EP1075909B1 - Cutting knife - Google Patents
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- EP1075909B1 EP1075909B1 EP00110815A EP00110815A EP1075909B1 EP 1075909 B1 EP1075909 B1 EP 1075909B1 EP 00110815 A EP00110815 A EP 00110815A EP 00110815 A EP00110815 A EP 00110815A EP 1075909 B1 EP1075909 B1 EP 1075909B1
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- cutting
- cutting knife
- layers
- blank
- knife
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
- B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B26B7/00—Hand knives with reciprocating motor-driven blades
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B26B9/00—Blades for hand knives
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
- B26D1/0006—Cutting members therefor
- B26D2001/002—Materials or surface treatments therefor, e.g. composite materials
Definitions
- the invention relates to a cutting knife for severing tough, elastic materials, especially for severing of adhesive beads on vehicle window panes, in wall joints etc., with a fastener that has a mounting bracket for attachment to an oscillation drive, and with a cutting part with at least one cutting edge.
- the invention further relates to a method for producing a such cutting knife.
- Such a cutting knife is known from EP-B-0 141 035.
- Such cutting knives are known to be used in particular for cutting out of windshields used in motor vehicles, provided those due to damage or leaks need to be expanded.
- Another application is separation of leaky silicone joints made of masonry.
- the known cutting knives have in common that when cutting of adhesive beads, for example when removing a damaged windshield a significant risk of breakage of a motor vehicle is available for the cutting knife.
- the cutting knives are due to the very resistant and tough material from which the adhesive bead is made, very quickly dull and have to be reground frequently become.
- the known knives have so far all been made from a conventional one Knife steel made by first making a flat blank a suitable sheet was punched out, which then if necessary was bent provided the knife had a U-shaped cross-section or should have a bent shape, whereupon then an after-treatment by grinding if necessary joined. The knives were then hardened and then ground and optionally polished.
- the knives known from EP-B-0 141 035 have a fastening opening in the form of a twelve-sided to form a positive Attachment to the drive shaft of the oscillation drive to enable.
- the cutting knives are in accordance with the aforementioned DE-A-3 626 762 by a welded connection connected to the drive shaft.
- knives according to the DE-B-3 838 044 attaches to the drive, as with a Jigsaw. These knives become oscillating in the longitudinal direction driven.
- knives are also made from a knife steel, hardened and sanded before use.
- the object of the invention is therefore an improved Cutting knife and a method for producing such specify that enables improved cutting performance and has the lowest possible susceptibility to breakage, so that overall a longer service life is possible.
- This task is performed with a cutting knife of the type mentioned Art solved in that the cutting knife from a plurality consists of planar interconnected layers, wherein at least two of these layers made of a metallic Material.
- the object of the invention is completely achieved in this way, because of a multi-layer structure of the cutting knife from a plurality of individual, flatly interconnected Metal layers have better properties overall Knife achieve, namely a particularly high one Hardness and wear resistance on the cutting edge and on the other hand, significantly improved elasticity and achieve reduced susceptibility to breakage.
- the cutting knives according to the invention are namely for mass parts made by joint renovators, car workshops and are required by glaziers in large numbers, since the relevant cutting knife after a relatively short time are dull or break off. This can often be done with a single Cutting knife only cut out a single windshield become.
- Damascus blades are only made by hand, the manufacture being extremely complex and is expensive, so for modern knives that come from a variety consist of individual layers that are forged together, three or even four-digit EURO amounts have to be paid.
- the well-known knives have been used since 1983, so far however not yet considered a knife with several Use metal layers.
- the metallic ones Layers joined together by hot bonding preferably forged together.
- the properties of the cutting knife in to be "tailor-made” in a way For example middle layers can be provided, the lower Hardness, however higher toughness and flexural strength exhibit. Outwardly, the layers can gradually become one greater hardness and lower toughness or flexural strength own, and vice versa. It is basically possible to use the different To produce layers from the same material that but is only pretreated differently, for example one has different degrees of deformation (e.g. use of cold-rolled or annealed steel) or these properties only when heat treatment of the interconnected To create layers.
- special materials which also match the composition of the desired properties are adapted to use, for example a special one in a defined area of the cutting part To achieve high elasticity and flexural strength and in particular on the cutting edge a particularly high hardness and possibly reduced friction in the outermost layers.
- the outermost metal layers can be a special Undergo surface treatment, such as boronization, carburization, nitrocarburization or the like, a particularly high hardness in the outermost layers in the area of at least one cutting edge.
- a wear-resistant material preferably made of tungsten carbide, silicon carbide, titanium carbide, Chromium oxide, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron nitride, Titanium nitride, molybdenum or mixtures thereof or mixtures or alloys with other metals.
- a wear-resistant So material is a layer that is not made of the same material as the other metallic layers, about a certain steel, but instead that of an inorganic, generally non-metallic Material such as a carbide, an oxide, a nitride.
- an inorganic, generally non-metallic Material such as a carbide, an oxide, a nitride.
- a coating of molybdenum is also conceivable.
- these additional coatings are not like the others metallic layers by hot joining or forging can be applied but by a special coating process, such as vapor deposition or another Processes such as thermal spraying.
- the invention contains at least an outer layer of the cutting part, friction-reducing additives, preferably inclusions of molybdenum sulfide and / or Graphite.
- the non-stick effect of PTFE makes the frictional resistance significantly reduced when cutting through an adhesive bead.
- one Adhesive effect of sealants when severed is counteracted. Due to reduced friction, the temperature at Cutting process lowered. This causes the tendency to occur significantly reduced by vapors. It can advantageously Colored Teflon used to be different To mark designs or make an aesthetic impression improve.
- this Cutting part on a sickle-shaped curved blade which preferably is concavely curved with respect to the clamping point, wherein the cutting knife further has a U-shaped angled cross section can have, wherein the cutting part with the fastening part is connected via an intermediate part, as is in itself is known in the art.
- this Cutting knife a mounting bracket for connection to a Rotary oscillation drive on.
- the cutting knife has a mounting receptacle Connection with an oscillating drive oscillating in the longitudinal direction on.
- the invention can Use cutting knife advantageously.
- the cutting knife a core area that consists of an elastic and / or soft material.
- this Cutting knife on a cutting part which is preferably only in Area of at least one cutting edge with the different Layers is provided.
- the manufacture of the cutting knife simplified because the core area is made of elastic and / or soft material in a relatively simple way, for example can be made from a sheet by punching, at the same time a mounting receptacle in the form of an opening can be punched out, whereupon then in the area of Cutting part to be applied to the different layers to achieve the properties necessary for the cutting part.
- the cutting knife also has an intermediate part, can the additional layers of course also over this Part extend, for example, a particularly high toughness and bending strength in the area of the intermediate part achieve.
- a cutting knife according to the invention can be with significantly improved properties, the one high stability, especially high toughness and flexural strength with good hardness and wear resistance the cutting edge or cutting unites.
- a forging process i.e. a connection at accordingly high temperature under pressure from hammering or similar.
- a connection at accordingly high temperature under pressure from hammering or similar it is conceivable to have an intimate Connection also by pressing at a sufficiently high temperature to generate, provided the pressing tools are sufficiently mechanical and are thermally stable. It is also conceivable to have an intimate Connection by friction welding or by a special resistance welding process with additional application of flat To generate pressure.
- the fastening opening after the heat treatment according to Step (c) generated, preferably by electrical discharge machining or Laser cutting.
- the manufacturing process becomes like a dodecagon in this way simplified by first creating a flat metallic Blank with a suitable process in a simple manner is generated, which are heat treated in a suitable manner can to achieve the desired mechanical properties, wear resistance and hardness to achieve.
- a spark erosion process is available for mounting or a laser cutting process with which the attachment holder as an opening in a relatively inexpensive way with sufficient Dimensional accuracy can be generated.
- the cutting knife should not be flat, but to be provided with a certain bend, so the blank is hot bent before undergoing the heat treatment to improve hardness and / or flexural strength, that means hardening and tempering. In the The use of steel therefore preferably takes place in red-hot condition.
- this can Cutting knife from a blank from an elastic and / or be made of soft material, at least in the area its at least one cutting edge has a plurality of metallic ones Layers is applied.
- this can be a Layer of tungsten carbide, silicon carbide, titanium carbide, chromium oxide, Silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron nitride, Titanium nitride, molybdenum or mixtures or alloys with others Trade metals.
- the wear-resistant layer or the wear-resistant layers are in a preferred development of the invention either by deposition from the gas phase (CVD or PVD) or by thermal spraying, preferably generated by plasma spraying.
- the wear-resistant layer by thermal spraying made of carbides in a metallic coating, preferably in nickel, cobalt or alloys thereof are included.
- carbides can also be sprayed thermally
- the nickel, preferably used for the coating, Cobalt and other alloys usually add carbides have between 8 and 30 percent by weight.
- carbides have between 8 and 30 percent by weight.
- the coating in the flame reacts with the carbides the most varied of phases.
- Tungsten carbide layers, chromium carbide layers or carbide metals conceivable.
- oxidic layers by thermal Syringes produced their properties can be mixed and alloys can be improved.
- an alumina layer can be used with 3 percent up to 40 weight percent titanium oxide is interspersed with achieve a relatively high hardness with reduced brittleness leaves.
- the wear-resistant layer friction-reducing additives added. This can be microscopic, for example small inclusions of molybdenum sulfide and / or graphite act.
- a cutting knife with high elasticity can also be made in this way and bending strength with good at the same time Establish cutting properties.
- the manufacture is compared to the manufacture from one Majority of metallic individual layers considerably cheaper, there is an elaborate hot connection, for example by forging many Individual layers are omitted.
- a hardening process may involve a tempering process to temper to connect with reduced hardness an increased elongation at break and elasticity, as well as an improved To achieve bending strength.
- the normally inadequate with such a knife Hardness in the area of the at least one cutting edge is now invented by applying a wear-resistant Layer achieved by thermal spraying.
- a wear-resistant Layer achieved by thermal spraying By applying the thermal spraying can be a layer with sufficient Thickness can be achieved despite being insufficient hard blanks extraordinarily, at least in the area of the cutting edge good cutting properties, in particular high cutting properties Achieve hardness and wear resistance.
- the wear-resistant layer can be made of molybdenum, for example Carbide, an oxide, a carbide metal, an oxide metal or mixtures thereof.
- the wear-resistant layer by thermal spraying of carbides, which are in a metallic coating, preferably nickel, cobalt or alloys thereof are.
- the blank pretreated by roughening before thermal spraying In a preferred further treatment of the invention, the blank pretreated by roughening before thermal spraying.
- this version is before Spray on the wear-resistant layer an adhesion promoter layer sprayed.
- the blank is in a preferred development of the invention Procedure together with the mounting fixture Stamping made.
- the wear-resistant layer can reduce friction
- Additives preferably inclusions made of molybdenum sulfide and / or graphite can be added.
- FIG. 1 shows a cutting knife according to the invention as a whole number 10.
- the cutting knife 10 is put together used with an oscillation drive 12 with rotary oscillation, which is only indicated schematically in Fig. 1, and its Drive shaft 14 with a high frequency in the range between about 5,000 and 28,000 vibrations per minute with a small swivel angle in the range between about 0.5 and 7 degrees around Longitudinal axis 18 of the drive shaft can be driven to oscillate.
