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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe, Karton, Kunststoff und/oder vergleichbarem Büromaterial, insbesondere einen Aktenvernichter, Hebelschneider, Stapelschneider und dergleichen, mit einer Schneideinheit mit mindestens einem Schneidelement.
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Beim Schneiden von Papier, speziell bei Aktenvernichtern, Stapelschneidern und Hebelschneidern, treten zwischen Messer und Papier bzw. zwischen Messer und Gegenmesser Reibung und Verschleiß, in manchen Fällen auch störende Geräusche durch Materialschwingungen aufgrund von Friktion auf. Die Reibung entsteht unter anderem durch den Messerwerkstoff Stahl und dessen Oberfläche, die im Mikrobereich Richtung Formschluss geht.
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Bei Schneidwerken von bekannten Aktenvernichtern werden in der Regel runde Messer, die an einer ersten Messerwelle ausgebildet oder befestigt sind, und runde Messer, die an einer zweiten Messerwelle ausgebildet oder befestigt sind, rotierend aneinander vorbeigeführt. Typischerweise wirken diese Messer dabei so zusammen, dass sich ein überdeckender Bereich ergibt, in dem benachbarte Messer aneinander vorbeigleiten und dabei zwischen ihnen und dem Schneidgut Reibung auftritt. Um auch relativ starkes Material (z. B. Karton oder Kunststofffolien) zerschneiden zu können, liegen die zusammenwirkenden Messer im überdeckenden Bereich zum Teil mit hohen Kräften aneinander an. Dann sind die beim Rotieren der Messerwellen entstehenden Reibungskräfte besonders hoch. Dies reduziert im Allgemeinen die Schneidleistung der Schneideinheit bzw. des Aktenvernichters, wodurch sein Wirkungsgrad und somit sein wirtschaftlicher Nutzen sinkt. Hinzu kommt, dass sich die Schneidleistung einer Schneideinheit mit zunehmender Betriebsdauer ohnehin verschlechtert.
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Um diesem Problem entgegenzuwirken, sind in der Vergangenheit Fette und Öle zum Einsatz gekommen, deren positive Wirkung jedoch zeitlich stark begrenzt ist. Deshalb tritt bei Verwendung derartiger Fette oder Öle die reduzierte Schneidleistung schon bald wieder auf und erfordert einen erneuten Wartungsaufwand.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Schneidvorrichtung längere Laufzeiten bei verbesserter Schneidleistung zu ermöglichen und den Wartungsaufwand niedrig zu halten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Schneidelement und/oder mindestens ein Abstreifelement, das mit einem Schneidelement zum Abstreifen von Schnittgut zusammenwirkt, zumindest teilweise eine Beschichtung aufweist, deren Reibwert geringer ist als der Reibwert des unbeschichteten Schneidelements bzw. unbeschichteten Abstreifelements und/oder deren Verschleißfestigkeit mindestens gleich hoch ist wie die Verschleißfestigkeit des unbeschichteten Schneidelements bzw. unbeschichteten Abstreifelements.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schneidelements und/oder des Abstreifelements erreicht langfristig eine verbesserte Schneidleistung des Schneidwerks. Durch den im Vergleich zum unbeschichteten Schneidelement und/oder unbeschichteten Abstreifelement geringeren Reibwert der Beschichtung verringert sich der Verschleiß von Schneid- und Abstreifelement während des Betriebs des Schneidwerks. Insbesondere entfällt ein frühzeitiges Wechseln der Schneidelemente aufgrund einer vorzeitigen Abnutzung und einer damit verbundenen Reduktion der Laufleistung. Die durch die Beschichtung glattere Oberfläche ermöglicht ein leichteres, längeres und leiseres Schneiden, weniger Formschluss-Effekte sowie eine geringere Anhaftung von geschnittenen Klebeetiketten oder dergleichen. Je nach Beschichtungsart und -dicke kann die Messeroberfläche zuerst beschichtet und dann feinbearbeitet werden oder umgekehrt. Als Werkstoff für die Beschichtung der Schneidelemente kommen in der Regel Metalle in Betracht, da sie die erforderliche Stabilität gewährleisten und die zum Teil hohen Schnittkräfte ohne ein Versagen der Schneidelemente aufnehmen können. Es sind aber auch Beschichtungsgemische aus Metallen und reibwertminimierenden Substanzen oder nur aus nichtmetallischen Substanzen möglich. Der Grundwerkstoff der Schneideelemente ist typischerweise Stahl.
