DE102011050601A1

DE102011050601A1 - Messer und Schneideinrichtung sowie Verfahren zum Schneiden

Info

Publication number: DE102011050601A1
Application number: DE201110050601
Authority: DE
Inventors: Hanns Peter Spaniol; Christoph Wolff
Original assignee: Heusch GmbH and Co KG
Current assignee: Heusch GmbH and Co KG
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-11-29
Also published as: CN102848412B; CN102848412A; EP2527102A2; EP2527102A3; EP2527102B1

Abstract

Messer (1, 1’) in Form einer Schraubenlinie, mit einer Längsachse und einem Schneidenschenkel (2), der sowohl an einem unteren Ende eine Fußfläche (5) als auch an einem oberen Ende eine Schneidenfläche (3) aufweist, wobei die Schneidenfläche (3) entlang eines vorderen Randes eine Schneidenkante (4) aufweist und der Schneidenschenkel (2) in einem vorderen Bereich (7) eine größere Härte aufweist als in einem hinteren Bereich (8), wobei eine die beiden Bereiche (7, 8) trennende Trennfläche (9) in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche (10) des Schneidenschenkels (2) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich (7) eine Dicke (D1) von kleiner 200 μm aufweist und ferner eine Härte von größer 1000 HV aufweist.

Description

Einleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messer in Form einer Schraubenlinie, mit einer Längsachse und einem Schneidenschenkel, der sowohl an einem unteren Ende eine Fußfläche als auch an einem oberen Ende eine Schneidenfläche aufweist, wobei die Schneidenfläche entlang eines vorderen Randes eine Schneidenkante aufweist und der Schneidenschenkel in einem vorderen Bereich eine größere Härte aufweist als in einem hinteren Bereich, wobei eine die beiden Bereiche trennende Trennfläche in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche des Schneidenschenkels ausgerichtet ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schneideinrichtung zum Schneiden eines Materials, aufweisend einen um eine Längsachse rotierbaren Zylinderkörper mit einer äußeren Mantelfläche und mindestens ein Messer in Form einer Schraubenlinie, das einen Schneidenschenkel aufweist, wobei eine Fußfläche des Messers, die an einem unteren, dem Zylinderkörper zugewandten Ende des Schneidenschenkels angeordnet ist, mit dem Zylinderkörper, vorzugsweise mit dessen Mantelfläche, verbunden ist und der Schneidenschenkel an einem oberen, von dem Zylinderkörper abgewandten Ende eine Schneidenfläche aufweist, wobei die Schneidenfläche an einem in eine während eines Schneidbetriebs eingestellte Rotationsrichtung des Zylinderkörpers betrachteten vorderen Rand eine Schneidenkante aufweist, sowie ein Leistenelement, welches bei einer Rotation des Zylinderkörpers mit der Schneidenfläche des Messers derartig in einen Kontakt kommt, dass fortlaufend jede Stelle der Schneidenfläche des Messers mit einer korrespondierenden Stelle des Leistenelements in Kontakt kommt, wobei der Schneidenschenkel in einem in Rotationsrichtung betrachteten vorderen Bereich eine größere Härte aufweist, als die Stelle des Leistenelements und die Stelle des Leistenelements wiederum eine größere Härte aufweist, als ein in Rotationsrichtung betrachteter hinterer Bereich des Schneidenschenkels, wobei eine die beiden Bereich trennende Trennfläche in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche des Schneidenschenkels ausgerichtet ist.
Abschließend offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schneiden eines Materials, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

a) Ein Zylinderkörper einer Schneideinrichtung mit mindestens einem mit dem Zylinderkörper verbundenen Messer mit einem Schneidenschenkel wird um eine Längsachse rotiert.
b) Während einer Rotation des Zylinderkörpers wird das mindestens eine Messer fortlaufend mit jeder Stelle einer Schneidenkante, die an einem in eine während eines Schneidbetriebs eingestellte Rotationsrichtung des Zylinderkörpers betrachteten vorderen Rand einer von dem Zylinderkörper abgewandten Schneidenfläche des Schneidenschenkels angeordnet ist, an einer jeweilig korrespondierenden Stelle mit dem zu schneidenden Material in Eingriff gebracht, wodurch letzteres geschnitten wird.
c) Das Leistenelement wird während einer Rotation des Zylinderkörpers mit der Schneidenfläche des Messers sowohl mit einem härteren Bereich als auch mit einem weicheren Bereich in einen derartigen schleifenden Kontakt gebracht, dass fortlaufend jede Stelle der Schneidenfläche mit einer korrespondierenden Stelle des Leistenelements in Kontakt gebracht wird, wobei eine die beiden Bereich trennende Trennfläche in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche des Schneidenschenkels ausgerichtet ist.

Stand der Technik
Messer, Schneideinrichtungen und Verfahren der eingangs beschriebenen Art sind allgemein bekannt. Dies trifft gleichermaßen auf die Textil- als auch auf die Leder bearbeitende Industrie zu. Ferner werden Messer und Schneideinrichtungen der eingangs beschriebenen Art für eine Vielzahl weiterer Schneidanwendungen eingesetzt, so beispielsweise auch zum Schneiden von Papier, Gummi, Kunststoff, Kork und dergleichen.
Ein allgemeines Bestreben bei einer Verwendung eingangs beschriebener Messer beziehungsweise Schneideinrichtungen besteht darin, ihre Standzeit zu erhöhen. Umso länger eine Schneideinrichtung durchgehend im Betrieb sein kann, desto wirtschaftlicher lässt sich diese einsetzen. Ein begrenzender Faktor bezüglich der Standzeit einer Schneideinrichtung sind in erster Linie die auf einem Zylinderkörper der Schneideinrichtung montierten Messer. Aufgrund eines Verschleißes während eines Schneidbetriebs wird eine Schneidenkante der Messer abgerundet und infolgedessen stumpf. Ferner wird durch einen fortlaufenden Abrieb der Messer sowohl durch einen Eingriff mit zu schneidendem Material aber auch durch einen Eingriff mit Bestandteilen der Schneideinrichtung – beispielsweise einer Gegenschneide, wie sie im Bereich der Textilfaserverarbeitung stets vorhanden ist – das Messer stetig abgetragen, so dass es an Substanz verliert.
Bezüglich der Messer der Schneideinrichtung ist demnach eine Unterbrechung des Schneidbetriebs in erster Linie bei einem erheblichen Schärfeverlust der Messer notwendig oder aber für den Fall, dass das beziehungsweise die Messer „abgelaufen“ sind, das heißt ihre Verschleißgrenze erreicht haben. Speziell im letzten, selteneren Fall müssen die jeweils betroffenen Messer gegen neue ersetzt werden. Für erstgenannten Fall allerdings, dass die Messer stumpf geworden sind, müssen diese nachgeschärft werden, um ein gegebenenfalls aufgrund stumpfer Messer beeinträchtigtes Schneidergebnis zu verbessern und eine fortwährend hohe Schneidqualität zu sichern. Im Vergleich zu einem notwendigen Austausch der Messer tritt dieser Fall erheblich öfter ein.