- 1 has a U-shaped angle Cross section and has a fastening part 20 and one sickle-shaped curved cutting part 22, which with the fastening part 20 is connected via an intermediate web 24.
- a mounting receptacle 26 provided in the form of an opening, which as a regular Polygon, in the case shown as a star-shaped twelve-sided and that is a positive fixation on the drive shaft 14 allowed.
- a screw 16 for securing on the drive shaft 14 also serves a screw 16, which is in a not shown Threaded blind hole of the drive shaft 14 is screwed.
- a flat blank 32 is shown, from which the Cutting knife 10 according to FIGS. 1 and 2 by bending and others subsequent processing steps can be produced.
- the cutting knife 10 shown here is U-shaped has angled cross-section, are also any other Knife shapes conceivable.
- a flat cutting knife could also be used approximately in the shape of the blank 32, the final shape of the Represent cutting knife.
- the cutting knife could e.g. also have a bent shape or a flat shape and if necessary with a stop roller to limit the Depth of cut, as per itself e.g. from the DE-A-3 304 981 and from EP-B-0 174 427.
- FIGS. 6, 8, 9 and 10 Various such variants are shown in FIGS. 6, 8, 9 and 10 exemplified.
- the cutting knife 10b shown in FIGS. 6 and 8 is just formed and has a fastening part 20b with a round mounting receptacle 26b and a cutting part 22b two straight cutting edges 28b and 30b, starting from the fastening part 20b to a common tip that is rounded is, converge towards it, so that there is an approx wedge-shaped cutting part 22b results.
- a cranked cutting knife 10c is shown in Fig. 9, while in Fig. 10b one curved cutting knife 10d is shown.
- the cutting knife 10 according to the invention is now characterized a special type of manufacture, which is explained below becomes.
- the cutting knife 10 made from a variety of thin metal layers, which are connected by a forging process.
- the individual layers can be made from thinly rolled sheets are punched out before they are forged together get connected.
- the sheets are preferably made of steel, in particular from a knife steel of a suitable composition, different steels for the different layers can be used with different compositions, to "tailor-made" properties for the cutting knife 10 produce.
- the cutting knife 10 can e.g. on Have cutting part 22 which is ground crowned on both sides and is provided with a blade 28 and 30 on each side. It can consist of a central layer 34, a subsequent one Layer 36 and an outer metallic layer 38, and on the outside it is also completely thermal sprayed wear-resistant layer 40 may be surrounded.
- the individual metallic layers 34, 36, 38 of the blank after its production by punching connected by forging.
- the attachment opening 26 preferably only after the forging process, however before the application of the thermally sprayed layer 40 generated.
- the mounting bracket 26 preferably by a spark erosion method or generated by laser cutting, which is a relatively inexpensive Manufacturing and still high dimensional accuracy allowed.
- the blank 32 thus produced is bent in the red-hot state, to create the U-shaped angled shape of the cutting knife.
- the Cutting knife 10 to have high elasticity and bending strength the core layer 34 to generate the outward decreases through layer 36 into layer 38, but at the same time the wear resistance and hardness increases.
- This layer 40 is preferably an oxide layer or carbide layer, optionally with metal additives or a layer of molybdenum, which is also high Has hardness and wear resistance.
- thermal Spraying to achieve the outer layer 40 is that this layer 40 with a sufficient thickness of the order of magnitude from a few tenths to about a millimeter or even more can be applied in a relatively inexpensive way can, whereby this thermally sprayed layer 40 a sufficient Has strength to even with multiple resharpening during the use of the cutting knife 10 the cheap To maintain cutting properties.
- the thermally sprayed Layer 40 may be made of tungsten carbide, for example be in a nickel, cobalt or whose alloys are embedded, the amount of metal between can be about 8 and 30 weight percent. It can for example, the carbide metal 85 WC 15 Co-Cr, the high hardness with relatively high breaking strength distinguished.
- the coating can also be selected that the coefficient of thermal expansion is as close as possible to the coefficient of expansion of the metallic blank. This will result in better adhesion even under thermal stress reached and chipping avoided.
- FIG. 5 An alternative cross-sectional shape of the cutting part is in Fig. 5 shown and designated overall by the number 22a.
- the cutting part 22a consists of several layers one Knife steel, but essentially has a cross section rectangular shape and is only on the side its cutting edge 28a facing the fastening opening 26 is bevelled on one side, while on the mounting hole 26 facing away from both sides Cutting edge 30a is provided, but not so is sharpened, as is the case with the cutting edge according to FIG. 4 the case is.
- This cutting edge 30a only serves as an "emergency cutting edge” Return the cutting knife in an already cut one Part of the adhesive bead should allow.
- the outer layers 36 and 38 forged on both sides around the core layer 34 are, so that a spherical cross-sectional shape already during the forging process arises, the layers 34a, 36a, 38a or 42, 44 in a largely flat manner according to FIG. 5 by forging connected.
- the middle layer 34a is specifically for a high Elasticity and flexural strength is designed and the layers 36a and 42 adjoining on both sides a little have less elasticity, but greater Hardness and wear resistance, especially the layer 38a on one side, towards which the cutting edge 28a is wedge-shaped is bevelled on one side, for a particularly high Hardness and wear resistance designed.
- a thermally sprayed one Layer 40a be applied. That of the thermally sprayed Layer 40a opposite outer layer 44 the other side of the cutting part 22a is not special for one high hardness, but more for good elasticity and Flexural strength, because there are none on this side Cutting edge is provided.
- the second cutting edge 30a occurs the side facing away from the mounting opening 26 Cutting part 22a does not have particularly good cutting properties as this only serves as an auxiliary cutting edge.
- the blank 32 from a knife steel of suitable thickness in one single operation can be made by punching, whereby at the same time the fastening opening 26 is punched out.
- the properties of the knife steel are special designed for high elasticity and flexural strength, which also in the subsequent heat treatment - if necessary after a previous bending process - taken into account becomes. Therefore, the knife steel is not, as usual, only hardened, but preferably hardened first and then over a sufficiently long period of time with a sufficiently high one Tempered to get such compensation, that there is good flexural strength.
- this wear-resistant layer 40a on the to achieve metallic base body this is before the thermal Syringes are first machined, e.g. boned, ground and polished if necessary, whereupon then roughening (fine sandblasting with corundum or the like). Thereupon there is first an adhesion promoter layer applied, on which then the wear-resistant Layer 40a is sprayed on, if necessary can be done in multiple layers to produce the desired thickness.
- the wear-resistant layer 40a can in turn, how previously mentioned, such as an oxide or carbide layer act or a molybdenum layer.
- the wear-resistant layer 40 or 40a still friction-reducing additives as microscopic Inclusions are integrated, for example from molybdenum sulfide or graphite, where the thermal Spraying process to prevent oxidation under protective gas he follows.
- the cutting knife 10b shown in FIGS. 6 and 8 differs different from the previously described versions in another aspect.
- the cutting knife 10b is namely from a blank from one elastic and / or soft material made on the only a plurality of metallic ones in the area of the cutting part Layers is applied to the desired cutting area improved properties, namely on the one hand high Toughness and flexural strength and, on the other hand, high Hardness on the outer layers in the area of the cutting edges 28b and To achieve 30b.
- FIG. 7 is a section along the line VII-VII of FIG. 6 in an enlarged view shows.
- the cutting knife 10b has a core area 42 which consists of a relatively soft, but elastic and tough steel is, with the core area essentially over the Fastening part 20b extends while in the area of the cutting part 22b different metallic layers 34b on both sides, 36b and 38b one after the other to one starting from the core region 42 thin web 44 are applied.
- the web 44 out the material of the core area 42 they can be made thereon applied layers 34b, 36b and 38b made of other materials, preferably steels consist of a high overall Achieve strength and elasticity, as well as high hardness in the area of the outermost layer 38b on the cutting edges 28b and 30b.
- a knife constructed in this way is considerably easier and less expensive produce because the elaborate production about by forging the metallic layers 34b, 36b and 38b only is limited to the cutting part 22b during the manufacturing used blank cheaper e.g. by punching including the mounting receptacle designed as a circular opening 26b can be manufactured.
- FIG. 11 Another modification of a cutting knife according to the invention is shown in Fig. 11 and generally designated by the number 10c.
- the cutting knife 10c according to FIG. 11 is opposite to that previously described versions not for connection to a Rotary oscillation drive suitable, but for connection with a longitudinal oscillation drive, as indicated by arrow 48 is.
- a receptacle 26c is provided which has recesses 46 on both sides with which the cutting knife like in a jigsaw the longitudinal oscillation drive is clamped.
- the cutting part 22c is formed, which again has a core area 42c, on both sides, as previously explained with reference to FIG. 7, metallic Layers are applied to create cutting edges 28c and 30c.
- Such a cutting knife can, for example, as in DE-A-3 838 044 can be used.
- FIGS. 9 and 10 Further designs of a cutting knife according to the invention are shown in FIGS. 9 and 10 and overall with the Numbers 10d and 10e designated.
- 9 shows a cutting knife
- FIG. 10d shows an offset in FIG. 10 is a Cutting knife 10e shown in a curved version.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Schneidmesser zum Durchtrennen von zähen, elastischen Materialien, insbesondere zum Durchtrennen von Klebewulsten an Fensterscheiben von Fahrzeugen, in Mauerfugen usw., mit einem Befestigungsteil, der eine Befestigungsaufnahme zur Befestigung an einem Oszillationsantrieb aufweist, und mit einem Schneidteil mit zumindest einer Schneide. The invention relates to a cutting knife for severing tough, elastic materials, especially for severing of adhesive beads on vehicle window panes, in wall joints etc., with a fastener that has a mounting bracket for attachment to an oscillation drive, and with a cutting part with at least one cutting edge.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schneidmessers.The invention further relates to a method for producing a such cutting knife.
Aus der EP-B-0 141 035 ist ein derartiges Schneidmesser bekannt.Such a cutting knife is known from EP-B-0 141 035.
Weitere Schneidmesser ähnlicher Art sind aus der DE-A-3 626 762 und DE-B-3 838 044 bekannt.Further cutting knives of a similar type are known from DE-A-3 626 762 and DE-B-3 838 044.
Solche Schneidmesser werden bekanntlich insbesondere zum Austrennen von Windschutzscheiben in Kraftfahrzeugen benutzt, sofern solche wegen einer Beschädigung oder wegen Undichtigkeiten ausgebaut werden müssen. Eine weitere Anwendung ist das Austrennen von undichten Silikonfugen aus Mauerwerk.Such cutting knives are known to be used in particular for cutting out of windshields used in motor vehicles, provided those due to damage or leaks need to be expanded. Another application is separation of leaky silicone joints made of masonry.
Den bekannten Schneidmessern ist gemeinsam, daß beim Durchtrennen von Klebewulsten etwa beim Ausbau einer beschädigten Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs eine erhebliche Bruchgefahr für das Schneidmesser vorhanden ist.The known cutting knives have in common that when cutting of adhesive beads, for example when removing a damaged windshield a significant risk of breakage of a motor vehicle is available for the cutting knife.
