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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Rillwerkzeug zum Prägen
von linienförmigen Faltrillen bei faltbaren Materialien,
wie Pappe, Wellpappe, Kartonagen und Kunststoff-Folien, bestehend
aus einem flachen, streifenförmigen, einteiligen Klingenkörper mit
einer an einer Längsseite angeordneten, im Wesentlichen
stumpfen Rillkante.
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Derartige
Rillwerkzeuge, vielfach auch „Rill-Linien" genannt, werden
vor allem in der Verpackungsindustrie, insbesondere in der Kartonagenindustrie,
dazu verwendet, bei zu faltenden Materialien Faltrillen (so genannte
Rillkanäle) zu prägen, indem die relativ stumpfe
Rillkante auf das Material gepresst wird. Hierbei ist es speziell
für (Fein-)Kartonagen und auch für Kunststoff-Folien
wichtig, dass die Rillkante relativ schmal und dünn ausgebildet
ist, damit sie sich genügend in das zu faltende Material
eindrücken kann. Andererseits darf die Rillkante aber auch
nicht zu dünn sein, da ansonsten die Gefahr besteht, dass es
zu Beschädigungen des Materials, wie Rissbildungen und
dergleichen, kommt.
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Das
Dokument
DE 296 05
079 U1 beschreibt eine insofern besondere Ausführung
eines solchen Rillwerkzeuges, als dessen Rill- bzw. Prägekante nicht
geradlinig, sondern in Querrichtung zur Ebene des Klingenkörpers
derart wellenförmig verläuft, dass sich eine zwischen
den Amplituden des Wellenverlaufs gemessene, effektive Prägebreite
ergibt, die größer als die eigentliche Dicke der
Prägekante, aber kleiner/gleich der Materialdicke des Klingenkörpers ist.
Diese Ausführung ist allerdings recht aufwändig
in der Herstellung.
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In
der Veröffentlichung
DE 198 38 514 C1 ist ein Rillwerkzeug beschrieben,
dessen stumpfe Prägekante eine zusätzliche, vorspringende
Schneidkante derart aufweist, dass beim Prägevorgang das Material
im Bereich der Faltrille, bezogen auf seine Dicke, teilweise eingeschnitten
wird. Dabei kann die Schneidkante über die Länge
verteilte Unterbrechungen aufweisen. Eine ähnliche Ausführung
ist auch in der
EP
1 238 793 B1 beschrieben. Diese bekannten Ausführungen
gewährleisten zwar gute Prägeeigenschaften, sind
aber ebenfalls mit einem recht hohen Herstellungsaufwand verbunden.
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Weiterhin
werden in der Praxis vielfach auch mehrteilige Rillwerkzeuge verwendet,
wobei eine Prägeklinge aus einer Vielzahl von einzelnen
Abschnitten zusammengesetzt wird, indem die Abschnitte fluchtend
in einen Aufnahmekanal einer Trägerplatte eingesetzt werden.
Die einzelnen Abschnitte können im Bereich der Rill- oder
Prägekante unterschiedliche Profile aufweisen; so können
sich stumpfe Rillkantenabschnitte und scharfe Schneidkantenabschnitte
abwechseln. Diese mehrteilige Ausführung führt
aber zu einer aufwändigen Montage, und während
der Anwendung können einzelne Abschnitte aus der Trägerplatte
herausfallen. Zudem bestehen Fluchtungsprobleme, und die zwischen
den Teilen liegenden Ansatzstellen führen zu einer Staubbildung
beim Prägen bzw. Stanzen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einteiliges
Rillwerkzeug der eingangs beschriebenen, gattungsgemäßen
Art zu schaffen, das sich sowohl durch gute Gebrauchseigenschaften als
aber auch durch eine einfache und komfortable Anwendung sowie eine
einfache und kostengünstige Herstellbarkeit auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird
dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
sowie der anschließenden Beschreibung enthalten.
