DE10152778A1

DE10152778A1 - Schneidmittel

Info

Publication number: DE10152778A1
Application number: DE10152778A
Authority: DE
Inventors: Bernward Bruns
Original assignee: Kurtz Altaussee Altaussee GmbH
Current assignee: Kurtz Altaussee Altaussee GmbH
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein seil- oder drahtförmiges Schneidmittel (1), insbesondere für eine Schneidanlage zum Zerteilen von Kunststoffschaumblöcken. Dabei weist das Schneidmittel (1) an seiner Oberfläche eine Vielzahl an Vorsprüngen zur Erhöhung der Abtragswirkung auf. DOLLAR A Erfindungsgemäß zeichnet sich das Schneidmittel (1) dadurch aus, dass die Vorsprünge durch Kanten (2) im Wesentlichen prismenförmiger Erhebungen (3) gebildet werden, die einstückig im Bereich der Oberfläche an das Schneidmittel (1) angeformt sind. Die Längsachse der prismenförmigen Erhebungen (3) schließt dabei einen spitzen oder rechten Winkel (alpha) mit der Längsachse (4) des Schneidmittels (1) ein. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Schneidmittel ist bei hoher Schneid- bzw. Abtragsleistung und gleichzeitig geringem Durchmesser besonders robust und widerstandsfähig und lässt sich außerdem mittels des ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahrens besonders kostengünstig produzieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein seil- oder drahtartiges Schneidmittel, insbesondere zum Einsatz in einer Schneidanlage zum Zerteilen von Kunststoffschaumblöcken, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schneidmittel der eingangs genannten Art kommen beispielsweise in Schneidanlagen zum Einsatz, um Blöcke aus Kunststoffschaum in einzelne Platten oder Profile zu zerlegen. Gattungsgemäße Schneidmittel werden hierzu im allgemeinen gatterartig nebeneinander in einem meist rechteckigen Schneidrahmen angeordnet und gespannt. Zum Zerteilen eines Kunststoffschaumblocks in einzelne Platten wird entweder der Schneidrahmen mit den Schneiddrähten durch den Kunststoffschaumblock hindurch oder aber der Kunststoffschaumblock durch den Schneidrahmen hindurch bewegt.
Um ein sauberes Schneidergebnis und hohe Vorschubgeschwindigkeiten zu erzielen, ohne dass die Schneiddrähte dabei mit übermäßigen Zugspannungen belastet werden, werden die Schneiddrähte üblicherweise mittels Stromdurchleitung elektrisch beheizt und/oder es werden sägeartige Relativbewegungen zwischen Schneidrahmen und Kunststoffschaumblock ausgeführt. Insbesondere bei solchen Schneidanlagen, die mit sägeartigen Hin- und Herbewegungen der Schneidmittel arbeiten, ist es im Sinne hoher Abtragsleistung und damit hoher Vorschubgeschwindigkeit sowie im Hinblick auf eine ausreichende Kapazität zur Abfuhr von Schneidstaub vorteilhaft, wenn die Schneidmittel bzw. Schneiddrähte keine glatte Oberfläche aufweisen, sondern vielmehr auf geeignete Weise mit einer aufgerauhten oder zerklüfteten Oberfläche versehen sind.
Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt, ein aus zwei oder mehr Einzeldrähten bestehendes seilartig verdrilltes Schneidmittel einzusetzen, das durch seinen Aufbau und seine Verdrillung eine zerklüftete Oberflächenstruktur besitzt, wodurch sich beim Schneiden der Platten die Abtragsleistung bzw. die Abfuhr von Schneidstaub aus dem Schneidspalt erhöhen lässt. Die durch Einsatz eines derartigen Schneidmittels erzielbaren Verbesserungen der Schneidleistung sind jedoch begrenzt, insbesondere da die Oberfläche eines seilartig verdrillten Schneidmittels zwar uneben, aber immer noch verhältnismäßig glatt ist und deshalb relativ leicht über den Kunststoffschaum hinweggleitet.