Dieses Nachschärfen wird üblicherweise mittels Schleifeinrichtungen erreicht. Dabei ist es nach dem Stand der Technik üblich, den Zylinderkörper der Schneideinrichtung mitsamt den darauf befestigten Messern aus der Schneideinrichtung auszubauen und extern nachzuschärfen beziehungsweise nachschärfen zu lassen. Außerdem sind Schleifeinrichtungen bekannt, die direkt in der zugehörigen Schneideinrichtung angebracht sind und im Zuge des Nachschärfens mit den Messern in Kontakt gebracht werden können, während der Schneidbetrieb unterbrochen wird. Dies erfolgt derart, dass die jeweilige Schneideinrichtung für den Nachschärfeprozess nicht länger mit zu schneidendem beziehungsweise zu falzendem Material in Eingriff gebracht wird, sondern während einer Rotation des Zylinderkörpers gegen die Schleifeinrichtung rotiert wird, so dass die Messer mit dieser in einen schleifenden Kontakt gebracht werden. Infolge dieses schleifenden Kontakts werden die Messer geschärft. Die Schleifeinrichtung kommt dabei jedoch lediglich quasi punktuell, das heißt lediglich über eine kurze Strecke, mit den Messern in Kontakt. Um einen Schärfeeffekt über die gesamte Länge eines Messers zu erreichen, ist es daher notwendig, dass die Schleifeinrichtung entlang des Zylinderkörpers verfahren wird und so das gesamte jeweilig zu schleifende Messer erreichen kann. Dieser Vorgang erfordert – wie beschrieben – eine Unterbrechung des Schneidbetriebs und ist daher nicht erwünscht, aufgrund des Verschleißes der Messer jedoch zwingend notwendig.
Um Intervalle zwischen Nachschärfungen erheblich zu verlängern sind daher selbstschärfende Schneid- oder Zerspanungswerkzeuge seit geraumer Zeit bekannt. Beispielsweise aus einem Fachartikel in der „wt Werkstatttechnik online", Jahrgang 97 (2007), Heft 6, Seite 425 ff. ist ein Prinzip des Selbstschärfens bekannt. Dieses sieht vor, dass eine Spanfläche eines jeweiligen Werkzeuges weicher ist, als eine Freifläche des Werkzeuges, welche lediglich an einer Schneidenkante mit dem zu zerspanenden Material in Eingriff gelangt und abrasiv beansprucht wird. Infolgedessen wird die Spanfläche fortwährend von dem zu zerspanenden Material ”ausgewaschen”, während an der Schneidenkante das härtere Material der Freifläche im Wesentlichen erhalten bleibt. Dies hat eine Bildung einer sich stets selbstschärfenden Kante zur Folge. Ein Vorbild für das vorgenannte Prinzip findet sich auch in der Natur, zum Beispiel bei nachwachsenden Rattenzähnen, bei denen das Dentin weicher und von einer harten Schicht berandet ist. Versuche einer vergleichbaren Auslegung eines eingangs beschriebenen Messers bei einer eingangs beschriebenen Schneideinrichtung sind in der Praxis jedoch ohne Erfolg geblieben.
Eine weitere Strategie zur Verlängerung der Zeiträume zwischen notwendigen Nachschärfungen besteht darin, den Verschleiß der Messer zu reduzieren. Dies wird heutzutage beispielsweise dadurch erreicht, dass auf einer in eine Umlaufrichtung der Messer betrachteten Vorderseite eines jeden Messers eine Plattierung aufgebracht wird, die beispielsweise aus einem besonders gehärteten Stahl besteht, wohingegen das übrige Messer aus ungehärtetem Stahl besteht. Alternativ ist auch eine Einsatzhärtung oder Durchhärtung der kompletten Messer denkbar. Zwar bringen diese Methoden einen gewissen Erfolg dahingehend mit sich, dass die Messer weniger schnell vollständig abgetragen werden, eine erhebliche Verlängerung des Zeitraums, während dessen die Messer „scharf“ sind, wird jedoch noch nicht hinreichend erzielt. Ferner tragen derartige bisher angewendete Härtungen zu einer Erhöhung der Herstellungskosten bei, die einen ökonomischeren Einsatz trotz längerer Standzeiten wieder vermindern.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messer, eine Schneideinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Messer beziehungsweise die Schneideinrichtung über derart lange Intervalle ohne die Notwendigkeit eines Nachschärfens im Betrieb gehalten werden können, dass sich die Wirtschaftlichkeit einer zugehörigen Schneideinrichtung erheblich verbessert.
Lösung
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Messer der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der vordere Bereich eine Dicke von kleiner 200 μm aufweist und ferner eine Härte von größer 1000 HV aufweist.
Wie vorstehend bereits beschrieben, sind Einlagen beziehungsweise Einsätze in dem vorderen Bereich des Messers beziehungsweise des Schneidenschenkels bereits bekannt. Um eine bessere Langlebigkeit der Messer zu erreichen, sind diese Bereiche bisher jedoch verhältnismäßig dick ausgeführt worden und weisen eine Dicke im Bereich weniger zehntel Millimeter bis hin zu wenigen Millimetern auf. Bei einem erfindungsgemäßen Messer wird eben diese Dicke bewusst deutlich reduziert und auf das sehr geringe Maß von 200 μm nach oben begrenzt. Insbesondere die Kombination aus sehr geringer Dicke und gleichzeitig sehr großer Härte von mindestens 1000 HV des vorderen Bereichs hat sich als Schlüssel zur Erzielung des gewünschten Selbstschärfeffekts erwiesen. Optimalerweise sollte diese Dicke sogar niedriger angesetzt werden. Als vorderer Bereich ist analog zu vorstehender Erläuterung der Bereich des Messers zu verstehen, der bei einer Rotation des auf einem Zylinderkörper angebrachten Messers in eine Rotationsrichtung betrachtet „vorne“ angeordnet ist und folglich eine fiktive Position auf einer Umlaufbahn vor dem hinteren Bereich erreicht beziehungsweise passiert. Die Rotationsrichtung ist dabei als eine während eines Schneidbetriebs eingestellte Rotationsrichtung zu verstehen.
Die Begrenzung der Dicke eines derartigen, gegenüber dem hinteren Bereich härteren vorderen Bereichs führt in Kombination mit der größeren Härte zu einem gewünschten Selbstschärfeffekt. Dieser Effekt resultiert daraus, dass bei einem Kontakt des Messers mit einem ortsfesten, nicht rotierenden Element der zugehörigen Schneideinrichtung während einer Rotation des Zylinderkörpers die Schneidenfläche des Messers stetig abgetragen wird. Durch eine Erhöhung der Härte in dem vorderen Bereich kann eine Abnutzung dieses Bereichs reduziert werden, während der hintere Bereich der Schneidenfläche im Verhältnis zum vorderen Bereich relativ stärker abgetragen wird. Durch ein Zusammenspiel dieser beiden, aufgrund der Härteunterschiede der Bereiche unterschiedlich schnell ablaufenden abrasiven Effekte, wird gewissermaßen ein stetiges „Anspitzen“ des Messers erwirkt, da aufgrund der geringen Dicke des vorderen Bereichs das Messer an seiner vordersten Stelle, der Schneidenkante, scharfkantig zuläuft, da die Härte des dort ansässigen Materials die Härte des übrigen Materials in dem hinteren Bereich übersteigt und sich daher weniger schnell abträgt.
Der vordere Bereich des Schneidenschenkels sollte sich zu diesem Zweck von der Schneidenkante ausgehend über mindestens 20 %, vorzugsweise 50 %, einer Höhe des Schneidenschenkels erstrecken.
