DE102010020413A1

DE102010020413A1 - Verfahren sowie Bearbeitungsmaschine zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs

Info

Publication number: DE102010020413A1
Application number: DE201010020413
Authority: DE
Inventors: Karl-Anton Stroppel; Marc Butenuth; Gerald Kauderer
Original assignee: ELCEDE ELECTRONICS LASER CONSU; ELCEDE ELECTRONICS-LASER-CONSULTING-ENGINEERING-GMBH; SILCOPLAN ENGINEERING GmbH
Current assignee: SILCOPLAN ENGINEERING GMBH, DE
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: DE102010020413B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs mit den Schritten Positionieren eines Rohlings (1) in eine Bearbeitungsposition in einer Bearbeitungsmaschine, wobei der Rohling (1) eine Oberplatte (3) zur Herstellung einer Matrizenplatte und eine Unterplatte (2) zur Herstellung einer Patrizenplatte mit Ausbrechstiften (20) aufweist, Herstellen der Matrize (23) aus der Oberplatte (3) durch Einbringen mindestens eines Durchgangslochs (6) in die Oberplatte (3) für aus einem Zuschnitt auszubrechende Karton- und/oder Verpackungsmaterialabschnitte mittels eines Fräswerkzeugs (7), Einbringen mindestens einer Markierungsfräsung (11) in die Unterplatteplatte (2) mit dem Fräswerkzeug (7) bei auf der Unterplatte (2) befindlicher Oberplatte (3), Abnehmen der Oberplatte (3), automatisches Einsetzen mindestens eines Ausbrechstiftes (20) in die Patrizenplatte in einen von der Markierungsfräsung (11) begrenzten Bereich in derselben Bearbeitungsposition in der Bearbeitungsmaschine mittels eines Einsetzkopfes (28). Ferner betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ausbrechwerkszeugs gemäß Anspruch 1 sowie eine Bearbeitungsmaschine zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs zum aufeinanderfolgenden Einsetzen einer Mehrzahl von Ausbrechstiften gemäß Anspruch 7.
Im vorliegenden technischen Gebiet der Stanz- und Ausbrechtechnologie werden Ausbrechstift-Einsatz-Vorrichtungen benutzt, um automatisiert und damit in dem Bestreben, manuellen Einsatz zu vermindern, sogenannte Ausbrechstifte an vorbestimmte Positionen einer Patrize einzubringen. Eine bekannte Vorrichtung zum Einsetzen von Ausbrechstiften ist in der DE 100 23 896 A1 beschrieben. Bereits dieser Stand der Technik zeigt, dass es neben Effizienz im Herstellen von Ausbrechwerkzeugen, insbesondere auch bestimmt durch die Bestückungszyklen und damit verbundener Taktzeiten, auch auf Flexibilität ankommt, denn häufig verlangt ein zu bestückendes Ausbrechwerkzeug nach einer Mehrzahl von zu positionierenden Ausbrechstifttypen, etwa bestimmt durch die Ausbrecherfordernisse an einer jeweiligen Position am Werkzeug.
Bevor mittels der bekannten Ausbrechstiftsetzvorrichtung Ausbrechstifte in eine, typischerweise aus Holz ausgebildete Platte (Patrize) eingebracht werden, wird in die Platte eine nutförmige Markierung eingebracht, die das Gebiet, in welchem die Ausbrechstifte einzusetzen sind, umfangsseitig begrenzt. Außerhalb dieser Markierung werden üblicherweise aus Schaumstoff ausgebildete Niederhalter zum Niederhalten eines Kartonzuschnittes angeordnet.
Neben der zuvor beschriebenen Patrize umfasst ein Ausbrechwerkzeug eine zur Patrize korrespondierende Matrize mit Durchgangslöchern, durch die hindurch gestanzte Kartonabschnitte aus dem Zuschnitt mittels der Patrize, genauer mittels der Ausbrechstifte, ausgebrochen bzw. durch diese hindurch gestoßen werden. Das Einbringen der Durchgangslöcher erfolgt üblicherweise mittels eines Lasers. Hier muss die Matrizenplatte in einer Laserbearbeitungs maschine positioniert werden, woraufhin die Durchgangslöcher mittels des Lasers eingebracht werden.
