DE2404406B2 - Werkzeug zum Ausschneiden oder Falzen - Google Patents
Werkzeug zum Ausschneiden oder FalzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Ausschneiden oder Falzen der im Oberbegriff des Anspruchs
angegebenen Gattung. Ein solches Werkzeug ist aus Abbildung 7 der DE-AS 1118592 bekannt.
Das bekannte Werkzeug weist zwei äußere harte Gießharzschichten und eine innere Schaumstoffschicht
auf, worin die Stahlmesser verankert sind. Die Herstellung geschieht in der Weise, daß Stahlmesser
eines Originals in eine Kopiermasse eingedrückt werden, in die dann Stahlmesser eingesetzt werden. Dann
werden die über die Kopiermasse vorstehenden Teile der Stahlmesser mit Kunststoff umgössen und die
Stahlmesser werden aus der Kopiermasse entfernt. Um die Dreischichtenausbildung zu erhalten, muß
beim Abformungsvorgang, d. h. beim Festlegen der Stahlmesser durch die Vergußmasse sorgsam darauf
geachtet werden, daß nur soviel Vergußmasse eingebracht wird, daß noch Raum für weitere Vergußmassen
verbleibt.
Die Genauigkeit der Lage der Stahlmesser wird demgemäß allein bestimmt durch die aus relativ weichem
Plastikmaterial bestehende Schaumstoffschicht, denn das härtere Gießharz wird erst später angeformt.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Lage der Stahlmesser innerhalb dieser mittleren Kunststoffschicht
wiederum abhängig ist von der Genauigkeit der durch das Original hergestellten Kopie, und es liegt auf der
Hand, daß auf diese Weise keine hohe Präzision erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der angegebenen Gattung derart zu
verbessern, daß bei einfacher Herstellung ein starrer Aufbau mit einer äußerst genauen Stahlmesseranordnung
gewährleistet wird.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs angegebenen
Merkmale.
Der starre Aufbau und die Genauigkeit werden gewährleistet durch die in an sich bekannter Weise durch
Photoätzung bearbeiteten äußeren Metallplatten, die die Stahlmesser in den Endabschnitten umfassen. Die
später eingeformte Kunststoffschicht bewirkt eine zusätzliche Festlegung, jedoch ist die Genauigkeit der
Linienführung nicht durch diese Kunststoffschicht, sondern durch die starren äußeren Metallplatten gewährleistet.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines vollständigen Werkzeugs, bei dem ein Schneidlineal und
ein Falzüneal gegenüber der Oberseite vorspringen, und
Fig. 2 bis 11 schematische Darstellungen, die eine Folge von Arbeitsschritten zum Herstellen eines
Werkzeugs nach der Erfindung veranschaulichen.
ίο In Fig. 2 sind in einer Seitenansicht zwei Platten 1
und 2 dargestellt, die aus einem beliebigen, im wesentlichen maßstabilen Metall, z. B. Kupfer, Messing,
Magnesium, Aluminium oder einem beliebigen anderen gebräuchlichen Metall bestehen können, das sich
auf chemischem Wege ätzen läßt, die jedoch vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind. Jedoch könnten diese
Platten auch aus einem im wesentlichen maßstabilen Kunststoff bestehen. Die Metallplatten oder Bleche
sollen eine Dicke von etwa 0,865 mm haben, doch kommt es nicht auf die genaue Einhaltung einer bestimmten
Dicke an, vorausgesetzt, daß die Bleche eine für ihren Verwendungszweck ausreichende Starrheit
aufweisen. Hierzu ist jedoch zu bemerken, daß man bei Blechen vom größerer Dicke eine längere Ätzzeit
benötigt, und daß die Verwendung einer größeren Menge des Ätzmittels erforderlich ist.