Als Höhe des Schneidenschenkels ist in diesem Zusammenhang eine Länge einer zu der Schneidenkante senkrechten Gerade zu verstehen, welche sich von der Schneidenkante eines neuen, unbenutzten Messers bis zu einer Kante einer der Schneidenfläche gegenüber liegenden Fußfläche des Messers erstreckt. Eine gewisse Mindesthöhe für den vorderen Bereich sollte vorgesehen werden, da der Schneidenschenkel trotz der größeren Härte des vorderen Bereichs über die Zeit des Betriebs des Messers abtragen wird. Da die selbstschärfende Wirkung ohne den vorderen Bereich nicht erzielt werden kann, könnte beispielsweise bei einem Messer mit einem vorderen harten Bereich, der sich lediglich über eine Höhe von 5 % des Schneidenschenkels erstreckt, bereits ab einem Gesamtabtrag des Messer von 5 % seiner Höhe keine Selbstschärfung mehr stattfinden. Die bereits genannten Mindesthöhen sollten entsprechend eingehalten werden.
Bezüglich einer konkreten Ausführung des vorderen Bereichs ist es gleichermaßen möglich, diesen in Anlehnung an den Stand der Technik durch einen Einsatzstreifen oder alternativ durch eine Beschichtung zu bilden. Bei Verwendung eines Einsatzstreifens ist im Unterschied zum Stand der Technik auf die besonders geringe Dicke hinzuweisen. Heute übliche Einsatzstreifen in Form von Einsatzhärtungen oder Plattierungen weisen üblicherweise eine erheblich größere Dicke auf.
Als Beschichtungen sind beispielsweise Titannitrit- (TiN), Carbid-, keramische oder Diamantbeschichtungen möglich. Gleichermaßen sind alle weiteren Beschichtungen denkbar, sofern sie eine größere Härte aufweisen als ein Grundmaterial des Messers, welches üblicherweise aus Stahl gebildet wird. Gegenüber der Anbringung eines Einsatzstreifens kann ein Aufsprühen, Aufdetonieren oder Aufsintern einer jeweiligen Beschichtungsart deutlich einfacher und entsprechend von Vorteil sein.
Bei Verwendung einer Beschichtung kann es darüber hinaus von Vorteil sein, wenn nicht nur der vordere Bereich des Schneidenschenkels, sondern vielmehr das gesamte Messer mit einer Beschichtung beschichtet ist.
Anstelle einer gezielten Aufbringung in einem mehr oder weniger kleinen Bereich des Messers kann eine vollständige Beschichtung gegebenenfalls deutlich zügiger durchgeführt werden, da aufwendige Bereichsabgrenzungen und dergleichen entfallen. In Abhängigkeit von den Kosten des jeweiligen Beschichtungsmaterials kann eine vollständige Beschichtung daher günstiger sein als eine partielle Beschichtung des vorderen Bereichs. Eine vollständige Beschichtung bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, dass das gesamte Messer vor Korrosion geschützt ist. Da bei üblichen Einsatzgebieten derartiger Messer häufig Feuchtigkeit in Form von Wasser sowie Sauerstoff zugegen sind und die Messer üblicherweise aus Stahl gefertigt sind, ist es nicht selten, dass durch eine Oxidation des Metalls die Härte des Messers reduziert wird und es daraufhin an Schärfe einbüßt. Mittels einer vollständigen, korrosionsfreien Beschichtung, kann einem derartigen Effekt vorgebeugt werden. Ebenfalls ist es denkbar, die Messer mittels einer vollständigen Beschichtung mit einem Antihaft-Effekt auszustatten. Dies kann in Abhängigkeit von dem Einsatzgebiet besonders vorteilhaft sein.
Unabhängig davon, ob eine Beschichtung lediglich partiell oder aber vollflächig beziehungsweise vollständig vorgesehen ist, sollte die Beschichtung eine Härte von größer 1250 HV, vorzugsweise eine Härte von größer 1500 HV, weiter vorzugsweise eine Härte von größer 1800 HV aufweisen.
Der Grundwerkstoff der Messer besteht üblicherweise aus Stahl. Dabei kann es sich sowohl um ungehärteten Stahl oder aber um gehärteten Stahl handeln, wobei das Messer lediglich partiell oder vollständig gehärtet sein kann. Gehärtete Stähle weisen üblicherweise eine Härte in einem Bereich von etwa 600 HV bis 900 HV auf. Um eine Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Art erreichen zu können, ist – wie erläutert – eine Härtedifferenz zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich des Schneidenschenkels notwendig. Dies ist unter Verwendung einer mindestens 1250 HV harten Beschichtung stets sichergestellt. Welche Härte beziehungsweise welches Beschichtungsmaterial konkret verwendet werden sollte, kann im Einzelnen stark von der Kombination der Materialien für die beiden Bereiche abhängen.
Bezüglich des Grundwerkstoffs des Messers, also des Werkstoffs des „hinteren Bereichs“, kann ein Einsatz eines ungehärteten Stahls ebenso vorteilhaft sein, wie ein Einsatz eines partiell oder durchgehärteten Stahls. Ersterer ist günstiger und lässt sich einfacher verarbeiten, während speziell der vollständig durchgehärtete Stahl dem abrasiven Verschleiß besonders gut standzuhalten vermag. In Kombination mit einer Beschichtung für den vorderen Bereich kann ein ungehärteter Stahl gut eingesetzt werden, da die hauptsächlich mit abrasiver Beanspruchung versehene Stelle des jeweiligen Messers durch die Beschichtung geschützt ist.
Besonders vorteilhaft ist ein solches Messer, dessen vordere Schneidenschenkelfläche einen Hieb aufweist. Mittels der „gezackten“ Form des Hiebes ist speziell im Bereich der Textilfaserbearbeitung ein sauberes Abtrennen der Fasern besonders einfach und effektiv möglich.
Ebenfalls aus dem Textil verarbeitenden Bereich bekannt ist ein derartiges Messer, das einen Fußschenkel aufweist, der sich von dem unteren Ende des Schneidenschenkels in eine zu dem Schneidenschenkel ungefähr senkrechte Richtung erstreckt und an einer dem Schneidenschenkel abgewandten Seite die Fußfläche bildet. Diese Form erlaubt eine besonders einfache Montage des Messers auf einem Zylinderkörper und ist hinsichtlich einer Formstabilität und Steifigkeit besonders von Vorteil.
Neben einer isolierten Betrachtung einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Messers an sich wird die Aufgabe ferner dadurch gelöst, dass ein derartiges Messer mit einem gegenüber einem hinteren Bereich des Schneidenschenkels härteren vorderen Bereich mit einer Dicke des vorderen Bereichs von maximal 200 μm und einer Härte von größer 1000 HV in einer Schneideinrichtung der eingangs beschriebenen Art zum Einsatz kommt.
In einer derartigen Schneideinrichtung kommt es zwischen dem Messer und dem Leistenelement während jeder Umdrehung zu einem schleifenden Kontakt, wobei fortlaufend jede Stelle der Schneidenfläche eine bestimmte zugehörige Stelle des Leistenelements berührt. Diese Berührung bewirkt eine Abrasion sowohl des Messers als auch des Leistenelements. Infolge dieser Abrasion wird das Messer gemäß der vorstehend erläuterten Wirkungsweise stetig nachgeschärft. Dies gelingt neben der notwendigen geringen Dicke des vorderen Bereichs des Schneidenschenkels des Messers von 200 μm vor allem deshalb, da das Leistenelement eine Härte aufweist, die geringer als besagter vorderer Bereich, jedoch größer als der hintere Bereich des Schneidenschenkels des Messers ist. Diese Staffelung führt dazu, dass zwar der vordere Bereich des Schneidenschenkels nicht übermäßig abgeschliffen wird, der hintere Bereich jedoch sehr wohl, so dass das bereits erläuterte „Anspitzen“ der Schneidenkante des Messers erfolgt.