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Vorzugsweise sind mindestens zwei miteinander zusammenwirkende Schneidelemente vorgesehen, wobei mindestens eines der Schneidelemente und/oder mindestens ein Abstreifelement, das mit mindestens einem Schneidelement zum Abstreifen von Schnittgut zusammenwirkt, zumindest teilweise eine Beschichtung aufweisen, deren Reibwert geringer ist als der Reibwert des unbeschichteten Schneidelements bzw. unbeschichteten Abstreifelements und/oder deren Verschleißfestigkeit mindestens gleich hoch ist wie die Verschleißfestigkeit des unbeschichteten Schneidelements bzw. unbeschichteten Abstreifelements. Es kann somit bei gleichen gegenseitigen Anpressdrücken der Schneidelemente untereinander (d. h. bei gleicher Schnittfähigkeit) bzw. bei gleichem Anpressdruck zwischen Schneidelement und Abstreifelement eine längere Betriebszeit erreicht werden. Es muss das Schneidelement um etwa die Beschichtungsdicke verkleinert werden, um eine optimale Schnittluft zu erreichen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform weisen beide Schneidelemente die erfindungsgemäße Beschichtung auf. Dadurch wird die Abnutzung der Schneidelemente weiter reduziert, wodurch noch längere Laufzeiten bei nahezu unverändert guter Schneidleistung erreicht werden.
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Vorzugsweise ist die Beschichtung ca. 5 μm bis ca. 50 μm, bevorzugt ca. 10 μm bis ca. 20 μm, dick.
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Besonders bevorzugt ist die Beschichtung zumindest in einem Überdeckungsbereich der Schneidelemente vorgesehen. Dann ist die erfindungsgemäße Beschichtung lediglich auf den für den Schneidvorgang wesentlichen Bereich begrenzt, wodurch die Produktionszeiten und Produktionskosten einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung reduziert werden können. Der Überdeckungsbereich stellt in der Regel den Bereich des gegenseitigen Kontakts zweier aneinander anliegender oder gleitend aneinander vorbeigeführter Messer dar.
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Schließlich ist besonders vorteilhaft, dass die Beschichtung aus Nickel oder einer Nickel-Legierung besteht. Durch eine Nickelbeschichtung können bei den typischerweise zwischen den anliegenden Messern und zwischen den Messern und dem Papier vorherrschenden Anpressdrücken Reibwerte erreicht werden, die näherungsweise halb so groß sind, wie bei einem gegenseitigen Kontakt ohne eine Beschichtung der Schneidelemente (z. B. ein reiner Stahl-Stahl oder Stahl-Papier Kontakt).
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Schneidelemente im Sinne der Erfindung können alle Formen von Schneidvorrichtungen sein, die dazu geeignet sind, die typischerweise im Bürobedarf vorkommenden Materialien, wie beispielsweise Papier, Pappe, Karton, Kunststoffe oder dergleichen, zu zerschneiden. Es ist denkbar, dass eines der Schneidelemente ortsfest gelagert ist und das andere Schneidelement eine Relativbewegung zum ortsfesten Schneidelement vollführt oder dass beide Schneidelemente beweglich gelagert sind. Zur Durchführung einer gleichmäßigen Schnittbewegung bewegen sich die Schneidelemente typischerweise rotatorisch gegeneinander. Es sind aber auch andere Bewegungsformen denkbar.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidelemente als Messer ausgebildet sind, die jeweils voneinander beabstandeter an einer ersten und einer zweiten drehbar gelagerten Messerwelle vorgesehen sind, wobei die Messer der ersten Messerwelle in Zwischenräume zwischen benachbarten Messern der zweiten Messerwelle eingreifen und umgekehrt. Durch eine Ausgestaltung eines Aktenvernichters gemäß dieser Ausführungsform ist das Zerschneiden von Schnittmaterial in eine Vielzahl (entsprechend der verwendeten Anzahl an Messern) von Streifen oder Partikeln möglich. Weist der Aktenvernichter darüber hinaus noch Vorrichtungen auf, die ein Querschneiden der Streifen erlauben, so können sehr kleine Schnipsel und somit eine hohe Sicherheitsstufe durch den Aktenvernichter erreicht werden („cross-cut”). Die Messer einer Messerwelle sind typischerweise scheibenförmig ausgestaltet. Messer, die unterschiedlichen Messerwellen zugeordnet sind, liegen zum Schneiden von Schnittmaterial aneinander an bzw. berühren sich gegenseitig.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform greift in jeden Zwischenraum zwischen zwei Messern ein Abstreifelement ein. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass sich in keinem Zwischenraum Reste des Schnittguts ansammeln können. Das Schneidwerk des Aktenvernichters wird somit von altem Schnittgut freigehalten, wodurch eine sichere Funktionsweise über die gesamte Betriebszeit des Aktenvernichters hinweg gewährleistet wird. Damit sich das Schnittgut nicht in den Zwischenräumen zwischen jeweils zwei benachbarten Messern verfängt, ragen die Abstreifer auslaufseitig in die Zwischenräume hinein.
