DE102007031904B4 - Cutting and / or scoring tool - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneid- und/oder Ritzwerkzeug (1), insbesondere zur Verwendung zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie. Dieses besteht aus einer Klinge (2) aus Stahl mit einer Schneidkante (4) und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante (4) gebildeten und bis zu einer Seitenfläche (8) der Klinge (2) verlaufenden Fase (6), die im Querschnitt gesehen derart mit einem Krümmungsradius (R1) gekrümmt ausgebildet ist, dass jede an die Fase (6) angelegte Tangente mit einer parallel zu der Seitenfläche (8) und durch die Schneidkante (4) verlaufenden Klingenachse (10) einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist. Die Fase (6) weist in Richtung der Seitenfläche (8) einen Übergangsabschnitt (12) auf, der derart mit einem von dem Krümmungsradius (R1) der Fase (6) abweichenden zweiten Krümmungsradius (R2) konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase (6) über den Übergangsabschnitt (12) stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche (8) übergeht.The present invention relates to a cutting and / or scoring tool (1), in particular for use in die cutting in the paper and cardboard industry. This consists of a steel blade (2) with a cutting edge (4) and at least one chamfer (6) formed on one long side of the blade starting from the cutting edge (4) and extending up to a side surface (8) of the blade (2). which, seen in cross section, is designed with a radius of curvature (R1) such that each tangent applied to the bevel (6) encloses an angle with a blade axis (10) running parallel to the side surface (8) and through the cutting edge (4) that is less than 90 °. The chamfer (6) has a transition section (12) in the direction of the side surface (8), which is configured with a second radius of curvature (R2) deviating from the radius of curvature (R1) of the chamfer (6) such that the chamfer ( 6) over the transition section (12) continuously, step-free and without edges into the side surface (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneid- und/oder Ritzwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a cutting and / or scoring tool according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Werkzeug ist durch das deutsche Gebrauchsmuster DE 296 16 585 U1 bekannt. Durch seine besondere Ausgestaltung hat sich dieses bekannte Werkzeug in der Praxis bereits gut bewährt. Es weist eine grundsätzlich scharfe, spitzwinklige Schneidkante auf. Durch die konvexe Ausgestaltung der Fase kommt es während des Eindringens der Klinge in das zu schneidende Gut über die Schnitttiefe zur Ausbildung jeweils unterschiedlicher wirksam werdender Keilwinkel, die durch die Winkel jeweils zwischen den in Richtung der Schneidkante an die Fase angelegten Tangenten und der in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse bestimmt werden. Ausgehend von der Schneidkante des Werkzeugs in Richtung auf die Oberseite des zu schneidenden Gutes nehmen diese Winkel stetig ab. Mit dieser Winkelveränderung ist ursächlich von der Schneidkante des Werkzeugs ausgehend über die Länge der Fase eine Veränderung des Verhältnisses einer Normalkraftkomponente zu einer Querkraftkomponente der Schnittkraft verbunden. An der Schneidkante ist die Normalkraftkomponente im Vergleich zur Querkraftkomponente groß, während am anderen Ende der Fase ein Minimalwert des Verhältnisses von Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente erreicht wird. Durch die Größe und den Verlauf der konvexen Krümmung der Fase kann dieses Verhältnis vorteilhafterweise in Anpassung an die Beschaffenheit des zu schneidenden Gutes kontrolliert gesteuert werden, wodurch auch eine Rissbildung bzw. Berstung vor der Schneidkante wirksam vermieden wird.Such a tool is by the German utility model DE 296 16 585 U1 known. Due to its special design, this known tool has already proven itself in practice. It has a basically sharp, acute-angled cutting edge. Due to the convex configuration of the chamfer occurs during the penetration of the blade in the material to be cut on the depth of cut to form each different effective expectant wedge angle, by the angle between each in the direction of the cutting edge to the chamfer tangent and in the cutting direction by the cutting edge extending axis are determined. Starting from the cutting edge of the tool in the direction of the top of the material to be cut, these angles steadily decrease. With this angular change, causally from the cutting edge of the tool, over the length of the chamfer, a change in the ratio of a normal force component to a lateral force component of the cutting force is connected. At the cutting edge, the normal force component is large compared to the lateral force component, while at the other end of the chamfer, a minimum value of the ratio of the normal force component to the lateral force component is obtained. Due to the size and the course of the convex curvature of the chamfer, this ratio can be advantageously controlled controlled in adaptation to the nature of the material to be cut, whereby a cracking or bursting before the cutting edge is effectively avoided.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Schneid- und/oder Ritzwerkzeug bezüglich seiner Gebrauchseigenschaften weitergehend zu verbessern.The present invention is based on the object of further improving the known cutting and / or scoring tool with regard to its service properties.