Entsprechend ist eine solche Schneideinrichtung von besonderem Vorteil, deren Leistenelement partiell oder vollständig beschichtet ist. Mittels eines derartigen Leistenelements ist die Härte desselben besonders einfach über die Härte des Grundwerkstoffs des Messers – also des hinteren Bereichs – hinaus anhebbar. Durch eine geschickte Abstimmung der verschiedenen Beschichtungen ist es ferner sehr einfach möglich, die Härte des Leistenelements geringer als diejenige des vorderen Bereichs des Schneidenschenkels zu wählen.
Im Rahmen einer partiellen Beschichtung des Leistenelements ist es besonders von Vorteil, wenn lediglich eine Stirnfläche des Leistenelements eine Beschichtung aufweist und darüber hinaus, wenn diese Beschichtung an der Stirnfläche eine Dicke von kleiner 200 μm aufweist. Letzteres ist aber ebenso unter Verwendung einer vollständigen Beschichtung vorteilhaft. Die Stirnfläche weist dabei korrespondierend zu der Schneidenkante des Messers ebenfalls eine Schneidenkante beziehungsweise eine Schleifkante auf, welche bei jedem Umlauf des Messers als erster Teil des Leistenelements in Kontakt mit dem Messer gerät.
Ein derartig ausgebildetes Leistenelement wird vergleichbar zu dem erfindungsgemäßen Messer während eines Schneidbetriebs fortwährend nachgeschärft. Dies ist speziell dann von Interesse, wenn das Leistenelement als so genannte „Gegenschneide“ verwendet wird, wie es beispielsweise im Bereich der Textilfaserbearbeitung der Fall ist. Dies erfolgt folgendermaßen: Das Messer kommt fortlaufend mit jeder Stelle seiner Schneidenkante mit einer jeweils korrespondierenden Stelle der Schneidenkante des Leistenelements in Kontakt. Aufgrund der erhöhten Härte des vorderen Bereichs des Messers kommt es an der Schneidenkante des Leistenelements zu einem erhöhten Materialabtrag. Unter Verwendung einer harten Stirnfläche, ist eben dieser Materialabtrag an der Schneidenkante des Leistenelements reduziert, so dass es folglich lediglich in einem der Stirnfläche nachgeschalteten Bereich des Leistenelements zu einem nennenswerten Abtrag kommt. An der Stirnfläche des Leistenelements bildet sich folglich – unter Verwendung einer Dicke der Beschichtung an der Stirnfläche von weniger als 200 μm – eine scharfe Kante aus, die ein Schneiden beispielsweise von Textilfasern oder dergleichen deutlich vereinfacht.
Ist hingegen eine scharfe vordere Kante des Leistenelements nicht von Interesse, da das Leistenelement beispielsweise gar nicht im Rahmen eines Schneidprozesses zum Einsatz kommt, sondern lediglich zum Zweck eines Nachschärfens des beziehungsweise der umlaufenden Messer gedacht ist (beispielsweise im Bereich der Lederbearbeitung), kann es umso mehr von Vorteil sein, wenn die Beschichtung des Leistenelements eine Dicke von 200 μm bis 20 mm aufweist. Mittels einer derartigen Beschichtung kann eine Standzeit des Leistenelements in Funktion eines Schleifelements besonders erhöht werden. Diese sollte in diesem Zusammenhang ferner nicht partiell sondern vollflächig aufgebracht werden.
Unabhängig von einer Einsatzart des Leistenelements, sei es als Gegenschneide oder lediglich als Schleifelement, unterliegt selbiges – ebenso wie das Messer – einem ständigen Verschleiß. Im Verlauf eines Schneidbetriebs würde daher ohne einen entsprechenden Ausgleich ein Kontakt zwischen dem Messer und dem Leistenelement ausbleiben, da sämtliches überschüssiges Material irgendwann abgetragen wäre. Um dies zu vermeiden, sollte stets eine Nachdrückkraft auf das Leistenelement wirken, die eine Verschleißnachstellung des Leistenelements bewirkt. Auf diese Weise wird ein fortwährender schleifender Kontakt zwischen dem Leistenelement und dem Messer gesichert.
Vorteilhafterweise sollte sich das Leistenelement über eine gesamte axiale Länge des Zylinderkörpers erstrecken. Im Rahmen einer Verwendung als Gegenschneide ist die Vorteilhaftigkeit eines derartigen Leistenelements trivial, da nur in Gegenwart einer Gegenschneide bei entsprechenden Anwendungen überhaupt ein Schneiden stattfindet. Doch auch im Rahmen eines Einsatzes des Leistenelements als Schleifelement ist eine Erstreckung über die gesamte axiale Länge des Zylinderkörpers besonders von Vorteil. Im Gegensatz zum Stand der Technik, welcher lediglich Schleifelemente mit begrenzter axialer Länge vorsieht, kann somit ein kontinuierliches Nachschleifen der Schneidenfläche beziehungsweise ein im Zuge dessen kontinuierliches Nachschärfen einer jeden Stelle der Schneidenkante des Messers erfolgen.
Zu letztgenanntem Zweck kann es von Vorteil sein, wenn das Leistenelement entlang einer zu der Längsachse des Zylinderkörpers parallelen Achse bewegbar ist. Eine ständige Bewegung des Leistenelements verhindert dabei ein „Einlaufen“ des Messers, das heißt, dass lokal „Furchen“ ausgeschliffen werden und demzufolge eine Schleifwirkung beziehungsweise Schneidwirkung des Leistenelements negativ beeinflusst wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner durch eine Ergänzung eines Verfahrensschrittes zu dem eingangs beschriebenen Verfahren lösbar. Dieser zusätzliche Verfahrensschritt lautet wie folgt:

e) Fortlaufend wird jede Stelle der Schneidenkante des Messers an einer jeweilig korrespondierenden Stelle des Leistenelements mit einem vorderen härteren Bereich desselben in Kontakt gebracht.

Gemäß vorstehenden Erklärungen ist die Aufgabe mittels dieses Verfahrensschritts besonders einfach lösbar.
Dabei kann es unter Umständen gleichermaßen von Vorteil sein, das Leistenelement während eines Betriebs der Schneideinrichtung permanent oder lediglich periodisch so zu positionieren, dass es mit dem Messer in schleifenden Kontakt kommt. Beispielsweise auf dem Gebiet der Lederbearbeitung ist ein dauerhafter Einsatz des Leistenelements als Schleifelement üblicherweise nicht notwendig und würde zu einem unnötig erhöhten Abtrag sowohl des Messers als auch des Leistenelements führen. Um die beziehungsweise das Messer auf einem gewünschten Schärfegrad zu halten, ist es meist ausreichend, einen periodischen Kontakt zu dem Schleifelement herzustellen.
Bezüglich der Erzeugung sowohl des genannten vorderen Bereichs des Messer als auch der Stirnfläche des Leistenelements kann es von Vorteil sein, ein vollständig beschichtetes Messer und/oder Leistenelement zu verwenden und den vorderen und den hinteren Bereich der Schneidenfläche des Messers beziehungsweise die Stirnfläche und eine restliche Freifläche des Leistenelements erst bei einer ersten Inbetriebnahme des Messers und/oder des Leistenelements zu bilden, indem eine Beschichtung auf der Schneidenfläche des Messers beziehungsweise auf der Freifläche des Leistenelements abgeschliffen wird.
