PL167604B1

PL167604B1 - Cutting blade of a knife or other cutting-off tool, especially designed for multiple sharpening

Info

Publication number: PL167604B1
Application number: PL29311092A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Kacalak; Stanislaw Ziolkowski
Original assignee: Wyzsza Szkola Inzynierska
Priority date: 1992-01-06
Filing date: 1992-01-06
Publication date: 1995-09-30
Also published as: PL293110A1

Abstract

Ostrze tnące noża lub innego narzędzia do przecinania, zwłaszcza przewidziane do wielokrotnego ostrzenia, mające w przekroju postać ostrokątnego klina z usytuowaną na wierzchołku krawędzią tnącą, wykonującą w czasie pracy ruch styczny względem przecinanego materiału, znamienne tym, że od strony krawędzi tnącej (2) w zapasowej części (z) klina (1), przewidzianej do zeszlifowania podczas kolejnych ostrzeń, ma perforacje (4), w postaci korzystnie walcowych przelotowych mikrootworów, których osie (5) usytuowane są względem osi symetrii (3) klina (i) pod kątem (β), w zakresie od 1 do 90°.The cutting blade of a knife or other cutting tool, especially one intended for multiple sharpening, having a cross-section in the form of an acute-angled wedge with a cutting edge situated at its tip, which during operation performs a tangential movement in relation to the material being cut, characterized in that on the side of the cutting edge (2) in the spare part (z) of the wedge (1), intended to be ground during subsequent sharpenings, it has perforations (4), preferably in the form of cylindrical through-holes, the axes (5) of which are situated in relation to the axis of symmetry (3) of the wedge (i) at an angle (β), in the range from 1 to 90°.

Description

Przedmiotem wynalazku jest ostrze tnące noża lub innego urządzenia do przecinania, zwłaszcza przewidziane do wielokrotnego ostrzenia, mające w przekroju postać ostrokątnego klina z usytuowaną na wierzchołku krawędzią tnącą, wykonującą w czasie pracy nożna ruch styczny względem przecinanego materiału.The subject of the invention is the cutting blade of a knife or other cutting device, in particular intended for multiple sharpening, having the shape of a sharp-angled wedge in cross-section with a cutting edge situated at the tip, which during operation makes a tangential movement with respect to the material to be cut.

Znane są noże stołowe i gospodarcze, których ostrza na krawędzi tnącej mają wykonane poprzeczne ząbki. Ząbki te zwiększają własności tnące ostrza, jednak w trakcie kolejnych ostrzeń noża stopniowo ulegają zeszlifowaniu tak, że krawędź tnącą staje się bezzębna.Table knives and household knives are known, the blades of which are transversely serrated on the cutting edge. These serrations increase the cutting properties of the blade, but in the course of subsequent knife sharpening, they gradually wear off so that the cutting edge becomes toothless.

Znane są też noże, których jedna powierzchnia klinowego ostrza jest gładka, natomiast druga pokryta jest półwalcowymi wgłębieniami, usytuowanymi równolegle do tej powierzchni i prostopadle do krawędzi tnącej nożna. Wzajemne przenikanie się tych powierzchni daje wynikową, zębatą krawędź tnącą o zwiększonych, w porównaniu do krawędzi liniowej, własnościach tnących ostrza. W trakcie ostrzenia noża, zeszlifowaniu poddaje się jedynie powierzchnię gładką ostrza, zaś zębata geometria krawędzi tnącej, w zakresie zapasu ostrza przewidzianego do ostrzeń, określonego długością wgłębień, każdorazowo zostaje ponownie odtworzona.Knives are also known where one surface of the wedge blade is smooth, while the other is covered with semi-cylindrical recesses situated parallel to this surface and perpendicular to the cutting edge of the foot. The interpenetration of these surfaces gives the resultant, toothed cutting edge with improved cutting properties of the blade compared to the linear edge. When sharpening the knife, only the smooth surface of the blade is ground, and the toothed geometry of the cutting edge, within the reserve of the blade to be sharpened, determined by the length of the recesses, is each time restored.

