DE102021100374B3

DE102021100374B3 - Stanzvorrichtung, insbesondere Flachbettstanzvorrichtung, zum Stanzen von flächigen Stanzgütern

Info

Publication number: DE102021100374B3
Application number: DE102021100374.1A
Authority: DE
Inventors: Ihsan Zeybek; Oliver Kellermann
Original assignee: Cito System GmbH
Current assignee: Cito System GmbH
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2041-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung (1), die eine Stanzplatte (2) mit wenigstens einer Schneidlinie (3) sowie eine mehrlagig ausgebildete Gegenstanzplatte (5) mit einer glatt- bzw. ebenflächig ausgebildeten Plattenoberseite aufweist. Erfindungsgemäß ist die Gegenstanzplatte (5) wenigstens dreilagig aufgebaut und weist eine Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten (8, 9) gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) auf, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte (5) ausbildet und der wenigstens einen Schneidlinie (3) gegenüberliegt und/oder zugeordnet ist. Die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) ist nichtmetallisch ausgebildet und weist eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, auf als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht (8) liegende, ebenfalls nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung, insbesondere eine Flachbettstanzvorrichtung, zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Gegenstanzplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 24 sowie ein Verfahren zum Stanzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 26.
Stanzvorrichtungen, auch Stanzmaschinen oder Stanzautomaten genannt, sind allgemein bekannt. In ihrer grundlegenden Ausführung ist eine derartige Stanzvorrichtung ein Werkzeug zum Stanzen von zum Beispiel Kartonbögen als flächigen Stanzgütern, um zum Beispiel Verpackungszuschnitte herzustellen. Eine Stanzvorrichtung weist regelmäßig eine ebene Stanzplatte auf, von der wenigstens eine Schneidlinie abragt, vorzugsweise mehrere Schneidlinien abragen. Diese Stanzplatte mitsamt Schneidlinien wird oftmals auch als Stanzplatte bezeichnet. Eine derartige Stanzplatte benötigt immer ein Gegenwerkzeug, insbesondere eine ebene Stahlplatte als Gegenstanzplatte, die vorzugsweise als Wechselstanzplatte ausgebildet ist.
Bei einem Stanzvorgang wird der Abstand zwischen der Stanzplatte und der Gegenstanzplatte durch Verlagerung beider Platten oder bevorzugt durch Verlagerung von nur einer der beiden Platten, vorzugsweise von der Stanzplatte, verringert. Das heißt, dass die Stanzvorrichtung vor dem eigentlichen Stanzvorgang offen ist und die Stanzplatte und die Gegenstanzplatte voneinander so weit beabstandet sind, dass ein Stanzgut, wie zum Beispiel ein Kartonbogen, in die Stanzvorrichtung und damit zwischen die Stanzplatte und die Gegenstanzplatte eingebracht werden kann. Beim anschließenden Stanzvorgang wird der Abstand zwischen der Stanzplatte und der Gegenstanzplatte zunächst so weit verringert, bis die wenigstens eine Schneidlinie auf dem hier beispielhaft Kartonbogen aufsitzt. Dabei wird der Kartonbogen im Aufsitzbereich zunächst komprimiert. Durch den zunehmenden Druckaufbau kommt es dann zum Eindringen der Linie in den Kartonbogen, wobei die Schneidlinie bei der weiteren Zustellung von Stanzplatte und Gegenstanzplatte immer weiter in den Kartonbogen eintaucht. Die Schneidlinie taucht dabei so weit in den Kartonbogen ein, bis dieser vollständig durchgetrennt ist und die Schneidlinie auf der Gegenstanzplatte aufsitzt. Nur so lassen sich saubere Schnittkanten am Stanzgut erzielen.
Um ein perfektes Stanz- bzw. Schnittergebnis zu erzielen, ist es erforderlich, dass sämtliche eingesetzten Schneidlinien theoretisch zum gleichen Zeitpunkt auf die Gegenstanzplatte auftreffen. Unebenheiten und Toleranzen in der Stanzmaschine, zum Beispiel der Schneidlinie, der Stanzplatte und/oder der Gegenstanzplatte, führen dazu, dass es beim Stanzvorgang immer Zonen gibt, in denen einige Schneidlinien bereits das Stanzgut durchstanzt haben und auf die Gegenstanzplatte treffen, während in anderen Bereichen noch keine komplette Durchstanzung erzielt worden ist. Da die Gegenstanzplatten regelmäßig extrem hart ausgebildet sind, zum Beispiel aus Stahl, kann keine weitere Zustellung der Stanzvorrichtung erfolgen, ohne dass dies zu einer Überlastung bzw. Beschädigung der Schneidlinien führt. Zudem kommt es hier in der Stanzvorrichtung selbst zu einer sehr ungleichmäßigen Druckverteilung. Um jedoch die Unebenheiten und Toleranzen dennoch auszugleichen, wird eine sogenannte Zurichtung vorgenommen, bei der diejenigen Schneidlinien, an denen noch keine Durchstanzung stattgefunden hat, unterlegt werden, zum Beispiel durch nachträgliches händisches Zurichten hinter der Schneidlinie oder hinter der Werkzeugaufnahme mit Hilfe von Klebebändern.
Ein derartiges Zurichten der Schneidlinie durch Unterlegen ist vor allem in der industriellen Produktion unwirtschaftlich, weswegen man bestrebt ist, diesen Zurichteprozess und damit den Maschinenstillstand möglichst kurz zu halten. Deshalb wird oftmals einfach nur der Stanzdruck der Stanzvorrichtung erhöht, sobald ein einigermaßen zufriedenstellendes Stanzbild erzielt worden ist. Ein derartiger Kompromiss führt jedoch nicht nur zu einem erhöhten Verschleiß an der Stanzvorrichtung bzw. den Bestandteilen der Stanzvorrichtung, sondern liefert darüber hinaus im Laufe der Zeit ein qualitativ immer schlechter werdendes Stanzergebnis.
Um diesen Problemen zu begegnen, ist es aus der EP 1 660 283 A1 bereits bekannt, zwischen der Oberfläche der Trägerstanzplatte und einer metallischen Gegenstanzplatte eine Magnetkraft enthaltende Schicht aus einem magnetischen Werkstoff anzuordnen, wobei es sich hierbei bevorzugt um einen elastischen magnetischen Werkstoff handelt. Die Schicht soll dabei aus mehreren Mattenelementen mosaikartig zusammengesetzt sein, wobei die Mattenelemente eine Größe von in etwa 250mm x 250mm aufweisen sollen. Die magnetische Schicht fungiert hier als wechselbare bzw. austauschbare Kompensationsmatte, die den unterschiedlichen Stanzdruck der Stanzmesser kompensieren soll und somit die Schnittqualität aller Messer weitgehend auf ein einziges Niveau angleichen soll. Nachteilig ist hier, dass die gegenüberliegende Schneidlinie durch den mosaikförmigen Aufbau genau auf den Verbindungsbereich zwischen den Platten treffen und so die Funktion nicht mehr gewährleisten kann. Zudem kann das elastische magnetische Material nicht genug Schneiddruck aufbauen, um über die gesamte Platte ein Ausgleichen der Toleranzen zu erreichen. Bei höheren Auflagen reagiert das Material nicht elastisch auf den Schneiddruck, so dass immer wieder der Druck nachjustiert werden muss. Dadurch kommt es auch zu Problemen beim gleichzeitigen Rillen von Karton, da hier die Rilllinie immer weiter zugestellt wird und es dadurch zu Überbelastung der Rillung kommt.
