DE29809958U1 - Cutting and scoring tools - Google Patents
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Description
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Essmann + Schaefer GmbH + Co. KG
Remscheider Str. 71, D-42369 WuppertalEssmann + Schaefer GmbH + Co. KG
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Schneid- und RitzwerkzeugCutting and scoring tools
Die Erfindung betrifft ein Schneid- und Ritzwerkzeug, vorzugsweise für einen in einer Schnittrichtung ausgeführten Druckschnitt, bestehend aus einer Klinge mit einer Schneidkante.The invention relates to a cutting and scoring tool, preferably for a pressure cut carried out in a cutting direction, consisting of a blade with a cutting edge.
Derartige Werkzeuge werden z.B. in der Kartonagenindustrie eingesetzt, um aus einem Karton- oder Pappmaterial Zuschnitte für Kartons oder Schachteln (z.B. Zigarettenschachteln) herzustellen. Dies geschieht üblicherweise mittels Stanzvorrichtungen, die die klingenförmigen Werkzeuge mit zumindest beim Schneidvorgang zur Materialebene senkrechter Klinge so aufnehmen, daß eine an einer Klingenlängsseite vorhandene Flanke senkrecht zur Materialebene durch Hub- oder Rotationsbewegung in das Material eindringt. Hierdurch können die Zuschnitte einerseits ausgeschnitten sowie andererseits auch zur Bildung von Faltlinien durch ein nur teilweises Ausschneiden angeritzt werden, wobei die Faltlinien ein Auffalten des Zuschnittes, z.B. zu einer Schachtel ermöglichen.Such tools are used, for example, in the cardboard industry to produce blanks for boxes or cartons (e.g. cigarette boxes) from cardboard or paperboard material. This is usually done using punching devices that hold the blade-shaped tools with a blade that is perpendicular to the plane of the material, at least during the cutting process, so that a flank on one of the long sides of the blade penetrates the material perpendicular to the plane of the material by means of a lifting or rotating movement. This allows the blanks to be cut out on the one hand and to be scored on the other hand by only partially cutting them out to form fold lines, with the fold lines enabling the blank to be unfolded, e.g. into a box.
An die beim Schneiden und Ritzen verwendeten Werkzeuge werden eine Vielzahl von Anforderungen gestellt, insbesondere damit das geschnittene Gut eine hohe Schnittqualität aufweist. Solche Anforderungen an das geschnittene Gut sind:A variety of requirements are placed on the tools used for cutting and scoring, in particular so that the cut material has a high cutting quality. Such requirements for the cut material are:
Einhaltung einer geometrisch genauen Schnittfläche;
keine, z.B. durch Messerbeschädigungen verursachte,Maintaining a geometrically precise cutting surface;
none, e.g. caused by knife damage,
Streifenbildung in Schnittrichtung des Werkzeugs;
keine, z.B. durch wechselnde Härte über die Höhe eines zu schneidenden Stapels hervorgerufenen, wellenartigen Ausbuchtungen
;Streaking in the cutting direction of the tool;
no wave-like bulges caused, for example, by varying hardness over the height of a stack to be cut;
minimale Rauheit der Schnittfläche;minimal roughness of the cutting surface;
keine Rißbildung bzw. Bersten vor der Schneidkante;
minimaler Anfall von Schneidstaub, als dessen Hauptursache eine zu hohe Rauheit des Schneidwerkzeugs angesehen wird.no cracking or bursting in front of the cutting edge;
minimal generation of cutting dust, the main cause of which is considered to be excessive roughness of the cutting tool.
Aus diesen Anforderungen leiten sich folgende Forderungen an die Schneidwerkzeuge ab:The following requirements for the cutting tools are derived from these requirements:
hohe Schneidhaltigkeit, und zwarhigh cutting performance, namely
* eine sehr geringe Höhentoleranz der Klinge, weil die Schneidkante genau linear sowie parallel zur Ebene des zu schneidenden und/oder zu ritzenden Materials verlaufen muß;* a very low height tolerance of the blade, because the cutting edge must be exactly linear and parallel to the plane of the material to be cut and/or scored;
* Maßhaltigkeit der Flanke;* Dimensional accuracy of the flank;
* geringe, aber hinsichtlich der Herstellungskosten optimierte Rauheit der Klinge;* low roughness of the blade, but optimized in terms of production costs;
hohe Standzeit des Werkzeugs durchlong tool life due to
* Festigkeit der Klinge - insbesondere darf diese auch bei überhöhtem Schneiddruck nicht beschädigt werden;* Strength of the blade - in particular, it must not be damaged even under excessive cutting pressure;
* Härte der Klinge zur Gewährleistung einer hohen Verschleißfestigkeit ;* Hardness of the blade to ensure high wear resistance ;
Gewährleistung eines optimalen Ablaufs des Schneidvorgangs hinsichtlichEnsuring an optimal cutting process with regard to
* eines schneidenden (nicht drückenden) Eindringens in das Stanzgut;* a cutting (not pressing) penetration into the material to be punched;
* eines geringen Stanzdruckes durch minimalen Schnittwiderstand und kleine Reibungskräfte beim Schneiden;* low punching pressure due to minimal cutting resistance and low friction forces when cutting;
möglichst niedriger Herstellungsaufwand;lowest possible production costs;
kurze Zurichtzeiten bei der Einrichtung der Stanzformen.short preparation times when setting up the cutting dies.
