FI95108C - Teränpidin rainan leikkuulaitteessa - Google Patents

Description

95108 5

Teränpidin rainan leikkuulaitteessa Knivhällare i skäranordningen av en bana

Esillä olevan keksinnön kohteena on teränpidin rainan leikkuulaitteessa pyöreän yläterän painamiseksi mainitun yläterän kanssa yhdessä vaikuttavaa alaterää vasten leikkuulaitteen läpi kulkevien radan- tai kaarenmuotoisten, paperista, kalvosta, kudok-10 sesta, metalleista, muoveista tai vastaavista muodostuvien substraattien työstämiseksi.

Yllämainitun tyyppisiä laitteita käytetään tavallisesti suhteellisen leveiden ratojen työstämiseen niiden kulkusuunnassa, esimerkiksi niiden leikkaamiseen, lävistämiseen, jne. olennaisen kapeiksi kaistaleiksi. Työstövaiheen jälkeen saadut kaistaleet kulkevat 15 edelleen työstökoneeseen. Useissa tapauksissa käytetty työstötyökalu toimii yhdessä vastaavasti muotoillun vastatyökalun kanssa, kuten olennaisesti pyöreällä ulkoäärivii-valla varustettu yläteräksi muodostettu työstötyökalu yhdessä vastaavan alaterän kanssa. On kuitenkin myös mahdollista, että työstettävä substraatti, esimerkiksi paperiraina, ympäröi osittain kääntyvästi laakeroidun pyörivän sylinterin, jolloin 20 ainakin yksi yläterä painaa substraattia sylinteriä vasten siten, että substraatti jakautuu. Työstövaiheen aikana on välttämätöntä, että työstövaiheessa käytettävät työkalut vaikuttavat hyvin yhdessä toistensa kanssa siten, että työstövaihe tuottaa toivotun tuloksen sekä toivotun laadun. Jos esimerkiksi ns. saksileikkauksessa, joka toteutetaan pyöröterillä, kuten ylä-ja alapyöröterällä, yhdessä vaikuttavat terät eivät toimi leik-25 kauksen aikana hyvin yhdessä, paperirainaan syntyy esimerkiksi epäpuhtaiksi leikattuja reunoja, jotka voivat leikattuja kaistaleita kiinnirullattaessa aiheuttaa vaikeuksia. Muita vaikeuksia syntyy leikattaessa tällaisia substraatteja niiden korkeammilla etene-: misnopeuksilla, ts. useimmiten kääntyvästi laakeroitujen työstötyökalujen kierrosluvun kasvaessa. Nämä johtuvat useimmiten käytettävien työkalujen materiaaliominaisuuksi-30 en epäsäännöllisyyksistä. Tämän lisäksi samalla työstölaitteella on työstettävä mitä erilaisimpia materiaaleja, kuten enemmän tai vähemmän paksuja paperirainoja tai muovikalvoratoja.

2 95108 US-patentista 3055249 tunnetaan ylä- ja alaterillä varustettu leikkauslaite, jossa esimerkiksi yläterä on kaareva siten, että se on tätä myötä elastinen ja että se voidaan painaa alaterää vasten. Voima, jolla kutakin yläterää painetaan kutakin alaterää vasten, voidaan säätää tässä laitteessa vain suhteellisen suureksi yläterän elastisuuden avulla.

5 Säädettävää voimaa ei ole mahdollista sovittaa leikattavaan substraattiin nähden.

Saksalaisesta patentista 310796 tunnetaan laite, jossa yläterä painetaan jousen avulla alaterää vasten. Tällöin on mahdollista valittavia erilaisia jousia käyttämällä painaa yläterää eri voimakkuuksilla alaterää vasten, mutta tässä yhteydessä syntyy kuitenkin 10 virheellisyyksiä, jotka johtuvat siitä, että käytettävä jousi hankaa yläterää vasten, ja kitkavoimat aiheuttavat tunnetusti ns. juuttumis-luiskahdus -ilmiön (Stick-Slip-Effekt), ts. kitkavoimia ei voida välittää tarkasti määritettävällä tavalla. Tämän vuoksi ei ole mitään mahdollisuuksia välittää puristusvoimaa mahdollisimman virheettömästi vastaavaan vaikutuspaikkaan. Tämä pitää paikkansa erityisesti silloin, kun pyöröteriä 15 pyöritetään erittäin suurella kierrosluvulla geometrisen akselinsa ympäri, mikä johtaa leikkauskohdassa erittäin nopeasti muuttuviin voimiin, kuten pyöröterän leikkaus-voimiin ja taipumisiin, ja sitä myötä jousen jatkuvasti vaihteleviin kitkavoimiin erityisesti silloin, kun työstettäviä substraatteja on työstettävä suurella etenemisnopeudella. Sama koskee laitteita, jotka tunnetaan esimerkiksi saksalaisesta käyttömallis-20 ta 1841256 ja joissa terät painetaan vastaavia vastateriä vasten käyttämällä ns. pyöröurajousia.