Wadą tego rodzaju ostrzy jest ich asymetria wynikająca z konstrukcji, co nie zawsze jest pożądane, ze względów funkcjonalnych. Utworzone na krawędzi tnącej zęby w czasie eksploatacji noża dość łatwo ulegają uszkodzeniu, odkształceniu plastycznemu lub wyłamaniu, co uniemożliwia już pełne odtworzenie pożądanej geometrii krawędzi tnącej podczas następnych ostrzeń. Ze względu na uwarunkowania technologiczne operacji kształtowania wgłębień, uzyskane w wyniku przenikania się obydwu powierzchni klina zęby krawędzi tnącej mają na ogół dość znaczne wymiary geometryczne (podziałka i wysokość zębów) oraz wyłącznie ujemny kąt natarcia zębów, co nie zawsze jest pożądane, ze względu na własności materiału przecinanego i przebieg procesu cięcia.The disadvantage of such blades is their asymmetry due to their design, which is not always desirable for functional reasons. The teeth formed on the cutting edge during the operation of the knife are quite easily damaged, plastic deformed or broken off, which makes it impossible to fully recreate the desired cutting edge geometry during subsequent sharpening. Due to the technological conditions of the operation of shaping the cavities, the teeth of the cutting edge obtained as a result of the interpenetration of the two surfaces of the wedge generally have quite significant geometrical dimensions (tooth pitch and height) and only a negative tooth rake angle, which is not always desirable due to the properties of material to be cut and the course of the cutting process.

Inną wadą znanych ostrzy jest osadzanie się we wgłębieniach resztek przecinanego materiału, trundych do usunięcia przez czyszczenie i mycie, jak również nie ulegających usunięciu podczas ostrzenia. Ogranicza to zastosowanie takich ostrzy w wielu dziedzinach, np. przy produkcji żywności, w medycynie, weterynarii itp.Another disadvantage of the known blades is that residues of the cut material that are difficult to remove by cleaning and washing, and also not removed during sharpening, deposit in the recesses. This restricts the use of such blades in many areas, e.g. in food production, medicine, veterinary medicine, etc.

167 604167 604

Celem wynalazku było opracowanie takiej konstrukcji ostrza tnącego noża, które posiadało będzie zdolność do samoodtwarzającej się podczas kolejnych ostrzeń pożądanej geometrii krawędzi tnącej, a równocześnie pozbawione będzie wad i niedogodności znanych rozwiązań.The aim of the invention was to develop such a design of the cutting blade of a knife, which would have the ability to self-recreate the desired cutting edge geometry during successive sharpening, and at the same time would be free from the drawbacks and disadvantages of known solutions.

Ostrze tnące noża według wynalazku charakteryzuje się tym, że od strony krawędzi tnącej, w części klina przewidzianej do zeszlifowania podczas kolejnych ostrzeń, ma perforacje. Perforacje te mają postać korzystnie walcowych, przelotowych mikrootworów. Osie mikrootworów usytuowane są względem osi symetrii klina pod kątem β w zakresie 1 do 90°.The cutting blade of the knife according to the invention is characterized in that on the side of the cutting edge, in the part of the wedge to be ground during successive sharpening, it has perforations. The perforations are preferably cylindrical through-holes. The axes of the microholes are situated in relation to the symmetry axis of the wedge at an angle β in the range of 1 to 90 °.

W trakcie kolejnych ostrzeń noża, wzdłuż jego krawędzi tnącej odsłaniane są części obwodów kolejnych szeregów walcowych mikrootworów perfooracji klina, tworzące przez to pożądaną, zębatą geometrię krawędzi tnącej. Przewidywany kąt natarcia mikrozębów krawędzi tnącej reguluje się usytuowaniem osi mikrootworów względem osi geometrii klina pod kątem β, od wyraźnie dodatniego przy kącie β = 1° do wyraźnie ujemnego przy kącie β = 90°.During successive sharpening of the knife, parts of the perimeters of successive series of cylindrical micro-holes of the wedge perforation are exposed along its cutting edge, thus creating the desired toothed geometry of the cutting edge. The projected rake angle of the micro-teeth of the cutting edge is controlled by the position of the micro-hole axis relative to the wedge geometry axis at an angle β, from a clearly positive angle at β = 1 ° to a clearly negative angle at β = 90 °.

Następne korzyści według wynalazku uzyskuje się, jeżeli perforacje usytuowane są wzdłuż krawędzi tnącej naprzemianległej, symetrycznie z obu stron osi symetrii klina. Rozwiązanie takie umożliwia uzyskanie ostrzy o wysokiej symetrii, których zębata krawędź tnąca utworzona jest z zestawionych naprzemianlegle z dwóch stron szeregów, częściowo odsłoniętych obwodów perforacji klina.Further advantages according to the invention are obtained if the perforations are arranged along an alternating cutting edge, symmetrically on both sides of the symmetry axis of the wedge. This solution makes it possible to obtain blades with a high symmetry, the toothed cutting edge of which is formed by rows of partially exposed wedge perforation circuits staggered on two sides.