Betrachtet man den Querschnitt der Klingen bekannter Schneid- und Ritzwerkzeuge, so läßt sich eine Vielzahl verschiedener Formen feststellen. Der Querschnitt kann symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein (vgl. US-A-2 276 376). Die Klinge kann eine konkave Gestalt, wie beispielsweise entsprechend der US-A-2 211 213, oder eine konvexe Gestalt, wie beispielsweise entsprechend der US-A-2 049 157 oder der US-A-2 276 376, besitzen. Allen Klingen gemeinsam ist jedoch mindestens eine Anfasung bzw. eine Flanke im Bereich der Klingenspitze.If you look at the cross-section of the blades of known cutting and scoring tools, you can see a variety of different shapes. The cross-section can be symmetrical or asymmetrical (see US-A-2 276 376). The blade can have a concave shape, such as in US-A-2 211 213, or a convex shape, such as in US-A-2 049 157 or US-A-2 276 376. However, all blades have at least one bevel or flank in the area of the blade tip.
Die überwiegende Zahl der bekannten Schneid- und Ritzwerkzeuge besitzt dabei entweder eine geschabte oder eine geschliffene Flanke, wobei in der EP-A-234 009 die Vor- und Nachteile der bekannten entweder geschliffenen oder geschabten gattungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuge beschrieben werden. Eine geschliffene Flanke weist eine hervorragende Schärfe auf, so daß ein geringer Stanzdruck erforderlich ist. Jedoch ist die Maßhaltigkeit einer derartigen Flanke nicht für alle Zwecke zufriedenstellend. Geschabte Flanken besitzen aufgrund ihrer Herstellung im Ziehverfahren eine sehr gute Maßhaltigkeit, so daß sie bei hohen Ansprüchen an die Maßgenauigkeit eingesetzt werden. Da die Flanke aber schwach konvex ist, ist die Schärfe dieser Flanke gering und sie wirkt nicht schneidend sondern drückend auf das Material ein, so daß höhere Stanzdrücke erforderlich sind. In der genannten Schrift wird ein Schneid- und Ritzwerkzeug, bzw. ein Herstellungsverfahren für ein solches Werkzeug vorgeschlagen, das sich insbesondere durch eine außerordentlich hohe Maßhaltigkeit, d.h. eine sehr geringe Höhentoleranz, auszeichnet, was für den oben beschriebenen Anwendungsfall insofern besonders wichtig ist, als die Schneidkante genau linear sowie parallel zu der Ebene des zu schneidenden und/oder zu ritzenden Materials verlaufen muß, da ansonsten nur ein ungleichmäßiges Ausschneiden bzw. Anritzen zu erreichen wäre. Ferner besitzt das Werkzeug eine erhöhte Stand-The majority of known cutting and scoring tools have either a scraped or a ground flank, with EP-A-234 009 describing the advantages and disadvantages of the known cutting and scoring tools of this type, which are either ground or scraped. A ground flank has excellent sharpness, so that low punching pressure is required. However, the dimensional accuracy of such a flank is not satisfactory for all purposes. Scraped flanks have very good dimensional accuracy due to their production using a drawing process, so that they are used when high demands are placed on dimensional accuracy. However, since the flank is slightly convex, the sharpness of this flank is low and it does not cut but presses the material, so that higher punching pressures are required. In the above-mentioned document, a cutting and scoring tool or a manufacturing process for such a tool is proposed, which is characterized in particular by an extraordinarily high dimensional accuracy, i.e. a very low height tolerance, which is particularly important for the application described above in that the cutting edge must run exactly linearly and parallel to the plane of the material to be cut and/or scored, since otherwise only uneven cutting or scoring would be achieved. Furthermore, the tool has an increased level of durability.