Nachdem die Bleche oder Platten ausgewählt worden sind, werden sie auf beiden Seiten in der aus F i g. 3
ersichtlichen Weise mit einer lichtempfindlichen Abdeckmatte oder Abdeckschicht 3 überzogen. Zu diesem
Zweck kann man jedes bekannte lichtempfindliche Abdeckmittel verwenden.
Bei dem nächsten, in Fig. 4 dargestellten Arbeitsschritt werden photographische Negative 4 zur An-
lage an den Abdeckschichten 3 auf der Oberseite und der Unterseite der oberen Platte 1 gebracht, und auf
den Abdeckschichten 3 auf der Oberseite und der Unterseite der unteren Platten 2 werden auf ähnliche
Weise photographische Negative 5 in Deckung miteinander angeordnet. Die Negative 4 und 5 tragen
Bilder 6 des Musters, das auf die betreffende lichtempfindliche Abdeckschicht 3 übertragen werden
soll. Bei den Negativen 4 und 5 handelt es sich um kongruente Duplikate, abgesehen davon, daß die auf
der oberen Platt«; 1 angeordneten Negative 4 aus noch zu erläuternden Gründen Bilder für Löcher 7 aufweisen.
Jede der mit den photographischen Negativen versehenen Platten wird dem Licht einer Lichtquelle,
z. B. ultraviolettem Licht, ausgesetzt, um auf bekannte Weise Bilder der durch die Negative bestimmten
Muster auf die lichtempfindlichen Abdeckschichten zu übertragen. Hierbei lassen die durchsichtigen
Flächen der Negative das Licht durch, so daß die Abdeckschicht durch eine photochemische Wirkung fixiert
wird, während die dunklen bzw. lichtundurchlässigen Flächen der Negative, die dem Bild entsprechen,
von dem Licht nicht durchdrungen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abdeckschicht 3 und die photographischen Negative
4 und 5 jeweils auf beiden Flachseiten jeder der Platten 1 und 2 angeordnet. Zwar könnte man annehmen,
daß sich ähnliche Ergebnisse erzielen lassen könnten, wenn man jeweils nur eine Flachseite jeder
Platte mit einem lichtempfindlichen Überzug versieht, und auf diesem Überzug ein Negativ anordnet, doch
wird die beschriebene Anordnung der Abdeckschicht und der Negative auf beiden Flachseiten jeder Platte
bevorzugt, da sich hierbei stärker ausgeprägte »Ein-
schnitte« ergeben, die durch im wesentlichen im rechten Winkel zu den Hauptebenen der Flächen verlaufende
Wände abgegrenzt sind. Ferner wird bei dem nachfolgenden, noch zu beschreibenden Ätzvorgang
ein schnelles Auflösen des Metalls erreicht, wenn beide Flachseiten jeder Metallplatte dort, wo die Abdeckschicht
3 entfernt worden ist, in Berührung mit dem Ätzmittel kommen können. Wenn die Abdeckschicht
entsprechend dem gewünschten Muster auf beiden Seiten der Platte vorhanden ist, kommen diese
Schichten außerdem auf ähnliche Weise zur Wirkung wie Schablonen, und die Gefahr eines »Unterschneidens«
der fixierten Abdeckschicht durch das eindringende Ätzmittel wird so weit verringert, daß sie vernachlässigbar
ist.
Nach dem Belichten mit !Hilfe der Lichtquelle werden
die photographischen Negative von den beiden Platten entfernt, so daß auf den Platten die auf die
Abdeckschichten 3 übertragenen Bilder zurückbleiben, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Somit erscheinen jetzt
die durch die Bilder 6 repräsentierten Muste. als Flächen 9 innerhalb der verschiedenen Abdeckschichten,
während die öffnungen 7 nach Fig. 4 jetzt nur bei der oberen Platte 1 als Flächen 10 erscheinen. Durch
Auftragen eines Entwicklers, durch den die nicht fixierte Abdeckschicht löslich gemacht wird, wird die
Abdeckschicht von den Flächen 9 und 10 entfernt, während die photochemisch fixierte Abdeckschicht,
die den Hintergrund 11 bildet, unversehrt bleibt. Als Entwickler kann man jeden beliebigen handelsüblichen
Entwickler für die jeweils verwendete lichtempfindliche Abdeckschicht verwenden.
