-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Scherschneiden eines Werkstücks und ein entsprechendes Verfahren.
-
Scherschneiden ist ein DIN-genormter Zerteilungsvorgang. Solch ein Zerteilungs- bzw. Schneidevorgang führt an Blechen in der Regel zu einem Schnittgrad. Insbesondere an weichen Werkstoffen, wie beispielsweise Stahl, treten typischerweise am unteren Schneidmesser bzw. an einer Schneidbuchse Schnittgrate auf. Die geschnittenen Bleche weisen dann scharfe Kanten auf, die ein erhebliches Unfallrisiko darstellen. Als Folge sind für die Handhabe der geschnittenen Bleche Schutzvorrichtungen, wie beispielsweise Schutzhandschuhe oder Armstulpen, erforderlich. Bekannte Ursachen für besagte Schnittgrate sind beispielsweise ein zu groß gewählter Schnittspalt oder der Verschleiß eines zum Schneiden verwendeten Werkzeugs.
-
Der Stand der Technik kennt zur Reduktion der Schnittgrate Verfahren wie das Feinschneiden, das zwei- bzw. dreistufige Konterschneiden, das Vor- und Nachschneiden, das Überfräsen, das Ansenken, das Anquetschen oder das Beischleifen. Für die Einhaltung der geforderten engen Schnittspalte bedarf es beispielsweise beim Feinschneiden jedoch eines erhöhten Werkzeug- und Führungsaufwands. Auch die anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfordern zum Teil aufwendige zusätzliche Arbeitsschritte, die entsprechend mit Mehrkosten verbunden sind.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem kosteneffizient Bleche geschnitten werden können, ohne dass störende Schnittgrate am geschnittenen Blech gebildet werden und dass sich angerundete Schnittkanten ergeben.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Werkzeug zum Scherschneiden, wobei das Werkzeug ein Untermesser, einen Niederhalter und ein Obermesser aufweist, wobei das Untermesser eine Druckfläche und eine Schneidfläche aufweist, wobei zwischen dem Niederhalter und der Druckfläche ein Werkstück anordbar ist, wobei das Obermesser relativ zum Untermesser entlang einer Schneidrichtung bewegbar ist, wobei ein Konturverlauf des Untermessers beim Übergang von der Schneidfläche zur Druckfläche eine zackenförmige Erhebung aufweist.
-
Gegenüber dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass durch die zackenförmige Erhebung beim Scherschneiden die Bildung von Schnittgraten bzw. scharfen Kanten am geschnittenen Werkstück vermeidbar ist. Dabei ist unter Konturverlauf vorzugsweise der Verlauf entlang des Umfangs eines Querschnitts durch das Untermesser zu verstehen. Insbesondere handelt es sich bei dem Querschnitt um einen Querschnitt, der im Wesentlichen senkrecht zur Druckfläche und zur Schneidfläche verläuft. Dazu ist es vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung zum Niederhalter orientiert ist, d. h. die zackenförmige Erhebung läuft derart zusammen, dass eine Spitze der zackenförmigen Erhebung auf den Niederhalter gerichtet ist. Vorzugsweise wird die Schneidrichtung durch die Schneidfläche vorgegebenen. Dabei umfasst die zackenförmige Erhebung eine Schnittkante, entlang der das Werkstück zertrennt wird.
