DE3135980C1 - Bandstahlstanzwerkzeug mit mindestens einem eine Schneide aufweisenden bandförmigen Stanzmesser - Google Patents
Bandstahlstanzwerkzeug mit mindestens einem eine Schneide aufweisenden bandförmigen StanzmesserInfo
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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
- Leerseite -
- Leerseite -
Claims (12)
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.
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