专利名称：碎纸机的圆形波浪式刀片及刀片模块的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种碎纸机用切割刀片的改良，特别是提供一种以薄金属片通过模具机械冲压一体成型构成的圆形波浪式刀片模块基础、或以压铸一体成型构成的圆形波浪式刀片模块。
背景技术：
众所周知用以破碎纸张的碎纸机，其作动原理以多数切割刀片(cutting blades)搭配间隔环(spacers)穿置在旋转刀轴(rotary shafts)上，利用马达及齿轮装置(motor and gear box)驱动该两支平行且相对旋转的刀轴对通过的纸张利用剪力使纸张被切割成细条状。而碎纸机依其机械切割模式不同，区分为直条式碎纸机(stripe-cut shredders)及粉碎式碎纸机(cross-cut shredders)两种，前者是将切割用刀片规格排列在旋转刀轮上将纸张纵向切割成长条状，后者的刀片上则具有一个以上的钩状刀刃，且刀片在旋转刀轮上以螺旋状排列，使纸张不仅被纵向切割成条状，更被横向裁断成约4mm×40mm的粉碎状纸片。
请参阅图1传统刀片的组合立体图及图2传统刀片的动作图所示，该传统刀片以厚约2mm的金属板片为材料，通过模具以机械冲压成型为圆形刀片，刀片中心形成一可供旋转刀轴贯穿的多角形中心孔A1，刀片圆周每间隔约120度向外突出形成有钩状刀刃A2，当如图所示贯穿在旋转刀轴S的两支刀片以背对背(back-to-back)方式合并成一刀片组A时，该两支刀片的钩状刀刃将形成近似V字形刀口A3，而对面的旋转刀轴S’上则将两支刀片以间隔环(图中未示)隔开并以面对面(face-to-face)方式形成另一刀片组A’。待破碎纸张通过两支相对旋转的刀轴S、S’时，经由刀片圆周亦即所谓刀辐A4与刀辐A4间的相对转动，使纸张被如同剪刀般切开，再经由钩状刀刃A2与对面刀辐A4的相对运动将业已切开之纸条横向裁断成约4mm×40mm的碎状纸片。
在上述传统刀片的碎纸过程中，为能顺利将纸条横向裁断，通常需要角度适当且极为锋利的刀刃方能胜任，但由于刀片以模具冲压成型，因此随着模具使用时间所递增的损耗，刀刃的锋利度将愈来愈差直到更新模具方能改善，造成刀片的生产品质不一，为能维持刀片的生产品质，势必缩短模具的使用期限，但相对提高因更新模具所增加的生产成本。此外，传统刀片的厚度等同于切开后纸条的宽度，而为能确保刀刃在进行横向裁断时的强度，刀片厚度不能太薄否则刀刃将会有变形甚至碎裂的可能，但此一限制却造成材料成本居高不下，实无法因应碎纸机价格竞争日益剧烈的产业现况。此外，由于传统刀片的厚度等同于切开后纸条的宽度，而该宽度所在位置即为横向裁断点，因此该截面宽度愈窄，横向裁断所需的马达输出功率愈小，换言之，马达将较为省力。但由于传统刀片切开的纸条宽达4mm，因此需要马达输出较大功率来完成钩状刀刃与刀辐间的相对运动方能顺利横向裁断纸条
实用新型内容
本创作人有鉴于此，即思考一种能够解决上述常用产品缺点的碎纸机用切割刀片，经长期研究与测试终于创作出一种圆形波浪式刀片组。
本实用新型的首要目的在于提供一种碎纸机的圆形波浪式刀片，以薄金属片通过模具机械冲压一体成型为圆形波浪式刀片，以有效降低生产材料成本，及减轻刀片的整体重量进而舒解马达负载并降低耗电率。
本实用新型的再一目的在于提供一种种碎纸机的圆形波浪式刀片模块，将圆形波浪式刀片以面对面(face-to-face)及背对背(back-to-back)并合成的刀片组，通过压铸方式制成两套一体成型的刀片模块。
本实用新型的次一目的在于提供一种碎纸机的圆形波浪式刀片，通过圆形波浪式刀片的曲面变化使纸张被破碎成由窄小两端逐渐向中间扩大的双锥形纸片，使横向裁断该两端截面所需的马达输出功率降低，以减轻马达负载并降低耗电率。
为达到上述目的，本实用新型揭示一种一体成型的圆形波浪式刀片，该圆形刀片包括一一周边；一波浪式刀幅，包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧，其中该具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置；钩状刀刃，形成于具有第一曲面的拱弧周边；其中，圆形刀片的波浪式刀幅用于纵向切割纸张，而该钩状刀刃则用于横向裁断纸条，形成双锥形碎状纸片。
根据本实用新型的其中一态样，本实用新型揭示一种一体成型的圆形波浪式刀片模块，该圆形刀片模块包括二只圆形刀片，每一只圆形刀片包括一周边；一波浪式刀幅，包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧，其中该等具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置；钩状刀刃，形成于具有第一曲面的拱弧周边；及其中该等圆形刀片以具有同一曲面的拱弧相对的方式排列；且其中，圆形刀片的波浪式刀幅用于纵向切割纸张，而该等钩状刀刃则用于横向裁断纸条，形成双锥形碎状纸片。
根据本实用新型的其中一态样，其特征在于该等拱弧等距或不等距配置在该刀幅上。
根据本实用新型的其中一态样，其特征在于该刀幅上形成至少一朝其所在拱弧的曲面相反方向凸出的凸肋。
根据本实用新型的其中一态样，其特征在于该至少一凸肋形成在另一未形成任何钩状刀刃的拱弧。
根据本实用新型的其中一态样，其特征在于该刀片的周边一体成型为锯齿状。
根据本实用新型的其中一态样，其特征在于该刀片的中心形成一多角形孔。
图1为传统碎纸机刀片的组合立体图；图2为传统碎纸机刀片的动作图；图3为本实用新型圆形波浪式刀片的立体图；图4为本实用新型圆形波浪式刀片的前视图；图5为本实用新型圆形波浪式刀片的仰视图；图6为本实用新型圆形波浪式刀片的侧视图；图7为本实用新型圆形波浪式刀片组立在旋转刀轴的外观立体图；图8为本实用新型圆形波浪式刀片组于切割纸张时的动作图；图9为将数组刀片组装于旋转刀轴的平面图；图10为本实用新型圆形波浪式刀片另一实施例的立体图，该圆形波浪式刀片具有三只钩状刀刃；图11为图10中圆形波浪式刀片的前视图；图12为沿图11中12-12线所取的剖面示图；图13为沿图11中13-13线所取的剖面示图；图14为本实用新型圆形波浪式刀片另一实施例的立体视图，该圆形波浪式刀片具有四只钩状刀刃；图15为图14中圆形波浪式刀片的前视图；
图16为沿图15中16-16线所取的剖面示图；图17为沿图15中17-17线所取的剖面示图；及图18为本实用新型的另一实施例，其中每一圆形波浪式刀片模块由压铸一体成型构成之。
具体实施方式
请参阅图3至图6，其中图3及图4分别揭露本实用新型波浪式刀片的立体图及前视图；图5及图6则分别揭露本实用新型波浪式刀片的仰视图及侧视图。
上述各图揭露一种革命性的碎纸机用切割刀片1，依不同规格的碎纸机一次所能容许的最多进纸张数(sheet capacity)，本实用新型可选用最薄约0.3mm的金属片为材料，通过模具机械冲压成圆形，并成型为二只具有第一曲面的拱弧B及二只具有第二曲面的拱弧B’的波浪式刀幅12，其中该具有第一曲面的拱弧B与具有第二曲面的拱弧B’呈交互配置，较佳的实施例以等距配置在该刀幅12上，但并不排除不等距配置在该刀幅12上的可能性。该圆形刀片周边11如图3所示乃一体成型为连续锯齿状，该锯齿状周边11具有将待碎纸张向下拉的作用，以供纵向切割纸张。
如图5及图6所示，具有第一曲面的拱弧B周边11分别一体成型为钩状刀刃13，供横向裁断业已切开的纸条成碎状纸片，而具有第二曲面的拱弧B’则未形成任何钩状刀刃。刀片1的中心则开设一多角形孔16供旋转刀轴贯穿联结。
在本实施例中，通过模具机械冲压成型为圆形，且具有包括二只具有第一曲面的拱弧B’及具有第二曲面的拱弧B’的波浪式刀幅12，其中该具有第一曲面的拱弧B与具有第二曲面的拱弧B’呈交互配置，且具有第一曲面的拱弧B周边11分别一体成型为钩状刀刃13，供横向裁断业已切开的纸条成碎状纸片，而具有第二曲面的拱弧B’则未形成任何钩状刀刃。
但是，为适应进纸张数(sheet capacity)的增加而必须采用较大尺寸的刀片时，上述实施例中间隔约180度的两个钩状刀刃将无法负荷，因此必须增加为间隔约120度的三个钩状刀刃或间隔约90度的四个钩状刀刃，而上述实施例中的四只拱弧也必须随的增加为六只、八只或更多数量的拱弧因应配合。
如图10至图13所示者，即为具有六只拱弧的圆形波浪式刀片100。该圆形波浪式刀片100通过模具机械冲压成型为圆形，且具有包括三只具有第一曲面的拱弧B及三只具有第二曲面的拱弧B’的波浪式刀幅112，其中该具有第一曲面的拱弧B与具有第二曲面的拱弧B’呈交互配置(图13)。具有第一曲面的拱弧B周边111一体成型为钩状刀刃113，供横向裁断业已切开的纸条成碎状纸片，而具有第二曲面的拱弧B’则未形成任何钩状刀刃。该圆形刀片周边111如图10所示，一体成型为连续锯齿状，以供纵向切割纸张。
如图14至图17所示者，为具有八只拱弧的圆形波浪式刀片200。该圆形波浪式刀片200通过模具机械冲压成型为圆形，且具有包括四只具有第一曲面的拱弧B及四只具有第二曲面的拱弧B’的波浪式刀幅212，其中该等具有第一曲面的拱弧B与具有第二曲面的拱弧B’呈交互配置(图16及图17仅显示拱弧B)。具有第一曲面的拱弧B周边211一体成型为钩状刀刃213，供横向裁断业已切开的纸条成碎状纸片，而具有第二曲面的拱弧B’则未形成任何钩状刀刃。该圆形刀片周边211如图14所示，一体成型为连续锯齿状，以供纵向切割纸张。参照图3所示，根据本实用新型的一较佳实施例，对于仅具有二只钩状刀刃的刀片，由于二刀刃间隔角度大，故刀幅12上可冲压成型若干朝其所在拱弧B或B’的曲面相反方向凸出的凸肋50，以强化刀片1的抗弯强度。图3中，凸肋50形成在圆形刀片1中未形成任何钩状刀刃的拱弧B’上，当然亦可形成在圆形刀片1中该对形成有钩状刀刃13的拱弧B上。
请参阅图7的组合立体图所示，将上述以薄金属片通过模具机械冲压成型为规格化的圆形波浪式刀片1，依序贯穿在第一及第二旋转刀轴S，S’后即组立成碎纸机最重要的切割用旋转刀具。在组立时，使二相对的刀片1的钩状刀刃13位在同一对应位置，且第一旋转刀轴S上的刀片1的钩状刀刃13与第二旋转刀轴S’上的刀片1的钩状刀刃13交错排列。如图9所示，第一旋转刀轴S上的圆形波浪式刀片以其具有钩状刀刃13的该对拱弧B相对的方式合并成第一刀片组，第二旋转刀轴S’上的圆形波浪式刀片则以其该对非具有钩状刀刃13的该对拱弧B’相对的方式合并成第二刀片组。
上述第一旋转刀轴S以合并方式形成的第一刀片组，及第二旋转刀轴S’以合并方式形成的第二刀片组，在实务上亦可采用压铸(DieCasting)一体成型，易言之，亦即将上述以合并方式形成的第一刀片组及第二刀片组，分别以不同模具压铸成型构成如图18所示的刀模块60，70，虽然以压铸成型的制造成本及加工成本较高不一定能满足经济效益，但对于需要重切割(heavy duty)的碎纸机而言，上述替代方式在实务上仍可实现。以图7及图9为例，该第一旋转刀轴S上第一刀片21与第二刀片22以其该对具有钩状刀刃13的拱弧B相对的方式合并成第一刀片组。由于刀片21、22的刀辐包括二只具有第一曲面的拱弧及二只具有第二曲面的拱弧，其中具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧系呈交互配置，因此该第一刀片21与第二刀片22的该对具有钩状刀刃13的拱弧B为合并接触状态，但第一刀片21与第二刀片22的未具有钩状刀刃13的拱弧B’则为分离状态而形成一开放空间23；反之，该第二旋转刀轴S’上第一刀片31与第二刀片32则以非具有钩状刀刃13的拱弧B’相对的方式合并成第二刀片组，同样因为刀片31、32的刀辐包括二只具有第一曲面的拱弧及二只具有第二曲面的拱弧，其中具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置，因此该第一刀片31与第二刀片32的该对具有钩状刀刃的拱弧B为分离状态而形成一开放空间33，但其中一只刀片32与相邻的另一第二刀片组中的另一只刀片31’的钩状刀刃则为合并接触状态。经由上述排列，当两支旋转刀轴S、S’彼此反向旋转时，第一旋转刀轴S上第一刀片21与第二刀片22合并后的钩状刀刃恰可插入第二旋转刀轴S’上第一刀片31与第二刀片32的开放空间33。而当二相对的钩状刀刃合并接触时，恰可供横向裁断业已切开的纸条成碎状纸片。
请配合参阅图7本实用新型的动作图及图9的平面图所示，由于规格化的圆形波浪式刀片包括二只具有第一曲面的拱弧及二只具有第二曲面的拱弧，且其中该等具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置，而构成曲面变化，使相对应的刀片组无论任何时间其刀辐均维持一定的贴合间隙，亦即，如果从端面投影方向观察，装置在不同旋转刀轴上的刀片与刀片彼此间的重叠量将恒为固定，也惟有如此方能确保当两支旋转刀轴相互反向旋转时，刀辐与刀辐间的相对运动才能产生如剪刀般的切割效果(如图9所示)。当其中一旋转刀轴对应刀片组位于拱弧B周边11的钩状刀刃13旋转至合并的位置时，钩状刀刃13将与另一旋转刀轴上的圆形刀片的拱弧B’的刀辐12配合将纸条裁断。
随着本实用新型圆形波浪式刀片的曲面变化，使纸张被破碎成窄小两端逐渐向中间扩大的双锥形纸片，由于纸片两端横向裁断位置，因此该断面愈窄，横向裁断所需的马达输出功率愈小，换言之，马达能以最轻负载供应横向裁断所需的功率，而马达负载一旦减轻，即耗电率降低，马达使用寿命亦可相对延长。
此外，传统刀片以厚约2mm的金属板片冲压成型，而本实用新型中以冲压成之的圆形波浪式刀片最薄可采用约0.3mm的金属片冲压成型，两者材料成本差距甚大，而减轻重量的刀片，同样将嘉惠马达能以最轻负载供应裁切纸张所需的功率，使马达负载减轻延长其使用寿命并降低耗电率。而本实用新型中的压铸成型的圆形波浪式刀片模块的制造方式更为简便，诸多特点均明显降低生产成本，进而大幅提升碎纸机的市场竞争力。
综合以上所述，本实用新型以薄金属片冲压成型为圆形刀片，或以压铸方式成型为图形刀片模块，且该圆形刀片包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧的波浪式刀幅，其中该具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置；该圆形刀片周边一体成型为锯齿状，供纵向切割纸张。具有第一曲面的拱弧周边另形成钩状刀刃以供横向裁断纸条成双锥形碎状纸片的革命性特殊构造，已有效降低生产材料成本及减轻马达负载并降低耗电率，进而大幅提升碎纸机的市场竞争力。
权利要求1.一种碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，包括一周边；一波浪式刀幅，包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧，其中该具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置；钩状刀刃，形成于具有第一曲面的拱弧周边。
2.如权利要求1所述的碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，该等拱弧为等距或不等距配置在该刀幅上。
3.如权利要求1所述的碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，该刀幅上形成至少一朝其所在拱弧的曲面相反方向凸出的凸肋。
4.如权利要求3所述的碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，该至少一凸肋形成在另未形成任何钩状刀刃的拱弧上。
5.如权利要求1所述的碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，该周边为一体成型为锯齿状。
6.如权利要求1所述的碎纸机的圆形波浪式刀片，其特征是，该刀片的中心形成一多角形孔。
7.一种碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该圆形刀片模块包括二只圆形刀片，每一只圆形刀片包括一周边；一波浪式刀幅，包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧，其中该具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧系呈交互配置；钩状刀刃，形成于具有第一曲面的拱弧周边；及其中该等圆形刀片具有同一曲面的拱弧相对的方式排列。
8.如权利要求7所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模，其特征是，该拱弧等距配置在各刀幅上。
9.如权利要求7所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该每一圆形刀片的刀幅上形成至少一朝其所在拱弧的曲面相反方向凸出的凸肋。
10.如权利要求9所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该至少一凸肋形成在另未形成任何钩状刀刃的拱弧上。
11.如权利要求7所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该等圆形刀片的具有钩状刀刃的拱弧为合并接触的方式排列。
12.如权利要求7所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该等周边分别一体成型为锯齿状。
13.如权利要求7所述的碎纸机的圆形波浪式刀片模块，其特征是，该刀片模块的二圆形刀片中心分别形成一多角形孔。
专利摘要本实用新型为一种碎纸机的圆形波浪式刀片，主要是以圆形波浪式刀片为构成刀片模块的基础，该圆形刀片包括一周边；一波浪式刀辐，包括至少二只具有第一曲面的拱弧及至少二只具有第二曲面的拱弧，其中该具有第一曲面的拱弧与具有第二曲面的拱弧呈交互配置；钩状刀刃，形成于具有第一曲面的拱弧周边；其中，圆形刀片的波浪式刀辐用于纵向切割纸张，而该钩状刀刃则用于横向裁断纸条，形成双锥形碎状纸片，具有降低生产材料成本及减轻马达负载降低耗电率等功能，以提升碎纸机的市场竞争力。
文档编号B02C18/14GK2673503SQ20032010439
公开日2005年1月26日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者黄崇渊 申请人:世庆实业有限公司