DE3135980C1

DE3135980C1 - Bandstahlstanzwerkzeug mit mindestens einem eine Schneide aufweisenden bandförmigen Stanzmesser

Info

Publication number: DE3135980C1
Application number: DE3135980A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof. Dr.-Ing. 8130 Starnberg Grebe
Original assignee: Karl Marbach & Co 7100 Heilbronn De GmbH; Karl Marbach GmbH and Co KG
Current assignee: Tsukatani Hamono Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1983-06-01
Also published as: IT1152444B; FR2512704A1; NL8202788A; IT8222537A0; ES8406911A1; SE8205178L; JPH0156848B2; FR2512704B1; JPS5847523A; SE8205178D0; ES514100A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Bandstahlwerkzeug mit mindestens einem eine Schneide aufweisenden bandförmigen Stanzmesser, das in einem Schlitz eines Messerträgers gehalten ist und dessen der Schneide gegenüberliegender Messerrücken über seine Anlagefläche an einer gegenüber dem Messerrücken härteren Metallplatte abstützt, wobei mindestens die Schneide des Stanzmessers gehärtet und die Breite des Messerrückens kleiner als die Dicke des Stanzmessers in dessen mittlerem Querschnittsbereich ist.

Ein solches Bandstahlstanzwerkzeug ist aus der DE-AS 12 52 041 und der OE-PS 2 98 968 bekannt. Die Reduzierung der Breite des Messerrückens dient zur leichteren Formgebung.

Bei solchen Werkzeugen ist es erforderlich, daß die Stanzmesser an jeder Stelle das Material zuverlässig so durchschneidet, daß im weiteren Produktionsverlauf die ausgestanzten Nutzen störungsfrei aus dem Bogen ausgebrochen und vereinzelt werden können. Die übliche Arbeitsweise ist dabei Stahl gegen Stahl, d. h., die Messerschneiden arbeiten gegen eine gehärtete Stanzplatte. Um einen gleichmäßigen Schnitt zu erzielen, müssen daher Schneiden und Gegenstanzplatte genau sein, denn jeder Höhenunterschied führt dazu, daß die Materialdurchtrennung nicht gleichmäßig erfolgt, so daß es beim Ausbrechen zu Produktionsschwierigkeiten kommt. Die Schneiden selbst haben schon gewisse Höhentoleranzen von etwa ±0,02 mm. Hinzu kommen noch weitere Höhentoleranzen aus der Werkzeugherstellung und den Stanzmaschinen selbst sowie auch bei der Handhabung der Stanzvorgange.

In ungünstigen Fällen addieren sich alle Fehler, und es kommt zu Höhendifferenzen bis 0,2 mm. Das hat zur Folge, daß bei einem Stanzvorgang die zu hohen Stellen das zu stanzende Material bereits durchgetrennt haben, während an anderen Stellen das Material'· noch nicht durchgetrennt ist. Um hier einen Höhenausgleich zu erreichen, ist es bekannt, auf der Rückseite des Baridstahlwerkzeugs die nicht richtig schneidenden Messerstellen durch Ausgleichstreifen, z. B. aus Papier oder Metall, zu hinterkleben, so daß den zu hohen Schneidenstellen ein Ausweichen nach hinten möglich wird, damit ein Anpassen der Schneiden an die Gege'iistanzplatte gegeben ist'. Hierdurch lassen sich befriedigende Stanzschnitte erreichen, der Zeitaufwand für einen solchen Höhenausgleich der Schneiden ist aber .ganz erheblich und ' kann die eigentlichen Stanzzeiten des Bandstahlwerkzeugs überschreiten.

Aus der europäischen Patentanmeldung 17 17.9 ist es nun . auch . bekannt, eine auf eine Metallunterlage kaschierte Kunststoffplatte mit vorbestimmter Härte in noch fließfähigem Zustand zu verwenden. Die strahlenhärtbare Folie wird dem Bandstahlwerkzeug hinterlegt, die Presse wird zusammengefahren, dabei können zu hohe Schneidenteile nach rückwärts in die Folie ausweichen, und die Folie verformt sich dabei plastisch.

Durch eine nachfolgende Aushärtung wird dieser Ausgleichszustand fixiert. Diese Methode ist aber in ihrer Wirksamkeit durch die Abstände der Schneiden begrenzt. Bei zu geringen Schneidenabständen kann die noch ungehärtete Kunststoffolie den Ausgleich nicht völlig gewährleisten, so daß in solchen Fällen zusätzlich die eingangs beschriebene Methode des Hinterklebens mit Ausgleichstreifen verwendet werden muß.