Auch ist es bekannt, Schneiddrähte zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit mit einem weiteren, sehr viel dünneren Draht ein- oder mehrlagig zu umspinnen, wodurch ein Schneidmittel mit einer extrem rauen Oberfläche erhalten wird. Zwar weist ein derartiges, mit einem feinen Draht umsponnenes Schneidmittel eine hohe Abtragsleistung und hohe Staubtransportkapazität auf. Dies muss jedoch durch extreme Staubentwicklung beim Schneiden von Kunststoffschaum erkauft werden, was insbesondere mit dem verhältnismäßig großen Durchmesser derartiger umsponnener Drähte und dem damit erzeugten, entsprechend breiten Schneidspalt zusammenhängt. Außerdem kann bei einem derartigen Schneidmittel der feine Draht, mit dem das Schneidmittel umsponnen ist, auch sehr leicht beschädigt oder durchtrennt werden, wonach dieses Schneidmittel in kürzester Zeit unbrauchbar wird und ausgewechselt werden muss.
Mit diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schneidmittel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei das Schneidmittel die genannten Nachteile nicht aufweist und bei sehr guter Schneidleistung und Standzeit gleichzeitig auch sehr kostengünstig produziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Schneidmittel nach der Lehre des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren nach der Lehre des Patentanspruchs 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Schneidmittel, das sich insbesondere zum Einsatz in einer Schneidanlage zum Zerteilen von Kunststoffschaumblöcken eignet, besitzt in an sich zunächst bekannter Weise an seiner Oberfläche eine Vielzahl an Ausbuchtungen oder Vorsprüngen, durch die die Abtragswirkung und Staubtransportkapazität beim Schneiden von Kunststoffschaumblöcken, insbesondere bei Vorliegen einer sägeartigen Relativbewegung zwischen Schneidmittel und Kunststoffschaumblock, erhöht wird. Erfindungsgemäß werden jedoch die Vorsprünge durch Kanten im Wesentlichen prismenförmiger Erhebungen gebildet, wobei die prismenförmigen Erhebungen einstückig im Bereich der Oberfläche an das Schneidmittel angeformt sind. Die Längsachse der prismenförmigen Erhebungen schließt dabei mit der Längsachse des Schneidmittels einen spitzen oder rechten Winkel ein.
Die dergestalt einstückige Anformung von prismenförmigen Erhebungen, die winklig gegenüber der Achse des Schneidmittels angeordnet sind, besitzt gegenüber den bekannten Ausführungen sägeartig rauher Schneidmittel insbesondere den Vorteil, hohe Abtragswirkung durch die Kanten der prismenförmigen Erhebungen mit niedriger Schadensanfälligkeit aufgrund der einstückigen Ausführung zu verbinden und zudem auch bei sehr dünnen Schneidmitteln anwendbar zu sein, was zu einem entsprechend dünnen und exakten Schneidspalt und zu geringer Staubentwicklung führt.
Sowohl die Abmessungen als auch die Anordnung der prismenförmigen Erhebungen an der Oberfläche des Schneidmittels sind dabei für die Erfindung zunächst nicht wesentlich, solange die Kanten der Erhebungen so verlaufen, dass sie bei einer sägeartigen Relativbewegung zwischen Schneidmittel und Kunststoffschaum eine schneidende oder schabende Abtragswirkung entfalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich jedoch zumindest eine prismenförmige Erhebung im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schneidmittels, wobei sie gleichzeitig schraubenlinienartig entlang der Mantelfläche des Schneidmittels gewunden ist. Eine dergestalt schraubenlinienartig geformte prismenförmige Erhebung besitzt insbesondere den Vorteil, leicht herstellbar zu sein und mit ihrem Eigenquerschnitt gleichzeitig zum tragenden Querschnitt des Schneidmittels beizutragen, wodurch die Zugspannungsbelastbarkeit, Widerstandsfähigkeit und Standzeit des Schneidmittels erhöht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind auf der Mantelfläche bzw. auf dem Umfang des Schneidmittels bevorzugt zwei bis acht, besonders bevorzugt vier bis sechs im Wesentlichen gleichartige prismenförmige Erhebungen schraubenlinienartig angeordnet. Durch die Anordnung einer Mehrzahl solcher Erhebungen an der Oberfläche des Schneidmittels wird insbesondere die Abtragsleistung des Schneidmittels weiter optimiert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidmittels, das sich insbesondere zum Zerteilen von Kunststoffschaumblöcken eignet, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

