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Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bisheriger Stand der Technik
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Bekannt sind U- und L-Schneidmesser,
welche zum Trennen der Dichtung an Fahrzeugwindscheibe bestimmt
sind, vom oszillierenden Werkzeug betätigt werden, das die Schneide
des Schneidwerkzeuges in Schnittrichtung schwingen läßt.
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So ist bekannt ein zum Trennen der
Kunststoffverbindung zwischen der Windscheibe eines Fahrzeuges und
seinem Körper
bestimmte Schneidmesser mit einer Schneide, welche auf der Schnittkante
Zacken hat (
DE 19613538
C1 ). Der Einsatzerfolg von zackigen Schneidmessern zum
Schneiden von zähen
Werkstoffen ist darauf zurückzuführen, daß beim Schneiden
mit Zacken der normale Schnittdruck abfällt und der resultierende Schnitt
sauber ist.
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Bei der bekannten technischen Lösung sind aber
die Zacken als steile Nuten ausgebildet, welche nicht die ganze
Schneidmesserfläche
(längs
der Schnittebene) einnehmen, daher müssen erhöhte Druckkräfte beim Schnittvorgang ausgeübt werden. Für Schneidmesser
mit zwei gegenüberliegenden Schnittkanten
sind derartige Nuten nicht fertigungsgerecht, weil man zur Erzeugung
der bogenartigen Zacken auf jeder Schnittkante mehrere unterschiedliche
Arbeitsgänge
benötigt.
Die niedrige Lebensdauer des Schneidmessers schränkt seinen Einsatz wesentlich
ein, weil je nach Verschleißgröße der Schneide
und dem Abnutzungsgrad des Werkstoffes die Nuten sich in der Tiefe ändern und
im extremen Fall gar verschwinden können, und die Messerschneide läßt sich
beim Verschleiß nicht
nachschleifen.
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Bekannt ist auch ein zum Trennen
von Kunststoffverbindung zwischen der Fahrzeugscheibe und seinem
Körper
bestimmtes Schneidwerkzeug, welches aus einem Stück als eine in U-Form gebogene
Platte erzeugt wird mit der, Schneide, welche eine L-Form besitzt
(
EP 0294617 B1 ).
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Der Vorteil der Ausführung besteht
darin, daß der
hinter der Stirnfläche
der Scheibe angebrachte Kunststoff in zwei Ebenen geschnitten werden
kann. Die Schneide besteht aus zwei Teilen, einem Außen- und
einem Innenteil, welche ineinander übergehen, dabei sind deren
gestreckte Kanten auch als Gegenkanten ausgeführt. Die Schnittkanten der Schneide
sind in Querrichtung beiderseits konvex ausgebildet, und die Schneidenteile
sind hauptsächlich
rechtwinklig gegeneinander zugeordnet.
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An der Schneide in Bereich der Biegung
entwickeln sich erhebliche Spannungen, welche während des Betriebes zur Zerstörung des
Schneidmessers führen
und die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges beeinträchtigen.
Diese Spannungen erschweren das Eindringen der Schneide in den Kunststoff,
was zur ungleichmäßigen Verteilung
der Schnittiefe in bezug auf die Stärke des Kunststoffes führt. Da
das Schneidmesser hauptsächlich
eine U-Form und die Schneide eine L-Form haben, werden die vom handbetätigten oszillierenden
Werkzeug während
seiner Bewegung längs
der Scheibenoberfläche entstehenden
Beanspruchungen direkt auf die Schneide übertragen, was ebenso zur Reduzierung der
Lebensdauer des Schneidmessers und zu seiner vorzeitigen Zerstörung in
Bereich der Biegung führt. Darüber hinaus
setzt die Konstruktion den Einsatz einer besonderen begrenzenden
Vorrichtung voraus, welcher für
das Fixieren der Schnittiefe zu sorgen hat. Die beiderseits konvexe
Symmetrieform der Schneide im Querschnitt mit gestreckten Schnittkanten
verursacht eine erhöhte
Reibung gegen den elastischen Klebestoff, was sich auf der Schnittgeschwindigkeit
negativ auswirkt und zum erhöhten
Verschleiß des
Werkzeuges führt.
Eine einschränkende
Rolle für den
Betrieb spielt hauptsächlich
der schroffe Übergang
zwischen dem äußeren und
dem inneren Teil der Schneide, was eine erhöhte Spannungskonzentration
verursacht, das Nachschleifen erschwert und zur Zerstörung der
Schneide in Bereich der Biegung führt.