Erfindungsgemäß wird dies gemäß dem Anspruch 1 dadurch erreicht, dass die Fase in Richtung der Seitenfläche einen Übergangsabschnitt aufweist, der derart mit einem von dem Krümmungsradius der Fase abweichenden zweiten Krümmungsradius konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase über den Übergangsabschnitt stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche übergeht, wobei der zweite Krümmungsradius des Übergangsabschnittes kleiner als der erste Krümmungsradius der Fase ist und insbesondere das 0,05- bis 0,5-fache des ersten Krümmungsradius beträgt.According to the invention this is achieved according to the claim 1, characterized in that the chamfer in the direction of the side surface has a transition portion which is so convexly curved with a deviating from the radius of curvature of the chamfer second radius of curvature that the chamfer on the transition section steadily, step and edge free merges into the side surface, wherein the second radius of curvature of the transition portion is smaller than the first radius of curvature of the chamfer and in particular is 0.05 to 0.5 times the first radius of curvature.

Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird der mechanische Widerstand beim Schnittvorgang vorteilhaft reduziert. Außerdem wird durch den stetigen Übergang eine Staubbildung nahezu vermieden, zumindest aber deutlich verringert. Ferner werden auch die Einreißgefahr des Stanzgutes sowie auch die Beschädigungsgefahr der Klinge bei einem Biegevorgang reduziert, und es werden undefinierte Brüche vermieden.This advantageous embodiment advantageously reduces the mechanical resistance during the cutting process. In addition, dust formation is almost avoided by the steady transition, but at least significantly reduced. Furthermore, the risk of tearing the stamped material as well as the risk of damage to the blade are reduced in a bending operation, and undefined fractures are avoided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.Further advantageous features of the invention are contained in the subclaims and the following description.

Anhand der Zeichnung und eines daran veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur einen stark vergrößerten Querschnitt durch einen schneidenseitigen Abschnitt des erfindungsgemäßen Schneid- und/oder Ritzwerkzeugs.With reference to the drawing and a preferred embodiment illustrated thereon, the invention will be explained in more detail. The single drawing figure shows a greatly enlarged cross-section through a cutting-side section of the cutting and / or scoring tool according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Schneid- und/oder Ritzwerkzeug 1 besteht aus einer Klinge 2 aus Stahl mit einer scharfen Schneidkante 4 und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante 4 gebildeten Fase 6, die von der Schneidkante 4 bis zu einer Seitenfläche 8 der Klinge 2 verläuft. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Klinge 2 – bezogen auf eine parallel zur Seitenfläche 8 durch die Schneidkante 4 verlaufende Klingenachse 10 – symmetrisch mit zwei die Schneidkante 4 bildenden, gleichartigen Fasen 6 ausgebildet. Die bzw. jede Fase 6 ist – im Querschnitt gesehen – derart mit einem Krümmungsradius R1 konvex gekrümmt ausgebildet, dass jede in einem beliebigen Punkt an die Fase 6 angelegte Tangente (nicht eingezeichnet) mit der Klingenachse 10 einen ebenfalls nicht eingezeichneten Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist.An inventive cutting and / or scoring tool 1 consists of a blade 2 made of steel with a sharp cutting edge 4 and at least one on a blade longitudinal side from the cutting edge 4 formed bevel 6 from the cutting edge 4 up to one side surface 8th the blade 2 runs. In the preferred embodiment, the blade is 2 - Based on a parallel to the side surface 8th through the cutting edge 4 extending blade axis 10 - symmetrical with two the cutting edge 4 forming, similar bevels 6 educated. The or each chamfer 6 is - seen in cross section - so convexly curved with a radius of curvature R1 that each at any point to the chamfer 6 applied tangent (not shown) with the blade axis 10 also includes an angle not shown, which is smaller than 90 °.

Insoweit entspricht das Werkzeug 1 dem Gegenstand des eingangs genannten Gebrauchsmusters DE 296 16 585 U1 , weshalb darauf sowie auch auf die obigen Erläuterungen dazu in vollem Umfang Bezug genommen wird.In that regard, the tool corresponds 1 the subject of the above-mentioned utility model DE 296 16 585 U1 Therefore, as well as the above explanations, reference is made to this in its entirety.