- Herstellung eines vorzugsweise gerade prismatischen Grundprofils mit im Wesentlichen polygonalem Querschnitt, insbesondere durch Walzen, Ziehen oder Pressen;
- Einspannen des Grundprofils im Bereich eines ersten Querschnitts; und
- Verdrehen eines zweiten Querschnitts des Grundprofils bis zur plastischen Verformung des Grundprofils von bevorzugt 0,01 bis 0,1 Umdrehungen pro Längen-Durchmesserquotient.

Dies bedeutet mit anderen Worten, dass ein zunächst in Form eines gerade prismatischen Grundprofils mit polygonalem Querschnitt vorliegendes bzw. hergestelltes Halbzeug beispielsweise an einem seiner beiden Enden eingespannt wird und durch Verdrehen des anderen Endes in die gewünschte Form überführt wird, in der das Profil eine Reihe schraubenlinienartig an seiner Oberfläche angeordneter prismatischer Erhebungen aufweist. Es hat sich dabei gezeigt, dass Schneidmittel mit optimalen Eigenschaften dann erhalten werden, wenn das gerade prismatische Grundprofil auf einer Länge, die zehn bis hundertmal seinem Durchmesser entspricht, jeweils um etwa eine Umdrehung verdreht und plastisch verformt wird.
Um eine möglichst hohe Standzeit des Schneidmittels in einer Kunststoffschaumschneidanlage zu erreichen, ist es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Schneidmittel nach dem Walzen, Ziehen oder Pressen und/oder nach dem Verdrehen einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Dabei kann die Wärmebehandlung insbesondere in Form einer Härtung des Schneidmittels erfolgen.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verdrehen des Grundprofils kontinuierlich im Durchlaufprinzip erfolgt, was vorzugsweise unmittelbar nach dem Walzen, Ziehen oder Pressen durchgeführt wird. Durch das Verdrehen des Grundprofils im kontinuierlichen Durchlaufprinzip wird insbesondere die Produktionsgeschwindigkeit bei der Herstellung des Schneidmittels erhöht. Das Verdrehen des Grundprofils im Durchlaufprinzip kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine durch das Zusammenwirken mehrerer profilierter Walzen gebildete, somit längsbewegliche Einspannung des Grundprofils zusammen mit einem Wickelkörper, auf den das Schneidmittel nach dem Verdrehen aufgewickelt wird, während der laufenden Produktion des Schneidmittels mit konstanter Drehzahl gemeinsam um die Längsachse des Grundprofils gedreht werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in schematischer seitlicher Ansicht ein Ausführungsbeispiel für ein Schneidmittel gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Schneidmittel gemäß Fig. 1;
Fig. 3 den Querschnitt durch das Grundprofil des Schneidmittels gemäß Fig. 1 und Fig. 2 vor dem Verdrehen.
In Fig. 1 ist lediglich schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein Schneidmittel dargestellt. Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 entnimmt man den beim dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen fünfeckig polygonalen Querschnitt des Schneidmittels mit den an der Oberfläche des Schneidmittels angeformten, anhand strichlierter Linie verdeutlichten prismenförmigen Erhebungen 3, welche die an der Oberfläche des Schneidmittels angeordneten Kanten 2 bilden.
Dadurch, dass die Kanten 2 der prismenförmigen Erhebungen 3 schraubenlinienartig entlang der Mantelfläche des Schneidmittels 1 verlaufen, schließen die Kanten 2 mit der Längsachse 4 des Schneidmittels 1 einen spitzen Winkel α ein, so dass bei sägeartigen Relativbewegungen zwischen dem Schneidmittel 1 und einem Kunststoffschaumblock aufgrund der eine Richtungskomponente quer zur Richtung der Sägebewegung aufweisenden Kanten 2 eine erhöhte Abtragswirkung entsteht. Zudem kann in den Vertiefungen 6, die sich zwischen den Kanten 2 befinden, der beim Schneiden entstehende Staub abgeführt werden, was sowohl der erzielbaren Vorschubgeschwindigkeit als auch der Schneidpräzision zugute kommt.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Grundprofil 5 gezeigt, aus welchem durch Verdrehen mit entsprechender plastischer Verformung das Schneidmittel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erzeugt wird. Das dargestellte Grundprofil 5 besitzt im ausgewählten Ausführungsbeispiel einen rotationssymmetrisch fünfeckigen Querschnitt, der sich beim Verdrehen aufgrund von durch Querdehnungseffekten hervorgerufenem Materialfluss in den angedeutet sternförmig fünfeckigen Querschnitt des Schneidmittels 1 verwandelt. Hierbei tritt zusätzlich der vorteilhafte Effekt auf, dass sich der Schneidwinkel der Kanten 2, ebenfalls aufgrund von Querdehnungseffekten bei der Materialverformung verringert, was mit anderen Worten nach dem Verdrehen zu schärferen Kanten 2 am fertigen Schneidmittel 1 führt.
In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des zu schneidenden Kunststoffschaums ist es selbstverständlich möglich, auch vollkommen andere als die genannten Querschnittsformen für das Grundprofil 5 des erfindungsgemäßen Schneidmittels 1 zu verwenden, ohne den Bereich der Erfindung dabei zu verlassen. Lediglich beispielshalber seien hier insbesondere noch sternförmige oder aber bandartig rechteckige Querschnitte genannt, aus denen sich beispielsweise Schneidmittel mit besonders hoher Abtragsleistung herstellen lassen.
Man erkennt im Ergebnis, dass es dank der Erfindung nun möglich ist, die Schneidleistung bzw. die Vorschubgeschwindigkeit von Kunststoffschaumschneidanlagen bei gleichzeitig sehr dünnem Schneidspalt zu erhöhen, ohne dass die aufwändig herzustellenden, versagensanfälligen und meist einen breiten Schneidspalt erzeugenden bekannten Schneidmittel, wie beispielsweise seilartige oder umsponnene Schneidmittel herangezogen werden müssen.