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Es ist ein Schneidwerkzeug bekannt,
das zum Trennen der elastischen Verbindung zwischen der Scheibe
und dem Körper
des Fahrzeuges dient und aus einer Platte besteht, die in Längsrichtung eine
Biegung in Form von zwei Schenkeln und einem dazwischen liegenden
Steg aufweist, hierbei kann einer der Schenkel am oszillierenden
Werkzeug befestigt werden, während
der andere gegenüberliegende Schenkel
als eine Schneide ausgebildet ist (
EP 0369390 B1 ).
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Bei dieser technischen Lösung hat
das Schneidmesser eine U-Form, während
die Schneide die geradlinigen Schnittkanten hat und in Querrichtung
beiderseits konvex ausgebildet ist. Dieses Schneidmesser ist nur
zum Schneiden von Kunststoff geeignet, welcher nicht über die
Scheibenstirnseite des Fahrzeuges hinaussteht, weil die Schneide
am Schenkel angebracht ist, der gegenüber dem an der Antriebswelle
des oszillierenden Werkzeuges zu befestigenden Schenkel liegt.
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In Bereich des Übergangs des Steges in die Schneide
haben die U-Schneidmesser einen je nach der plastischen Verformungsfähigkeit
des Stahles ergebenden Biegeradius. Die für die Schneide bestimmten Stähle besitzen
eine mittelmäßige Verformungsfähigkeit,
dadurch muß der
Biegeradlus des Steges in Bereich seines Übergangs in die Schneide 1,2 bis 1,8 von
der Stärke
der ursprünglichen
Platte ausmachen. Die Anwendung der Radien im Bereiche der Biegung
der Schneide und des Steges führt
zu einer erheblichen Verschwächung
der Grundfläche
der Schneide und infolgedessen zur Zerstörung des Schneidmessers während des
Betriebes. Das Nachschleifen von Radius im Bereich der Grundfläche bringt
nichts, weil dies zur weiteren Abschwächung der Grundfläche der
Schneide führen
würde.
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Bei diesem vom oszillierenden Handwerkzeug
betätigten
Schneidwerkzeug gilt es, genau auf die Lage der Schneide zur Kante
der Scheibe aufzupassen, und alle auf das oszillierende Werkzeug
einwirkenden Kräfte
beziehungsweise weiteren durch eine ungenaue Lage des oszillierenden
Werkzeuges zur Oberfläche
der Scheibe bedingten Kräfte
gehen direkt auf die Schneide über,
was zu deren unvorhergesehenen zusätzlichen Biegungen und zur
Zerstörung
der Schneide an der Grundfläche
führt.
Wie bei dem vorher beschriebenen Schneidwerkzeuge verursacht die
beiderseits konvexe Symmetrieform der Schneide eine erhöhte Reibung
gegen den elastischen Klebestoff, was zur Abnahme der Schnittgeschwindigkeit
und Zunahme des Werkzeugverschleißes führt. Der schroffe Übergang
der Schneide in den Steg verursacht erhöhte Spannungskonzentrationen, den
Bedarf an wiederholtem Nachschleifen und die Zerstörung der
Schneide im Bereich der Biegung und dadurch schränkt den Einsatz des Schneidwerkzeuges
ein.
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Die vorliegende Erfindung setzt sich
zum Ziel, ein Schneidwerkzeug zu entwickeln, an welchem die Platte
und die Schneide eine solche Gestalt haben, welche die Grundfläche der
Schneide weniger belasten und die Standzeit und die Schnittgeschwindigkeit,
und dadurch die Betriebssicherheit und die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges
steigern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die gestellte Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine weitere Ausführung des Schneidwerkzeuges
ist möglich
und besteht darin, daß die
Schneide an dem äußeren Schenkel
in größter Entfernung von
dem anderen am oszillierenden Werkzeug befestigten Schenkel des
erwähnten
V-Teiles der W-Platte angebracht und der Steg am Λ-Teil der
W-Platte in Längsrichtung
wellenförmig
ausgebildet wird.
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Hierbei sind weitere Varianten möglich, wo es
sinnvoll wäre:
- – den
Abrundungradius des Steges in Bereich seines Übergangs in die Schneide größer als
die Scheibenstärke
zu bemessen;
- – die
Abrundungsradien der Stegecken außerhalb der Schneide kleiner
als die Stärke
der Fahrzeugscheibe zu bemessen;
- – die
Biegung der Schneide und des Steges an deren Übergangsstelle tiefer als die
Biegung des Steges an den anderen Stellen zu bemessen;
- – am
Steg in Bereich der Biegung die Versteifungsrippen auszubilden,
die in Längsrichtung
der Platte zu liegen kommen.
