DE102013004560A1 - Paper cutting knife for use in paper cutting machine for machine-cutting e.g. paper stack, has blade made of hard material and screwed with base body via screw connector and connected with base body by adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Papierschneidmesser, das einen Grundkörper aus Metall zur Befestigung an einer Papierschneidemaschine und zumindest eine an dem Grundkörper befestigte Klinge aus Hartwerkstoff aufweist.The present invention relates to a paper cutting knife, which has a base body made of metal for attachment to a paper cutting machine and at least one fixed to the base body blade made of hard material.
Zum Schneiden von Papierprodukten, wie insbesondere Papierbahnen, Papierstapeln, Zeitschriften, etc. ist es bekannt, besonders verschleißbeständige Klingen aus Hartwerkstoff einzusetzen. Unter Hartwerkstoff werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Hartmetall, Cermet und Schneidkeramiken verstanden. Unter Schneidkeramiken werden dabei Keramiken verstanden, die auch bei einer zerspanenden Metallbearbeitung zum Einsatz kommen, insbesondere kubisches Bornitrid und polykristalliner Diamant. Unter Hartmetall (auch als ”cemented carbide” bezeichnet) wird vorliegend ein Material verstanden, bei dem harte Metallkarbide in einer metallischen Matrix (Binder) eingebettet sind. Die Metallkarbide können dabei insbesondere durch Karbide bzw. Mischkarbide der Metalle der Gruppen IV bis VI des Periodensystems der Elemente gebildet sein, insbesondere z. B. durch Karbide oder Mischkarbide der Metalle W, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo und Cr. Die metallische Matrix kann z. B. insbesondere durch Co, Ni und/oder Fe gebildet sein. Es können auch Zusätze von weiteren Hartstoffen vorhanden sein. Unter Cermet wird ein Material verstanden, bei dem keramische Partikel, die insbesondere durch Karbooxide, Oxide, Boride oder Karbide gebildet sein können, in einer metallischen Matrix eingebettet sind. Die metallische Matrix kann dabei insbesondere Kobalt (Co), Wolfram (W), Molybdän (Mo), Niob (Nb), Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Chrom (Cr) und/oder Nickel (Ni) aufweisen. Bei Papierschneidmessern kommt insbesondere Hartmetall häufig zum Einsatz.For cutting paper products, in particular paper webs, paper stacks, magazines, etc., it is known to use particularly wear-resistant blades made of hard material. In the context of the present description, hard material is understood to mean carbide, cermet and cutting ceramics. Under cutting ceramics are understood to mean ceramics, which are also used in a metal cutting machining, in particular cubic boron nitride and polycrystalline diamond. Hard metal (also referred to as "cemented carbide") is understood herein to mean a material in which hard metal carbides are embedded in a metallic matrix (binder). The metal carbides may be formed in particular by carbides or mixed carbides of the metals of groups IV to VI of the Periodic Table of the Elements, in particular z. As by carbides or mixed carbides of the metals W, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo and Cr. The metallic matrix can, for. B. in particular be formed by Co, Ni and / or Fe. There may also be additives of other hard materials. Cermet is understood as meaning a material in which ceramic particles, which can be formed in particular by carbon oxides, oxides, borides or carbides, are embedded in a metallic matrix. The metallic matrix may in particular comprise cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), niobium (Nb), titanium (Ti), zirconium (Zr), chromium (Cr) and / or nickel (Ni). In the case of paper cutting knives, carbide is frequently used in particular.
Es ist grundsätzlich bekannt, z. B. Papierschneidmesser aus Vollhartmetall zu fertigen. In diesem Fall wird zumindest für eine Anwendung bei großen Papierschneidmessern allerdings eine große Menge an hochwertigem Ausgangsmaterial benötigt und es ist eine kostenintensive Schleifbearbeitung erforderlich. Aus diesen Gründen kommt eine Ausgestaltung aus Vollhartmetall in der Regel nur bei kleinen Papierschneidmessern in Frage.It is basically known, for. B. paper cutting knife made of solid carbide. In this case, however, a large amount of high quality raw material is required for at least large paper cutting knives and costly grinding is required. For these reasons, a design made of solid carbide usually comes only in small Papierschneidmessern in question.