Weiter ist aus der WO 2017/100527 A2 ein Stanztiegel bekannt, bei dem auf die glatt- bzw. ebenflächige Oberseite einer Arbeitsfläche der festen Werkzeugform ein wechselbarer bzw. austauschbarer Polsterblock aufgebracht ist, der aus einer Trägerschicht und einer Polsterschicht besteht. Die Polsterschicht besteht hier aus einem Material, dessen Härteparameter einem Zahnprofil eines Schneidmessers angepasst ausgewählt wird. Ein derartiges System ist sehr aufwendig und setzt zudem stets den Einsatz von verzahnten Schneidlinien voraus. Nachteilig ist hier, dass es praktisch nahezu unmöglich ist, Konturen mit angestellten Schneidlinien herzustellen, da die Verzahnung aneinandergestellter Schneidlinien genau zueinander passen muss. Durch die Aneinanderreihung der Polsterblöcke kann die gegenüberliegende Schneidlinie genau auf den Verbindungsbereich zwischen den Blöcken treffen und so die Funktion nicht mehr gewährleistet sein. Durch das weiche Material auf der Oberseite arbeitet sich die Line zudem sehr schnell in das Material ein. Es muss daher immer wieder zugestellt werden, damit ein Schneiddruck erzielt werden kann. Dadurch kommt es auch zu Problemen beim gleichzeitigen Rillen von Karton, da hier die Rilllinie immer weiter zugestellt wird und es zu Überbelastung der Rillung kommt.
Aus der DE 20 2004 007 719 U1 ist weiter eine Vorrichtung zum Stanzen von flächigen Verpackungselementen, wie z.B. Bögen aus Papier, Karton oder Wellpappe, bekannt, die von einer Stanzform abragende Stanzmesser als Form- oder Trennelement aufweist, wobei der auf einer Trägerstanzplatte angeordnete Bogen den Schneiden der Stanzmesser zugeordnet ist. Zwischen der Oberfläche der Trägerstanzplatte und dem Stanzbogen ist hier eine Schicht aus einem magnetischen Werkstoff angeordnet.
Und aus der DE 100 46 283 A1 ist schließlich eine Stanzrillplatte aus Kunststoff bekannt, die mit zerspanend erzeugten Rillnuten versehen, tafelgroß, über die Dicke einstückig und aus Kunststoff ist. Konkret ist die Stanzrillplatte von einem Schichtpreßstoff aus einem Kunststoffharz und einer Glasfasereinlage gebildet ist, wobei die Rillnuten die Glasfasereinlage querend unterbrechen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stanzvorrichtung, insbesondere eine Flachbettstanzvorrichtung, zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff, zur Verfügung zu stellen, bei der Unebenheiten und Toleranzen in der Stanzvorrichtung ohne ein aufwendiges händisches Zurichten auf funktionssichere und einfache Weise ausgeglichen werden können und dennoch ein qualitativ hochwertiges Stanzergebnis erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine entsprechend geeignete Gegenstanzplatte sowie ein entsprechend geeignetes Verfahren zum Stanzen zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung, insbesondere eine Flachbettstanzvorrichtung, zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff. Die Stanzvorrichtung weist eine Stanzplatte auf, von der wenigstens eine Schneidlinie als Stanzlinie abragt, vorzugsweise mehrere Schneidlinien als Stanzlinien abragen. Weiter weist die Stanzvorrichtung eine mehrlagig ausgebildete Gegenstanzplatte auf, die in der Stanzvorrichtung, vorzugsweise auf einer Trägerstanzplatte, gehaltert ist und eine glatt- bzw. ebenflächig ausgebildete Plattenoberseite aufweist, die der wenigstens einen Schneidlinie zugewandt ist. Der Abstand zwischen der Stanzplatte und der Gegenstanzplatte ist bei einem Stanzvorgang, zum Beispiel durch Verlagerung der Stanzplatte und/oder der Gegenstanzplatte, verringerbar.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gegenstanzplatte wenigstens dreilagig aufgebaut ist und eine Gegenstanzplatten-Basisschicht sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht aufweist, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte ausbildet und der wenigstens einen Schneidlinie gegenüberliegt und/oder zugeordnet ist. Durch die nicht wechselbare Verbindung zwischen der Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht der Gegenstanzplatte ist sichergestellt, dass die Verbundschicht dauerhaft und fest mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht verbunden ist und es somit keine Möglichkeit gibt, die Verbundschicht von der Gegenstanzplatten-Basisschicht abzulösen und durch eine andere Verbundschicht zu ersetzen. Soll bei einem System entsprechend der vorliegenden Erfindung einer bestimmten Schneidlinie eine bestimmte Plattenoberseite der Gegenstanzplatte zugeordnet werden, dann kann die Gegenstanzplatte als Wechselstanzplatte ausgebildet sein und die Wechselstanzplatte insgesamt austauschbar bzw. wechselbar in der Stanzvorrichtung, bevorzugt auf einer zum Beispiel aus Stahl hergestellten Trägerstanzplatte der Stanzvorrichtung, gehaltert sein. Ein aufwendiges und fehlerbehaftetes Ablösen und Wechseln der regelmäßig relativ dünnen Gegenstanzplatten-Verbundschichten wird dadurch vorteilhaft vermieden.
Weiter erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht nichtmetallisch, bevorzugt nichtmetallisch und nichtmagnetisch, ausgebildet ist und eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht liegende, nichtmetallisch, vorzugsweise nichtmetallisch und nichtmagnetisch, ausgebildete Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht. Die Schichthärte bzw. das Eindringmodul wird hier und auch nachstehend bevorzugt durch Nanoidentierung gemäß DIN EN ISO 14577-1 ermittelt. Gemäß einer besonders bevorzugten Erfindungsvariante hierzu ist vorgesehen, dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht nichtmetallisch, vorzugsweise nichtmetallisch und nichtmagnetisch, ausgebildet ist und eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als die bzw. eine in Hochachsenrichtung unmittelbar unter der obersten Materialschicht liegende nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundsch icht.
Dadurch, dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht liegende Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht schneidet eine Schneidlinie zunächst gegen eine relativ harte obere Materialschicht, was hilft, den erforderlichen Schneiddruck im Stanzprozess aufzubauen. Schneidet man hier nämlich gegen eine zu weiche Unterlage, kann sich der erforderliche Schneiddruck nicht konstant über die gesamte Schneidenlänge aufbauen.