-
Zur Zerteilung wird das Werkstück auf dem Untermesser platziert und vorzugsweise mit dem Niederhalter fixiert, wobei ein Teil des zu schneidenden Werkstücks über die Schnittkante herausragt. Bei einer Relativbewegung des Obermessers entlang der Schnittrichtung wird der über die Schnittkante herausragende Teil des Werkstücks mitgeführt. Gleichzeitig wirkt das Untermesser formschlüssig mit dem Werkstück entlang einer parallel zur Schneidrichtung verlaufenden Richtung zusammen und wirkt dadurch so auf einen anderen Teil des Werkstücks, dass dieser andere Teil nicht mitgeführt wird. In Folge der Relativbewegung des Obermessers zum Untermesser wird daher der mitgeführte Teil des Werkstücks vom nicht-mitgeführten Teil des Werkstücks getrennt, insbesondere geringfügig abgerissen. Die Trennung erfolgt dabei entlang einer Trennrichtung, die vorzugsweise gewinkelt zur Schneidrichtung verläuft. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung derart ausgestaltet ist, dass die zackenförmige Erhebung mit dem nicht-mitgeführten Teil des Werksstücks entlang der Trennrichtung formschlüssig zusammenwirkt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Bildung von Schnittgraten unterdrückt. Insbesondere wird durch den Druck des Niederhalters und die Relativbewegung des Obermessers bewirkt, dass zumindest ein Teil des nicht-mitgeführten Teil des Werkstücks so auf die zackenförmige Erhebung gedrückt wird, wodurch eine Kante des nicht-mitgeführten Teils des Werkstücks in positiver Weise von der zackenförmigen Erhebung geformt wird, insbesondere abgerundet wird. Außerdem lässt sich die zackenförmige Erhebung zur Fixierung des zu schneidenden Werkstücks nutzen. Dazu wird das Werkstück derart auf das Untermesser gedrückt, dass die zackenförmige Erhebung zumindest teilweise in das Werkstück eindringt bzw. eintaucht. Weiterhin verläuft die Schneidfläche vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Druckfläche. Dabei erfolgt in vorteilhafter Weise das Abrunden der Kanten im Rahmen des Drückens des Niederhalters und des Zerteilens des Werkstücks. Weiterhin wird die Breite und die Höhe der zackenförmigen Erhebung an eine parallel zur Schneidrichtung verlaufende Ausdehnung des Werkstücks, d. h. an eine Dicke des Werkstücks, und an eine gewünschte Verrundungsgröße angepasst.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Werkstück um ein Metall, insbesondere um ein Blech, vorzugsweise aus einem weichen Werkstoff mit hoher Dehnungsrate. Neben monolithischen Werkstücken können aber auch Verbundwerkstoffe, insbesondere Sandwichwerkstoffe verwendet werden, die vorzugsweise eine gegenüber den Decklagen weichere Kernlage aufweisen. Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Werkzeug für offene und geschlossene Schnitte verwendet wird.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Obermesser eine Schneidfläche und eine Druckfläche aufweist und wobei
- – ein Konturverlauf des Obermessers beim Übergang von der Schneidfläche zur Druckfläche eine zackenförmige Erhebung aufweist,
- – die Druckfläche und die Schneidfläche derart angeordnet sind, dass ein Winkel zwischen der Druckfläche und der Schneidfläche einen Wert zwischen 60° und 90° aufweist und/oder
- – die Druckfläche geschwungen ist. Dabei ist es vorstellbar, dass die Druckfläche kehlig oder ballig ausgestaltet ist. Analog zum Untermesser ist hier unter Konturverlauf vorzugsweise der Verlauf entlang des Umfangs eines Querschnitts durch das Obermesser zu verstehen. Insbesondere handelt es sich bei dem Querschnitt um einen Querschnitt, der im Wesentlichen senkrecht zur Druckfläche und zur Schneidfläche verläuft. Insbesondere weist die zackenförmige Erhebung eine Schnittkante auf. Durch die zackenförmige Erhebung kann in vorteilhafter Weise dafür gesorgt werden, dass auch am abgetrennten Teil des Werkstücks Schnittgrate vermieden werden und sich abgerundete