DE2404837A1 - Spiralschermesser - Google Patents

Description

P«f«tfmm«h Aachen, den 31.1.1974 •r.-lng. Heinrich Sch«li«r ^Mei]1 Zeichen: PaGm 11 856 · . 51 Aachen, Wilhelimtr. 33 tatfe* IWf . T«l*f_M 50504»

Severin Heuseh, 51 Aachen, 'Krugenofen 29 - 31

Spiralsche'rmesser

Die Erfindung betrifft ein Spiralschermesser, das dazu dient, zusammen mit einem feststehenden, geraden Gegenmesser Gebilde mit vorstehenden Fasern, z.B. Textilien, Felle, Pelze, Bürsten od.dgl. Schergut, zu scheren, und dessen Klingenteil im wesentlichen ein hochkant gewendelt es Band ist, welches mit der Wendelachse parallel zum Gegenmesser anzuordnen ist, an einer Seite seiner in der Wendel außen liegenden schmalen Bandfläche die Schneidkante und an der an die Schneidkante angrenzenden, nach innen gerichteten ßandfläche die Brustfläche des Spiralschermessers aufweist.

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Solche Spiralschermesser sind meistens zu mehreren auf einer gemeinsamen Achse montiert und bilden zusammen eine mehrgängige Wendel bzw, den sogenannten Scher-'zylinder. Die Schneidkanten der Spiralschermesser sind gegenüber der Schneidkante des Gegenmessers um den Schneidwinkel geneigt* Der Schneidwinkel hängt ab von der Wendelsteigung der Spiralschermesser. : · .

Ein großer Schneidwinkel ergibt sieh bei kleiner Wendelsteigung. Diese hat den Vorteil, daß bereits eine ein- . zeine Wendel bzw. ein einzelnes Spiralschermesser wegen der größeren Zahl der Wendelwindungen-verhältnismäßig viele gleichzeitige Schnittstellen hat. Da die Zahl.der auf- einer Achse anzubringenden Spiralschermesser be- _: .-'.-grenzt ist, ergibt sich somit bei großem Sehneidwinkel insgesamt eine größere Zahl gleichzeitiger Schnittstellen als bei kleinerem Schneidwinkel. Mb weiterer Vorteil eines großen Schneidwinkels besteht darin, daß bei einer größeren Zahl von Wendelwindungen beim einzelnen Spiralsehermesser dieses leichter zuverlässig- auf -der Achse ;^ befestigt werden kann,^aIs dies·bei ein&r steilen:Wendel möglich ist. Ein größer Sehneidwinkel hat aber den Uach-r teil, daß die Fasern beim Schersehnitt seitlich auszu-_: . welchen suchen. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Faser flor, der den Wert des Erzeugnisses aindert. ;

Ein kleiner Schneidwinkel ergibt sieh-bei großer Wendelsteigung. Der kleine Schneidwinkel hat den -Vorteil, daß die Fasern beim Schersehnitt weniger ausweichen und man somit einen gleichmäßigeren Faserflor erhält. Der kleine Schneidwinkel hat aber den Nachteil, daß das einzelne Spiralschermesser weniger Wendelwindungen hat und somit beim einzelnen Spiralschermesser und auch beim gesamten Scherzylinder weniger gleichzeitige Schnittstellen gege-

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ben sind. Auch ist eine steile Wendel wegen der geringeren Ufflschlingung auf der Achse schlechter zu befestigen als eine-Wendel mit mehr Wendelwindungen.

Man hat deshalb einen Kompromiß gewählt, bei welchem die beschriebenen Vor- und Nachteile von Fall zu Fall ausgewogen worden sind. Dies hat sich jedoch als nicht befriedigend gezeigt.

