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Die vorliegende Erfindung zeigt eine Schleppmesserhaltevorrichtung, mit einer Feinjustage der Arbeitshöhe eines Schleppmessers. Dabei ist die Schleppmesserhaltevorrichtung für die Feinjustage besonders anwenderfreundlich ausgebildet, sodass eine schnelle und exakte Einstellung der Arbeitshöhe bzw. der Schnitttiefe des Schleppmessers mit der Schleppmesserhaltevorrichtung ermöglicht wird.
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Hintergrund
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Schleppmesser werden u.a. für Maschinen eingesetzt, mithilfe derer man computergestützt Schneidprozesse durchführen kann. So können bspw. mit CNC-Maschinen oder sog. Schneideplottern Folien, Stoffe oder Leder zugeschnitten werden. Auch werden so automatisiert andere Materialen wie Pappe, Papier usw. zugeschnitten. Dabei ist eine Werkzeughalterung, die das Schleppmesser besonders präzise führt, für die Qualität des Schnitts ausschlaggebend und von besonderer Bedeutung.
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Da eine Vielzahl von zu schneidenden Materialien auf einer Trägerschicht bereitgestellt werden, die beim Schneiden mit dem Schleppmesser nicht zerstört werden soll, ist eine exakt ablesbare Einstellbarkeit der Schnitttiefe von großem Vorteil.
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Stand der Technik
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DE 10 2005 011 014 A1 beschreibt einen Messerhalter für einen Schneideplotter. Der Messerhalter ist hierbei als Hohlzylinder ausgeführt, an dessen Enden jeweils Drehlager montiert sind, die eine drehbare Lagerung eines austauschbaren Schleppmessers ermöglichen. Beim Einführen des Schleppmessers in den Messerhalter tritt es mit einer Klemmeinrichtung in Eingriff, die mit einer einseitigen Querkraft auf den Messerschaft des Schleppmessers wirkt. Einerseits wirkt sich eine einseitige Querkraftbeaufschlagung auf einen drehbargelagerten Körper stets negativ auf die Lagerung aus und andererseits ist mit diesem Messerhalter keine Justierung der Arbeitshöhe des Schleppmessers möglich, da sämtliche Komponenten des Messerhalters starr miteinander in Verbindung stehen und keine Positionsänderung zulassen.
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Weiterhin ist mit
EP 0 185 617 eine Vorrichtung zum Linienschneiden eines Blattes beschrieben, wobei statt eines Schleppmessers lediglich eine Spitze zum Schneiden verwendet wird. Diese Spitze ist in einem Grundkörper aufgenommen und kann über ein Stellrad in ihrer Arbeitshöhe eingestellt werden. Nachteilig ist hierbei, dass die Spitze nicht federnd gelagert ist, so dass kein gleichmäßiger Druck der Spitze auf das zu schneidende Blatt wirkt, was sich wiederum nachteilig auf die Schnittqualität auswirkt.
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Mit
EP 0 872 314 A1 wird eine Baugruppe aus Messer und Messerhalter vorgestellt, die in einem blattmaterialverarbeitenden Prozess eingesetzt werden kann. Hierbei kommt als Messer ein Schleppmesser zum Einsatz, welches um seine eigene Längsachse drehbar gelagert in der Baugruppe angeordnet ist. Weiterhin ist das Schleppmesser durch ein Stellrad in seiner Arbeitshöhe justierbar. Allerdings ist auch hier keine federnde Lagerung vorgesehen, was sich nachteilig auf die Schnittqualität auswirkt, da keine gleichbleibende Schnittkraftbeaufschlagung auf das zu schneidende Material erfolgt.
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In
EP 3 219 452 A1 wird u.a. ein Schneidstift beschrieben, welcher ein Schleppmesser führt, das auch um seine Längsachse rotierbar gelagert ist. Hierbei ist das Schleppmesser federnd gelagert. Allerdings bewirkt die gefederte Lagerung gemeinsam mit einem Mechanismus, der ähnlich zu einem Mechanismus im Kopf eines Kugelschreibers ausgebildet ist, dass das Schleppmesser beim Eindrücken gleichzeitig entlang eines umlaufenden Sägezahnprofils stückweise rotiert bzw. entlangbewegt wird, wobei bei jeder stückweisen Rotation, das Schleppmesser beim federnden Wiederherausbewegen ein Stück mehr nach außen gedrückt wird, sodass die Arbeitshöhe des Schleppmessers mit jeder federnden Bewegung des Schleppmessers verändert wird. Nachteilig ist hierbei, dass die federnde Lagerung zwar auch eine gleichbleibende Schneidkraft erzeugt, aber gleichzeitig auch zwangsläufig eine Veränderung der Arbeitshöhe bewirkt, was u.U. unerwünscht sein kann.