Kanten am Werkstück ausbilden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung des Obermessers der zackenförmigen Erhebung des Untermessers im Wesentlichen entgegengerichtet ist. Insbesondere sind die zackenförmigen Erhebungen und und ihr weiterer Verlauf derart ausgestaltet, dass durch die Relativbewegung des Obermessers das Werkstück mitgeführt wird und die zackenförmigen Erhebungen im Laufe der Relativbewegung zumindest teilweise in das Werkstück eindringen. Dadurch wird in positiver Weise der Anteil des Verformens beim Zerteilen gegenüber dem Anteil des Auseinanderreißens vergrößert. Infolgedessen wird die Bildung von Schnittgraten weiter reduziert und die Kanten des Werkstücks abgerundet.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass durch die Schneidfläche des Untermessers und die Schneidfläche des Obermessers ein Schnittspalt festgelegt ist, wobei der Schnittspalt etwa so breit ist wie 5–20% einer parallel zur Schneidrichtung verlaufenden Ausdehnung (Dicke) des Werkstücks. Dieser vergleichsweise große Schnittspalt wird dadurch möglich, dass die zackenförmige Erhebung für ein möglichst gratfreies Werkstück sorgt und infolgedessen nicht aufwendig ein möglichst geringer Schnittspalt realisiert werden muss. Es ist aber auch denkbar, dass der Schnittspalt etwa so breit ist wie 4% der parallel zur Schneidrichtung verlaufenden Ausdehnung (Dicke) des Werkstücks, wodurch die Qualität der Schnittkante weiter verbessert werden kann.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung des Untermessers und/oder des Obermessers eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche aufweist, wobei
- – die erste Seitenfläche entlang der Schneidfläche verläuft,
- – die zweite Seitenfläche gekrümmt ist und/oder
- – die zweite Seitenfläche stetig in eine senkrecht zur Schneidfläche verlaufende
-
Druckfläche übergeht. Es ist auch vorstellbar, dass die erste Seitenfläche leicht hinterschnittig zum generellen Verlauf der Schneidfläche verläuft. Weiterhin ist es vorgesehen, dass durch die Krümmung der zweiten Seitenfläche der Kantenverlauf am geschnittenen Werkstück festgelegt wird. Insbesondere bewirkt eine stetig in die Druckfläche übergehende zweite Seitenfläche einen möglichst glatten Kantenverlauf des geschnittenen Werkstücks.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Seitenfläche des Untermessers und/oder Obermessers zumindest teilweise entlang eines ersten Kreises mit einem ersten Radius und/oder die weitere zweite Seitenfläche zumindest teilweise entlang eines zweiten Kreises mit einem zweiten Radius verlaufen.
-
Insbesondere lässt sich durch den ersten Radius bzw. den zweiten Radius in positiver Weise festlegen, wie stark die Kanten am geschnittenen bzw. abgeschnittenen Werkstück abgerundet sind.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Niederhalter bündig zum Verlauf der Schneidfläche oder in den Schnittspalt hineinragend angeordnet ist. Insbesondere fluchtet die senkrechte Fläche des Niederhalters zur Schneidfläche des Unterwerkzeuges.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Untermesser entlang der Schneidfläche eine Einbuchtung aufweist. Durch einen leicht rückspringenden Verlauf der Schneidfläche kann in vorteilhafter Weise bereits im Zuge des Zerschneidens für ein Ausschieben des abgeschnitten Werkstückes, d. h. eines Abfallbutzens, gesorgt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Obermesser und/oder Untermesser an der Schneidfläche eine Einbuchtung und/oder eine Ausbuchtung aufweist, wobei die Einbuchtung und/oder die Ausbuchtung zumindest teilweise spitzwinkelig geformt ist. Insbesondere weist die Schneidfläche des Obermessers und/oder Untermessers einen z-förmigen Absatzverlauf auf, der eine positive oder negative Richtung der Z-Spitze besitzt. Mit anderen Worten: der Verlauf der Schneidfläche ist derart ausgestaltet, dass der Schneidspalt entlang der Schneidrichtung variiert. Dadurch lässt sich das Obermesser und/oder Obermesser in vorteilhafter Weise derart konfigurieren, dass er geeignet ist für einen Nachschnitt am Werkstück. Ein solcher Nachschnitt kann durch einen Vor- und/oder Rückhub realisiert werden. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein Werkzeug zur Verfügung stellen, mit dem auf unkomplizierte Weise das Schnittergebnis weiter verbessert werden kann.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Werkzeug einen Gegenhalter aufweist, wobei zwischen dem Obermesser und dem Gegenhalter das Werkstück anordbar ist. Durch den Gegenhalter ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Bewegung des mitgeführten Werkstücks zu unterstützen ggf. zu beenden. Umfasst das Obermesser eine zackenförmige Erhebung, kann durch den Druck des Gegenhalters und/oder durch eine Fortsetzung der Relativbewegung des Obermessers das abgeschnittene Werkstück gegen den Gegenhalter gedrückt bzw. gepresst werden und mittels der zackenförmigen Erhebung die Kante des abgeschnittenen Werkstücks geformt, insbesondere abgerundet werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schneidfläche des Untermessers gegenüber der Schneidfläche des Obermessers
- – bei einem offenen Schnitt zwischen 1° und 5° oder
- – bei einem geschlossenen Schnitt zwischen 10° und 20°
geneigt ist. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise fortlaufende Beschnitte realisieren.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Obermesser ein Teil eines Stempels und das Untermesser Teil einer Schneidmatrize ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Werkzeug zum Lochen, Ausschneiden, Stanzen oder Zerschneiden vorgesehen ist. Vorzugsweise weist der Stempel zusätzlich ein Führungsmittel auf, wobei das Führungsmittel die Positionierung des Stempels auf dem Werkstück bzw. die Relativbewegung des Stempels zur Schneidmatrize kontrolliert. Dadurch lässt sich das Werkstück auf eine besonders präzise Weise zertrennen, lochen und/oder stanzen.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen den Druckflächen des Obermessers und des Untermessers durch eine Neigung derselben zueinander ein Scherwinkel gebildet ist. Der Scherwinkel beträgt vorzugsweise 1° bis 5° und kann zur Reduzierung der Scherkraft führen.
-
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Zertrennen eines Werkstücks, insbesondere mit Hilfe eines Werkzeuges wie es oben beschrieben wurde, wobei das Werkstück zuerst zwischen dem Niederhalter und dem Untermesser angeordnet wird, wobei im weiteren Verlauf die zackenförmige Erhebung zumindest teilweise in das Werkstück eingetaucht wird und anschließend das Obermesser entlang der Schnittrichtung bewegt wird. Dadurch wird die zackenförmige Erhebung in vorteilhafter Weise zum Fixieren des Werkstücks während des Zeitrennens genutzt. Weiterhin sorgt die zackenförmige Erhebung dafür, dass die geschnittenen Werkstücke statt Schnittgrate abgerundete Kantenverläufe aufweisen.
-
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung bis zu einem Drittel der entlang der Schneidrichtung verlaufenden Ausdehnung (Dicke) des Werkstücks in das Werkstück eingetaucht wird. Durch das Eintauchen der zackenförmigen Erhebung wird die Rissbildung für das anschließende Scherschneiden örtlich festgelegt. Außerdem wird der benötigte Kraftaufwand für das Scherschneiden vorteilig reduziert.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
1 zeigt schematisch ein Ober- bzw. Untermesser eines Werkzeuges gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt schematisch ein Werkzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
3 zeigt schematisch ein Werkzeug gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
4 zeigt ein geschnittenes Blech, dass mit einem Werkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung geschnitten wurde.