Bei größeren Papierschneidmessern ist es bekannt, einen Grundkörper aus Metall, insbesondere aus Stahl, mit einer an dem Grundkörper befestigten Klinge (oder mehreren Klingen) aus Hartwerkstoff zu versehen.For larger paper cutting knives, it is known to provide a base body made of metal, in particular made of steel, with a fixed to the body blade (or more blades) made of hard material.
Wenn eine Klinge aus Hartwerkstoff durch Löten mit dem Grundkörper verbunden wird, können aufgrund stark unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der Materialien Spannungsrisse im Hartwerkstoff auftreten. Um dies zu vermeiden, müssen die Eigenschaften des Hartwerkstoffs stark im Hinblick auf die Eigenschaften des Grundkörpers ausgelegt werden. Folglich ist eine Optimierung des Hartwerkstoffs im Hinblick auf das zu schneidende Material nur sehr eingeschränkt möglich.When a hard-material blade is bonded to the body by brazing, stress cracks in the hard material may occur due to widely differing coefficients of expansion of the materials. To avoid this, the properties of the hard material must be designed strongly with respect to the properties of the body. Consequently, an optimization of the hard material with respect to the material to be cut is only very limited possible.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Papierschneidmesser bereitzustellen, bei dem eine Anpassung des Materials der Klinge an das zu schneidende Material in hohem Maße ermöglicht ist und gleichzeitig eine dauerhafte, zuverlässige Verbindung zwischen einer Klinge aus Hartwerkstoff und einem Grundkörper bereitgestellt ist,It is an object of the present invention to provide an improved paper cutting knife in which an adaptation of the material of the blade to the material to be cut is highly possible and at the same time a durable, reliable connection between a blade made of hard material and a base body is provided
Die Aufgabe wird durch ein Papierschneidmesser nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a paper cutting blade according to
Das Papierschneidmesser kann insbesondere zum maschinellen Schneiden von Einzelpapier oder Papierstapeln ausgebildet sein und weist einen Grundkörper aus Metall zur Befestigung an einer Papierschneidemaschine und zumindest eine an dem Grundkörper befestigte Klinge aus Hartwerkstoff auf. Die zumindest eine Klinge ist über zumindest eine Schraubverbindung mit dem Grundkörper verschraubt und auch materialschlüssig mittels eines Klebers mit dem Grundkörper verbunden.The paper cutting knife can be designed in particular for the automatic cutting of single paper or paper stacks and has a basic body made of metal for attachment to a paper cutting machine and at least one blade attached to the main body made of hard material. The at least one blade is bolted to the base body via at least one screw connection and also connected to the base body in a material-locking manner by means of an adhesive.
Über die Schraubverbindung wird eine zuverlässige Verbindung bereitgestellt, die auch bei hohen auftretenden Schnittkräften und schlagendem Schnitt zuverlässig verhindert, dass sich die Klinge aus Hartwerkstoff von dem Grundkörper löst. Durch die zusätzliche materialschlüssige Verbindung mittels eines Klebers wird eine Dämpfung zwischen der Klinge aus Hartwerkstoff und dem Grundkörper bereitgestellt. Insbesondere bei einem Automatikbetrieb einer Papierschneidemaschine werden somit Schwingungen im System zuverlässig gedämpft. Ferner werden mit dem Kleber Unebenheiten der Oberflächen des Grundkörpers und/oder der Klinge zuverlässig ausgeglichen, sodass Fertigungstoleranzen kompensiert werden. Auf den Hartwerkstoff wirkende Spannungen werden in dieser Weise reduziert. Durch den Kleber wird die Schraubverbindung dabei zuverlässig gegen Lösen gesichert. Verglichen mit einer reinen Klebeverbindung wird somit eine deutlich zuverlässigere Sicherung bereitgestellt. Verglichen mit einer reinen Schraubverbindung wird eine deutlich geringere Beanspruchung des Hartwerkstoffs erzielt. Folglich können die Eigenschaften des Hartwerkstoffs im Hinblick auf das zu schneidende Material optimiert werden und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Hartwerkstoffs muss nicht mehr so stark an das Material des Grundkörpers angeglichen werden. Da zum Ausbilden der zuverlässigen Verbindung kein hoher Wärmeeintrag erforderlich ist, wie es beim Verlöten der Klinge mit dem Grundkörper erforderlich wäre, treten in der Verbindung auch bei Vorliegen unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten keine hohen Spannungen auf und es können z. B. Hartmetallsorten mit hoher Kantenschärfe, wie insbesondere solche mit Mo, Cr, Re, Ni und/oder V als Karbid- und/oder Legierungszusatz zum