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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselklinge nach Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Derartige Wechselklingen sind in der Fachwelt bekannt für sogenannte Stanleymesser oder Cuttermesser.
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Es ist ein sehr scharfes Messer, mit einer Wechselklinge versehen und im Handwerkerbereich Gang und Gäbe.
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Man kennt derartige Cuttermesser auch als Teppichmesser etc.
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Eine Ausführung der bekannten Wechselklingen hat einen trapezförmigen Grundriss mit einer geraden Schneide auf der längeren der beiden Parallelseiten und mit symmetrisch zur Senkrechten auf die Schneidenmitte geneigten Klingenkanten, wodurch sich die zweite kürzere Parallelseite des trapezförmigen Grundrisses zentral in der Klingenmitte zentriert. Aus diesem Grunde lässt sich die Wechselklinge, falls sie einmal stumpf geworden ist, nach Öffnen des Hohlgriffs einfach umdrehen und man hat eine weitere scharfe Schneide der Wechselklinge zur Verfügung.
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Darüber hinaus gibt es derartige Cuttermesser auch mit abbrechbaren Ersatzklingen, die ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Belang sind, denn der Grundgedanke der Erfindung lässt sich einfach auch auf diese Klingen übertragen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher nicht ausschließlich auf Wechselklingen mit einem trapezförmigen Umriss, sondern auch auf Wechselklingen mit parallelogrammförmigem Umriss, die als einzelne Klingen abgebrochen werden können und einer diesbezüglichen Weiterbildung der Schneidenkontur, die nicht nur eine erhöhte Standzeit sondern auch eine verbesserte Gebrauchseignung dieser Wechselklingen ermöglicht.
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Wechselklingen so weiterzubilden, dass sie in einer Doppelfunktion sowohl eine verbesserte Standzeit als auch einen erhöhten Gebrauchswert bieten.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass die normalerweise aus dem Hohlgriff austretende und zum Schneiden von beliebigen Gegenständen vorgesehene Klingenkontur einen in Richtung zu der, der Schneide gegenüberliegenden der beiden Parallelkanten sowohl des trapezförmigen als auch des parallelgrammförmigen Grundrisses geneigten Verlauf erhält, so dass in Abweichung von der bisherigen Funktion derartiger Wechselklingen die maßgebliche Stelle zum Schneiden der Werkstücke nicht mehr allein der Punkt an der Spitze zwischen der Schneide und der zugehörigen Klingenkante ist, sondern sich der Punkt sozusagen auf eine bestimmte Länge entlang des zur gegenüberliegenden Parallelkante geneigten Schneidenverlaufs verteilt.
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Damit wird die Schneidfunktion auf ein längeres Klingenstück erstreckt, die punktuelle Beanspruchung der Schneide verringert und auf diese Weise die Standzeit erhöht.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich daraus, dass nunmehr auch sehr saubere Schnitte realisiert werden können, weil die Klingenneigung durch den geneigten Verlauf der Schneide auch verringert werden kann und deshalb ein Einreißen des Werkstücks an der Schnittstelle deutlich verringert wird und zugleich die Seitenführung stabilisiert wird.
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Die Neigung der Klingenkante kann in Form eines geraden Schneidenstücks erfolgen, welches von einem vorbestimmten Punkt aus gerade in Richtung zur Klingenkante verläuft und dort auch ausläuft oder aber bevorzugt in Form einer ballig, d. h. konvex gekrümmten, Schneide, so dass der Winkel, mit welchem das Cuttermesser im Gebrauch zum Werkstück geneigt ist, auch wahlweise variiert werden kann, ohne die Vorteile, welche durch die Erfindung bestehen, verlassen zu müssen.
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Gerade darin liegt ein erheblicher Vorteil der Erfindung, denn durch eine von der Klingenmitte nach außen verlaufende ballig gekrümmte Schneidenkontur lassen sich variable Konturen erzeugen, die je nach Bedarf für unterschiedliche Materialeinsätze auch unterschiedlich verlaufen können.
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So kann man beispielsweise für die Verwendung des Messers bei weichen Materialien, so wie zum Beispiel Teppichböden, zweckmäßiger Weise eine weniger gekrümmte Schneidenkontur wählen als bei härteren Materialien, wie zum Bespiel Dachpappe.
