein.

Geschichte und Entwicklung

Scheren zum Schneiden von Metall sind unter alten Funden selten. Flinders Petrie, der 1917 die Werkzeuge des Altertums zusammenstellte, kannte nur ein römisches Paar zweihändiger Metallscheren, aus Mainz, und ein angelsächsisches. In seinem im frühen 12. Jahrhundert geschriebenen Traktat über die Künste zählt der Mönch Theophilus die Werkzeuge einer Metallwerkstatt auf. Unter den vielen Zangen finden sich große und kleine Schneidscheren aus zwei Teilen, die durch eine Niete verbunden sind.

Eine Loch- und Schermaschine: ein einziger, von einem Exzenter bewegter Stößel locht unten und schert oben das Blech.

In den Maschinenfabriken des frühen 19. Jahrhunderts übernahmen Maschinen die Arbeit. Charles Holtzapffel schrieb in seinem Handbuch von 1846, die ersten Schermaschinen seien kaum mehr gewesen als vergrößerte Hebelscheren: ein schwerer Hebel an einem Drehpunkt, mit einem Messer nahe am Drehpunkt, von einem Exzenter oder einer Nocke gehoben und gesenkt, die die Dampfmaschine antrieb. Richard Roberts aus Manchester, der sein Handwerk bei Henry Maudslay in London gelernt hatte, baute solche Maschinen für Kesselschmiede, die Eisenbleche scheren und Reihen von Nietlöchern hineinstanzen mussten. Er änderte den Winkel der Messer, sodass das Blech nicht mehr aus ihnen herausglitt, und baute dann eine kompakte Maschine, bei der ein einziger, von einem Exzenter bewegter Stößel unten einen Lochstempel und oben ein Schermesser trug. Darin näherten sich die Messer geradlinig statt auf einem Bogen. Holtzapffel vermerkte, dass diese Messer über ihre Länge abgeschrägt waren, damit sie an einer Kante zu schneiden begannen, was das Werkstück am Herausgleiten hinderte und es kaum krümmte. Am 31. Januar 1843 ließ George Thorneycroft aus Wolverhampton eine Maschine patentieren, die diesen geradlinigen Schnitt mit einem langen, in Führungen laufenden Obermesser auf die ganze Breite einer Tafel ausdehnte. Eine deutsche Fachzeitschrift druckte ihre Beschreibung noch im selben Jahr, und Holtzapffel beschrieb sie in seinem Handbuch. Tafelscheren für Stahlbleche werden heute von Elektromotoren oder hydraulischen Zylindern angetrieben.