Kolejne korzyści z rozwiązania według wynalazku uzyskuje się, jeśli perforacje w zapasowej części klina, przewidzianej do następnych ostrzeń, wypełnione są materiałem różnym od materiału klina, który wypada z otwartych podczas ostrzenia, fragmentów otworów perforacji przy krawędzi tnącej, odsłaniając przez to zębatą geometrię krawędzi tnącej, korzystnie kruchym i nieporowatym materiałem niemetalowym. Wypełnienie takie zabezpiecza otwory perforacji przed osadzaniem i zaleganiem w nich resztek przecinanych materiałów, które następnie mogą ulegać psuciu się lub stanowić nisze - siedliska bakterii. Odpowiedni dobór materiału, różnego od materiału klina, który podczas ostrzenia ulega wykruszeniu w zakresie odsłoniętych na krawędzi fragmentów otworów perforacji pozwala na pełną realizację założeń wynalazku. Stwierdzono, że funkcję materiałów wypełniających dobrze spełniają kruche w temperaturze otoczenia materiały niemetaliczne jak żywice z wypełniaczem dolomitowym lub siarka.Further advantages of the solution according to the invention are obtained if the perforations in the spare part of the wedge, intended for the next sharpening, are filled with a material different from the wedge material, which falls out of the open portions of the perforation holes at the cutting edge during sharpening, thereby revealing the toothed geometry of the cutting edge. , preferably a brittle and non-porous non-metallic material. Such a filling protects the perforation holes against the deposition and accumulation of remnants of the cut materials in them, which may then deteriorate or constitute niches - the habitat of bacteria. Proper selection of the material, different from the material of the wedge, which crumbles during sharpening in the range of the perforation openings on the edge, allows for the full implementation of the assumptions of the invention. It was found that the function of filling materials was performed well by non-metallic materials, brittle at ambient temperature, such as resins with dolomite filler or sulfur.

Wynalazek przedstawiony został w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, który pokazuje ostrze tnące noża w przekroju poprzecznym.The invention is exemplified in the accompanying drawing, which shows the cutting blade of the knife in cross section.

Ostrze tnące noża ma w przekroju poprzecznym postać ostrokątnego klina 1 z usytuowaną na wierzchołku krawędzią tnącą 2. Klin 1 jest symetryczny i przez krawędź tnącą 2 przechodzi oś symetrii 3. Od strony krawędzi tnącej 2, w zapasowej części klina 1 przewidzianej do zeszlifowania podczas kolejnych ostrzeń wykonane są perforacje 4, w postaci walcowych, przelotowych mikroorganizmów. Perforacje 4 rozmieszczone są wzdłuż krawędzi tnącej 2 naprzemianlegle, symetrycznie z obydwu stron osi symetrii 3 klina 1. Osie 5 otworów perforacji 4 usytuowane są względem osi symetrii 3 klina 1 pod kątem β = 45°.The cross-section of the cutting blade of the knife has the form of a sharp-angled wedge 1 with a cutting edge 2 at its apex. The wedge 1 is symmetrical and the axis of symmetry passes through the cutting edge 2. From the side of the cutting edge 2, in the spare part of the wedge 1 to be ground during subsequent sharpening perforations 4 are made in the form of cylindrical, through-going microorganisms. The perforations 4 are distributed along the cutting edge 2 alternately symmetrically on both sides of the symmetry axis 3 of the wedge 1. The axes 5 of the holes 4 are located in relation to the symmetry axis 3 of the wedge 1 at the angle β = 45 °.

Perforacje 4 wykonane są jako szeregi otworów o średnicy 0,4 mm, równo oddalonych od krawędzi tnącej 2, rozstawionych co 1 mm, które wytopione są w materiale klina promieniem lasera. W odległości od pierwszego szeregu usytuowany jest następny szereg perforacji 4. Z przeciwległej strony klina 1, symetrycznie i naprzemianlegle - z przesunięciem podziałki o 0,5 mm, rozmieszczone są takie same szeregi otworów perforacji 4.The perforations 4 are made as series of holes 0.4 mm in diameter, equally spaced from the cutting edge 2, spaced every 1 mm, which are melted in the wedge material with a laser beam. Another row of perforations 4 is located at a distance from the first row. On the opposite side of the wedge 1, symmetrically and alternately - with a pitch shift of 0.5 mm, the same rows of perforations 4 are arranged.