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Demnach
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die im Wesentlichen
stumpfe Rillkante von derart über die Länge des
Klingenkörpers verteilt angeordneten, durch Material-Ausnehmungen
im Bereich der Rillkante im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitten
unterbrochen ist, dass sich diese Kantenabschnitte und verbleibende
Rillkantenabschnitte in Längsrichtung abwechseln. Hierbei
bilden die Kantenabschnitte verschmälerte Prägeabschnitte
oder sogar scharfe Schneidkanten, die etwa in der Höhe der
Rillkantenabschnitte liegen oder relativ dazu geringfügig
zurückspringen. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung
kann die Präge-Wirkung in Anpassung an das jeweilige zu
prägende Material optimiert werden, indem zonal das Material
stärker bzw. schmaler geprägt oder sogar eingeschnitten,
d. h. im Grunde teilperforiert, wird. Eine weitere Anpassung an
das jeweilige Material kann auch durch Auslegung des Längenverhältnisses
der im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitte relativ zu den verbleibenden
Rillkantenabschnitten erfolgen.
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Vorteilhafterweise
ist somit eine Ausbildung als einteiliges kombiniertes Rill- und
Schneidwerkzeug möglich, wodurch alle Nachteile einer mehrteiligen
Ausführung, wie sie oben beschrieben ist, vermieden werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist das
Rillwerkzeug auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise herstellbar.
So kann zunächst die stumpfe Rillkante durchgehend mit
dem jeweils gewünschten Profil durch Schaben gebildet werden, wobei
es sich um einen Ziehvorgang handelt, indem der einstückige
Klingenkörper durch einen so genannten Ziehstein aus Hartmetall
gezogen wird. Nachfolgend können die im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitte
durch Bildung von Ausnehmungen hergestellt werden. Dies kann auf
jede geeignete Weise erfolgen, insbesondere durch Schleifen, wobei bevorzugt
mit jeweils einer quer von der Seite zugeführten Schleifscheibe
die Kantenabschnitte in das Profil der Rillkante eingeschliffen
werden, wobei durch die Breite der jeweiligen Schleifscheibe die Länge
der eingeschliffenen Kantenabschnitte bestimmt wird. Indem zwischen
den einzelnen Schleifvorgängen der Klingenkörper
und die Schleifscheibe relativ zueinander um jeweils einen bestimmten
Vorschub bewegt werden, verbleiben zwischen den eingeschliffenen
Kantenabschnitten jeweils Rillkantenabschnitte mit dem ursprünglichen
Profil der zuvor geschabten Rillkante.
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Alternativ
zu dem bevorzugten Schleifen können die Ausnehmungen zur
Bildung der im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitte auch durch
einen Material-Abtrag durch Fräsen, Erodieren oder auf
sonstige geeignete Weise hergestellt werden.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist der Klingenkörper zumindest
zonal im Bereich der Rillkante (die sich aus den Rillkantenabschnitten
und den zwischenliegenden Kantenabschnitten zusammensetzt) gehärtet
und angelassen, und zwar insbesondere auf eine Härte im
Bereich von 40 bis 70 HRC. Zudem kann der Klingenkörper
auch zumindest zonal in diesem Bereich eine Beschichtung aufweisen,
beispielsweise aus Titannitrid, PTFE oder Chrom. Zudem kann der
Klingenkörper auch zumindest zonal eine Plasmabeschichtung
aufweisen.
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Für
die Rillkante und die bevorzugt eingeschliffenen Kantenabschnitte
sind praktisch beliebige Profile möglich. Dazu wird auf
die in der anschließenden Beschreibung enthaltenen Beispiele
verwiesen.
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Das
erfindungsgemäße Rillwerkzeug wird bevorzugt in
Verbindung mit einer Gegenplatte (so genannte Stanz/Rill-Platte)
verwendet, die im Bereich der zu bildenden Prägelinien
Schlitze, so genannte Rillkanäle, aufweist. Dabei wird
das zu prägende Material auf der Gegenplatte mittels des
Rillwerkzeugs in den jeweiligen Rillkanal eingedrückt.
