DE3626762A1 - Oszillierendes trennmesser mit koaxialem schaft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Messer zum Trennen von Polyme­ ren, Klebewülsten, Kittverbindungen auf Kunststoffbasis und an­ deren, gummielastischen Werkstoffen, mit einer Klinge mit mindestens einer geraden oder gekrümmten Schneide, mit ei­ nem Schaft, der sich vom hinteren Bereich der Klinge aus erstreckt und ein Verbindungselement für ein Antriebswerk­ zeug aufweist, durch welches das Messer zum Schneiden in oszillierende Drehbewegungen versetzt wird.

Derartige Messer finden beispielsweise Verwendung beim He­ raustrennen von Windschutzscheiben aus Kraftfahrzeugkaros­ serien. Diese Messer haben unterschiedliche Formen. Der Schaft kann gekröpft oder eben sein, die Klinge ist gegen­ über dem Schaft manchmal leicht abgewinkelt und die Schneiden sind mehr oder weniger gekrümmt. Es gibt auch Messer, die in der Seitenansicht U-förmig erscheinen, wo­ bei einer der beiden parallelen Schenkel des U von der Klinge gebildet wird, während der Schaft den anderen U- Schenkel und das sich im wesentlichen senkrecht dazu er­ streckende Verbindungsteil bildet. Diese Messer werden durch ein Antriebswerkzeug in oszillierende Drehbewegungen versetzt, wobei die Winkelamplitude im allgemeinen deut­ lich weniger als 10° beträgt. Die Oszillationen erfolgen dabei außerordentlich schnell, wobei die Drehachse dieser Bewegungen immer senkrecht zur Ebene des hinteren Schaft­ teiles und durch diesen hinteren Teil des Schaftes ver­ läuft. Da sich sich somit der Schaft von der Drehachse aus in radialer Richtung erstreckt, werden die Teile des Schaftes, welche sich am weitesten von der Drehachse ent­ fernt befinden, je nach Abstand von der Drehachse und der Amplitude der Drehbewegungen auf einem Kreisbogen um eini­ ge Millimeter hin- und herbewegt.

Diese Schaftbewegungen können sich beim Heraustrennen von Windschutzscheiben aus Autokarosserien als äußerst hinder­ lich erweisen. Bei Windschutzscheiben neuerer Fahrzeuge, welche zur Erreichung eines günstigen Luftwiderstandsbei­ wertes (CW-Wert) an ihrer Oberfläche relativ glatt mit der Karosserie abschließen, muß das Messer in einen relativ schmalen Schlitz zwischen Windschutzscheibe und Karosserie eingeführt werden und schneidet dann an der Unterseite der Scheibe einen Klebewulst zwischen Karosserie und Wind­ schutzscheibe auf, dazu werden entweder gekröpfte oder die erwähnten U-förmig gebogenen Messer verwendet. Bei diesen befindet sich dann der Verbindungsteil der beiden U-Schen­ kel bzw. der abgeknickte Teil des Schaftes beim gekröpften Messer in diesem Schlitz. Gleichzeitig sind dieses jedoch die Teile des Schaftes mit einem großen oder sogar dem größten Abstand von der Drehachse. Damit führen diese Tei­ le des Schaftes oszillatorische Drehbewegungen mit einer Amplitude, die einige Millimeter betragen kann, in dem schmalen Schlitz zwischen Karosserie und Windschutzscheibe aus, was häufig dazu führt, daß der Schaft an die Karosse­ rie bzw. an den Rand der Windschutzscheibe anschlägt und diese dabei beschädigen kann. Außerdem wird beim Anschlag des Schaftes an die feste Karosserie eine entsprechende Gegenkraft auf das Antriebswerkzeug ausgeübt, welches da­ durch heftig zu vibrieren beginnt und im Extremfall sogar der Person, welche das Antriebswerkzeug mit der Hand führt, aus der Hand geschlagen werden kann. Dies ist mit einem erheblichen Verletzungs- und Beschädigungsrisiko verbun­ den.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messer mit den eingangs genannten Merkmalen zu verbessern, so daß ein Anschlagen des Schaftes aufgrund der oszillie­ renden Drehbewegungen in der Umgebung des Schnittbereiches vermieden wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schaft im wesent­ lichen senrkecht zur Oberfläche der Klinge ausgerichtet ist und daß die Achse der Drehbewegungen sich im Innern des Schaftes in dessen Längsrichtung erstreckt.