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Möglich
ist eine weitere Ausführung
des Schneidwerkzeuges, deren Sinn es ist, die Schneide in Längsrichtung
am V-Teil der W-Platte als ein V-Stück einer Parabel und den Steg
am anderen V-Teile der W-Platte in Längsrichtung wellig auszubilden.
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Hierbei sind auch weitere Varianten
möglich, bei
denen es zweckmäßigerweise,
- – die
von einem Stück
der Parabel beschriebene Eckenabrundung an der Schneide größer als
die Stärke
der Scheibe bemessen wird;
- – die
Abrundungsradien der Stegecken außerhalb der Schneide kleiner
als die Stärke
der Scheibe des Fahrzeuges bemessen werden;
- – die
Biegung der Schneide tiefer als diejenige des Steges ausgebildet
wird
- – am
Steg in Bereich der Biegung die längs des Querschnittes der Platte
liegenden Versteifungsrippen vorzusehen sind.
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Weitere Ausführungen des Scheidwerkzeuges
sind möglich,
bei denen es zweckmäßigerweise
- – die
Stärke
und/oder die Breite des Steges jeweils größer als diejenige der Schneide
bemessen werden;
- – die
gegenseitigen Kanten der Schneide und des Steges in Ebenen angebracht
sind, welche unter einem scharfen Winkel zur Längsrichtung zum Ende der Schneide
hin liegen würden;
- – die
gegenseitigen Kanten der Schneide und des Steges in Ebenen angeordnet
sind, welche zum Längsschnitt
parallel liegen;
- – die
Schneidkante an der einen Seite der Platte liegt;
- – die
Schneidkante an den beiden gegenüberliegenden
Seiten der Platte liegt;
- – die
Schneide im Querschnitt auf der Außen- und Innenfläche konvex
ausgebildet wird, wobei der Konvexitätsradius der Innenfläche der
Schneide größer als
derjenige der Außenfläche bemessen wird,
und die Schneide auf der Innenfläche
die im Querschitt der Schneide von einer Kante der Platte bis zur
anderen re ichenden Nuten bekommt, welche an der Schneidkante Zacken
bilden;
- – die
Schneide im Qerschnitt auf der Außenfläche konvex und auf der Innenfläche geradlinig
ausgebildet wird, hierbei sind auf der Innenfläche der Schneide die in Querrichtung
der Schneide von einer bis zur anderen Seite der Platte reichenden Nuten
auszubilden, damit auf der Schneidkante Zacken entstehen.
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Zusätzlich an die zwei letzteren
Ausführungen
sind noch weitere Varianten möglich,
wo
- – die
Nuten in Querrichtung abgerundet gestaltet sind;
- – die
Nuten in Querrichtung rechteckig gestaltet sind;
- – die
Nuten in Querrichtung dreieckig gestaltet sind;
- – die
Nuten in Querrichtung als Trapez gestaltet sind;
- – die
Schneide auf der Innenfläche
wellenförmige Nuten
bekommt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ser
Erfindung wird erzeielt, indem man die Platte in Längsrichtung
als eine W-förmige
Platte gestaltet, deren Schenkel des V-Teiles hinter die Scheibe
eingeführt und
das V-Teil selbst unter der Stirnseite der Scheibe (d. h. mit dem
V-Stück
zwischen der Innen- und Außenfläche der
Scheibe) untergebracht hat, während die
Schneide direkt am unter die Scheibe eingeführten V-Teil der Platte Platz
gefunden hat.
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Die oben aufgezählten Vorteile sowie die Besonderheiten
dieser Erfindung werden an unterschiedlichen Ausführungen
mit Hinweis auf die beiliegenden Abbildungen erläutert.
