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Kreisschere für leichtes Material Die Erfindung betrifft eine Kreisschere
mit 2 kreisförmigen Schneidmessern zum Zerschneiden und Besäumen von leichtem, flächenhaften
Material, wie Papier und Gewebe, Folien und Kunststoff, im Nachfolgenden meist nur
"Stoff" genannt, wobei der Antrieb der Schermesser durch den Stoff selbst erfolgt.
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Für das Zerschneiden von Papier- oder Gewebebahnen, oder für das Besäumen
am Rand, für das Abschneiden von Fransen und welligen Rändern eignen sich die bekannten
Scheren mit auf- und zugehenden Messern schlecht, besonders wenn es sich um fortlaufende
Schnitte handelt. Sie erfordern dann nicht nur einen eigenen Antriebsmechanismus,
sondern erzeugen auch oft einen ungleichmäßigen Schnitt, da sie infolge des intermittierenden
Voranschreitens und des ständig sich ändernden Schnittwinkels der Messer zu stufigen
Schnittkanten neigen, oder auch während einer größeren Offnung der Messer feine
Stoffteile, wie Fadenenden etc. vor sich hierschieben, seitlich ausbiegen und unvollkommen
abschneiden. Scheren mit rotierenden Schermessern müssen mechanisch angetrieben
werden, wodurch sie meist unverhältnismäßig groß und teuer ausfallen. Mit den bekannten
Kreisscherenarten werden dünne Stoffe teilweise aus der Stoffläche herausgedrückt,
wodurch sie sich wellenförmig verbiegen und schräge, wellige Schnittkanten entstehen
können.
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Man behilft sich deshalb vielfach mit schrägstehenden Rasierklingen,
die aber nur bei entsprechender Flächenspannung anwendbar sind und wegen des gleitenden
Schnitts schnell stumpf werden. Die bekannten Kreisscheren mit normal dicken Messern
müssen nicht nur unnachgiebig aufeinandergedrückt werden, sondern erfordern zudem
genau flächenparallel-geschliffene, d.h. teure Messer.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache, daher
billige und dauerhafte Schere für leichtes Material zu schaffen, die ohne mechanischen
Antrieb einen gleichmäßigen
Schnitt erzeugt. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je zwei kreisförmige bzw. ringförmige dünne
Schneidmesser unter kleinem Anstellwinkel, wobei sie nur wenig übereinandergreifen,
zusammen mit achsgleichen Rollen, leicht auswechselbar drehbar gelagert sind, wobei
der Stoff zwischen den Rollen hindurchbewegt wird. Die Rollen werden dabei von beiden
Seiten gegen den Stoff leicht angedrückt und besitzen eine reibungserhöhende Oberfläche,
so daß sie von dem zwischen ihnen bewegten Stoff mitgenommen und gedreht werden.
Dabei werden auch die Kreismesser mitgedreht und zerschneiden den Stoff. Es ist
dabei prinzipiell gleichgültig, ob die Kreisschere gegen den Stoff oder dieser gegen
die ruhende Kreisschere bewegt wird. Sie eignet sich deshalb sowohl für fortlaufende
Schnitte an Maschinen, welche den Stoff produzieren oder verarbeiten, wie Web- oder
Papiermaschinen, wie auch zum Zerschneiden von kleineren Stücken als Handschere,
welche durch den Stoff geschoben oder gezogen wird.
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Bei dem Antrieb durch den Stoff selbst ergeben sich günstige Kräfteverhältnisse,
da ein schwacher Zug des Stoffes schon zu großen Schneidekräften führt. Dabei greifen
erfindungsgemäß die Scherenblätter nur wenig mehr, als die Stoffdicke beträgt, mit
den eigentlichen Schneidkanten übereinander. Die Stoffläche wird deshalb auch nur
geringfügig quer verdrückt und wellige oder schräge Schnitte treten nicht auf.
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Da die Konstruktion der Kreisschere nur ein Rollenpaar mit daran befestigten,
ringförmigen, dünnen Schneidmessern und einen dazugehörigen Halter für die Rollenachsen
erfordert, kann diese klein, leicht und deshalb auch billig hergestellt werden.
Die Schneidmesser selbst können aus dünnem gehärtetem Stahlblech gestanzt werden
und werden neben den Rollen, leicht auswechselbar, bis nahe an die Schneidkante
eingespannt. Der richtige Anstell-und Schnittwinkel wird konstruktiv festgelegt.
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In den Figuren 1 bis 10 ist die Erfindung dargestellt.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung den Schnittwinkel,
die Achsenstellung und ein Kräftediagramm.
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Figur 3 zeigt von oben gesehen, d.h. senkrecht auf die Stoffbahn,
wie die Stellung der beiden Schneidmesser zueinander und das Obergreifen derselben,
bzw. der Schneidkanten beschaffen sind.
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Die Figuren 4 bis 6 zeigen dünne, ringförmige Schneidmesser.
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Figur 7 zeigt eine vollständige Kreisschere als Ausführungsbeispiel
in Richtung der Achsen geschnitten etwa in natürlicher Größe, wobei diese Kreisschere
fest montiert ist und zum Besäumen, oder auch Abschneiden von Fransen an Geweben
dienen kann.
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Die Figuren 8, 9 und 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel als Handschere,
wobei die Figuren 8 und 9 in Richtung der Stoffebene gesehen sind, während Figur
10 eine Draufsicht darstellt. Diese Figuren sind nicht maßstäblich gezeichnet.
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In Figur 1 sind von beiden Kreismessern nur die Kreise der Schnittkanten
(1) dargestellt, die in der Stoffebene (2) nur wenig übereinandergreifen. Dadurch
ergibt sich ein spitzer Schnittwinkel (b).
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Mit dem Kräftediagramm, das in die linke Scheibe eingezeichnet ist,
wird dargestellt, daß schon ein kleiner Stoffzug (Kraft A), sich in zwei viel größere
Druckkräfte aufteilt, wovon die eine Kraft (B) zur Achse gerichtet ist und von der
Lagerung aufgenommen wird, und die andere nahezu gleich große Kraft (C) als reine
Druckkraft zum Schneiden dient. Diese Druckkraft (C) ist in jedem Fall viel größer
als die Zugkraft des Stoffes (A). Die auftretenden Reibungskräfte sind hier weggelassen,
da sie bei geeigneter Ausführung mit Wälzlagern vernachlässigbar klein sind.
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Figur 2 zeigt die Achsenstellung der beiden Kreismesser und Rollen,
die auch dem Flächenwinkel der Messerscheiben entspricht.
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Der Achsenwinkel beträgt nur wenige Grad, um den sie gekreuzt sind.
Der dadurch gegebene Schnittpunkt (s) der Schneidkanten ist mit einem kleinen Kreis
markiert. Nur an dieser Stelle, die theoretisch punktförmig ist, berühren sich die
Kreismesser. Dadurch wird die Schneidekraft (C, Figur 1) völlig für das eigentliche
Schneiden verfügbar. Reibungskräfte treten nicht auf, da sich die beiden Messer
an keiner Stelle gegenseitig verschieben.
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In Figur 3 ist noch einmal das Zusammenwirken der Kreismesser in perspektivischer
Darstellung gezeigt. Die Messer sind hier als dünne, einseitig kegelförmige Ringe
dargestellt, die Stoffebene steht hier senkrecht zur Papierfläche. Der Schnittpunkt
der Schneidkanten ist mit einem kleinen Kreis markiert.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen ein ringförmiges Schneidmesser, das aus
dünnem Stahlblech gestanzt sein kann.
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In Figur 7 ist eine komplette Kreisschere nach der Erfindung, im Schnitt
durch die Achsenebene als Ausführungsbeispiel gezeigt, in annähernd natürlicher
Größe. Diese Kreisschere ist fest an einer nicht gezeichneten Einrichtung montiert,
die durch den Balken (13) angedeutet ist. Dieser trägt die darin eingeschraubten
Achsen (6), die in der in Figur 2 gezeigten Art unter einem spitzen Winkel gekreuzt
sind, was aber in dieser Schnittzeichnung nicht darstellbar ist. Die Kreismesser
sind dünne, ringförmige Scheiben (1), die in der Stoffebene (2) nur wenig übereinandergreifen.