-
5a und 5b zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen des Untermessers für ein Werkzeug gemäß einer fünften und sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
6a, 6b, 6c und 6d zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen des Obermessers für ein Werkzeug gemäß einer siebten, achten, neunten und zehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
7 zeigt eine Anordnung des Obermessers zum Untermesser für ein Werkzeug gemäß einer elften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
-
In 1 ist ein Untermesser 2 bzw. ein Obermesser 3 für ein Werkzeug 1 zum Scherschneiden gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist dabei vorgesehen, dass das Werkzeug 1 ein Obermesser 3, ein Untermesser 2 und ein Niederhalter 6 umfasst, wobei das Obermesser 3 entlang einer Schneidrichtung A relativ zum Untermesser 2 bewegbar ist. Um ein Werkstück 30 zu zerteilen, wird es auf dem Untermesser 2, vorzugsweise auf einer Druckfläche 51 des Untermessers 2, platziert. Insbesondere wird das Werkstück 30 zumindest teilweise zwischen dem Untermesser 2 und dem Niederhalter 6 angeordnet, wodurch das Werkstück 30 zumindest teilweise jeweils zum Untermesser 2 und zum Niederhalter 6 entlang einer parallel zur Schneidrichtung A verlaufenden Richtung formschlüssig angeordnet ist. Das Untermesser 2 weist weiterhin eine Schneidfläche 4 auf, deren genereller Verlauf im Wesentlichen parallel zur Schneidrichtung A und im Wesentlichen senkrecht zur Druckfläche 51 verläuft. Weiterhin weist das Obermesser 3 eine weitere Schneidfläche 5 und eine weitere Druckfläche 52 auf. Vorzugsweise wird die Schneidfläche 4 von einer ersten Ebene umfasst und die weitere Schneidfläche 5 von einer zweiten Ebene, wobei der Abstand zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene einen Schnittspalt festlegt. Dabei ist der Schnittspalt bevorzugt kleiner als eine parallel zur Schneidrichtung A verlaufende Ausdehnung des Werkstücks 30. Vorzugsweise wird zum Zertrennen des Werkstücks 30 das Werkstück 30 derart auf dem Untermesser 2 angeordnet, dass eine Stelle des Werkstücks 30, an der das Werkstück 30 zertrennt werden soll, fluchtend zur Schneidefläche 4 angeordnet ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Werkstück 30 über eine Schnittkante 25 hinausragt, wobei Druckfläche und Schneidfläche in der Schnittkante 25 zusammenkommen bzw. zusammenstoßen. Bei einer Relativbewegung des Obermessers 3 entlang der Schneidrichtung A wird das Werkstück 30 dann folglich teilweise mitgeführt. Durch den Formschluss des Werkstücks 30 mit dem Untermesser 2 wird das Werkstück 30 einseitig daran gehindert die Relativbewegung auszuführen, wodurch das Werkstück 30 auseinandergerissen bzw. durchbrochen wird. Am Ende der Relativbewegung des Obermessers 3 ist das Werkstück 30 zerschnitten, wobei sich das Abfallprodukt des geschnittenen Werkstückes 31 auf der Seite des Obermessers 3 befindet und das Gutteil des geschnittenen Werkstücks 31 zwischen dem Untermesser 2 und dem Niederhalter 6 angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Untermesser 2 eine zackenförmige Erhebung 11 bzw. auch das Obermesser 3 eine zackenförmige Erhebung 12 aufweist. Die folgende Ausführung zur zackenförmigen Erhebung 11 des Untermessers 11 gilt auch für die zackenförmige Erhebung 12 des Obermesser 3 in analoger Weise und wird deshalb nur beispielshaft einmal für die zackenförmige Erhebung 11 aufgeführt. Die zackenförmige Erhebung 11 des Untermessers 2 weist eine erste Seitenfläche 61 und eine zweite Seitenfläche 62 auf. Die erste Seitenfläche 61 schließt vorzugsweise bündig an die Schneidfläche 4 an bzw. ist zumindest teilweise Teil der Schneidfläche 4. Die zweite Seitenfläche 62 geht vorzugsweise stetig in die Druckfläche 51 über bzw. ist Bestandteil der Druckfläche 51. Dabei ist es vorgesehen, dass die Schneidfläche 4 über die zackenförmige Erhebung 11 in die Druckfläche 51 entlang eines Konturverlaufs übergeht. Insbesondere umfasst die zackenförmige Erhebung 11 eine Schnittkante 25. In der in 1 präsentierten Ausführungsform ist die zackenförmige Erhebung 11 druckflächenseitig gekrümmt. Insbesondere folgt der Verlauf der Krümmung einem Kreis mit einem Radius 15. Weiterhin lässt sich eine Höhe 13 und eine Breite 17 der zackenförmigen Erhebung 11 festlegen. Insbesondere sind die Höhe 13 und die Breite 17 der zackenförmigen Erhebung 11 an das Material des zu zerteilenden Werkstücks 1 angepasst.