Ein derartiger Schaft ist über seine ganze Länge hinweg relativ dicht an der Achse der oszillatorischen Drehbewe­ gungen angeordnet, so daß aufgrund dieses geringen Abstan­ des von der Drehachse bei einer Winkelamplitude von nur wenigen Grad nur eine minimale Schaftbewegung festzustel­ len ist. Dementsprechend kann der Schaft auch nicht an feste Teile in der Umgebung des Schnittbereiches anschla­ gen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Schaft an seinem unteren Ende für eine Schweißverbindung mit der Klinge einen Schweißansatz mit Zündbolzen aufweist. Dieser Schaft läßt sich einfach, schnell und sicher durch Widerstandsschweißen mit der zu­ gehörigen Klinge verbinden. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsarten denkbar. Die Schweißverbindung kann auch durch Reibung oder andere Schweißtechniken er­ zeugt werden, ebenso ist je nach Material von Klinge und Schaft auch Hartlöten oder Kleben in Erwägung zu ziehen.

Als zweckmäßig erweist es sich, wenn erfindungsgemäß der Schaft mit einem Antriebselement des Antriebswerkzeuges verschraubbar ist. Dazu kann ein Teil des Schaftes als Schraubbolzen ausgeführt sein, der in eine entsprechende, mit Gewinde versehene Hülse am Kopf des Antriebswerkzeuges eingeschraubt und durch eine Kontermutter festgehalten wird. Dabei kann man den Schaft und damit die Klinge in der Ebene der Drehbewegungen unter einem beliebigen Winkel relativ zum Antriebswerkzeug einstellen, wobei die oszil­ latorischen Drehbewegungen dann um diesen fest eingestell­ ten Winkel herum erfolgen.

Weiterhin wird eine Ausführungsform der Erfindung bevor­ zugt, bei welcher der Schaft kreisförmigen Querschnitt hat.

Ein solcher Schaft bildet dann die Welle für die Drehbewe­ gungen, wobei die Achse der Drehbewegungen mit der Symme­ trieachse des runden Schaftes zusammenfällt. Derartiges Rundmaterial ist leicht und in beliebigen Längen zu be­ schaffen, und man kann derartiges Rundmaterial direkt mit einem in das Antriebselement des Antriebswerkzeuges ein­ schraubbaren Außengewinde versehen. Ebenso kann jedoch auch eine mit Außengewinde versehene Hülse auf einen run­ den Schaft aufgeschrumpft werden.

Vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß die Länge des Schaftes veränderbar ist. Dies erreicht man im einfachsten Fall dadurch, daß man den Schaft praktisch in seiner gan­ zen Länge als Gewindebolzen ausführt, der beliebig tief in die als Antriebselement dienende Gewindehülse eines An­ triebswerkzeuges einschraubbar ist. Ebenso kann jedoch auch eine auf dem runden Schaft aufgeschrumpfte oder sonst wie angebrachte Hülse mit Außengewinde in Längsrichtung des Schaftes verschiebbar sein. Schließlich kann man den Schaft, bzw. den Gewindebolzen auch einfach durch Absägen kürzen. Denkbar wäre auch, daß ein an seinem Ende mit ei­ nem Gewindebolzen versehener Schaft teilweise in eine Hül­ se mit Innengewinde eingeschraubt wird, in welche von der anderen Seite wiederum eine passende Gewindestange einge­ schraubt wird, welche dann schließlich mit dem Antriebs­ element verschraubt wird. Auf diese Weise läßt sich in einfacher Weise eine Verlängerung des Schaftes erreichen. Darüberhinaus ist vorgesehen, die Messer von vornherein mit Schäften unterschiedlicher Länge herzustellen.