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Trotzdem bleibt für alle Einsatzzwecke die Möglichkeit erhalten, die Schnittkräfte abweichend von den bisherigen Schneidenkonturen auf ein längeres Schneidenstück zu verteilen und auf diese Weise die Standzeit der Schneide deutlich zu erhöhen.
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Allein durch die Neigung des Hohlgriffs gegenüber der Oberfläche des Werkstücks lässt sich der Schneidvorgang auch erheblich komfortabler gestalten als bisher, weil die Schnittkräfte auf einem größeren Längenstück in das Material eingetragen werden als bislang und aus diesem Grunde die Anpresskräfte des Handgriffs auf das Werkstück deutlich geringer sein können, bei zugleich verbesserter Seitenführung.
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Speziell kann vorgesehen sein, die Schneide von einem vorbestimmten Punkt aus gesehen, auf den noch eingegangen wird, nach außen betrachtet kontinuierlich konvex gekrümmt herzustellen, so dass der Hohlgriff über die gesamte Schnittlänge bezüglich seiner Winkelstellung zur Oberfläche des Werkstücks auch kontinuierlich mehr und mehr geneigt werden kann ohne dass der vorteilhafte Gedanke der Erfindung vernachlässigt wird.
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Hierzu wird unter anderem vorgeschlagen, den Krümmungsradius der Schneide mit Annäherung an die Klingenkante kleiner werden zu lassen, indem zum Beispiel die Tangentensteigung an die Schneide mit zunehmender Annäherung an das Schneidenende größer wird.
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Unter Tangentensteigung im vorliegenden Fall ist der Winkel zu verstehen, den im Falle einer Wechselklinge mit trapezförmiger Umhüllenden die Tangente an die Schneide in einem beliebigen Punkt mit der Richtungsgeraden der kürzeren der beiden Langseiten einschließt. Für Wechselklingen mit parallelogrammförmigem Umriss gilt dies entsprechend. Der Schnittpunkt liegt erfindungsgemäß in jedem Fall außerhalb der Wechselklinge.
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Um die Stabilität der Wechselklinge beizubehalten, wird zusätzlich vorgeschlagen, dass der Schnittpunkt zwischen der Schneide und der Klingenkante von der Klingenhöhe in der Schneidenmitte ausgehend mehr als die halbe Klingenhöhe von der Richtungsgeraden der zur Schneide gegenüberliegenden Langseite entfernt ist.
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Auf diese Weise wird eine immer noch hinreichend lange aber trotzdem im Verhältnis zum Stand der Technik erheblich stabilere Wechselklinge geschaffen, da das aus dem Hohlgriff herauszeigende Ende der Wechselklinge mit Annäherung an die Klingenkante kürzer als im Stand der Technik ist und auf diese Weise die Seitenstabilität der Wechselklinge erheblich besser. Zusätzlich bildet die Schneide an ihrem Ende die vorteilhafte Spitze, ggf. auch unter stumpfen Winkel zur Klingenkante.
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Die Erfindung kann Anwendung finden bei Cuttermessern jeglicher Art, insbesondere auch bei Cuttermessern, bei welchen eine Klingenaufnahme mit einem Schlitten vorgesehen ist, um das Messer praktisch mit dem Daumen aus dem Hohlgriff herauszuschieben oder in den Hohlgriff hineinzuziehen.
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Auch eine starre Einbausituation ist ohne weiteres möglich.
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Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere im Hinblick auf die kostensparende Herstellung unter Rückgriff auf den an sich bekannten Stand der Technik.
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Von ganz besonderer Bedeutung ist allerdings eine Weiterbildung eines derartigen Cuttermessers mit einem Hohlgriff, welcher an die vorteilhaften Eigenschaften der Erfindung angepasst ist.
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Diesbezüglich werden Ausführungsbeispiele genannt, wo der Hohlgriff eine Dicke seines Griffgehäuses aufweist, die an der Austrittsstelle der Wechselklinge zur Schneide betrachtet praktisch auf NULL hinausläuft, vorzugsweise nicht mehr als zwei Millimeter beträgt.
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Diese Weiterbildung bietet den zusätzlichen Vorteil, dass der Hohlgriff auch an der Kontur seiner Austrittsstelle ein flaches Halten bezüglich der Oberfläche des Schneidgutes ermöglicht, so dass bereits von Beginn an eine lange Schnittkontur im Material ermöglicht ist, bei welcher aufgrund des flachen Schnittwinkels ein sauberer Schnitt im Material und trotzdem bis auf den Grund des Materials ermöglicht wird.
