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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen
eines rotierenden Schneideisen-Messers aus einem geraden Messer-Rohling,
und in näheren
Einzelheiten, ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen eines rotierenden Schneideisen-Messers
aus einem geraden Messer-Rohling, der an die Kontur des Schneideisenblocks
anpaßbar
ist.
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Ein
rotierendes Schneideisen, das mit einem Messer ausgerüstet ist,
wird benutzt, um ein Werkstück,
z.B. aus Papier, zu durchschneiden um es leichter abtrennen zu können, oder
zum Stanzen oder Lochen. 14 und 15 zeigen einen rotierenden
Schneideisenblock 100 und einen rotierenden Amboß 200,
die zusammen mit dem rotierenden Schneideisenblock 100 benutzt
werden. Das Schneideisen-Messer 1 weist eine Schneidkante 12 auf,
die entlang der Kontur des Schneideisenblocks gekrümmt ist und über seine
Peripherie hinaus vorsteht, um ein Werkstück (W), wie Papier oder Metallblech,
zu durchschneiden.
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Unter
Bezugnahme auf 14 und 15 wird jetzt die herkömmliche
rotierende Schneideisen-Einheit beschrieben:
Ein Werkstück (W),
z.B. aus Papier oder Metallblech, wird zwischen den rotierenden
Schneideisenblock 100, der mit einem Schneideisen-Messer 1 versehen ist,
und den rotierenden Amboß 200 in
Richtung (F), angezeigt durch den Pfeil, eingezogen. Während des Durchlaufens
wird das Werkstück
(W) mittels des Messers 1 durch Durchbohrungs-, Gleit-
oder Stanzarbeitsgänge
wunschgemäß bearbeitet.
Der rotierende Amboß 200 kommt
in zwei Arten vor, entweder mit einer harten Oberfläche wie
z.B. aus Eisen, oder mit einer weichen Oberfläche, wie z.B. aus Gummi, in Abhängigkeit
von der Art des Werkstücks
(W).
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Das
am rotierenden Dreheisenblock 100 befestigte Messer 1 kommt
in zwei Arten vor; die eine wird erhalten durch Krümmen eines
geraden Streifens, wie in 16 gezeigt
wird, und anwenderseitig Formen desselben wie in 17 gezeigt wird, und die andere wird
erhalten durch Beschaffen eines im Handel erhältlichen bereits gekrümmten Messers.
Im zweiten Fall ist es praktisch, wenn das erhaltene Messer die
gewünschte
Krümmung
bereits aufweist, und im ersten Fall kann das Messer anwenderseitig in
die gewünschte
Krümmung
gebogen werden, wozu, wie in 17 gezeigt
wird, drei Walzen 301, 302 und 303 eingesetzt
werden, wobei eine Walze innen und zwei Walzen außen liegen.
Jede der Walzen 302 und 303 hat auf ihrem Rand
eine Nut, in der die Schneide 12 ohne Berührung mit
der Oberfläche
gehalten wird. Dieses Verfahren wird offenbart in der Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 46(1971)-18352.
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Das
Problem entsteht im letzteren Fall, gezeigt in 19, dadurch, daß sich die Erwartungen einer
leichten und schnellen Bearbeitung nicht erfüllen, wegen der Schwierigkeit
beim Auswählen
einer geeigneten Krümmung,
die dem gewünschten
Wert entspricht. Das Problem im ersten Fall, gezeigt in 17, ist, daß Teile
(A) wahrscheinlich unbearbeitet bleiben wegen der strukturellen
Begrenzungen, die im illustrierten Maschinentyp inhärent sind.