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Sie sind auf den Scherenkörpern (4) fest eingespannt durch je eine
Mutter (5), welche das Messer an den Scherenkörper (4) drückt. Die Lagerung jedes
Kreismessers ist hier doppelt ausgeführt, da der Schneidvorgang hier eine gewisse
Präzision verlahgt, und zwar mit den Nadellagern (8) und den Kugellagern (9).
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Auf die Muttern (5) sind zylindrische Gummistulpen (3) aufgebracht,
welche den Antrieb der Schere beim Stoffdurchgang besorgen. Zwischen den beiden
Scherenrollen werden diese Gummibeläge in der Stoffebene etwas zusammengedrückt.
Sie dienen hier als das reibungserhöhende Mittel.
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Der unten gezeichnete Scherenkörper weist noch eine Andrückvorrichtung
auf, welche die beiden Scherenmesser am Schnittpunkt, der hier nicht eingezeichnet
ist, gelinde zusammendrückt. Dazu dienen hier die Tellerfedern (10), welche durch
die Stellmutter (11) einstellbar gespannt werden und ihre Druckkraft auf den inneren
Ring des Kugellagers ( 9 ) übertragen. Dieser ist auf der Achse (6) leicht verschiebbar
gelagert. Die Stellmutter (11) trägt auf der Außenseite Zahlen bzw. andere Markierungen,
die
auf dieser Schnittzeichnung nicht darstellbar sind, welche ein
genaues Einstellen und Ablesen des Schneidkantendrucks ermöglichen. Die Einstellung
desselben richtet sich nach der Stoffdicke.
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Die Kugellager (9) sind auf den Achsen (6) und in den Scherenkörpern
(4) durch Stellringe gegen ein nicht gewolltes Verschieben gehalten. Der in der
Figur 7 oben befindliche Scherenkörper (4) ist unverschiebbar befestigt durch die
Distanzbüchse (12). Beim Durchziehen des zu verschneidenden Stoffes, z.B. eines
Gewebes mit seitlichen Fransenfäden, werden diese (2a) abgeschnitten und fallen
zu Boden.
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Die in den Figuren 8 bis 10 dargestellte Handschere arbeitet prinzipiell
gleich wie das Ausführungsbeispiel in Figur 7. Hier sind jedoch auf beiden Seiten
der Messer schmale Gummirollen angebracht.
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Die Scherenkörper sind auf Achszapfen (6) beidseitig in den Bügeln
(14) gelagert. Diese wiederum sind durch einen dünnen Steg (15) zusammengehalten,
wobei auch der Achsenwinkel (a) und der Federdruck fest eingestellt werden. An diesem
Steg ist noch der -Handgriff (16) befestigt, mit Hilfe dessen die Schere durch den
Stoff. geschoben wird.
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Funktionell unterscheidet sich diese Handschere durch den hinter den
Schneidmessern folgenden Steg (15). Dieser bewegt sich im Schnittspalt, welchen
die Kreismesser vorher geschaffen haben und drückt die Stoffränder vorübergehend
etwas zur Seite, wenn sie nicht vorher schon elastisch zurückgesprungen sind, wobei
sie nach oben und unten ausweichen. Da dieser Steg (15) sehr dünn sein kann, weil
er nur hochkant belastet ist, hinterläßt er keine Spuren an den Stoffrändern. Er
kann auch geknickt sein und die eine Stoffkante oben, die andere unten durchlassen.
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Die Kreisschere gemäß der Erfindung erzeugt sehr glatte Schnitte.
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Es können deshalb z.B. ganze Stoffbahnen durch nebeneinander angeordnete
Kreisscheren in gleichmäßige Streifen sauber zerschnitten werden.