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Kurzgefaßte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
den Längsschnitt
des Schneidwerkzeuges in Arbeitslage, befestigt am oszillierenden
Werkzeug;
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2 Ansicht
des Schneidwerkzeuges in Pfeilrichtung A in 1;
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3 Ansicht
des Schneidwerkzeuges in Pfeilrichtung E in 1;
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4 Schnitt
C-C in 2 (vergrößert), die
Außen- und Innenfläche der
Schneide sind konvex ausgebildet;
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5 Schnitt
B-B in 3 (vergrößert), die
Innenfläche
der Schneide ist wellig ausgebildet;
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6 Zerlegung
des Schneidwerkzeuges, eine der Varianten;
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7 wie
in 6, nur eine andere
Variante;
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8 Schnitt
C-C in 2 bei der konvexen
Außen-
und Innenfläche
der Schneide;
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9 Schnitt
D-D in 8 mit abgerundeten
Nuten;
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10 wie
in 9 nur mit rechteckigen Nuten;
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11 wie
in 9 nur mit dreieckigen Nuten;
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12 wie
in 9 nur mit Nuten in
Trapezform.
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Das Schneidwerkzeug zum Trennen der elastischen
Verbindung zwischen der Fahrzeugscheibe und dem Fahrzeugkörper (1, 2) besteht aus einer Platte 1,
welche in Längsrichtung
eine Biegung in Form von zwei Schenkeln 2, 3 und
einem dazwischen liegenden Steg 4 aufweist. Einer der Schenkel 2 kann
am oszillierenden Werkzeug 5, zum Beispiel mittels Öffnung 6 (2) und Mutter 7 (1) befestigt werden. Der
andere gegenüber dem
ersten liegende Schenkel 3 ist als Schneide mit einer Schnittkante 8 zum
Schneiden nur in einer Richtung oder mit zwei Schnittkanten 8 und 9 zum Schneiden
in beiden Richtungen (2)
ausgebildet. Die W-förmige
Platte 1 (1 und 2) weist in Längsrichtung
eine W-Biegung mit abgerundeten Ecken auf und ist so bemessen, daß das Zwischenstück deren
V-Teiles unter die Stirnseite der Scheibe 10 (1) eingeführt werden
kann. Die Schneide ist zumindest auf einem Stück des erwähnten unter die Scheibe 10 einzuführenden
V-Teiles der W-Platte 1 anzubringen. In 1 sind auch der Körper 11 des Fahrzeuges
und die Dichtung 12 (zu schneidende elastische Klebeverbindung)
dargestellt.
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Daß die W-Platte 1 mit
einem großem
Biegeradius ausgebildet ist, welcher den V-Teil mit dem Schenkel 3 hinter
die Scheibe 10 und das Zwischenstück des V-Teiles unter die Stirnseite
der Scheibe 10 einführen
läßt, ermöglicht es,
die Spannungskonzentration in Bereich der Grundfläche der
Schneide zu reduzieren, die W-Gestalt der Platte 1 läßt eine
Art der Versteifungsrippen bilden, welche in, Querebene der Platte 1 längs deren
Biegelinien liegen und ebenso zur Erhöhung der Starrheit des Schneidwerkzeuges
in der Oszillierungsebene verhelfen. Die wellige Form des Steges 4 mit
einem großen
Radius der Grundfläche
des Schenkels 3 (Radius der Grundfläche der Schneide) und einem
kleinen Biegeradius an dem übrigen
Stegteil 4 läßt die Platte
eine ausgleichende Torsion gegen die eigene Längsachse bewirken. Diese Konstruktion
läßt den Schenkel 3 (und demnach
die nur an diesem Schenkel oder am unter die Schiebe 10 einzuführenden
V-Teil der Platte angeordnete Schneide) von sich in die Ebene mit
dem kleinsten Widerstand des elastischen Dichtungsstoffes 12 einstellen.
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Je nach der Art der zu schneidenden
Dichtung
12 sind zwei Konstruktionen des Schneidwerkzeuges
denkbar. Die erste Konstruktion, wo die Dichtung
12 nicht über die
Stirnseite der Scheibe
10 hinaussteht (in
1 nicht ersichtlich), weist eine Schneide
auf, welche nicht auf der Biegung des Schenkels
3 kommt,
wie In Beschreibung (
EP 0369390
B1 ) der Fall ist. Hierbei ist die Schneide nur am Schenkel
3 an
der Außenseite
des erwähnten V-Teiles
der W-Platte
1 ausgebildet. In diesem Fall ist die Schneide
am Schenkel
3 angebracht, welcher in größter Entfernung vom am oszillierenden
Werkzeug
5 zu befestigenden Schenkel
2 liegt,
und ergibt sich nur aus den Längen
der Schneidkanten
8 und
9, die nicht auf die Biegung
kommen. Der Steg
4 ist in dieser Konstruktion auf dem übrigen mittleren Λ-Teile der
W-Platte
1 in Längsrichtung
wellenförmig
ausgebildet. Die Form des Steges
4 kann an die Sinusform (
1,
2) angenähert werden.