Toisenlainen laite tunnetaan esimerkiksi saksalaisesta patentista 697108, jossa terä on laakeroitu apunapaan, jolloin apunapaa voidaan kääntää jousivoimilla päänapaan 25 nähden. Tämä laite sisältää lisäksi suhteellisen suuria mukana olevia massoja siten, ettei tämän laitteen avulla ole mahdollista saada aikaan sitä, että terä voi seurata leikkauskohtaa myös nykyisissä suurissa etenemisnopeuksissa ja vastaavasti taipumisten ja jännitysten vaihdellessa erittäin usein, mikä johtaa huonolaatuiseen leikkaustu-lokseen.

30

Tekniikan tasosta halutaan lisäksi tuoda esiin saksalainen hakemusjulkaisu 2413993, jossa on esitetty leikkaavien terien magnetoiminen, sekä amerikkalainen patentti 3 95108 4195542, jossa on kuvattu terien kiinnipitäminen toisissaan.

Yllämainitusta problematiikasta johtuen olisi saatava aikaan laite, jossa työstötyökalun puristuminen vastatyökaluaan vasten voidaan valita myös työstettävän substraatin suu-5 rissa etenemisnopeuksissa ja jossa tämä puristuminen saadaan aikaan mahdollisimman vähin häiriövaikutuksin laitetta käytettäessä siten, että saavutetaan tyydyttävä leik-kaustulos myös substraatin nykyisissä etenemisnopeuksissa. Tavoite saavutetaan seuraavien tunnusmerkkien avulla joko yksittäin tai haluttuna yhdistelmänä magneettisista välineistä, joita käytetään ylä- ja alaterän painamiseksi vastakkain, jotka 10 magneettiset välineet on asennettu teränpitimeen kuuluvaan yläterän tukilaitteeseen ja järjestetty vaikuttamaan yläterän aksiaalisuunnassa. Tukilaite voi olla myös napa, esimerkiksi myös ei-magneettisesta materiaalista valmistettu napa. Tähän napaan voidaan kiinnittää sama-akselisesti myös magneettisesta materiaalista valmistettu kiekko, kansi tai vastaava. Esitetyn ratkaisun avulla on myös mahdollista ottaa leikkauspaikassa 15 erittäin usein esiintyvät kuormanvaihtelut huomioon siten, että työstötyökalussa tai ainakin sen työstövaiheen aikana kääntyvässä osassa on mahdollisimman vähän massaa. Tällöin häiriövaikutukset jäävät pois työstö vaiheessa tarvittavia voimia applisoitaessa, joita esiintyy esimerkiksi epätarkasti säädettävien kitkavoimien yhteydessä. Tämän ansiosta materiaalien epähomogeenisuudet, joista materiaaleista 20 työstötyökalut valmistetaan, ja niiden työstövaiheelle vahingolliset vaikutukset voidaan poistaa mahdollisimman hyvin etukäteen. Muut tunnusmerkit ja edut selviävät yhden suoritusmuotoesimerkin seuraavasta kuvauksesta, jossa eri tunnusmerkit voidaan muuntaa yksittäin tai useina haluttuina yhdistelminä muiksi suoritusmuodoiksi.

25

Oheisissa piirustuksissa kaaviomaisesti esitetyn, keksinnöllisiä ajatuksia rajoitta-·· mattoman suoritusmuotoesimerkin avulla kuvataan lähemmin esitettyä laitetta.

Kuvioissa ei ole esitetty tässä yhteydessä esitystavan yksinkertaistamiseksi alan ammattimiehen riittävästi tuntemia yksityiskohtia. Kuvioissa on esitetty tämän vuoksi 30 ainoastaan ne osat, joita tarvitaan esitetyn laitteen lähempää havainnollistamista varten. Suoritusmuotoesimerkin yksittäiset tunnusmerkit voidaan toteuttaa yksittäisinä tai useina haluttuina yhdistelminä keksinnön muiksi suoritusmuodoiksi.

4 95108

Yksittäisissä kuvioissa on esitetty seuraavaa:

Kuvio 1 on pituusleikkauslaite, 5 Kuvio 2 on päälikuva kuviosta 1,

Kuvio 3 on leikkaus navasta,

Kuvio 4 on leikkaus IV-IV.