Als zweckmäßig erweist es sich auch, wenn erfindungsgemäß der Schaft am oberen Ende einen Zentrierbolzen aufweist. Ein solcher Zentrierbolzen erleichtert das Einführen in eine Hülse bzw. das Verbinden mit dem Antriebselement.

Dabei wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher der Zentrierbolzen an seiner Spitze konisch ausgebildet ist. Eine solche konische Spitze verbessert noch die Eigenschaften des Zentrierbolzens. Der Zentrier­ bolzen ist auch insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Schaft nicht mit einem konzentrischen Außengewinde verse­ hen ist, sondern auf andere Weise mit dem Antriebselement verbunden wird. In diesem Fall sorgt der Zentrierbolzen, und insbesondere der konische Zentrierbolzen für eine ge­ naue Ausrichtung der Schaftachse mit der Drehachse des An­ triebselementes.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Schaft auf der ebenen Fläche einer Klinge angebracht ist, daß die gegenüberliegende Seite der Klinge leicht gewölbt ist und daß die Klinge an ihren beiden Schmalseiten Schneiden aufweist.

Dadurch daß die Klinge an beiden Schmalseiten Schneiden aufweist, kann man mit dem Messer dementsprechend in bei­ den Richtungen schneiden. Die ebene Oberfläche auf einer Seite der Klinge erleichtert die Schweißverbindung zwi­ schen Schaft und Klinge und die gewölbte Unterseite der Klinge trägt zur Abfuhr des Schnittabfalls bei, und der Gesamtquerschnitt der Klinge verleiht dieser eine gute Stabilität und Biegefestigkeit.

Dabei werden Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt, bei welchen die Schneide der Klinge gezahnt ist.

Den unterschiedlichen Eigenschaften der zu schneidenden Materialien entsprechend kann, man eine Vielzahl unter­ schiedlicher Zahnungen vorsehen, durch welche die Schnitt­ leistung verbessert und gleichzeitig die Standzeit der Messer erhöht wird. Die Schneiden können beispielsweise eine herkömmliche dreieckige Zahnform oder auch die Form nach außen gewölbter, aneinandergesetzter Teilkreise haben, wobei zur besseren Spanabfuhr auch gerade Teilstücke bzw. Lücken zwischen den Zähnen vorgesehen sein können. Außer­ dem kann die Teilung, d.h. der Spitzenabstand der Zähne voneinander auf einer Schneide variieren und so den unter­ schiedlichen Materialeigenschaften von Klebewülsten in un­ terschiedlichen Tiefen angepaßt sein. Die Verwendung der Messer ist dabei keineswegs auf das Heraustrennen von Windschutzscheiben aus Autokarosserien beschränkt, jedoch ist dies derzeit das Haupteinsatzgebiet für derartige Mes­ ser.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgen­ den Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der da­ zugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Messer mit kurzem Schaft und Außengewinde,

Fig. 2 ein Messer mit langem Schaft und Außengewinde,

Fig. 3 ein Messer mit Zentrierbolzen am oberen Endes des Schaftes,

Fig. 4 ein Messer mit konischem Zentrierbolzen am oberen Ende des Schaftes, welcher in ein Antriebselement eingeschraubt ist,

Fig. 5 die Ansicht eines Messers mit geraden Schneiden von oben,

Fig. 5a einen Querschnitt aus Fig. 5,

Fig. 6 die Ansicht eines Messer mit geraden und paralle­ len Schneiden von oben,

Fig. 7 die Ansicht eines Messers von oben mit sichelför­ miger Rechtskrümmung,

Fig. 8 die Ansicht eines Messers von oben mit sichelför­ miger Linkskrümmung,

Fig. 9 schematisch die Darstellung eines Messers beim Trennen einer Windschutzscheibe von einer Autoka­ rosserie,