Der Grund hierfür liegt einerseits in dem zähen Material des meist aus einer bestimmten Polyurethan-Sorte bestehenden Klebewulstes und andererseits in dem trotz des mit hoher Frequenz und geringem Verschwenkwinkel oszillierenden Antriebes teilweise recht erheblichen Kraftaufwand insbesondere beim Durchtrennen breiterer Klebewulste, wie sie häufig besonders bei Windschutzscheiben auftreten, die bereits einmal ersetzt wurden, so daß die Klebewulstraupe beim Einbau der Windschutzscheibe manuell aufgetragen werden mußte. The reason for this lies on the one hand in the tough material of the usually made of a certain type of polyurethane adhesive bead and on the other hand in spite of that with high frequency and small pivoting angle of the oscillating drive partially quite a lot of effort, especially when cutting wider adhesive beads, as is often the case with windshields occur that have already been replaced, so that the adhesive bead bead manually when installing the windshield had to be applied.
Andererseits werden die Schneidmesser infolge des sehr widerstandsfähigen und zähen Materials, aus dem der Klebewulst besteht, sehr schnell stumpf und müssen häufig nachgeschliffen werden.On the other hand, the cutting knives are due to the very resistant and tough material from which the adhesive bead is made, very quickly dull and have to be reground frequently become.
Die bekannten Messer wurden bislang sämtlich aus einem üblichen Messerstahl hergestellt, indem zunächst ein ebener Rohling aus einem geeigneten Blech ausgestanzt wurde, der sodann gegebenenfalls gebogen wurde, sofern das Messer einen U-förmigen Querschnitt oder eine abgekröpfte Form aufweisen sollte, woraufhin sich dann gegebenenfalls eine Nachbehandlung durch Schleifen anschloß. Anschließend wurden die Messer gehärtet, dann geschliffen und gegebenenfalls poliert.The known knives have so far all been made from a conventional one Knife steel made by first making a flat blank a suitable sheet was punched out, which then if necessary was bent provided the knife had a U-shaped cross-section or should have a bent shape, whereupon then an after-treatment by grinding if necessary joined. The knives were then hardened and then ground and optionally polished.
Die aus der EP-B-0 141 035 bekannten Messer weisen eine Befestigungsöffnung in Form eines Zwölfkants auf, um eine formschlüssige Befestigung an der Antriebswelle des Oszillationsantriebes zu ermöglichen. Dagegen sind die Schneidmesser gemäß der eingangs erwähnten DE-A-3 626 762 durch eine Schweißverbindung mit der Antriebswelle verbunden. Bei Messern gemäß der DE-B-3 838 044 erfolgt die Befestigung am Antrieb, wie bei einer Stichsäge. Diese Messer werden in Längsrichtung oszillierend angetrieben.The knives known from EP-B-0 141 035 have a fastening opening in the form of a twelve-sided to form a positive Attachment to the drive shaft of the oscillation drive to enable. In contrast, the cutting knives are in accordance with the aforementioned DE-A-3 626 762 by a welded connection connected to the drive shaft. For knives according to the DE-B-3 838 044 attaches to the drive, as with a Jigsaw. These knives become oscillating in the longitudinal direction driven.
Auch solche Messer werden jedoch aus einem Messerstahl hergestellt, gehärtet und vor der Verwendung geschliffen.However, such knives are also made from a knife steel, hardened and sanded before use.
Darüber hinaus sind Schneidmesser durch Benutzung auf dem Markt bekannt geworden, deren Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus Titannitrid versehen war, die offenbar durch CVD (chemical vapor deposition) aufgetragen war (e.g. US-A-4653373). In addition, cutting knives are on the market through use become known whose surface is covered with a thin layer Titanium nitride was provided, apparently by CVD (chemical vapor deposition) (e.g. US-A-4653373).
Allerdings konnten sich derartige Messer in der Praxis nicht durchsetzen, da die aufgetragene Titannitrid-Schicht so dünn war, daß sie in der Praxis nutzlos war, da sie schon bei einmaligem Nachschärfen praktisch keine Wirkung mehr hatte. Außerdem ist die Herstellung durch CVD relativ aufwendig und teuer. Ferner unterlagen auch diese mit Titannitrid beschichteten Messer den zuvor beschriebenen Problemen der Bruchanfälligkeit.However, such knives could not in practice enforce because the applied titanium nitride layer is so thin was that it was useless in practice, since it was only once Resharpening had practically no effect. Moreover the production by CVD is relatively complex and expensive. Further These knives coated with titanium nitride were also subject the previously described problems of susceptibility to breakage.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, ein verbessertes Schneidmesser und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen anzugeben, das eine verbesserte Schneidleistung ermöglicht und eine möglichst verringerte Bruchanfälligkeit aufweist, so daß insgesamt eine längere Standzeit möglich wird.The object of the invention is therefore an improved Cutting knife and a method for producing such specify that enables improved cutting performance and has the lowest possible susceptibility to breakage, so that overall a longer service life is possible.
Diese Aufgabe wird bei einem Schneidmesser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Schneidmesser aus einer Mehrzahl von flächig miteinander verbundenen Schichten besteht, wobei mindestens zwei dieser Schichten aus einem metallischen Werkstoff bestehen.This task is performed with a cutting knife of the type mentioned Art solved in that the cutting knife from a plurality consists of planar interconnected layers, wherein at least two of these layers made of a metallic Material.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst, da durch einen mehrschichtigen Aufbau des Schneidmessers aus einer Mehrzahl von einzelnen, flächig miteinander verbundenen Metallschichten sich insgesamt bessere Eigenschaften des Messers erzielen lassen, nämlich einerseits eine besonders hohe Härte und Verschleißfestigkeit an der oder den Schneiden und andererseits gleichzeitig eine erheblich verbesserte Elastizität und verringerte Bruchanfälligkeit erreichen lassen.The object of the invention is completely achieved in this way, because of a multi-layer structure of the cutting knife from a plurality of individual, flatly interconnected Metal layers have better properties overall Knife achieve, namely a particularly high one Hardness and wear resistance on the cutting edge and on the other hand, significantly improved elasticity and achieve reduced susceptibility to breakage.
Obwohl es seit Jahrhunderten bei der Herstellung von sogenannten Damaszener-Klingen, d.h. bei der Herstellung von Säbeln und Dolchen bekannt ist, diese aus einzelnen Lagen herzustellen, die miteinander verschmiedet werden, ist eine Übertragung dieses Herstellungsverfahrens auf die Herstellung von Schneidmessern, die in Verbindung mit einem Oszillationsantrieb verwendet werden, um zähe, elastische Materialien, zu durchtrennen, nicht naheliegend.Although it has been used in the manufacture of so-called for centuries Damascus blades, i.e. in the manufacture of sabers and Daggers are known to make them from individual layers, which are forged together is a transmission of this Manufacturing process for the manufacture of cutting knives, used in conjunction with an oscillation drive not to cut tough, elastic materials obvious.
Bei den erfindungsgemäßen Schneidmessern handelt es sich nämlich um Massenteile, die von Fugensanierern, KFZ-Werkstätten und von Glasereien in großer Stückzahl benötigt werden, da die betreffenden Schneidmesser schon nach relativ kurzer Zeit stumpf sind oder abbrechen. So kann häufig mit einem einzigen Schneidmesser lediglich eine einzige Windschutzscheibe ausgetrennt werden.The cutting knives according to the invention are namely for mass parts made by joint renovators, car workshops and are required by glaziers in large numbers, since the relevant cutting knife after a relatively short time are dull or break off. This can often be done with a single Cutting knife only cut out a single windshield become.
Dagegen werden Damaszener-Klingen lediglich in Handarbeit hergestellt, wobei die Herstellung außerordentlich aufwendig und teuer ist, so daß für moderne Messer, die aus einer Vielzahl von Einzellagen bestehen, die miteinander verschmiedet sind, drei oder gar vierstellige EURO-Beträge gezahlt werden müssen. Die bekannten Messer werden seit 1983 eingesetzt, bisher wurde jedoch noch nicht in Erwägung gezogen, ein Messer mit mehreren Metallschichten zu verwenden.In contrast, Damascus blades are only made by hand, the manufacture being extremely complex and is expensive, so for modern knives that come from a variety consist of individual layers that are forged together, three or even four-digit EURO amounts have to be paid. The well-known knives have been used since 1983, so far however not yet considered a knife with several Use metal layers.
Es ist daher nicht naheliegend, ein derartig teures und aufwendiges Herstellungsverfahren auf die Herstellung von Schneidmessern der fraglichen Art zu übertragen.It is therefore not obvious, such an expensive and complex Manufacturing process on the manufacture of cutting knives of the type in question.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die metallischen Schichten durch Heißverbinden miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschmiedet. In an advantageous development of the invention, the metallic ones Layers joined together by hot bonding, preferably forged together.
Obwohl sich grundsätzlich miteinander verschmiedete metallische Schichten durch besonders gute Eigenschaften auszeichnen, ist es darüber hinaus auch möglich, auf andere Weise miteinander verbundene metallische Schichten zu verwenden. So ist beispielsweise eine flächige Verschweißung der metallischen Schichten miteinander denkbar, was etwa durch ein spezielles Widerstandsschweißverfahren bei gleichzeitiger Anwendung von Druck erreicht werden kann. Auch ein Reibschweißen ist möglich. Seit neuestem ist es auch möglich, verschiedene Metallschichten zu diesem Zweck durch Kleben miteinander zu verbinden.Although basically metallic forged together Layers are characterized by particularly good properties it is also possible to interact with each other in other ways to use connected metallic layers. For example a flat welding of the metallic Layers conceivable with each other, for example through a special Resistance welding process with simultaneous application of Pressure can be achieved. Friction welding is also possible. Recently, it is also possible to use different metal layers for this purpose to connect with each other by gluing.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind einzelne der Schichten aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften hergestellt.According to a further embodiment of the invention, some of the Layers of materials with different material properties manufactured.
Auf diese Weise können die Eigenschaften des Schneidmessers in gewisser Weise "maßgeschneidert" werden. So können beispielsweise mittlere Schichten vorgesehen sein, die eine geringere Härte, jedoch eine höhere Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit aufweisen. Nach außen hin können die Schichten allmählich eine größere Härte und geringere Zähigkeit bzw. Biegebruchfestigkeit besitzen, und umgekehrt. Es ist grundsätzlich möglich, die verschiedenen Schichten aus demselben Werkstoff herzustellen, der jedoch lediglich anders vorbehandelt ist, zum Beispiel einen unterschiedlichen Verformungsgrad aufweist (z.B. Verwendung von kaltgewalztem oder weichgeglühtem Stahl) oder auch diese Eigenschaften erst bei der Wärmebehandlung der miteinander verbundenen Schichten zu erzeugen. Jedoch ist es besonders bevorzugt, spezielle Werkstoffe, die auch in ihrer Zusammensetzung an die gewünschten Eigenschaften angepaßt sind, zu verwenden, um etwa in einem definierten Bereich des Schneidteils eine besonders hohe Elastizität und Biegebruchfestigkeit zu erzielen und insbesondere an der Schneide eine besonders hohe Härte und gegebenenfalls verminderte Reibung in den äußersten Schichten. Bei manchen Anwendungsfällen kann es auch sinnvoll sein, die äußeren Schichten aus einem weichen und/oder besonders elastischen Material herzustellen. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn Klebewulste entfernt oder durchtrennt werden sollen, die auf lackierten Flächen auf Kunststoff oder Holz angebracht sind.In this way, the properties of the cutting knife in to be "tailor-made" in a way. For example middle layers can be provided, the lower Hardness, however higher toughness and flexural strength exhibit. Outwardly, the layers can gradually become one greater hardness and lower toughness or flexural strength own, and vice versa. It is basically possible to use the different To produce layers from the same material that but is only pretreated differently, for example one has different degrees of deformation (e.g. use of cold-rolled or annealed steel) or these properties only when heat treatment of the interconnected To create layers. However, it is particularly preferred special materials, which also match the composition of the desired properties are adapted to use, for example a special one in a defined area of the cutting part To achieve high elasticity and flexural strength and in particular on the cutting edge a particularly high hardness and possibly reduced friction in the outermost layers. at In some applications, it can also make sense to use the outer one Layers of a soft and / or particularly elastic To produce material. This is advantageous, for example, if adhesive beads are to be removed or severed, which are attached to painted surfaces on plastic or wood are.