Dadurch, dass die oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht zudem nichtmetallisch ausgebildet ist, kann sich die Schneidlinie bei Vorliegen eines definierten Schnittdrucks leichter in die oberste Materialschicht einschneiden als dies metallischen Gegenstanzplatten der Fall ist und diese je nach Zustelltiefe der Stanzvorrichtung ggf. sogar bis zur bzw. bis in die unmittelbar darunterliegende Materialschicht durchdringen.
Durch eine derartig ausbalancierte Härte der oberen Materialschicht können sich Schneidlinien, die aufgrund von Toleranzen und Unebenheiten im Aufbau der Stanzvorrichtung einem höheren Druck ausgesetzt sind, somit nunmehr nach dem Überschreiten eines bestimmten Anpressdruckes dennoch gezielt in die obere Materialschicht einschneiden, und zwar ohne dass der Schnittdruck dabei verloren geht. Die Stanzvorrichtung kann dadurch ohne wesentlichen Schnittdruckverlust so weit zugestellt werden, bis sämtliche Schneidlinien das Stanzgut vollständig durchstanzen. Die wenigstens eine unter der obersten Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht liegende Materialschicht kann hierbei bevorzugt einerseits als Haftungsverstärker zwischen der Gegenstanzplatten-Basisschicht und der demgegenüber härteren obersten Materialschicht fungieren und andererseits als weitere Ausgleichsschicht fungieren, um die Toleranzen im Aufbau der Stanzvorrichtung zu kompensieren. Durchdringt nämlich die Schneide der Schneidlinie bzw. Schneidlinie die oberste Materialschicht, zum Beispiel aufgrund sehr großer Toleranzen und Unebenheiten im Aufbau der Stanzvorrichtung, so trifft diese Schneide auf die darunterliegende, in diesem Fall dann unmittelbar unter der obersten Materialschicht liegende Materialschicht. Deren Härte ist bevorzugt so gewählt, dass sie einerseits den Aufbau des Schnittdrucks ermöglicht und mit unterstützt, andererseits aber den von der obersten Materialschicht auf die wenigstens eine darunterliegende Materialschicht abgeleiteten Druck durch minimale elastische Verformung abfedern kann.
Dadurch können nunmehr Unebenheiten und Toleranzen in der Stanzvorrichtung ohne ein aufwendiges händisches Zurichten auf funktionssichere und einfache Weise ausgeglichen werden und ein qualitativ hochwertiges Stanzergebnis erzielt werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mit dem Stanzgut in Kontakt kommende Schneidlinienschneide der Schneidlinie eine unverzahnte, glatte Oberfläche aufweist. Mit einer derartigen unverzahnten, glatten Oberfläche wird, im Vergleich zu verzahnten Schneidlinien, nicht nur ein wesentlich preiswerterer Aufbau der Schneidlinien erreicht, sondern darüber hinaus auch ein qualitativ besonders hochwertiges Stanzergebnis erzielt.
Besonders bevorzugt ist die nicht wechselbare Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht der Gegenstanzplatte durch eine unlösbare bzw. zerstörungsbehaftete Verbindung zwischen der in Hochachsenrichtung untersten Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht gebildet. Unlösbar bedeutet im hier vorliegenden Kontext, dass die Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht nur zerstörungsbehaftet gelöst werden kann, das heißt, dass die Verbindung zwar gegebenenfalls gelöst werden kann, wobei dann aber die Verbindung zwischen den beiden Verbundpartnern bevorzugt so zerstört ist, dass die Verbindung mit denselben Verbundpartnern nicht mehr wiederhergestellt werden kann, zum Beispiel weil die Gegenstanzplatten-Verbundschicht beim Ablösen zerstört wird. Dies ist zum Beispiel bei einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Verbundpartnern, zum Beispiel durch Kleben oder dergleichen, der Fall. Dementsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die nicht wechselbare Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht, insbesondere die unlösbare bzw. zerstörungsbehaftete Verbindung zwischen der in Hochachsenrichtung untersten Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht, durch eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt durch eine Klebeverbindung, gebildet ist. Mit einer derartigen Lösung kann das aufwendige und fehlerbehaftete Ablösen und Wechseln der relativ dünnen Gegenstanzplatten-Verbundschichten zuverlässig vermieden werden.
Auch die unmittelbar aneinander angrenzenden Materialschichten der Gegenstanzplatten-Verbundschicht sind jeweils nicht wechselbar, insbesondere unlösbar bzw. zerstörungsbehaftet, miteinander verbunden. Hier gilt das zuvor zur unlösbaren bzw. zerstörungsbehafteten Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht Gesagte in analoger Weise. Dementsprechend ist die nicht wechselbare Verbindung zwischen den unmittelbar aneinander angrenzenden Materialschichten der Gegenstanzplatten-Verbundschicht bevorzugt ebenfalls durch eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt durch eine Klebeverbindung, gebildet.
Die Verbindung zwischen zwei Materialschichten der Gegenstanzplatten-Verbundschicht kann dabei auch so fest sein, dass sie nur durch einen, für eine oder für beide Materialschichten, zerstörerisch wirkenden Kraftaufwand gelöst werden kann.
Die Gegenstanzplatten-Verbundschicht erstreckt sich vorzugsweise über wenigstens einen Teilbereich der Oberseite der Gegenstanzplatten-Basisschicht, wenngleich es selbstverständlich bevorzugt ist, dass sich die Gegenstanzplatten-Verbundschicht im Wesentlichen vollflächig über die gesamte Oberseite der Gegenstanzplatten-Basisschicht erstreckt.
Die oberste Materialschicht weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Eindringmodul von 450 bis 600 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 480 bis 570 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 500 bis 550 MPa, auf, wobei das Eindringmodul durch Nanoidentierung gemäß DIN EN ISO 14577-1 ermittelt wird. Mit einer derartigen Schichthärte lässt sich das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip einer ausreichend harten, aber dennoch einschneidbaren Gegenstanzplatte, um den gewünschten Schnittdruck zu erhalten, auf besonders vorteilhafte Weise erreichen. Die Nanoindentierung (auch instrumentierte Eindringprüfung genannt) ist eine Methode der Werkstoffprüfung, die besonders gut geeignet ist zur Bestimmung der Härte an dünnen Schichten. Bei der hier verwendeten instrumentierten Eindringprüfung nach DIN EN ISO 14577-1 nähert sich ein Eindringkörper, üblicherweise eine Vickers- oder Berkovich-Pyramide der Probenoberfläche an. Nach dem Auffinden der Probenoberfläche wird die Prüfkraft bis zum Erreichen einer vorgegebenen maximalen Kraft erhöht und dabei kraftabhängig die aktuelle Eindringtiefe gemessen. Zudem wird die Prüfkraft nach dem Erreichen der Maximalkraft für eine bestimmte Haltezeit konstant gehalten und das weitere Eindringen des Eindringkörpers gemessen, bevor die Prüfkraft wieder bis zu einer minimalen Kraft reduziert wird. Anschließend wird dann ausgewertet und das Eindringmodul (auch E_IT genannt) bestimmt. Bevorzugt wird hier zur Bestimmung der obigen Werte des Eindringmoduls ein Berkovich-Prüfkörper bei einer maximalen Prüfkraft von 49,04 mN verwendet, wobei die Maximalkraft-Haltezeit beim Lastprofil CSR (Konstante Dehngeschwindigkeit gemäß dP/dt * 1/P = konst.) 10 Sekunden beträgt.