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Aufgabe
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Es ist Aufgabe des hier beschriebenen Gegenstands eine Schleppmesserhaltevorrichtung bereitzustellen, welche ein Schleppmesser aufnehmen kann, welches in der Schleppmesserhaltevorrichtung sowohl um seine Längsachse rotierbar als auch entlang seiner Längsachse federnd gelagert ist, das zu schneidende Material zur exakten Schnittführung auf die jeweilige Unterlage andrückt und in seiner Arbeitshöhe eine Feinjustage ermöglicht, um die genau Schnitttiefe einstellen zu können, um sicher zu stellen, dass das Trägermaterial nicht oder nur geringfügig beschädigt wird.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 mit einer Schleppmesserhaltevorrichtung gelöst, die wenigstens einen Grundkörper, in dem eine längenveränderliche Schleppmesserhalterung aufgenommen ist, gelöst. Innerhalb des Grundkörpers ist die Schleppmesserhalterung in Längserstreckung der Schleppmesserhalterung über ein Federelement federnd gelagert, wobei die Schleppmesserhalterung wenigstens aus einer Schleppmesserjustiereinheit und einer Schleppmesseraufnahme besteht. Die Schleppmesserjustiereinheit weist hierbei ein Feinaußengewinde sowie die Schleppmesseraufnahme ein Durchgangsloch mit einem Feininnengewinde auf, sodass die Schleppmesserjustiereinheit und die Schleppmesseraufnahme zusammen eine Feingewindepaarung ausbilden. Weiterhin ist an der Schleppmesserjustiereinheit über einen Zapfen ein Stellrad zur Feinjustage durch Ein- und/oder Herausdrehen der Schleppmesserjustiereinheit angeordnet, welches über eine radial im Stellrad angeordnete Fixierschraube am Zapfen fixiert ist. So kann das Stellrad durch Lösen der Fixierschraube um den Zapfen rotiert werden und damit in eine beliebige Position versetzt und durch anschließendes Festdrehen der Fixierschraube wieder fest am Zapfen fixiert werden.
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Weiterhin weist vorteilhaft die Schleppmesserhaltevorrichtung am unteren Ende ihrer Längserstreckung eine Kappe auf. Diese Kappe ist vorteilhaft aus einem Material ausgebildet, welches einen niedrigen Reibwert aufweist, wodurch die Kappe Gleiteigenschaften aufweist, womit sie über zu schneidende Materialien geleiten kann. Es hat sich herausgestellt, dass hierbei Kunststoff besonders gut geeignet ist.
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Dadurch ist es erstmals möglich bei einer Schleppmesserhaltevorrichtung das Stellrad durch die Fixierschraube in eine individuelle Nullposition zu verbringen. So kann bspw. das Schleppmesser zunächst mit dem Stellrad in seiner Arbeitshöhe so eingestellt werden, dass das Schleppmesser geradeso auf der Schnittebene aufsitzt. Diese Position kann auch als Grundposition bezeichnet werden. Nun kann das Stellrad durch Lösen der Fixierschraube „genullt“ werden, d.h. es wird in eine bevorzugte Position verbracht. Anschließend wird in dieser Position das Stellrad wieder mit der Fixierschraube an dem Zapfen fixiert. Von dieser bevorzugten Position aus kann das Schleppmesser von seiner Grundposition aus in definierter Weise in eine exakte Arbeitshöhe bzw. Schnitttiefe der Klinge des Schleppmessers bezogen auf die Schnittebene durch Drehen des Stellrades eingestellt werden.
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Die federnde Lagerung der Schleppmesserhalterung durch ein Federelement bewirkt eine konstante Kraftbeaufschlagung auf die Schleppmesserhalterung bzw. in Verbindung mit der Kunststoffkappe, die am unteren Ende der Längserstreckung der Schleppmesserhalterung angeordnet ist, zu einem konstanten Anpressdruck auf das zu schneidende Material, was eine präzise Schnittführung erlaubt. Dabei weist vorteilhaft die Kunststoffkappe, kurzgesprochen Kappe, Gleiteigenschaften auf, die es ermöglicht, über das zu schneidende Material zu gleiten. Dadurch wird in Kombination mit der konstanten Kraftbeaufschlagung beim Übergleiten der Kappe ein faltenfreier und gleichmäßiger Zustand des zu schneidenden Materials hergestellt.