Auch können die äußersten Metallschichten einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen werden, etwa einer Borierung, einer Carborierung, einer Nitrocarborierung oder dergleichen, um eine besonders hohe Härte in den äußersten Schichten im Bereich der zumindest einen Schneide zu erzielen.Even the outermost metal layers can be a special Undergo surface treatment, such as boronization, carburization, nitrocarburization or the like, a particularly high hardness in the outermost layers in the area of at least one cutting edge.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht zumindest eine der Schichten aus einem verschleißfesten Werkstoff, vorzugsweise aus Wolframcarbid, Siliziumcarbid, Titancarbid, Chromoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Bornitrid, Titannitrid, Molybdän oder Mischungen hieraus bzw. Mischungen oder Legierungen mit weiteren Metallen.According to a further embodiment of the invention, there is at least one of the layers of a wear-resistant material, preferably made of tungsten carbide, silicon carbide, titanium carbide, Chromium oxide, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron nitride, Titanium nitride, molybdenum or mixtures thereof or mixtures or alloys with other metals.
Bei dieser zusätzlichen Schicht aus einem verschleißfesten Werkstoff handelt es sich also um eine Schicht, die nicht aus dem gleichen Material wie etwa die übrigen metallischen Schichten, etwa aus einem bestimmten Stahl, besteht, sondern statt dessen aus einem anorganischen in der Regel nichtmetallischen Werkstoff wie etwa einem Carbid, einem Oxid, einem Nitrid besteht. Daneben ist zur Erzielung einer hohen Härte und Verschleißfestigkeit auch eine Beschichtung aus Molybdän denkbar. With this additional layer of a wear-resistant So material is a layer that is not made of the same material as the other metallic layers, about a certain steel, but instead that of an inorganic, generally non-metallic Material such as a carbide, an oxide, a nitride. In addition, to achieve high hardness and wear resistance a coating of molybdenum is also conceivable.
Diese zusätzlichen Beschichtungen sind jedoch nicht wie die übrigen metallischen Schichten durch Heißverbinden oder Schmieden auftragbar, sondern durch ein spezielles Beschichtungsverfahren, wie etwa Abscheidung aus der Dampfphase oder ein anderes Verfahren wie etwa thermisches Spritzen.However, these additional coatings are not like the others metallic layers by hot joining or forging can be applied but by a special coating process, such as vapor deposition or another Processes such as thermal spraying.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung enthält zumindest eine äußere Schicht des Schneidteils reibungsvermindernde Zusätze, vorzugsweise Einschlüsse aus Molybdänsulfid und/oder Graphit.In an additional development of the invention contains at least an outer layer of the cutting part, friction-reducing additives, preferably inclusions of molybdenum sulfide and / or Graphite.
Hierdurch wird das Arbeiten beim Durchtrennen von Klebewulsten erheblich erleichtert, da durch die reibungsvermindernden Zusätze, die in Form mikroskopisch kleiner Einschlüsse in zumindest der äußeren Beschichtung vorgesehen sein können, die Reibung erheblich reduziert wird, wodurch gleichzeitig die Standzeit verbessert wird.This makes working when cutting through adhesive beads considerably easier because of the friction reducing additives, which in the form of microscopic inclusions in at least the outer coating can be provided, the friction is significantly reduced, thereby reducing the service life is improved.
In weiterer Abwandlung der Erfindung besteht zumindest eine äußere Schicht des Schneidteils aus PTFE (Teflon).In a further modification of the invention there is at least one external one Layer of the cutting part made of PTFE (Teflon).
Durch die Antihaftwirkung von PTFE wird der Reibungswiderstand beim Durchtrennen eines Klebewulstes deutlich herabgesetzt. Einer Klebewirkung von Dichtmitteln beim Durchtrennen wird entgegengewirkt. Wegen verringerter Reibung wird die Temperatur beim Schneidvorgang gesenkt. Dadurch wird die Neigung zum Auftreten von Dämpfen deutlich herabgesetzt. Dabei kann vorteilhafterweise eingefärbtes Teflon verwendet werden, um unterschiedliche Bauformen zu kennzeichnen oder einen ästhetischen Eindruck zu verbessern. The non-stick effect of PTFE makes the frictional resistance significantly reduced when cutting through an adhesive bead. one Adhesive effect of sealants when severed is counteracted. Due to reduced friction, the temperature at Cutting process lowered. This causes the tendency to occur significantly reduced by vapors. It can advantageously Colored Teflon used to be different To mark designs or make an aesthetic impression improve.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Schneidteil eine sichelförmig gekrümmte Klinge auf, die vorzugsweise in bezug auf die Einspannstelle konkav gekrümmt ist, wobei das Schneidmesser ferner einen U-förmig gewinkelten Querschnitt aufweisen kann, wobei das Schneidteil mit dem Befestigungsteil über ein Zwischenteil verbunden ist, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, this Cutting part on a sickle-shaped curved blade, which preferably is concavely curved with respect to the clamping point, wherein the cutting knife further has a U-shaped angled cross section can have, wherein the cutting part with the fastening part is connected via an intermediate part, as is in itself is known in the art.
Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Geometrien des Schneidmessers eine besonders günstige Schneidwirkung erzielt wird und mit einem U-förmig gewinkelten Querschnitt eine Windschutzscheibe von außen her ausgetrennt werden kann. Darüber hinaus sind jedoch auch andere Formen denkbar, etwa abgewinkelte oder gekröpfte Klingen oder Schneidmesser mit einer Rolle als Anschlag, wie dies grundsätzlich z.B. aus der EP-B-0 174 427 bereits bekannt ist.It has been shown that with such geometries of the cutting knife a particularly favorable cutting effect is achieved and a windshield with a U-shaped angled cross section can be separated from the outside. Furthermore however, other shapes are also conceivable, such as angled or cranked blades or cutting knife with a roller as a stop, like this basically e.g. from EP-B-0 174 427 already is known.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Schneidmesser eine Befestigungsaufnahme zur Verbindung mit einem Drehoszillationsantrieb auf. In alternativer Ausführung der Erfindung weist das Schneidmesser eine Befestigungsaufnahme zur Verbindung mit einem in Längsrichtung oszillierenden Oszillationsantrieb auf.According to a further embodiment of the invention, this Cutting knife a mounting bracket for connection to a Rotary oscillation drive on. In an alternative version of the Invention, the cutting knife has a mounting receptacle Connection with an oscillating drive oscillating in the longitudinal direction on.
Mit beiden Ausführungsformen läßt sich das erfindungsgemäße Schneidmesser vorteilhaft einsetzen.With both embodiments, the invention can Use cutting knife advantageously.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung weist das Schneidmesser einen Kernbereich auf, der aus einem elastischen und/oder weichen Material besteht. In an additional development of the invention, the cutting knife a core area that consists of an elastic and / or soft material.
In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung weist das Schneidmesser einen Schneidteil auf, der vorzugsweise nur im Bereich der zumindest einen Schneide mit den verschiedenen Schichten versehen ist.In an additional development of this embodiment, this Cutting knife on a cutting part, which is preferably only in Area of at least one cutting edge with the different Layers is provided.
Durch diese Maßnahmen wird die Herstellung des Schneidmessers vereinfacht, da sich der Kernbereich aus dem elastischen und/oder weichen Material auf relativ einfache Weise zum Beispiel durch Stanzen aus einem Blech hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig eine Befestigungsaufnahme in Form einer Öffnung mit ausgestanzt werden kann, woraufhin dann im Bereich des Schneidteils die verschiedenen Schichten aufgebracht werden, um die für den Schneidteil notwendigen Eigenschaften zu erzielen. Soweit das Schneidmesser auch einen Zwischenteil aufweist, können sich die zusätzlichen Schichten natürlich auch über diesen Teil erstrecken, um beispielsweise eine besonders hohe Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit im Bereich des Zwischenteils zu erzielen.Through these measures, the manufacture of the cutting knife simplified because the core area is made of elastic and / or soft material in a relatively simple way, for example can be made from a sheet by punching, at the same time a mounting receptacle in the form of an opening can be punched out, whereupon then in the area of Cutting part to be applied to the different layers to achieve the properties necessary for the cutting part. As far as the cutting knife also has an intermediate part, can the additional layers of course also over this Part extend, for example, a particularly high toughness and bending strength in the area of the intermediate part achieve.
Insgesamt wird auf diese Weise die Herstellung vereinfacht und erheblich kostengünstiger gestaltet.Overall, the production is simplified and designed significantly cheaper.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung
durch ein Verfahren zum Herstellen eines Schneidmessers zum
Durchtrennen von zähen, elastischen Materialien, insbesondere
zum Durchtrennnen von Klebewulsten z.B. an Fensterscheiben von
Fahrzeugen, mit einem Befestigungsteil, der eine Befestigungsöffnung
zur Befestigung an einem Oszillationsantrieb aufweist,
und mit einem Schneidteil mit zumindest einer Schneide, mit
folgenden Schritten gelöst:
Auf diese Weise läßt sich ein erfindungsgemäßes Schneidmesser mit deutlich verbesserten Eigenschaften herstellen, das eine hohe Standfestigkeit, insbesondere hohe Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit mit einer guten Härte und Verschleißfestigkeit der Schneide oder Schneiden vereint.In this way, a cutting knife according to the invention can be with significantly improved properties, the one high stability, especially high toughness and flexural strength with good hardness and wear resistance the cutting edge or cutting unites.
Es versteht sich, daß die einzelnen metallischen Schichten aus unterschiedlich legierten Metallen bestehen können.It is understood that the individual metallic layers are made of different alloyed metals can exist.
Zum Heißverbinden der metallischen Schichten wird vorzugsweise ein Schmiedeverfahren verwendet, d.h. ein Verbinden bei entsprechend hoher Temperatur unter Druckeinwirkung durch Hämmern oder dergleichen. Darüber hinaus ist es denkbar, eine innige Verbindung auch durch Pressen bei ausreichend hoher Temperatur zu erzeugen, sofern die Preßwerkzeuge ausreichend mechanisch und thermisch stabil sind. Ferner ist es denkbar, eine innige Verbindung durch Reibschweißen oder durch ein spezielles Widerstandsschweißverfahren unter zusätzlicher Anwendung von flächigem Druck zu erzeugen.For hot joining the metallic layers, it is preferred uses a forging process, i.e. a connection at accordingly high temperature under pressure from hammering or similar. In addition, it is conceivable to have an intimate Connection also by pressing at a sufficiently high temperature to generate, provided the pressing tools are sufficiently mechanical and are thermally stable. It is also conceivable to have an intimate Connection by friction welding or by a special resistance welding process with additional application of flat To generate pressure.
In bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Befestigungsöffnung nach der Wärmebehandlung gemäß Schritt (c) erzeugt, vorzugsweise durch Elektroerodieren oder Laserschneiden.In a preferred development of the method according to the invention the fastening opening after the heat treatment according to Step (c) generated, preferably by electrical discharge machining or Laser cutting.
Da es bei der Herstellung des Rohlings durch Heißverbinden mehrerer metallischer Schichten schwierig ist, die notwendige Maßhaltigkeit für die Befestigungsaufnahme zu erzielen, bei der es sich z.B. um eine Öffnung in Form eines regelmäßigen Vielecks, wie etwa ein Zwölfeck handelt, wird auf diese Weise das Herstellverfahren vereinfacht, indem zunächst ein ebener metallischer Rohling mit einem geeigneten Verfahren auf einfache Weise erzeugt wird, der in geeigneter Weise wärmebehandelt werden kann, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften, Verschleißfestigkeit und Härte zu erreichen. Zur Herstellung der Befestigungsaufnahme bietet sich ein Funkenerosionsverfahren oder ein Laserschneidverfahren an, mit dem die Befestigungsaufnahme als Öffnung auf relativ kostengünstige Weise mit ausreichender Maßhaltigkeit erzeugt werden kann.Since it is in the manufacture of the blank by hot joining several metallic layers is difficult, the necessary dimensional accuracy to achieve for the mounting bracket at which it e.g. around an opening in the form of a regular polygon, the manufacturing process becomes like a dodecagon in this way simplified by first creating a flat metallic Blank with a suitable process in a simple manner is generated, which are heat treated in a suitable manner can to achieve the desired mechanical properties, wear resistance and hardness to achieve. To make the A spark erosion process is available for mounting or a laser cutting process with which the attachment holder as an opening in a relatively inexpensive way with sufficient Dimensional accuracy can be generated.
Sofern das Schneidmesser nicht eben ausgebildet sein soll, sondern mit einer bestimmten Biegung versehen werden soll, so wird der Rohling in heißem Zustand gebogen, bevor sich die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Härte und/oder Biegebruchfestigkeit, also etwa ein Härten und Vergüten anschließt. Bei der Verwendung von Stählen erfolgt die Biegung also vorzugsweise im rotglühenden Zustand. If the cutting knife should not be flat, but to be provided with a certain bend, so the blank is hot bent before undergoing the heat treatment to improve hardness and / or flexural strength, that means hardening and tempering. In the The use of steel therefore preferably takes place in red-hot condition.
In Abwandlung des zuvor beschriebenen Verfahrens kann das Schneidmesser aus einem Rohling aus einem elastischen und/oder weichen Material hergestellt werden, auf den zumindest im Bereich seiner zumindest einen Schneide eine Mehrzahl von metallischen Schichten aufgebracht wird.In a modification of the method described above, this can Cutting knife from a blank from an elastic and / or be made of soft material, at least in the area its at least one cutting edge has a plurality of metallic ones Layers is applied.
Durch eine derartige Herstellung wird - wie zuvor bereits erläutert - das Herstellverfahren vereinfacht und erheblich kostengünstiger gestaltet. So kann nämlich in einer Weiterbildung dieser Ausführung der Rohling aus dem elastischen und/oder weichen Material zusammen mit der Befestigungsaufnahme etwa durch Stanzen hergestellt werden. Nur in dem Bereich des Schneidmessers, in dem speziell verbesserte Eigenschaften notwendig sind, also insbesondere im Bereich des Schneidteils und gegebenenfalls im Bereich des Zwischenteils, werden die verschiedenen metallischen Schichten verwendet.Such a production is - as already explained above - The manufacturing process is simplified and considerably cheaper designed. This is because in further training this version of the blank from the elastic and / or soft Material together with the mounting bracket Punches are manufactured. Only in the area of the cutting knife, in which specially improved properties are necessary in particular in the area of the cutting part and if necessary in the area of the intermediate part, the different metallic layers used.
Wenn sich die metallischen Schichten nur über den Schneidteil erstrecken, kann eine Biegung zur Herstellung eines U-förmig gewinkelten oder abgekröpften Messers auch im kalten Zustand durchgeführt werden.If the metallic layers just over the cutting part extend, a bend to produce a U-shaped angled or cranked knife even when cold be performed.
In zusätzlicher Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest eine zusätzliche verschleißfeste Schicht auf den Schneidteil aufgetragen.In an additional development of the method according to the invention is at least one additional wear-resistant layer on the Cutting part applied.
Hierbei kann es sich in bevorzugter Weiterbildung um eine Schicht aus Wolframcarbid, Siliziumcarbid, Titancarbid, Chromoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Bornitrid, Titannitrid, Molybdän oder Mischungen bzw. Legierungen mit weiteren Metallen handeln. In a preferred development, this can be a Layer of tungsten carbide, silicon carbide, titanium carbide, chromium oxide, Silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, boron nitride, Titanium nitride, molybdenum or mixtures or alloys with others Trade metals.
Wie zuvor bereits erwähnt, läßt sich auf diese Weise ein Schneidmesser mit besonders harter und verschleißfester Klinge erzeugen, das jedoch eine ausreichende Elastizität und Biegebruchfestigkeit aufweist.As previously mentioned, this can be done Cutting knife with a particularly hard and wear-resistant blade produce, however, sufficient elasticity and flexural strength having.
Die verschleißfeste Schicht oder die verschleißfesten Schichten werden in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung entweder durch ein Abscheiden aus der Gasphase (CVD oder PVD) oder durch thermisches Spritzen, vorzugsweise durch Plasmaspritzen, erzeugt.The wear-resistant layer or the wear-resistant layers are in a preferred development of the invention either by deposition from the gas phase (CVD or PVD) or by thermal spraying, preferably generated by plasma spraying.
Während sich durch CVD oder PVD nur sehr dünne Schichten in aufwendiger und teurer Weise erzeugen lassen, läßt sich durch die Anwendung eines thermischen Spritzverfahrens eine sehr dichte Beschichtung mit einer größeren Stärke erzielen, die eine Stärke in der Größenordnung von bis zu etwa einem Millimeter aufweisen kann.While only very thin layers are found in CVD or PVD can be produced in a complex and expensive manner the application of a thermal spray process a very achieve a dense coating with a greater thickness, the one Thickness on the order of up to about a millimeter can have.
Erst eine ausreichend dicke Beschichtung zumindest im Bereich der zumindest einen Schneide führt zu einem Schneidmesser mit deutlich verbesserten Schneideigenschaften, da eine Beschichtung von nur geringer Dicke in einer Größenordnung von wenigen Mikrometern schon beim ersten Anschärfen oder beim Nachschärfen ihre Wirkung verliert, da sie im Bereich der Schneide vollständig abgetragen wird.Only a sufficiently thick coating, at least in the area the at least one cutting edge leads to a cutting knife significantly improved cutting properties because of a coating of only a small thickness on the order of a few Micrometers already at the first sharpening or when sharpening loses its effect because it is completely in the area of the cutting edge is removed.
Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die verschleißfeste Schicht durch thermisches Spritzen von Carbiden hergestellt, die in einer metallischen Umhüllung, vorzugsweise in Nickel, Kobalt oder Legierungen hiervon aufgenommen sind. According to a further embodiment of the method according to the invention becomes the wear-resistant layer by thermal spraying made of carbides in a metallic coating, preferably in nickel, cobalt or alloys thereof are included.
Auf diese Weise können auch Carbide thermisch gespritzt werden, wobei die vorzugsweise für die Umhüllung verwendeten Nickel-, Kobalt- und andere Legierungen in der Regel etwa Carbidzusätze zwischen 8 und 30 Gewichtsprozent aufweisen. Beim Aufschmelzen der Umhüllung in der Flamme reagiert diese mit den Carbiden zu den unterschiedlichsten Mischphasen. Hierbei sind insbesondere Wolframcarbidschichten, Chromcarbidschichten oder Carbid-Metalle denkbar. Werden oxidische Schichten durch thermisches Spritzen hergestellt, so können deren Eigenschaften durch Mischen und Legieren wiederum verbessert werden. So kann etwa eine Aluminiumoxidschicht verwendet werden, die mit 3 Prozent bis 40 Gewichtsprozent Titanoxid durchsetzt ist, wobei sich eine relativ hohe Härte bei verringerter Sprödigkeit erzielen läßt.In this way, carbides can also be sprayed thermally, the nickel, preferably used for the coating, Cobalt and other alloys usually add carbides have between 8 and 30 percent by weight. When melting the coating in the flame reacts with the carbides the most varied of phases. Here are in particular Tungsten carbide layers, chromium carbide layers or carbide metals conceivable. Are oxidic layers by thermal Syringes produced, their properties can be mixed and alloys can be improved. For example an alumina layer can be used with 3 percent up to 40 weight percent titanium oxide is interspersed with achieve a relatively high hardness with reduced brittleness leaves.
In zusätzlicher Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der verschleißfesten Schicht reibungsvermindernde Zusätze zugesetzt. Dabei kann es sich beispielsweise um mikroskopisch kleine Einschlüsse aus Molybdänsulfid und/oder Graphit handeln.In an additional development of the method according to the invention are the wear-resistant layer friction-reducing additives added. This can be microscopic, for example small inclusions of molybdenum sulfide and / or graphite act.
Wegen der Oxidationsgefahr ist hierzu allerdings ein Spritzen unter Schutzgas erforderlich.Because of the risk of oxidation, spraying is necessary required under protective gas.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung weist das Verfahren
zum Herstellen eines Schneidmessers die folgenden
Schritte auf:
Auch auf diese Weise läßt sich ein Schneidmesser mit hoher Elastizität und Biegebruchfestigkeit mit gleichzeitig guten Schneideigenschaften herstellen.A cutting knife with high elasticity can also be made in this way and bending strength with good at the same time Establish cutting properties.
Die Herstellung ist im Vergleich zu der Herstellung aus einer Mehrzahl von metallischen Einzellagen erheblich kostengünstiger, da ein aufwendiges Heißverbinden etwa durch Schmieden vieler Einzellagen entfällt.The manufacture is compared to the manufacture from one Majority of metallic individual layers considerably cheaper, there is an elaborate hot connection, for example by forging many Individual layers are omitted.
Vielmehr kann das Schneidmesser in der bislang üblichen Weise etwa aus einem geeigneten Messerstahl hergestellt werden, der jedoch einer speziellen Wärmebehandlung zur Erzielung einer hohen Elastizität und Biegebruchfestigkeit unterzogen wird, also nicht der üblichen Härtebehandlung wie bei herkömmlichen Schneidmessern. Demnach kann sich an eine Härtung etwa ein Anlaßvorgang zum Vergüten anschließen, um bei verringerter Härte eine erhöhte Bruchdehnung und Elastizität, sowie eine verbesserte Biegebruchfestigkeit zu erzielen.Rather, the cutting knife can be used in the usual way be made from a suitable knife steel, the however, a special heat treatment to achieve a high Is subjected to elasticity and flexural strength, so not the usual hardness treatment as with conventional ones Cutting knives. Accordingly, a hardening process may involve a tempering process to temper to connect with reduced hardness an increased elongation at break and elasticity, as well as an improved To achieve bending strength.