10 Kaistaleiksi 1 jaettava rata 2, ns. paperista, kalvosta, kudoksesta, muovista, metallista tai vastaavasta koostuva substraatti, kulkee leikkauslaitteen läpi, joka muodostuu vähintään yhdestä ala- ja yläteräparista. Leikkauslaitteella on esimerkiksi yläterä 3 ja alaterä 4. Useita tällaisia teräpareja voidaan järjestää peräkkäin kuvion 1 katsomis-suuntaan. Yläterää 3 tukee kääntyvästi akseli 5 ja alaterää 4 akseli 6. Tämä voi 15 tapahtua siten, että joko akselit 5 tai 6 ulottuvat kaistaleiksi 1 leikattavan radan 2 koko leveyden poikki ja että ne on laakeroitu kääntyvästi ei-esitettyyn konerunkoon. On kuitenkin myös mahdollista laakeroida terät, useimmiten vain yläterät, kääntyvästi erillisiin pitimiin, jolloin nämä pitimet kiinnitetään koneen runkoon.

20 Yläterät 3 ja alaterät 4 on järjestetty toisiinsa nähden vinosti siten, että kulma 7 syntyy kuvion 2 päälikuvassa yläterän ja alaterän väliin siten, että - ainakin sen teorian mukaisesti - syntyy piste 8, jossa ylä- ja alaterä ovat kosketuksessa toistensa kanssa. Piste 8 on ns. leikkauspiste, joka ei kuitenkaan matemaattisessa mielessä esitä todellisuudessa mitään pistettä, koska mukana olevat koneenosat 3 ja 4 litistyvät 25 hieman teriin vaikuttavien voimien johdosta. Alaterään kohdistuvat voimat vaikuttavat esimerkiksi nuolen 9 suuntaan, kun taas yläterään 3 kohdistuvat voimat vaikuttavat nuolen 10 suuntaan siten, että ne vaikuttavat leikkauspisteessä 8 toisiaan vastaan. Tällä tavoin syntyy saksimainen leikkaus, joka tuottaa terien voimien ja joustavuuksien vuoksi saksien tavoin pienen leikkauspinnan. Kutakin terää 3 pitää muuten ak-30 selillä 5 kääntyvästi navan 11 ja laakerin 12 välikytkentä. Tämä rakennetapa ilmenee ennen kaikkea silloin, kun terää 3 ei tueta millään koneeseen ei-kääntyvästi laakeroidun pitimen avulla. Kun käytetään erillistä pidintä, akseli 5 voi olla myös paikoil- 5 95108 laan ja olla kiinnitetty pitimeen ei-kääntyvästi. Jos akseli 5 on kuitenkin laakeroitu kääntyvästä, laakeri 12 voidaan jättää pois.

Napa 11 voi olla koottu napakappaleesta 13 ja kannesta 14 siten, että kansi 14 5 muodostaa terälle 3 vasteen. Kansi 14 ja napakappale 13 muodostavat suositeltavasti tukilaitteen, ja ne on yhdistetty toisiinsa irrotettavasti suositeltavasti vähintään yhdellä ruuvilla 15. Napakappale 13 muodostuu ei-magneettisesta tai ei-magnetoitavasta materiaalista, kuten alumiinista, kun taas kansi 14 muodostuu magneettisesta tai mag-netoitavasta materiaalista, kuten sähkömuuntajille sopivasta teräksestä. Napakappalee-10 seen 13 on työstetty syvennykset 16, joihin on asennettu kestomagneetit 17. Napakap-paleen 13 kehälle on työstetty esimerkiksi kahdeksan syvennystä 16 siten, että niihin voidaan asentaa max. kahdeksan kestomagneettia.

On kuitenkin mahdollista olla täyttämättä jokaista syvennystä magneeteilla siten, että 15 vaikutusta, joka näillä magneeteilla on yhdessä terään 3, voidaan muuttaa. Napakap-paleeseen 13 voidaan vetää kiekko 18, joka peittää syvennykset 16. Kun kiekko 18 muodostuu lisäksi magneettisesta tai magnetoitavasta materiaalista, kuten teräksestä tai sähkömuuntajille sopivista teräksistä, voimat, jotka kohdistuvat kestomagneettien 17 välityksellä yläterään 3, vahvistuvat edelleen. Kiekko 14 voi muodostua samalla 20 tavoin tällaisista teräksistä, jotka ovat tavallisia sähkömuuntajissa, mutta voidaan käyttää myös sellaista terästä, joka voidaan karkaista ja joka voidaan karkaista • · esimerkiksi myös asennettaessa siten, että terälle 3 saadaan aikaan vähemmän kuluva vaste. Tämä vaste voi muodostua kanteen 14 työstetystä olakkeesta 19 siten, että yläterän 3 vastaanottamista ja paikallaanpitoa varten syntyy valmiiksi asennetussa 25 tilassa ura 20. Tämä ura on yleensä useimmiten leveämpi kuin yläterä 3 siten, että yläterä 3 voi asettua itse kulloinkin vallitsevien leikkausolosuhteiden mukaisesti määrättyjen rajojen sisälle. Kestomagneetit voivat olla rakenteeltaan kaupallisesti saatavaa tyyppiä.