Bei dem nächsten, in Fig. 6 dargestellten Arbeitsschritt wird ein chemisches Ätzmittel auf jede der
Platten 1 und 2 aufgetragen, so daß es in die von der Abdeckschicht befreiten Flächen 9 und 10 eindringt,
um die beiden Platten mit herausgeätzten Flächen oder Schlitzen zu versehen, die dem ursprünglichen
Muster auf den photographischen Negativen entsprechen. Somit entstehen in den Platten 1 und 2 gemäß
Fig. 6 Schlitze 12, deren Breite der Breite des in sie einzusetzenden Messers aus Stahl entspricht, und die
Platte 1 wird außerdem zu einem noch zu erläuternden Zweck mit öffnungen 13 versehen. Die Wahl des
Ätzmittels richtet sich natürlich nach dem zu ätzenden Metall, aus dem die Platte besteht. Da solche Ätzmittel
für die verschiedensten Metalle bekannt sind, dürfte es sich erübrigen, hier näher darauf einzugehen.
Beispielsweise benutzt man zum Ätzen von Magnesium gewöhnlich Salpetersäure, während man zum
Ätzen von Stahl vorzugsweise eine saure Lösung von Chloreisen oder von Chloreisen, die Salzsäure enthält,
oder salpetersaures Eisen. Angesäuertes Eisenchlorid dient auch zum Ätzen von Kupfer und Kupferlegierungen.
Das Ätzmittel kann auf die Platten durch Aufsprühen, Auftupfen, Eintauchen, Aufstreichen
oder auf eine beliebige andere Weise aufgebracht werden.
Nachdem das Ätzen der Metallplatten abgeschlossen ist, werden die noch vorhandenen Teile der
Schichten aus dem Abdeckmaterial entfernt, so daß man die in Fig. 7 gezeigten Platten erhält, und nach
einer chemischen Reinigung der Platten werden die Oberseite der oberen Platte und die Unterseite der
unteren Platte in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise mit einem Film 14 aus einem Trennmittel zum Verhindern
des Festhaftens an einer Form überzogen. Hierbei kann jedes handelsübliche filmförmige
Trennmittel verwendet werden.
Hierauf werden Messer aus Stahl, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind, durch entsprechendes Biegen und
Zuschneiden so vorbereitet, daß sie in die Schlitze 12
s passen, die in die Metallplatten eingeätzt worden sind. Fig. 9 zeigt, als; Beispiel ein typisches Schneidmesser
15 und ein typisches Falzmesser 16. Gemäß Fig. 9 ist das Schneidmesser 15 an seinem oberen Rand so
abgeschrägt, daß sich eine Schneide 17 bildet, während der obere Rand 18 des Falzmessers in der dargestellten
Weise abgerundet wird.
Die folgende Beschreibung bezieht sich zunächst auf Fig. 10; gemäß Fig. 10 werden zapfenförmige
Abstandhalter 20 mit der gewünschten Länge mit den Platten in der dargestellten Weise verschweißt oder
auf andere Weise fest verbunden, um einen genau vorbestimmten. Raum zum Aufnehmen einer Zwischenschicht
zwischen den Platten freizuhalten. Die Abstandhalter 20 können z. B. eine Länge von etwa
12,7 mm haben. Die mit den Abstandhaltern versehenen
Platten werden dann gemäß Fig. 11 in einer Form mit einem Boden 21 und Seitenwänden 22 angeordnet.
