AT517762A1 - Schneidwerkzeug zum Trennen von Flachmaterialien - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug (S) aus härtbarem Stahl zum Trennen von Flachmaterialien, beispielsweise Pappe, Wellpappe, Wabenkarton, Kunststoffplatten und dergleichen, bestehend aus einem bandförmigen Grundkörper, der in Längsrichtung einerseits einen Arbeitsbereich (1) mit Schneidzähnen (11) und andererseits einen Stützbereich (2) mit einer Stützfläche (22), gegebenenfalls mit einer Vielzahl von Stützflächen (22,22‘) aufweist. Um beim Durchtrennen von Flachmaterialien im Querschnitt ebene Schnittflächen zu erstellen und die Eindringtiefe der Spitzen des Schneidwerkzeuges in die nachgebende Abstützung des flächigen Materials zu minimieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schneidzähne (11) mit Spitzen (111) mit Radien bis 2.0 mm und von diesen ausgehend mit Schneidflanken (112,112‘,112‘‘) mit einem Winkel α von 60° bis 90° zueinander gebildet sind, wobei in Längsrichtung des Schneidwerkzeuges (S) benachbarte Schneidzähne (11,11‘) einen unterschiedlichen Abstand (A,A‘) der Schneidspitzen (111, 111‘, 111‘‘) von der (den) gegenüberliegenden Stützfläche(n) (22, 22‘) aufweisen.

Description

Schneidwerkzeug zum Trennen von Flachmaterialien
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug aus härtbarem Stahl zum Trennen von Flachmaterialien, beispielsweise Pappe, Wellpappe, Wabenkarton, Kunststoffplatten und dergleichen, bestehend aus einem bandförmigen Grundkörper, der in Längsrichtung einerseits einen Arbeitsbereich mit Schneidzähnen und andererseits einen Stützbereich mit einer Stützfläche, gegebenenfalls mit einer Vielzahl von Stützflächen, aufweist.
Flachmaterialien aus nachgiebigen Werkstoffen bei hohen örtlichen Belastungen stellen ein geeignetes Verpackungsmittel für eine Lieferung von Gütern an Kunden oder Betriebe dar.
Ausgewählte Verpackungsmaterialien wie Pappe, Wellpappe, Wabenkarton, Kunststoffbahnen und dergleichen gewährleisten in der Regel einen unversehrten Transport auch von spröden sperrigen Gütern. Für ein Verbringen von gleichgeformten und gleichartigen Gütern werden die meist faltbaren Formen der Verpackungsrohreile aus Bahnen oder Flächen aus dem jeweiligen Flächenmaterial ausgestanzt, welche Verpackungsrohteile leicht zu Behältnissen formbar sind.
Ein Ausstanzen dieser Verpackungsrohteile aus dem Flachmaterial erfolgt mittels Flachoder Rotations-Stanzeinrichtungen, welche mit Schneidwerkzeugen bestückt sind.
Schneidwerkzeuge, die in der Fachsprache auch Schneidlinien oder Stanzlinien genannt werden, haben durchwegs einen bandförmigen Grundkörper und weisen in dessen Längsrichtung einerseits einen schneidenden Arbeitsbereich und andererseits einen Stützbereich auf.
Der Arbeitsbereich bzw. die Schneide wird in der Regel mit Zähnen ausgebildet, um ein leichtes Durchdringen des Schneidwerkzeuges durch das Stanzgut mit einer Ausbildung von gewünscht unverformten Schnittflächen zu erreichen.
Ausführungsformen der Schneide des Werkzeuges mit Zähnen, welche auch gehärtete Schneidkanten aufweisen können, sind bekannt und werden mit Vorteil eingesetzt.
Bei neuartigen Flachmaterialien mit bestimmten mechanischen Eigenschaftsprofilen wie verbesserte Stoßaufnahme, höhere Knickstabilität und dergleichen sowie beim verstärkten Einsatz von Recyclingmaterialien bei der Herstellung derselben verformen zumeist die Zahnspitzen bei der Schnitterzeugung die Oberflächenschicht vor dem Eindringen in das Flachmaterial. Eine örtlichen Einbeulung und Verformungen durch eine harte und/oder nachgiebige Oberfläche von Flachmaterialien verursacht dadurch zumeist eine raue unebene Schnittfläche.