Man hat daher die Brustfläche des Spiralschermessers mit das seitliehe Ausweichen der Fasern beim Scherschnitt hinderndem, keilförmigem Hieb versehen. Man hat dabei den keilföraigen Hieb so ausgebildet, daß die Hiebkeilflächen einen Schneidwinkel in bezug auf das Gegenmesser aufweisen, der xm den Hiebwinkel größer ist

sleicnen

als der Schneidwinkel bei einer sonly glatten Brustfläche ohne Hieb, Hierdurch ist ein vollständiges seitliches Ausweichen der Fasern beim Scherschnitt verhindert. Vielmehr können die Fasern jeweils entlang der Schneidkante einer einzelnen Hiebkeilfläche nur bis zum nächsten Keilzwickel· ausweichen, wo sie dann jedes Mal aufgefangen werden. Durch die Vergrößerung, des Schneidwinkels um den Hiebwinkel ist jedoch das seitliche Abgleiten der Fasern innerhalb des begrenzten Bereiches nur noch verstärkt. Die Fasern werden demnach nicht auf den Schneidkanten der Hiebkeilfläche geschnitten, sondern in- dem Keilzwickel zusaaaengedrängt und dort jeweils in Büscheln abgeschnitten. Hierdurch erhält der Faserflor unerwünschte Strukturmarkierungen. Auch werden die Schneidkanten ungleichmäßig abgenutzt. Entlang den Hiebkeilflächen ist die Abnutzung gering, weil dort die Fasern in der Hauptsache nur gleiten und nicht geschnitten werden. In den Keilzwickeln ist die Abnutzung dagegen übermäßig groß, da das Schneiden der hier jeweils zu Büscheln angesaamelten Fasern verhältnisaäßig große Schneidkräfte erfordert.

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Man hat daher versucht, auch bei Spiralschermessern mit einer Brustfläche mit Hieb wiederum einen Kompromiß zu finden. Dieser Kompromiß hat dazu geführt, daß auch in diesem Falle verhältnismäßig steile Wendeln angewendet worden sind, um das Gleiten der Fasern entlang der Schneidkante auf den Hiebkeilflächen möglichst gering zu halten. Grundsätzlich hätte man in diesem Falle noch steilere Wendeln als bei einer glatten Brustfläche ohne Hieb vorsehen müssen, um die Vergrößerung des Schneidwinkels um den Hiebwinkel wenigstens teilweise auszugleichen. Dies würde aber die Grenzen konstruktiver Möglichkeiten überschreiten, und man hat daher die geschilderten Nachteile bisher in Kauf genommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Spiralschermesser mit keilförmigem Hieb bzw. den Hieb selbst so auszubilden, daß ein Gleiten der Fasern beim Scherschnitt-entlang der Schneidkante auf den Hiebkeilflächen vermieden wird und diese Schneidkante jeweils auf ihrer ganzen länge einen gleichmäßigen Schnitt ausführt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Spiralschermesser dadurch gekennzeichnet, daß die Hiebkeilflächen an der Schneidkante in der Wendel einen (Hiebspiralen-) Schneidwinkel in bezug auf das Gegenmesser aufweisen, der um den Hiebwinkel kleiner ist als der (Glattspiralen-) Schneidwinkel bei einer sonst gleichen glatten Brustfläche ohne Hieb.

Der erfindungsgeaäße Hieb ist also spiegelbildlich zum Hieb bei den bekannten Spiralschermessern.

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Dadurch, daß der erfindungsgemäße (Hiebspiralen-) " Schneidwinkel um den Hiebwinkel kleiner ist als der (Glattspiralen-) Sehneidwinkel, kann die Wendel beim erfindungsgemäßen Spiralschermesser eine verhältnismäßig geringe· Wendelsteigung bzw. einen verhältnismäßig großen (G-lattspiralen-) Schneidwinkel haben, und der (Hiebspiralen-) Schneidwinkel kann dennoch so klein sein, daß die Fasern beim Seheren nicht an den Sehneidkanten im Bereich der Hiebkeilflächen entlänggleiten, sondern glatt abgeschnitten werden. Die Schneidkanten werden dabei auf ihrer vollen länge gleichmäßig ausgenutzt. Die Wendel kann die Achse in verhältnismäßig zahlreichen Wendelwindungen umgeben, und die Zahl der Schnittstellen ist groß, und die Befestigung der Wendeln auf der Achse ist stabil und zuverlässig. Das erfindungsgemäße Spiralschermesser '■ ermöglicht also neben einer stabilen Befestigung auf 'der Achse einen einwandfreien glatten Schnitt bei großer Schneidleistung und großer Standzeit des Messers.