Das Werkzeug 1 wird als Klinge zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie eingesetzt. Dabei wird die Klinge 2 mit der Schneidkante 4 gegen ein zu schneidendes Schneidgut, senkrecht zu dessen Oberfläche bewegt. Dabei kann das Schneidgut gänzlich durchgeschnitten oder angeritzt werden.The tool 1 is used as a blade for punching cut in the paper and cardboard industry. This is the blade 2 with the cutting edge 4 against a cutting material to be cut, moved perpendicular to the surface. The material to be cut can be completely cut through or scratched.

Erfindungsgemäß weist nun die/jede Fase 6 in Richtung der Seitenfläche 8 einen Übergangsabschnitt 12 auf, der derart mit einem von dem erwähnten, ersten Krümmungsradius R1 der Fase 6 abweichenden zweiten Krümmungsradius R2 konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase 6 über den Übergangsabschnitt 12 stetig, d. h. stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche 8 übergeht.According to the invention, the / each chamfer now has 6 in the direction of the side surface 8th a transitional section 12 in such a way with one of said first radius of curvature R1 of the chamfer 6 Deviating second radius of curvature R2 is convexly curved, that the chamfer 6 over the transition section 12 continuous, ie step and edge free in the side surface 8th passes.

Bevorzugt ist der zweite Krümmungsradius R2 des Übergangsabschnittes 12 kleiner als der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6, und zwar liegt R2 insbesondere im Bereich des 0,05- bis 0,5-fachen Wertes von R1, d. h. es gilt: R2 = (0,05 bis 0,5)·R1. Der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6 ist zunächst jedenfalls deutlich größer als der senkrecht zur Seitenfläche 8 gemessene Abstand zwischen der Seitenfläche 8 und der Klingenachse 10 und entspricht zweckmäßig dem ein- bis fünffachen Wert einer Fasenlänge L. Diese Fasenlänge L entspricht der Länge einer (im Querschnitt) zwischen der Schneidkante 4 und einem Übergangspunkt 14 zwischen dem Übergangsabschnitt 12 und der angrenzenden Seitenfläche 8 verlaufenden Sekante S. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung entspricht der erste Krümmungsradius R1 der Fase 6 dem ein- bis zweifachen, insbesondere dem 1,5 bis 1,6-fachen Wert der Fasenlänge L. Damit können besonders günstige Schnitteigenschaften durch ein optimiertes Verhältnis von Normal- zu Querkraftkomponente erreicht werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Sekante S mit der Klingenachse 10 einen spitzen Winkel α einschließt, der im Bereich von 15° bis 35° liegt und vorzugsweise etwa 27° beträgt.Preferably, the second radius of curvature R2 of the transition section 12 smaller than the first radius of curvature R1 of the chamfer 6 In particular, R2 is in the range of 0.05 to 0.5 times the value of R1, that is, R2 = (0.05 to 0.5) * R1. The first radius of curvature R1 of the chamfer 6 In any case, it is significantly larger than the one perpendicular to the side surface 8th measured distance between the side surface 8th and the blade axis 10 and suitably corresponds to one to five times the value of a chamfer length L. This chamfer length L corresponds to the length of one (in cross section) between the cutting edge 4 and a transition point 14 between the transition section 12 and the adjacent side surface 8th extending secant S. In a particularly advantageous embodiment, the first radius of curvature R1 corresponds to the chamfer 6 the one to two times, in particular 1.5 to 1.6 times the value of the chamfer length L. Thus, particularly favorable cutting properties can be achieved by an optimized ratio of normal to transverse force component, in particular when the secant S with the blade axis 10 an acute angle α which is in the range of 15 ° to 35 ° and is preferably about 27 °.

Alternativ zu der dargestellten symmetrischen Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Fasen 6 liegt es im Bereich der Erfindung, die Klinge 2 asymmetrisch mit nur einer Fase 6 oder mit zwei bzgl. Krümmungsradius R1 und/oder Fasenlänge L unterschiedlichen Fasen 6 auszubilden.Alternatively to the illustrated symmetrical design with two similar chamfers 6 it is within the scope of the invention, the blade 2 asymmetrical with only one bevel 6 or with two with respect to radius of curvature R1 and / or chamfer length L different chamfers 6 train.

Bezüglich weitere Ausgestaltungsmerkmale entspricht das erfindungsgemäße Werkzeug 1 weitgehend dem DE 296 16 585 U1 , auf welches deshalb nochmals in vollem Umfang Bezug genommen wird.With regard to further design features, the tool according to the invention corresponds 1 largely the DE 296 16 585 U1 , to which, therefore, once again fully referenced.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.The invention is not limited to the illustrated and described embodiment, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Furthermore, the invention has hitherto not been limited to the feature combination defined in claim 1, but may also be defined by any other combination of specific features of all individually disclosed individual features. This means that in principle virtually every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claim 1 is to be understood only as a first formulation attempt for an invention.