Die bei einem derartigen Messer normalerweise nicht ausreichende Härte im Bereich der zumindest einen Schneide wird nun erfindungsgemäß durch das Auftragen einer verschleißfesten Schicht durch thermisches Spritzen erzielt. Durch Anwendung des thermischen Spritzverfahrens kann hierbei eine Schicht mit ausreichender Dicke erzielt werden, um trotz des nicht ausreichend harten Rohlings zumindest im Bereich der Schneide außerordentlich gute Schneideigenschaften, also insbesondere eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit zu erzielen.The normally inadequate with such a knife Hardness in the area of the at least one cutting edge is now invented by applying a wear-resistant Layer achieved by thermal spraying. By applying the thermal spraying can be a layer with sufficient Thickness can be achieved despite being insufficient hard blanks extraordinarily, at least in the area of the cutting edge good cutting properties, in particular high cutting properties Achieve hardness and wear resistance.
Die verschleißfeste Schicht kann hierbei etwa aus Molybdän, einem Carbid, einem Oxid, einem Carbid-Metall, einem Oxid-Metall oder Mischungen hiervon hergestellt werden.The wear-resistant layer can be made of molybdenum, for example Carbide, an oxide, a carbide metal, an oxide metal or mixtures thereof.
Wie zuvor bereits erwähnt ist hierbei wiederum besonders bevorzugt, die verschleißfeste Schicht durch thermisches Spritzen von Carbiden herzustellen, die in einer metallischen Umhüllung, vorzugsweise Nickel, Kobalt oder Legierungen hiervon aufgenommen sind.As already mentioned above, it is again particularly preferred the wear-resistant layer by thermal spraying of carbides, which are in a metallic coating, preferably nickel, cobalt or alloys thereof are.
In bevorzugter Weiterbehandlung der Erfindung wird der Rohling vor dem thermischen Spritzen durch Aufrauhstrahlen vorbehandelt.In a preferred further treatment of the invention, the blank pretreated by roughening before thermal spraying.
Auf diese Weise wird eine verbesserte Haftung der thermisch gespritzten Schicht auf der Oberfläche des Rohlings erreicht.In this way, an improved adhesion of the thermally sprayed Layer reached on the surface of the blank.
In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung wird vor dem Aufspritzen der verschleißfesten Schicht eine Haftvermittlerschicht aufgespritzt.In additional training this version is before Spray on the wear-resistant layer an adhesion promoter layer sprayed.
Dies ermöglicht eine weiter verbesserte Haftung der verschleißfesten Schicht auf dem Schneidmesser, wobei Nachteile, die durch Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten bedingt sind, zum Teil ausgeglichen werden können.This enables a further improved adhesion of the wear-resistant Layer on the cutting knife, disadvantages that due to differences in the coefficients of thermal expansion are partially compensated.
Der Rohling wird in bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen mit der Befestigungsaufnahme durch Stanzen hergestellt.The blank is in a preferred development of the invention Procedure together with the mounting fixture Stamping made.
Auf diese Weise wird das Herstellverfahren deutlich vereinfacht und erheblich kostengünstiger gestaltet, wie dies auch bei der bislang üblichen Herstellung herkömmlicher Schneidmesser der Fall war, die jedoch keine verbesserten Eigenschaften aufwiesen.In this way, the manufacturing process is significantly simplified and designed significantly cheaper, as with the hitherto usual production of conventional cutting knives Was the case, but which had no improved properties.
Hierbei wird im Falle eines abgewinkelten Querschnitts eine Biegung vor der Wärmebehandlung gemäß Schritt (b) erzeugt.Here, in the case of an angled cross section Bend generated before the heat treatment according to step (b).
Wiederum können der verschleißfesten Schicht reibungsvermindernde Zusätze, vorzugsweise Einschlüsse aus Molybdänsulfid und/oder Graphit zugesetzt werden.Again, the wear-resistant layer can reduce friction Additives, preferably inclusions made of molybdenum sulfide and / or graphite can be added.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erörternden Merkmale der Erfindung nicht mehr in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and those below Features of the invention still to be discussed no longer in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the Leave the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidmessers von vorn, wobei zusätzlich ein Oszillationsantrieb angedeutet ist, an dem das Schneidmesser befestigt ist;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht des Schneidmessers gemäß Fig. 1;
- Fig. 3
- eine sogenannte Abwicklung des Schneidmessers gemäß Fig. 2, d.h. einen ebenen Rohling, aus dem das Schneidmesser gemäß den Fig. 1 und 2 durch Biegen herstellbar ist;
- Fig. 4
- einen Schnitt durch den Schneidteil gemäß Fig. 2 längs der Linie IV-IV in vergrößerter, schematisierter Darstellung;
- Fig. 5
- einen Schnitt durch den Schneidteil gemäß Fig. 2 längs der Linie IV/IV in vergrößerter, schematischer Darstellung, jedoch in leicht abgewandelter Ausführung;
- Fig. 6
- eine Ansicht einer weiteren Abwandlung eines erfindungsgemäßen Schneidmessers;
- Fig. 7
- einen Schnitt durch das Schneidmesser gemäß Fig. 6 längs der Linie VII-VII in vergrößerter Darstellung;
- Fig. 8
- eine Seitenansicht des Schneidmessers gemäß Fig. 6;
- Fig. 9
- eine Abwandlung des Schneidmessers gemäß Fig. 8 in abgekröpfter Ausführung;
- Fig. 10
- eine weitere Abwandlung des Schneidmessers gemäß Fig. 8 in gebogener Ausführung; und
- Fig. 11
- eine Ansicht einer weiteren Abwandlung eines erfindungsgemäßen Schneidmessers, das zur Verbindung mit einem Längsoszillationsantrieb geeignet ist.
- Fig. 1
- a view of a cutting knife according to the invention from the front, wherein an oscillation drive is additionally indicated, to which the cutting knife is attached;
- Fig. 2
- a side view of the cutting knife of FIG. 1;
- Fig. 3
- a so-called development of the cutting knife according to FIG. 2, ie a flat blank, from which the cutting knife according to FIGS. 1 and 2 can be produced by bending;
- Fig. 4
- a section through the cutting part of Figure 2 along the line IV-IV in an enlarged, schematic representation.
- Fig. 5
- a section through the cutting part of Figure 2 along the line IV / IV in an enlarged, schematic representation, but in a slightly modified version.
- Fig. 6
- a view of a further modification of a cutting knife according to the invention;
- Fig. 7
- a section through the cutting knife of FIG 6 along the line VII-VII in an enlarged view.
- Fig. 8
- a side view of the cutting knife of FIG. 6;
- Fig. 9
- a modification of the cutting knife according to Figure 8 in a cranked version.
- Fig. 10
- a further modification of the cutting knife according to Figure 8 in a curved design. and
- Fig. 11
- a view of a further modification of a cutting knife according to the invention, which is suitable for connection to a longitudinal oscillation drive.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Schneidmesser insgesamt mit
der Ziffer 10 bezeichnet. Das Schneidmesser 10 wird zusammen
mit einem Oszillationsantrieb 12 mit Drehoszillation verwendet,
der in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutet ist, und dessen
Antriebswelle 14 mit hoher Frequenz im Bereich zwischen etwa
5.000 und 28.000 Schwingungen pro Minute mit kleinem Verschwenkwinkel
im Bereich zwischen etwa 0,5 und 7 Grad um die
Längsachse 18 der Antriebswelle oszillierend antreibbar ist.1 shows a cutting knife according to the invention as a
Das Schneidmesser 10 besitzt gemäß Fig. 1 einen U-förmig gewinkelten
Querschnitt und weist einen Befestigungsteil 20 und einen
sichelförmig gekrümmten Schneidteil 22 auf, der mit dem Befestigungsteil
20 über einen Zwischensteg 24 verbunden ist.1 has a U-shaped angle
Cross section and has a
Im Befestigungsteil 20 ist gemäß Fig. 2 eine Befestigungsaufnahme
26 in Form einer Öffnung vorgesehen, die als regelmäßiges
Vieleck, im dargestellten Fall als sternförmiges Zwölfeck, ausgebildet
ist, und die eine formschlüssige Fixierung auf der Antriebswelle
14 erlaubt. Zur Sicherung auf der Antriebswelle 14
dient ferner eine Schraube 16, die in ein nicht dargestelltes
Gewindesackloch der Antriebswelle 14 eingeschraubt wird. 2 is a mounting
In Fig. 3 ist ein ebener Rohling 32 dargestellt, aus dem das
Schneidmesser 10 gemäß der Fig. 1 und 2 durch Biegen und weitere
nachfolgende Bearbeitungsschritte herstellbar ist.In Fig. 3, a flat blank 32 is shown, from which the
Obwohl das hier dargestellte Schneidmesser 10 einen U-förmig
gewinkelten Querschnitt aufweist, sind auch beliebige andere
Messerformen denkbar. So könnte etwa auch ein ebenes Schneidmesser
etwa in der Form des Rohlings 32 die endgültige Form des
Schneidmessers darstellen. Daneben könnte das Schneidmesser
z.B. auch eine abgekröpfte Form aufweisen oder eine ebene Form
und gegebenenfalls mit einer Anschlagrolle zur Begrenzung der
Schnittiefe versehen sein, wie dies an sich z.B. aus der
DE-A-3 304 981 und aus der EP-B-0 174 427 bekannt ist.Although the cutting
Verschiedene solcher Varianten sind in den Figuren 6, 8, 9 und 10 beispielhaft dargestellt.Various such variants are shown in FIGS. 6, 8, 9 and 10 exemplified.
Das in den Figuren 6 und 8 dargestellte Schneidmesser 10b ist
eben ausgebildet und weist ein Befestigungsteil 20b mit einer
runden Befestigungsaufnahme 26b und ein Schneidteil 22b mit
zwei geraden Schneiden 28b und 30b auf, die ausgehend vom Befestigungsteil
20b zu einer gemeinsamen Spitze, die abgerundet
ist, hin zusammenlaufen, so daß sich in der Ansicht ein etwa
keilförmiges Schneidteil 22b ergibt. Ein abgekröpftes Schneidmesser
10c ist in Fig. 9 dargestellt, während in Fig. 10b ein
gekrümmtes Schneidmesser 10d dargestellt ist.The cutting
Das erfindungsgemäße Schneidmesser 10 zeichnet sich nun durch
eine besondere Art der Herstellung aus, die im folgenden erläutert
wird. The cutting
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird das Schneidmesser
10 aus einer Vielzahl von dünnen Metallagen hergestellt,
die durch einen Schmiedevorgang miteinander verbunden werden.