Daraufhin wird die Matrizenplatte entnommen und es wird (vor dem Einsetzen der Ausbrechstifte) die Patrizenplatte in die Laserbearbeitungsmaschine eingesetzt. Mittels des Lasers wird dann ein Luftloch in die Matrizenplatte eingebracht, durch welches die zwischen Patrizenplatte und Matrizenplatte vorhandene Luft bei dem aufeinander zu Bewegen der beiden Platten in einem Ausbrechwerkzeug entweichen kann. Danach wird mittels des Lasers bei reduzierter Leistung die nutförmige Markierung automatisiert eingebracht, wobei die Umfangkontur der Markierung der Umfangskontur des Durchgangsloches in der Matrizenplatte entspricht, um nach dem Einsetzen der Ausbrechstifte kontrollieren zu können, ob diese korrekt positioniert wurden. Daraufhin muss die Patrizenplatte aus der Laserbearbeitungsmaschine entnommen und in der Ausbrechstift-Einsetzvorrichtung positioniert werden, woraufhin in dieser Maschine mittels eines automatisch angesteuerten Einsetzkopfes Ausbrechstifte in einen Bereich innerhalb der Markierung eingesetzt werden.
Die Markierungsfräsung hat mehrere Aufgaben. Zum einen hat diese eine Kontrollfunktion, da geprüft werden kann, ob die gesetzten Ausbrechstifte sich beim fertigen Ausbrechwerkzeug tatsächlich unterhalb eines Durchgangslochs befinden. Hierzu entspricht die Umfangskontur der Markierungsfräsung bevorzugt einer Innenkontur, insbesondere einer später noch zu erläuternden Innenkontur mit minimaler Querschnittsfläche, des zugehörigen Durchgangsloches in der Matrizenplatte. Zudem gibt die Markierung den Bereich an, in welchem die Niederhalter zum Niederhalten des Zuschnitts gesetzt werden können bzw. sinnvoller Weise gesetzt werden, nämlich in einem Bereich außerhalb der, insbesondere umfangsgeschlossenen, Markierungsfräsungen.
Das zuvor beschriebene Verfahren zum Herstellen eines zweiteiligen Ausbrechwerkzeugs ist äußerst aufwendig und umfasst mindestens drei Positionierschritte (Positionieren der Matrizenplatte in der Laserbearbeitungsmaschine, davon separates Positionieren der Patrizenplatte in der Laserbearbeitungs maschine, Positionieren der Patrize in der Ausbrechstift-Einsetzmaschine). Die Vielzahl von Positionierungsvorgängen bringt neben einem erhöhten, manuellen Arbeitseinsatz die Gefahr von Fehlpositionierungen und damit von Ungenauigkeiten bezüglich der Relativposition zwischen den Ausbrechstiften und den Durchgangslöchern mit sich. Ferner ist der zum Einsatz kommende Laser kostenintensiv.
Darüber hinaus ist es bekannt, anstelle einer Laserbearbeitungsmaschine eine von der Ausbrechstift-Einsetzmaschine separate Fräs-Bearbeitungsmaschine einzusetzen, mit der in unterschiedlichen Arbeitsgängen die Durchgangslöcher in der Matrize und die nutförmigen Markierungen in der Patrize hergestellt werden können.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen das Herstellungsverfahren vereinfacht werden kann. Insbesondere soll die Gefahr von Ungenauigkeiten minimiert werden. Ganz besonders bevorzugt soll auf den Einsatz eines Lasers verzichtet werden können.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Anzahl der notwendigen Positionierungsschritte durch zwei Maßnahmen zu minimieren. Zum einen werden ein Fräswerkzeug zum Herstellen von Durchgangslöchern in der Matrize, genauer zum Herstellen der Matrize sowie zum Einbringen von Markierungsfräsungen in die Patrize und ein Einsatzkopf zum Einsetzen von Ausbrechstiften in die Patrize in einer gemeinsamen Bearbeitungsmaschine vorgesehen, sodass es zwischen dem Bearbeitungsschritt der Markierungsfräsung und dem Stiftsetzen keines erneuten Positionierungsschrittes aufgrund eines im Stand der Technik notwendigen Maschinenwechsels bedarf. Als zweite Maßnahme ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Matrizenplatte und die Patrizenplatte, genauer eine Oberplatte zur Herstellung der Matrizenplatte und eine Unterplatte zur Herstellung der Patrizenplatte nicht vollständig getrennt voneinander