Derartige unebene Schnittflächen eines gestanzten Verpackungsrohteiles können nachteilig für das Aussehen einer Verpackung sein und eine maschinelle Einformung von Gütern in die Verpackung behindern.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile der bisherigen Trennmesser zu überwinden und ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einer Durchtrennung von Flachmaterial durch Stanzen eine Ausbildung von verformten Schnittbereichen vermeidet und über den Querschnitt ebene Schnittflächen erstellt.
Weiters ist es das Ziel der Erfindung, die Eindringtiefen der Spitzen des Schneidwerkzeuges in die nachgebende Abstützung des Flachmaterials zu minimieren.
Diese Ziele werden dadurch erreicht, dass die Schneidzähne mit Spitzen mit Radien bis 2.0 mm und von diesen ausgehend mit Schneidflanken mit einem Winkel α von 60° bis 90° zueinander gebildet sind, wobei in Längsrichtung des Schneidwerkzeuges benachbarte Schneidzähne einen unterschiedlichen Abstand der Schneidspitzen von der(den) gegenüberliegenden Stützfläche(en) aufweisen.
Eine erfindungsgemäße Ausbildung des Arbeitsbereiches eines Schneidwerkzeuges ist derart, dass die am weitesten vorragenden Spitzen der Schneidzähne mit einem jeweils gegebenen Abstand von der gegenüberliegenden Stützfläche voneinander einen großen Abstand aufweisen, wodurch bei Beginn einer Schnitterstellung eine örtliche Druckbelastung der Oberfläche des Flachmaterials weit distanziert ist. Beim Anstellen des Werkzeuges ist derart im Bereich der Zahnspitzen der örtliche Widerstand des Flachmaterials gegen Druckverformung hoch, was ein leichteres Eindringen der Zahnspitzen und einen Trennfortschritt mittels der scharfkantigen Schneidflanken des Werkzeuges mit einer geringen Belastung des Oberflächenbereiches des Flachmaterials bewirkt.
Benachbarte, im Vergleich mit den vorragenden, einen geringeren Abstand von der gegenüberliegenden Stützfläche aufweisenden Zahnspitzen sind in Längsrichtung des Werkzeuges ebenso distanziert, was ein Eindringen der Zahnspitzen in die Oberfläche des Flachmaterials durch einen hohen örtlichen Widerstand ohne bleibende Verformung begünstigt.
Ein unterschiedlicher Abstand von einer gegenüberliegenden Stützfläche von benachbarten Schneidzähnen eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges ist wesentlich und ein jeweiliger Radius der Zahnspitzen von geringer als 2 mm sowie ein Winkel α von 60° bis 90° der Schneidflanken zueinander sind erheblich im Hinblick auf eine gewünschte ebene Schnittflächenausbildung bei einem Stanzen eines Verpackungsrohlings aus einem Flachmaterial.
In einer Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges können auch drei jeweils benachbarte Schneidzahnspitzen mit jeweils unterschiedlichem Abstand zu den gegenüberliegenden Stützflächen vorgesehen sein, wodurch sich zusätzliche Vorteile im Hinblick auf eine Schnitterstellung und Ausbildung derselben ergeben.
Die weitere Zielsetzung, die Eindringtiefe von beabstandet weitest vorragenden Zahnspitzen des Werkzeuges in die Unterlage des Flächenmateriales beim Schnitt zu verringern, löst die erfindungsgemäße Ausführungsform des Arbeitsbereiches eines Schneidwerkzeuges ebenfalls durch einen unterschiedlichen Abstand von benachbarten Schneidzahnspitzen von der gegenüberliegenden Stützfläche.
Wenn die Schneidzähne Spitzen mit einem Radius von 1 mm oder geringer, jedoch von mindestens 0.1 mm aufweisen, kann in günstiger Weise ein Eindringen derselben in die Oberfläche des Flachmaterials erleichtert und eine Abnützung der Zahnspitzen im Stanzbetrieb gering gehalten werden.
