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Die
Erfindung betrifft eine Zackenschere mit zwei relativ zueinander
bewegbaren Scherenblättern.
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Zackenscheren
werden beispielsweise verwendet, um Bürstenhaare zu schneiden. Hierbei
sollen die Enden der Bürstenhaare
möglichst
exakt abgetrennt werden, so dass sich eine durchgehende Bürstenfläche ergibt.
Im Rahmen einer Großserienfertigung
ist es gleichzeitig erforderlich, möglichst hohe Schnittleistungen
zu erreichen.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Zackenschere zu schaffen, welche ein genaues Schnittergebnis
und eine hohe Schnittleistung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Zackenschere der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass einem ersten Scherenblatt eine erste Schneidebene zugeordnet
ist, dass einem zweiten Scherenblatt eine zweite Schneidebene zugeordnet
ist und dass die erste Schneidebene und die zweite Schneidebene
zueinander beabstandet sind.
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Bei
aus dem Stand der Technik bekannten Zackenscheren werden die Scherenblätter gegeneinander
gedrückt,
so dass sich die Scherenblätter
im Bereich der Schneidebenen nicht nur berühren, sondern sogar gegeneinander
verpresst sind. Hierdurch bedingt tritt während des Betriebs der bekannten
Zackenscheren eine hohe Erwärmung
der Scherenblätter
auf, so dass sich diese verziehen können, was mit einer weiteren
Erhöhung
der Reibkraft und -wärme zwischen
den Scherenblättern
einhergeht.
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Im
Rahmen der Erfindung wurde nun erkannt, dass es für ein genaues
Schnittergebnis nicht erforderlich ist, dass die Scherenblätter im
Bereich ihrer Schneidebenen gegeneinander verpresst sind oder sich
zumindest berühren
müssen.
Vielmehr sind die Schneidebenen der Scherenblätter der erfindungsgemäßen Zackenschere
zueinander beabstandet, so dass die Schneidebenen der Scherenblätter berührungslos
aneinander vorbei geführt
werden, insbesondere zueinander parallel.
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Durch
die erfindungsgemäße Beabstandung der
Schneidebenen wird erreicht, dass im Bereich der Schneidebenen keine
Reibkräfte
auftreten. Hierdurch wird eine Erwärmung der Scherenblätter verhindert.
Dies wiederum ermöglicht
es, das Material der Scherenblätter
im Hinblick auf eine optimale Schneidleistung auswählen zu
können,
beispielsweise aus einem Schneidstahl herzustellen, der – im Unterschied
zum Stand der Technik – nicht
hitzebeständig
sein muss und weniger zäh
sein kann.
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Dadurch,
dass eine Erwärmung
der Scherenblätter
verhindert werden kann, wird auch einem Verzug der Scherenblätter vorgebeugt.
Hierdurch wird ein konstant gutes Schneidergebnis erzielt und die
Betriebsdauer der Zackenschere verlängert.
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Gleichzeitig
ist es durch die Beabstandung der Schneidebenen möglich, den
Schneidhub der Scherenblätter
zu vergrößern, beispielsweise
auf zwischen ungefähr
15 mm und ungefähr
50 mm. Hierdurch wird ein besonders präzises Schneidergebnis erreicht.
Außerdem
kann auf diese Weise auch mit geringen Schneidfrequenzen eine hohe Schneidleistung
der Zackenschere erzielt werden.
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Darüber hinaus
ermöglicht
es die Beabstandung der Schneidebenen, die Scherenblätter im
Prinzip beliebig groß auszuführen, da
eine Vergrößerung der
Scherenblätter
eben nicht mit einer Erhöhung
der Reibflächen
zwischen den Scherenblättern
einhergeht.
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Auch
die Wartung der Scherenblätter
wird vereinfacht. Da sich die Scherenblätter – anders beim vorbekannten
Stand der Technik – im
Betrieb nicht erwärmen,
tritt im Bereich der Schneidebenen quasi kein Verzug auf. Ein Nachschärfen der
Schneidebenen ist damit einfacher und ist auch wesentlich öfters möglich, da
die Schneidebenen weniger egalisiert werden müssen.
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Vorzugsweise
beträgt
der Abstand (”Spalt”) zwischen
der ersten Schneidebene und der zweiten Schneidebene mindestens
ungefähr
1 Mikrometer, insbesondere mindestens ungefähr 5 Mikrometer. Hierdurch
wird ein besonders gutes Schneidergebnis erreicht.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn der Abstand zwischen der ersten Schneidebene
und der zweiten Schneidebene höchstens
ungefähr
100 Mikrometer, insbesondere höchstens
ungefähr
50 oder 30 Mikrometer beträgt.