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Weiterhin ist die Schleppmesserhalterung zweiteilig, und zwar aus Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme ausgebildet. Dies ermöglicht wiederum eine Längenveränderung der Schleppmesserhalterung, indem Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme in ihrer Längserstreckung zueinander bewegt werden. Dabei weist die Schleppmesseraufnahme ein Durchgangsloch auf, in das die Schleppmesserjustiereinheit wenigstens zum Teil angeordnet ist, sodass Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme eine Einheit als Schleppmesserhalterung ausbilden. Die Schleppmesserhalterung ist wenigstens zum Teil in dem Grundkörper angeordnet bzw. ist von diesem aufgenommen. Außerdem sind Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme durch eine Feingewindepaarung miteinander verbunden. Bei der vorgestellten Schleppmesserhaltevorrichtung weist die Schleppmesserjustiereinheit ein Außengewinde und die Schleppmesseraufnahme ein zum Außengewinde entsprechendes Innengewinde auf. Das Gewinde ist hierbei ein Feingewinde.
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Vorteil der hier beschriebenen Ausbildung als Feingewindepaarung ist, dass durch die erhöhte Selbsthemmung aufgrund der geringeren Steigung des Feingewindes die zwei Teile der Schleppmesserhalterung sicher miteinander verbunden sind und sich schwer selbsttätig voneinander lösen können. Das heißt, die beiden Teile verbleiben in ihrer Position zueinander, sowohl in Längsrichtung als auch in Rotationsausrichtung zueinander.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung weist der Grundkörper wenigstens eine mehrfach abgestufte Innenausnehmung mit einem Durchgangsloch sowie eine dazu versetze, parallel angeordnete Führungsbohrung auf, wobei die wenigstens eine mehrfach abgestufte Innenausnehmung durch Abstufungen ausgebildet ist, deren Innenradien nach außen hin zunehmen, sodass die mehrfach abgestufte Innenausnehmung die Form eines abgestuften Trichters oder einer mehrfach gestuften Stufenbohrung aufweist.
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Nach außen hin meint hier die Richtung vom Zentrum des Grundkörpers aus entlang seiner Längs- bzw. Rotationsachse verlaufend in Richtung eines Endes der Längserstreckung.
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Ausnehmungen stellen gleichzeitig auch eine Gewichtsreduktion der Schleppmesserhaltevorrichtung dar. Bei Verwendung in einer Maschine, die diese Schleppmesserhaltevorrichtung führt, bedeutet weniger Gewicht gleichzeitig weniger Trägheit und damit auch gleichzeitig eine mögliche schnellere Führung bei gleichzeitig höherer Präzision und geringerem Energieaufwand. Die Form eines abgestuften Trichters oder einer mehrfach gestuften Stufenbohrung der mehrfach gestuften Innenausnehmung wird durch Absätze ausgebildet. Diese Absätze innerhalb des Grundkörpers dienen gleichzeitig als Anschlag für das Federelement und die Schleppmesserhalterung.
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Die Form eines abgestuften Trichters oder einer mehrfach gestuften Stufenbohrung weist weiterhin den Vorteil auf, dass eine spezifische Ausnehmung ausgebildet wird, die - wenn sie ein Teil einer Baugruppe ist - entsprechend einem Schloss-Schlüssel-Prinzip nur die Aufnahme nur bestimmter Elemente erlaubt. So kann der Grundkörper nur Elemente aufnehmen, die entsprechend der Innenradien der Ausnehmung ausgebildet sind. Gleichzeitig wird dadurch ein verkehrter Zusammenbau der Schleppmesserhaltevorrichtung effektiv unterbunden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist die Schleppmesserjustiereinheit wenigstens teilweise in der Schleppmesseraufnahme aufgenommen, wobei die Schleppmesserhalterung durch Ein- und/oder Herausdrehen der Schleppmesserjustiereinheit gegenüber der Schleppmesseraufnahme in ihrer Längserstreckung längenveränderlich ausgebildet ist. Die Längenveränderung wird durch die Kombination von der Steigung des Feingewindes und der Rotation von Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme zueinander bewirkt, indem die Schleppmesserjustiereinheit entweder in die Schleppmesseraufnahme hinein- oder herausgedreht wird. Je geringer die Steigung des Feingewindes ist, desto geringer ist die durch Drehung bewirkte Längenänderung. Dadurch kann eine besonders feine und präzise Längenabstimmung der Schleppmesserhalterung und somit der Schnitttiefe des Schleppmessers bewerkstelligt werden.
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Die Feingewindepaarung von Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme stellt eine längenveränderliche Verbindung dar. Sie ist gleichzeitig eine drehbare Lagerung bzw. Verbindung bezogen auf die Schleppmesserjustiereinheit, wenn die Schleppmesseraufnahme demgegenüber als feststehend angesehen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist das Federelement zwischen Schleppmesseraufnahme und Grundkörper angeordnet, wobei das Federelement mit jeweils einem Ende an einem Absatz im Grundkörper und einem Absatz an der Schleppmesseraufnahme aufliegt und/oder die Schleppmesserjustiereinheit umschließt. Aufgrund dieser Anordnung wird die Schleppmesseraufnahme gemäß der mehrfach abgestufte Innenausnehmung in Form eines abgestuften Trichters oder einer mehrfach gestuften Stufenbohrung von dem Federelement aus dem Grundkörper herausgedrückt bzw. erzeugt das Federelement eine nach außen gerichtete Federkraft, die über den Absatz an der Schleppmesseraufnahme auf diese übertragen wird. Über die an der Schleppmesseraufnahme angeordnete Kappe mit Gleiteigenschaften wirkt diese Federkraft auf das zu schneidende Material. Die Federkraft bewirkt einen gleichbleibenden Anpressdruck, was zu einem gleichförmigen Schneideergebnis führt.