Einsatz kommen. Es ist z. B. auch eine Reduzierung des Anteils eines Binders, wie Co, Fe, Ni und deren Legierungen, möglich bzw. es können auch beschichtete Hartwerkstoffe in höherem Maße zum Einsatz kommen, da ein durch Löten hervorgerufener Wärmeeintrag nicht erfolgt.A reliable connection is provided via the screw connection, which reliably prevents the hard-material blade from detaching itself from the base body, even at high cutting forces and beating cuts. The additional material-locking connection by means of an adhesive damping between the blade made of hard material and the base body is provided. In particular, in an automatic operation of a paper cutting machine thus vibrations are reliably damped in the system. Furthermore, unevennesses of the surfaces of the main body and / or the blade are reliably compensated with the adhesive, so that manufacturing tolerances are compensated. On the hard material acting stresses are reduced in this way. Due to the adhesive, the screw connection is reliably secured against loosening. Compared with a pure adhesive connection thus a much more reliable backup is provided. Compared with a pure screw connection, a significantly lower stress on the hard material is achieved. Consequently, the properties of the hard material can be optimized with respect to the material to be cut and the coefficient of thermal expansion of the hard material no longer has to be so closely matched to the material of the base body. Since no high heat input is required to form the reliable connection, as would be required when soldering the blade to the body, occur in the compound even in the presence of different expansion coefficients no high voltages and it can, for. As carbide grades with high edge sharpness, such as in particular those with Mo, Cr, Re, Ni and / or V are used as carbide and / or alloying additive. It is Z. As well as a reduction of the proportion of a binder, such as Co, Fe, Ni and their alloys, possible or it can also coated hard materials are used to a greater extent, as caused by soldering heat input does not occur.
Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest eine Kleberille zur Verstärkung der Klebeverbindung in dem Grundkörper und/oder der Klinge ausgebildet. Es können dabei z. B. eine oder mehrere Kleberillen in dem Grundkörper ausgebildet sein, es können eine oder mehrere Kleberillen in der Klinge ausgebildet sein oder es können sowohl in dem Grundkörper als auch in der Klinge jeweils eine oder mehrere Kleberillen vorgesehen sein. Unter einer Kleberille wird in dem vorliegenden Kontext eine Vertiefung verstanden, die Kleber aufnimmt und somit die Dicke der Kleberschicht lokal verstärkt. Durch das Vorsehen von Kleberillen kann die resultierende Haltekraft und/oder Dämpfungswirkung des Klebers gezielt eingestellt werden. Somit kann eine besonders zuverlässige Verbindung bereitgestellt werden.According to a development, at least one adhesive groove for reinforcing the adhesive bond in the base body and / or the blade is formed. It can be z. For example, one or more adhesive grooves may be formed in the body, one or more adhesive grooves may be formed in the blade, or one or more adhesive grooves may be provided both in the body and in the blade. An adhesive groove is understood in the present context to mean a recess which receives adhesive and thus locally reinforces the thickness of the adhesive layer. By providing adhesive grooves, the resulting holding force and / or damping effect of the adhesive can be adjusted specifically. Thus, a particularly reliable connection can be provided.
Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest eine Kleberille zur Verstärkung der Klebeverbindung an einer der Schneidkante der Klinge entgegengesetzten Seite der Klinge und/oder des Grundkörpers ausgebildet. In diesem Fall können bei dem Schneidvorgang auftretende schlagende Kräfte zwischen der Klinge und dem Grundkörper besonders zuverlässig gedämpft werden. Die Kleberille (oder mehrere) kann dabei als Vertiefung in der Klinge ausgebildet sein oder als Vertiefung in dem Grundkörper. Es ist z. B. aber auch möglich, die Kleberille durch Vertiefungen in sowohl dem Grundkörper als auch der Klinge auszubilden.According to a development, at least one adhesive groove for reinforcing the adhesive bond is formed on a side of the blade opposite the cutting edge of the blade and / or of the base body. In this case, occurring in the cutting process striking forces between the blade and the body can be particularly reliably damped. The adhesive groove (or more) can be formed as a depression in the blade or as a recess in the body. It is Z. B. but also possible to form the glue groove by depressions in both the base body and the blade.
Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest eine Kleberille zur Verstärkung der Klebeverbindung an einer der Schneidkante benachbarten Auflagefläche der Klinge und/oder des Grundkörpers ausgebildet. In diesem Fall kann die Klebeverbindung zuverlässig im Bereich einer großen, flächigen Auflagefläche verstärkt werden. Die Kleberille (oder mehrere) kann wiederum als Vertiefung in der Klinge, als Vertiefung in dem Grundkörper oder durch Vertiefungen in sowohl der Klinge als auch dem Grundkörper ausgebildet sein. Bevorzugt können mehrere Kleberillen, insbesondere zwei, drei oder vier Kleberillen, vorgesehen sein.According to a further development, at least one adhesive groove for reinforcing the adhesive bond is formed on a contact surface of the blade and / or of the base body which is adjacent to the cutting edge. In this case, the adhesive bond can be reliably reinforced in the area of a large, flat support surface. The adhesive groove (or more) may in turn be formed as a depression in the blade, as a depression in the base body or by depressions in both the blade and the base body. Preferably, a plurality of adhesive grooves, in particular two, three or four adhesive grooves, may be provided.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Schraubverbindung zumindest eine Befestigungsschraube mit einem Schraubenkopf auf und zumindest ein Bereich zwischen dem Schraubenkopf und der zumindest einen Klinge ist mit Kleber verfüllt. In diesem Fall werden durch den Kleber gleichzeitig eine Dämpfung zwischen der Befestigungsschraube und der Klinge bereitgestellt und die Schraubverbindung zuverlässig gegen Lösen gesichert. Zudem kann eine glatte Oberfläche des Papierschneidmessers bereitgestellt werden.According to a development, the screw connection has at least one fastening screw with a screw head and at least one region between the screw head and the at least one blade is filled with adhesive. In this case, a damping between the fastening screw and the blade are provided by the adhesive at the same time and reliably secured the screw against loosening. In addition, a smooth surface of the paper cutting knife can be provided.
Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest ein Bereich zwischen der Klinge und dem Grundkörper mit Kleber verfüllt. In diesem Fall wirken schlagende Schneidkräfte nicht unmittelbar auf eine Kontaktstelle zwischen Klinge und Grundkörper ein, sondern es ist durch den Kleber eine Dämpfung bereitgestellt. Ferner wird in dieser Weise eine großflächige, gleichmäßige Verbindung zwischen Grundkörper und Klinge ermöglicht. Es kann dabei z. B. nur in einem Bereich oder mehreren Bereichen zwischen der Klinge und dem Grundkörper Kleber vorgesehen sein. Es ist z. B. aber auch möglich, in dem gesamten Bereich zwischen Grundkörper und Klinge eine Schicht aus Kleber vorzusehen, sodass eine besonders effektive Dämpfung erzielt wird. Besonders bevorzugt ist eine Schicht aus Kleber vorgesehen, die eine gleichmäßige Dicke aufweist. Dies kann z. B. durch in der Kleberschicht eingebettete Abstandshalter erreicht werden.According to a development, at least one area between the blade and the main body is filled with adhesive. In this case, beating cutting forces do not act directly on a contact point between the blade and the base body, but it is provided by the adhesive damping. Furthermore, a large-area, uniform connection between the base body and blade is made possible in this way. It can be z. B. be provided only in one area or more areas between the blade and the body adhesive. It is Z. B. but also possible to provide in the entire area between the base body and blade a layer of adhesive, so that a particularly effective damping is achieved. Particularly preferred is a layer of adhesive is provided, which has a uniform thickness. This can be z. B. be achieved by embedded in the adhesive layer spacers.
Wenn der Grundkörper mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der Klinge ausgebildet ist, sind eine stabile Lagerung der Klinge und eine großflächige Klebeverbindung ermöglicht. Bevorzugt kann die Ausnehmung die Klinge zumindest an zwei Seiten begrenzen, sodass eine besonders stabile Lagerung bereitgestellt ist.If the base body is formed with a recess for receiving the blade, stable storage of the blade and a large-area adhesive connection are made possible. Preferably, the recess may limit the blade at least on two sides, so that a particularly stable storage is provided.