Infolge dieses Abschleifens bleiben lediglich diejenigen Bereiche der Beschichtung erhalten, die an den Seitenflächen des Schneidenschenkels des Messers, den so genannten Schneidenschenkelflächen, beziehungsweise des Leistenelements vorhanden sind. Diese bilden nachfolgend definitionsgemäß an dem jeweiligen Messer den vorderen Bereich und an dem Leistenelement die Stirnfläche. Die Dicke der Beschichtung sollte für einen solchen Fall maximal den Wert von 200 μm annehmen, um den Selbstschärfeffekt zu verwirklichen.
Abschließend ist ein derartiges Verfahren vorteilhaft, bei dem das Leistenelement entlang einer zu der Längsachse des Zylinderkörpers parallelen Achse bewegt wird. Ein „Einlaufen“ des Leistenelements gemäß vorstehender Erläuterung kann somit unterbunden werden.
Ausführungsbeispiele
Das erfindungsgemäße Messer sowie die Schneideinrichtung und das Verfahren werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, erläutert.
Es zeigt:
1: ein erfindungsgemäßes Messer aus dem Bereich der Lederbearbeitung,
2: ein erfindungsgemäßes Messer aus dem Bereich der Textilverarbeitung,
3: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schneideinrichtung mit einem Leistenelement in Form einer Gegenschneide und
4: wie 3, jedoch mit einem Leistenelement in Form eines Schleifelements.
Ein in 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Messer zeigt einen kurzen Ausschnitt eines idealisierten schraubenlinienförmigen Messers 1, welches ausschließlich aus einem Schneidenschenkel 2 besteht. 1 ist dabei lediglich als schematische Skizze zu verstehen, so dass eine Schraubenlinienform nicht aus der Figur ableitbar ist. An einem oberen Ende des Schneidenschenkels 2 befindet sich eine Schneidenfläche 3 und an dessen Rand eine Schneidenkante 4. An einem unteren Ende des Schneidenschenkels 2 befindet sich gegenüber der Schneidenfläche 3 eine Fußfläche 5. Mit dieser Fußfläche 5 ist das Messer 1 beispielsweise auf einem in 1 nicht dargestellten Zylinderkörper 6 montierbar. Eine derartige Montage kann beispielsweise mittels eines so genannten Einstemmens des Messers 1 in den Zylinderkörper 6 oder alternativ über eine Verschraubung des Messers 1 mit einem Halter erfolgen, wobei letzterer fest mit dem Zylinderkörper 6 verbunden ist.
Der Schneidenschenkel 2 des Messers 1 weist einen vorderen Bereich 7 auf, der sich von einem hinteren Bereich 8 durch seine Härte unterscheidet, wobei der vordere Bereich 7 härter ist als der hintere Bereich 8. Beide Bereiche 7, 8 sind mittels einer Trennfläche 9 voneinander abgetrennt. Diese Trennfläche 9 verläuft in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche 10 des Messers 1. Als eine Materialkombination für die beiden Bereiche 7, 8 käme beispielsweise ein ungehärteter Stahl für den hinteren Bereich 8 und eine TiN-Beschichtung für den vorderen Bereich 7 in Betracht.
Ausgehend von der Schneidenkante 4, welche ein Bestandteil des vorderen Bereichs 7 ist, erstreckt sich der vordere Bereich über cirka 50 % einer Höhe H1 des Schneidenschenkels 2 des Messers 1. Die Höhe H1 kann dabei generell als eine Länge einer senkrecht zu der Schneidenkante 4 orientierten Strecke betrachtet werden, die von der Schneidenkante 4 zu einem auf einer gegenüberliegenden Seite des Schneidenschenkels 2 an der Fußfläche 5 angeordnetem Rand 11 verläuft.
Wenngleich in 1 aufgrund einer besseren Darstellbarkeit deutlich überhöht abgebildet, beträgt eine Dicke D1 des aus einer Beschichtung bestehenden vorderen Bereichs 7 des Messers 1 etwa 100 μm, wobei eine Härte des vorderen Bereichs 7 1500 HV beträgt. Ferner ist die Trennfläche 9 unter Umständen als ein dreidimensionales Objekt zu verstehen, welches eine eigene Dicke aufweist. Wird eine Beschichtung beispielsweise mittels eines Flammspritzverfahrens aufgebracht, kann es zur Ausbildung eines Diffusionsbereichs kommen, der sich weder eindeutig dem vorderen Bereich 7, noch eindeutig dem hinteren Bereich 8 zuordnen lässt. Die Trennfläche 9 erstreckt sich in einem derartigen Fall über eine gesamte Dicke dieses Diffusionsbereichs, so dass eindeutig auf einer Seite der Trennfläche 9 der vordere Bereich 7 und auf einer anderen Seite der Trennfläche 9 der hintere Bereich 8 angeordnet ist.
Würde das in 1 gezeigte Messer 1 auf einem Zylinderkörper 6 installiert, so wäre es derart anzuordnen, dass es mit dem vorderen Bereich 7 in eine Rotationsrichtung des Zylinderkörpers 6 orientiert ist, so dass bei einer Rotation des Zylinderkörpers 6 in einem Schneidbetrieb der vordere Bereich 7 des Messers 1 eine gedachte Stelle entlang einer Umlaufbahn des Messers 1 vor dem hinteren Bereich 8 passiert.
Analog dazu zeigt 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messers 1’, welches im Vergleich zu dem Messer 1 eine stilisierte L-Form aufweist. Das Messer 1’ weist vergleichbar zu dem Messer 1 einen Schneidenschenkel 2 mit einer Schneidenfläche 3 und einer Schneidenkante 4 auf. Ferner ist der Schneidenschenkel 2 in einen vorderen Bereich 7 und einen hinteren Bereich 8 unterteilt, wobei der vordere Bereich 7 eine Dicke D1 von etwa 100 μm aufweist (in 2 überhöht dargestellt) und auch hier eine Härte von 1500 HV aufweist. Die Trennfläche 9 zwischen dem vorderen Bereich 7 und dem hinteren Bereich 8 verläuft abermals in etwa parallel zu der vorderen Schneidenschenkelfläche 10 des Messers 1’. Die Fußfläche 5 ist an einem Fußschenkel 12 angeordnet, der sich an von einem unteren Ende des Schneidenschenkels 2 aus in eine Richtung des hinteren Bereichs 8 des Schneidenschenkels 2 erstreckt. Der vordere Bereich 7 erstreckt sich ähnlich zum ersten Ausführungsbeispiel über cirka 50 % einer Höhe H2 des Messers 1’. Diese ist definiert als eine Länge einer Strecke, die sich in etwa, senkrecht auf der Fußfläche 5 stehend, von einem Höhenlevel eines Randes 11 der Fußfläche 5 aus bis zu einem anderen Höhenlevel der Schneidenkante 4 erstreckt. Eine Ausrichtung des Messers 1’ auf einem Zylinderkörper 6 würde derart erfolgen, dass der Fußschenkel 12 des Zylinderkörpers 6 auf einer dem Schneidenschenkel 2 in eine Rotationsrichtung des Zylinderkörpers 6 betrachtet abgewandten Seite angeordnet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in 3 abgebildet ist, ist eine Mehrzahl von Messern 1’ auf einem Zylinderkörper 6 montiert. Dazu sind die Messer 1’ mit ihrem Fußschenkel 12 mit einer Mantelfläche 17 des Zylinderkörpers 6 verbunden. Der Zylinderkörper 6 ist entlang einer Längsachse 13 gelagert, um welche er rotieren kann. Eine Rotationsrichtung während eines Schneidbetriebs ist mittels eines Pfeils 14 in 3 graphisch veranschaulicht. An einer tiefsten Stelle 15 einer Umlaufbahn der Schneidenkanten 4 der Messer 1’ ist ein Leistenelement in Form einer Gegenschneide 16 angeordnet. Derartige Gegenschneiden 16 kommen beispielsweise im Bereich der Verarbeitung von Textilfasern zum Einsatz. Während des Schneidbetriebs wird ein zu schneidendes Material derart an der Gegenschneide 16 entlang geführt, dass zu schneidende Fasern des Materials in einem Bereich über einer Stirnfläche 19 der Gegenschneide 16 befindlich sind. Bei der Stirnfläche 19 handelt es sich um einen kurze Stirnseite der Gegenschneide 16, die an einem vorderen Ende derselben angeordnet ist. Im Folgenden kommt es aufgrund einer Rotation des Zylinderkörpers 6 in die mittels Pfeil 14 angedeutete Richtung dazu, dass die Schneidenkante 4 eines der Messer 1’ mit einer Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16 in einen schleifenden Kontakt gerät und die Fasern durch ein Zusammenwirken von Schneidenkante 4 und Schneidenkante 20 von dem Material abgetrennt werden. Zu diesem Zweck ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schneidenflächen 3 der Messer 1’ zu ihrer jeweiligen Schneidenkante 4 hin möglichst scharfkantig zulaufen, so dass die Schneidenkante 4 eine „scharfe“ Kante bildet, mittels derer die zu schneidenden Fasern deutlich leichter und sauberer abtrennbar sind. Gleiches gilt für die Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16.