Der Aufwand ist insbesondere bei Bandstahlstanzwerkzeugen mit Stanzmesserlängen von 25 m und mehr untragbar aufwendig, so daß bei kleinen Auflagen die Zurichtezeiten größer werden als die Produktionszeit. Hinzu kommt, daß diese Ausgleicharbeiten nur von sehr sorgfältig arbeitenden und viel Erfahrung habenden Facharbeitern durchgeführt werden kann. Eine noch wesentlich größere Genauigkeit ist bei Werkzeugen zum Etikettenstanzen erforderlich, da hier nur die Papierschicht, nicht aber das Trägerband selbst angestanzt werden darf, allenfalls für Abrißlinien oder zur gewollten Trennung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bandstahlstanzwerkzeug der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein exakter, über die Gesamtlänge des Stanzmessers gleicher Schnitt erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Breite des Messerrückens bis zur Ausbildung einer Verformungszone verkleinert ist, wobei die Verformungsfestigkeit des Stanzmesserwerkzeugstoffes mindestens im Bereich der Verformungszone niedriger ist als im Bereich der Schneide.

Durch diese Maßnahmen wird praktisch eine selbstregulierende Stanzmesserausrichtung erreicht, da bei zu hohen örtlichen Kräften eine Verformung der überbelasteten reduzierten Auflagefläche erfolgt, bis die Schneidkraft über die Gesamtlänge des Stanzmessers gleichmäßig verteilt ist.

Um eine solche plastische Verformung des Messerrückens ohne Beschädigung der Schneide zu erreichen, kann zweckmäßigerweise die Härte des Werkstoffes des Messerrückens etwa 36 bis 38 Hrc betragen gegenüber einer Härte an der Schneide von etwa 50 bis 52 Hrc. Dies entspricht etwa einer Härte von 3500 bzw. 3700Hv bzw. etwa 5200 bzw. 5700 N/mm². Bei der Verwendung besonderer, von den üblicherweise verwendeten härtbaren Stahlsorten abweichenden Messerwerkstoffen können diese Werte schwanken.

Besonders vorteilhaft liegt der Härteunterschied zwischen Schneide und Messerrücken mehr als 1000, vorzugsweise etwa 2000 N/mnA

Um solche Härteunterschiede zu erreichen, kann so zweckmäßigerweise die Schneide durch Hochfrequenzhärtung gehärtet und der Messerrücken weichgeglüht sein, beispielsweise durch eine örtliche induktive Erhitzung.

Besonders vorteilhaft kann die Anlagefläche des Messerrückens durch Ausnehmungen, Aussparungen, Einbuchtungen od. dgl. auf eine Restanlagefläche von maximal ca. 0,1 bis 0,01 mm²/mm reduziert sein. Eine solche Querschnittsreduktion des Messerrückens kann dadurch erfolgen, daß dieser vorzugsweise symmetrisch angefast wird, wobei durch die Anfasung eine Restbreite der Anlagefläche des Messerrückens von etwa 0,1 bis 0,01 mm vorgesehen wird. Bei zusätzlichen Unterbrechungen des Messerrückens kann diese Restbreite größer gewählt werden.

Besonders vorteilhaft kann der Schneidenwinkel «2 der Anfasung kleiner als 40°, vorzugsweise aber kleiner als 35° ausgebildet sein, so daß eine ausreichend tiefe Werkstoffschicht sich plastisch verformen läßt, so daß Formunebenheiten von bis etwa 0,3 mm ausgeglichen werden können bei den üblichen Abmessungen der Bandstahlstanzwerkzeuge.

Zur Reduzierung der Anlagefläche des Messerrükkens kann diese Anlagefläche im Querschnitt gezahnt ausgebildet sein oder es kann auch eine räumliche Querschnittsverminderung durch pyramidenartige Hökker, gegebenenfalls auch mit abgestumpften Spitzen, also pyramidenstumpfartig, geformt sein. Auch waffel- oder rautenartige Messerrückenausbildungen können dem gleichen Zweck dienen.

Eine andere Möglichkeit zur Reduzierung der Anlagefläche des Messerrückens besteht darin, diese als Fuß mit einer Fußbreite von etwa 0,1 bis 0,01 mm auszubilden oder es kann der Querschnitt des Messers im Bereich des Messerrückens durch mindestens eine, vorzugsweise durch symmetrisch zwei seitliche Nuten auf einen Reststeg mit einer Stegbreite von etwa 0,1 bis 0,01 mm reduziert sind.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen schematischen Teilschnitt durch ein Bandstahlstanzwerkzeug,

Fig.2 bis 5 Querschnitte durch Stanzmesser mit verschieden ausgebildeten Messerrücken.

Das in F i g. 1 teilweise im Querschnitt dargestellte Bandstahlstanzwerkzeug weist eine gehärtete Stahlplatte 1 auf, die beispielsweise am Stempel 2 einer Stanzvorrichtung absteht. Das eigentliche Stanzmesser 3 ist in einem Schlitz 4 eines Messerträgers 5, beispielsweise einer Sperrholzplatte, paßgenau eingesetzt. Die nach unten ragende Schneide 6 arbeitet mit einer Stanzplatte 7 zum Stanzen von nicht dargestelltem Karton od. dgl. zusammen.

Das Stanzmesser 3 hat üblicherweise eine Höhe 8 von 23,8 mm bei einer Dicke 9 von 0,71 mm, wobei die Höhe 8 und die Dicke 9 bei Bandstahlstanzwerkzeugen für Haftetiketten 4 bzw. 0,4 mm betragen können. Bei Bedarf können die angegebenen Werte stark abgewandelt sein.