Die einzelnen Lagen können etwa aus dünn ausgewalzten Blechen
ausgestanzt werden, bevor diese durch Schmieden miteinander
verbunden werden. Die Bleche bestehen vorzugsweise aus Stahl,
insbesondere aus einem Messerstahl geeigneter Zusammensetzung,
wobei für die unterschiedlichen Lagen unterschiedliche Stähle
mit unterschiedlicher Zusammensetzung verwendet werden können,
um "maßgeschneiderte" Eigenschaften für das Schneidmesser 10 zu
erzeugen.According to a first variant of the invention, the cutting
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann das Schneidmesser 10 z.B. ein
Schneidteil 22 aufweisen, das beidseitig ballig geschliffen ist
und an jeder Seite mit einer Klinge 28 bzw. 30 versehen ist. Es
kann aus einer zentralen Schicht 34, einer darauffolgenden
Schicht 36 und einer äußeren metallischen Schicht 38 bestehen,
und an seiner Außenseite auch vollständig von einer thermisch
gespritzten verschleißfesten Schicht 40 umgeben sein.As can be seen from Fig. 4, the cutting
Es versteht sich, daß die Darstellung gemäß Fig. 4 rein schematischer
Natur ist und lediglich den Aufbau des Schneidteils 22
aus einzelnen Schichten 34 bis 40 wiedergeben soll. Die Anzahl
der Schichten kann ein Mehrfaches der dargestellten Anzahl betragen.It goes without saying that the representation according to FIG. 4 is purely schematic
Is natural and only the structure of the cutting
Bei der Herstellung werden die einzelnen metallischen Lagen 34,
36, 38 des Rohlings nach ihrer Herstellung durch Ausstanzen
durch Schmieden miteinander verbunden. Dabei wird die Befestigungsöffnung
26 vorzugsweise erst nach dem Schmiedevorgang, jedoch
vor dem Aufbringen der thermisch gespritzten Schicht 40
erzeugt.The individual
Da ein Ausstanzen wie bei der Herstellung von herkömmlichen
Schneidmessern nicht einfach möglich ist, wird die Befestigungsaufnahme
26 vorzugsweise durch ein Funkenerodierverfahren
oder durch Laserschneiden erzeugt, was eine relativ kostengünstige
Herstellung und dennoch hohe Maßhaltigkeit erlaubt.Because punching like in the production of conventional
Cutting knives is not easily possible, the mounting
Nach dem Verschmieden der einzelnen Schichten 34, 36, 38 wird
der so hergestellte Rohling 32 im rotglühenden Zustand gebogen,
um die U-förmig gewinkelte Form des Schneidmessers zu erzeugen.After the
Anschließend erfolgt eine Härtung bzw. eine Vergütung des
Schneidmessers 10, um eine hohe Elastizität und Biegebruchfestigkeit
der Kernschicht 34 zu erzeugen, die nach außen hin
über Schicht 36 in die Schicht 38 abnimmt, wobei jedoch gleichzeitig
die Verschleißfestigkeit und Härte ansteigt.Subsequently, the
Diese maßgeschneiderten Eigenschaften können noch dadurch verbessert
werden, daß die Materialauswahl der mittleren Schichten
34 bzw. 36 und der äußeren Schicht 38 gezielt derart getroffen
wird, daß sich je nach Wärmebehandlung im Kernbereich eine höhere
Elastizität, Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit erreichen
läßt und im äußeren Bereich eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit,
was dort mit einer geringeren Biegebruchfestigkeit
erkauft wird. In manchen Fällen kann es auch sinnvoll sein,
außen eine weiche Schicht vorzusehen, z.B. wenn der Klebewulst
an lackierten Flächen auf Kunststoff oder Holz angebracht ist. These bespoke properties can still be improved
that the material selection of the
Nach der Biegung und Wärmebehandlung des Schneidmessers 10 wird
dies lediglich im Bereich des Schneidteils 22 von beiden Seiten
durch Aufspritzen der Schicht 40 durch thermisches Spritzen,
vorzugsweise durch Plasmaspritzen, beschichtet.After the bending and heat treatment of the cutting
Bei dieser Schicht 40 handelt es sich vorzugsweise um eine oxidische
oder carbidische Schicht gegebenenfalls mit Metallzusätzen
oder auch um eine Molybdänschicht, die gleichfalls eine hohe
Härte und Verschleißfestigkeit aufweist.This
Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung des thermischen
Spritzens zur Erzielung der äußeren Schicht 40 liegt darin, daß
diese Schicht 40 mit einer ausreichenden Dicke in der Größenordnung
von wenigen Zehntel bis zu etwa einem Millimeter oder
gar mehr auf relativ kostengünstige Weise aufgetragen werden
kann, wodurch diese thermisch gespritzte Schicht 40 eine ausreichende
Stärke aufweist, um auch bei einem mehrfachen Nachschärfen
während des Gebrauchs des Schneidmessers 10 die günstigen
Schneideigenschaften zu erhalten. Die thermisch gespritzte
Schicht 40 kann beispielsweise aus Wolframcarbid hergestellt
werden, das in einer Umhüllung aus Nickel, Kobalt oder
deren Legierungen eingebettet ist, wobei die Metallmenge zwischen
etwa 8 und 30 Gewichtsprozent liegen kann. Es kann sich
beispielsweise um das Carbid-Metall 85 WC 15 Co-Cr handeln, das
sich durch eine hohe Härte bei relativ hoher Bruchfestigkeit
auszeichnet. Auch kann die Beschichtung so ausgewählt werden,
daß der thermische Ausdehnungskoeffizient möglichst dem Ausdehnungskoeffizienten
des metallischen Rohlings angeglichen ist.
Hierdurch wird eine bessere Haftung auch bei thermischer Belastung
erreicht und ein Abplatzen vermieden. A particular advantage when using the thermal
Spraying to achieve the
Eine alternative Querschnittsform des Schneidteils ist in
Fig. 5 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 22a bezeichnet.
Wiederum besteht das Schneidteil 22a aus mehreren Schichten eines
Messerstahls, weist jedoch im Querschnitt ein im wesentlichen
rechteckige Form auf und ist lediglich auf der Seite
seiner Schneide 28a, die der Befestigungsöffnung 26 zugewandt
ist, einseitig schräg angeschliffen, während auf der der Befestigungsöffnung
26 abgewandten Seite eine beidseitig angeschliffene
Schneide 30a vorgesehen ist, die jedoch nicht so
spitz angeschliffen ist, wie dies bei der Schneide gemäß Fig. 4
der Fall ist.An alternative cross-sectional shape of the cutting part is in
Fig. 5 shown and designated overall by the
Diese Schneide 30a dient lediglich als "Notschneide", die ein
Zurückführen des Schneidmessers in einem bereits durchtrennten
Teil des Klebewulstes ermöglichen soll.This
Demzufolge kommt es bei den einzelnen metallischen Schichten
34a, 36a, 38a und 42, 44 nicht darauf an, daß diese auch im Bereich
der Schneide 30a auf eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit
ausgelegt sind.As a result, it occurs with the individual
Während bei dem Schneidteil 22 gemäß Fig. 4 die äußeren Schichten
36 bzw. 38 beidseitig um die Kernschicht 34 herum geschmiedet
sind, so daß schon beim Schmiedevorgang eine ballige Querschnittsform
entsteht, sind die Schichten 34a, 36a, 38a bzw.
42, 44 auf weitgehend ebene Weise gemäß Fig. 5 durch Schmieden
verbunden. Da die mittlere Schicht 34a speziell für eine hohe
Elastizität und Biegebruchfestigkeit ausgelegt ist und die sich
beidseitig daran anschließenden Schichten 36a bzw. 42 eine etwas
geringere Elastizität aufweisen, dafür jedoch eine größere
Härte und Verschleißfestigkeit, ist insbesondere die Schicht
38a auf der einen Seite, zu der hin die Schneide 28a keilförmig
einseitig schräg angeschliffen ist, für eine besonders hohe
Härte und Verschleißfestigkeit ausgelegt.4, the
Zusätzlich kann, wie in Fig. 5 dargestellt, eine thermisch gespritzte
Schicht 40a aufgetragen sein. Die der thermisch gespritzten
Schicht 40a gegenüberliegende äußere Schicht 44 auf
der anderen Seite des Schneidteils 22a ist nicht für eine besonders
hohe Härte, sondern mehr für eine gute Elastizität und
Biegebruchfestigkeit ausgelegt, da an dieser Seite keine
Schneide vorgesehen ist.In addition, as shown in FIG. 5, a thermally sprayed one
Wie bereits erwähnt kommt es bei der zweiten Schneide 30a auf
der von der Befestigungsöffnung 26 abgewandten Seite des
Schneidteils 22a nicht auf besonders gute Schneideigenschaften
an, da diese lediglich als Hilfsschneide dient.As already mentioned, the
In einer Variante der zuvor beschriebenen Ausführung kann auch
der Rohling 32 aus einem Messerstahl geeigneter Dicke in einem
einzigen Arbeitsgang durch Ausstanzen hergestellt werden, wobei
gleichzeitig die Befestigungsöffnung 26 mit ausgestanzt wird.
In diesem Fall wird der Messerstahl in seinen Eigenschaften besonders
für eine hohe Elastizität und Biegebruchfestigkeit ausgelegt,
was auch bei der anschließenden Wärmebehandlung - gegebenenfalls
nach einem vorherigen Biegevorgang - berücksichtigt
wird. Daher wird der Messerstahl nicht, wie sonst üblich, nur
gehärtet, sondern vorzugsweise zunächst gehärtet und anschließend
über eine ausreichend lange Zeitdauer bei ausreichend hoher
Temperatur angelassen, um eine solche Vergütung zu erzielen,
daß sich eine gute Biegebruchfestigkeit ergibt. Die notwendige
Schärfe der Schneide 28a wird in diesem Fall im wesentlichen
durch eine oder mehrere Lagen der thermisch aufgespritzten
Schicht 40a erzielt, die zu diesem Zweck in ausreichender
Dicke aufgetragen sein muß. Eine solche Schicht weist daher
vorzugsweise eine Stärke von 0,5 bis 1 Millimeter auf. Um eine
verbesserte Haftung dieser verschleißfesten Schicht 40a auf dem
metallischen Grundkörper zu erzielen, wird dieser vor dem thermischen
Spritzen zunächst mechanisch bearbeitet, also z.B. entgratet,
geschliffen und gegebenenfalls poliert, woraufhin sich
dann ein Aufrauhstrahlen (feines Sandstrahlen mit Korund oder
dergleichen) anschließt. Daraufhin wird zunächst eine Haftvermittlerschicht
aufgetragen, auf die dann anschließend die verschleißfeste
Schicht 40a aufgespritzt wird, was gegebenenfalls
in mehreren Lagen erfolgen kann, um die gewünschte Dicke zu erzeugen.In a variant of the embodiment described above, too
the blank 32 from a knife steel of suitable thickness in one
single operation can be made by punching, whereby
at the same time the
Bei der verschleißfesten Schicht 40a kann es sich wiederum, wie
zuvor erwähnt, etwa um eine oxidische oder carbidische Schicht
handeln oder auch um eine Molybdänschicht.The wear-
Gegebenenfalls können in die verschleißfeste Schicht 40 oder
40a noch reibungsvermindernde Zusätze als mikroskopisch kleine
Einschlüsse integriert werden, die beispielsweise aus Molybdänsulfid
oder Graphit bestehen können, wobei dann der thermische
Spritzvorgang zur Verhinderung einer Oxidation unter Schutzgas
erfolgt.If necessary, the wear-
Vorzugsweise wird das Schneidmesser gemäß Fig. 5 wie dargestellt
nur von einer Seite aus nachgeschärft, um zu vermeiden,
daß die verschleißfeste Schicht 22a im Bereich der Schneide 28a
ihre Wirkung verliert, was bei einer beidseitigen Anschärfung
der Fall wäre. 5 is preferably as shown
only sharpened from one side to avoid
that the wear-
Das in den Figuren 6 und 8 dargestellte Schneidmesser 10b unterscheidet
sich von den zuvor beschriebenen Ausführungen noch
in einem weiteren Aspekt.The cutting
Das Schneidmesser 10b ist nämlich aus einem Rohling aus einem
elastischen und/oder weichen Material hergestellt, auf den nur
im Bereich des Schneidteils eine Mehrzahl von metallischen
Schichten aufgebracht ist, um im Bereich der Schneiden die gewünschten
verbesserten Eigenschaften, nämlich einerseits hohe
Zähigkeit und Biegebruchfestigkeit und andererseits eine hohe
Härte an den äußeren Schichten im Bereich der Schneiden 28b und
30b zu erzielen.The cutting
Dieser Aufbau ist aus Fig. 7 ersichtlich, die einen Schnitt längs der Linie VII-VII gemäß Fig. 6 in vergrößerter Darstellung zeigt.This structure is apparent from Fig. 7, which is a section along the line VII-VII of FIG. 6 in an enlarged view shows.