Da die Gegenschneide 16 mit dem Messer 1’ für einen erfolgreichen Schneidbetrieb fortwährend in einem schleifenden Kontakt stehen muss, kommt es während eines Betriebs zu einem stetigen abrasiven Verschleiß sowohl der Messer 1’ als auch der Gegenschneide 16. Dies äußert sich insbesondere dadurch, dass die Schneidenkanten 4 der Messer 1’ und die Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16 „abgerundet“ werden und ein zuvor beschriebenes scharfkantiges Zulaufen von den Schneidenflächen 3 hin zu den Schneidenkanten 4 beziehungsweise von einer Freifläche 18 hin zu der Schneidenkante 20 nicht länger gegeben ist. Speziell auf eine vorteilhafte Ausgestaltung der Freifläche 18 wird später im Zusammenhang mit 3a gesondert eingegangen. Infolge der beschriebenen „Abrundung“ nimmt eine Qualität eines Faserschnitts beziehungsweise eines sonstigen, auf diese Weise geschnittenen Materials ab. Wie vorstehend erläutert, wird zum Zweck einer Vermeidung einer beschriebenen Abrundung der Schneidenkanten 4 der Messer 1’ ein vorderer Bereich 7 vorgesehen, dessen Dicke D1 in etwa 100 μm beträgt und der eine Härte von 1500 HV aufweist. Diese Härte des vorderen Bereichs 7, der beispielsweise durch eine Beschichtung gebildet wird, ist höher als eine Härte des hinteren Bereichs 8. Dies hat zur Folge, dass fortlaufend bei jedem Kontakt einer jeden Stelle der Schneidenkanten 4 der Messer 1’ mit einer jeweilig korrespondierenden Stelle der Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16 ein gewisser Teil des Schneidenschenkels 2 des Messers 1’ abgeschliffen wird, wobei von den jeweiligen vorderen Bereichen 7 aufgrund ihrer höheren Härte deutlich weniger Material verloren geht, als von den hinteren Bereichen 8. Dieser Effekt beschreibt eine Art „Anspitzen“ der Messer 1’, indem die Schneidenflächen 3 der Schneidenschenkel 2 von den hinteren Bereichen 8 durch ein beschriebenes Abschleifen hin zu den vorderen Bereichen 7, die die Schneidenkanten 4 enthalten, scharfkantig zulaufen. Dies gelingt allerdings nur dann, wenn die vorderen Bereiche 7 besonders dünn sind, so dass die Schneidenflächen 3 der Messer 1’ an den Schneidenkanten 4 eine deutliche verschleißfeste Kante ausbilden.
In ähnlicher Art und Weise kann ein „anspitzen“ der Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16 erfolgen. Die Gegenschneide 16 weist dafür an ihrer Stirnfläche 19 vergleichbar zu dem Bereich 7 der Messer 1’ eine beispielsweise durch eine Beschichtung gebildete harte Schicht aus. Ebenso wie der vordere Bereich 7 eines jeden Messers 1’, sollte diese harte Schicht der Stirnfläche 19 eine maximale Dicke von 200 μm aufweisen, eine Härte dieser Schicht sollte jedoch geringer sein als diejenige des vorderen Bereichs 7 der Messer 1’. Auf diese Weise führt ein Kontakt der Messer 1’ mit der Schneidenkante 20 der Gegenschneide 16 nicht zu einem übermäßigen Verschleiß der Schneidenkanten 4. Gleichzeitig sollte die Stirnfläche 19 jedoch gemäß vorstehender Erläuterung des Nachschärfeeffekts der Messer 1’ härter ausgeführt sein, als der jeweilig hintere Bereich 8 der Messer 1’, so dass mittels der Gegenschneide 16 der hintere Bereich 8 eines jeweiligen Messers 1’ effektiv abgeschliffen werden kann. Die Freifläche 18 der Gegenscheide 16, die in Rotationsrichtung des Zylinderkörpers 6 im Schneidbetrieb betrachtet hinter der Stirnfläche 19 angeordnet ist, weist hingegen – analog zum Bereich 8 der Messer 1’ – eine geringere Härte sowohl als die Stirnfläche 19 als auch als der vordere Bereich 7 der Messer 1’ auf. Eine Möglichkeit, die Schneidenkante 20 nachzuschärfen, besteht darin, den gesamten Zylinderkörper 6 gemäß Doppelpfeil 22 in eine horizontale Richtung relativ zu der Gegenschneide 16 zu bewegen, so dass die tiefste Stelle 15 der Umlaufbahn des Messers 1’ über der Freifläche 18 positioniert ist. Durch eine Inbetriebnahme der Schneideinrichtung und gleichzeitigem Absenken des Zylinderkörpers derart, dass die Messer 1’ Material von der verhältnismäßig weichen Freifläche 18 abtragen, entsteht eine kreisbogenförmige Vertiefung, die optimalerweise genau bis zur Schneidenkante 20 läuft. Ist der Vorgang beendet, ist die Gegenschneide 16 insofern nachgeschärft, als dass die Freifläche 18 zur Schneidenkante 20 hin scharfkantig zuläuft. Eine solche ausgeschliffene Freifläche 18 geht besonders aus 3a deutlich hervor. Dieser vorstehend beschriebene Vorgang des Nachschärfens der Gegenschneide 16 ist periodisch zu wiederholen, sobald die Schneidenkante 20 trotz der harten Stirnfläche 19 zu stark abgerundet ist, so dass kein sauberer Schnitt mehr stattfinden kann. Neben einer reinen Auswirkung auf eine Scharfkantigkeit der Schneidenkante 20 hat das Abschleifen des Materials von der Freifläche 18 ferner den Vorteil, dass an der Schneidenkante 20 abgeschnittenes Material besser abgeführt werden kann, indem es in die kreisbogenförmige Vertiefung der Freifläche 18 ausweichen kann.