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Hierzu sind Ausführungsbeispiele gegeben.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 noch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 ein Verfahren zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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5 ein Werkzeug zur Durchführung eines Verfahrens gem. 4
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6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Cuttermesser mit angepasster Griffkontur
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Sofern im Folgenden nichts anders gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
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Die Figuren zeigen Wechselklingen 1 zum auswechselbaren Einbau in den Hohlgriff 2 eines Cuttermessers 3. Derartige Wechselklingen gibt es als Einzelklingen gemäß 1 oder als eine Multiklinge entsprechend 2, von der jeweils die vordere Klinge abgebrochen werden kann, um erneut eine scharfe Klinge zur Verfügung zu haben.
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Insoweit kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung Wechselklingen gemäß 1 mit einer trapezförmigen Umhüllenden 4a oder Wechselklingen gem. 2 mit parallelogrammförmigen Umhüllenden 4b in Betracht.
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An beiden Ausführungsformen derartiger Wechselklingen lässt sich die Erfindung leicht realisieren.
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Wie insbesondere 1, 3–4 zeigen, weist eine derartige Wechselklinge mit einem trapezförmigen Umriss eine längere Längsseite 6 und eine kürzere Längsseite 5 auf, die derart angeordnet sind, dass sich ein symmetrisches Trapez ergibt.
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Die längere der beiden sich gegenüberliegenden Längsseiten bildet die Schneide 7. Die Schneide 7 ist an ihren beiden Enden 8a, 8b von jeweils einer Klingenkante 9a, 9b begrenzt, welche die Tangente 10 an die Schneide 7 an dieser Stelle unter Bildung einer Spitze mit einem Winkel 12 schneidet.
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Dabei kann im Extremfall die Tangente 10 an die Schneide 7 auch im Mittelpunkt 11 der Schneide angelegt werden, wenn die erfindungsgemäße Kontur der Schneide bereits dort beginnt.
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Allgemein ausgehend von dem Mittelpunkt 11 der Schneide 7 und in Richtung zu dem ersten Ende 8a bzw. zweiten Ende 8b gesehen, verläuft erfindungsgemäß die Schneide ab einem vorbestimmten Punkt 13, der zwischen dem Mittelpunkt 11 und dem jeweiligen Endpunkt 8a, 8b liegt, derart in Richtung zu derjenigen Längsseite, die der Schneide gegenüberliegt, geneigt, dass nach außen zu den Klingenkanten 9a, 9b gesehen, alle weiteren Tangenten 10 die Richtungsgerade 15 der zur Schneide gegenüberliegenden Längsseite 5 unter einem spitzen Neigungswinkel 14 schneiden, der außerhalb der Wechselklinge liegt.
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Im Falle des Ausführungsbeispiels gem. 1 bedeutet dies, dass aufgrund des spiegelsymmetrischen Aufbaus bezüglich der Senkrechten auf dem Mittelpunkt 11 der Schneide die Tangenten an die Schneide in Richtung zu den beiden Endpunkten 8a, 8b diese Bedingung erfüllen mit der Maßgabe, dass alle Tangenten, die zwischen dem vorbestimmten Punkt 13 und dem jeweiligen Endpunkt 8a, 8b der Schneide angelegt werden können, die Richtungsgerade 15 der kürzeren der beiden Längsseiten 5 außerhalb der Wechselklinge unter einem spitzen Neigungswinkel 14 schneiden.
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Im Falle des Ausführungsbeispiels gem. 2 bedeutet dies, dass jeweils nur diejenigen Tangenten 10 an die Schneide 7, die vom Mittelpunkt 11 der Schneide ausgehend zu dem freien Endpunkt 8a gesehen ab dem vorbestimmten Punkt 13 angelegt werden in Richtung zu der zur Schneide 7 gegenüberliegenden Längsseite 5 geneigt verlaufen mit der Maßgabe, dass alle weiteren Tangenten 10 die Richtungsgerade 15 der zur Schneide gegenüberliegenden Längsseite 5 ebenfalls außerhalb der Wechselklinge unter einem spitzen Neigungswinkel 14 schneiden.
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Dies ist der wesentliche Gedanke der Erfindung, denn hierdurch entsteht im Bereich der jeweils aktiven Spitze der Wechselklinge 1 die erfindungsgemäße ballig gekrümmte Schneidenkontur während zugleich die Spitze der Schneide in der gewohnten Form beibehalten werden kann.