Auf diese Weise kann ein gutes Schneidergebnis bei gleichzeitig
verringerten Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Scherenblätter erzielt
werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn eine Führungseinrichtung
zur Führung
des ersten Scherenblatts relativ zu dem zweiten Scherenblatt in
einer zu den Schneidebenen parallelen Richtung vorgesehen ist. Auf
diese Weise kann das erste Scherenblatt so geführt werden, dass die erste
Schneidebene berührungslos
an der zweiten Schneidebene vorbei bewegbar ist.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung einen Führungsraum
umfasst, in welchem das erste Scherenblatt zumindest abschnittsweise
aufgenommen ist. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Führung des
ersten Scherenblatts.
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Vorzugsweise
ist der Führungsraum
im Querschnitt zumindest annähernd
nutförmig.
Hierdurch kann das erste Scherenblatt in einfacher Weise in dem
Führungsraum
aufgenommen werden.
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Günstig ist
es, wenn die Führungseinrichtung
mindestens eine erste Führungsfläche umfasst, welche
einer Vorderseite des ersten Scherenblatts zugewandt ist. Dies ermöglicht eine
besonders einfache Beabstandung der ersten Schneidebene von der zweiten
Schneidebene.
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Insbesondere
ist die erste Führungsfläche von
einer Vorderseite des zweiten Scherenblatts gebildet, so dass eine
besonders einfach aufgebaute Führungseinrichtung
bereitgestellt werden kann.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn der Abstand zwischen der ersten Führungsfläche und
der Vorderseite des ersten Scherenblatts einstellbar ist, so dass auf
diese Weise auch der Abstand zwischen den Schneidebenen einstellbar
ist. Eine Einstellung des Abstands zwischen der ersten Führungsfläche und der
Vorderseite des ersten Scherenblatts kann beispielsweise durch schleifende
Bearbeitung der ersten Führungsfläche und/oder
der Vorderseite des ersten Scherenblatts realisiert werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn zwischen der ersten Führungsfläche und der Vorderseite des ersten
Scherenblatts ein Wälzlager
angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein praktisch reibungsfreies
Abgleiten der ersten Führungsfläche und
der Vorderseite des ersten Scherenblatts gewährleistet. Um ein spielfreies
Abgleiten zu gewährleisten
ist es vorteilhaft, wenn Wälzkörper des
Wälzlagers
unter Vorspannung zwischen der ersten Führungsfläche und der Vorderseite des
ersten Scherenblatts aufgenommen sind.
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Günstig ist
es ferner, wenn die Führungseinrichtung
mindestens eine zweite Führungsfläche aufweist,
welche einer Rückseite
des ersten Scherenblatts zugewandt ist. Dies ermöglicht eine besonders präzise, insbesondere
spielfreie Führung
des ersten Scherenblatts.
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Wenn
der Abstand zwischen der zweiten Führungsfläche und der Rückseite
des ersten Scherenblatts einstellbar ist, kann dieser insbesondere
so eingestellt werden, dass das erste Scherenblatt spielfrei in
der Führungseinrichtung
geführt
ist. Eine Einstellung des Abstands zwischen der zweiten Führungsfläche und
der Rückseite
des ersten Scherenblatts kann beispielsweise durch schleifende Bearbeitung
der zweiten Führungsfläche und/oder
der Rückseite
des ersten Scherenblatts realisiert werden.
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Bevorzugt
ist es ferner, wenn zwischen der zweiten Führungsfläche und der Rückseite
des ersten Scherenblatts ein Wälzlager
angeordnet ist. Hierdurch ist eine besonders reibungsarme Führung des ersten
Scherenblatts in der Führungseinrichtung
gewährleistet.
Um ein spielfreies Abgleiten zu gewährleisten ist es vorteilhaft,
wenn Wälzkörper des
Wälzlagers
unter Vorspannung zwischen der zweiten Führungsfläche und der Rückseite
des ersten Scherenblatts aufgenommen sind.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist eine Zusatzführungseinrichtung
zur Führung
des ersten Scherenblatts längs
einer zu einer Schneidrichtung parallelen Führungsachse vorgesehen. Diese
Zusatzführungseinrichtung
schafft eine Verdrehsicherung gegen ein Verdrehen der Scherenblätter und ermöglicht die
Aufnahme von im Schneidbetrieb auftretenden Querkräften. Hierdurch
können
insbesondere zwischen dem ersten Scherenblatt und Führungsflächen der
Führungseinrichtung
angeordnete Wälzlager
von Querkräften
entlastet werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Zusatzführungseinrichtung
mindestens eine Zusatznut, in welchem mindestens ein Nutkörper verschieblich
gelagert ist, so dass eine besonders einfach aufgebaute Linearführung geschaffen
werden kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Zackenschere
aus einer ersten Perspektive;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Zackenschere gemäß 1 aus einer
zweiten Perspektive; und
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3 eine
Vorderansicht der Zackenschere gemäß 1.