Des Weiteren weist die wenigstens eine oder wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht liegende Materialschicht gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Eindringmodul von 330 bis 480 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 350 bis 460 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 380 bis 440 MPa, auf. Dabei ist das Eindringmodul und damit die Schichthärte der obersten Materialschicht in jedem Fall größer als das für die wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht liegende Materialschicht ausgewählte Eindringmodul. Insbesondere mit derartigen Schichthärten der weiteren, wenigstens einen unteren Materialschicht gelingt es besonders gut, einerseits den Aufbau des Schnittdrucks mit zu unterstützen sowie andererseits den von der obersten Materialschicht auf die wenigstens eine darunterliegende Materialschicht abgeleiteten Druck durch, vorzugsweise minimale, elastische Verformung abzufedern. Auch hier wird wieder die bereits zuvor beschriebene instrumentierte Eindringprüfung nach DIN EN ISO 14577-1 verwendet, insbesondere ein Berkovich-Prüfkörper bei einer maximalen Prüfkraft von 49,04 mN verwendet, wobei die Maximalkraft-Haltezeit beim Lastprofil CSR (Konstante Dehngeschwindigkeit gemäß dP/dt * 1/P = konst.) 10 Sekunden beträgt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die oberste Materialschicht eine Materialstärke von 0,01mm bis 2mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 1mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 0,5mm, auf. Wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht liegende Materialschicht weist eine Materialstärke von 0,01mm bis 5mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 2mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 1mm, auf. Die Gegenstanzplatten-Basisschicht weist eine Materialstärke von z.B 0,1mm bis 10mm auf, wobei eine Materialstärke von 0,5mm bis 5mm bevorzugt ist. Höchst bevorzugt weist die Gegenstanzplatten-Basisschicht eine Materialstärke von 0,5mm bis 2mm auf. Mit derartigen Dimensionierungen und Ausgestaltungen der obersten Materialschicht, der wenigstens einen unteren Materialschicht und der Gegenstanzplatten-Basisschicht lassen sich hervorragende Ergebnisse beim Stanzvorgang erzielen.
Die Gegenstanzplatten-Basisschicht selbst ist bevorzugt aus einem formstabilen Material hergestellt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das formstabile Material durch ein Metall oder eine Metalllegierung, vorzugsweise Stahl oder Edelstahl, oder durch einen Kunststoff, vorzugsweise durch PET, gebildet ist. Das formstabile Material weist zudem bevorzugt ein Elastizitäts-Modul von 3 bis 1000 GPa, bevorzugt von 30 bis 500 GPa, besonders bevorzugt von 60 bis 350 GPa, auf.
Die oberste Materialschicht ist bevorzugt durch eine Polymerschicht oder durch eine Lackschicht gebildet, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Polymerschicht oder Lackschicht aus Polyurethan oder Polyetheretherketon (PEEK) oder Acrylat, vorzugsweise aus einem Acryllack bzw. einem photosensitiven UV-Decklack auf Acrylat-Basis, gebildet ist. Mit derartigen Materialien lässt sich die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Wirkungsweise besonders vorteilhaft erreichen.
Das Gleiche gilt in analoger Weise dann, wenn wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht liegende Materialschicht durch einen Haftvermittler, vorzugsweise durch einen Polymerhaftvermittler, und/oder durch eine Klebstoffschicht, vorzugsweise durch ein Klebeband, und/oder durch eine Lackschicht gebildet ist. Ebenso kann wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht liegende Materialschicht aus Polyurethan und/oder aus einem aushärtenden Klebstoff- oder Lacksystem, höchst bevorzugt aus einem UV- oder Feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Klebstoff, gebildet sein.
Auch wenn die Gegenstanzplatten-Verbundschicht grundsätzlich aus mehr als zwei Materialschichten aufgebaut sein kann, ist gemäß einer preiswerten und die Funktionsweise sicherstellenden bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Gegenstanzplatten-Verbundschicht durch genau zwei Materialschichten gebildet ist, die eine obere und eine untere Materialschicht ausbilden.
Sofern die Gegenstandsplatte als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die wenigstens einen Rillkanal aufweist, der sich von der obersten Materialschicht ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht hinein erstreckt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Stanzvorrichtung dann wenigstens eine, dem Rillkanal zugeordnete Rilllinie als Stanzlinie aufweist. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Ausbildung einer Stanzrillplatte, bei der wenigstens eine Rilllinie und wenigstens eine Schneidlinie vorgesehen sind, um ein kombiniertes Rillen und Schneiden durchführen zu können. In Verbindung mit einer derartigen als Stanzrillplatte ausgebildeten Gegenstanzplatte werden dann die Rillkanten durch die, bezogen auf den Querschnitt durch den Rillkanal, oberen Kanten der obersten Materialschicht gebildet, wodurch sich qualitativ hochwertige Rillergebnisse erzielen lassen. Durch die leicht elastische Eigenschaft der wenigstens einen als Zwischenschicht fungierenden unteren Schicht werden die Kräfte beim Rillen etwas abgedämpft und dadurch die Belastung auf das zu rillende Material reduziert. Dies führt dazu, dass weniger Rillbruch entsteht und die Qualität der Rillung gleichbleibend ist.
Selbstverständlich gibt es auch die Möglichkeit, die Stanzplatte nur mit wenigstens einer Rilllinie zu bestücken und keine Schneidlinien vorzusehen. In diesem Fall bildet die Stanzrillplatte dann eine reine Rillplatte mit der wenigstens einen Rilllinie entsprechend zugeordnetem Rillkanal aus.
Die wenigstens eine Schneidlinie und/oder die wenigstens eine Rilllinie ist bzw. sind bevorzugt durch eine Bandstahllinie gebildet. Die Begrifflichkeit Schneidlinie ist im hier vorliegenden Kontext zudem ausdrücklich breit auszulegen und soll neben den reinen Schneidlinien zum Beispiel auch Perforationslinien umfassen.
Die wenigstens eine Schneidlinie weist zudem einen Messerkörper auf, der an seinem Ende eine bzw. die Schneidlinienschneide aufweist, wobei die Schneidlinienschneide einen Schneidenwinkel von 20° bis 70°, bevorzugt von 30° bis 60°, aufweist und in einer Schneidenkante endet. In diesem Zusammenhang ist es weiter bevorzugt, wenn die Schneidenkante eine Verrundung mit einem Radius von 0,01 bis 5,0mm aufweist. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Schneidlinienschneide werden qualitativ hochwertige Stanzergebnisse beim Stanzen mit der Stanzvorrichtung erzielt. Die Schneidlinien sind dabei bevorzugt Schneidlinien, zum Beispiel mit doppelseitiger Fase, mit einseitiger Fase, mit Facettenschliff, insbesondere mit einseitigem Facettenschliff.