Die Stahllineale 15 und 16 werden mit dem Trennmittel überzogen und dann fest in die Schlitze
12 eingeführt, woraufhin ein als Füllmaterial dienender Kunststoff 23 durch die öffnungen 13 der oberen
Platte eingespritzt wird, um den Raum zwischen den Platten auszufüllen und die Abstandhalter 20 einzubetten.
Nunmehr wird der Kunststoff ausgehärtet, so daß eine halbstarre, aus Schichten aufgebaute Konstruktion
entsteht, woraufhin die zusammengesetzte Matrizenplatte., in welche die Stahlmesser eingebaut
sind, aus der Form entnommen werden. Das Aushärten des Kunststoffs kann gegebenenfalls bei Raumtemperatur
erfolgen.
Als Füllmaterial 23 kann man ein Epoxyharz oder ein anderes thermoplastisches oder mittels Wärme
härtbares Harzmaterial verwenden, das sich so aushärten läßt, daß sich eine halbstarre Konstruktion der
beschriebenen Art ergibt. Eine solche halbstarre Konstruktion erhält man insbesondere, wenn man
dem Epoxyharz eine Kautschukmasse beifügt, z. B. Polysulfidkautschuk. Der Kautschuk verleiht dem
Füllmaterial 23 eine gewisse Flexibilität, doch werden die Stahlmesser hinreichend abgestützt. Im Rahmen
der Erfindung könnte man natürlich auch andere Füllmaterialien,
gegebenenfalls Holz, Kork, bestimmte Gummiarten und dergleichen, verwenden, doch handelt
es sich hierbei nicht um die zu bevorzugenden Materialien.
Fig. 1 zeigt zwar sozusagen ein fertiges vollständiges Schneidwerkzeug der beschriebenen Art, doch ist
zu bemerken, daß die Schneid- und Falzmesser in der Praxis natürlich zahlreicher und anders angeordnet
sind, wenn ein Werkzeug nach der Erfindung dazu dienen soll, aus Kartonmaterial gefalzte Zuschnitte für
Kartons, Kästen oder dergleichen herzustellen. Somit sind die Zeichnungen als vereinfachte Zeichnungen
zu betrachten, die nur dazu dienen, das Verfahren zum Herstellen solcher Werkzeuge zu veranschaulichen.
Soll das fertige Werkzeug 25 nach Fig. 1 in Gebrauch genommen werden, wird es in der üblichen
Weise so in eine Stanzpresse eingebaut, daß es einem Teil der Presse gegenüberliegt. Bei einer typischen
Flachbeiipresse wird dieses gegenüberliegende Bauteil
durch eine Stützplatte gebildet, die mit einem Überzug aus hartem Papier versehen ist. Diese Stützplatte
wird zur Anlage an den Schneid- und Falzmes-
sern des Werkzeugs 25 gebracht, so daß in dem harten Papier ein Abdruck erzeugt wird, der dem Muster entspricht,
nach dem die Schneid- und Falzmesser angeordnet sind. Hierauf werden die betreffenden abgegrenzten
Flächen des harten Papiers entfernt, so daß die Papierschicht praktisch ein Aufnahmeteil für die
vorspringenden Schneid- und Falzmesser des Werkzeugs 25 bildet. Nunmehr ist die Stanzpresse betriebsbereit,
so daß ihr zugeführtes Kartonmaterial in der gewünschten Weise zugeschnitten und gefalzt werden
kann.
Da im Gegensatz zu den bekannten, unter Verwendung von Sperrholz hergestellten Werkzeugen die
Messer des Werkzeugs 25 genau senkrecht angeordnet sind und das Werkzeug eine halbstarre Konstruktion
bildet, ist es mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Werkzeugs möglich, eine Anzahl von gefalzten Zuschnitten
aus Kartonmaterial, Wellpappe oder dergleichen herzustellen, die doppelt so groß ist wie bei
einem Werkzeug bekannter Art.