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Vorteilhaft hierbei ist insbesondere, dass durch die federnde Lagerung der Schleppmesseraufnahme eine gleichbleibende Schnitttiefe des Schleppmessers in dem zu schneidenden Material gewährleistet wird. Das zu schneidende Material weist oftmals unterschiedliche Dicken auf, insbesondere bei Naturmaterialien wie Stoffen oder Leder. Die Schleppmesserhaltevorrichtung gleitet mit der Kappe auf dem Material mit Unebenheiten hinweg, wobei die federnd gelagerte Schleppmesseraufnahme sich in dem Grundkörper der Schleppmesserhaltevorrichtung auf- und abbewegt. Das Schleppmesser folgt ebenfalls dieser Bewegung, wobei das Schleppmesser bezogen auf die Kappe seine Arbeitshöhe bzw. Schnitttiefe beibehält. Dadurch wird auch bei unebenen Materialien stets eine gleichbleibende Schnitttiefe realisiert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist in dem Durchgangsloch der Schleppmesseraufnahme eine Lagerhülse aufgenommen, in welcher wiederum ein Schleppmesser axial drehbar gelagert aufgenommen ist, wobei das Schleppmesser über einen an der Schleppmesserjustiereinheit angeordneten Magneten in Position gehalten wird und/oder der Magnet ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet ist. Im Falle eines Neodym-Eisen-Bor-Magneten ist besonders vorteilhaft, dass dieser gegenüber herkömmlichen Magneten ein Vielfaches an magnetischer Anziehungskraft aufbringt. Ein Magnet gewährleistet eine sichere und zuverlässige Halterung des Schleppmessers.
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Das Schleppmesser ist mittig in der Lagerhülse angeordnet und kann sich in dieser um seine eigene Achse drehen. Vorteilhaft sind an den gegenüberliegenden Enden der Lagerhülse zusätzlich Radiallager in Form von Rillenkugel-, Zylinderrollen- oder Nadellager angeordnet. Die Radiallager sind in die Lagerhülse eingepasst. Der Innendurchmesser der Radiallager entspricht dabei dem Außendurchmesser des Schleppmessers. Lagerhülse, Radiallager sowie Schleppmesser bilden eine konzentrische Anordnung aus, wobei von innen nach außen das Schleppmesser von den Radiallagern und die Radiallager wiederum von der Lagerhülse aufgenommen sind.
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Die Halterung des Schleppmessers in der Schleppmesserhalterung erfolgt durch den Magneten, welcher an einem äußeren Ende der Schleppmesserjustiereinheit - und zwar dem der Schleppmesseraufnahme zugewandten Ende - angeordnet ist. Das Schleppmesser ragt durch die gesamte Länge der Lagerhülse hindurch und stößt mit dem gegenüber der Schneide liegenden Ende an den Magneten an. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn das anstoßende Ende des Schleppmessers als eine magnetische oder ferromagnetische Spitze in bspw. Form eines Kegels ausgebildet ist. Der magnetische Anstoßungspunkt befindet sich innerhalb des Durchgangslochs der Schleppmesseraufnahme, worin nun die Schleppmesserjustiereinheit und das Schleppmesser zum Teil und die Lagerhülse nebst Radiallagern vollständig aufgenommen sind.