Der Messerkörper selbst weist bevorzugt eine Breite von 0,5 bis 2,0mm auf.
Ferner beansprucht die Erfindung eine mehrlagig ausgebildete Gegenstanzplatte, insbesondere zur Verwendung in einer Stanzvorrichtung wie sie vorstehend beschrieben worden ist. Die Gegenstanzplatte weist eine glatt- bzw. ebenflächig ausgebildete Plattenoberseite auf und ist erfindungsgemäß wenigstens dreilagig aufgebaut. Ferner weist die Gegenstanzplatte eine Gegenstanzplatten-Basisschicht sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht auf, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte ausbildet. Die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht ist nichtmetallisch ausgebildet und weist eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, auf als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht liegende, nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht. Die Vorteile einer derartigen Gegenstanzplatte sind bereits zuvor in Verbindung mit der Würdigung der Stanzvorrichtung ausführlich erläutert worden. Insofern wird auf eine Wiederholung der hier ebenso geltenden Vorteile aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet.
Wie bereits zuvor ausgeführt, kann die Gegenstanzplatte auch als Stanzrillplatte ausgebildet sein, die wenigstens einen Rillkanal aufweist, der sich von der obersten Materialschicht ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht erstreckt.
Ferner beansprucht die Erfindung ein Verfahren zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff, mittels einer Stanzvorrichtung, vorzugsweise mittels einer Stanzvorrichtung wie vorstehend beschrieben. Die Stanzvorrichtung weist eine Stanzplatte auf, von der mehrere, eine unterschiedliche Höhenlage aufweisende Schneidlinien als Schneidelemente abragen, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die mit dem Stanzgut in Kontakt kommenden Schneidlinienschneiden der Schneidlinien eine unverzahnte, glatte Oberfläche aufweisen. Ferner ist eine mehrlagig ausgebildete Gegenstanzplatte vorgesehen, die in der Stanzvorrichtung, vorzugsweise auf einer Trägerstanzplatte, gehaltert ist und eine glatt- bzw. ebenflächig ausgebildete Plattenoberseite aufweist, die der wenigstens einen Schneidlinie zugewandt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gegenstanzplatte wenigstens dreilagig aufgebaut ist und eine Gegenstanzplatten-Basisschicht sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht aufweist, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte ausbildet und der wenigstens einen Schneidlinie gegenüberliegt und/oder zugeordnet ist.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht nichtmetallisch ausgebildet ist und eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht liegende, nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht der Gegenstanzplatten-Verbundschicht.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich diejenige wenigstens eine Schneidlinie, die mit ihrer Schneidlinienschneide näher in Richtung der Gegenstanzplatte liegt als eine demgegenüber mit ihrer Schneidlinienschneide näher in Richtung der Stanzplatte liegende, tiefsitzende Schneidlinie beim Stanzvorgang nach dem Durchstanzen des Stanzgutes so lange wenigstens in die oberste Materialschicht einschneidet, bis die tiefsitzende Schneidlinie das Stanzgut ebenfalls durchstanzt hat und auf die oberste Materialschicht trifft. Die Vorteile einer derartigen Verfahrensführung sind bereits zuvor in Verbindung mit der Würdigung der Stanzvorrichtung ausführlich erläutert worden. Insofern wird auf eine Wiederholung der hier ebenso geltenden Vorteile aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensführung kann zudem vorgesehen sein, dass die Gegenstanzplatte als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die wenigstens einen Rillkanal aufweist, der sich von der obersten Materialschicht ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht erstreckt, wobei die Stanzplatte weiter wenigstens eine dem Rillkanal zugeordnete Rilllinie aufweist. In diesem Fall presst dann die wenigstens eine Rilllinie das Stanzgut beim Stanzvorgang im Rillbereich in den zugeordneten Rillkanal. Besonders bevorzugt ist eine Hohlrillung unter Anpressung an den, bezogen auf einen Querschnitt durch den Rillkanal, zwei gegenüberliegenden und durch die oberste Materialschicht ausgebildeten Rillkanten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Figurenbeschreibung näher erläutert.

1 eine schematische Prinzipskizze einer beispielhaften ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung im geöffneten Zustand,
2 die Stanzvorrichtung der 1 im Stanzeinsatz,
3 eine beispielhafte vergrößerte Seitenansicht der glatt- bzw. ebenflächigen Gegenstanzplatte,
4 eine schematische und beispielhafte zweite Ausführungsform einer Stanzvorrichtung, bei der die Gegenstanzplatte als Stanzrillplatte ausgebildet ist, und
5 beispielhafte Ausgestaltungen von Schneidlinien mitsamt deren Schneidlinienschneiden bzw. Schneidenkanten.

In der 1 ist schematisch und beispielhaft eine Prinzipdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Stanzvorrichtung 1 gezeigt, die zum Beispiel als Flachbettstanzvorrichtung ausgebildet ist. Diese, auch Stanzmaschine genannte Stanzvorrichtung 1 weist eine Stanzplatte 2 auf, von der hier lediglich beispielhaft drei Schneidlinien 3 nach unten abragen. Die hier lediglich beispielhaft drei Schneidlinien 3 sind jeweils durch eine Bandstahllinie gebildet, die an ihrem freien Ende jeweils eine Schneidlinienschneide 4 mit einer unverzahnten, glatten Oberfläche aufweisen.
Die Stanzvorrichtung 1 weist weiter eine glatt- bzw. ebenflächige Gegenstanzplatte 5 auf, die vorzugsweise durch eine austauschbare Wechselstanzplatte gebildet ist. Die Gegenstanzplatte 5 ist in der Stanzvorrichtung 1 gehaltert, vorzugsweise austauschbar gehaltert, zum Beispiel auf einer in der 1 und in der 2 lediglich äußerst schematisch dargestellten Trägerstanzplatte 15, die zum Beispiel metallisch ausgebildet ist, zum Beispiel aus Stahl bzw. Edelstahl.
Wie dies insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, die eine vergrößerte Detaildarstellung der Gegenstanzplatte 5 zeigt, weist die Gegenstanzplatte 5 eine Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 auf, auf derer den Schneidlinien 3 zugewandten Plattenoberseite eine Beschichtung aufgebracht ist, wobei diese Beschichtung durch eine Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 aus hier beispielhaft zwei in Hochachsenrichtung x übereinanderliegenden und aus einem unterschiedlichen Material gebildeten Materialschichten 8, 9 gebildet ist, die hier eine obere Materialschicht 8 und eine untere Materialschicht 9 ausbilden.
Die in Hochachsenrichtung x obere bzw. oberste Materialschicht 8 der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 liegt dabei jeweils den Schneidlinien 3 bzw. deren Schneidlinienschneiden 4 gegenüber und ist diesen zugeordnet.