Fig. 10 ein Messer mit am äußersten Ende der Klinge ange­ setzten Schaft in der Seitenansicht,

Fig. 11 bis Fig. 13 die Draufsicht auf mögliche Messerformen entspre­ chend Fig. 10,

Fig. 14 und Fig. 15 durch Widerstandsschweißen erzeugte Schweißverbin­ dungen zwischen Schaft und Klinge und

Fig. 16 den unteren Schachtteil und die Klinge eines Mes­ sers, welches für eine Reibschweißverbindung aus­ gelegt sind, in der Seitenansicht und in der Draufsicht.

In Fig. 1 erkennt man im Schnittbild den zylindrischen Schaft 9 mit einem Außengewinde 10 und einem unteren Schaftteil 4 ohne Gewinde. Am unteren Ende des Schafttei­ les 4 befindet sich ein Schweißansatz 3, an welchem vor der Verschweißung noch ein spitz zulaufender Zündbolzen angebracht ist, welcher für einen elektrisch leitenden Übergang mit relativ hohem Widerstand zur Klinge 1 des Messers sorgt. Wird nun ein hoher elektrischer Strom durch die Klinge und den Schaft 9 geleitet, so erwärmt sich der Bereich des Zündbolzens wegen des hohen elektrischen Über­ gangswiderstandes am stärksten, so daß der Schweißansatz 3 gut mit der Klinge 1 verschweißt wird. Auf diese Weise erhält man sehr schnell eine feste und sichere Verbindung zwischen dem Schaft 9 und der Klinge 1, die überdies bei entsprechender Ausführung und Formgebung von Schweißansatz 3, Zündbolzen und Klinge 1 auch sehr gut maßhaltig sein kann. Der untere Schaftteil 4 ist im Vergleich zu dem als Gewindebolzen 10 ausgeführten Schaftteil relativ kurz und der Schaft 9 kann mit seinem Gewinde bzw. Gewindebolzen 10 beliebig tief in eine als Antriebselement 12 dienende Gewindehülse eingeschraubt werden. Dabei fällt die Dreh­ achse des Antriebselementes 12, welches um diese Achse os­ zillatorische Drehbewegungen ausführt, mit der Dreh- und Symmetrieachse 5 des Schaftes 9 zusammen.

In Fig. 2 ist ein ähnliches Messer dargestellt, bei wel­ chem jedoch der untere Schaftteil 4 länger ausgeführt ist als bei dem Messer nach Fig. 1.

Das Messer nach Fig. 3 weist zusätzlich am oberen Ende des Schaftes 9 einen Zentrierbolzen 6 auf. Dieser Zentrier­ bolzen 6 dient einerseits zur Führung beim Einschrauben des Messers in ein Antriebselement, hat jedoch gleichzei­ tig auch Zentriereigenschaften für den Fall, daß der Schaft des Messers nicht durch ein Gewinde im Antriebselement 12 gehalten wird, sondern beispielsweise durch Klemmbacken, wobei dann der Zentrierbolzen 6 in eine entsprechende Füh­ rungshülse einzuschieben ist.

Das Einschieben in eine solche Zentrierhülse wird noch er­ leichtert bei einer Ausführungsform nach Fig. 4, bei wel­ cher der Zentrierbolzen 6 eine konische Spitze 7 aufweist. In Fig. 4 erkennt man auch wie der in eine als Antriebs­ element 12 dienende Hülse eingeschraubte Schaft 9 durch eine Kontermutter 11 in beliebiger Orientierung bezüglich einer Drehung um die Drehachse 5 fixiert werden kann. Da­ mit kann das Messer bzw. die Klinge 1 auch in einer belie­ bigen Orientierung zum Antriebswerkzeug fixiert werden, was bei beengten Platzverhältnissen und schwer zugängli­ chen, aufzutrennenden Klebewülsten sehr nützlich sein kann.