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Derartige Wechselklingen bieten daher bei entsprechendem Winkel zwischen dem Hohlgriff und dem Schneidgut nach wie vor die Möglichkeiten, die durch die bisherigen ausschließlich trapezförmigen Konturen der Wechselklingen vorliegen.
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Darüber hinaus zeigt 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem lediglich ein einziger vorbestimmter Punkt 13 vorgesehen ist, und wobei sich die Schneide 7 aus zwei unter stumpfem Winkel 12a stehenden Teilstücken 17a, 17b zusammensetzt, von denen der Endpunkt des einen und der Anfangspunkt des nächsten genau am vorbestimmten Punkt 13 liegt.
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Die genaue Position dieses vorbestimmten Punktes 13 lässt sich sowohl intuitiv vorgeben als auch durch rechnerische Ermittlung optimieren. Insoweit kann für die exakte Lage des vorbestimmten Punktes 13 keine genaue Angabe bestehen. Der vorbestimmte Punkt 13 kann, abhängig von der jeweiligen Schneidenkontur in Richtung zur Messerspitze gesehen, praktisch an jedem Punkt der Schneide liegen, vorzugsweise so lange er nur außerhalb der Schneide 7 liegt, die sich im Inneren des Hohlgriffs befindet.
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1, 2, 4 und 6 zeigen darüber hinaus eine Ausführungsform, bei welcher die Schneide 7, von dem vorbestimmten Punkt 13 aus gesehen, kontinuierlich konvex gekrümmt ist.
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Dies bedeutet, dass von dem vorbestimmten Punkt 13 ausgehend in Richtung bis zur vorauslaufenden Klingenkante 9a ausschließlich eine konvex gekrümmte Schneidenkontur vorliegt, wobei die Wahl des Krümmungsradius dem Fachmann überlassen bleibt.
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In jedem Fall wird jedoch zusätzlich eine Ausführungsform beansprucht, bei welcher der Krümmungsradius 18 mit Annäherung an die Klingenkanten 9a bzw. im Falle der 1, 4 und 6 auch 9b kleiner wird.
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Die Krümmung ist daher in Richtung zu den Klingenkanten zunehmend.
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Ausgehend von der Klingenhöhe 19, welche den Abstand zwischen der Schneide und der zur Schneide gegenüberliegenden Längsseite 5 bildet, soll der Schnittpunkt 40 zwischen Schneide 7 und Klingenkante 9a, 9b so bemessen sein, dass ausgehend von der Klingenhöhe 19 in der Schneidenmitte 11 der Schnittpunkt 40 von der Richtungsgeraden 15 der zur Schneide gegenüberliegenden Längsseite 5 mehr als die halbe Klingenhöhe 20 entfernt ist.
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Diese Bemessung bietet den Vorteil, dass die freie Einstechtiefe der Wechselklinge in das zu schneidende Material nach wie vor hinreichend groß ist und andererseits zusätzlich eine deutlich verbesserte Seitenstabilität der Klinge gewährleistet ist, so dass man auch von verringerter Verletzungsgefahr ausgehen kann.
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Zur Lage des vorbestimmten Punktes 13 in Bezug zur Schneidenmitte 11 hat es sich vorteilhaft erwiesen, einen Abstand 32 von mindestens 10% und höchstens 40% der Schneidenlänge zu wählen.
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Bevorzugt dürfte ein Abstand 32 zwischen etwa 15 und etwa 25% zusätzliche Stabilitätsvorteile bieten in Verbindung mit einer ausreichend langen Klingenlänge für alle handwerklichen Einsätze.
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4 zeigt nun an einem Ausführungsbeispiel die Herstellung von Wechselklingen mit trapezförmiger Umhüllender, die in dieser Form allerdings auch entsprechend auf Wechselklingen entsprechend 2 angewandt werden kann.
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Ein bandförmiges Flachmaterial 21 wird während der Herstellung in Förderrichtung 22 bewegt und dabei einseitig auf einer seiner Kanten auf die entsprechende Kontur geschliffen.
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Dies bedeutet, dass das bandförmige Material 21 kontinuierlich in Förderrichtung 22 bewegt wird, während auf einer der beiden Langseiten des Bandmaterials eine Schleifvorrichtung anliegt, die, entsprechend gesteuert, zusätzlich in das Bandmaterial hinein gefahren werden kann, während gleichzeitig die Kontur der Schneide auf Schärfe geschliffen wird.