Diese unbearbeiteten Teile (A) müssen
in einem gesonderten Arbeitsgang abgeschnitten werden, was die Produktionskosten
erhöht.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
ein Gerät
zum Erzeugen rotierender Schneideisen-Messer bereitzustellen, die
in ihrer vollen Länge
der Kontur des Schneideisenblocks angepaßt werden können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens und eines Geräts
zum Formen der Schneide des Schneideisen-Messers nach Wunsch des
Anwenders.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens und eines Geräts
zum Sichern der Übereinstimmung
des Schneideisen-Messers mit der Kontur des rotierenden Schneideisenblocks
ohne Erfordernis einer besonderen Fertigkeit.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens und eines Geräts
zum Sichern der Übereinstimmung
des Schneideisen-Messers und der Kontur des rotierenden Schneideisenblocks
unter Rechnersteuerung.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Verfahren zum
Herstellen eines rotierenden Schneideisen-Messers aus einem geraden Messer-Rohling,
das umfaßt
das Einschieben des Messer-Rohlings zwischen zwei Preßfinger, und
zwar einen erste Preßfinger
mit einer ersten Preßfläche, und
eine zweite Preßfinger
mit einer entsprechenden zweiten Preßfläche; und Zusammenpressen des
Messer-Rohlings durch Drücken
entweder der ersten Preßfläche oder
der zweiten Preßfläche gegen
jeweils die andere, und damit Längen
des Messer-Rohlings entlang seiner Länge unter Druck, wobei an den
Peripherieteil des Messer-Rohlings eine stärkere Zusammenpreßkraft angelegt
wird als an den Innenteil desselben.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist der Messer-Rohling mit einer Vielzahl von Schlitzen versehen,
die in Abständen
voneinander angebracht sind, wobei in jedem Schlitz der Abstand
zwischen dem untersten Ende des Schlitzes und dem Außenrand
des Messer-Rohlings nicht größer ist,
als die Hälfte
der vollen Breite des Messer-Rohlings.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Gerät zum Herstellen
eines rotierenden Schneideisen-Messers aus einem geraden Messer-Rohling,
das einen ersten Preßfinger
mit einer ersten Preßfläche, und
einen zweiten Preßfinger
mit einer zweiten Preßfläche, einen
ersten Träger,
der den ersten Preßfinger
trägt,
einen zweiten Träger,
der den zweiten Preßfinger
trägt, und
ein Gehäuse
zum Aufnehmen der Preßfinger und
der Träger
für die
Preßfinger
enthält,
wobei entweder der erste oder der zweite Träger gegen den jeweils anderen
Träger,
bzw. weg von diesem, bewegbar ist, und dabei die Preßflächen miteinander
in Berührung
bringt, um auf diese Weise den Messer-Rohling zusammenzupressen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
sind die beiden, die erste und die zweite, Preßflächen schräg zueinander angeordnet, so
daß sie
einen sich nach oben zu erweiternden Raum zwischen den beiden Preßflächen bilden,
um somit die Druckkraft zwischen einem unteren Abschnitt und einem
oberen Abschnitt des sich erweiternden Raums unterschiedlich zu
machen, wenn die zwei Preßflächen miteinander
in Berührung
gebracht werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische, perspektivische Ansicht, die ein Gerät als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine schematische Seitenansicht, die die Innenstruktur des Geräts in 1 zeigt;
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3 ist
eine erklärende
Ansicht, die die Positionsbeziehungen zwischen einem Messer-Rohling und
dem Preßfinger
zeigt.