Das Schneidmesser 10b besitzt einen Kernbereich 42, der aus einem
relativ weichen, aber elastischen und zähen Stahl hergestellt
ist, wobei sich der Kernbereich im wesentlichen über den
Befestigungsteil 20b erstreckt, während im Bereich des Schneidteils
22b beidseitig verschiedene metallische Schichten 34b,
36b und 38b nacheinander auf einen vom Kernbereich 42 ausgehenden
dünnen Steg 44 aufgetragen sind. Während der Steg 44 aus
dem Material des Kernbereichs 42 besteht, können die hierauf
aufgetragenen Schichten 34b, 36b und 38b aus anderen Materialien,
vorzugsweise Stählen bestehen, um insgesamt eine hohe
Festigkeit und Elastizität zu erreichen, sowie eine hohe Härte
im Bereich der äußersten Schicht 38b an den Schneiden 28b und
30b. The cutting
Ein so aufgebautes Messer läßt sich erheblich einfacher und kostengünstiger
herstellen, da die aufwendige Herstellung etwa
durch Schmieden der metallischen Schichten 34b, 36b und 38b nur
auf den Schneidteil 22b beschränkt ist, während der zur Herstellung
verwendete Rohling kostengünstiger z.B. durch Stanzen
einschließlich der als kreisrunde Öffnung ausgebildete Befestigungsaufnahme
26b hergestellt werden kann.A knife constructed in this way is considerably easier and less expensive
produce because the elaborate production about
by forging the
Eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Schneidmessers
ist in Fig. 11 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10c bezeichnet.Another modification of a cutting knife according to the invention
is shown in Fig. 11 and generally designated by the
Das Schneidmesser 10c gemäß Fig. 11 ist entgegen zu den zuvor
beschriebenen Ausführungen nicht zur Verbindung mit einem
Drehoszillationsantrieb geeignet, sondern zur Verbindung mit
einem Längsoszillationsantrieb, wie durch den Pfeil 48 angedeutet
ist. Am maschinenseitigen Ende des Schneidmessers 10c ist
eine Aufnahme 26c vorgesehen, die beidseitig Ausnehmungen 46
aufweist, mit der das Schneidmesser wie bei einer Stichsäge in
den Längsoszillationsantrieb eingespannt wird. Am unteren Ende
des Schneidmessers 10c ist der Schneidteil 22c ausgebildet, der
wiederum einen Kernbereich 42c aufweist, auf den beidseitig,
wie zuvor bereits anhand von Fig. 7 erläutert, metallische
Schichten aufgetragen sind, um Schneiden 28c und 30c zu erzeugen.The cutting
Ein derartiges Schneidmesser kann etwa wie in der DE-A-3 838 044 beschrieben, eingesetzt werden.Such a cutting knife can, for example, as in DE-A-3 838 044 can be used.
Weitere Ausführungen eines erfindungsgemäßen Schneidmessers
sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt und insgesamt mit den
Ziffern 10d und 10e bezeichnet. Während Fig. 9 ein Schneidmesser
10d in abgekröpfer Ausführung zeigt, ist in Fig. 10 ein
Schneidmesser 10e in gebogener Ausführung dargestellt.Further designs of a cutting knife according to the invention
are shown in FIGS. 9 and 10 and overall with the
Claims (32)
- Cutting knife for cutting tough, elastic material, in particular for cutting sealing strips on windows in vehicles or in brickwork, comprising a securement portion (20) having a securement receptacle (26; 26b) for securing to an oscillatory drive (12) and with a cutting portion (22; 22a; 22b; 22e) having at least one cutting edge (28, 30; 28a, 30a; 28b, 30b; 28c, 30c), characterized in that the cutting knife (10) comprises a plurality of flat bonded layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 40a, 42, 44; 34b, 36b, 38b), at least two of the layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 42, 44; 34b, 36b, 38b) comprising a metallic material.
- Cutting knife of Claim 1, characterized in that the metallic layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 40a, 42, 44; 34b, 36b, 38b) are bonded to one another through heat bonding, preferably by forging.
- Cutting knife of Claims 1 or 2, characterized in that some of the layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 40a, 42, 44; 34b, 36b, 38b) are made of materials with differing material properties.
- Cutting knife of Claim 3, characterized in that at least one outer layer (38, 40; 38a, 40a; 38b) is provided having good cutting properties, in particular high hardness, and at least one inner layer (34, 36; 34a, 36a; 34b, 36b) is provided having a good elasticity and a high bending elongation.
- Cutting knife of Claim 3, characterized in that at least one outer layer (38, 40; 38a, 40a; 38b, 40b) is provided having a softer material as the remaining layers and/or greater elasticity than the remaining layers.
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that at least one (40; 40a) of the layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 40a, 42, 44; 34b, 36b, 38b) comprises a wear resistant material, preferably wolfram carbide, silicon carbide, titanium carbide, chromium oxide, silicon oxide, titanium oxide, aluminium oxide, boron nitride, titanium nitride, molybdenum or mixtures thereof.
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that at least one outer layer (40; 40a) of the cutting portion (22; 22a) contains friction-reducing additives, preferably segregates of molybdenum sulfide and/or graphite.
- Cutting knife of any one of the Claims 1 to 6, characterized in that at least one outer layer (40; 40a) of the cutting portion (22; 22a) consists of PTFE.
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that the cutting portion (22; 22a) has a crescent-shaped curvature.
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that the cutting knife (10; 10a) has a U-shaped, angled cross section and the cutting portion (22; 22a) is connected to the securement portion (20) by an intermediate section (24).
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that the cutting knife (10; 10a; 10b) comprises a securement receptacle (26; 26b) for connection to a rotary oscillation drive (14).
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that the cutting knife (10c) comprises a securement receptacle (26c) for connection to an oscillatory drive which oscillates in the longitudinal direction.
- Cutting knife of any one of the preceding claims, characterized in that the cutting knife (10b; 10c) has a core region (42; 42c) comprising an elastic and/or soft material.
- Cutting knife of Claim 13, characterized in that the cutting knife (10b; 10c) has a cutting portion (22b; 22c) provided with different layers in the region of the at least one cutting edge (28b, 30b; 28c, 30c).
- Method for producing a cutting knife (10) for cutting tough, elastic material, in particular for cutting sealing strips on windows in vehicles, comprising a securement portion (20; 20b; 20c) having a securement receptacle (26; 26b; 26c) for securing to an oscillatory drive (12) and a cutting portion (22; 22a; 22b; 22c) with at least one cutting edge (28, 30; 28a, 30a; 28b, 30b; 28c, 30c), the method comprising the steps of:(a) producing a plurality of thin metal layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 42, 44; 34b, 36b, 38b),(b) heat bonding the metallic layers (34, 36, 38; 34a, 36a, 38a, 42, 44; 34b, 36b, 38b), preferably by forging to produce a metallic blank (32) for the cutting knife (10),(c) heat treating the blank preferably by hardening or tempering the blank (32), and(d) subsequent processing the blank (32) by grinding and/or polishing.
- The method of Claim 15, wherein the securement receptacle (26) is formed after the heat treatment of step (c), preferably by electric erosion or laser cutting.
- Method of Claim 15, wherein the cutting knife (10b; 10c) is produced from a blank comprising an elastic and/or soft material and wherein a plurality of metal layers is at least applied in the region of its at least one cutting edge (28b, 30b; 28c, 30c).
- Method of Claim 17, wherein the blank made of elastic and/or soft material is produced together with the securement receptacle (26b) by stamping.
- Method of Claims 15 or 16, wherein the blank (32) is bent in a hot condition to produce a preferably U-shaped, angled or knee-shaped cross section.
- Method of any one of the Claims 15 to 19, wherein at least one additional wear resistant layer (40; 40a) is applied to the cutting portion.
- Method of Claim 20, wherein the wear resistant layer (40; 40a) is produced from wolfram carbide, silicon carbide, titanium carbide, chromium oxide, silicon oxide, titanium oxide, aluminium oxide, boron nitride, titanium nitride, molybdenum or mixtures thereof.
- Method of Claim 20 or 21, wherein the at least one wear resistant layer (40; 40a) is applied by thermal spraying, preferably by plasma spraying or by CVD or PVD.
- Method of Claim 20 or 21, wherein the wear resistant layer (40; 40a) is produced by thermal spraying of carbides, which are contained in a metallic matrix, preferably nickel, cobalt or alloys thereof.
- Method of any one of the Claims 20 to 23, wherein the wear resistant layer (40; 40a) includes friction-reducing additives, preferably segregates of molybdenum sulfide and/or graphite.
- Method for producing a cutting knife (10) for cutting tough, elastic materials, in particular for cutting sealing strips on windows in vehicles, comprising a securement portion (20; 20a) having a securement receptacle (26; 26b) for securing to an oscillatory drive (12) and a cutting portion (22; 22a) with at least one cutting edge (28, 30; 28a, 30a), the method comprising the steps of:(a) producing a blank (32) made of steel,(b) heat treating the blank (32), preferably by tempering the blank (32),(c) subsequent processing of the blank (32) preferably by grinding and/or polishing, and(d) applying at least one wear resistant layer (40; 40a) to the cutting portion (22; 22a) by thermal spraying.
- Method of Claim 25, wherein the wear resistant layer (40; 40a) is made from molybdenum, a carbide, an oxide, a metal carbide, a metal oxide or mixtures thereof.
- Method of Claim 26, wherein the wear resistant layer (40; 40a) is formed by thermal spray application of carbides, which are contained in a metal matrix, preferably nickel, cobalt or alloys thereof.
- Method of Claims 25, 26 or 27, wherein the blank (32) is subjected to roughening blasting before the step of thermal spraying.
- Method of any one of the Claims 25 to 28, wherein an adhesive linking layer is applied before spray application of the wear resistant layer (40; 40a).
- Method of any one of the Claims 25 to 29, wherein the blank (32) along with the securement receptacle (26) is produced by stamping.
- Method of any one of the Claims 25 to 30, wherein the blank (32) is bent to produce a preferably U-shaped, angled or knee-shaped cross section before the step (b) of heat treating.
- Method of any one of the Claims 25 to 31, wherein in the wear resistant layer (40; 40a) includes friction-reducing additives, preferably segregates of molybdenum sulfide and/or graphite.
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