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Die Halterung durch einen Magneten ist besonders vorteilhaft, da einerseits durch diese Art der Halterung auf mechanische Teile verzichtet wird, womit ein Verschleißfaktor vermieden ist, und andererseits die drehbare Lagerung durch die Radiallager nicht nennenswert beeinträchtigt wird, insbesondere wenn das Schleppmesser nur über die Spitze eines Kegels mit dem Magneten in Kontakt tritt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist konzentrisch zum Stellrad auf dem Grundkörper eine Skala und auf dem Stellrad ein Zeigerstrich aufgetragen, wobei die Skala in Abhängigkeit zur Längenänderung der Schleppmesserhalterung durch eine Umdrehung des Stellrads steht. Das heißt, dass abhängig von der Steigung des Feingewindes an Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme die Skala einen entsprechenden Hub aufzeigt. Bei einer Steigung von einem Millimeter bewirkt eine Umdrehung der Schleppmesserjustiereinheit über das am Zapfen befestigte Stellrad gegenüber der Schleppmesseraufnahme eine Längenveränderung der Schleppmesserhalterung von wiederum einem Millimeter. Mithilfe des Zeigerstrichs lässt sich so gemeinsam mit der Skala stufenlos die Länge der Schleppmesserhalterung und damit auch die Arbeitshöhe in der Schleppmesserhalterung bzw. die Schnitttiefe des aufgenommenen Schleppmessers verändern. Durch die hohe Selbsthemmung des Feingewindes verbleibt die Längenänderung des Schleppmesserhalterung auch bei einer Kraftbeaufschlagung entlang der Längsachse. Über die Fixierschraube ist das Stellrad lösbar am Zapfen angeordnet, sodass das Stellrad mit dem Zeigerstrich gegenüber der Skala in eine beliebige Position verbracht werden kann, ohne die Länge der Schleppmesserhalterung zu verändern. Hierdurch kann der Zeigerstrich vorteilhaft in eine Nullposition auf der Skala verbracht werden, sodass diese Nullposition eine bestimmte Arbeitshöhe des Schleppmessers anzeigt, bspw. wenn das Schleppmesser exakt auf der Schnittebene aufsetzt. Durch Drehen des Stellrades ist es möglich, von dieser Nullposition ausgehend eine bestimmte Schnitttiefe im Submillimeterbereich einzustellen.
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Zu Beginn eines Schneidevorgangs wird die Schleppmesserhaltevorrichtung mit der am unteren Ende angeordneten Kappe auf das zu schneidende Material aufgesetzt. Dabei befindet sich die Spitze des Schleppmessers in einer sog. Nullposition, wobei sich die Spitze genau auf der Ebene der Auflagefläche der Kappe befindet. Mit der Schleppmesserjustiereinheit wird anschließend die Arbeitshöhe bzw. Schnitttiefe des Schleppmessers eingestellt. Diese Schnitttiefeneinstellung ist besonders vorteilhaft, da hierdurch gewisse Toleranzen ausgeglichen werden können. So sind bspw. die Schleppmesser aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht immer gleich lang. Durch Verbringen in die Nullposition und der anschließenden Schnitttiefeneinstellung des Schleppmessers können solche Toleranzen ausgeglichen werden. Des Weiteren können Abnutzungen des Schleppmessers nach dessen Gebrauch eine Längenänderung des Schleppmessers selbst bewirken, die durch ein „Nachnullen“ - also dem nachträglichen Verbringen des Schleppmessers in die Nullposition - und anschließender Schnitttiefeneinstellung kompensiert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung liegt die Schleppmesserjustiereinheit im Grundkörper auf einem Absatz auf, wobei die Schleppmesserjustiereinheit durch die Federkraft des Federelements gegen den Absatz gedrückt wird. Der Absatz ist im Grundkörper der mehrfach abgestuften Innenausnehmung gegenüberliegend angeordnet und durch das Durchgangsloch miteinander verbunden. In der mehrfach abgestuften Innenausnehmung ist mit entsprechenden Außenradien die Schleppmesseraufnahme angeordnet. In dem gegenüberliegenden Absatz ist im Grundkörper die Schleppmesserjustiereinheit mit Zapfen und Stellrad angeordnet. Bei montierter Anordnung der Schleppmesserjustiereinheit über das Feingewinde mit der Schleppmesseraufnahme als Schleppmesserhalterung bildet dieses im weitesten Sinne eine Hantelform aus, die formschlüssig im Grundkörper aufgenommen ist, sodass die Schleppmesserhalterung nicht herausfallen kann, aber entlang der Längsachse bewegbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist an der Schleppmesseraufnahme in Richtung der Längserstreckung ein Zentrierstift angeordnet, welcher gleitend in die Führungsbohrung des Grundkörper einschiebbar ist. Durch die Anordnung des Zentrierstifts teilweise in der Führungsbohrung, die parallel zum Durchgangsloch in Grundkörper angeordnet ist, werden die Freiheitsgrade der Schleppmesserhalterung dahingehend eingeschränkt, dass sie nur entlang ihrer Längserstreckung bewegbar ist. Eine Rotation wird durch den Zentrierstift verhindert, sodass vorteilhaft beim Drehen des Stellrads nur die Schleppmesserjustiereinheit gegenüber der Schleppmesseraufnahme gedreht wird, was erst eine Längenveränderung der Schleppmesserhalterung ermöglicht. Weiterhin verringert der Zentrierstift durch seine Passgenauigkeit das Bewegungsspiel der Schleppmesserhalterung, sodass eine präzise Schleppmesserführung gewährleistet wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist der Zapfen zum Teil in ein Ende der Längserstreckung der Schleppmesserjustiereinheit und/oder der Magnet in das gegenüberliegende Ende der Längserstreckung der Schleppmesserjustiereinheit und/oder der Zentrierstift in eine dem Außenumfang des Zentrierstifts entsprechende Ausnehmung in der Schleppmesseraufnahme eingeklebt ist. Vorteilhaft bei der Klebung ist die einfache und kostengünstige Montage bei gleichzeitig hoher Präzision und Passgenauigkeit der geklebten Bauteile. Presspassungen oder Montage durch thermische Verfahren wie Aufschrumpfen oder Schweißen bergen stets das Risiko, dass sich Bauteile verziehen, wodurch die Passgenauigkeit derselben negativ beeinflusst wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schleppmesserhaltevorrichtung ist am äußeren Umfang der Schleppmesserjustiereinheit ein O-Ring angeordnet, welcher in einer Nut am äußeren Umfang der Schleppmesserjustiereinheit angeordnet ist, wobei der O-Ring gleichzeitig am inneren Umfang des Durchgangslochs der Schleppmesseraufnahme anliegt.