Die Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 ist mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 über die in Hochachsenrichtung x unterste bzw. untere Materialschicht 9 nicht wechselbar verbunden, das heißt unlösbar bzw. zerstörungsbehaftet verbunden. Damit bildet die Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 zusammen mit den hier zwei Materialschichten 8, 9 eine insgesamt mehrlagige bzw. mehrschichtige, hier beispielhaft dreilagige bzw. dreischichtige, Gegenstanzplatte 5 aus.
Die nicht wechselbare Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 und der Gegenstanzplatten-Basisschicht 6, insbesondere die unlösbare bzw. zerstörungsbehaftete Verbindung zwischen der unteren Materialschicht 9 und der Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 ist hierbei bevorzugt durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie beispielsweise eine Klebeverbindung, gebildet.
Auch die beiden Materialschichten 8, 9 sind untereinander jeweils nicht wechselbar, insbesondere unlösbar bzw. zerstörungsbehaftet, miteinander verbunden, und zwar bevorzugt durch eine stoffschlüssige Verbindung, zum Beispiel durch eine Klebeverbindung.
Wie in der 1 schematisch dargestellt, erstreckt sich die Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 bevorzugt im Wesentlichen über die gesamte Oberseite der Gegenstanzplatten-Basisschicht 6.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die obere Materialschicht 8 durch ein Acrylat gebildet, zum Beispiel durch einen Acryllack bzw. einen photosensitiven UV-Decklack auf Acrylatbasis, während die untere Materialschicht 9 durch eine Klebstoffschicht bzw. durch eine Lackschicht gebildet ist. Beim Material der unteren Materialschicht 9 kann es sich zum Beispiel um ein aushärtendes Klebstoff- oder Lacksystem handeln, zum Beispiel um einen UV- oder feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Klebstoff handeln.
Die oberste bzw. obere Materialschicht 8 weist dabei stets eine größere Schichthärte bzw. ein größeres Eindringmodul auf als die unterste bzw. untere Materialschicht 9. Vorteilhaft weist die obere Materialschicht 8 ein Eindringmodul von 450 bis 600 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 480 bis 570 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 500 bis 550 MPa, auf, wobei das Eindringmodul durch Nanoidentierung gemäß DIN EN ISO 14577-1 ermittelt wird. Die untere Materialschicht weist beispielsweise ein Eindringmodul von 330 bis 480 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 350 bis 460 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 380 bis 440 MPa, auf.
Die oberste bzw. obere Materialschicht 8 weist vorteilhaft eine Materialstärke von 0,01mm bis 2 mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 1 mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 0,5mm, auf. Die unterste bzw. untere Materialschicht 9 weist vorteilhaft eine Materialstärke von 0,01 mm bis 5 mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 2 mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 1 mm, auf.

Beispielsweise wurden für eine Verbundschicht 7 aus einem Acryllack als oberster Materialschicht 8 und einer PUR-Schicht als unterer Materialschicht 9 folgende Werte (in MPa) für das Eindringmodul E_IT bei einer maximalen Prüfkraft Fm von 49,04 mN ermittelt:

Acryllack	PUR	Messung
531,0	413,0	Nr. 1
510,0	424,0	Nr. 2
532,0	415,0	Nr. 3
524,3	417,3	Mittelwert
12,4	5,9	Standardabweichung s
510,0	413,0	Minimum
532,0	424,0	Maximum

Bei der hier verwendeten instrumentierten Eindringprüfung nach DIN EN ISO 14577-1 näherte sich eine Berkovich-Pyramide als Eindringkörper der Probenoberfläche an. Nach dem Auffinden der Probenoberfläche wird die Prüfkraft bis zum Erreichen der maximalen Kraft von 49,04 mN erhöht. Die Prüfkraft wurde nach dem Erreichen der Maximalkraft für 10 Sekunden konstant gehalten und das weitere Eindringen des Eindringkörpers gemessen, bevor die Prüfkraft wieder bis zu einer minimalen Kraft reduziert wurde. Anschließend wird dann ausgewertet und das Eindringmodul E_IT bestimmt.
Die Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 ist aus einem formstabilen Material hergestellt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das formstabile Material durch ein Metall oder einer Metalllegierung, vorzugsweise Stahl oder Edelstahl, oder durch einen Kunststoff, vorzugsweise durch PET, gebildet ist. Das Elastizitätsmodul der Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 kann dabei zum Beispiel im Bereich von 3 bis 1000 GPa, bevorzugt von 30 bis 500 GPa, besonders bevorzugt von 60 bis 350 GPa, liegen.
In der 1 ist die Stanzvorrichtung 1 im geöffneten Zustand gezeigt, so dass ein flächiges Stanzgut, hier beispielhaft ein Kartonbogen 10, in die geöffnete Stanzvorrichtung 1 eingebracht und auf der Gegenstanzplatte 5 abgelegt bzw. positioniert werden kann. Beim anschließenden Stanzvorgang wird, wie dies in der 2 lediglich äußerst schematisch dargestellt ist, der Abstand zwischen der Stanzplatte 2 und der Gegenstanzplatte 5 so weit verringert, bis die Schneidlinien 3 auf dem Kartonbogen 10 aufsitzen und in diesen eindringen.
Idealerweise tauchen die hier als Schneidlinien ausgebildeten Schneidlinien 3 allesamt soweit in den Kartonbogen 10 ein, bis dieser an den dafür vorgesehenen Stellen vollständig durchgetrennt ist und die Schneid- bzw. Schneidlinien 3 auf der Gegenstanzplatte 5, hier auf der Oberseite der oberen Materialschicht 8 aufsitzen. Dieser ideale Zustand ist in der 2 beispielhaft in Verbindung mit der mittleren der hier lediglich beispielhaft drei Schneidlinien 3 dargestellt.
Unebenheiten und Toleranzen in der Stanzvorrichtung 1 führen jedoch dazu, dass es immer auch Zonen bzw. Schneidlinien 3 gibt, die bereits das Stanzgut, hier den Kartonbogen 10 durchstanzt haben und auf die Gegenstanzplatte 5 auftreffen (hier die mittlere Schneidlinie 3), während die anderen Schneidlinien 3, hier die linke und rechte Schneidlinie 3, noch keine komplette Durchstanzung erzielt haben.
Hier behilft sich die vorliegende Erfindung nunmehr damit, dass die Stanzvorrichtung 1 so weit zugestellt wird, bis alle Schneidlinien 3 das Stanzgut bzw. den Kartonbogen 10 durchstanzen. Im vorliegenden Beispielfall der 2 schneidet bzw. stanzt die Schneidlinienschneide 4 der linken Schneidlinie 3 lediglich in die obere Materialschicht 8, während die Schneidlinienschneide 4 der rechten Schneidlinie 3 sogar bis in die untere Materialschicht 9 einschneidet.
Erfindungsgemäß schneiden somit diejenigen Schneidlinien 3 (hier beispielhaft die linke und rechte Schneidlinie 3), die mit ihrer Schneidlinienschneiden 4 näher in Richtung der Gegenstanzplatte 5 liegen als eine demgegenüber mit ihrer Schneidlinienschneide 4 näher in Richtung der Stanzplatte liegende, tiefsitzende Schneidlinie 3 (hier beispielhaft die mittlere Schneidlinie 3) nach dem Durchstanzen des Stanzgutes (hier beispielhaft des Kartonbogens 10) so lange in die oberste Materialschicht 8 ein, bis die tiefsitzende (hier beispielhaft die mittlere Schneidlinie 3) das Stanzgut (hier beispielhaft den Kartonbogen 10) ebenfalls durchstanzt hat und auf die obere bzw. oberste Materialschicht 8 trifft.