W innej odmianie wynalazku otwory perforacji 4 rozmieszczone są w zapasowej części z klina 1 nie w szeregach, a losowa, z założeniem średniego oddalenia sąsiednich otworów 1,2 mm.In another variant of the invention, the perforation holes 4 are arranged in the spare part of the wedge 1 not in rows, but random, assuming an average distance of 1.2 mm between adjacent holes.

W jeszcze innej odmianie wynalazku, dodatkowo, jako losowo zmienny przyjęto kąt β, zmieniający się w zakresie od 20° do 50°.In yet another variant of the invention, additionally, the angle β is assumed to be randomly variable, ranging from 20 ° to 50 °.

W kolejnej odmianie wynalazku zróżnicowano średnicę otworów perforacji 4. Przy założeniu jako dominujących otworów 0O,4mm, średnio co ósmy otwór wykonano o średnicy większej: 01 mm.In another variant of the invention, the diameter of the perforation holes 4 was differentiated. Assuming that the dominant holes are 0.4 mm, on average every eight hole was made with a larger diameter: 01 mm.

Dla zabezpieczenia perforacji 4 klina 1 ostrza przed gromadzeniem się i zaleganiem resztek przecinanych materiałów, mikrootwory perforacji 4 wypełniono żywicą syntetyczną (,,Epidian“), zmieszaną z 50% dodatkiem mielonego dolomitu, spełniającego funkcję wypełniacza, która w temperaturze otoczenia stanowi lity materiał 6 zaślepiający perforację.To protect the perforation 4 of the wedge 1 of the blade against the accumulation and accumulation of the remains of the cut materials, the micro-holes of the perforation 4 were filled with synthetic resin ("Epidian"), mixed with a 50% addition of ground dolomite, acting as a filler, which at ambient temperature constitutes a solid 6 plugging material perforation.

167 604167 604

W następnej odmianie wynalazku, jako materiału 6 zaślepiającego mikrootwory perforacji 4 użyto roztopionej siarki.In a further variant of the invention, sulfur melt was used as the material 6 for plugging the micro-holes of the perforation 4.

Ostrze tnące noża według wynalazku charakteryzuje się zębatą, samoodtwarzającą się podczas ostrzenia krawędzią tnącą 2, stanowiącą linię przecinania bocznych, szlifowanych podczas ostrzenia powierzchni klina 1 oraz otwartych przez zeszlifowanie otworów perforacji 4, usytuowanych wzdłuż krawędzi tnącej 2.The cutting blade of the knife according to the invention is characterized by a toothed, self-recreating cutting edge 2 during sharpening, constituting a line of intersection of the side, ground surfaces of the wedge 1 and the open-by-grinding perforation holes 4 along the cutting edge 2.

Wykonane według wynalazku ostrza tnące ostrzy się przez równomierne, równoległe zeszlifowanie bocznych powierzchni klina 1. Stępiona krawędź tnąca 2 ulega wtedy regeneracji. Równoległe zeszlifowanie bocznych powierzchni klina 1 powoduje odsłonięcie kolejnych fragmentów otworów perforacji 4, których powierzchnie obwodów, wraz z zeszlifowanymi powierzchniami bocznymi klina 1, na linii wzajemnego przenikania, stanowią odtworzoną przez ostrzenie zębatą krawędź tnącą 2. Lity materiał 6 w częściach odsłoniętych przez zeszlifowanie obwodów otworów perforacji 4, przy krawędzi tnącej 2, ulega wykruszeniu i wypadnięciu, odsłaniając przez to pożądaną, zębatą geometrię krawędzi tnącej 2. W pozostałych otworach perforacji 4 zostaje, zaślepiając je i uniemożliwiając przez to wnikanie w nie resztek materiału przecinanego. W niektórych, szczególnych zastosowaniach istnieje możliwość zastosowania do zaślepiania otworów perforacji 4 materiałów 6 o innych, specjalnych własnościach, np. zmniejszającego tarcie teflonu, chemicznych lub radioaktywnych substancji znakujących i. t. p.The cutting blades made according to the invention are sharpened by uniformly, parallel grinding of the side surfaces of the wedge 1. The dull cutting edge 2 is then regenerated. Parallel grinding of the side surfaces of the wedge 1 exposes successive fragments of the perforation holes 4, the circumferential surfaces of which, together with the grinding side surfaces of the wedge 1, on the line of mutual penetration, constitute a tooth cutting edge reproduced by sharpening 2. Solid material 6 in parts exposed by grinding the circumferences of the holes the perforation 4 at the cutting edge 2 crumbles and falls off, thereby exposing the desired toothed geometry of the cutting edge 2. The remaining openings are left with the perforation 4, blocking them and thus preventing the penetration of any residual material being cut. In some specific applications, it is possible to use materials 6 with other special properties to plug the perforation holes 4, e.g. friction-reducing Teflon, chemical or radioactive labeling substances, etc.