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Vorteilhaft besteht der O-Ring aus einem weichen Material wie Kunststoff oder Gummi. Durch die flexible Einpassung des O-Rings zwischen Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme wird einerseits eine zentrierte Passung der beiden Bauteile ausgebildet und andererseits ein gedämpftes und weiches Gleiten der Schleppmesserjustiereinheit in der Schleppmesseraufnahme bei einer Längenveränderung der Schleppmesserhalterung bewirkt. Darüber hinaus wird dadurch der Drehwiderstand des Stellrads erhöht, sodass einerseits ein unbeabsichtigtes Verstellen des Stellrads durch leichte Berührung unterbunden wird und andererseits ein selbsttätigendes Verstellen durch Kraftbeaufschlagung entlang der Längserstreckung der Schleppmesserhalterung verhindert wird. Der O-Ring unterstützt durch seine bewirkte tangentiale Reibungskraft die Selbsthemmung des Feingewindes. Weiterhin schließt der O-Ring vorteilhaft die Lücke zwischen Schleppmesserjustiereinheit und Schleppmesseraufnahme, sodass kein Schmutz o.Ä. in die Feingewindepaarung zwischen diesen beiden Bauteilen gelangen kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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Figurenliste
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Die Zeichnung zeigt:
- 1 eine Schnittansicht entlang der in Längserstreckung verlaufenden Rotationsachse der Schleppmesserhaltevorrichtung.
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Es wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Längserstreckung verlaufenden Rotationsachse R der Schleppmesserhaltevorrichtung 1. Im Sinne einer besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung wurde auf die Schraffierung von Schnittflächen verzichtet, da sämtliche abgebildete Komponenten Schnittansichten sind.
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Die dargestellte Ausführung der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 ist gleichzeitig in einer bevorzugten senkrechten Arbeitsausrichtung gezeigt, wobei zuoberst das Stellrad 14 und gegenüberliegend zuunterst das Schleppmesser 11 angeordnet ist. Mittig ist ein Grundkörper 2 angeordnet, welcher alle weiteren Komponenten der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 aufnimmt. Der Grundkörper 2 ist rotationssymmetrisch ausgebildet und hat eine zylindrische Grundform, die zweifachgestuft ausgebildet ist. Hierbei weist die obere Hälfte der zylindrischen Grundform einen größeren Durchmesser auf als die untere Hälfte. Der Übergang zwischen den unterschiedlichen Durchmessern ist als fließender Übergang ringkuppelförmig mit konvexer Ausprägung nach unten hin ausgebildet. Das untere Ende des Grundkörpers läuft ebenfalls kuppelförmig zusammen. Es bildet eine nach unten hin gerichtete, abgeschnittene Kuppel. Am oberen Ende der zylindrischen Grundform bildet der der Grundkörper 2 ein Flansch aus, der einen umlaufenden Absatz ausbildet. So kann der Grundkörper 2 der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 in entsprechende Aufnahmelöcher von Schneidmaschinen o.Ä. angeordnet werden.
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Mittig sind mehrere Stufenbohrungen angeordnet, die durch ein Durchgangsloch 7 - hier eine entlang der Rotationsachse R verlaufende Durchgangsbohrung - miteinander verbunden sind. Am oberen Ende des Grundkörpers 2 befindet sich eine erste Stufenbohrung, die einen Absatz zum Durchgangsloch 7 hin ausbildet. Am unteren Ende des Grundkörpers 2 befindet sich eine zweifachgestufte Ausnehmung in Form einer Stufenbohrung, wobei die Bohrungsdurchmesser von außen nach innen abnehmen und schließlich einen Absatz zum Durchgangsloch 7 hin ausbilden. Auf diesem Absatz liegt ein Federelement 3 auf, welches konzentrisch zu einer Schleppmesseraufnahme 6, die teilweise im Durchgangsloch 7 sowie der zweifachgestuften Ausnehmung aufgenommen ist, angeordnet ist und sich nach unten hin erstreckt und auf einem Absatz der Schleppmesseraufnahme 6 aufliegt, sodass das Federelement 3 die Schleppmesseraufnahme 6 nach unten hin aus dem Grundkörper 2 herausdrückt bzw. eine Federkraft nach unten hin auf die Schleppmesseraufnahme 6 bewirkt.