Zweckmäßig ist das erfindungsgemäße Schermesser derart ausgeführt, daß der Hiebwinkel zwischen zwei Werten, die kleiner oder größer als der (Glattspiralen-) Schneidwinkel sind, so gewählt ist, daß der: Absolutwert des (Hiebspiralen-) Schneidwinkels höchstens so groß ist wie der Reibungswinkel der zu scherenden Fasern in bezug auf die Schneidkanten von Gegeniaesser und Spiralschermesser. . - ■

Der Reibungswinkel der zu scherenden Fasern in bezug auf die Schneidkanten von Gegenmesser und Spiralschermesser ist entscheidend dafür, ob die Fasern beim Scheren an den Schneidkanten entlanggleiten oder glatt abgeschnitten werden. Ist der Schneidwinkel höchstens .so groß wie der Reibungswinkel, so ist ein einwandfreies Schneiden ohne Gleiten erreicht. Der Reibungswinkel ist bei unter-

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schiedliehern Fasermaterial verschieden groß. Der Schneidwinkel für einwandfreies Schneiden kann dennoch einen" einheitlichen Wert haben. Er muß nur höchstens so groß sein wie der Eeibungswinkel von demjenigen Fasermaterial, welches den kleinsten Reibungswinkel hat. Vom Absolutwert des Schneidwinkels ist deshalb gesprochen, weil es bei der Größe des Schneidwinkels in bezug auf den Reibungswinkel außer Acht bleiben kann, ob der Schneidwinkel in bezug auf das Gegenmesser positiv oder negativ ist.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Schermesser auch so ausgebildet sein, daß der Hiebwinkel etwa so groß ist wie der (Glattspiralen-) Schneidwinkel.

Bei dieser Ausführungsart ist der (Hiebspiralen-) SGhneidwinkel gleich lull bzw. die Hiebkeilflächen an der Schneidkante in der Wendel bilden mit dem Gegenmesser den Winkel Null. Die Hiebkeilflächen treffen dabei also mit ihrer Schneidkante jeweils parallel auf die Schneidkante des Gegenmessers auf. Dies hat den Vorteil, daß auch sehr glatte Fasern, die also einen kleinen Reibwinkel haben, beim Schneiden nicht an den Schneidkanten entlanggleiten können, sondern gleichmäßig abgeschnitten werden. Der iiullwert des (Hiebspiralen-) Sehneidwinkels braucht dabei nur mit geringer Genauigkeit gegeben zu sein. Dies bedeutet, daß für die Herstellung eines so ausgeführten Spiralschermessers kein zusätzlicher Aufwand nötig ist.

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Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Schermessers ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hiebkeile hinterschnitten sind. Dies hat den Vorteil, daß die zu schneidenden Fasern τοη den Keilzwickeln ferngehalten werden und lediglich in den Bereich der eigentlichen Schneidkanten kommen. Hierdurch werden Ungleichmäßigkeiten im Faserflor vermieden.

Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen Schermessers ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hieb in bezug auf den Scherzylinder nicht radial verläuft, sondern abweichend von der radialen Richtung schräg ist, und zwar derart,, daß beim Arbeiten die äußeren Teile des Hiebes in der Wendel den übrigen Teilen des Hiebes voreilen. Durch diese Maßnahme wird die Wirkung des Hinterschneidens noch unterstützt.

In der Zeichnung ist die Erfindung durch Gegenüberstellung mit dem Bekannten an Hand einiger Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung bzw. auf diese

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Beispiele. Sie beinhaltet aber zugleich eine weitere allgemeine Beschreibung der Erfindung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in verkleinertem Maßstabe einen Scherzylinder mit einer Anzahl von Spiralschemiessera., die zusammen eine mehrgängige Wendel bilden,

Fig. 2 in größerem Maßstabe einen Abschnitt von einem Spiralschermesser mit glatter Brustfläche,

Fig. 3 im gleichen Maßstabe wie Fig. 2 einen Abschnitt von einem Spiralschermesser mit Hiebbrustfläche,