30 Vaikutus, jonka kestomagneetit 17 kohdistavat yläteriin 3, tapahtuu olennaisesti akselin 5 geometrisen akselin ja tätä myötä myös navan 11 suuntaan ja on ei-me-kaaninen. Koska magneettien saatava vaikutusvoima navan 11 ja akselin 5 geo- 6 95108 metrisen akselin aksiaaliseen suuntaan ja tätä myötä olennaisesti nuolen 10 suuntaan vaikuttaa leikkauspisteeseen 8 ja sen ympäristöön ei-mekaanisella tavalla, syntyy hitaus- ja kitkavapaita voimia, jotka pyrkivät painamaan yläterää 3 jatkuvasti alaterän 4 suuntaan, kun lähdetään siitä, että kulma 7 on yleensä erittäin pieni, välillä 0-3°.

5 Vaikka terä 3 on akselin 5 ympäri pyöriessään leikkauspisteen 8 vaihtelevan lähene-misen ja kauentumisen vuoksi sille varatussa pitimessä vinossa asennossa, esitettyjen magneettien välityksellä syntyy pysyviä voimia, jotka painavat sitä alaterän 4 suuntaan. Yläterä 3 on tällä tavoin ei-mekaanisten voimien alaisena, jotka vaimentavat yläterän heilumista tai heilumisliikkeeseen joutumista tai estävät sen kokonaan siten, 10 että yläterä 3 pyörii tasaisesti leikkauspisteessä 8 alaterään 4 nähden myös erittäin korkeissa kierrosluvuissa. Tämän vuoksi työstettävä substraatti voidaan työstää puolestaan niin, että työstövaiheen laatu muodostuu hyväksi. Työstö vaiheessa voidaan käyttää esimerkiksi pituusleikkausta, pituuslävistystä tai jotakin muuta työstömenetelmää. Jos kiekko 18 jätetään pois, syntyy yläterään 3 vähemmän vaikuttava voima 15 siten, että sen vaikutus on kokonaisuudessaan pienempi kuin kiekkoa käytettäessä. Koska magneeteille käytettävissä oleva tila on rajoitettu, kiekkoon 18 kohdistuva vaikutus kasvaa.

Kestomagneettien 17 sijasta voidaan käyttää myös sähkömagneetteja, mutta tällöin 20 näille magneeteille on kulutuksen lisääntymisen vuoksi johdettava sopivalla tavalla sähkövirtaa, kuten esimerkiksi siten, että napakappaleen 13 kehälle järjestetään liukukoskettimia. Tällöin niitä voimia, joita magneetit kohdistavat yläterään tai yläteriin 3, voidaan hienosäätää paremmin, mutta tekniset kustannukset ovat tällöin vastaavasti suuremmat. Tämän ohella on myös mahdollista laakeroida yläterä 3 sekä 25 siihen kuuluva napa suurempaan sähkökenttään siten, että yläterä 3 ja alaterä 4 puristuvat toisiaan vasten ainakin leikkauspisteessä. Tämä lisää kuitenkin edelleen kustannuksia erityisesti siksi, että käyttäjän on päästävä käsiksi napoihin ja teriin, koska nämä terät on vaihdettava silloin, kun ne ovat tylsyneet pitkän käyttöajan jälkeen.

30

II

Claims (4)

95108

1. Teränpidin rainan leikkuulaitteessa pyöreän yläterän (3) painamiseksi mainitun yläterän (3) kanssa yhdessä vaikuttavaa alaterää (4) vasten leikkuulaitteen läpi 5 kulkevien radan- tai kaarenmuotoisten, paperista, kalvosta, kudoksesta, metalleista, muoveista tai vastaavista muodostuvien substraattien (1,2) työstämiseksi, tunnet-t u magneettisista välineistä (17), joita käytetään ylä- ja alaterän (3,4) painamiseksi vastakkain, jotka magneettiset välineet (17) on asennettu teränpitimeen kuuluvaan yläterän (3) tuki laitteeseen (13,14) ja järjestetty vaikuttamaan yläterän (3) aksiaa-10 lisuunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen teränpidin, tunnettu siitä, että tukilaite (13, 14. on pyöreään terään tarkoitettu napa (11).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen teränpidin, tunnettu siitä, että napa (11) muodostuu ei-magneettisesta materiaalista.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen teränpidin, tunnettu siitä, että navalle (11) on kiinnitetty sama-akselisesti magneettista materiaalia oleva kiekko (18), kansi tai 20 vastaava. • · 95108