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Der Abrundungsradius des Steges 4 ist
an deren Übergang
in die Schneide größer als
die Stärke
der Scheibe 10 bemessen, was noch mehr die Spannungen an
der Grundfläche
der Schneide reduzieren läßt.
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Die Abrundungsradien der Stegecke 4 außerhalb der Grundfläche können kleiner als die Stärke der
Scheibe 10 des Fahrzeuges bemessen werden, da pro Biegung
zwei unter die Scheibe 10 kommen. Hierbei können diese
Radien praktisch 1,2 bis 1,8 der Plattenstärke 1 ausmachen, um
der Forderung nach der plastischen Verformung bei dem Betrieb der
Platte 1 zu entsprechen. Aus demselben Grunde ist die Tiefe
der Biegung der Schneide und des Steges 4 am Übergang größer als diejenige des Steges 4 an
den anderen Stellen bemessen, zum Beispiel vergleichsweise mit der
Tiefe der Biegung in der Mitte und derjenigen am an dem oszillierenden Werkzeug
zu befestigenden Schenkel 2. Zwar büßt hierbei die Platte 1 ihre
symmetrische Form ein, jedoch behält die allgemeine W-Form zur
Kompensation der Biegung mit größerem Radius
bei.
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Je nach dem Werkstoff der Platte 1 können an
der Biegung des Steges 4 Versteifungsrippen 13, 14 ausgebildet
werden, um deren federnde Beschaffenheit abzuschwächen und
die Verformung der Platte 1 in den der Biegung der Platte 1 orthogonalen Richtungen
während
des Betriebes zu verhindern. Die Versteifungsrippen 13, 14 sind
längs des
Längsschnittes
der Platte 1 (1 und 3) anzuordnen.
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Diese Versteifungsrippen 13, 14 sind
verfahrenstechnisch mittels Verformung der Platte 1 an
den Spitzen der Biegung des Steges zu bekommen.
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Wenn die Dichtung
12 über die
Stirnseite der Scheibe
10 (
1)
hinaussteht, ist die Schneide bei der zweiten Konstruktion als V-Stück einer
Parabel am oben erwähnten
V-Teil der W-Platte
1 in Längsrichtung ausgebildet, während der
Steg
4 in Längsrichtung
am anderen V-Teil der W-Platte
1 eine wellige Form aufweist.
In diesem Falle beansprucht die Länge der Schneide die erste
Biegung und von der Biegung aus geht die Schneide langsam in den
Steg
4 über.
Da die Schneide als Kurve einer Parabel ausgebildet ist, entfällt die
Notwendigkeit an der Konjugation der Kante
8 bzw.
9 der
unterschiedlichen Teile, wie dies bei der Beschreibung (
EP 0294617 B1 )
der Fall ist, weil keine einzelnen konjugierten Teile bestehen.
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Das als parabolische Kurve ausgebildete Profil
der Schneide ermöglicht
einen langsamen zügigen Übergang
in den welligen Steg 4 und sorgt sowohl für die Bruchsicherheit
als auch für
den Schleifkomfort.
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Wenn man die Symmetrieachse der V-Schneide
als die Achse annimmt und infolgedessen die Achse X zur dieser senkrecht
steht, so kann man die Abhängigkeit
der das Profil der Schneide 3 beschreibenden Parabel als
Funktion : Y = AX2 darstellen, wo der A-Wert
sich aus der Stärke
der Scheibe 10 ergibt und innerhalb von 0,6 bis 2,1 für die bestehenden
Fahrzeugscheiben liegen wird.
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Im Unterschied zu früheren Konstruktionen erfolgt
am angemeldeten Schneidwerkzeug keine Steigerung der Spannungskonzentration
an der Grundfläche
der Schneide.
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Ebenso wie bei der Ausführungsform,
wo die Schneide keine Biegung für
sich in Anspruch nimmt, ist es bei der vorliegenden verbesserten
Konstruktion möglich,
daß die
von der Parabel beschriebene Eckenabrundung der Schneide größer als
die Stärke der
Scheibe 10 (1)
bemessen wird. Hierbei können
die Abrundungsradien der Stegecken 4 kleiner als die Stärke der
Scheibe 10 bemessen werden und sämtliche weiteren der Ausführungsform
eigenen Eigenschaften beibehalten werden. Die Tiefe der Biegung
an der Schneide kann größer als
die Tiefe der Biegungen am Stege 4 bemessen werden, in
Bereich der Biegung am Steg 4 können die in Längsrichtung der
Platte 1 liegenden Versteifungsrippen 13 und 14 (3) ausbildet werden.
