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Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Stanzen von flächigem Material mit einer Dicke von grösser als 1, 1 mm, insbesondere von Ledersohlenmaterial und dergleichen Werkstoffe, mit einer in Längserstreckung der Schneidkante gekrümmter Form, gebildet aus einem Trägerteil und einem mit diesem verbundenen Schneidteil sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeuges.
Stanzwerkzeuge für grobes Material, insbesondere Sohlenstanzmesser, können aus profiliertem und/oder derartig zur Bildung einer Schneide bearbeiteten härtbarem Stabstahl, auch Schmie- destahl genannt, hergestellt sein, wobei die genaue Stanzform nach dem Biegen oder Schmieden vorbearbeitet und nach einem Härten der Schneidkante diese fertiggeschliffen wird. Eine so ausgerichtete Fertigung erbringt zwar ein hochwertiges Werkzeug, ist jedoch aufwendig und kostenintensiv, so dass es weltweit Bestrebungen gab und gibt, eine verbesserte Erzeugungsart für grobe Stanzmesser zu finden.
Es wurde auch schon versucht, das Werkzeug zweiteilig auszuführen. Dabei werden ein Flachstahl als Trägerteil unter Berücksichtigung einer elastischen Rückformung formgerecht gebogen und ein weiterer einseitig geschärfter Schneidteil entsprechend der gewünschten Stanzlinie geformt, auf den Trägerteil aufgestockt und beide Teile miteinander verschweisst. Diese im Vergleich mit einer Profilstahlausführung zwar kostengünstigere Herstellungsart erfordert jedoch je ein Biegen des Trägerteiles und ein Biegen des Schneidteiles, wobei in nachteiliger Weise durch ein anschliessendes Verschweissen beider Teile ein Verzug des Rohlings auftreten kann, der nachfolgend Richtvorgänge und gegebenenfalls ein Rückplanschleifen erforderlich macht.
Eine Vereinfachung sowie eine zeit- und Arbeitsgänge-sparende Stanzformenherstellung war seit langem ein Anliegen der Hersteller von groben, unregelmässig geformten Flachteile in Serie.
Ausgehend vom Stand der Technik lag also der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Stanzen von flächigem, grobem Material zu schaffen, welches einfach aufgebaut ist und geringe Aufwendungen bei der Herstellung und hohe Stabilität im praktischen Einsatz aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung stellt die Lösung des Problemes dar, ein einfaches, sicheres und wirtschaftliches Verfahren zur Erstellung eines derartigen Stanzmessers anzugeben.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Trägerteil in Längserstreckung einseitig eine, Anliegeflächen bildende Ausnehmung mit einer Tiefe von mindestens 0, 11, höchstens jedoch von 0, 5mal der Trägerteildicke von 3 bis 10 mm, vorzugsweise von 4 bis 6 mm, aufweist, in weicher Ausnehmung der Schneidteil durch Schweisspunkte mit dem Trägerteil unlösar verbunden ist und der Abstand zwischen den jeweiligen Schweisspunkten mindestens 9 mm, höchstens jedoch 100 mm, vorzugsweise 12 bis 35 mm, beträgt, wobei das Werkzeug aus einem aus dem Trägerteil und dem mit diesem durch Schweisspunkte verbundenen Schneidteil bestehenden, im wesentlichen geraden Stab oder Band durch Biegen ausgeformt ist.
Die Vorteile des so ausgebildeten Werkzeuges sind im wesentlichen darin zu sehen, dass der Trägerteil und der Schneidteil gemeinsam zur Stanzwerkzeugform gebogen sind, wodurch eine stabilisierende Wirkung hinsichtlich der Stanzmessergestalt und dessen Schneidenausrichtung erreicht wird und eine schnelle und kostengünstige Fertigung möglich ist. Weiters werden durch die erfindungsgemäss vorgesehene Geometrie des Grundkörpers mit seiner einseitigen Ausnehmung und durch die mit Abständen punktwelse vorgenommene Verbindung mit dem in dieser Ausnehmung angeordneten Schneidkörper die inneren Spannungen im Werkzeug vermindert und somit dessen Verzugs- und Bruchneigung im harten Betneb entscheidend abgesenkt.
Wenn dabei in günstiger Weise vorgesehen das Werkzeug aus einem aus einem Trägerteil und einem mit diesem durch Schweisspunkte verbundenen Schneidteil bestehenden, im wesentlichen geraden Stab oder Band durch Biegen ausgeformt ist, können mit geringem Kostenaufwand, Insbesondere mit geringem Zeitaufwand, neue Stanzmuster bzw. Stanzformen erstellt werden.