Gemäß einer Weiterbildung ist eine Mehrzahl von Klingen an dem Grundkörper angeordnet. In dieser Weise können auch sehr große Papierschneidmesser in kostengünstiger und stabiler Weise bereitgestellt werden, indem ein Klingenbereich durch mehrere separate, aneinandergereihte Klingen ausgebildet wird.According to a development, a plurality of blades is arranged on the base body. In this way, even very large paper cutting knives can be provided in a cost effective and stable manner by forming one blade area by a plurality of separate, juxtaposed blades.
Wenn die materialschlüssige Verbindung mittels eines kalthärtenden Klebers ausgebildet ist, ist ein unerwünschter hoher Temperatureintrag bei der Ausbildung der materialschlüssigen Verbindung zuverlässig vermieden. Bevorzugt kann der Grundkörper aus Stahl ausgebildet sein.If the material-locking connection is formed by means of a cold-curing adhesive, an undesirable high temperature entry in the formation of the material-locking connection is reliably avoided. Preferably, the base body may be formed of steel.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Schraubverbindung zumindest eine Befestigungsschraube mit einem Schraubenkopf, der sich in Richtung eines Gewindeabschnittes verjüngt, auf. In diesem Fall kann besonders zuverlässig dauerhaft eine dämpfende Kleberschicht zwischen dem Schraubenkopf und der Klinge eingebracht werden. Bevorzugt kann eine Mehrzahl von solchen Befestigungsschrauben vorgesehen sein. Bei einer Mehrzahl von Klingen können die einzelnen Klingen bevorzugt jeweils mit solchen Befestigungsschrauben an dem Grundkörper verschraubt sein. According to a development, the screw connection has at least one fastening screw with a screw head, which tapers in the direction of a threaded section. In this case, a damping adhesive layer between the screw head and the blade can be permanently introduced particularly reliably. Preferably, a plurality of such fastening screws may be provided. In the case of a plurality of blades, the individual blades may preferably be screwed to the base body in each case with such fastening screws.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.Further advantages and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures.
Von den Figuren zeigen:From the figures show:
Eine Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf die
Das Papierschneidmesser
Der Grundkörper
Die Ausnehmung
Bei der dargestellten Ausführungsform ist in der Bodenfläche
Die Klinge
Bei der dargestellten Ausführungsform ist in der von der Schneidkante
In einem Bereich nahe der Längsseite
Die Klinge
Gemäß der Ausführungsform ist ein Kleber in den Raum zwischen der zweiten Hauptoberfläche
Bevorzugt ist zumindest eine nach außen freiliegende Oberfläche des Klebers geschliffen. Das Schleifen kann dabei bevorzugt nach dem vollständigen Aushärten des Klebers erfolgen. Bevorzugt können sämtliche freiliegenden Oberflächen des Klebers geschliffen sein, sodass eine glatte Oberfläche des Papierschneidmessers bereitgestellt ist.Preferably, at least one outwardly exposed surface of the adhesive is ground. The grinding can preferably take place after complete curing of the adhesive. Preferably, all exposed surfaces of the adhesive may be ground so that a smooth surface of the paper cutting knife is provided.
Wenn die Befestigungsschraube
Um eine möglichst gleichmäßige Dicke der Klebeschicht zwischen der Klinge
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE201310004560 Withdrawn DE102013004560A1 (en) | 2012-04-26 | 2013-03-15 | Paper cutting knife for use in paper cutting machine for machine-cutting e.g. paper stack, has blade made of hard material and screwed with base body via screw connector and connected with base body by adhesive |
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WO2015193249A1 (en) * | 2014-06-18 | 2015-12-23 | Betek Gmbh & Co. Kg | Shear bar |
Citations (1)
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EP1992458A1 (en) | 2007-05-15 | 2008-11-19 | Adolf Mohr Maschinenfabrik GmbH & Co. KG | Cutter for use in a machine for cutting or stamping sheet stacks and method for machining such a cutter |
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- 2013-03-15 DE DE201310004560 patent/DE102013004560A1/en not_active Withdrawn
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