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Demnach ist es zur Lösung der
gestellten Aufgabe sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten
angemeldeten Variante erforderlich und ausreichend, daß die Platte 1 in
Längsrichtung
eine W-Biegung mit abgerundeten Ecken bekommt, das Zwischenstück deren
V-Teiles sich unter die Stirnseite der Scheibe 10 einführen läßt und die
Schneide zumindest auf ein Stück
des oben erwähnten
V-Teiles der W-Platte zu liegen kommt.
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Die Stärke und/oder die Breite des
Steges 4 ist jeweils größer als
diejenigen der Schneide zu bemessen. Da die Stärke und/oder die Breite der Schneide
kleiner als die Stärke
und/oder die Breite des Steges 4 ist, fällt die Spannungskonzentration
an der Grundfläche
der Schneide ab und dadurch wird es möglich, die Schnittqualität und die
Langlebigkeit des Schneidwerkzeuges zu steigern.
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In der Abwicklung der Platte 1 (6) können die Kanten der Schneide
und des Steges 4 in einer Geraden konjugiert werden (bei
der gebogenen Platte liegen sie in gegenseitigen Ebenen), hierbei
ergeben deren entgegengesetzte Kanten einen scharfen Winkel zum
Längsschnitt
zum Ende der Schneide 15 hin (2, 3, 6). In diesem Falle vergrößert sich die
Breite der Schneide und des Steges langsam zu dem Schenkel 2 hin,
der auch mit einer langsam ansteigenden Breite entsprechend der
Bemessung der Öffnung 6 ausgeführt werden
kann. Dieser zügige Anstieg
der Breite der Platte 1 vom Ende 15 der Schneide zum Schenkel 2 hin
und die Öffnung 6 ermöglichen
eine gleichmäßige Entlastung
des Schneidwerkzeuges von den ungleichmäßigen vom oszillierenden Werkzeug 5 erzeugten
Kräften,
das bei der Handbetätigung
eine Änderung
in der räumliche
Lage seiner schwingenden Welle zur Ebene der Scheibe 10 bewirkt.
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Dadurch aber, daß die Spannungskonzentration
an der Grundfläche
der Schneide niedrig ist oder praktisch gar fehlt und die Biegung
an oder in der Grundfläche
mit einem Radius oder einer Abrundung ausgebildet wird, die größer ist
als die Stärke der
Scheibe 10, wird es möglich,
in der Abwicklung (7)
die Kanten der Schneide und des Steges geradlinig zu konjugieren,
die Geraden liegen hierbei parallel zur Längsrichtung (bei der gebogenen
Platte 1 werden die Gegenkanten in parallelen Ebenen liegen),
erst dann geht die Breite des Steges 4 langsam in die zur
Befestigung benötigte
Breite des Schenkels 2 über.
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Zur weiteren Steigerung der Lebensdauer des
Schneidwerkzeuges kann man die Schneide auf der Außenfläche 16 und
Innenfläche 17 in
Querrichtung konvex (4)
gestalten, hierbei wird der Konvexitätsradius R2 in
der Innenfläche 17 der
Schneide (dem Schenkel 2 zugewendet) größer als der Konvexitätsradius
R1 der Außenfläche 16 der Schneide (vom
Schenkel 2 abgewendet) sein. An der Innenfläche der
Schneide sind die Nuten 18 (5)
ausgebildet, welche in Querrichtung der Schneide von einer Kante
der Platte 1 zur anderen reichen und auf der Schneidkante 8 und/oder 9 Zacken
(1, 2, 3)
bilden. Als Folge der Ausbildung der in Querrichtung von einer Kante
der Platte 1 bis zu deren anderen Kante reichenden Nuten 18 entstehen
die Voraussetzungen für
die Bewegung des zu schneidenden dispersen zerkleinerten Werkstoffes
der Dichtung 12 in den Nuten 18 entgegen der Schnittrichtung
und die Entfernung des Abfalls aus den entstehenden Schnitten, ohne
daß der
Kunststoff der Dichtung 12 zu schmelzen beginnt Dadurch
daß die
Außenfläche 16 und
die Innenfläche 17 der
Schneide konvex mit unterschiedlich großen Radien R1 und
R2 ausgebildet sind, kann die Schneide sich
selbst während
des Betriebes nachschleifen, da die Nuten sich von einer Kante der
Platte 1 zu deren anderen Kante reichen, behalten die Zacken
ihre Gestalt im Zuge des Verschleißes der Schneide. Die zackige
Form der Schnittkante 8 und/oder 9 reduziert die
auf den elastischen Werkstoff einwirkende Schnittkraft. In 5 sind die Nuten 18 als
wellige Innenfläche 17 der Schneide
dargestellt. Die Welligkeit ergibt sich aus den toroidalen Oberflächen mit
gleich großen
oder unterschiedlichen Radien R3 und R4. Die Nuten 18 können auch
ein anderes Profil haben. Im Extremfall kann der Radius R2 Viel größer als
der Radius R1 bemessen sein, so daß die Innenfläche 17 sich
in eine Ebene umwandelt (8).