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Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidelemente z. B. im Falle eines Hebelschneiders als ein schwenkbar gelagertes Messer und als ein feststehendes Gegenmesser ausgebildet sind oder dass das Schneidelement z. B. im Falle eines Stapelschneiders als ein verschieb- bzw. verfahrbares Messer ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Schneidwerks eines Aktenvernichters;
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2 eine perspektivische Ansicht des Schneidwerks aus 1 im zusammengebauten Zustand;
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3 einen Querschnitt durch das Schneidwerk gemäß III-III in 2;
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4 einen Querschnitt durch ein Messer gemäß IV-IV in 3;
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5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerks eines Hebelschneiders; und
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6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerks eines Stapelschneiders.
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In der 1 sind verschiedene Einzelteile eines Schneidwerks 1 für einen Aktenvernichter in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Das Schneidwerk 1 umfasst eine erste Messerwelle 2 und eine zweite Messerwelle 3, auf denen jeweils eine Vielzahl von kreisförmigen bzw. scheibenförmigen Messern 4 angebracht sind. Die Messerwellen 2, 3 und die Messer 4 können integral aus einem Stück hergestellt oder aus einzelnen Messerscheiben aufgebaut sein, die jeweils an den Messerwelle 2, 3 befestigt sind. Unabhängig von der Art der Herstellung sind die einzelnen Messer 4 einer Messerwelle 2, 3 jeweils voneinander beabstandet, insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandet (z. B. durch Distanzhülsen), sodass zwischen benachbarten Messern 4 jeweils Zwischenräume 5 ausgebildet sind. Dabei entsprechen die Abstände von einem Messer 4 zum nächsten benachbarten Messer 4 der einen Messerwelle 2, 3 in der Regel der Messerbreite M der anderen Messerwelle 3, 2. Dies ermöglicht ein gegenseitiges Ineinandergreifen der beiden Messerwellen 2, 3 über deren Messer 4 (vgl. 2).
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Das Schneidwerk 1 umfasst des Weiteren Wellenlager 6, die die Enden der Messerwellen 2, 3 aufnehmen, und zwei Lagerplatten 7, in die die Wellenlager 6 einbringbar, insbesondere einpressbar, sind. Um die Lagerplatten 7 gegenseitig auf Abstand zu halten, sind ferner Stäbe 8 vorgesehen, die einenends in Löcher 9 der einen Lagerplatte 7 und anderenends in Löcher 9 der anderen Lagerplatte 7 einbringbar und mittels nicht dargestellten Muttern befestigbar sind. In 1 sind vier Stäbe 8 vorgesehen, die zusammen mit den Lagerplatten 7 eine stabile Grundstruktur des Schneidwerks 1 bilden.
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Die Stäbe 8 dienen ferner der Lagerung von Abstreifern 10, die teilweise in die Zwischenräume 5 zwischen den Messern 4 hineinragen. In 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur zwei Abstreifer 10 dargestellt, jedoch ist für jeden Zwischenraum 5 des Schneidwerks 1 ein eigener Abstreifer 10 vorgesehen. Die Abstreifer 10 weisen zu ihrer Lagerung an den Stäben 8 jeweils zwei Löcher 11 auf. Ein Abstreifer 10 kann somit auf jeweils zwei parallel verlaufende Stäbe 8 „aufgefädelt” werden.
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Das Schneidwerk 1 weist darüber hinaus Zahnräder 12 auf, die jeweils an einer Messerwelle 2, 3 einenends befestigbar sind. Die Drehachsen der Messerwellen 2, 3 sind (im zusammengebauten Zustand des Schneidwerks 1, vgl. 2) soweit voneinander beabstandet, dass die Zahnräder 12 ineinander eingreifen. Die Messerwellen 2, 3 sind über die Zahnräder 12 synchron antreibbar, d. h., es können zum Beispiel Elektromotoren vorgesehen sein, die über ein Ritzel und gegebenenfalls über ein Übersetzungsgetriebe in eines der Zahnräder 12 eingreifen.
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Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Schneidwerks 1. Zwischen jedes Messer 4 der Messerwellen 2, 3 greifen Abstreifer 10 ein, die ihrerseits durch die Stäbe 8 gehalten werden. Die Stäbe 8 sind über Muttern 13 an den Lagerplatten 7 befestigt.