Fig. 4 in etwas kleinerem Maßstabe als die Fig. 2 und 3 eine Darstellung von zwei Spiralschermessern mit Hieb, von denen das links gezeichnete eine kleine WendelSteigung und das rechts gezeichnete eine große Wendelsteigung hat,

Fig. 5 in etwas größerem Maßstabe als die Fig. 2 und 3 schematisch einen Schnitt durch einen vollständigen Scherzylinder mit Darstellung des Gegenmessers, des Schertisches und des über den Schertisch geführten Schergutes,

Fig. 6 stark vergrößert einen Teilausschnitt von Fig. 5,

Fig. 7 im Maßstabe der Fig. 6 einen Teilausschnitt entsprechend der Fig. 6 mit einem anders ausgebildeten Schertisch zum Scheren von schwerem Gut, z.B. von Teppichen,

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Fig. 8 bis 11 in noch stärkerer Vergrößerung Teilschnitte gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 6, um 90° gedreht; dabei zeigt im einzelnen

Fig. 8 ein Spiralschermesser mit einem Hieb gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 9 ein Spiralschermesser gemäß der Erfindung mit einem Hieb gemäß der Erfindung mit positivem Schnerdwinkel zwischen den Keilflächen und dem Gegenmesser,

Fig. 10 ein erfindungsgeiaäßes Spiralschermesser entsprechend Fig. 9, jedoch mit negativem Schneidwinkel, und ■

Fig. 11 ein erfindungsgemäßes Spiralschermesser entsprechend den· Fig. 9 und 10, jedoch mit dem Schneidwinkel Null.

Die Fig. 1 bis 7 beziehen sich grundsätzlich auch auf die bekannten Ausführungen. Sie dienen in der Hauptsache der Problemdarlegung. Die Fig. 8 zeigt den bekannten Stand der Technik. Die Fig. 9 bis 11 betreffen verschiedene Ausführungsarten der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 sind auf der Achse 1 des Scherzylinders die Spiralschermesser 2 befestigt. Diese haben im allgemeinen einen Hieb 3. Siehe hierzu auch die Fig. 2 und Gemäß Fig. 4 können die Messer eine kleine Wendelsteigung (links dargestellt) oder eine große Wendelsteigung (rechts dargestellt) haben. Bei kleiner Wendelsteigung ist der Schnittwinkel mit dem Gegenmesser größer, und bei großer WendelSteigung ist der Schnittwinkel mit dem Gegenmesser kleiner.

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Gemäß Fig. 5 dreht sich der Scherzylinder mit der Achse 1 und den Spiralschermessern 2 im Sinne des Pfeiles 9. Das feststehende Gegenmesser ist mit 4 bezeichnet. Über den Schertisch 5 läuft das Schergut 6 in Richtung des Pfeiles 10. Das Schergut hat vor dem Scheren die Fasern 7 und nach dem Scheren die kürzeren Fasern 8. Siehe kxsxx hierzu auch die Fig. 6 und 7. In Fig. 7 ist der speziell geformte Schertisch mit 5¹ bezeichnet.

Das Folgende bezieht sich auf Fig. 8, die ein Schermesser gemäß dem bekannten Stand der Technik zeigt. Mit 2 ist das Spiralschermesser und mit 4 das feste Gegenmesser bezeichnet. 11 ist die Wendelsteigung, und 12 ist der (Glattspiralen-) Schneidwinkel. Das Spiralscherinesser 2 bewegt sich in bezug auf das feste Gegenmesser 4 gemäß dem Pfeil 9. 13 ist der Hiebwinkel, der sich zum (Glattspiralen-) Schneidwinkel 12 addiert und den (Hiebspiralen-) Schneidwinkel 14 ergibt. Wegen der Größe des Winkels 14 gleiten die zu scherenden Fasern 7 an den Hiebkeilflächen 15 ab, ohne geschnitten zu werden, und werden in den Zwickeln 16 zusammengedrängt und dort jeweils in Büscheln abgeschnitten. Hierdurch erhält der Faserflor unerwünschte Strukturmarkierungen.