Ein weiterer Vorteil des Werkzeuges entsprechend der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass bei mehrfachem Stanzen eine selbstentleerende Wirkung erzielt werden kann, das heisst, dass durch den grösseren Innendurchmesser im Bereich des Trägerteiles das Stanzgut in Richtung Rücken entleerbar ist. Es ist also wichtig, dass im Seitenflächenbereich der Schneide der Trägerteil gegenüber dem Schneidteil rückspringend ausgeführt ist.
Besondere Vorteile betreffend eine hohe Stabilität und eine hohe Bruchsicherheit des Werkzeuges werden erreicht, wenn der Trägerteil eine Dehngrenze Rp des Werkstoffes von höchstens
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395 N/mm2 aufweist, insbesondere aus Baustahl gebildet ist und der Schneidteil mit der Schneidkante aus härtbarem Stahl bzw. einer thermisch vergütbaren Legierung besteht, wobei der Schweisszusatzwerkstoff bzw. die damit erstellten Schweisspunkte aus einem hochlegierten austenitischen Stahl gebildet sind.
Dadurch wird, wie gefunden wurde, einerseits eine leichte Biegbarkeit des Trägerkörpers mit geringen Restspannungen nach der Formgebund für die Stanzfigur erreicht, andererseits weisen die Schweisspunkte eine überraschend hohe Belastbarkeit und Verformbarkeit insbesondere bezüglich Scherspannungen auf. Diese vorteilhafte, für den Fachmann überraschende hohe Verformbarkeit bei geringen Dehngrenzen des austenitischen Materials der Schweisspunkte ist wissenschaftlich noch nicht vollkommen klargestellt, es ist jedoch anzunehmen, dass nach dem Setzen bzw.
Anschmelzen der Schweissverbindungspunkte das Grundmaterial, im vorliegenden Fall der Trägerteil und der Schneidteil, eine hohe Abkühlungsgeschwindigkeit durch eine hohe Wärmeab- leitung in die Grundteile bewirkt und einen Ablöschvorgang des Schweisszusatzwerkstoffes verursacht, wodurch besonders gute Kaltformgebungseigenschaften im austenitischen Schweissgut erreicht werden.
Eine hohe Schneidhaltigkeit und lange Einsatzdauer des Werkzeuges sind erreichbar, wenn die Schneidkante gehärtet und geschliffen ist.
Das weitere Ziel der Erfindung wird durch ein Verfahren erreicht, bei weichem in einem ersten Schritt durch Herstellen eines Trägerteils mit einer Anliegeflächen aufweisenden einseitigen Ausnehmung in Längserstreckung und durch Einsetzen eines Schneidteiles in die Ausnehmung des Trägerteiles mit einem stellenweisen Verbinden der Teile durch Schweisspunkte ein band-oder stabförmiges Vormaterial erstellt wird, wonach in Folgeschritten das Vormaterial gegebenenfalls unter Einbeziehung eines Zwischenlagers entsprechend abgelängt und das abgelängte Stück zur Werkzeugform gebogen wird, worauf die Schneidkanten des Schneidteiles des Werkzeuges gehärtet und/oder geschliffen werden.
Diese in mehrere Schritte geteilte Werkzeugerstellung hat die Vorteile, dass durch einfaches kostengünstiges Profilwalze oder dgl. Trägerteile erstellt werden können und dass ein Verbinden eines Trägerteils mit einem Schneidteil mittels Punktschweissung in dafür vorgesehenen Anlagen, gegebenenfalls automatisiert, zeit- und arbeitssparend vorgenommen werden kann. Ein derart erstelltes Vormaterial kann auf Lager gehalten werden, so dass in günstiger Weise eine Neufertigung eines Werkzeuges wesentliche weniger Zeitaufwand erfordert. Weiters ist, wie gefunden wurde, eine wesentliche Verbesserung des Material- und Fertigungsausbringens gegeben, wobei die logistischen Anforderungen vereinfacht sind.
Wenn die Schweisspunkte mit hochlegiertem austenitischen Schweisszusatzwerkstoff erstellt werden, wird einerseits eine Verbesserung des Aufbaues der Schweissverbindung und andererseits eine günstige Beeinflussung des zeitlich kurzen Schweissprozesses mit verbesserten Materialfliessgegebenheiten erreicht. Von der Fachwelt wurde angenommen, dass im Aufmischgebiet der Schmelzschweissnaht und zwar zwischen Schweissmaterial und Grundwerkstoff harte und spröde Phasen auftreten, welche zu einem Brechen der Verbindung beim Biegen des Vormatenals zur Stanzform führen können. Überraschend wurde auch unter Heranziehung von Gefügeuntersuchungen festgestellt, dass in den Übergangsbereichen der Schweisspunkte keine spöden Stellen im Material gebildet werden.