Claims

1. Seil- oder drahtartiges Schneidmittel (1), insbesondere für eine Schneidanlage zum Zerteilen von Kunststoffschaumblöcken, wobei das Schneidmittel (1) an seiner Oberfläche eine Vielzahl an Vorsprüngen zur Erhöhung der Abtragswirkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch Kanten (2) im Wesentlichen prismenförmiger Erhebungen (3) gebildet werden, die einstückig im Bereich der Oberfläche an das Schneidmittel (1) angeformt sind, wobei die Längsachse der prismenförmigen Erhebungen (3) einen spitzen oder rechten Winkel (α) mit der Längsachse (4) des Schneidmittels (1) einschließt.

2. Schneidmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine prismenförmige Erhebung (3) sich schraubenlinienartig im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schneidmittels (1) erstreckt.

3. Schneidmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche des Schneidmittels (1) verteilt zwei bis acht, besonders bevorzugt vier bis sechs schraubenlinienartige prismenförmige Erhebungen (3) angeordnet sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines Schneidmittels (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit folgenden Verfahrensschritten:

- Walzen, Ziehen oder Pressen eines einstückigen, vorzugsweise gerade prismatischen Grundprofils (5) mit im Wesentlichen polygonalem Querschnitt;

- Einspannen des Grundprofils (5) im Bereich eines ersten Querschnitts; und

- Verdrehen eines zweiten Querschnitts des Grundprofils (5) bis zu einer plastischen Verformung des Grundprofils (5) von vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Umdrehungen pro Längen-Durchmesserquotient.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundprofil (5) bzw. das Schneidmittel (1) nach dem Walzen, Ziehen oder Pressen und/oder nach dem Verdrehen einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehen des Grundprofils (5), vorzugsweise unmittelbar nach dem Walzen, Ziehen oder Pressen, kontinuierlich im Durchlaufprinzip erfolgt.