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4A ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3,
wo ein Messer-Rohling zwischen die zwei Preßfinger eingeschoben wird;
und
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4B ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3,
wo die zwei Preßfinger
in Berührung
miteinander gebracht sind und der Messer-Rohling zwischen ihnen
steht;
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5 ist
eine erklärende
Ansicht, die den Prozeß des
Zusammenpressens und der Längung des
Messer-Rohlings zeigt;
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6 ist
eine schematische Ansicht, die einen Preßfinger zeigt, der zum gewünschten
Formen des Messer-Rohlings eingerichtet ist;
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7 ist
eine schematische Ansicht, die einen weiteren vorteilhaften Fall
zweigt, wo der Preßfinger
eine gewünschte
Form aufweist;
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8 ist
eine schematische Ansicht, die die Formen der Preßflächen zeigt;
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9 ist
eine schematische Draufsicht eines gekrümmten Messer-Rohlings mit einer
Senke und mit Gipfelteilen;
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10 ist
eine schematische Draufsicht auf einen anderen Typ eines Messer-Rohlings;
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11 ist
eine schematische Draufsicht auf einen vorgekrümmten Messer-Rohling;
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12 ist
eine schematische, perspektivische Ansicht eines Messer-Rohlings
im Prozeß des Gekrümmtwerdens;
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13 ist
eine schematische, perspektivische Ansicht eines Messer-Rohlings,
der schon gekrümmt
wurde;
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14 ist
eine schematische, perspektivische Ansicht, die die Arbeitsweise
des erfindungsgemäßen Geräts zeigt;
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15 ist
eine schematische Seitenansicht, die die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Geräts zeigt;
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16 ist
eine schematische Draufsicht auf einen streifenförmigen Messer-Rohling;
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17 ist
eine schematische Ansicht, die beispielhaft das herkömmliche
Verfahren zum Krümmen
eines Messer-Rohlings zeigt;
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18 ist
eine schematische Ansicht, die das herkömmliche Walzensystem zum Krümmen eines
Messer-Rohlings zeigt; und
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19 ist
eine schematische Draufsicht auf einen gekrümmten Messer-Rohling, der im
Handel erhältlich
ist.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 wird nachstehend ein Gerät als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielhaft in weiteren Einzelheiten
beschrieben:
Das Gerät
umfaßt
ein Gehäuse 2,
einen darauf angeordneten Werktisch 3 und ein Paar Preßfinger 4, 5, deren
Köpfe durch
einen Schlitz 21 in der oberen Fläche des Werktisches 3 ragen.
Die Preßfinger 4 und 5 bestehen
entsprechend aus einem Körper 6 und
einem Armteil 7, die jeweils im Gehäuse 2 angeordnet sind,
wie in 2 gezeigt wird. Der Preßfinger 4 hat eine
Preßfläche 4a,
und der Preßfinger 5 hat
eine Preßfläche 5a,
die auf die Preßfläche 4a paßt, wenn ein
Messer-Rohling zwischen diesen beiden eingelegt ist.
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Der
Körper 6 umfaßt einen
Säulenteil 9 und wird
in 2 mittels der Griffe 14A und 14B nach links
bzw. rechts bewegt, womit ein Winkel eingestellt wird, mit dem die
Preßfläche 4a der
Preßfläche 5a des
Preßfingers 5 gegenübergestellt
wird. Der Säulenteil 9 ist
versehen mit bekannten Verbindern 10, (deren Einzelheiten
hier zwecks Vereinfachung übergangen
werden), wobei jeder eine Gewindebohrung 11 aufweist, und
die Verbinder 10 um ihre Achse rotierend sind.
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Jeder
der Griffe 14A und 14B weist eine Gewindestange 13A bzw. 13B auf,
die in die Gewinde der Bohrungen 11A bzw. 11B eingreifbar
sind, wobei die Gewindestange 13A durch eine Seitenwand 12A des
Gehäuses 2 geführt wird.
Ebenso wird die Gewindestange 13B durch eine Seitenwand 12B geführt. Die
Gewindestangen 13A und 13B schieben sich durch
die Drehung der Griffe im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn
der Griffe 14A und 14B nach vorne bzw. nach hinten,
und stellen damit einen Winkel der schräg liegenden Preßfläche 4a des Preßfingers 4 gegenüber der
Preßfläche 5a des Preßfingers 5 ein.
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Der
Armteil 7 des Preßfingers 5 wird
rotierend durch eine Welle 15 gehalten und beinhaltet eine
exzentrische Nockeneinheit 8, die aus einer rotierenden
Nocke 18 besteht, die an einer Drehwelle 17 eines
Elektromotors 16 befestigt ist. Die rotierende Nocke 18 dreht
sich in einer Öffnung 19 mit
freiem Raum. Wenn die Nocke 18 vom Motor 16 angetrieben
wird, wird dadurch bewirkt, daß die
Nocke 18 in Pfeilrichtung zur und entlang der Peripherie
der Öffnung 19 gleitet,
so daß sich
der Armteil 7 um die Welle 15 dreht. Als Ergebnis
der Drehbewegung des Armteils 7 wird bewirkt, daß sich der
Preßfinger 5 dem
Preßfinger 4 nähert und
wieder von ihm entfernt. Der Motor 16 wird durch den Schalter
(2) gesteuert.