In Fig. 5 erkennt man ein Messer bzw. eine Messerklinge 1, mit keilförmig aufeinanderzulaufenden Schneiden 2. Der Schaft 9 ist in Fig. 5 nicht dargestellt, liegt jedoch konzentrisch zur Drehachse 5.

Der Querschnitt der Klinge 1 ist in Fig. 5a dargestellt, wobei die Klinge 1 eine ebene Fläche 13 und eine gewölbte Fläche 14 aufweist.

Fig. 6 zeigt ebenfalls eine Messerklinge 1 mit geraden Schneiden 2, jedoch laufen bei dieser Klinge 1 die Schnei­ den 2 nicht keilförmig aufeinander zu sondern parallel zu­ einander. Fig. 7 schließlich zeigt ein Messer bzw. eine Messerklinge 1, dessen Schneiden sichelförmig nach rechts gekrümmt sind. Bei derartigen Messern wird häufig nur die konkave Seite als Schneide ausgeführt, während die konvexe Seite den Messerrücken bildet. Grundsätzlich können jedoch auch beide Seiten der Klinge 1 als Schneiden 2 ausgeführt werden. Ähnliches gilt für die Messerklinge 1 nach Figur 8, bei welcher die Schneide 2 sichelförmig nach links ge­ krümmt ist. Die Krümmungsrichtung bestimmt dann auch die bevorzugte Arbeitsrichtung des Messers.

In Fig. 9 ist dargestellt, wie ein Messer unter eine Wind­ schutzscheibe 15 geschoben wird, um einen Klebewulst auf­ zuschneiden. Bei vollständig eingeschobener Messerklinge 1 befindet sich der Schaft 9 in dem Schlitz 16 zwischen Windschutzscheibe 15 und der den Außenrand des Schlitzes 16 bildenden Karosserie. Der zylindrische Schaft 9 macht dabei lediglich Drehbewegungen um die Achse 5, ohne durch oszillatorische Drehbewegungen an die Windschutzscheibe 15 oder an die Karosserie anzuschlagen. Dabei ist selbst­ verständlich vorausgesetzt, daß der Durchmesser des Schaf­ tes 9 kleiner ist als die Breite des Schlitzes 16.

Insbesondere die runde Form des Schaftes 9 zusammen mit seiner konzentrischen Anordnung um die Drehachse bewirkt also, daß sich im Gegensatz zu den Messern mit einem her­ kömmlichen Schaft die Anordnung des Schaftes 9 bezüglich seiner Umgebung praktisch nicht verändert, da der Schaft bezüglich einer Drehung um seine zentrale Achse symme­ trisch ausgebildet ist.

Dadurch werden auch Vibrationen des Antriebswerkzeuges, die ansonsten durch das wechselseitige Anschlagen des Schaftes an Teile in seiner Umgebung hervorgerufen werden, vermieden. Auch die spezielle Zahnung des Messers kann aufgrund der dadurch verbesserten Schnitteigenschaften diese Vibrationen noch weiter reduzieren und ermöglicht so ein besseres und saubereres Führen des Antriebswerkzeu­ ges mit dem Messer, mit welchem so entsprechend schnell saubere Schnitte erzielt werden können.