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zeit und es wird die Bildung von Schnittstaub weitestgehend vermieden. Das Schneid- und Ritzwerkzeug weist zu diesem Zweck eine ausgehend von der Flankenspitze schabriefenfreie ■feingeschliffene Oberfläche auf der an einer Klingenlängsseite ausgebildeten geschabten Flanke auf. Der Anschliffwinkel des Feinschliffes beträgt dabei in einer vorteilhaften Ausführung ca. 45° bis 60°.time and the formation of cutting dust is largely avoided. For this purpose, the cutting and scoring tool has a finely ground surface that is free of scratches, starting from the flank tip, on the scraped flank formed on one long side of the blade. The grinding angle of the fine grinding is approx. 45° to 60° in an advantageous design.
In der EP-A-715 933 werden Stanzmesser der eingangs beschriebenen Art vorgestellt, die sich von allen vorstehend beschriebenen dahingehend unterscheiden, daß die Schneidenspitze eine bewußt angestrebte Verrundung aufweist. Diese Verrundung wird als das entscheidende Merkmal angesehen, durch welches verhindert werden soll, daß die Schneide bei Überdruck beschädigt, d.h. plattgedrückt wird und ein Grat entsteht. Die Belastbarkeit einer solchen abgerundeten Schneide sei dreimal höher als die einer spitzen Schneide, wobei die Schnittqualität auch über hohe Auflagen erhalten bliebe. Bei einer solchen Ausführung muß von hohen notwendigen Schnittkräften ausgegangen werden. Eine derartige stumpfe Schneide entsteht herstellungsbedingt auch beim Schaben von Flanken an der Klinge.EP-A-715 933 presents punching knives of the type described above, which differ from all those described above in that the cutting edge has a deliberately intended rounding. This rounding is considered to be the decisive feature that is intended to prevent the cutting edge from being damaged by excess pressure, i.e. from being flattened and a burr forming. The load-bearing capacity of such a rounded cutting edge is three times higher than that of a pointed cutting edge, whereby the cutting quality is maintained even over long periods of time. With such a design, high cutting forces must be assumed. A blunt cutting edge of this kind also occurs due to the manufacturing process when scraping flanks on the blade.
In der EP-A-811 470 ist ein Druckschneidemesser beschrieben, bei dem - damit die für ein Schneiden aufzuwendende Stanzkraft vermindert wird - die sich in Messerkörper-Längsrichtung erstreckenden Seitenfasen (Flanken) der Schneidenspitze einen Winkel von 0 bis 30 ° einschließen. In einer speziellen Ausführung dieses Messers können die Seitenflanken der Schneidenspitze dabei auch parallel zueinander ausgebildet sein. In der Anmeldung wird außerdem erwähnt, daß es bekannt sei, den unteren Bereich der Schneidenspitze trapezförmig auszubilden, da eine spitze Ausbildung relativ schnell zu Materialabnutzungen führe, wobei die Schnittkraft von anfänglich 250 N/cm Messerlänge auf 500 bisEP-A-811 470 describes a pressure cutting knife in which - in order to reduce the punching force required for cutting - the side bevels (flanks) of the cutting tip extending in the longitudinal direction of the knife body form an angle of 0 to 30°. In a special version of this knife, the side flanks of the cutting tip can also be designed parallel to one another. The application also mentions that it is known to design the lower area of the cutting tip in a trapezoidal shape, since a pointed design leads to material wear relatively quickly, whereby the cutting force can be reduced from an initial 250 N/cm of knife length to 500 to