Es wurde das Funktionieren der Nuten 18 untersucht, die
im Querschnitt auf der ebenen oder konvexen Innenfläche 17 ein
abgerundetes Profil (9),
ein rechteckiges Profil (10),
ein dreieckiges Profil (11),
ein Profi in einer Trapezform (12)
haben.
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Die durchgeführten Versuche haben die Erkenntnis
ergeben, daß zwar
die unterschiedlichen Profile der Nuten nach den physikalisch-mechanischen
Eigenschaften des zu schneidenden Werkstoffes bestimmt werden können, jedoch
für die
Steigerung der Schnittgeschwindigkeit und der Verschleißfestigkeit
der Schneide die auf der Innenfläche 17 der Schneide
wellig ausgebildeten Nuten 18 von größter Wirkung sind, hierbei
ist es zweckmäßig, die
konvexe Außenfläche 16 konisch,
d. h. nach dem Ende 15 zu verengend, auszubilden. Der Effekt
von dem Einsatz der auf der Innenfläche 17 der Schneide
wellig ausgebildeten Nuten 18 läßt sich offensichtlich durch
die resultierende Zackenform und die reduzierte Reibung während der
Bewegung des zerstörten
Kunststoffes in den Nuten 18 erklären. Wird die konvexe Außenfläche 16 konisch
längs der
Längsachse
der Platte 1 ausgebildet, ändert sich die Stärke der Schneide
von der Kleinsten am Ende 15 bis zur Berechnungsstärke in Bereich
der Verbindung zum Steg 4, vorzüglich von 0,6 mm bis 1,5 oder
2 mm. Die Tiefe der Nuten 18 liegt je nach Stahlqualität innerhalb
von 0,15 mm bis 0,5 mm. Die Stärke
der Platte 1 in Bereich des Steges 4 und des Schenkels 2 kann innerhalb
von 1,5 mm bis 2,5 mm liegen. Der Abstand zwischen den Nuten 18 wird
verfahrenstechnisch möglichst
klein bemessen.
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Die Arbeitsweise des Schneidwerkzeuges (1, 2). Die Schneide wird mit dem einen V-Stück, welches
als Schenkel 3 dient, und mit dem anderen V-Stück, welches
den am oszillierenden Werkzeug 5 zu befestigenden Schenkel 2 darstellt, eine
W-Platte 1 bildet, in die Dichtung 12 eingeführt. Die
Platte 1, deren Schenkel 2 über die Öffnung 6 an der Welle
des mit einer Frequenz von 10000 bis 22 000 Schwingungen pro Minute
oszillierenden Werkzeuges 5 befestigt ist, schwingt zur
Befestigungsebene hin. Das von Hand betätigte oszillierende Werkzeug 5 bewegt
sich um die Kontur der Scheibe 10, die Schnittkanten 8 und 9 der
Schneide schneiden die Kunststoffdichtung 12 auf. Die auf
das oszillierende Werkzeug 5 beim Schneiden einwirkenden Kräfte werden über den
Steg 4 weiter übertragen,
Hierbei entsteht in der Dichtung 12 je nach der Beschaffenheit
der Dichtung und der Form der Schneide ein gerader oder V-förmiger Schnitt. Ändert sich
die Lage der Welle am von Hand betätigten oszillierenden Werkzeug 5 in
bezug auf die Kontur der Scheibe entstehen die sich aus der Lage
der Welle des oszillierenden Werkzeuges 5 zur Ebene der
Scheibe 10 resultierenden Biegemomente und werden über den Steg 4 an
die Schneide des Schenkels 3 weitergegeben. Jedoch liegt
der wesentliche Teil des Steges 4 im Freien, während die Schneide mitten in
dem elastischen Stoff der Dichtung 12 steckt, daher dient
der in der Dichtung 12 erzeugte Schnitt als eine Führung, während die
aus einer ungenauen Positionierung des oszillierenden Werkzeuges 5 resultierenden
Biegemomente hauptsächlich
auf den im Freien liegenden Teil des Steges 4 einwirken.