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Wie
in 3 gezeigt wird, weist ein Messer-Rohling (der
auf dieser Stufe bereits vorgefertigt wurde) 1 einen Rand
mit einer Schneide 12 sowie eine flache Seite mit beabstandeten
Schlitzen 12 entlang des Randes auf. Jeder Schlitz 22 hat
eine untere Seite 23, die von der Schneide 12 um
die Länge
H2, im Gegensatz zur vollen Breite H1, beabstandet ist. Die Breite
H2 ist nicht größer als
die Hälfte
der Breite H1.
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Wie
in den 4A und 4B gezeigt
wird, wird der Messer-Rohling zwischen die Preßfinger 4 und 5 eingeführt, genauer
gesagt, zwischen die zwei Preßflächen 4a und 5a.
Eine vergrößerte Ansicht wird
in 8 gezeigt. 3 zeigt
die Zusammenhänge
zwischen der Preßfläche 4a und
dem Messer-Rohling, besonders den Schlitz 22. Die beiden Preßflächen 4a und 5a können unterschiedliche Oberflächen aufweisen,
wie z.B. flach oder konvex, je nach Härte des Messer-Rohlings. Wie
deutlich in 4B gezeigt wird, erweitert sich
der Raum zwischen den Preßflächen 4a und 5a nach
oben, weil dieser der Raum durch die schräg stehenden Preßflächen 4a und 5a definiert
wird. Die Außenwand 13 des
Messer-Rohlings ist zunächst
gerade, wie in 13 gestrichelt dargestellt wird, und wird
unter dem von den Preßflächen 4a und 5a ausgeübten Druck
abgeschabt, wie als Vollinie 13 gezeigt wird. Auf diese Weise
wird das obere Ende des Messer-Rohlings als ganzes geschärft.
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Im
illustrierten Beispiel ist die Preßfläche 4a gegenüber der
geraden Seitenwand des Messer-Rohlings um θ1 geneigt, und die Preßfläche 5a ist
ebenfalls um θ2
geneigt, wobei θ1
und θ2
der gleiche Winkel sind, diese Winkel können jedoch auch unterschiedlich
sein, falls das gewünscht
wird.
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Jetzt
wird die Krümmung
eines Messer-Rohlings durch das gezeigte Gerät dargestellt:
Nehmen
wir Bezug auf 2 und 4A, nachdem die
Preßfinger 4 und 5 voneinander
getrennt wurden hängt
der Messer-Rohling senkrecht zwischen den Preßfingern 4 und 5 mit
der Schneide 12 nach unten. In dieser Stellung läuft Motor 16 an.
Der Preßfinger 5 dreht
in Pfeilrichtung F in 4. Der Streifen
bleibt in Berührung
mit der Preßfläche 4a des
Druckfingers 4, so daß sich
der Messer-Rohling unter dem Druck längt. Die Reduktion infolge
der Kompression von unten nach oben wird in 4B durch
(d) angezeigt.
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Wie
oben beschrieben, erweitern die Preßflächen 4a und 5a nach
oben zu ihren Abstand gegenüber
der Außenwand
des Messer-Rohlings,
so daß sich
die Druckkraft auf einen Punkt in der Nähe der Schneide 12 konzentriert.
Mit Zunahme der Druckkraft wird in der Nähe der Schneide 12 über eine
längere
Strecke Metall abgearbeitet als weiter entfernt von der Schneide 12.
Die Divergierung der Preßflächen 4a und 5a bewirkt
die scharfe Schneide 12 wegen der um die Schneide 12 konzentrierte Druckkraft.
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Dann
geht das Verfahren über
zu dem Schritt, in dem die Schneide 12 gekrümmt wird,
um den gekrümmten
Messer-Rohling zu erzeugen, wie in 5 gezeigt
wird. Der Prozeß wird
durchgeführt durch
das Durchleiten des Messer-Rohlings in Richtung (a) nacheinander
zwischen den Preßfingern 4 und 5 an
den Orten N1, N2, N3,... Nn. Der Druck wird in jedem Teil N1, N2,
N3,... Nn aufgebracht. Auf diese Weise wird die gesamte Länge oder
ein vorgegebener Bereich des Messer-Rohlings als ganzes gekrümmt. Es
ist nicht wesentlich, den Druck kontinuierlich auf jeden Teil N1,
N2, N3,... Nn zu legen, sondern man kann druckfreie Zonen vorsehen
durch Überspringen
der entsprechenden Räume
zwischen den nebeneinanderliegenden Teilen.
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9 zeigt
schematisch ein Beispiel für
eine mögliche
Form des Messer-Rohlings, gekennzeichnet durch eine Senke P1 und
Gipfelteile P2 und P3, wobei die Senke P1 zwischen diesen liegt.
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Die 11 bis 13 zeigen
den Prozeß zum
Erzeugen eines besonderen Typs des Messers 1, zur Montage
auf einem rotierenden Schneideisenblock 100, illustriert
in 14. 11 zeigt ein rahmenförmiges Messer 1,
erzeugt durch Krümmen
des Messer-Rohlings. Wie aus 11 ersichtlich,
wird die Schneide 12 über
ihre gesamte Länge
in die gleiche Ebene gelegt.
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12 zeigt
ein modifiziertes Messer, wobei das Messer 1 mittels der
Preßfinger 4 und 5 teilweise gehoben
wird, wie in 5 dargestellt ist. Im Beispiel in 12 ist
nur eine Seite gehoben d.i. nach oben gekrümmt, und im Beispiel in 13 sind
beide Seiten gehoben.
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Das
Krümmen
kann in jedem Punkt entlang dem Messer-Rohling begonnen und für jeden
beliebigen Bereich fortgesetzt werden, in seiner ganzen Länge oder
auch nur für
einen Teils derselben. In diesem Fall kann das gleiche Paar Preßfinger 4 und 5 mit
den Preßflächen 4a und 5a,
wie in 8 gezeigt, eingesetzt werden.
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Auch
eine weitere Modifikation ist möglich durch
einen Prozeß,
der in 6 gezeigt wird, wobei die Preßfinger 4 und 5 geschärfte Oberteile
aufweisen, deren Enden die Preßflächen 4a und 5a sind. 7 zeigt
eine weitere Modifikation, in der die Preßfinger 4 und 5 einen
Streifen 5b mit flachen Seiten 4 aufweisen. Der
Messer-Rohling liegt auf der flachen Seite 5b, wie in 7 gezeigt
wird. Diese Stellung des Messer-Rohlings ist geeignet zum Krümmen des Messer-Rohlings
im rechten Winkel durch die Druckfinger 4 und 5.
In diesem Fall werden die Preßfinger 4 und 5 auch
vom Körper 6 und
vom Armteil getragen, wie in 2 gezeigt
wird.
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Ein
in 10 gezeigtes Beispiel ist einzigartig mit seiner
welligen Schneide 12. Diese modifizierte Schneide 12 wird
benutzt als rotierendes Schneideisen-Messer zum Durchschneiden von
Material wie Papier und Stoff, um die Abtrennung zu erleichtern.
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Im
Beispiel, das in 2 gezeigt wird, wird der Preßfinger 5 gemäß der Drehung
der Welle 15 auf den anderen Preßfinger 4 zu bzw.
von ihm weg bewegt. Es ist auch möglich, den Preßfinger 5 gemäß der geraden
Bewegung des Arms 7 auf den Preßfinger 4 zu zu bewegen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein gerader Messer-Rohling über seine ganze Länge wie ein
Bogen oder über
eine vorgegebene Länge
gekrümmt
werden. Wenn das Messer eine wellige Schneide erhält, wie
in 10 gezeigt wird, kann es als rotierendes Schneideisenblock-Messer
benutzt werden, um einen Werkstoff wie Papier und Blech zu schneiden.
Der Betrieb des Geräts
der vorliegenden Erfindung kann rechnergesteuert werden, was es auch
einem ungelernten Arbeiter ermöglicht,
das Gerät
zu bedienen.