Ostrza tnące według wynalazku mogą być stosowane zarówno w nożach brzeszczotowych, o prostoliniowym lub wygiętym przebiegu krawędzi tnącej, jak też w nożach tarczowych.The cutting blades according to the invention can be used both in circular knives with a straight or curved cutting edge course, as well as in circular knives.

W zależności od konstrukcji, kształtu i przeznaczenia noża przyjmuje się określoną koncepcję perforacji 4.Depending on the design, shape and purpose of the knife, a specific perforation concept is adopted 4.

Perforacja 4 w postaci regularnie rozmieszczonych walcowych mikrootworów, jest najłatwiejsza do przemysłowego wytwarzania, zapewniającego uzyskanie powtarzalnych wyników. Usytuowanie otworów pod stałym kątem fi, w szeregach równooddalonych od krawędzi tnącej 2 umożliwia też uzyskanie ściśle określonej, pożądanej geometrii wszystkich krawędzi tnących 2, pod warunkiem jednak bardzo precyzyjnie przeprowadzonej operacji ostrzenia, co w zasadzie możliwe jest jedynie w przypadku noży krążkowych i prostoliniowych brzeszczotów. W przypadku braku możliwości lub warunków do tak precyzyjnego ostrzenia, lepsze i bardziej równomierne własności tnące krawędzi tnącej 2 zapewniają perforacje rozmieszczone losowo, zarówno w zakresie wzajemnego rozstawienia, jak i kąta fi.Perforation 4 in the form of regularly spaced cylindrical micro-holes is the easiest to produce industrially, ensuring reproducible results. The location of the holes at a constant angle, in rows equidistant from the cutting edge 2, also makes it possible to obtain a precisely defined, desired geometry of all cutting edges 2, provided, however, that the sharpening operation is carried out very precisely, which is possible only in the case of circular knives and straight saw blades. When such precise sharpening is not possible or conditions are impossible, better and more even cutting properties of the cutting edge 2 are provided by randomly distributed perforations, both in terms of mutual spacing and the angle fi.

Ze względu na przebieg procesu cięcia i własności materiałów ciętych, charakteryzujących się np. strukturą włóknistą, korzystnym jest niekiedy różnicowanie otworów perforacji 4 pod względem ich średnicy.Due to the course of the cutting process and the properties of the cut materials, characterized e.g. by a fibrous structure, it is sometimes advantageous to differentiate the perforation holes 4 with respect to their diameter.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 1.50

Claims

Patent claims

1. The cutting blade of a knife or other cutting tool, in particular intended for multiple sharpening, having the shape of a sharp-angled wedge in cross-section with a cutting edge located at the tip, making a tangential movement in relation to the material being cut, characterized in that from the side of the cutting edge (2 ) in the spare part (z) of the wedge (1), to be ground during subsequent sharpening, it has perforations (4) in the form of preferably cylindrical through micro-holes, the axes (5) of which are situated in relation to the axis of symmetry (3) of the wedge (i) under angle (B), ranging from 1 to 90 °.

2. The blade according to claim The method of claim 1, characterized in that the perforations (4) are arranged alternately symmetrically along the cutting edge (2) on both symmetry axes (3) of the wedge (1).

3. The blade of claim A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the perforations (4) in the spare part (z) of the wedge (1) intended for subsequent sharpening are filled with a material (6) different from the material of the wedge (1), preferably brittle and non-porous non-metallic material, which, during sharpening, falls out of the open portions of the perforation holes (4) at the cutting edge (2), thereby revealing the toothed geometry of the cutting edge.