Zwar lassen sich Werkzeuge nach der Erfindung besonders vorteilhaft beim Zuschneiden und Falzen
von Wellpappe oder dergleichen benutzen, aus der Kartonzuschnitte hergestellt werden sollen, doch beschränkt
sich die Verwendbarkeit der Werkzeuge nicht auf diesen Fall. Bestimmte Vorteile des Werkzeugs
nach der Erfindung, zu denen die Genauigkeit der Einhaltung des gewünschten geometrischen Musters
und die genaue Wiederholbarkeit des Musters gehören, lassen sich auch beim Zuschneiden und Falzen
von Kartonzuschnitten aus nicht gewelltem Material sowie bei Flachmaterialien und Filmen aus Kunststoff,
Metallfolien und dergleichen, erzielen. Diese Vorteile sind in erster Linie auf die nachstehend genannten
Merkmale der Werkzeuge nach der Erfindung zurückzuführen.
1. Die genaue Bestimmung der Lage der Schlitze zum Aufnehmen und Festhalten der Stahlmesser
in Verbindung mit der Möglichkeit, die bei den Werkzeugen zu verwendenden Messer zu standardisieren.
2. Die Maßstabilität der Werkzeuge in der Umgebung, in der sie benutzt werden, wobei diese
Maßstabilität durch Änderungen der Temperatür, der Luftfeuchtigkeit usw. im wesentlichen
unbeeinflußt bleibt.
3. Die große Haltbarkeit der Werkzeugkonstruktion, die es ermöglicht, die Schneid- und Falzmesser
wiederholt zu erneuern und andere Arbeiten auszuführen, <^hne daß die Genauigkeit
der Bestimmung der Lage der Messer beeinträchtigt wird. Die verbrauchten oder beschädigten
Stahlmesser lassen sich aus der Tragplatte herausziehen und durch entsprechend vorgebogene
Stahlmesser ersetzen, die in die gleichen Schlitze eingebaut werden.
4. Der vereinfachte und genaue Zusammenbau, durch den die Herstellungskosten verringert
werden, die sich anderenfalls ergeben, wenn Sagearbeiten durch geübte Arbeitskräfte ausgeführt,
Klötze zugeschnitten und andere Handarbeiten durchgeführt werden müssen.
5. Die Verlängerung der Lebensdauer der Messer aus Metall, die auf ihre genau senkrechte Anordnung
sowie darauf zurückzuführen ist, daß sich
die Messer nicht lockern oder verlagern können. Statt die Schlitze in den Metallplatten durch chemisches
Ätzen zu erzeugen, könnte man z. B. ein elektrolytisches Ätzen durchführen. Da die Platten relativ
dünn sind, könnte man die Schlitze in den Platten auch mit Hilfe eines Laserstrahls erzeugen, ohne daß sich
die Schwierigkeiten ergeben, die in der einleitend erwähnten Weise auftreten, wenn man einen Laserstrahl
benutzt, um Sperrholzplatten mit einer Dicke von etwa 19 mm mit Schlitzen zu versehen. Zwar bestehen
die Platten 1 und 2 gemäß der Beschreibung vorzugsweise aus Metall, doch könnte man auch Kunststoffplatten von ausreichender Starrheit verwenden; in
diesem Fall müßte man zum Ätzen des Materials natürlich ein anderes Ätzmittel benutzen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Werkzeug zum Ausschneiden oder Falzen mit Stahlmessern, die in deckungsgleichen Schlitzen dreier übereinanderliegender Schichten verankert sind, von denen die beiden Außenschichten aus härterem Material bestehen als die mittlere eingespritzte Kunststoffmaterialschicht, wobei die Stahlmesser mit ihrer Schneidkante über die eine Außenschicht vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außenschichten (1, 2) aus Metallplatten bestehen, in die die Schlitze (12) photochemisch eingeätzt sind und daß zwischen den Platten Abstandshalter (20) vorgesehen sind, die die Stärke der eingespritzten Kunststoffschicht (23) bestimmen.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |