DE102007031904B4

DE102007031904B4 - Schneid- und/oder Ritzwerkzeug

Info

Publication number: DE102007031904B4
Application number: DE102007031904A
Authority: DE
Inventors: Horst Peter Kämmerling-Essmann
Original assignee: ESSMANN AND SCHAEFER GmbH and Co KG
Current assignee: Essmann and Schaefer and Co Kg 42369 Wupper De GmbH
Priority date: 2006-08-15
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: DE102007031904A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneid- und/oder Ritzwerkzeug (1), insbesondere zur Verwendung zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie. Dieses besteht aus einer Klinge (2) aus Stahl mit einer Schneidkante (4) und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante (4) gebildeten und bis zu einer Seitenfläche (8) der Klinge (2) verlaufenden Fase (6), die im Querschnitt gesehen derart mit einem Krümmungsradius (R1) gekrümmt ausgebildet ist, dass jede an die Fase (6) angelegte Tangente mit einer parallel zu der Seitenfläche (8) und durch die Schneidkante (4) verlaufenden Klingenachse (10) einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist. Die Fase (6) weist in Richtung der Seitenfläche (8) einen Übergangsabschnitt (12) auf, der derart mit einem von dem Krümmungsradius (R1) der Fase (6) abweichenden zweiten Krümmungsradius (R2) konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase (6) über den Übergangsabschnitt (12) stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche (8) übergeht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneid- und/oder Ritzwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Werkzeug ist durch das deutsche Gebrauchsmuster DE 296 16 585 U1 bekannt. Durch seine besondere Ausgestaltung hat sich dieses bekannte Werkzeug in der Praxis bereits gut bewährt. Es weist eine grundsätzlich scharfe, spitzwinklige Schneidkante auf. Durch die konvexe Ausgestaltung der Fase kommt es während des Eindringens der Klinge in das zu schneidende Gut über die Schnitttiefe zur Ausbildung jeweils unterschiedlicher wirksam werdender Keilwinkel, die durch die Winkel jeweils zwischen den in Richtung der Schneidkante an die Fase angelegten Tangenten und der in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse bestimmt werden. Ausgehend von der Schneidkante des Werkzeugs in Richtung auf die Oberseite des zu schneidenden Gutes nehmen diese Winkel stetig ab. Mit dieser Winkelveränderung ist ursächlich von der Schneidkante des Werkzeugs ausgehend über die Länge der Fase eine Veränderung des Verhältnisses einer Normalkraftkomponente zu einer Querkraftkomponente der Schnittkraft verbunden. An der Schneidkante ist die Normalkraftkomponente im Vergleich zur Querkraftkomponente groß, während am anderen Ende der Fase ein Minimalwert des Verhältnisses von Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente erreicht wird. Durch die Größe und den Verlauf der konvexen Krümmung der Fase kann dieses Verhältnis vorteilhafterweise in Anpassung an die Beschaffenheit des zu schneidenden Gutes kontrolliert gesteuert werden, wodurch auch eine Rissbildung bzw. Berstung vor der Schneidkante wirksam vermieden wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Schneid- und/oder Ritzwerkzeug bezüglich seiner Gebrauchseigenschaften weitergehend zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird dies gemäß dem Anspruch 1 dadurch erreicht, dass die Fase in Richtung der Seitenfläche einen Übergangsabschnitt aufweist, der derart mit einem von dem Krümmungsradius der Fase abweichenden zweiten Krümmungsradius konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase über den Übergangsabschnitt stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche übergeht, wobei der zweite Krümmungsradius des Übergangsabschnittes kleiner als der erste Krümmungsradius der Fase ist und insbesondere das 0,05- bis 0,5-fache des ersten Krümmungsradius beträgt.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird der mechanische Widerstand beim Schnittvorgang vorteilhaft reduziert. Außerdem wird durch den stetigen Übergang eine Staubbildung nahezu vermieden, zumindest aber deutlich verringert. Ferner werden auch die Einreißgefahr des Stanzgutes sowie auch die Beschädigungsgefahr der Klinge bei einem Biegevorgang reduziert, und es werden undefinierte Brüche vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand der Zeichnung und eines daran veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur einen stark vergrößerten Querschnitt durch einen schneidenseitigen Abschnitt des erfindungsgemäßen Schneid- und/oder Ritzwerkzeugs.
Ein erfindungsgemäßes Schneid- und/oder Ritzwerkzeug 1 besteht aus einer Klinge 2 aus Stahl mit einer scharfen Schneidkante 4 und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante 4 gebildeten Fase 6, die von der Schneidkante 4 bis zu einer Seitenfläche 8 der Klinge 2 verläuft. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Klinge 2 – bezogen auf eine parallel zur Seitenfläche 8 durch die Schneidkante 4 verlaufende Klingenachse 10 – symmetrisch mit zwei die Schneidkante 4 bildenden, gleichartigen Fasen 6 ausgebildet. Die bzw. jede Fase 6 ist – im Querschnitt gesehen – derart mit einem Krümmungsradius R1 konvex gekrümmt ausgebildet, dass jede in einem beliebigen Punkt an die Fase 6 angelegte Tangente (nicht eingezeichnet) mit der Klingenachse 10 einen ebenfalls nicht eingezeichneten Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist.
Insoweit entspricht das Werkzeug 1 dem Gegenstand des eingangs genannten Gebrauchsmusters DE 296 16 585 U1 , weshalb darauf sowie auch auf die obigen Erläuterungen dazu in vollem Umfang Bezug genommen wird.
Das Werkzeug 1 wird als Klinge zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie eingesetzt. Dabei wird die Klinge 2 mit der Schneidkante 4 gegen ein zu schneidendes Schneidgut, senkrecht zu dessen Oberfläche bewegt. Dabei kann das Schneidgut gänzlich durchgeschnitten oder angeritzt werden.
Erfindungsgemäß weist nun die/jede Fase 6 in Richtung der Seitenfläche 8 einen Übergangsabschnitt 12 auf, der derart mit einem von dem erwähnten, ersten Krümmungsradius R1 der Fase 6 abweichenden zweiten Krümmungsradius R2 konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase 6 über den Übergangsabschnitt 12 stetig, d. h. stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche 8 übergeht.
Bevorzugt ist der zweite Krümmungsradius R2 des Übergangsabschnittes 12 kleiner als der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6, und zwar liegt R2 insbesondere im Bereich des 0,05- bis 0,5-fachen Wertes von R1, d. h. es gilt: R2 = (0,05 bis 0,5)·R1. Der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6 ist zunächst jedenfalls deutlich größer als der senkrecht zur Seitenfläche 8 gemessene Abstand zwischen der Seitenfläche 8 und der Klingenachse 10 und entspricht zweckmäßig dem ein- bis fünffachen Wert einer Fasenlänge L. Diese Fasenlänge L entspricht der Länge einer (im Querschnitt) zwischen der Schneidkante 4 und einem Übergangspunkt 14 zwischen dem Übergangsabschnitt 12 und der angrenzenden Seitenfläche 8 verlaufenden Sekante S. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung entspricht der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6 dem ein- bis zweifachen, insbesondere dem 1,5 bis 1,6-fachen Wert der Fasenlänge L. Damit können besonders günstige Schnitteigenschaften durch ein optimiertes Verhältnis von Normal- zu Querkraftkomponente erreicht werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Sekante S mit der Klingenachse 10 einen spitzen Winkel α einschließt, der im Bereich von 15° bis 35° liegt und vorzugsweise etwa 27° beträgt.
Alternativ zu der dargestellten symmetrischen Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Fasen 6 liegt es im Bereich der Erfindung, die Klinge 2 asymmetrisch mit nur einer Fase 6 oder mit zwei bzgl. Krümmungsradius R1 und/oder Fasenlänge L unterschiedlichen Fasen 6 auszubilden.
Bezüglich weitere Ausgestaltungsmerkmale entspricht das erfindungsgemäße Werkzeug 1 weitgehend dem DE 296 16 585 U1 , auf welches deshalb nochmals in vollem Umfang Bezug genommen wird.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims

Schneid- und/oder Ritzwerkzeug (1), insbesondere zur Verwendung zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie, bestehend aus einer Klinge (2) aus Stahl mit einer Schneidkante (4) und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante (4) gebildeten und bis zu einer Seitenfläche (8) der Klinge (2) versaufenden Fase (6), die im Querschnitt gesehen derart mit einem Krümmungsradius (R1) gekrümmt ausgebildet ist, dass jede an die Fase (6) angelegte Tangente mit einer parallel zu der Seitenfläche (8) und durch die Schneidkante (4) verlaufenden Klingenachse (10) einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (6) in Richtung der Seitenfläche (8) einen Übergangsabschnitt (12) aufweist, der derart mit einem von dem Krümmungsradius (R1) der Fase (6) abweichenden zweiten Krümmungsradius (R2) konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase (6) über den Übergangsabschnitt (12) stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche (8) übergeht, wobei der zweite Krümmungsradius (R2) des Übergangsabschnittes (12) kleiner als der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) ist und insbesondere das 0,05- bis 0,5-fache des ersten Krümmungsradius (R1) beträgt.
Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (6) – bezogen auf eine im Querschnitt zwischen der Schneidkante (4) und einem Übergangspunkt (14) zwischen dem Übergangsabschnitt (12) und der angrenzenden Seitenfläche (8) verlaufenden Sekante (S) – eine Fasenlänge (L) aufweist, wobei der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) dem ein- bis fünffachen Wert der Fasenlänge (L) entspricht.
Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) dem ein- bis zweifachen, insbesondere dem 1,5- bis 1,6-fachen, Wert der Fasenlänge (L) entspricht.
Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine – bezogen auf die Klingenachse (10) – symmetrische Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Fasen (6).
Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine – bezogen auf die Klingenachse (10) – asymmetrische Ausgestaltung mit nur einer Fase (6) oder mit zwei unterschiedlich ausgebildeten Fasen (6).