Neben einer Rotation des Zylinderkörpers 6 in die mittels Pfeil 14 angedeutete Richtung kann ferner eine kurzzeitige Rotation des Zylinderkörpers 6 in eine entgegen gesetzte, mittels Pfeil 23 angedeutete Richtung zum alleinigen Zweck des Nachschärfens von Vorteil sein. Aufgrund einer anderen Abfolge, in der der härtere Bereich 7 und der weichere Bereich 8 des Messers 1’ die Schneidenkante 20 passieren, kann es sowohl im Bereich der Schneidenkante 20 als auch der Schneidenkante 4 der Messer 1’ selbst zu einem besseren Materialabtrag und folglich zu einem kurzfristigen Schärfeeffekt kommen. Eine Umkehr der Rotationsrichtung kann gleichermaßen im Zuge eines vorstehend erläuterten Einschleifens der Freifläche 18 auf der Gegenschneide 16 vorteilhaft sein.
Eine Schneideinrichtung, deren Messer 1’ und Gegenschneide 16 derart mit maximal 200 μm starken und harten vorderen Bereichen 7 beziehungsweise mit einer maximal 200 μm starken und harten Stirnfläche 19 ausgebildet sind, können aufgrund eines beschriebenen Nachschärfeeffekts deutlich höhere Standzeiten erzielen, als herkömmliche Schneideinrichtungen unter Verwendung herkömmlicher Messer und Gegenschneiden.
Ein gleiches Wirkungsprinzip ist ebenso ohne die Verwendung eines Leistenelements in Form einer Gegenschneide 16 möglich. Beispielsweise im Bereich der Lederbearbeitung in Form von Falzen und Entfleischen kommen Gegenschneiden 16 nicht zum Einsatz. Um dennoch einen stetigen Nachschärfeeffekt zu erzielen, kommt in einem letzten Ausführungsbeispiel – welches in 4 dargestellt ist – ein Leistenelement in Form eines Schleifelements 21 zum Einsatz. Die auf dem Zylinderkörper 6 dargestellten Messer 1 rotieren analog zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel während des Schneidbetriebs in eine mit dem Pfeil 14 angedeutete Richtung. An der untersten Stelle 15 der Umlaufbahn der Messer 1 geraten diese mit dem Schleifelement 21 an einer Schleifkante 24 in Kontakt. Ein dabei auftretender Effekt des Nachschärfens der Messer 1 erfolgt schließlich analog zur Erläuterung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels aus den 3 und 3a. Da es bei dem Leistenelement in Funktion des Schleifelements 21 nicht auf eine scharfe Schleifkante 24 vergleichbar zur Schneidenkante 20 ankommt, weil das Schleifelement definitionsgemäß nicht zum Schneiden eingesetzt wird, ist auch ein Einschleifen der Freifläche 18’ in Anlehnung an 3a nicht notwendig, da ein scharfkantiges Zulaufen von der Freifläche 18’ hin zur Schleifkante 24 nicht erforderlich ist. Ferner ist eine ausgeschliffene Freifläche 18’ auch nicht im Sinne einer verbesserten Schnittgutabfuhr notwendig, da das Schleifelement 21 – wie erläutert – nicht zum Schneiden eingesetzt wird. Stattdessen ist eine hohe Verschleißsicherheit des Schleifelements 21 von primärem Interesse, damit dieses über einen möglichst langen Zeitraum einsatzbereit ist. Daher sollte es beispielsweise vollständig oder partiell beschichtet sein und dabei eine Beschichtungsdicke aufweisen, die im gezeigten Fall einen Wert von 15 mm annimmt.
Aus 4 geht deutlich hervor, dass das Schleifelement 21 derart angeordnet ist, dass die Schneidenkante 24 direkt an der tiefsten Stelle 15 der Umlaufbahn der Messer 1 positioniert ist. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass die tiefste Stelle 15 über der Freifläche 18’’ positioniert wird. Dies ist in 4 mittels des gestrichelt dargestellten Schleifelements 21’ angedeutet, wobei nicht auf die tiefste Stelle der Umlaufbahn, sondern auf eine höchste Stelle 25 der Umlaufbahn der Messer 1 Bezug genommen wird. Es ist zu erkennen, dass die Schleifkante 24’ des Schleifelements 21’ so angeordnet ist, dass sie neben der höchsten Stelle 25 der Umlaufbahn der Messer 1 positioniert ist. Auf diese Weise kann eine Kontaktdauer eines jeden einzelnen Messers 1 mit dem Schleifelement 21’ im Vergleich zum Schleifelement 21 erhöht und gegebenenfalls eine bessere Nachschärfewirkung erzielt werden. Der Begriff der „Freifläche“ für Freifläche 18’’ ist demzufolge nicht wörtlich zu verstehen, da ein als solcher bezeichneter Bereich sehr wohl mit den Messern 1’ in Eingriff steht und nicht „kontaktfrei“ ist. Die Schleifelemente 21, 21’ aus 4 können sowohl alternativ als auch gleichzeitig eingesetzt werden.
Beide Schleifelemente 21, 21’, so sie denn beide vorhanden sind, erstrecken sich über eine gesamte Länge der Längsachse 13 des Zylinderkörpers 6, so dass fortlaufend alle Stellen der Scheidenkanten 4 der Messer 1 jeweils mit einer korrespondierenden Stelle der Schleifelemente 21, 21’ in Kontakt geraten, ohne dass diese in eine axiale Richtung verschoben werden müssten. Die Schleifelemente 21, 21’ sind dennoch axial verschieblich angeordnet, so dass geringe Korrekturen vorgenommen werden können, die verhindern, dass sie stets an den selben Stellen abgenutzt werden und dadurch bedingt auf die jeweiligen Messer 1 „einlaufen“. Durch ein axiales Verschieben der Schleifelemente 21, 21’ hingegen, wird selbiges im Wesentlichen gleichmäßig über seine gesamte Länge abgenutzt.
Sowohl für den Fall einer Verwendung einer Gegenschneide 16 als auch eines Schleifelements 21, 21’ sind die Leistenelemente mit Nachstellfedern ausgerüstet, die einen schleifenden Kontakt zwischen den Leistenelemente und den Messern 1, 1’ trotz eines Verschleißes aufrecht erhalten und die jeweiligen Leistenelemente entsprechend nachführen.
Bezugszeichenliste

1, 1’: Messer
2: Schneidenschenkel
3: Schneidenfläche
4: Schneidenkante
5: Fußfläche
6: Zylinderkörper
7: vorderer Bereich
8: hinterer Bereich
9: Trennfläche
10: Schneidenschenkelfläche
11: Rand
12: Fußschenkel
13: Längsachse
14: Pfeil
15: Stelle
16: Gegenschneide
17: Mantelfläche
18, 18’, 18’’: Freifläche
19: Stirnfläche
20: Schneidenkante
21, 21’: Schleifelement
22: Doppelpfeil
23: Pfeil
24: Schleifkante
25: Stelle
D1: Dicke
H1: Höhe
H3: Höhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„wt Werkstatttechnik online“, Jahrgang 97 (2007), Heft 6, Seite 425 ff [0008]

Claims

Messer (1, 1’) in Form einer Schraubenlinie, mit einer Längsachse und einem Schneidenschenkel (2), der sowohl an einem unteren Ende eine Fußfläche (5) als auch an einem oberen Ende eine Schneidenfläche (3) aufweist, wobei die Schneidenfläche (3) entlang eines vorderen Randes eine Schneidenkante (4) aufweist und der Schneidenschenkel (2) in einem vorderen Bereich (7) eine größere Härte aufweist als in einem hinteren Bereich (8), wobei eine die beiden Bereiche (7, 8) trennende Trennfläche (9) in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche (10) des Schneidenschenkels (2) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich (7) eine Dicke (D1) von kleiner 200 μm aufweist und ferner eine Härte von größer 1000 HV aufweist.