Als besonders günstig hat sich bei einer Herstellung von Werkzeugformen auch mit kleinen Krümmungsradien herausgestellt, wenn das Biegen des aus Trägerteil und Schneidteil gebildeten Rohlings zur Form eines Stanzmessers durch Biegen mittels im Querschnitt gerader Sättel erfolgt, wobei Stufen im Querschnittsprofil des Messers zumindest teilweise durch Distanzbleche im wesentlichen ausgeglichen werden. Dadurch ist eine vollkommene Senkrechtstellung des Stanzmessers im Werkzeughalter gesichert und die Gefahr eines sogenanntes "UNDERCUTS" hintangehalten.
Für die Werkzeugfertigung und für eine hohe Schneidhaltigkeit ist es dabei vorteilhaft, wenn als Schneidteil ein verformter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0, 41 bis 0, 79 Gew.-% in geglühtem Zustand eingesetzt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
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Fig. 1 ein Sohlenstanzmesser
Fig. 2 ein Messervormaterial zwischen Biegegesenken
Fig. 3 ein Messervormaterial mit teilweise keilförmigem Distanzstück zwischen Biegegesenken
Ein Sohlenstanzmesser 1 im Querschnitt ist in Fig. 1 dargestellt, wobei ein Trägerteil 2 aus einem Walzprofil eines Grundstahles, z. B. entsprechend DIN Werkstoffnummer 1. 0010, besteht Der Trägerteil 2 weist einseitig eine Ausnehmung mit Anlegeflächen 21 und 22 für einen Messerteil 3 auf, wobei eine Seitenfläche in diesem Bereich eine Anschrägung zur Längsaxe besitzt. In der Ausnehmung befindet sich der Messerteil 3, der an beiden Seiten durch Punktschweissungen 4 unlösbar mit dem Trägerteil 2 verbunden ist.
Am gegenüberliegenden Ende des Messerteiles 3 ist eine Schneidkante 31 angeordnet, die nach dem Stand der Technik gefertigt sein kann und gehärtet und geschliffen ausgeführt ist.
Im Fig. 2 ist ein Stanzmesserrohling 1 dargestellt, welcher in einer Biegevorrichtung zu einem Werkzeug ausgeformt wird. Für ein Biegen des Rohlings 1 in eine Richtung 9 wird ein Distanzblech 7 im rückspringenden Teil und zwar im Bereich des Trägerteils auf einem ebenen Sattel aufgelegt und damit ein Verwinden des Messerrohlings 1 verhindert. Wird der Rohling in eine Gegenrichtung zu 9 gebogen, so kann auf einem ebenen Sattel 6 durch ein Distanzstück 8 im Bereich des Messerteiles 3 ein Verwinden des Sohlenstanzmessers bei der Herstellung ebenfalls hintangehalten werden.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung. welche ein Verwinden einer Werkzeugschneide 31 auch bei geringen Krümmungsradien vermeidet und hohe Genauigkeit erbringt, zeigt Fig. 3. Dabei ist im Bereich des Schneidteiles 3 ein teilweise keilfömiges Distanzstück 8'am Sattel 6 aufgelegt.
Dies hat den Vorteil, dass beim Biegen des Messers die Schneide mit hoher Genauigkeit und ohne Verwinden derselben über eine Schablone gebogen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkzeug (1) zum Stanzen von flächigem Material mit einer Dicke von grösser als 1, 1 mm, insbesondere von Ledersohlenmaterial und dgl. Werkstoffe, mit einer in Längserstreckung der Schneidkante gekrümmten Form, gebildet aus einem Trägerteil und einem mit diesem verbundenen Schneidteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerteil (2) in Längs- erstreckung einseitig eine, Anliegefläche (21,22) bildende, Ausnehmung mit einer Tiefe von mindestens 0, 11, höchstens jedoch von 0, 5mal der Trägerteildicke von 3 bis 10 mm, vorzugweise von 4 bis 6 mm, aufweist, in welcher Ausnehmung das Schneidteil (3) durch
Schweisspunkte (4) mit dem Trägerteil (2) unlösbar verbunden ist, wobei der Schweisszu- satzwerkstoff bzw.
die damit erstellten Schweisspunkte (4) aus einem hochlegierten auste- nitischen Stahl gebildet sind, und der Abstand zwischen den jeweiligen Schweisspunkten (4) mindestens 9 mm, höchstens jedoch 100 mm, vorzugweise 12 mm bis 35 mm, beträgt, wobei das Werkzeug (1) aus einem aus dem Trägerteil (2) und einem mit diesem durch
Schweisspunkte (4) verbundenen Schneidteil (3) bestehenden, im wesentlichen geraden
Stab oder Band durch Biegen ausgeformt ist.