Mit Vorteil beträgt der Unterschied der Abstände der Schneidspitzen benachbarter Schneidzähne von der(den) gegenüberliegenden Stützfläche(n) 0.5 bis 2.0 mm, weil dadurch den Entwicklungen auf dem Gebiet der Eigenschaften der Flachmaterialien Rechnung getragen werden kann.
Im Hinblick auf eine Stabilität des Flachmaterials bei einer Schnitterzeugung bzw. einer Stanzung hat es sich als günstig herausgestellt, wenn die Schneidflanken der Zähne jeweils einen gleichen Winkel α von 65° bis 75° zueinander aufweisen.
Wenn in vorteilhafter Weise die Schneidflanken im Querschnitt einen Schneidenwinkel ß von 40° bis 55° aufweisen, kann ein Optimum betreffend einen geringen Schneiddruck bei einer Trennung von Flachmaterial und betreffend einen geringen Schneidkantenverschleiß erreicht werden.
Ein Schneidkantenverschleiß kann weiter verringert werden, wenn die Schneidflankenbereiche bis zu einer Tiefe von 0.5 mm eine Härte von größer als 360 HB bzw. 380 HV aufweisen.
Mit Vorteil kann bei erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug der Arbeitsbereich mit den Schneidzähnen eine verschleißfeste und/oder eine reibungsmindernde Oberflächenschicht tragen.
Im Folgenden soll die Erfindung an schematischen Prinzipskizzen, die allenfalls nur einen Ausführungsweg derselben darstellen, im Vergleich mit dem Stand der Technik näher erläutert werden:
Es zeigen:
Fig.1 ein Schneidwerkzeug gemäß dem Stand der Technik
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug zum Trennen von Flachmaterialien Fig. 3 eine Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges
Zur leichteren Zuordnung der Komponenten des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges soll nachfolgende Bezugszeichenliste dienen. S Schneidwerkzeug 1 Arbeitsbereich II, 11‘,11“ Schneidzähne III, 11 T,111 “ Spitzen der Schneidzähne 112,112‘,112“ Schneidflanken α Winkel gegenüberliegender Schneidflanken zueinander 2 Stützbereich 22,22‘ Stützfläche(n) A,A‘,A“ Abstand der Schneidzahnspitzen von der Stützfläche
Zahnlänge zwischen den am weitesten vorragenden Zahnspitzen und dem Zahngrund
Fig. 1 zeigt schematisch ein im Wesentlichen bekanntes Schneidwerkzeug S zum Trennen von Flachmaterialien.
Ein bandförmiger Grundkörper weist einen Arbeitsbereich 1 mit Zähnen 11 auf, wobei von den Zahnspitzen 111 Schneidflanken 112 ausgehen, welche einen Winkel α zueinander einschließen.
Ein Stützbereich 2 des Grundkörpers hat eine Stützfläche 22, zu welcher die Spitzen 111 der Schneidzähne 11 einen gleichen Abstand A haben.
Aus einer gegebenen Zahnform mit einer bestimmten Beabstandung der Zähne 11 in Längsrichtung ergibt sich eine maximale Zahnlänge B zwischen den Zahnspitzen 111 und dem Zahngrund.
Bei einem Durchstanzen eines Flachmaterials dringen die Spitzen 111 der Zähne 11 des
Werkzeuges S mindestens mit einer Strecke vom Ausmaß B in eine flexible nachgebende Abstützung des Flachmaterials ein.
In Fig. 2 ist prinzipiell eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuges S gezeigt.
Ein Schneidbereich 1 des bandförmigen Grundkörpers weist in Längsrichtung zwischen den am weitesten vorragenden und beabstandeten Zähnen 11, also im Bereich der Zusammenführung der Schneidflanken 112, benachbarte Zähne 11 ‘ mit Zahnspitzen 111 ‘ auf, welche einen geringeren Abstand A‘ zur Stützfläche 22 haben und dadurch rückversetzt sind.
Bei einem Absenken des Schneidwerkzeuges S auf das Flachmaterial oder bei einer dergleichen Relativbewegung dringen vorerst die vorragenden, eine große Distanz aufweisenden Zahnspitzen 111 in dieses ein, wonach eine Schnitterstellung durch die Schneidflanken 112 mit geringer Belastung des Flachmaterials bis zu einer Berührung der benachbarten rückversetzten Schneidspitzen 11T der Schneidzähne 11 ‘ erfolgt.