Dadurch, dass die in Hochachsenrichtung x obere Materialschicht 8 der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 eine größere Schichthärte bzw. ein größeres Eindringmodul aufweist als die untere Materialschicht 9 schneiden die linken und rechten Schneidlinien 3 jeweils gegen eine Harte obere Materialschicht, was hilft, den erforderlichen Schneiddruck im Stanzprozess aufzubauen.
Dadurch, dass die in Hochachsenrichtung x obere bzw. oberste Materialschicht 8 der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 eine größere Schichthärte bzw. ein größeres Eindringmodul aufweist als die untere bzw. unterste Materialschicht 9 der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 schneiden die höher sitzenden Schneidlinien 3 (hier beispielhaft die linken und rechten Schneidlinien 3) zunächst gegen eine relativ harte obere Materialschicht 8, was hilft, den erforderlichen Schneiddruck im Stanzprozess aufzubauen. Dadurch, dass diese obere bzw. oberste Materialschicht 8 der Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 zudem nichtmetallisch ausgebildet ist und eine Schichthärte bzw. ein Eindringmodul im zuvor genannten Bereich aufweist, können sich die Schneidlinien 3 leicht in die obere bzw. oberste Materialschicht einschneiden.
Durch eine derartig ausbalancierte Härte der oberen Materialschicht 8 können sich damit diejenigen Schneidlinien 3, die aufgrund von Toleranzen und Unebenheiten im Aufbau der Stanzvorrichtung 1 einem höheren Druck ausgesetzt sind (hier beispielhaft die linken und rechten Schneidlinien 3), nunmehr nach dem Überschreiten eines bestimmten Anpressdruckes gezielt in die obere Materialschicht 8 einschneiden, und zwar ohne dass der Schnittdruck dabei verloren geht. Die Stanzvorrichtung 1 kann dadurch ohne wesentlichen Schnittdruckverlust so weit zugestellt werden, bis sämtliche Schneidlinien 3 das Stanzgut (hier beispielhaft den Kartonbogen 10) vollständig durchstanzt haben.
In den 4a und 4b ist nunmehr eine alternative Ausgestaltung der Stanzvorrichtung 1 dargestellt, bei der die Gegenstanzplatte 5 als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die hier lediglich einen beispielhaft dargestellten Rillkanal 11 aufweist, der sich von der oberen Materialschicht 8 ausgehend durch die gesamte Gegenstanzplatten-Verbundschicht 7 hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht 6 erstreckt.
Diesem Rillkanal 11 ist, wie dies lediglich in der 4a gezeigt ist, eine Rilllinie 12 als weitere Stanzlinie zugeordnet, die beim Stanzvorgang einen nicht dargestellten Kartonbogen 10 rillt. In diesem Fall presst dann die wenigstens eine Rilllinie 12 das Stanzgut beim Stanzvorgang im Rillbereich in den zugeordneten Rillkanal 11. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Hohlrillung unter Apressung an den, bezogen auf einen Querschnitt durch den Rillkanal, zwei gegenüberliegenden und durch die oberste Materialschicht ausgebildeten Rillkanten 13.
In der 4a ist zusätzlich zu der wenigstens einen Rilllinie 12 auch noch wenigstens eine Schneidlinie 3 als Stanzlinie vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass die Stanzvorrichtung 1 auch keine Schneidlinien aufweisen kann, sondern lediglich wenigstens eine Rilllinie 12, was hier aber nicht dargestellt ist.
In der 5 ist schließlich beispielhaft und schematisch dargestellt, dass die als Schneidlinien ausgebildeten Schneidlinien 3 unterschiedliche Formen aufweisen können, zum Beispiel als Schneidlinie mit doppelseitiger Fase ausgebildet sein können (5a und 5b), wobei der Schneidenwinkel α hier bevorzugt zwischen 20° und 70° liegt und in einer Schneidenkante 14 endet, die mehr oder weniger verrundet ist. So ist beispielsweise die Verrundung der Schneidenkante 14 der Schneidlinienschneide 4 der 5a mit einem geringerem Radius ausgeführt als diejenige der 5b, so dass die Schneidenkante 14 der Schneidlinie der 5b verrundeter wirkt als diejenige der 5a.
In der 5c ist eine Schneidlinie mit einer einseitigen Fase dargestellt, die einen ähnlichen Schneidenwinkel α von bevorzugt zwischen 20° und 70° aufweist. In der 5d und in der 5e sind jeweils Schneidlinien 3 mit einem Facettenschliff dargestellt, deren Schneidenwinkel α ebenfalls bevorzugt zwischen 20° und 70° beträgt. Auch hier ist wieder analog zu den 5a und 5b die Schneidenkante 14 bei der Ausgestaltung der 5e stärker verrundet als bei der Ausgestaltung gemäß der 5d.
Bezugszeichenliste

1: Stanzvorrichtung
2: Stanzplatte
3: Stanzlinien
4: Stanzlinienschneide
5: Gegenstanzplatte
6: Basisschicht
7: Verbundschicht
8: obere Materialschicht
9: untere Materialschicht
10: Kartonbogen
11: Rillkanal
12: Rilllinie
13: Rillkante
14: Schneidenkante
15: Trägerstanzplatte

Claims

Stanzvorrichtung (1), insbesondere Flachbettstanzvorrichtung, zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff, mit einer Stanzplatte (2), von der wenigstens eine Schneidlinie (3) abragt, vorzugsweise mehrere Schneidlinien (3) abragen, mit einer mehrlagig ausgebildeten Gegenstanzplatte (5), die in der Stanzvorrichtung (1), vorzugsweise auf einer Trägerstanzplatte (15), gehaltert ist und eine glatt- bzw. ebenflächig ausgebildete Plattenoberseite aufweist, die der wenigstens einen Schneidlinie (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte (5) wenigstens dreilagig aufgebaut ist und eine Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten (8, 9) gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) aufweist, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte (5) ausbildet und der wenigstens einen Schneidlinie (3) gegenüberliegt und/oder zugeordnet ist, und dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) nichtmetallisch ausgebildet ist und eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht (8) liegende, ebenfalls nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7).
Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmetallisch ausgebildete oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als die bzw. eine in Hochachsenrichtung unmittelbar unter der obersten Materialschicht (8) liegende nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7).
Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte als in der Stanzvorrichtung (1), vorzugsweise auf einer Trägerstanzplatte (15) der Stanzvorrichtung (1), lösbar gehalterte Wechselstanzplatte ausgebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Stanzgut (10) in Kontakt kommende Schneidlinienschneide (4) der Schneidlinie (3) eine unverzahnte, glatte Oberfläche aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht wechselbare Verbindung zwischen der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) und der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) durch eine unlösbare bzw. zerstörungsbehaftete Verbindung zwischen der in Hochachsenrichtung untersten Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) und der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die unlösbare bzw. zerstörungsbehaftete Verbindung zwischen der in Hochachsenrichtung untersten Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) und der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) durch eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt durch eine Klebeverbindung, gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbar aneinander angrenzenden Materialschichten (8, 9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) nicht wechselbar, insbesondere unlösbar bzw. zerstörungsbehaftet, miteinander verbunden sind.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht wechselbare Verbindung zwischen den unmittelbar aneinander angrenzenden Materialschichten (8, 9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) durch eine stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt durch eine Klebeverbindung, gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) über wenigstens einen Teilbereich der Oberseite, vorzugsweise im Wesentlichen vollflächig über die gesamte Oberseite, der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) erstreckt.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Materialschicht (8) ein Eindringmodul von 450 bis 600 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 480 bis 570 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 500 bis 550 MPa, aufweist, wobei das Eindringmodul durch Nanoidentierung gemäß DIN EN ISO 14577-1 ermittelt wird.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht (8) liegende Materialschicht (9) ein Eindringmodul von 330 bis 480 MPa, bevorzugt ein Eindringmodul von 350 bis 460 MPa, höchst bevorzugt ein Eindringmodul von 380 bis 440 MPa, aufweist, wobei das Eindringmodul der obersten Materialschicht (8) in jedem Fall größer ist als das für die wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht (8) liegende Materialschicht (9) ausgewählte Eindringmodul.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Materialschicht (8) eine Materialstärke von 0,01mm bis 2 mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 1 mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 0,5mm, aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht (8) liegende Materialschicht (9) eine Materialstärke von 0,01 mm bis 5 mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,01mm bis 2 mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,01 mm bis 1 mm, aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) eine Materialstärke von 0,1 mm bis 10mm, bevorzugt eine Materialstärke von 0,5mm bis 5mm, höchst bevorzugt eine Materialstärke von 0,5 bis 2 mm, aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) aus einem formstabilen Material hergestellt ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das formstabile Material durch ein Metall oder einer Metalllegierung, vorzugsweise Stahl oder Edelstahl, oder durch einen Kunststoff, vorzugsweise durch PET, gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das formstabile Material ein Elastizitäts-Modul von 3 bis 1000 GPa, bevorzugt von 30 bis 500 GPa, besonders bevorzugt von 60 bis 350 GPa, aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Materialschicht (8) durch eine Polymerschicht oder durch eine Lackschicht gebildet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Polymerschicht oder Lackschicht aus Polyurethan oder Polyetheretherketon oder Acrylat, vorzugsweise aus einem Acryllack bzw. aus einem photosensitiven UV-Decklack auf Acrylatbasis, gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht (8) liegende Materialschicht (9) durch einen Haftvermittler, vorzugsweise durch einen Polymerhaftvermittler, und/oder durch eine Klebstoffschicht, vorzugsweise durch ein Klebeband, und/oder durch eine Lackschicht gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder die wenigstens eine unterhalb der obersten Materialschicht (8) liegende Materialschicht (9) aus Polyurethan und/oder aus einem aushärtenden Klebstoff- oder Lacksystem, höchst bevorzugt aus einem UV- oder feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Klebstoff, gebildet ist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) durch genau zwei Materialschichten gebildet ist, die eine obere Materialschicht (8) und eine untere Materialschicht (9) ausbilden.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte (5) als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die wenigstens einen Rillkanal (11) aufweist, der sich von der obersten Materialschicht (8) ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) erstreckt, wobei die Stanzplatte (2) weiter wenigstens eine dem Rillkanal (11) zugeordnete Rilllinie (12) aufweist.
Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schneidlinie (3) einen Messerkörper aufweist, der an seinem freien Ende eine Schneidlinienschneide (4) aufweist, und dass die Schneidlinienschneide (4) einen Schneidenwinkel (a) von 20° bis 70°, bevorzugt von 30° bis 60°, aufweist und in einer Schneidenkante (14) endet.
Stanzvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidenkante (14) eine Verrundung mit einem Radius von 0,01 bis 5,0 mm aufweist.
Gegenstanzplatte, insbesondere zur Verwendung in einer Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gegenstanzplatte (5) mehrlagig ausgebildet ist und eine glatt- bzw. ebenflächig ausgebildete Plattenoberseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte (5) wenigstens dreilagig aufgebaut ist und eine Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) sowie eine mit der Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) nicht wechselbar verbundene und aus wenigstens zwei unterschiedlichen Materialschichten (8, 9) gebildete Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) aufweist, wobei eine in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) die Plattenoberseite der Gegenstanzplatte (5) ausbildet, und dass die in Hochachsenrichtung oberste Materialschicht (8) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) nichtmetallisch ausgebildet ist und eine größere Schichthärte, insbesondere ein größeres Eindringmodul, aufweist als wenigstens eine oder die wenigstens eine in Hochachsenrichtung unter der obersten Materialschicht (8) liegende, ebenfalls nichtmetallisch ausgebildete Materialschicht (9) der Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7).
Gegenstanzplatte nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte (5) als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die wenigstens einen Rillkanal (11) aufweist, der sich von der obersten Materialschicht (8) ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) erstreckt.
Verfahren zum Stanzen von flächigen Stanzgütern, vorzugsweise zum Stanzen von band- oder bogenförmigen Stanzgütern aus Papier, Karton, Wellpappe und/oder Kunststoff, mittels einer Stanzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich diejenige wenigstens eine Schneidlinie (3), die mit ihrer Schneidlinienschneide (4) näher in Richtung der Gegenstanzplatte (5) liegt als eine demgegenüber mit ihrer Schneidlinienschneide (4) näher in Richtung der Stanzplatte (2) liegende, tiefsitzende Schneidlinie (3) beim Stanzvorgang nach dem Durchstanzen des Stanzgutes (10) so lange wenigstens in die oberste Materialschicht (8) einschneidet, bis die tiefsitzende Schneidlinie (3) das Stanzgut ebenfalls durchstanzt hat und auf die oberste Materialschicht (8) trifft.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstanzplatte (5) als Stanzrillplatte ausgebildet ist, die wenigstens einen Rillkanal (11) aufweist, der sich von der obersten Materialschicht (8) ausgehend durch die Gegenstanzplatten-Verbundschicht (7) hindurch bis in die Gegenstanzplatten-Basisschicht (6) erstreckt, wobei die Stanzplatte (2) weiter wenigstens eine dem Rillkanal (11) zugeordnete Rilllinie (12) aufweist, und dass die wenigstens eine Rilllinie (12) das Stanzgut (10) beim Stanzvorgang im Rillbereich in den zugeordneten Rillkanal (11) presst, vorzugsweise als Hohlrillung unter Apressung an den, bezogen auf einen Querschnitt durch den Rillkanal (11), zwei gegenüberliegenden und durch die oberste Materialschicht (8) ausgebildeten Rillkanten (13).