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Das Federelement 3 kann als Spiralfeder ausgebildet sein und umschließt in dieser Ausführungsform die Schleppmesserjustiereinheit 5.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das Federelement 3 durch mehrere Federn gebildet, die konzentrisch um die Schleppmesserjustiereinheit 5 angeordnet sind. Vorteilhaft sind die Federn äquidistant zueinander angeordnet.
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Die Schleppmesseraufnahme 6 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie hat im gezeigten Querschnitt die Form eines zweistufigen Zylinders mit kleinem Durchmesser oben und größerem Durchmesser unten, an dessen unterem Ende sich ein Kegelstumpf anschließt, auf dem sich wiederum ein kurzer zylindrischer Abschnitt mit geringerem Durchmesser als das untere Ende des Kegelstumpfs anschließt. Die Schleppmesseraufnahme 6 weist eine Durchgangsbohrung auf, an deren oberen und unteren Enden sich jeweils eine abgesetzte Stufenbohrung anschließt. Am oberen Ender der Durchgangsbohrung - unterhalb der oberen Stufenbohrung - ist ein Feininnengewinde angeordnet.
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An der unteren Stufenbohrung der Schleppmesseraufnahme 6 ist eine dem Innenradius und der Tiefe der Stufenbohrung entsprechende Lagerhülse 10 eingepasst, die bündig mit der Schleppmesseraufnahme 6 nach unten hin abschließt. Innerhalb der Lagerhülse 10 ist an den jeweils äußeren Enden ein Radiallager angeordnet, die wiederum ein Schleppmesser 11 aufnehmen und um die Rotationsachse R der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 drehbar lagern.
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Versetzt zur Rotationsachse R erstreckt sich von dem Absatz, der vom Übergang von dem geringeren auf den größeren Durchmesser der Zylinderform der Schleppmesseraufnahme 6 ausgebildet wird, nach oben hin ein Zentrierstift 9.
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Der Zentrierstift 9 weist eine schlanke, längliche Zylinderform auf und ragt zum Teil in eine Führungsbohrung 8 hinein, die versetzt zum Durchgangsloch 7 im Grundkörper 2 angeordnet ist. Der Zentrierstift 9 ist hierbei passgenau zur Führungsbohrung 8, sodass eine minimale Toleranz eine hohe Präzision bzgl. der Lage der Schleppmesseraufnahme 6 hergestellt wird. Dadurch ist die Schleppmesseraufnahme 6 nur längs der Rotationsachse R der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 bewegbar.
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Am untersten Ende der Schleppmesseraufnahme 6 ist noch eine Kappe 17 mit zentrischem Durchgangsloch angeordnet, durch welches die Schneide des Schleppmessers 11 bei entsprechend eingestellter Arbeitshöhe nach unten hin herausragen kann. Die Kappe 17 ist vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt, welcher beim Aufsetzen der Schleppmesserhaltevorrichtung 1 mit der Kappe 17 auf der Schneidoberfläche bzw. Schneidebene ein sanftes Gleiten ermöglicht. Gleichzeitig dient die Kappe 17 auch als Verletzungsschutz, wenn das Schleppmesser 11 vollständig in die Schleppmesserhaltevorrichtung 1 eingezogen ist.
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Im Grundkörper 2 ist in der oberen Stufenbohrung eine Schleppmesserjustiereinheit 5 angeordnet, die eine dreifach gestufte Zylinderform aufweist, wobei der Durchmesser der Zylinderform mit jeder Stufe von unten nach oben hin zunimmt. Die unterste Stufe ist gleichzeitig die am längsten ausgebildete und weist am unteren Ende einen Magneten 12 - vorzugsweise einen Neodym-Eisen-Bor-Magneten mit sehr starker Anziehungskraft - auf. Der Magnet 12 ist in die Schleppmesserjustiereinheit 5 integriert und schließt mit ihr unten bündig ab.