700 N/cm Messerlänge ansteigen kann.700 N/cm knife length.
Im deutschen Gebrauchsmuster DE-U-296 16 585 ist ein Schneid- und Ritzwerkzeug der eingangs genannten Art beschrieben, bei dem die Flanke eine derart konvexe Krümmung aufweist, daß jede in Richtung der Schneidkante an die Flanke angelegte Tangente mit einer in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist. Bevorzugt ist die konvexe Krümmung der Flanke dabei derart ausgebildet, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente zur Querkraftkomponente von der Schneidkante ausgehend über die Länge der Flanke von einem oberen auf einen unteren Grenzwert abnimmt. Neben weiteren Vorteilen die ein solches Werkzeug aufweist, ist mit einem derartigen Kräfteverlauf nicht nur ein schneidendes Eindringen der Schneidkante in den Karton oder den Papierstapel garantiert, sondern es kann auch bei einem vergleichsweise geringen Stanzdruck gearbeitet werden, da das zu schneidende Gut dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidwerkzeug nur einen minimalen Schnittwiderstand entgegensetzt.The German utility model DE-U-296 16 585 describes a cutting and scoring tool of the type mentioned above, in which the flank has a convex curvature such that every tangent applied to the flank in the direction of the cutting edge forms an angle of less than 90° with an axis running through the cutting edge in the cutting direction. The convex curvature of the flank is preferably designed such that when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component to the transverse force component starting from the cutting edge decreases from an upper to a lower limit over the length of the flank. In addition to other advantages that such a tool has, such a force distribution not only guarantees a cutting penetration of the cutting edge into the cardboard or the paper stack, but it can also be used with a comparatively low punching pressure, since the material to be cut only offers minimal cutting resistance to the cutting tool designed according to the invention.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneid- und Ritzwerkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem die oben beschriebenen, sich teilweise gegensätzlich zueinander verhaltenden Forderungen noch besser erfüllt werden können.The invention is based on the object of creating a cutting and scoring tool of the type described at the outset, with which the requirements described above, which are partly contradictory to one another, can be met even better.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Schneidkante in Längsrichtung der Klinge eine Hohlkehle derart ausgebildet ist, daß die Schneidkante über ihre gesamte Länge zwei Schneiden' aufweist. This task is solved by forming a groove on the cutting edge in the longitudinal direction of the blade in such a way that the cutting edge has two cutting edges over its entire length.
Das erfindungsgemäße Schneid- und Ritzwerkzeug weist im Hinblick auf die für den Schnitt aufzuwendende Kraft infolge der beidenThe cutting and scoring tool according to the invention has with regard to the force required for the cut due to the two
Schneiden bei hoher Standzeit eine exzellente Schneidwirkung auf. Da die Schneidkante über zwei Auflagepunkte auf das zu schneidende Gut verfügt, auf die sich die Schnittkraft verteilt', tritt außerdem im Vergleich zu einer Schneidkante mit nur einer Spitze eine Verschleißminderung ein. Auch die Gegenstanzplatte wird dabei geschont. Ebenso hat es sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeug eine sehr geringe Höhentoleranz der Klinge erzielbar ist, wodurch sich die Zurichtung der Stanzformen (Trägerplatten) vereinfacht und die notwendige Zurichtzeit verkürzt. Ein weiterer Vorteil besteht - insbesondere bei einer geschliffenen Flanke - darin, daß durch das erfindungsgemäße Schneid- und Ritzwerkzeug ein "fusselfreier" Schnitt ausgeführt wird, der den eingangs genannten Qualitätsanforderungen an das geschnittene Gut gerecht wird.Cutting has an excellent cutting effect with a long service life. Since the cutting edge has two contact points on the material to be cut, over which the cutting force is distributed, there is also a reduction in wear compared to a cutting edge with only one point. The counter-punching plate is also protected. It has also been shown that a very low height tolerance of the blade can be achieved with the cutting and scoring tool according to the invention, which simplifies the preparation of the punching forms (support plates) and shortens the necessary preparation time. A further advantage - especially with a ground flank - is that the cutting and scoring tool according to the invention makes a "lint-free" cut that meets the quality requirements for the cut material mentioned at the beginning.
Insbesondere dann, wenn die Schneidkante eine Breite von etwa 0,005 bis 0,050 mm aufweist, wirkt die erfindungsgemäße Doppelschneidkante auf das zu schneidende Gut nicht heterogen, sondern die beiden Schneiden wirken wie eine einheitliche, zusammengehörige Spitze, so daß' eine Rißbildung bzw. Berstung vor der Schneidkante vermieden wird.In particular, when the cutting edge has a width of approximately 0.005 to 0.050 mm, the double cutting edge according to the invention does not act heterogeneously on the material to be cut, but rather the two cutting edges act like a uniform, connected tip, so that cracking or bursting in front of the cutting edge is avoided.