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Anhand
eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
und einiger Ausführungsvarianten soll im Folgenden die
Erfindung genauer erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine
stark vergrößerte Perspektivansicht eines Abschnittes
eines erfindungsgemäßen Rillwerkzeugs in einer
bevorzugten Ausführungsform,
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2 einen
weiter vergrößerten Querschnitt durch den Bereich
der Rillkante in der Schnittebene II-II gemäß 1,
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3a bis 3c einige
beispielhafte Ausführungsalternativen des Profils der Rillkante,
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4 einen
vergrößerten Querschnitt in der Schnittebene IV-IV
gemäß 1 in einer bevorzugten Ausführung
des Profils im Bereich der im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitte,
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5a bis 5c einige
beispielhafte Alternativen für das Profil der Kantenabschnitte,
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6 eine
Perspektivansicht zur Erläuterung der Verwendung des erfindungsgemäßen
Rillwerkzeugs in Verbindung mit einer Gegenplatte und
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7 eine
Vorderansicht in Pfeilrichtung VII gemäß 6 während
eines Prägevorgangs.
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In
den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie
sich zunächst aus 1 ergibt,
besteht ein erfindungsgemäßes Rillwerkzeug 1 aus
einem flachen, streifenförmigen, einteiligen Klingenkörper 2 aus
Metall mit einer an einer Längsseite gebildeten, im Wesentlichen
stumpfen Rillkante 4.
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Erfindungsgemäß ist
diese Rillkante 4 von derart über die Länge
des Klingenkörpers 2 verteilt angeordneten, vorzugsweise
in die Rillkante 4 eingeschliffenen Kantenabschnitten 6 unterbrochen,
dass sich diese Kantenabschnitte 6 und verbleibende Rillkantenabschnitte 8 in
Längsrichtung abwechseln.
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In
den dargestellten Ausführungsbeispielen – vgl.
auch 4 und 5 (5a bis 5c) – sind
die durch seitliche Ausnehmungen gegenüber dem ursprünglichen
Profil der Rillkante 4 im Querschnitt reduzierten Kantenabschnitte 6 zu
einer Längsmittelachse 10 des Klingenkörpers 2 symmetrisch
ausgebildet, jedoch liegen auch beliebige asymmetrische Ausgestaltungen
im Bereich der Erfindung (nicht dargestellt). Entsprechendes gilt
auch für das Profil der Rillkante 4 bzw. der verbleibenden Rillkantenabschnitte 8.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung – siehe dazu insbesondere 4 – sind
die Kantenabschnitte 6 als Schneidabschnitte mit jeweils
einer scharfkantigen Schneidkante 12 ausgebildet. Dabei liegen
die Schneidkanten 12 etwa in der Höhe h der ursprünglichen
Rillkante 4 bzw. der verbleibenden Rillkantenabschnitte 8.
Gemäß 5a und 5b können
die Schneidkanten 12 aber auch gegenüber der Höhe
h der Rillkantenabschnitte 8 geringfügig zurückspringen;
in 5b ist diese Höhendifferenz mit x eingezeichnet.
Die Höhendifferenz x kann beispielsweise einige Hundertstel
Millimeter (z. B. 3/100 mm) oder mehr betragen.
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Die
Schneidabschnitte mit den Schneidkanten 12 können
gemäß 4 und 5b mit
zwei einen bestimmten Schneidenwinkel einschließenden Fasenflächen
gebildet sein. Gemäß 5a kann
es sich auch um eine so genannte Facettenschneide handeln. Diese
besteht beidseitig aus jeweils zwei Fasenflächen, die miteinander
einen stumpfen Winkel einschließen.
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In
einer in 5c veranschaulichten Alternative
sind die Kantenabschnitte 6 als im Querschnitt verschmälerte
Prägeabschnitte ausgebildet, die jeweils eine Prägekante
als schmale Restfläche der ursprünglichen Rillkante 4 aufweisen.
Die Breite dieser Restfläche wird bestimmt von der Größe
(Tiefe) der seitlichen, die verschmälerten. Kantenabschnitte 6 bildenden
Ausnehmungen.