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Eine
insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Ausführungsform
einer Zackenschere umfasst ein erstes Scherenblatt 12 und
ein zweites Scherenblatt 14. Die Scherenblätter 12, 14 weisen
jeweils in einer Reihe angeordnete Schneidzähne 16 bzw. 18 auf.
Die Schneidzähne 16 des
ersten Scherenblatts 12 wirken in einer ersten Schneidebene 20. Die
Schneidzähne 18 des
zweiten Scherenblatts 14 wirken in einer zweiten Schneidebene 22.
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Die
Schneidebenen 20 und 22 sind zueinander zumindest
annähernd
parallel. Die Schneidebenen 20 und 22 sind zueinander
beabstandet, so dass sie einander nicht berühren und so dass zwischen den
Schneidebenen 20 und 22 ein Spalt 24 ausgebildet
ist. Ein Abstand 26 zwischen den Schneidebenen 20 und 22,
welcher der Breite des Spalts 24 entspricht, beträgt beispielsweise
zwischen ungefähr
5 Mikrometer und ungefähr
15 Mikrometer, insbesondere ungefähr 10 Mikrometer.
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Das
erste Scherenblatt 12 ist relativ zu dem zweiten Scherenblatt 14 in
mit 28 bezeichneten Bewegungsrichtungen bewegbar. Die Bewegungsrichtungen 28 verlaufen
zueinander entgegengesetzt und parallel zu den Schneidebenen 20, 22.
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Zum
Antrieb des ersten Scherenblatts 12 in den Bewegungsrichtungen 28 ist
eine Antriebseinrichtung 30 vorgesehen. Diese umfasst beispielsweise
einen Antriebszapfen 32, der mit einem (nicht dargestellten)
Kurbeltrieb verbindbar ist, sowie einen Antriebshebel 34,
welcher den Antriebszapfen 32 mit dem ersten Scherenblatt 12 verbindet.
Der Antriebshebel 34 und das erste Scherenblatt 12 sind
fest miteinander verbunden, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung 36.
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Das
erste Scherenblatt 12 weist eine dem zweiten Scherenblatt 14 zugewandte
Vorderseite 38 auf. An der Vorderseite 38 ist
die erste Schneidebene 20 vorgesehen. Ferner weist das
erste Scherenblatt 12 eine dem zweiten Scherenblatt 14 abgewandte Rückseite 40 auf.
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Das
zweite Scherenblatt 14 weist eine dem ersten Scherenblatt 12 zugewandte
Vorderseite 42 auf. An der Vorderseite 42 ist
die zweite Schneidebene 22 vorgesehen. Ferner weist das
zweite Scherenblatt 14 eine dem ersten Scherenblatt 12 abgewandte Rückseite 44 auf.
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Zur
Führung
des ersten Scherenblatts 12 relativ zu dem zweiten Scherenblatt 14 in
einer zu den Schneidebenen 20, 22 parallelen Richtung
umfasst die Zackenschere 10 eine Führungseinrichtung 46. Die
Führungseinrichtung 46 weist
einen im Querschnitt im Wesentlichen nutförmigen Führungsraum 48 auf,
in welchem ein den Zähnen 16 abgewandter Abschnitt 50 des
ersten Scherenblatts 12 aufgenommen ist.
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Der
Führungsraum 48 ist
begrenzt durch mindestens eine erste Führungsfläche 52, 54,
welche an der Vorderseite 42 des zweiten Scherenblatts 14 vorgesehen
ist. Die mindestens eine erste Führungsfläche 52, 54 ist
vorzugsweise relativ zu dem ersten Scherenblatt 12 zurückversetzt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwei zueinander parallele erste Führungsflächen 52 und 54 vorgesehen.