Messer (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vordere Bereich (7) des Schneidenschenkels (2) ausgehend von der Schneidenkante (4) über mindestens 20 %, vorzugsweise 50 %, einer Höhe (H1, H2) des Schneidenschenkels (2) erstreckt.
Messer (1, 1’) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich (7) des Schneidenschenkels (2) durch einen Einsatzstreifen gebildet ist.
Messer (1, 1’) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich (7) des Schneidenschenkels (2) von einer Beschichtung gebildet ist.
Messer (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (1, 1’) vollständig mit einer Beschichtung beschichtet ist.
Messer (1, 1’) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Härte von größer 1250 HV, vorzugsweise eine Härte von größer 1500 HV, weiter vorzugsweise eine Härte von größer 1800 HV aufweist.
Messer (1, 1’) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (1, 1’) aus einem ungehärteten Werkstoff, insbesondere aus einem ungehärteten Stahl, oder aus einem partiell gehärteten oder aus einem durchgehärteten Stahl besteht.
Messer (1, 1’) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Schneidenschenkelfläche (10) des Messers (1, 1’) einen Hieb aufweist.
Messer (1’) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Fußschenkel (12), der sich von dem unteren Ende des Schneidenschenkels (2) in eine zu dem Schneidenschenkel (2) ungefähr senkrechte Richtung erstreckt und an einer dem Schneidenschenkel (2) abgewandten Seite die Fußfläche (5) bildet.
Schneideinrichtung zum Schneiden eines Materials, aufweisend einen um eine Längsachse (13) rotierbaren Zylinderkörper (6) mit einer äußeren Mantelfläche (17) und mindestens ein Messer (1, 1’) in Form einer Schraubenlinie, das einen Schneidenschenkel (2) aufweist, wobei eine Fußfläche (5) des Messers (1, 1’), die an einem unteren, dem Zylinderkörper (6) zugewandten Ende des Schneidenschenkels (2) angeordnet ist, mit dem Zylinderkörper (6), vorzugsweise mit dessen Mantelfläche (17), verbunden ist und der Schneidenschenkel (2) an einem oberen, von dem Zylinderkörper (6) abgewandten Ende eine Schneidenfläche (3) aufweist, wobei die Schneidenfläche (3) an einem in eine während eines Schneidbetriebs eingestellte Rotationsrichtung des Zylinderkörpers (6) betrachteten vorderen Rand eine Schneidenkante (4) aufweist, sowie ein Leistenelement, welches bei einer Rotation des Zylinderkörpers (6) mit der Schneidenfläche (3) des Messers (1, 1’) derartig in einen Kontakt kommt, dass fortlaufend jede Stelle der Schneidenfläche (3) des Messers (1, 1’) mit einer korrespondierenden Stelle des Leistenelements in Kontakt kommt, wobei der Schneidenschenkel (2) in einem in Rotationsrichtung betrachteten vorderen Bereich (7) eine größere Härte aufweist, als die Stelle des Leistenelements und die Stelle des Leistenelements wiederum eine größere Härte aufweist, als ein in Rotationsrichtung betrachteter hinterer Bereich (8) des Schneidenschenkels (2), wobei eine die beiden Bereich (7, 8) trennende Trennfläche (9) in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche (10) des Schneidenschenkels (2) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich (7) des Schneidenschenkels (2) eine Dicke von kleiner 200 μm aufweist und ferner eine Härte von größer 1000 HV aufweist.
Schneideinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement partiell oder vollständig beschichtet ist.
Schneideinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eine Stirnfläche (19) des Leistenelements eine Beschichtung aufweist.
Schneideinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung an einer Stirnfläche (19) des Leistenelements eine Dicke von kleiner 200 μm aufweist.
Schneideinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Dicke von 200 μm bis 20 mm aufweist.
Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement eine Gegenschneide (16) ist.
Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement ein Schleifelement (21, 21’) ist.
Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachdrückkraft auf das Leistenelement wirkt, die eine Verschleißnachstellung des Leistenelements bewirkt.
Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Leistenelement über eine gesamte axiale Länge des Zylinderkörpers erstreckt.
Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement entlang einer zu der Längsachse (13) des Zylinderkörpers (6) parallelen Achse bewegbar ist.
Verfahren zum Schneiden eines Materials, aufweisend folgende Verfahrensschritte: a) Ein Zylinderkörper (6) einer Schneideinrichtung mit mindestens einem mit dem Zylinderkörper (6) verbundenen Messer (1, 1’) mit einem Schneidenschenkel (2) wird um eine Längsachse (13) rotiert. b) Während einer Rotation des Zylinderkörpers (6) wird das mindestens eine Messer (1, 1’) fortlaufend mit jeder Stelle einer Schneidenkante (4), die an einem in eine während eines Schneidbetriebs eingestellte Rotationsrichtung des Zylinderkörpers (6) betrachteten vorderen Rand einer von dem Zylinderkörper (6) abgewandten Schneidenfläche (3) des Schneidenschenkels (2) angeordnet ist, an einer jeweilig korrespondierenden Stelle mit dem zu schneidenden Material in Eingriff gebracht, wodurch letzteres geschnitten wird. c) Das Leistenelement wird während einer Rotation des Zylinderkörpers (6) mit der Schneidenfläche (3) des Messers (1, 1’) sowohl mit einem härteren Bereich (7) als auch mit einem weicheren Bereich (8) in einen derartigen schleifenden Kontakt gebracht, dass fortlaufend jede Stelle der Schneidenfläche (3) mit einer korrespondierenden Stelle des Leistenelements in Kontakt gebracht wird, wobei eine die beiden Bereich (7, 8) trennende Trennfläche (9) in etwa parallel zu einer vorderen Schneidenschenkelfläche (10) des Schneidenschenkels (2) ausgerichtet ist, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt: d) Fortlaufend wird jede Stelle der Schneidenkante (4) des Messers (1, 1’) an einer jeweilig korrespondierenden Stelle des Leistenelements mit einem vorderen härteren Bereich desselben in Kontakt gebracht.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement während eines Betriebs der Schneideinrichtung permanent oder lediglich periodisch so positioniert wird, dass es mit dem Messer (1, 1’) in schleifenden Kontakt kommt.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verwendung eines vollständig beschichteten Messers (1, 1’) und/oder Leistenelements der vordere Bereich (7) und der hintere Bereich (8) der Schneidenfläche (3) des Messers (1, 1’) beziehungsweise des Leistenelements bei einer ersten Inbetriebnahme des Messers (1, 1’) und/oder des Leistenelements gebildet werden, indem eine Beschichtung auf der Schneidenfläche (3) des Messers (1, 1’) beziehungsweise auf dem Leistenelement abgeschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistenelement entlang einer zu der Längsachse (13) des Zylinderkörpers (6) parallelen Achse bewegt wird.