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Wie
sich weiter aus 1 ergibt, weist jeder verbleibende
Rillkantenabschnitt 8 eine Länge L1 auf, und jeder
zwischen jeweils zwei Rillkantenabschnitten 8 liegende
Kantenabschnitt 6 ist mit einer Länge L2 gebildet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Längen L1 und L2 in
einem bestimmten, über die Länge des Klingenkörpers 2 hinweg insbesondere konstanten
Längenverhältnis 11:12 zueinander stehen. Dieses
Längenverhältnis beträgt bei dem in 2 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel etwa 1:2, allerdings kann das Längenverhältnis
in Anpassung an, den jeweiligen Anwendungsfall grundsätzlich
beliebig ausgelegt sein, beispielsweise auch 1:1. Hierbei können
auch die tatsächlichen Längen L1 und L2 grundsätzlich
beliebig gewählt werden. Beispielsweise kann die Länge
L1 jedes Rillkantenabschnittes 8 im Bereich von etwa 3
mm liegen, und die Länge L2 jedes Kantenabschnittes 6 kann
beispielsweise etwa 6 mm betragen.
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Die
Ausgestaltung der ursprünglichen Rillkante 4 ist
grundsätzlich beliebig. In der bevorzugten Ausgestaltung
gemäß 1 und 2 ist die
Rillkante 4 im Querschnitt konvex kreisbogenförmig
gekrümmt, und zwar bevorzugt mit einem Krümmungsradius
r, der der halben Dicke d des Klingenkörpers 2 entspricht.
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In
der Ausführungsvariante gemäß 3a ist
die Rillkante 4 als eine zur Klingen-Längsmittelebene 10 senkrechte
Fläche bevorzugt mit seitlichen Abrundungen zu den Klingen-Seitenflächen
hin ausgebildet. In den weiteren Ausführungsvarianten gemäß 3b und 3c ist
die Rillkante 4 als abgerundete, aber gegenüber
der Dicke d des Klingenkörpers 2 deutlich verschmälerte
Fläche ausgebildet. Grundsätzlich könnte
auch bei diesen Ausführungen eine abgeflachte Rillkante 4 analog
zu 3a vorgesehen sein.
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Allgemein
sei noch bemerkt, dass der Klingenkörper 2 bevorzugt
zumindest zonal im Bereich der Rillkante 4 gehärtet
und angelassen ist, insbesondere auf eine Härte im Bereich
von 40 bis 70 HRC. Dazu kann auch eine Laserhärtung vorgenommen
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung kann der Klingenkörper 2 zumindest
zonal im Bereich der Rillkante 4 eine Beschichtung aufweisen,
beispielsweise aus Titannitrid (TiN), PTFE oder Chrom. Schließlich
kann der Klingenkörper 2 auch zumindest zonal
im Bereich der Rillkante 4 eine Plasmabeschichtung aufweisen.
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Je
nach Anwendungsfall kann die Dicke d des Klingenkörpers 2 im
Bereich von 0,3 bis 3,0 mm liegen; in bestimmten Ausführungen
beträgt d zum Beispiel 0,71 mm; 1,05 mm; 1,42 mm oder 2,00
mm. Die Höhe h des Klingenkörpers 2 liegt
vorzugsweise im Bereich von 20 bis 30 mm und beträgt z.
B. 23,8 mm.
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Abschließend
wird noch auf 6 und 7 verwiesen,
wonach das erfindungsgemäße Rillwerkzeug 1 in
Verbindung mit einer Gegenplatte 14 angewendet wird. Diese
Gegenplatte 14 weist mindestens einen Schlitz 16 entsprechend
dem Verlauf der Rillkante 4 des Rillwerkzeugs 1 auf.
Gemäß 7 wird das zu prägende
faltbare Material 18 auf der Gegenplatte 14 beim
Prägevorgang durch Andrücken des Klingenkörpers 2 in
Pfeilrichtung 20 in den Schlitz 16 eingedrückt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Rillwerkzeugs 1 im Bereich seiner Rillkante 4 werden
optimierte Prägeeigenschaften erreicht.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung
gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung
bislang auch noch nicht auf die im unabhängigen Anspruch
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 unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens
ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt
werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als
ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29605079
U1 [0003]
- - DE 19838514 C1 [0004]
- - EP 1238793 B1 [0004]