bearbeitet werden, sondern dass die Bearbeitung der Oberplatte, genauer das Einbringen des mindestens einen, vorzugsweise umfangsgeschlossenen, Durchgangsloches für Kartonabschnitte und/oder Verpackungsmaterialabschnitte bei auf der Unterplatte angeordneter Oberplatte erfolgt. Bevorzugt ist die Oberplatte hierzu, beispielsweise durch Verschrauben an der Unterplatte fixiert. Grundsätzlich ist es möglich, zunächst die Unterplatte in die Bearbeitungsposition zu positionieren und nachfolgend die Oberplatte auf die Unterplatte in der Bearbeitungsmaschine zu legen. Der Rohling wird also in der Bearbeitungsmaschine zusammengestellt. Bevorzugt ist jedoch eine Vorgehensweise, bei der eine gemeinsame Positionierung der Ober- und Unterplatte als Rohling in die Bearbeitungsposition in der Bearbeitungsmaschine erfolgt. Hierzu werden die Ober- und die Unterplatte bevorzugt bereits außerhalb der Bearbeitungsmaschine zur Bildung des Rohlings aufeinander gelegt und bevorzugt auch, wie erwähnt, beispielsweise durch Verschrauben aneinander fixiert.
Kern des Verfahrens ist es also, dass die Durchgangslöcher in die Oberplatte eingebracht werden, wenn diese zusammen mit einer Unterplatte als Rohling in einer Bearbeitungsmaschine vorliegt bzw. positioniert ist. Hierdurch wird zusätzlich der Vorteil erreicht, dass eine versehentliche Beschädigung des, vorzugsweise als Vakuumtisch ausgebildeten, Rohlingträgers bei dem Einbringen des mindestens einen Durchgangsloches sicher vermieden werden kann, da mittels des Fräsers bei Fehlpositionierung schlimmstenfalls in die Unterplatte hineingefräst wird.
Durch das Vorsehen des Fräswerkzeugs und des Einsetzkopfes in einer gemeinsamen Vorrichtung wird ein Wechsel der Platten zwischen zwei Vorrichtungen vermieden, wodurch sich die Bearbeitungsgenauigkeit wesentlich erhöht. Zudem sinkt die Bearbeitungsdauer insgesamt aufgrund des Wegfalls von Positionierungsschritten bzw. aufgrund der Vermeidung eines Maschinenwechsels. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn dem Fräswerkzeug und dem Einsetzkopf gemeinsame Verstellmittel zugeordnet sind, um den Rohling bzw. den insbesondere tischförmigen Rohlinghalter und die Werkzeuge zueinander relativ verstellen zu können, insbesondere parallel zueinander und/oder aufeinander zu bzw. voneinander weg verfahren zu können. Grundsätzlich ist es möglich den Rohlingträger relativ zu feststehenden Werkzeugen anzutreiben. Bevorzugt ist es die Werkzeuge gemeinsam relativ zu dem feststehenden Tisch anzutreiben. Auch ist es möglich, die Relativverstellung entlang einer ersten Achse durch Verstellen des Rohlingträgers und die Relativverstellung um eine senkrecht dazu verlaufende zweite Achse durch gemeinsames Verstellen der Werkzeuge zu realisieren. Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn den Verstellmitteln (unabhängig von der konkreten Ausbildung) eine Steuerung zugeordnet ist, die die Verstellmittel anhand von aus einem CAD-Programm gewonnenen Koordinatendaten, die die Position der Durchgangslöcher, der Markierungsfräsungen und der Ausbrechstifte definieren, ansteuert.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist darin zu sehen, dass durch die Anordnung des Fräswerkzeugs und des Einsetzkopfes an einem gemeinsamen Werkzeugträger gemeinsame Verstellmittel zum parallelen Relativverstellen der vorgenannten Werkzeuge zu dem Rohlingträger vorgesehen werden können, insbesondere weil die Relativposition zwischen Fräswerkzeug und Einsetzkopf zueinander bekannt ist. Es müssen also nicht wie im Stand der Technik im Falle der Anordnung des Fräswerkzeugs und des Einsetzkopfes in unterschiedlichen Maschinen separate Verstellmittel jeweils mit zugehöriger Steuerung vorgesehen werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn vor oder nach dem Einbringen der Markierungsfräsung sowie nach dem Abnehmen der Oberplatte in die die spätere Pat rizenplatte bildende Unterplatte mindestens ein als Luftloch dienendes Durchgangsloch mittels des Fräsers eingebracht wird, durch das zwischen den Platten befindliche Luft beim fertigen Ausbrechwerkzeug während des Betriebs, d. h. während des Ausbrechens entweichen kann.