Die Querschnittsform der Hohlkehle kann dabei unterschiedlich sein. Die Hohlkehle ist insbesondere durch Schaben mit einem Schab- oder Ziehwerkzeug mit beliebigem Profil herstellbar. Das Werkzeug selbst kann dabei auf vorteilhafte Weise durch Funkenerosion hergestellt werden. Auch Profilschleifmaschinen sind zu ihrer Herstellung einsetzbar. Hinsichtlich einer mit minimalem fertigungstechnischen Aufwand realisierbaren Herstellung hat es sich dabei gezeigt, daß es zu bevorzugen ist, daß die Hohlkehle in ihrem Querschnitt zumindest einen kreisbogenförmigen Abschnitt umfaßt oder durch einen kreisbogenförmigen Abschnitt gebildet ist.The cross-sectional shape of the groove can be different. The groove can be produced in particular by scraping with a scraping or drawing tool with any profile. The tool itself can be produced in an advantageous manner by spark erosion. Profile grinding machines can also be used to produce it. With regard to production that can be carried out with minimal manufacturing effort, it has been shown that it is preferable for the groove to have at least one circular arc-shaped section in its cross-section or to be formed by a circular arc-shaped section.
Das erfindungsgemäße Schneid- und Ritzwerkzeug kann eine hinsichtlich einer in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse asymmetrische Ausbildung besitzen, wobei sich an den Klingenlängsseiten Flanken unterschiedlicher Länge und/oder Form befinden können. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, bei der eine in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufende Achse eine Mittelachse ist, hinsichtlich derer die Klingenlängsseiten symmetrisch ausgebildet sind.The cutting and scoring tool according to the invention can have an asymmetrical design with respect to an axis running through the cutting edge in the cutting direction, whereby flanks of different lengths and/or shapes can be located on the longitudinal sides of the blade. However, a design is particularly preferred in which an axis running through the cutting edge in the cutting direction is a central axis with respect to which the longitudinal sides of the blade are symmetrical.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Die einzige Fig. 1 zeigt dabei im Querschnitt und vergrößert gegenüber der natürlichen Größe, drei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges.Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims and the following description. The invention is explained in more detail using three embodiments shown in the drawing. The only Fig. 1 shows in cross section and enlarged compared to the natural size three embodiments of a cutting and scoring tool according to the invention.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht ein erfindungsgemäßes Schneid- und Ritzwerkzeug, das vorzugsweise für den Druckschnitt in einer durch den Schnittkraftvektor F bezeichneten Schnittrichtung vorgesehen ist, in allen drei dargestellten Ausführungsformen jeweils aus einer Klinge 1, die eine scharfe Schneidkante 2 aufweist. An den beiden Klingenlängsseiten 3 sind jeweils - die Schneidkante 2 beidseitig begrenzend - Flanken 4 ausgebildet. Eine in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufende Achse X-X ist eine Mittelachse, hinsichtlich derer die Klingenlängsseiten 3 mit den Flanken 4 symmetrisch ausgebildet sind. An der Schneidkante 2 ist in Längsrichtung der Klinge 1 eine Hohlkehle 5 derart ausgebildet, daß die Schneidkante 2 über ihre gesamte Länge zwei Schneiden 6 aufweist.As shown in Fig. 1, a cutting and scoring tool according to the invention, which is preferably intended for pressure cutting in a cutting direction designated by the cutting force vector F, consists in all three embodiments shown of a blade 1 which has a sharp cutting edge 2. Flanks 4 are formed on the two longitudinal sides 3 of the blade, delimiting the cutting edge 2 on both sides. An axis X-X running through the cutting edge 2 in the cutting direction F is a central axis with respect to which the longitudinal sides 3 of the blade are formed symmetrically with the flanks 4. A groove 5 is formed on the cutting edge 2 in the longitudinal direction of the blade 1 in such a way that the cutting edge 2 has two cutting edges 6 over its entire length.
Die Hohlkehle 5 aller drei Ausführungsformen ist in bevorzugter Weise in ihrem Querschnitt jeweils durch einen kreisbogenförmigenThe groove 5 of all three embodiments is preferably defined in its cross section by a circular arc
Abschnitt a (in den einzelnen Ausführungen alf a2 und a3) gebildet. Dieser kreisbogenförmige Abschnitt a der Hohlkehle 5 ist jeweils Teil eines Kreises K (in den einzelnen Ausführungen K1, K2 und K3), dessen Mittelpunkt M (in den einzelnen Ausführungen M1, M2 und M3) auf einer in Schnittrichtung F durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X liegt. Wahlweise können, wie bereits erwähnt, die Klingenlängsseiten 3 mit ihren Flanken 4 auch asymmetrisch zueinander ausgebildet sein.Section a (in the individual designs a lf a 2 and a 3 ) is formed. This circular arc-shaped section a of the groove 5 is part of a circle K (in the individual designs K 1 , K 2 and K 3 ), the center M (in the individual designs M 1 , M 2 and M 3 ) of which lies on an axis XX running through the cutting edge 2 in the cutting direction F. Optionally, as already mentioned, the blade longitudinal sides 3 with their flanks 4 can also be designed asymmetrically to one another.
Die für alle drei Ausführungsbeispiele einheitliche Breite b der Schneidkante 2 ist als Länge einer durch die Enden (Schneiden 6) des jeweiligen kreisbogenförmigen Abschnitts a der Hohlkehle 5 senkrecht zur Schnittrichtung F verlaufenden Sehne S festgelegt und kann vorzugsweise etwa 0,005 bis 0,050 mm betragen.The width b of the cutting edge 2, which is uniform for all three embodiments, is defined as the length of a chord S running through the ends (cutting edges 6) of the respective circular arc-shaped section a of the groove 5 perpendicular to the cutting direction F and can preferably be approximately 0.005 to 0.050 mm.
Wie Fig. 1 zeigt, sind die Flanken 4 in den dargestellten Ausführungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs eben ausgebildet. Zwei eben ausgebildete Flanken 4 können in sich an die Hohlkehle 5 anschließenden Bereichen der Klingenlängsseite 3 auch parallel verlaufen, was sich im Sinne einer Verminderung auf die notwendige Schnittkraft F auswirkt.As shown in Fig. 1, the flanks 4 in the illustrated versions of the tool according to the invention are flat. Two flat flanks 4 can also run parallel in the areas of the blade's longitudinal side 3 that adjoin the groove 5, which has the effect of reducing the necessary cutting force F.
Jede der Flanken 4 kann aber auch konkav oder konvex ausgebildet sein. Mit einer konvexen Ausbildung der Flanken 4 ist eine höhere Festigkeit der Klinge 1 verbunden. Diese kann in diesem Fall auch bei hohem Schneiddruck nicht beschädigt werden, wodurch neben einer verbesserten Maßhaltigkeit auch eine weitere Standzeitverlängerung möglich wird. Eine leicht konkave Ausbildung der Flanken 4 kann sich im Zusammenhang mit einem Schleifen, insbesondere mit einem Querschleifen, der Flanken 4 einstellen. Das Querschleifen bewirkt, daß die Schleifriefen eine sehr geringe Tiefe aufweisen und zudem senkrecht zur Schneidkante 2 hin verlaufen, wodurch die Forderungen nach minimaler Rauheit der SchnittflächeEach of the flanks 4 can also be concave or convex. A convex design of the flanks 4 results in a higher strength of the blade 1. In this case, the blade cannot be damaged even under high cutting pressure, which in addition to improved dimensional accuracy also enables a further extension of the service life. A slightly concave design of the flanks 4 can occur in connection with grinding, in particular with cross grinding, of the flanks 4. Cross grinding means that the grinding grooves have a very small depth and also run perpendicular to the cutting edge 2, which means that the requirements for minimal roughness of the cutting surface are met.
und minimalem Anfall von Schneidstaub noch besser erfüllt werden können.and minimal generation of cutting dust.
Wie weiterhin aus Fig. 1 hervorgeht, schließen in den dargestellten Ausführungen beide Flanken 4 miteinander einen Keilwinkel &agr; ein, der etwa bei 54° liegt. Dieser Keilwinkel ot ergibt sich aufgrund der symmetrischen Ausbildung als doppelter Wert eines Flankenwinkels &bgr; den jeweils eine Flanke 4 mit der gegenüberliegenden Klingenlängsseite 3 bzw. mit der durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X einschließt. Der Flankenwinkel &bgr; kann insbesondere im Bereich von 15 bis 35°, vorzugsweise - wie dargestellt - etwa bei 27°, liegen.As can also be seen from Fig. 1, in the embodiments shown, both flanks 4 enclose a wedge angle α with each other, which is approximately 54°. Due to the symmetrical design, this wedge angle ot results as double the value of a flank angle β which a flank 4 encloses with the opposite longitudinal side 3 of the blade or with the axis XX running through the cutting edge 2. The flank angle β can in particular be in the range from 15 to 35°, preferably - as shown - approximately 27°.