Üblicherweise hat die Schneide einen Schneidenwinkel αϊ von etwa 56 bis 58°. Das in F i g. 2 im Querschnitt dargestellte Stanzmesser 3 ist beidseitig symmetrisch am Messerrücken (10) angefast mit einem Winkel K₂ kleiner 40°, vorzugsweise aber kleiner 35°. Die eigentliche Schneide 6 ist gehärtet und weist eine Rockwell-Härte von ca. 50 bis 52 bzw. Vickers-Härte von 5100 bis 5500 auf, während der Messerrücken 10 weichgeglüht ist und nur eine Rockwell-Härte von etwa 36 bis 38 bzw. eine Vickers-Härte von etwa 3000 Newton/mm² aufweist. Bei einer Überbelastung der Schneide 6 erfolgt praktisch ohne wesentliche Verformung der Schneide 6 selbst eine Verformung des wesentlich weicheren Messerrückens 10, so daß die Schneide 6 sich an der Stanzplatte 11 ausrichtet, so daß ein sauberer, gleichmäßiger Schnitt über die gesamte Schnittlänge erreicht wird.

Eine Verformung des Messerrückens kann auch erreicht werden durch eine Ausbildung des Messerrükkens gemäß den F i g. 3 bis 5. Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 ist nur in der Messerrückenmitte 10 ein Steg mit einer Stegbreite 12 von 0,1 bis 0,01 mm vorgesehen, während beim Aüsführungsbeispiel der F i g. 4 der Messerrücken 10 im Querschnitt gezahnt ist, wobei sich dann bei einer Belastung die Zahnspitzen

entsprechend verformen.

Entsprechend der F i g. 3 kann, wie in F i g. 5 dargestellt, zur Erzielung der plastischen Verformbarkeit durch zwei Nuten 13 ein Verformungssteg 14 gebildet werden, dessen Stegbreite 12 ebenfalls etwa 0,1 bis 0,01 mm beträgt bei den üblichen Stanzmesserabmessungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Bandstahlstanzwerkzeug mit mindestens einem eine Schneide aufweisenden, bandförmigen Stanzmesser, das in einem Schlitz eines Messerträgers gehalten ist und dessen der Schneide gegenüberliegender Messerrücken sich über seine Anlagefläche an einer gegenüber dem Messerrücken härteren Metallplatte abstützt, wobei mindestens die Schneide des Stanzmessers gehärtet und die Breite des Messerrückens kleiner als die Dicke des Stanzmessers in dessen mittlerem Querschnittsbereich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Messerrückens (10) bis zur Ausbildung einer Verformungszone verkleinert ist, wobei die Verformungsfestigkeit des Stanzmesserwerkstoffes mindestens im Bereich der Verformungszone niedriger ist als im Bereich der Schneide (6).

2. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Werkstoffes des Messerrückens (10) etwa 36 bis 38Hrc beträgt gegenüber einer Härte an der Schneide (6) von etwa 50 bis 52 Hrc.

3. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Werkstoffes des Messerrückens (10) etwa 3700 Newton/mm² beträgt gegenüber der Härte an der Schneide (6) von etwa 5700 N/mm².

4. Bandstahlstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Härteunterschied zwischen Schneide (6) und Messerrücken (10) in Vickers-Härte größer als 1000 N/mm², vorzugsweise etwa 2000 N/mm² beträgt.

5. Bandstahlstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (6) durch übliche Hochfrequenzhärtung gehärtet ist und der Messerrücken (10) weichgeglüht ist.

6. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des Messerrückens (10) durch Ausnehmungen, Aussparungen, Einbuchtungen od. dgl. auf eine Restanlagefläche von im Durchschnitt 0,1 bis 0,01 mm²/mm Schneidenlänge reduziert ist-

7. Bandstahlstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerrücken (10) im Querschnitt vorzugsweise symmetrisch angefast ist. , ,

8. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anfasung eine Restbreite (Stegbreite 12) der Anlagefläche des Messerrückens (10) von etwa 0,1 bis 0,01 mm vorgesehenist.

9. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 7 oder

8, dadurch; gekennzeichnet, daß der Winkel «2 der · ' Anfasung kleiner als 40°, vorzugsweise aber kleiner als 35° ist. \

10. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, 6Ö dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Anlagefläche des Messerrückens (10) diese Anlagefläche gezahnt ausgebildet ist (F i g. 4).

11. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Anlagefläche des Messerrückens (10) die Anlagefläche als Fuß mit einer Stegbreite (12) von etwa 0,1 bis 0,01 mm ausgebildet ist (F i g. 3).

12. Bandstahlstanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Anlagefläche des Messerrückens im Bereich der Anlagefläche des Messerrückens (10) mindestens eine seitliche Nut (13), vorzugsweise symmetrisch zwei Nuten (13) vorgesehen sind und durch die Nut bzw. Nuten (13) ein Reststeg (14) gebildet wird mit einer Stegbreite (12) von etwa 0,1 bis 0,01 mm.