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Durch die Beweglichkeit der Schleifvorrichtung wird bei der Zustellrichtung 23 zusätzliches Material von der Klingenseite abgetragen und durch die Zustellrichtung 24 von dieser Kante weg wird dann der Schneide 7 wieder der bis dahin übliche gerade Verlauf aufgeprägt.
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Es kommt also darauf an, dass die Schleifvorrichtung in Richtung zu der zur Schneide gegenüberliegenden Kante während des Schleifvorgangs beliebig zustellbar und zurückstellbar ist, um der Kante eine der Konturen gemäß 1, 2 oder 3 zu geben.
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Handelt es sich bei den Wechselklingen gemäß 4 um solche mit trapezförmigem Umriss, lässt sich an der tiefsten Stelle der Schliffkontur leicht nachvollziehen, dass dort eine konkave Ausrundung vorliegt, die für die Erfindung allerdings unerwünscht ist.
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Die Schliffkontur setzt sich aus diesem Grunde zusammen aus einer konvexen Schliffkontur 25 der vorauslaufenden Wechselklinge, einer konkaven Schliffkontur 26, welche die beiden späteren Klingen mit trapezförmigen Umriss verbindet und einer erneut konvexen Schliffkontur 25 der nachfolgenden Klinge usw.
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Dabei liegen die Endpunkte von den konvexen Schliffkonturen 25 und der konkaven Schliffkontur 26 fest. Insoweit wird vorgeschlagen, dass die Trennlinien die Übergänge von der konvexen Schliffkontur 25 zur konkaven Schliffkontur 26 an deren erstem Schnittpunkt 27 und von der konkaven Schliffkontur 26 zur konvexen Schliffkontur 25 des nachfolgenden Messers schneiden und zwar so, dass sich die Schnittlinien auf der Seite der Schneiden in einem zentralen Schnittpunkt 29 treffen.
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Diese Maßnahme ermöglicht den geringstmöglichen Materialverlust, wobei insbesondere die dreiecksförmigen herausgetrennten Teilstücke keine Veränderung des bisherigen Trennvorgangs einzelner Klingen aus dem bandförmigen Material verlangen.
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Ferner zeigt 4 eine Weiterbildung, bei welcher der Hohlgriff 2 für die erfindungsgemäße Wechselklinge modifiziert ist um einen weiten Einsatzbereich zu ermöglichen.
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Wesentlich ist, dass die Dicke 31 des Gehäuse an der Austrittsstelle 30 der Klinge aus dem Gehäuse zur Schneide gesehen, nicht mehr als 2 Millimeter beträgt, vorzugsweise praktisch auf NULL hinausläuft.
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Auf diese Weise ist sichergestellt, wie die Winkel I bis III zeigen, dass unter unterschiedlichen Neigungswinkeln des Hohlgriffs zur Schnittunterlage stets größtmögliche Längen der ballig geschliffenen Schneidenkontur zur Anwendung kommen um dem erfindungsgemäßen Gedanken zu dienen.
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Weiterhin zeigt 5 skizzenhaft die Anordnung zum Schleifen der Wechselklingen entsprechend 4.
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Es handelt sich um zwei gegenüberliegende miteinander im Eingriff stehende Schleifkörper, die aufeinander zugefahren werden können und dabei ihren gemeinsamen Minimalradius vergrößern und beim Auseinanderfahren wieder verkleinern.
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Diese Schleifkörper werden motorisch angetrieben und ermöglichen infolge ihrer sich durchdringenden Konturen die Herstellung einer scharfen Schneide an der Wechselklinge, die auf der zu der Schleifvorrichtung gegenüberliegenden Längsseite entlang von Parallelführungsrollen so geführt ist, dass sie zwischen der Schleifvorrichtung und den Parallelführungsrollen eingespannt ist.
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Stellt man nun während des Betriebs die Scheibenkörper der Schleifvorrichtungen aufeinander zu, wie strichpunktiert gezeigt ist, kann die Schliff kontur an der Schneide den in 4 dargestellten Verlauf nehmen, also in das Material des bandförmigen Grundkörpers hinein verlaufen um auf diese Weise an den sich einander zugewandten Enden vorauslaufender und hinterherlaufender Wechselklingen die gewünschte ballige Kontur erzeugen.