Aufgrund des Keilwinkels &agr; treten beim Schneiden an jeder Stelle der Flanken 4 jeweils eine Normalkraftkomponente Fn und eine Querkraftkomponente Fs auf. Falls die Flanken 4 eine konvexe Krümmung aufweisen, so kann diese in einer besonderen Ausführung derart gestaltet sein, daß jede in Richtung der Schneidkante 2 an die Flanke 4 angelegte Tangente mit der in Schnittrichtung (dargestellt durch die Schnittkraft F) durch die Schneidkante 2 verlaufenden Achse X-X einen Winkel /3 einschließt, der kleiner als 90° ist. Der von den Flanken 4 an den beiden Klingenlängsseiten 3, bzw. von den Tangenten eingeschlossene wirksame Keilwinkel &agr; kann sich dabei stetig mit zunehmenden Abstand von der Schneidkante 2 ändern, insbesondere so, daß aufgrund der Veränderung des Keilwinkels &agr; beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis der Normalkraftkomponente Fn zur Querkraftkomponente Fs von der Schneidkante 2 ausgehend über die Länge der Flanke 4, besonders bevorzugt von maximal etwa 5 auf minimal etwa 0,5, abnimmt. An der Schneidkante 2 ist in diesem Fall die Normalkraftkomponente Fn im Vergleich zur Querkraftkomponente Fs groß, während am anderen Ende der Flanke 4 ein Minimalwert dieses Verhältnisses erreicht wird. Durch die GrößeDue to the wedge angle α, a normal force component F n and a transverse force component F s occur at each point on the flanks 4 during cutting. If the flanks 4 have a convex curvature, this can be designed in a special embodiment such that each tangent applied to the flank 4 in the direction of the cutting edge 2 encloses an angle /3 of less than 90° with the axis XX running through the cutting edge 2 in the cutting direction (represented by the cutting force F). The effective wedge angle α enclosed by the flanks 4 on the two long sides 3 of the blade, or by the tangents, can change continuously with increasing distance from the cutting edge 2, in particular such that due to the change in the wedge angle α when penetrating the material to be cut, the ratio of the normal force component F n to the transverse force component F s decreases from the cutting edge 2 over the length of the flank 4, particularly preferably from a maximum of about 5 to a minimum of about 0.5. In this case, the normal force component F n is large at the cutting edge 2 compared to the transverse force component F s , while at the other end of the flank 4 a minimum value of this ratio is reached. Due to the size
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und den Verlauf der konvexen Krümmung der Flanke 4 kann so mit Vorteil eine Anpassung an die Beschaffenheit des zu schneidenden Gutes erzielt werden. Auch der Verlauf der Reibungskräfte zwischen der Klinge 1 und dem zu schneidenden Gut kann vorteilhafterweise durch die Größe und den Verlauf der konvexen Krümmung beim Schneiden kontrolliert gesteuert werden.and the course of the convex curvature of the flank 4 can thus advantageously be adapted to the nature of the material to be cut. The course of the friction forces between the blade 1 and the material to be cut can also advantageously be controlled in a controlled manner by the size and course of the convex curvature during cutting.
Die dargestellten einzelnen Ausführungen des erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges unterscheiden sich durch den jeweiligen Durchmesser d bzw. den in Fig. 1 eingezeichneten jeweiligen Radius r (in den einzelnen Ausführungen T1, r2 und r3) des kreisbogenförmigen Abschnitts a der Hohlkehle 5. Der Durchmesser d sollte für eine optimale Funktion des erfindungsgemäßen Werkzeugs mindestens der Breite b der Schneidkante 2 entsprechen und höchstens den zehnfachen, vorzugsweise aber höchstens etwa dem dreibis fünffachen Wert der Breite b der Schneidkante 2 annehmen.The illustrated individual designs of the cutting and scoring tool according to the invention differ in the respective diameter d or the respective radius r shown in Fig. 1 (in the individual designs T 1 , r 2 and r 3 ) of the circular arc-shaped section a of the groove 5. For optimal function of the tool according to the invention, the diameter d should correspond at least to the width b of the cutting edge 2 and should be at most ten times, but preferably at most about three to five times the value of the width b of the cutting edge 2.
Mit der Größe des Durchmessers d des kreisbogenförmigen Abschnitts a der Hohlkehle 5 ist die jeweilige Tiefe t (in den einzelnen Ausführungen t1# t2 und t3) der Hohlkehle 5 verbunden. Bei einer fest ausgewählten Breite b der Schneidkante 2 und einem fest ausgewählten Durchmesser d kann diese Tiefe t nach der BeziehungThe respective depth t (in the individual versions t 1# t 2 and t 3 ) of the groove 5 is linked to the size of the diameter d of the circular arc-shaped section a of the groove 5. With a fixed width b of the cutting edge 2 and a fixed diameter d, this depth t can be determined according to the relationship
berechnet werden, wobei der Radius r an der Hohlkehle 5 bekanntermaßen der halbe Wert des Durchmessers d des Kreises K ist.can be calculated, where the radius r at the groove 5 is known to be half the diameter d of the circle K.