Fig. 10 zeigt ein Messer in der Seitenansicht, bei wel­ chem der untere Schaftteil 4 ganz am hinteren Ende der Klinge 1 angebracht ist im Gegensatz zu den Ausführungs­ formen nach den Fig. 1 bis 8, bei welchen der untere Schaftteil 4 einen tellerförmigen Schweißansatz 3 aufweist, welcher auf eine entsprechend große Endfläche der Klinge 1 aufgesetzt wurde, schließt bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 bis 13 der untere Schaftteil 4 mit der hin­ teren Kante der Klinge 2 im wesentlichen glatt ab, so daß mit einem derartigen Messer auch sehr enge und schmale Spalten zugänglich sind, ohne daß über den unteren Schaft­ teil 4 hinausragende Endabschnitte sich störend auswirken können. Die Klinge 1 kann dabei die unterschiedlichen und bereits beschriebenen Formen aufweisen, wobei sich an besonders unzugänglichen Stellen die schmale Ausführungs­ form nach Fig. 12 bewährt. Auch Mischformen zwischen den verschiedenen Klingen 1 sind möglich, bei welchen bei­ spielsweise nur das hintere Ende der Klinge 1 so schmal ausgeführt wird wie bei der Ausführungsform nach Fig. 12, während der übrige Klingenteil eine der anderen Klingen­ formen aufweist.

In den Fig. 14 bis 16 sind mögliche Schweißverbindungen zwischen dem unteren Schaftteil 4 und der Klinge 1 darge­ stellt, bei welchen der untere Schaftteil 4 sich ebenfalls am äußersten hinteren Ende der Klinge 1 befindet. Die Aus­ führungsform nach den Fig. 14 und 15 kann man durch Widerstandsschweißen erzeugen, wobei Klinge 1 und Schaft­ teil 4 miteinander in Berührung gebracht werden und der Berührungsbereich sich durch hohen Stromfluß erwärmt und zum Schmelzen gebracht wird, so daß die zu verbindenden Teile ineinanderfließen bzw. in die Schmelze eingedrückt werden können. Um den Schweißvorgang zu beschleunigen, können dabei von vornherein sowohl im unteren Schaftteil 4 als auch in der Klinge 1 Aussparungen vorgesehen sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 16 wird die sogenannte Reibschweißtechnik angewendet, bei welcher im vorliegenden Fall der zylindrische Schaftteil 4 mit Preßpassung in eine Öffnung 17 der Klinge 1 einsetzbar ist, wobei durch gleichzeitige Reibung und Stromfluß eine sehr feste und gleichmäßige Schweißverbindung entsteht. Auch bei dieser Ausführungsform kann der untere Schaftteil 4 praktisch am äußersten hinteren Ende der Klinge 1 angebracht werden, ohne daß ein nennenswerter Überstand vorhanden ist.

Claims (9)

1. Messer zum Trennen von Polymeren, Klebewülsten, Kitt­ verbindungen auf Kunststoffbasis und anderen, gummielasti­ schen Werkstoffen, mit einer Klinge (1) mit mindestens einer geraden oder gekrümmten Schneide (2), mit einem Schaft (9), der sich vom hinteren Bereich der Klinge (1) aus erstreckt und ein Verbindungselement (10, 11) für ein Antriebswerkzeug aufweist, durch welches das Messer zum Schneiden in oszillierende Drehbewegung ver­ setzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (9) im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Klinge (1) ausgerichtet ist und daß die Achse (5) der Drehbewe­ gungen sich im Innern des Schaftes (9) in dessen Längs­ richtung erstreckt.

2. Messer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (9) an seinem unteren Ende (4) für eine Schweiß­ verbindung mit der Klinge (1) einen Schweißansatz (3) mit Zündbolzen aufweist.

3. Messer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft mit einem Antriebselement (12) des An­ triebswerkzeuges verschraubbar ist.

4. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaft (9) kreisförmigen Quer­ schnitt hat.

5. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge des Schaftes (9) veränder­ bar ist.

6. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaft (9) am oberen Ende einen Zentrierbolzen (6) aufweist.

7. Messer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierbolzen (6) an seiner Spitze (7) konisch ausge­ bildet ist.

8. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaft auf der ebenen Fläche ei­ ner Klinge (1) angebracht ist, daß die gegenüberliegen­ de Seite der Klinge (1) leicht gewölbt ist und daß die Klinge (1) an ihren beiden Schmalseiten Schneiden (2) aufweist.

9. Messer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schneide (2) der Klinge (1) ge­ zahnt ist.