-
In 2 ist schematisch ein Werkzeug 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Neben dem Niederhalter 6, dem Obermesser 3 und dem Untermesser 2 umfasst das in der zweiten Ausführungsform dargestellte Werkzeug 1 einen Gegenhalter 7. Weiterhin ist es in der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass das Untermesser 2 eine zackenförmige Erhebung 11 und das Obermesser 3 eine zackenförmige Erhebung 12 aufweist. Insbesondere sind die zackenförmige Erhebung 11 und die zackenförmige Erhebung 12 in entgegensetzte Richtungen, insbesondere entlang zweier durch die Schneidrichtung A vorgegebenen Richtungen, ausgerichtet. Die zackenförmige Erhebung 11 erfüllt dabei in positiver Weise eine Doppelfunktion. Zunächst einmal unterstützt die zackenförmige Erhebung 11 die Fixierung des Werkstücks 30, indem sie verhindert, dass das Werkstück 30 entlang einer senkrecht zur Schneidrichtung A verlaufenden Richtung verrutscht, sobald die zackenförmige Erhebung 11 zumindest teilweise in das Werkstück 30 eingedrungen bzw. eingetaucht ist. Darüber hinaus verhindert die zackenförmige Erhebung 11 die Gratbildung beim Zertrennen des Werkstücks 30 und bildet am Werkstück 30 eine Rundung aus. Dabei ist die zackenförmige Erhebung 11 derart ausgebildet, dass die zackenförmige Erhebung 11 sich dem Teil in den Weg stellt, der andernfalls vom mitgeführten Teil des Werkstücks 30 mitgerissen würde. Mit anderen Worten: die zackenförmige Erhebung 11 ist derart ausgestaltet, dass die zackenförmige Erhebung 11 bei einer Relativbewegung des Obermessers 3 formschlüssig mit dem nichtmitgeführten Teil des Werkstücks 30 entlang einer Richtung zusammenwirkt, entlang der das mitgeführte Teil des Werkstücks 30 am nicht-mitgeführten Teil des Werkstücks 30 zieht. Ohne die zackenförmige Erhebung 11 könnte andernfalls ein Teil aus dem nichtmitgeführten Teil des Werkstücks 30 herausgerissen werden. Ein solches Herausreißen führt typischerweise zu Schnittgraten. Statt einer Schnittgrate weist das geschnittene Werkstück 30 bei der Verwendung eines Wergzeugs 1, an dessen Untermesser 2 eine zackenförmige Erhebung 11 angeordnet ist, in positiver Weise eine abgerundete Kante auf. Insbesondere wird durch den Radius 15 der Krümmung der zweiten Seitenfläche 62 der Grad der Abrundung mitbestimmt. Weiterhin wird durch die zackenförmige Erhebung 12 am Obermesser 3 das Zertrennen des Werkstücks 30 mitgesteuert. Es ist dabei vorgesehen, dass die zackenförmige Erhebung 12 dafür sorgt, dass auch der abgetrennte Teil des Werkstücks 30 runde Kanten aufweist.
-
In 3 ist ein Werkzeug 1 gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Vergleich zur in 3 gezeigten Ausführungsform wird die zackenförmige Erhebung 12 des Obermessers 3 hier durch einen abgeknickten Konturverlauf zwischen der Schneidfläche 5 und der Druckfläche 52 ersetzt. Insbesondere geht die Schneidfläche 5 durch zwei Knicke entlang des Konturverlaufs des Obermessers 3 in die Druckfläche 52 über. Ferner ist als Werkstück 30 ein Verbundwerkstoff dargestellt.
-
In 4 wird ein geschnittenes Blech 31, das mit einem Werkzeug 1 gemäß der vorliegenden Erfindung geschnitten wurde, dargestellt. Die Schnittfläche 32, entlang der das Werkstück 30 zertrennt wurde, weist in positiver Weise keine Schnittgrate sondern vielmehr abgerundete Schnittkanten auf.