Zum Folgenden siehe die Fig. 9, die xicknf sich auf eine Ausführungsart des erfindungsgemäßen Spiralschermessers bezieht. Das erfindungsgemäße Spiralschermesser ist mit 2' und das feste Gegenmesser wiederum mit 4 bezeichnet. Das Messer 2¹ bewegt sich in bezug auf das Messer 4 gemäß den Pfeil 9. 12 ist wiederum der (Glattspiralen-) Schneidwinkel. Der Hiebwinkel 13' ist jedoch derart vorgesehen, daß der (Hiebspiralen-) Schneidwinkel 14' sich als Differenz des Winkels 12 weniger dem Winkel 13¹ ergibt. Der Winkel 14' kann so klein sein,

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daß er kleiner ist als der Reibungswinkel der zu scherenden Fasern 7 in bezug auf die Schneidkanten 15' des Spiralschermessers 2¹ und die diesbezüglichen Schneidkanten des Gegenmessers 4. Im Raum 17 gleiten daher die Fasern 7 nicht seitlich ab, sondern werden einwandfrei geschnitten.

Bei der Ausführungsart 2" der Erfindung gemäß Fig. 10 ist der Hiebwinkel größer als der (GlattSpiralen-) Schneidwinkel 12, und es ergibt sich somit ein negativer (Hiebspiralen-) Schneidwinkel. Im beim Schneiden entstehenden Kaum 18 können die Fasern 7 ebenfalls nicht seitlich abgleiten, sondern werden glatt abgeschnitten.

Bei der ±su^Bkx3agss.i±x2jj.j:x Ausführungsart 2*' * der Erfindung gemäß Fig. 11 ist der Hiebwinkel ebenso groß wie der (Glattspiralen-) Schneidwinkel 12. Es ergibt sieh ein (Hiebspiralen-) Schneidwinkel von der Größe Null. Im Raum 19 werden wiederum die Fasern 7 ohne seitliches Abgleiten glatt abgeschnitten.

Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder in beliebigen Kombinationen oder ■Teilkombinationen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht enthalten sind.

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Claims (5)

1. — T/i —

   Patentansprüche

   (ij) Spiralschermesser, das dazu dient, zusamien mit einem feststehenden, geraden Gegenmesser Gebilde mit vorstehenden Fasern zu scheren, und dessen Klingenteil im wesentlichen ein hochkant gewendeltes Band ist, welches mit der Wendelachse parallel zum Gegenmesser anzuordnen ist, an einer Seite seiner in der Wendel außen liegenden schmalen Bandfläche die Schneidkante und an der an die Schneidkante angrenzenden, nach innen gerichteten Bandfläche die Brustfläche des Spiralschermessers aufweist, die mit das seitliche Ausweichen der Fasern beim Scherschnitt hinderndem, keilförmigem Hieb versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hiebkeilflächen (15^f) an der Schneidkante in der Wendel einen (Hiebspiralen-) Schneidwinkel (14^f) in bezug auf das Gegenmesser (4) aufweisen,- der um den Hiebwinkel (13^f) kleiner ist als der (Glattspiralen-) Schneidwinkel (12) bei einer sonst gleichen glatten Brustfläche ohne Hieb.
2. 2) Schermesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hiebwinkel (13¹) zwischen zwei Werten, die kleiner (Fig. 9) oder größer (Fig. 10) als der (Glattspiralen-) Schneidwinkel (12) sind, so gewählt ist, daß der Absolutwert des (Hiebspiralen-) Schneidwinkels (14¹) höchstens so groß ist wie der Eeibungswinkel der zu scherenden Fasern (7) in bezug auf die Schneidkanten τοη Gegenmesser (4) und Spiralschermesser (2^f, 2", 2^IIf).

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3. 3) Scherinesser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ■gekennzeichnet, daß der Hiebwinkel etwa so groß ist wie der (GlattSpiralen-) Schneidwinkel (12) (Fig. 11).
4. 4) Schermesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hiebkeile hinterschnitten sind.
5. 5) Schermesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hieb abweichend von der radialen Richtung schräg ist, und zwar derart, daß beim Arbeiten die äußeren Teile des Hiebes in der Wendel den übrigen Teilen des Hiebes voreilen.

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