Claims (5)

Schneid- und/oder Ritzwerkzeug (1), insbesondere zur Verwendung zum Stanzschnitt in der Papier- und Kartonagenindustrie, bestehend aus einer Klinge (2) aus Stahl mit einer Schneidkante (4) und mindestens einer an einer Klingen-Längsseite ausgehend von der Schneidkante (4) gebildeten und bis zu einer Seitenfläche (8) der Klinge (2) versaufenden Fase (6), die im Querschnitt gesehen derart mit einem Krümmungsradius (R1) gekrümmt ausgebildet ist, dass jede an die Fase (6) angelegte Tangente mit einer parallel zu der Seitenfläche (8) und durch die Schneidkante (4) verlaufenden Klingenachse (10) einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (6) in Richtung der Seitenfläche (8) einen Übergangsabschnitt (12) aufweist, der derart mit einem von dem Krümmungsradius (R1) der Fase (6) abweichenden zweiten Krümmungsradius (R2) konvex gekrümmt ausgebildet ist, dass die Fase (6) über den Übergangsabschnitt (12) stetig, stufen- und kantenfrei in die Seitenfläche (8) übergeht, wobei der zweite Krümmungsradius (R2) des Übergangsabschnittes (12) kleiner als der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) ist und insbesondere das 0,05- bis 0,5-fache des ersten Krümmungsradius (R1) beträgt.Cutting and / or scoring tool ( 1 ), in particular for use in the stamping section in the paper and cardboard industry, consisting of a blade ( 2 ) made of steel with a cutting edge ( 4 ) and at least one on a blade longitudinal side starting from the cutting edge ( 4 ) and up to a side surface ( 8th ) of the blade ( 2 ) dripping bevel ( 6 ), which, viewed in cross-section, is curved in such a way with a radius of curvature (R1) that each point adjoins the chamfer (FIG. 6 ) tangent with a parallel to the side surface ( 8th ) and through the cutting edge ( 4 ) extending blade axis ( 10 ) includes an angle which is less than 90 °, characterized in that the chamfer ( 6 ) in the direction of the side surface ( 8th ) a transitional section ( 12 ), which in such a way with one of the radius of curvature (R1) of the chamfer ( 6 ) deviating second radius of curvature (R2) is convexly curved, that the chamfer ( 6 ) on the transitional period ( 12 ) continuously, without steps and edges into the side surface ( 8th ), wherein the second radius of curvature (R2) of the transition section ( 12 ) smaller than the first radius of curvature (R1) of the chamfer ( 6 ) and in particular is 0.05 to 0.5 times the first radius of curvature (R1). Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (6) – bezogen auf eine im Querschnitt zwischen der Schneidkante (4) und einem Übergangspunkt (14) zwischen dem Übergangsabschnitt (12) und der angrenzenden Seitenfläche (8) verlaufenden Sekante (S) – eine Fasenlänge (L) aufweist, wobei der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) dem ein- bis fünffachen Wert der Fasenlänge (L) entspricht.Cutting and / or scoring tool according to claim 1, characterized in that the chamfer ( 6 ) - relative to a cross section between the cutting edge ( 4 ) and a transition point ( 14 ) between the transitional section ( 12 ) and the adjacent side surface ( 8th ) has a chamfer length (L), wherein the first radius of curvature (R1) of the chamfer (S) 6 ) corresponds to one to five times the chamfer length (L). Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Krümmungsradius (R1) der Fase (6) dem ein- bis zweifachen, insbesondere dem 1,5- bis 1,6-fachen, Wert der Fasenlänge (L) entspricht.Cutting and / or scoring tool according to claim 2, characterized in that the first radius of curvature (R1) of the chamfer ( 6 ) corresponds to one to two times, in particular 1.5 to 1.6 times, the value of the chamfer length (L). Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine – bezogen auf die Klingenachse (10) – symmetrische Ausgestaltung mit zwei gleichartigen Fasen (6).Cutting and / or scoring tool according to one of claims 1 to 3, characterized by a - with respect to the blade axis ( 10 ) - symmetrical design with two identical chamfers ( 6 ). Schneid- und/oder Ritzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine – bezogen auf die Klingenachse (10) – asymmetrische Ausgestaltung mit nur einer Fase (6) oder mit zwei unterschiedlich ausgebildeten Fasen (6).Cutting and / or scoring tool according to one of claims 1 to 3, characterized by a - with respect to the blade axis ( 10 ) - asymmetric design with only one bevel ( 6 ) or with two differently shaped bevels ( 6 ).
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