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Ferner
ist der Führungsraum 48 begrenzt durch
eine Bodenfläche 56 einer
Zwischenplatte 58. Die Zwischenplatte 58 kann
als separates Bauteil vorgesehen sein oder einstückig mit dem zweiten Scherenblatt 14 ausgebildet
sein. Alternativ hierzu ist die Zwischenplatte 58 einstückig mit
einem plattenförmigen
Führungselement 60 ausgebildet,
welches benachbart zu der Rückseite 40 des
ersten Scherenblatts 12 angeordnet ist. Das zweite Scherenblatt 14, die
Zwischenplatte 58 und das Führungselement 60 sind
fest miteinander verbunden, vorzugsweise mittels längs dieser
Bauteile verteilt angeordneter Schrauben 62.
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Der
Führungsraum 48 ist
außerdem
begrenzt durch mindestens eine zweite Führungsfläche 64, 66,
welche an einer dem ersten Scherenblatt 12 zugewandten
Vorderseite 68 des Führungselements 60 vorgesehen
ist. Die mindestens eine zweite Führungsfläche 64, 66 ist
vorzugsweise relativ zu dem ersten Scherenblatt 12 zurückversetzt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwei zueinander parallele zweite Führungsflächen 64 und 66 vorgesehen.
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Durch
die bezogen auf das erste Scherenblatt zurückversetzte Lage der ersten
Führungsflächen 52, 54 und
der zweiten Führungsflächen 64, 66 entsteht
jeweils ein Raum zur Anordnung eines Wälzlagers 70. Die Wälzlager 70 sind
vorzugsweise in Form eines Linear-Wälzlagers ausgebildet. Insbesondere
umfassen die Wälzlager 70 einen
Rollenkäfig 72,
an dem Rollen 74 drehbar gelagert sind. Solche Wälzlager
werden auch als ”Rollenbänder” bezeichnet.
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Die
Rollen 74 der Wälzlager 70 stehen
in einem spielfreien Kontakt mit den jeweils zugeordneten Führungsflächen 52, 54 bzw. 64, 66 und
der Vorderseite 38 des ersten Scherenblatts 12 bzw.
der Rückseite 40 des
ersten Scherenblatts 12. Vorzugsweise liegen die Rollen 74 unter
Vorspannung an den genannten Flächen
bzw. Seiten an.
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Zur
Schmierung der Wälzlager 70 sind Schmierzugänge (”Schmiernippel”) 76 vorgesehen, welche
vorzugsweise in dem zweiten Scherenblatt 14 und/oder in
dem Führungselement 60 angeordnet sind
und insbesondere verschließbar
sind.
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Die
Zackenschere umfasst ferner eine Zusatzführungseinrichtung 78 mit
einer Zusatznut 80, in welchem ein insbesondere stiftförmiger Nutkörper 82 verschieblich
gelagert ist. Beispielsweise ist die Zusatznut 80 an der
Vorderseite 42 des zweiten Scherenblatts 14 vorgesehen
und der Nutkörper 82 an
der Vorderseite 38 des ersten Scherenblatts 12 angeordnet.
Die Zusatzführungseinrichtung 78 ermöglicht eine
Verdrehsicherung der Scherenblätter 12, 14 relativ
zueinander, so dass das erste Scherenblatt 12 längs einer
Führungsachse 84 geführt ist,
welche sich parallel zu einander entgegengesetzten Schneidrichtungen 86 erstreckt.
Mit Hilfe der Zusatzführungseinrichtung 78 werden
die Rollen 74 der Wälzlager 70 von
Querkräften
entlastet.
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Während des
Betriebs der Zackenschere 10 wird das erste Scherenblatt 12 oszillierend
angetrieben, so dass in der ersten Schneidebene 20 angeordnete
Schneidflächen
der Zähne 16 des
ersten Scherenblatts 12 an in der zweiten Schneidebene 22 angeordneten
Schneidflächen
der Zähne 18 des zweiten
Scherenblatts 14 vorbeigeführt werden. Da die Schneidebenen 20 und 22 zueinander
beabstandet sind, reiben diese nicht aneinander, so dass keine Reibwärme erzeugt
wird. Eine weitere Reduzierung der Reibung zwischen den Scherenblättern 12 und 14 wird
mit Hilfe der Wälzlager 70 erreicht,
so dass zum Antrieb des Scherenblatts 12 geringe Antriebskräfte ausreichen.
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Das
Scherenblatt 12 kann mit einem vergleichsweise großen Schneidhub
bewegt werden, welcher parallel zu der Schneidrichtung 86 anliegt und
beispielsweise größer als
ungefähr
20 mm ist. Hierdurch kann bei einer optimalen Oszillationsfrequenz
von im Bereich von beispielsweise ungefähr im Bereich von 800 bis 1000
Hin- und Rückhüben pro Minute
bis ungefähr
5000 Hin- und Rückhüben pro Minute
eine sehr hohe Schneidleistung erreicht werden.