DE19631494C2 - Schneidvorrichtung für Papier und dergleichen und zugehöriges Schneidmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidvorrichtung für Papier und dergleichen mit mindestens einem ersten Messer und mindestens einem zweiten Messer, das in Schneidrichtung relativ zum ersten Messer hin und her antreibbar und durch ortsfeste Führungen geführt ist, Des weiteren betrifft die Erfindung ein Schneidmesser für eine Schneidvorrichtung.

Die bekannten Schneidvorrichtungen dieser Art besitzen ein angetriebenes Obermesser und ein nichtangetriebenes Untermesser aus gehärtetem Stahl. Sie eignen sich nicht nur für Papier, sondern auch für Folien, Filme und ähn­ liches Material.

Aus US 5 327 806 ist eine Schneidvorrichtung zum Schneiden eines Stapels aus amorphen Stahlstreifen be­ kannt, bei dem beide Messer eine Schneide aus Hartme­ tall und einen Träger aus Stahl aufweisen.

Aus DE 31 00 673 A1 ist ein Papierschneidemesser be­ kannt, bei dem eine Schneide aus Kaltarbeitsstahl oder Hartmetall von einem Träger aus Stahl oder anderen Stoffen getragen wird.

Aus DE 41 19 813 C2 ist eine Schneidvorrichtung zum Schneiden flächiger harter Werkstücke, z. B. Stahlkord für Kraftfahrzeugreifen, bekannt, bei dem das Gegenmes­ ser eine Schneidkante aus Hartmetall besitzt, während die übrigen Teile des Gegenmessers und das gesamte be­ wegte Messer aus einem anderen Metall gefertigt sind.

Aus DE 44 16 230 A1 ist ein Stanzmesser bekannt, mit dem beispielsweise rechteckige Etiketten mit abgerunde­ ten Ecken ausgestanzt werden können. Hier besteht der die Schneide aufweisende vordere Messerteil aus Hartme­ tall und der hintere Messerteil aus Stahl oder Alumini­ um.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneid­ vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sowie ein Schneidmesser für eine Schneidvorrichtung anzugeben, welche den Forderungen der Praxis besser angepaßt ist und insbesondere eine höhere Produktivität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schneidvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das angetriebene zweite Messer einen Träger aus Leicht­ metall aufweist, der mit mindestens einer Schneidkante aus Hartmetall versehen ist und an den Flächen, die an den ortsfesten Führungen anliegen, mit einer harten Oberflächenschicht oder einer Hartmetall-Auflage verse­ hen ist.

Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Schneidmessers erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 11.

Durch die Verwendung des Trägers aus Leichtmetall be­ trägt das Gewicht des angetriebenen, also bewegten Me­ sers nur etwa ein Drittel des Gewichts eines Stahlme­ sers. Entsprechend sinken die Trägheitskräfte, die bei der Verzögerung und bei der Beschleunigung des ange­ triebenen Messers bei jedem Hub zu überwinden sind. Man kann daher die Arbeitsgeschwindigkeit steigern, also mehr Hübe pro Zeiteinheit durchführen, oder unter Bei­ behaltung der Arbeitsgeschwindigkeit eine größere Ar­ beitsbreite vorsehen, die aus Stabilitätsgründen eine überproportionale Zunahme der bewegten Masse erfordert. In beiden Fällen wird die Produktivität gesteigert.

Allerdings scheint ein aus Leichtmetall bestehendes Messer für eine Schneidvorrichtung völlig ungeeignet zu sein. Aus diesem Grund ist der Leichtmetall-Träger mit mindestens einer Schneidkante aus Hartmetall versehen. Das Hartmetall gibt dem Messer nicht nur die gewünschte Schneidfähigkeit, sondern darüber hinaus eine um ein Vielfaches erhöhte Standzeit. Während ein Stahlmesser im allgemeinen nach etwa 1,5 bis 3 Millionen Hüben nachgeschliffen werden muß, braucht das neue Messer erst nach etwa 20 Millionen Hüben nachgeschliffen zu werden. Hierdurch wird die Produktivität nochmals ge­ steigert.

Die harte Oberflächenschicht sorgt dafür, daß die Ober­ fläche hart und verschleißfest ist, so daß die Rei­ bungsbeanspruchung durch die ortsfesten Führungen keine Verminderung der Standzeit ergibt.

Vorzugsweise besteht der Träger aus Aluminium. Dieses Material verbindet einen günstigen Preis mit hoher Sta­ bilität und geringem Gewicht.

Es empfiehlt sich, daß die Schneidkante aus einem hauptsächlich aus Wolframcarbid bestehenden Hartmetall­ stab gebildet ist. Dieses Material ist hervorragend für eine lange Standzeit geeignet. Es kommen aber auch an­ dere Hartmetalle wie Titancarbid, Tantalcarbid u. dgl. in Betracht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür ge­ sorgt, daß der Träger im Abstand voneinander angeordne­ te parallele Flächen aufweist, an denen die ortsfesten Führungen anliegen.

Dies gilt insbesondere, wenn die ortsfesten Führungen durch Sintermetall-Auflagen auf zwei einander zugewan­ ten Stützflächen einer Halterung gebildet sind. Die Sintermetall-Auflagen in Verbindung mit der harten Oberflächenschicht ergeben eine sehr abnutzungsbestän­ dige Kombination.

Es ist günstig, daß im wesentlichen die gesamte Ober­ fläche des Trägers mit einer harten Oberflächenschicht versehen ist. Da die harte Oberflächenschicht in den meisten Fällen chemisch oder anodisch aufgebracht wird, ist es einfacher, den gesamten Träger in die Behand­ lungslösung einzutauchen, als einzelne Abschnitte hier­ mit zu behandeln.

Von Vorteil ist es auch, daß der Träger an einem Ende mit einer Nase zur Anlage des anderen Messers versehen und die Anlagefläche der Nase mit einer Hartmetall-Auf­ lage versehen ist. Die durch Reibung beanspruchte An­ lagefläche der Nase ist infolge der Hartmetall-Auflage abriebfest, was ebenfalls die Standzeit erhöht.

Günstig ist es, daß das nicht angetriebene Messer einem Träger aus Stahl aufweist und die Schneidkante aus Hartmetall besteht. Auch hierbei wird durch die Hartme­ tall-Schneidkante die Standzeit verbessert.

Von Vorteil ist es, wenn die Schneidkante an den Träger angeklebt ist. Es werden dann keine Lötarbeitsgänge benötigt, mit denen das Gefüge des Trägers und/oder der Schneidkante negativ beeinflußt werden könnte.

Mit Hilfe der neuen Konstruktion kann man einen Messer­ antrieb verwenden, der für 15 Hübe pro Sekunde oder mehr ausgelegt ist. Dies sind wesentlich höhere Ar­ beitsgeschwindigkeiten, als sie bisher möglich waren.

Es ist auch ein Schneidmesser für sich für eine Schneid­ vorrichtung der zuvor beschriebenen Art vorgesehen, das demnach einen Träger aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, und mindestens eine Schneidkante aus Hartmetall, insbesondere ei­ nen hauptsächlich aus Wolframcarbid bestehenden Hartme­ tallstab, aufweist, wobei die Schneidkante vorzugsweise an den Träger angeklebt ist, vorzugsweise die gesam­ te Oberfläche des Trägers mit einer harten Oberflächen­ schicht versehen ist und vorzugsweise der Träger an einem Ende mit einer Nase zur Anlage des anderen Messers versehen und die Anlagefläche der Nase mit einer Hartmetall-Auflage versehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit zwei Schneidkanten versehenen Obermessers, dem zwei Untermesser zugeordnet sind, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Halterung mit Ober­ messer und Untermesser, wobei die Messer mitein­ ander in Eingriff stehen.

Ein Obermesser 1 weist einen Träger 2 aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, und zwei Schneidkanten 3 und 4 aus Hartmetall auf, die in Form eines flachen Stabes in eine entsprechende Vertiefung des Trägers 2 eingeklebt sind.

Die beiden Schneidkanten 3 und 4 des Obermessers 1 ar­ beiten mit zwei Untermessern 5 und 6 zusammen, die je einen Träger 7 und 8 aus Stahl sowie Schneidkanten 9, 10, 11 und 12 aus Hartmetall aufweisen. Die Schneidkan­ ten 10 und 11 wirken mit den Schneidkanten 3 und 4 des Obermessers 1 zusammen. Die Schneidkanten 9 und 12 kön­ nen durch Vertauschen der beiden Untermesser 5, 6 die Stelle der Schneidkanten 10 und 11 gebracht werden.

Eine aus zwei Teilen 13 und 14 bestehende Halterung, die ebenso wie die Untermesser 5 und 6 ortsfest gehal­ ten ist, trägt auf einander zugewandten Stützflächen 15 und 16 mehrere über die Länge des Trägers 2 verteilte Sintermetall-Auflagen 17 und 18, zwischen denen sich der Träger 2 befindet. Die Sintermetall-Auflagen 17 und 18 erstrecken sich längs der Führungsbahnen 19, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet sind. Die Teile 13 und 14 der Halterung lassen sich durch Schrauben gegeneinander einstellen, um eine gute Führung des Obermessers 1 zu erzielen.

Das Obermesser 1 ist durch einen Antrieb, der durch einen Pfeil 20 veranschaulicht ist und beispielsweise über einen Exzenter erfolgt, auf und ab relativ zu dem feststehenden Untermesser 5 bewegbar. Die Schneidkanten 3, 4 des Obermessers 1 sind mit einer Schräge von 1 bis 2° zur Horizontalen ausgebildet, so daß sich der Schnitt, wie bei einer Schere, von links nach rechts fortsetzt. Am linken Ende trägt das Obermesser 1 eine Nase 21, gegen die das Untermesser 5 durch eine nicht veranschaulichte Feder oder dergleichen angepreßt wird.

Diese Nase 21 trägt eine Hartmetall-Auflage 22, die mit der Schneidkante 3 fluchtet, so daß die beiden Messer 1, 5 ständig aneinander gehalten werden.

Im Träger 2 sind Aussparungen 23 vorgesehen, welche durch eine Bohrung 24 mit der Unterkante des Trägers 2 verbunden sind. In dieser Bohrung 24 befindet sich je ein Auswerferstift, der in bekannter Weise bei der Bewe­ gungsumkehr des Obermessers 1 eventuell am Obermesser 1 haftendes Papier nach unten wegstößt. Dies kann auch dadurch bewerkstelligt werden, daß die Bohrungen 24 durch den Träger 2 hindurchgehen und von Luft durchbla­ sen werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das aber nicht einschränkend ausgelegt werden sollte, bestand der Träger 2 aus Aluminium mit einer Zugfestigkeit von etwa 38 kg/mm. Der Träger 2 hatte eine Dicke von etwa 4,5 mm und eine Höhe von etwa 55 mm. Die Schneidkanten 3 und 4 sind durch flache Stäbe mit einer Dicke von 1 mm bis 1,5 mm gebildet. Es handelt sich um ein haupt­ sächlich aus Wolframcarbid bestehendes Hartmetall. Aus dem gleichen Material besteht die Auflage 22 auf der Nase 21.

Die gesamte Oberfläche des Trägers 2 ist mit einer har­ ten Schicht versehen, die die Verschleißfestigkeit und die Härte verbessert. Diese Oberflächenschicht dringt zu etwa 50% in das Trägermaterial ein und baut zu 50% auf dem Trägermaterial auf. Es kann sich um eine chemi­ sche oder anodische Behandlung handeln, beispielsweise eine Harteloxierung, bei der durch anodische Oxidation eine harte Aluminiumoxidschicht entsteht. Die harte Oberflächenschicht ist in der Zeichnung nicht sichtbar. Sie ist mit dem Buchstaben A angedeutet. Eine solche harte Oberflächenschicht A, die durch anodisches Oxidie­ ren in einem gekühlten Säureelektrolyten gebildet wird, ist unter der Bezeichnung "Hart-Coat" bekannt, Die har­ te Oberfläche im Bereich der Führungsbahnen 19 kann auch durch Hartmetall-Auflagen gebildet sein.

Bei den Untermessern 5 und 6 bestehen die Träger 7 und 8 aus Stahl, während die Hartmetall-Schneidkanten 9, 10, 11 und 12 hauptsächlich aus Wolframcarbid bestehen. Die Sintermetall-Auflagen 17 und 18 sind so ausgelegt, daß sie eine hohe Gleitfähigkeit und hohe Standfestig­ keit besitzen. Die Sintermetall-Auflagen 17 und 18 kön­ nen eine Größe von 10 × 40 mm² oder 20 × 40 mm² haben.

Die Schneidkanten 9, 10, 11 und 12 sowie die Auflagen 17, 18 und 22 sind genauso wie die Schneidkanten 3 und 4 an den zugehörigren Trägern 2, 7, 8 festgeklebt.

Mit einer solchen Konstruktion ließ sich die Messerge­ schwindigkeit um 30 bis 70% erhöhen, was zu 15 Hüben pro Sekunde oder mehr führt.

Claims (11)

1. Schneidvorrichtung für Papier und dergleichen mit mindestens einem ersten Messer und mindestens einem zweiten Messer, das in Schneidrichtung relativ zum ersten Messer hin und her antreibbar und durch ortsfeste Führungen geführt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das angetriebene zweite Messer (1) einen Träger (2) aus Leichtmetall aufweist, der mit mindestens einer Schneidkante (3, 4) aus Hartmetall versehen ist und an den Flächen (Führungsbahnen 19) , die an den ortsfesten Führungen anliegen, mit einer harten Oberflächenschicht (A) oder einer Hartmetall-Auflage versehen ist.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (2) aus Aluminium besteht.

3. Schneidvorrichtung nach 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidkante (3, 4) aus einem hauptsächlich aus Wolframcarbid bestehenden Hartme­ tallstab gebildet ist.

4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) im Abstand voneinander angeordnete parallele Flächen (Führungsbahnen 19) aufweist, an denen die ortsfe­ sten Führungen anliegen.

5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ortsfesten Führungen durch Sin­ termetall-Auflagen (17, 18) auf zwei einander zuge­ wandten Stützflächen (15, 16) einer Halterung (13, 14) gebildet sind.

6. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Trägers (2) mit einer harten Oberflächenschicht (A) versehen ist.

7. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) an einem Ende mit einer Nase (21) zur Anlage des ande­ ren Messers (5, 6) versehen und die Anlagefläche der Nase (21) einer Hartmetall-Auflage (22) versehen ist.

8. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtangetriebe­ ne Messer (5, 6) einen Träger (7, 8) aus Stahl auf­ weist und die Schneidkante (9 bis 12) aus Hartmetall besteht.

9. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (3, 4, 9 bis 12) an den Träger (2, 7, 8) angeklebt ist.

10. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerantrieb (20) für 15 Hübe pro Sekunde oder mehr ausgelegt ist.

11. Schneidmesser nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Schneidvorrichtung.