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Am oberen Ende der untersten Zylinderstufe der Schleppmesserjustiereinheit 5 ist ein Außengewinde in Form eines Feingewindes angeordnet, welches gemeinsam mit dem Innengewinde in der Schleppmesseraufnahme 6 eine Feindgewindepaarung ausbildet. Hierfür ist die Schleppmesserjustiereinheit 5 von oben her - dem Schleppmesser 11 gegenüberliegend - zum Teil in der Durchgangsbohrung der Schleppmesseraufnahme 6 angeordnet. In dieser Anordnung stößt die obere kegelförmige Spitze des Schleppmessers 11 an den Magneten 12 an und wird von diesem um die Rotationsachse R drehbar gehalten.
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An der mittleren Zylinderstufe der Schleppmesserjustiereinheit 5 ist eine umlaufende Nut angeordnet, welche wiederum einen O-Ring 16 aufnimmt. Der O-Ring 16 liegt zwischen dem Außenradius der mittleren Zylinderstufe der Schleppmesserjustiereinheit 5 und dem Innenradius der oberen Stufenbohrung der Schleppmesseraufnahme 6 auf und verschließt gleichzeitig den Spalt zwischen diesen beiden Bauteilen, sodass kein Schmutz in das Feingewinde gelangen kann.
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Der Absatz, welcher vom Übergang von der mittleren Zylinderstufe in die oberste Zylinderstufe der Schleppmesserjustiereinheit 5 ausgebildet wird, liegt flach auf dem Absatz auf, der von der oberen Stufenbohrung im Grundkörper 2 hin zum Durchgangsloch 7 gebildet wird.
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Ist die Schleppmesserjustiereinheit 5 in die Schleppmesseraufnahme 6 wie dargestellt wenigstens zum Teil eingeschraubt, bilden diese beiden Bauteile eine im wesentlichen hantelförmige Schleppmesserhalterung 4 aus. Diese kann aufgrund ihrer Geometrie nicht aus dem Grundkörper 2 herausfallen, sondern lediglich entlang der Rotationsachse R federnd bewegt werden. Dabei drückt das Federelement 3 die Schleppmesserhalterung 4 nach unten, sodass die Schleppmesserjustiereinheit 5 wie oben beschrieben innen auf dem Grundkörper 2 aufliegt.
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Es erstreckt sich weiterhin mittig vom oberen Ende der Schleppmesserjustiereinheit 5 ein Zapfen 13 nach oben hin weg. Auf den Zapfen 13 ist ein Stellrad 14 aufgesteckt, wobei der Zapfen 13 in eine entsprechende, mittige Bohrung unterhalb des Stellrads 14 hineinragt. Das Stellrad 14 ist mit einer Fixierschraube 15 am Zapfen 13 befestigt, sodass ein Drehen des Stellrads 14 sich auf die Schleppmesserjustiereinheit 5 überträgt, die infolge dieser Drehung aus- oder in die Schleppmesseraufnahme 6 geschraubt wird, womit sich die Länge der Schleppmesserhalterung 4 entsprechend verändert. Diese Längenänderung überträgt sich auf das unten angeordnete Schleppmesser 11 in der Schleppmesserhaltevorrichtung 1. So kann mit Drehen des Stellrads 14 die Arbeitshöhe des Schleppmessers 11 eingestellt werden.
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Die Fixierschraube 15 ist seitlich im Stellrad 14 angeordnet, wobei die Rotationsachse der Fixierschraube 15 radial zum Umfang des Stellrads 14 verläuft. In dieser Anordnung drückt die Fixierschraube 15 beim Eindrehen in das Stellrad 14 auf den Zapfen 13, auf welchen das Stellrad 14 aufgesteckt ist, sodass dieses durch die Fixierschraube 15 am Zapfen 13 befestigt ist.
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Das Stellrad 14 ist zylindrisch ausgebildet. Auf dem Stellrad 14 und/oder an dem Umfang des Stellrads 14 ist ein Zeigerstrich aufgebracht. Dieser ist in der dargestellten Ausführungsform nicht zu sehen. Weiterhin ist auf dem oberen Ende des Grundkörpers 2 eine Skala abhängig von der Steigung des Feingewindes und dem dadurch erzeugten Hub bei Drehung des Stellrads 14 aufgebracht. Die Skala liegt orthogonal zur abgebildeten Darstellung und ist daher in dieser Sichtebene nicht zu sehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleppmesserhaltevorrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3
- Federelement
- 4
- Schleppmesserhalterung
- 5
- Schleppmesserjustiereinheit
- 6
- Schleppmesseraufnahme
- 7
- Durchgangsloch
- 8
- Führungsbohrung
- 9
- Zentrierstift
- 10
- Lagerhülse
- 11
- Schleppmesser
- 12
- Magnet
- 13
- Zapfen
- 14
- Stellrad
- 15
- Fixierschraube
- 16
- O-Ring
- 17
- Kappe
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005011014 A1 [0004]
- EP 0185617 [0005]
- EP 0872314 A1 [0006]
- EP 3219452 A1 [0007]