-
In den 5a und 5b sind unterschiedliche Ausgestaltungen des Untermessers 2 für ein Werkzeug 1 gemäß einer fünften und sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere wird der Konturverlauf des Untermessers 2 bezüglich einer gedachten Referenzlinie illustriert. Die Referenzlinie 40 verläuft im Wesentlichen parallel zur Schneidrichtung A. Der hier dargestellte Konturverlauf zeichnet den Querschnitt des Untermessers 2 in einer Ebene, die die Referenzlinie umfasst und senkrecht zur Schneidfläche 4 verläuft, zumindest teilweise nach. In der 5a lässt die Kontur eine Schneidfläche 4 erkennen, die parallel zur Referenzlinie 40 verläuft. Über die zackenförmige Erhebung 11 sind die Schneidfläche 4 und die Druckfläche 51 miteinander verbunden. In 5b weist die Schneidfläche 4 eine Ausbuchtung 43 auf. Ein solcher rückspringender Verlauf der Schneidfläche 4 kann zum Ausschieben eines Abfallbutzens, d. h. des abgeschnittenen Teils des Werkstücks 30, genutzt werden.
-
In den 6a bis 6d sind unterschiedliche Ausgestaltungen des Obermessers 3 für ein Werkzeug 1 gemäß einer siebten, achten, neunten und zehnten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere wird der Konturverlauf des Obermessers 3 bezüglich der gedachten Referenzlinie 40 illustriert. Der hier dargestellte Konturverlauf zeichnet den Querschnitt des Obermessers 3 in einer Ebene, die die Referenzlinie 40 umfasst und senkrecht zur Schneidfläche 5 verläuft, zumindest teilweise nach. In der siebten Ausführungsform in 6a weist die Schneidfläche 5 eine Einbuchtung 41 auf. Insbesondere ist es hier vorgesehen, dass die Schneidfläche 5 einen Absatz aufweist, der vorzugsweise spitzwinkelig ist. Damit ist gemeint, dass ein Konturverlauf der Schneidfläche 5 im Bereich des Absatzes z-förmig ausgebildet ist. Dadurch lässt sich eine Schneidfläche 5 realisieren, die in idealer Weise einen Nachschnitt des geschnittenen Werkstücks 30 mit dem Obermesser 3 erlaubt. Mittels des Nachschnitts kann das Schnittergebnis weiter verbessert werden. Eine weitere Ausgestaltung des Obermessers 3, die den Nachschnitt gestattet, ist in 6b illustriert. Hier umfasst die Schneidfläche 5 eine Ausbuchtung 42, wobei die Schneidfläche 5 wiederum ein spitzförmig verlaufender Absatz aufweist. In den 6c und 6d zeichnen sich die Druckflächen 52 durch einen geschwungenen Verlauf auf. Dabei ist es vorgesehen, dass die Druckfläche 52 im Bereich der Schnittkante 25 zur Schneidfläche 5 leicht gewinkelt ist. In 6c ist die Druckfläche kehlig und in 6d ballig ausgestaltet.
-
In 7 sind die Druckfläche 52 des Obermessers 3 und die Druckfläche 51 des Untermessers 2 in einer winkligen Anordnung zueinander schematisch dargestellt. Der vorgesehene Winkel, auch Scherwinkel (77) genannt, beträgt vorzugsweise 1° bis 5°, wodurch die Scherkraft weiter reduziert werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkzeug
- 2
- Untermesser
- 3
- Obermesser
- 4
- Schneidfläche des Untermessers
- 5
- Schneidfläche des Obermessers
- 6
- Niederhalter
- 7
- Gegenhalter
- 11
- zackenförmige Erhebung des Untermessers
- 12
- zackenförmige Erhebung des Obermessers
- 13
- Höhe der zackenförmigen Erhebung
- 14
- Höhe des Grundkörpers des Untermessers bzw. des Obermessers
- 15
- erster Radius
- 16
- zweiter Radius
- 17
- Breite der zackenförmigen Erhebung
- 25
- Schnittkante
- 30
- Werkstück
- 31
- geschnittenes Werkstück
- 32
- Schnittfläche
- 40
- Referenzlinie
- 41
- Einbuchtung der Schneidflächedes des Obermessers
- 42
- Ausbuchtung der Schneidfläche des Obermessers
- 43
- Einbuchtung der Schneidfläche des Untermessers
- 51
- Druckfläche des Untermessers
- 52
- Druckfläche des Obermessers
- 61
- erste Seitenfläche
- 62
- zweite Seitenfläche
- 77
- Scherwinkel
- A
- Schneidrichtung