Die einen geringen Abstand zur Stützfläche 21,21 ‘ aufweisenden Spitzen 111 ‘ der Schneidzähne 11 ‘ sind voneinander jedoch ebenfalls weit distanziert, dringen ohne bleibende Verformung in das Flachmaterial ein und vervollständigen die Trennung desselben mittels der Schneidflanken 112‘.
Mittels des erfindungsgemäßen Schneidmessers S kann nicht nur ein ebener Schnitt des Flachmaterials erreicht werden, sondern das Ausmaß des Eindringens der Zahnspitzen 111 des Schneidwerkzeuges S in die Unterlage eines Flachmaterials wird auf ein Maß B verringert, was eine Steigerung der Haltbarkeit der Unterlage im Stanzbetrieb bewirkt.
Das Maß B ergibt sich aus dem größten Abstand der maximal vorragenden Zahnspitzen 111 über dem Zahngrund.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, können bei einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeuges S zwischen den am weitesten vorragenden Zähnen 11 und den rückversetzten Zähnen 11 “ weiter rückversetzte Zähne 11“ im Arbeitsbereich 1 angeordnet sein.
Bei allen Vorteilen wird bei einer derartigen Ausführungsform der Schneidzähne 11,11“, 11“ im Arbeitsbereich 1 eine Eindringtiefe B der vorragenden Zähne 11 in eine Unterlage eines Flachmaterials weiter verringert.
Erfindungsgemäße Schneidwerkzeuge weisen insbesondere beim Rotationsstanzen erhebliche Vorteile, unter anderem gleichmäßigen Maschinenlauf, reduzierte Biegebeanspruchung der Zähne, hohe Maßgenauigkeit der Zuschnitte und dergleichen, auf.

Claims (7)

  1. Patentansprüche
    1. Schneidwerkzeug (S) aus härtbarem Stahl zum Trennen von Flachmaterialien, beispielsweise Pappe, Wellpappe, Wabenkarton, Kunststoffplatten und dergleichen, bestehend aus einem bandförmigen Grundkörper, der in Längsrichtung einerseits einen Arbeitsbereich (1) mit Schneidzähnen (11) und andererseits einen Stützbereich (2), mit einer Stützfläche (22), gegebenenfalls mit einer Vielzahl von Stützflächen 22, 22‘) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne (11) mit Spitzen (111) mit Radien bis 2,0 mm und von diesen ausgehend mit Schneidflanken (112,112‘,112“) mit einem Winkel α zueinander von 60°bis 90° gebildet sind, wobei in Längsrichtung des Schneidwerkzeuges (S) benachbarte Schneidzähne (11, 11 ‘,11 “) einen unterschiedlichen Abstand (A, A‘,A“) der Schneidspitzen (111, 111 ‘, 111“) von der (den) gegenüberliegenden Stützfläche(en) (22, 22‘) aufweisen.
  2. 2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne (11,11‘,11“) Spitzen (111,11 T,111“) mit einem Radius von 1 mm oder geringer aufweisen.
  3. 3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Abstände (A, A‘,A“) der Schneidspitzen (111,111“, 111“) benachbarter Schneidzähne (11,1 T,11 “) von der (den) gegen überliegenden Stützfläche (en) (22,22‘) 0.5 bis 2.0 mm beträgt.
  4. 4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflanken (112,112‘,112“) der Zähne jeweils einen gleichen Winkel α von 65° bis 75° zueinander aufweisen.
  5. 5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflanken (112,112‘, 112“) im Querschnitt einen Schneidenwinkel ß von 40° bis 55° aufweisen.
  6. 6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidflankenbereiche bis zu einer Tiefe von 0,5 mm eine Härte von größer 360 HB bzw. 380 HV aufweisen.
  7. 7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbereich (1) mit den Schneidzähnen (11,1 T,11“) eine verschleißfeste und/oder reibungsmindernde Oberflächenschicht trägt.
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