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Zum Betreiben des Aktenvernichters wird Schnittmaterial, wie z. B. Blattpapier, Karton etc. (nicht dargestellt), in Pfeilrichtung 14 durch einen Einführschlitz 15 des Schneidwerks 1 eingeführt, bis das Schnittmaterial in einem Überdeckungsbereich der Messer 4 erfasst und in eine Vielzahl von Schnittstreifen oder Partikeln (Schnittgut) zerschnitten wird. Die beiden Zahnräder 12 an den Enden der Messerwellen 2, 3 sowie die Messerwellen 2, 3 selbst drehen sich dabei in jeweils die entsprechende Pfeilrichtung 16.
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In der 3 ist ein Querschnitt durch das Schneidwerk 1 gemäß der Linie III-III in 2 dargestellt. Durch den Querschnittsverlauf ist erkennbar, dass die Messer 4, die an unterschiedlichen Messerwellen 2, 3 ausgebildet sind, ineinander eingreifen, insbesondere in dem Überdeckungsbereich 17 ineinander eingreifen. Ferner ist die genaue Lage der Abstreifer 10 erkennbar, die, gehalten durch die Stäbe 8, ebenfalls in die Zwischenräume 5 zwischen benachbarten Messern 4 eingreifen. In dem in 3 oberen Bereich, in dem das Schnittmaterial in Pfeilrichtung 14 eingeführt wird, weisen die Abstreifer 10 durchgehende, gerade Innenkanten 18 auf, die den Einführschlitz 15 des Schneidwerks 1 bilden. Die Innenkante 18 endet in dem in 3 unteren Bereich in einer wulstartigen Ausformung 19 des Abstreifers 10, die dafür sorgt, dass möglicherweise in die Zwischenräume 5 gelangtes Schnittgut bei einem Weiterdrehen der Messer 4 automatisch radial nach außen getragen und somit abgestreift wird bzw. auslassseitig aus dem Schneidwerk 1 herausfällt.
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In der 4 ist ein Querschnitt durch ein Messer 4 gemäß der Linie IV-IV in 3 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die sich aus 4 ergebenden Größenverhältnisse nicht maßstäblich zu verstehen sind. Die Messerwelle 2 und das Messer 4 sind hier integral bzw. aus einem Stück hergestellt und weisen an den Seitenflanken 20 des Messers 4 eine Beschichtung 21 auf, deren Reibwert geringer als der Reibwert des Messers 4 bzw. der Messerwelle 2 ist und/oder deren Verschleißfestigkeit mindestens gleich hoch wie die Verschleißfestigkeit des unbeschichteten Messers 4 bzw. der Messerwelle 2 ist.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schneideinheit 101 eines Hebelschneiders. Die Schneideinheit 101 weist als Schneidelemente ein schwenkbar gelagertes Messer 102 und ein feststehendes Gegenmesser 103 auf. Das Messer 102 ist an einem Handhebel 104 befestigt, der bei 105 schwenkbar gelagert ist. Durch Herunterschwenken des Handhebels 104 wird ein auf einer Arbeitsplatte 106 des Hebelschneiders aufliegendes Papier 107 zwischen Messer 102 und Gegenmesser 103 geschnitten. Das Messer 102 und das Gegenmesser 103 weisen an ihren miteinander zusammenwirkenden Schneidflanken 108, 109 jeweils eine Beschichtung 21 auf, deren Reibwert geringer als der Reibwert des Messers 102 bzw. Gegenmessers 103 ist und/oder deren Verschleißfestigkeit mindestens gleich hoch wie die Verschleißfestigkeit der unbeschichteten Messer 102, 103 ist.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schneideinheit 201 eines Stapelschneiders. Die Schneideinheit 201 weist als Schneidelement ein vertikal verschiebbares Messer 202 auf, das beispielsweise mittels eines Handhebels 203 betätigbar ist, um einen auf einer Arbeitsplatte 204 des Stapelschneiders aufliegenden Papierstapel 205 zu schneiden. Das Messer 202 weist an seinen beiden Schneidflanken 206, 207 jeweils eine Beschichtung 21 auf, deren Reibwert geringer als der Reibwert des Messers 202 ist und/oder deren Verschleißfestigkeit mindestens gleich hoch wie die Verschleißfestigkeit des unbeschichteten Messers 202 ist.
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Durch die in den 4 bis 6 gezeigte Beschichtung 21 der Messer 4, 102, 103, 202 ergibt sich ein äußerst geringer Verschleiß der Messer, was sich in einer dauerhaft hohen Schneidleistung der Schneidwerke 1, 101, 201 äußert. Die Beschichtung 21 kann beispielsweise aus Nickel oder einer Nickel-Legierung bestehen und ist typischerweise ca. 5 μm bis ca. 50 μm, bevorzugt ca. 10 μm bis ca. 20 μm, dick.