Auf diese Weise dämpft der
wellige an die Sinusform anmutende Steg 4 die an die Schneide
in Querrichtung zu übertragenden Kräfte.
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Ist die Dichtung 12 konstruktionsmäßig hinter
der Stirnseite der Scheibe 10 angebracht und die Schneide
als ein V-Stück
einer Parabel ausgebildet, dient der im in der Dichtung 12 erzeugte
V-Schnitt für die
Schneide als eine zusätzliche
Führung.
Bei der Verschiebung der Welle des oszillierenden Werkzeuges 5 gegen
die optimalen Position bewirkt daher das wellige Profil der Platte 1 über den
dämpfend
wirkenden Steg 4 eine automatische Berichtigung der Lage der
Schneide, was die erforderliche Sauberkeit- und Ebenheit des Schnittes erzielen
läßt. Die
im Bereich der Biegung des Steges 4 liegenden Versteifungsrippen 13 und 14 dienen
als ein weiters Mittel zur Verhinderung der Durchbiegung der Schneide
in den den Hauptbiegungen der W-Platte 1 der
Schneide und des Steges orthogonalen Richtungen.
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Liegen die Nuten 18 auf
der Innenfläche 17 der
Schneide, bewegt sich der disperse zerstörte elastische Werkstoff der
Dichtung 12 in den Nuten 18 entgegen der Schnittrichtung
und läßt sich
aus dem Schnittschlitz in der Dichtung 12 entfernen, ohne
daß hierbei
eine wesentliche Erhitzung der Schneide bzw. Verschmelzung des zu
schneidenden Werkstoffes erfolgt. Dadurch steigt die Schnittgeschwindigkeit
der Dichtung 12 erheblich, reduziert sich die Arbeitszeit für das Trennen
der Scheibe 10 und ermäßigen sich wesentlich
die auf das oszillierende Werkzeuges 5 einwirkenden Schnittkräfte, was
die Gefahr der Entwicklung der Spannungen an der Grundfläche der Schneide
zusätzlich
vermindert. Die Anbringung der Nuten 18 mit Zacken unterschiedlicher
Form quer zur Längsachse
auf der ganzen Länge
der Innenfläche 17 ermöglicht je
nach dem zu schneidenden Werkstoff eine weitere Steigerung der Betriebssicherheit und
der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges sowie die Beibehaltung der
Zackenform im Zuge des Betriebes.
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Einsatzmöglichkeit
in der Industrie
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Das angemeldete Schneidwerkzeug kann zum
Schneiden von Kunststoffen eingesetzt werden, insbesondere zum Trennen
der Kunststoffverbindung zwischen der Windscheibe und dem Körper des Fahrzeuges.
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Grundkonzeption
der Erfindung
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Mit anderen Worten ausgedrückt, kann
die Erfindung u.a. die folgenden und voneinander unabhängigen Merkmale
aufweisen.
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1. Schneidmesser für Schneidwerkzeugantriebe
zum Durchtrennen von Klebewulsten zwischen einer in einem Kfz eingebauten
Scheibe und dem Kfz-Scheibenrahmen, mit einem ersten Schenkel, an dessen
Ende der Schneidwerkzeugantrieb befestigbar ist, mit einem zweiten
Schenkel, welcher eine Schneide trägt, sowie mit einem Verbindungsstück (Steg)
zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel, wobei das Schneidmesser
insgesamt von W-förmiger
Form ist und wobei der erste und der zweite Schenkel die äußeren Schenkel
des W bilden. Hierbei können
die Übergänge zwischen
den Schenkeln und dem Verbindungsstück unabhängig voneinander scharf abgewinkelt
oder mit einem definierten Radius, beispielsweise 0,5 bis 5 mm,
vorzugsweise 1 bis 2 mm, aufgebildet sein. Die Schneide kann sich
bis in das Verbindungsstück
hinein erstrecken, kann aber auch auf den zweiten Schenkel beschränkt sein.