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn in einen Bereich außerhalb der mindestens einen Markierungsfräsung mindestens ein Niederhalter zum Niederhalten des Kartonzuschnitts und/oder des Verpackungsmaterialzuschnitts vorgesehen, insbesondere aufgeklebt, wird. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Niederhalter um Schaumstoffmaterial.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verfahrens bzw. der Vorrichtung, bei dem bzw. bei der die Oberplatte und die Unterplatte mittels des Fräswerkzeugs gleichzeitig in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, d. h. dass ein gleichzeitiger Materialabtrag an der Oberplatte und an der Unterplatte erfolgt. Noch anders ausgedrückt wird das Durchgangsloch gleichzeitig mit der zugeordneten, insbesondere nutförmigen Markierungsfräsung eingebracht. Im Hinblick auf die Ausbildung der Bearbeitungsmaschine bedeutet dies, dass die Steuerung die Verstellmittel derart ansteuert, dass der Fräskopf des Fräswerkzeugs die Oberplatte in die Unterplatte hinein durchsetzt, sodass ein gleichzeitiger Materialabtrag an Ober- und Unterplatte möglich ist. Ganz besonders bevorzugt wird die Markierungsfräsung umfangsgeschlossen ausgebildet, wobei die Außenkontur der Markierungsfräsung bevorzugt einer Innenkontur des Durchgangsloches entspricht.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Durchgangsloch nicht mit einer durchgehend rechtwinklig zur Flächenerstreckung der Oberplatte verlaufenden Innenumfangswand hergestellt wird, sondern dass die Innenumfangswand mindestens zwei axial benachbarte Innenumfangswandabschnitte aufweist, die voneinander unterschiedliche (axial benachbarte) Querschnittsflächen des Durchgangsloches begrenzen, wodurch ein Verkanten eines auszubrechenden Karton- und/oder Verpackungsmaterialabschnitts innerhalb des Durchgangsloches sicher vermieden wird. Dies ist darauf zurückzufüh ren, dass die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrung nicht über die gesamte Dickenerstreckung der Oberplatte (Matrize) konstant ist, wodurch der ausgebrochene Karton- bzw. Verpackungsmaterialabschnitt nur über einen Teil der Dickenerstreckung der Materialplatte durch einen, vorzugsweise zumindest näherungsweise der Querschnittsfläche und der Kontur des auszubrechenden Abschnitts entsprechenden Durchgangslochabschnitt gedrückt werden muss, da sich nach diesem vergleichsweise engen, axialen Durchgangslochabschnitt das Durchgangsloch bzw. dessen Fläche erweitert.
Konkret können die vorgenannten Vorteile durch das Vorsehen eines gestuften und/oder abgeschrägten Innenumfangs, insbesondere durch das Vorsehen eines Innenumfangsbundes, zur Realisierung unterschiedlicher Querschnittsflächenabschnitte im Durchgangsloch realisiert werden, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Innenumfangsbund umlaufend, d. h. umfangsgeschlossen ausgebildet ist.
Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn der Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt, insbesondere in Form eines Innenumfangsbundes, gleichzeitig mit der Markierungsfräsung hergestellt wird, also ein gleichzeitiger Materialabtrag an der Oberplatte und der Unterplatte zur gleichzeitigen Herstellung des Querschnittsflächenreduzierungsabschnitts und der, insbesondere nutförmigen Markierungsfräsung erfolgt. Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn hierzu der Fräskopf des Fräswerkzeugs, beispielsweise durch eine gestufte oder im Querschnitt abschnittsweise schräge Ausbildung derart ausgebildet ist, dass der Fräskopf zum einen axial in die Unterplatte eingreift und zum anderen gleichzeitig seitlich unter Schaffung des Innenumfangsbundes Material in der Oberplatte abträgt.
Besonders zweckmäßig ist es, wie vorerwähnt, wenn die äußere Umfangskontur der Markierungsfräsung einer Innenumfangskontur des Durchgangslochs entspricht.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn in den Rohling, d. h. vor dem Abnehmen der Oberplatte von der Unterplatte eine sich sowohl über die Ober- als auch über die Unterplatte erstreckende Ausrichtmarkierung, insbesondere eine Ausrichtmarkierungsfräsung, eingebracht wird, die ein Ausrichten der Oberplatte und der Unterplatte, genauer der späteren Patrize und Matrize in einer Presse bzw. Stanze ermöglicht. Ein exaktes Ausrichten von Ober- und Unterplatte bzw. von Patrize und Matrize ist notwendig, um zu gewährleisten, dass sich die Ausbrechstifte an den gewünschten Relativposition unterhalb der Durchgangslöcher in der Matrize befinden. Hierdurch wird eine störungsfreie Ausbrechung von Kartonzuschnitten und/oder Verpackungsmaterialzuschnitten sichergestellt.
Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Verstellmittel bei der Bearbeitungsmaschine gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So können die Verstellmittel bevorzugt mehrere Antriebe umfassen, beispielsweise mindestens einen ersten Antrieb zum parallelen Relativverstellen des Werkzeugträgers zu dem Rohlingträger, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn dieser erste Antrieb aktiv den Werkzeugträger antreibt. Ein zweiter Antrieb kann zum vertikalen Relativverstellen des Fräswerkzeugs zu dem Rohlingträger vorgesehen werden, wobei der zweite Antrieb beispielsweise am Werkzeugträger angeordnet werden kann, sodass das Fräswerkzeug auch relativ vertikal zum Werkzeugträger verstellbar ist. Auch ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der mittels des zweiten Antriebs der gesamte Werkzeugträger vertikal verstellbar ist, in diesem Fall zusammen mit dem Fräswerkzeug. Auch ist es möglich den Rohlingträger vertikal verstellbar anzuordnen. Unabhängig von der konkreten Ausbildung der Verstellmittel zum parallelen Relativverstellen des Werkzeugträgers zu dem Rohlingträger sowie zum vertikalen Relativverstellen des Fräswerkzeugs zu dem Rohlingträger sind den Verstellmitteln Steuermittel zugeordnet, die für die gewünschte Ansteuerung der Verstellmittel, vorzugsweise in Abhängigkeit von aus CAD-Daten gewonnen Koordinatendaten Sorge tragen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 bis 5 unterschiedliche Verfahrensschritte zur Herstellung eines schematisch in 6 dargestellten Ausbrechwerkzeuges,
6 eine schematische Darstellung eines Ausbrechwerkzeuges, und
7 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs bzw. zur gemeinsamen Bearbeitung eines Rohlings, umfassend eine Oberplatte und eine Unterplatte.
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist ein Rohling 1 gezeigt, der in einer in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigten Bearbeitungsmaschine in einer Bearbeitungsposition positioniert ist. Der Rohling 1 umfasst eine unten angeordnete Unterplatte 2, beispielsweise aus einem Holzwerkstoff, insbesondere von miteinander verleimten Holschichten, zum Herstellen einer Patrize, die in einem Ausbrechwerkzeug relativ verstellbar zu einer Matrize angeordnet ist. Ferner umfasst der Rohling 1 eine parallel zur Unterplatte 2 ausgerichtete Oberplatte 3, bevorzugt ebenfalls aus einem Holzwerkstoff, wobei die Oberplatte 3 bevorzugt, beispielsweise durch Verschrauben fixiert ist an der Unterplatte 2.
Zu erkennen ist, dass in die Oberplatte 3 und die Unterplatte 2 eine Ausrichtmarkierung 4 eingebracht ist, hier durch Fräsen, wobei die beiden Ausrichtmarkierungsabschnitte der Ausrichtmarkierung 4 ein Ausrichten von Oberplatte 3 zu Unterplatte 2, genauer einer Patrize zu einer Matrize in einem Ausbrechwerkzeug ermöglicht.
In 2 ist der Rohling 1 nach einem Überarbeitungsschritt gezeigt, bei welchem die Oberplatte 3 mittels eines nicht dargestellten Fräswerkzeugs in der Bearbeitungsmaschine konturiert wurde. Genauer ausgedrückt wurde durch Fräsen eine Außenkonturierung 5 an der Oberplatte 3 bei auf der Unterplatte 2 befindlicher Oberplatte 3 realisiert, derart, dass dabei die Unterplatte 2 mittels des Fräswerkzeugs vorzugsweise nicht bearbeitet wurde.
In 3a ist der Rohling 1 nach einem weiteren Bearbeitungsschritt gezeigt, bei welchem bei auf der Unterplatte 2 befindlicher Oberplatte 3 in letztere mittels des Fräserwerkzeugs eine Vielzahl von Durchgangslöchern 6 eingebracht wurden, durch die dann später im Ausbrechwerkzeug mittels Ausbrechstiften Kartonabschnitte und/oder Verpackungsmaterialabschnitte ausgebrochen bzw. hindurchgedrückt werden. Beim Einbringen der Durchgangslöcher 6 wurden gleichzeitig in einem gemeinsamen Arbeitsgang später noch zu erläuternde, nutförmige Markierungsfräsungen in die Unterplatte 2 eingebracht. Um dies zu veranschaulichen ist in 3b eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Rohling 1 gemäß 3a zusammen mit einem Fräskopf eines Fräswerkzeugs gezeigt.
Zu erkennen ist ein Durchgangsloch 6, das mittels eines Fräswerkzeugs 7, genauer mit einem Fräskopf 8 des Fräswerkzeugs 7 hergestellt wird. Der Fräskopf 8 ist gestuft ausgebildet und weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei axial benachbarte Durchmesserabschnitte 9, 10 auf, nämlich einen unteren Durchmesserabschnitt 9 mit einem geringeren Durchmesser als ein oberer Durchmesserabschnitt 10, wobei der untere Durchmesserabschnitt 9 zum Einbringen einer nutförmigen Markierungsfräsung 11 in die Unterplatte 2 dient, wobei diese Markierungsfräsung 11 gleichzeitig hergestellt wird mit einem als Innenumfangsbund ausgebildeten Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt 12, aufgrund dessen sich ein gestufter Innenumfang 13 des Durchgangsloches 6 ergibt. Der Innenumfang 13 kann dabei unterteilt werden in einen unteren Innenumfangsabschnitt 14 und einen oberen Innenumfangsabschnitt 15, wobei der untere Innenumfangsabschnitt 14 in einem Ausbrechwerkzeug der Patrize zugewandt ist, sodass der auszubrechende Kartonabschnitt und/oder Verpa ckungsmaterialabschnitt zunächst durch eine geringere Querschnittsfläche des Durchgangsloches 6 gedrückt werden muss, bevor es zu dem von dem oberen Innenumfangsabschnitt 15 begrenzten verbreiterten bzw. größeren Durchgangslochflächenabschnitt gelangt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtdicke der Oberplatte 3 etwa 1,2 cm. Die Axialerstreckung des unteren Innenumfangsabschnitt 14 beträgt etwa 2 mm. Anstellen der gezeigten gestuften Ausbildung des Innenumfangs 13 kann auch eine zumindest abschnittsweise schräge Ausführung eines Umfangsbundes realisiert werden.
Wie sich aus 3b ergibt, entspricht die Außenkontur 16 der Markierungsfräsung 11 im Wesentlichen der Innenkontur 17 des unteren Innenumfangsabschnitts 14, wobei diese Innenkontur zumindest näherungsweise bevorzugt wieder dem auszubrechenden Kartonabschnitt bzw. Verpackungsmaterialabschnitt entspricht.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass mittels des Fräswerkzeugs 7 gleichzeitig Material in der Oberplatte 3 als auch in der Unterplatte 2 abgetragen wird, einerseits zur Ausbildung des Durchgangslochs 6, genauer des Innenumfangsbundes bzw. des Querschnittsflächenreduzierungsabschnittes 12 und der nutförmigen Markierungsfräsung 11.
Nach dem in 3b gezeigten Bearbeitungsschritt zur Herstellung der Markierungsfräsung 11 wird die Oberplatte 3 von der Unterplatte 2 gelöst, die in der ursprünglichen Bearbeitungsposition verbleibt.
Daraufhin wird das mindestens eine in 4 gezeigte, vergleichsweise große Luftloch 18 mittels des Fräswerkzeugs 7 eingebracht, bevorzugt mit demselben Fräskopf. Ggf. kann hierzu der Fräskopf auch gewechselt werden oder aber auch ein anderes Fräswerkzeug der Bearbeitungsmaschine zum Einsatz kommen.
5 zeigt die aus der Unterplatte 2 fertig gestellte Patrize 19 eins Ausbrechwerkzeugs, wobei sich innerhalb der Markierungsfräsung 11 eine Vielzahl von Ausbrechstiften 20 befinden, die mittels eines Einsetzkopfes der Bearbeitungsmaschine nach Fertigstellung der Fräsarbeiten eingebracht wurden. In einem Bereich außerhalb der Markierungsfräsung 11 wurden Niederhalter 21 aus einem Schaummaterial durch Verkleben festgelegt. Diese haben die Aufgabe, den Zuschnitt, aus dem Kartonabschnitte bzw. Verpackungsmaterialabschnitte mittels der Ausbrechstifte 20 auszubrechen sind unten zu halten bzw. gegen die aus der Oberplatte 3 gebildete Matrize zu drücken.
In 6 ist ein Ausbrechwerkzeug 22 schematisch dargestellt. Dieses umfasst eine aus einer Oberplatte 3 hergestellte Patrize 19 und eine dazu ausgerichtete, aus einer Unterplatte 2 hergestellte Matrize 23 mit umfangsgeschlossenen Durchgangslöchern 6. Die Patrize 19 und Matrize 23 sind, wie durch den Pfeil 24 angedeutet, relativ zueinander verstellbar, derart, dass mittels der Ausbrechstifte 20 der Patrize 19 Kartonabschnitte und/oder Verpackungsmaterialabschnitte eines zwischen Patrize 19 und Matrize 23 angeordneten Zuschnitts 25 durch die Durchgangslöcher 6 in der Matrize 23 hindurch ausgebrochen werden können. Zu erkennen ist die sich über Patrize 19 und Matrize 23 erstreckende Ausrichtmarkierung 4 mit ihren zwei Markierungsabschnitten, die zueinander ausrichtbar sind, um die Patrize 19 exakt relativ zur Matrize 23 ausrichten zu können.
7 zeigt stark schematisiert eine Bearbeitungsmaschine 29 zum Bearbeiten eines aus Oberplatte 3 und Unterplatte 2 bestehenden Rohlings 1. Zu erkennen ist ein, hier als Vakuumtisch ausgebildeter Rohlingträger 26 sowie ein Werkzeugträger 27, an dem ein Fräswerkzeug 7 sowie ein Einsetzkopf 28 gehalten sind, wobei der Einsetzkopf 28, beispielsweise wie in der DE 20 2008 012 789 beschrieben ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist der Rohlingträger 26 ortsfest angeordnet und der Werkzeugträger 27 parallel zum Rohlingträger 26 gesteuert angetrieben verstellbar. Es ist möglich den Werkzeugträger 27 vertikal verstellbar anzuordnen und/oder zumindest eines der am Werkzeugträger 27 angeordneten Werkzeuge 7, 28, beispielsweise mittels eines am Werkzeugträger 27 gehaltenen Antriebs. Zusätzlich oder alternativ kann der Rohlingträger 26 vertikal verstellbar ausgebildet werden.

1: Rohling
2: Unterplatte
3: Oberplatte
4: Ausrichtmarkierung
5: Außenkonturierung
6: Durchgangsloch
7: Fräswerkzeug
8: Fräskopf
9: Durchmesserabschnitt
10: Durchmesserabschnitt
11: Markierungsfräsung
12: Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt
13: Innenumfangsabschnitt
14: unterer Innenumfangsabschnitt
15: oberer Innenumfangsabschnitt
16: Außenkontur
17: Innenkontur
18: Luftloch
19: Patrize
20: Ausbrechstift
21: Niederhalter
22: Ausbrechwerkzeug
23: Matrize
24: Pfeil
25: Zuschnitt
26: Rohlingträger
27: Werkzeugträger
28: Einsetzkopf
29: Bearbeitungsmaschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10023896 A1 [0002]
- DE 202008012789 [0042]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs mit den Schritten: Positionieren eines Rohlings (1) in eine Bearbeitungsposition in einer Bearbeitungsmaschine, wobei der Rohling (1) eine Oberplatte (3) zur Herstellung einer Matrizenplatte und eine Unterplatte (2) zur Herstellung einer Patrizenplatte mit Ausbrechstiften (20) aufweist, Herstellen der Matrize (23) aus der Oberplatte (3) durch Einbringen mindestens eines Durchgangslochs (6) in die Oberplatte (3) für aus einem Zuschnitt auszubrechende Karton- und/oder Verpackungsmaterialabschnitte mittels eines Fräswerkzeugs (7), Einbringen mindestens einer Markierungsfräsung (11) in die Unterplatteplatte (2) mit dem Fräswerkzeug (7) bei auf der Unterplatte (2) befindlicher Oberplatte (3), Abnehmen der Oberplatte (3), automatisches Einsetzen mindestens eines Ausbrechstiftes (20) in die Patrizenplatte in einen von der Markierungsfräsung (11) begrenzten Bereich in derselben Bearbeitungsposition in der Bearbeitungsmaschine mittels eines Einsetzkopfes (28).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Durchgangsloches (6) in die Oberplatte (3) und das Einbringen der Markierungsfräse (11) gleichzeitig in einem gemeinsamen Arbeitsgang mittels des Fräswerkzeugs (7) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fräswerkzeugs (7) am Innenumfang des Durchgangsloches (6) ein, insbesondere als Innenumfangsbund und/oder Stufe und/oder Schräge, ausgebildeter Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt (12) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt (12) gleichzeitig mit der Markierungsfräsung (11) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Umfangskontur der Markierungsfräsung (11) einer Innenumfangskontur des Durchgangsloches (6) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abnehmen der Oberplatte (3) eine Ausrichtmarkierung (4), insbesondere mittels des Fräswerkzeugs (7), in die Ober- und Unterplatte (3, 2), hergestellt wird.
Bearbeitungsmaschine zum Herstellen eines Ausbrechwerkzeugs (22), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Rohlingträger (26), auf dem ein Rohling (1), umfassend eine Oberplatte (3) und eine Unterplatte (2), in eine Bearbeitungsposition positionierbar ist, und mit einem Werkzeugträger (27) an dem ein Fräswerkzeug (7) angeordnet ist, das derart vertikal relativ zu dem Rohlingträger (26) automatisch ver stellbar ist, dass mit dem Fräswerkzeug (7) sowohl ein Durchgangsloch (6) in die Oberplatte (3) und bei auf der Unterplatte (2) befindlicher Oberplatte (3) eine Markierungsfräsung (11) in die Unterplatte (2) einbringbar ist, und mit einem an dem Werkzeugträger (27) angeordneten Einsetzkopf (28), mit dem nach einem Abnehmen der Oberplatte (3) von der Unterplatte (2) in die Unterplatte (2) in einen von der Markierungsfräsung (11) begrenzten Bereich automatisch mindestens ein Ausbrechstift (20) einsetzbar ist, und mit mittels Steuermitteln ansteuerbaren Verstellmitteln zum parallelen Relativverstellen des Werkzeugträger (27) zum dem Rohlingträger (26) und zum vertikalen Relativverstellen des Fräswerkzeugs, zusammen mit dem oder unabhängig von dem Werkzeugträger (27), zu dem Rohlingträger (26).
Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel die Verstellmittel derart ansteuernd ausgebildet sind, dass das Durchgangsloch (6) in die Oberplatte (3) und die zugehörige Markierung in die Unterplatte (2) gleichzeitig in einem Arbeitsgang einbringbar ist und/oder dass in die Oberplatte (3) und in die Unterplatte (2) eine Ausrichtmarkierung (4) einbringbar ist.
Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräswerkzeug (7) einen Fräskopf (8) mit mindestens zwei Fräsabschnitte aufweist, mit dem gleichzeitig in einen Arbeitsgang sowohl ein Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt (12) am Innenumfang des Durchgangsloches (6) als auch die Markierungsfräsung (11) herstellbar sind.
Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel die Verstellmittel derart ansteuernd ausgebildet sind, dass der Querschnittsflächenreduzierungsabschnitt (12) und die Markierungsfräsung (11) gleichzeitig in einem Arbeitsgang einbringbar sind.