Umgekehrt kann bei einer fest ausgewählten Breite b der Schneidkante 2 und einer festgelegten Tiefe t der Hohlkehle 5 nach der BeziehungConversely, with a fixed width b of the cutting edge 2 and a fixed depth t of the fillet 5, the following equation can be used:
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4t4t
der Durchmesser d berechnet werden, der durch ein entsprechend dimensioniertes Bearbeitungswerkzeug erzielt werden soll.the diameter d that is to be achieved by an appropriately dimensioned machining tool must be calculated.
Die Klinge 1 kann zweckmäßigerweise eine Dicke D im Bereich von 0,3 bis 2,0 mm aufweisen. Eine bevorzugte Ausführung hat eine Dicke D von etwa 0,7 mm.The blade 1 can expediently have a thickness D in the range of 0.3 to 2.0 mm. A preferred embodiment has a thickness D of approximately 0.7 mm.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich, die Hohlkehle 5 nicht kreisbogenförmig sondern als Teil einer Ellipse oder einer anderen konkaven Kurve auszuführen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Ebenso ist es möglich, daß die Schneidkanten nicht - wie in der dargestellten Ausführung - spitz ausgeführt sind, sondern dem zu schneidenden Gut zugewandt eine abgeflachte oder konvexe Form aufweisen, beispielsweise nach der Art einer Figur, die in der Planimetrie als Salinon bezeichnet wird. In diesem Fall ergibt sich die Breite b der Schneidkante 2 aus der Länge einer durch die Enden eines kreisbogenförmigen Abschnitts a der Hohlkehle 5 senkrecht zur Schnittrichtung F verlaufenden Sehne S zuzüglich der jeweiligen Breite der abgeflachten bzw. konvexen Bereiche.The invention is not limited to the above embodiments. For example, it is possible to design the groove 5 not in the shape of a circular arc but as part of an ellipse or another concave curve without departing from the scope of the invention. It is also possible for the cutting edges not to be pointed - as in the embodiment shown - but to have a flattened or convex shape facing the material to be cut, for example in the manner of a figure known in planimetry as a Salinon. In this case, the width b of the cutting edge 2 results from the length of a chord S running through the ends of a circular arc-shaped section a of the groove 5 perpendicular to the cutting direction F plus the respective width of the flattened or convex areas.
Ebenso bestehen vielfältige Möglichkeiten, die dem Fachmann zur weiteren Gestaltung des Schneidkante 2 des erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges zur Verfügung stehen. So ist die erfindungsgemäße Ausbildung eines Schneid- und Ritzwerkzeuges besonders dann von Vorteil, wenn die Klinge 1 aus einem zumindest im Bereich der Flanke 4 gehärteten, vorzugsweise induktionsgehärteten, und anschließend, vorzugsweise bei einer Temperatur von 250 bis 500 0C, angelassenen Federbandstahl besteht. Bei derThere are also a wide range of options available to the expert for further designing the cutting edge 2 of the cutting and scoring tool according to the invention. The design of a cutting and scoring tool according to the invention is particularly advantageous when the blade 1 is made of a spring steel strip that is hardened, preferably induction hardened, at least in the area of the flank 4 and then tempered, preferably at a temperature of 250 to 500 0 C.
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thermischen Behandlung durch das Härten und Anlassen kann der im Stahl enthaltene Kohlenstoff ausdiffundieren, wodurch es im Werkstoff zu einer Randentkohlung kommt. Diese Randentkohlung ist an einer Kante oder Spitze größer als an einer eben oder konkav ausgebildeten Fläche und zieht das Entstehen einer weichen Randschicht nach sich. Die Dicke einer solchen Randschicht ist an einer Kante wie der Schneidkante 2 größer als an anderen Stellen der Flanke 4. Daher kann der Werkstoff an dieser Stelle besonders leicht spanabhebend entfernt werden, um zu einem erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeug zu kommen. Jedoch könnte aber auch eine hartstoffbeschichtete Flanke 4 erfindungsgemäß ausgebildet sein.During thermal treatment by hardening and tempering, the carbon contained in the steel can diffuse out, causing edge decarburization in the material. This edge decarburization is greater at an edge or tip than at a flat or concave surface and results in the formation of a soft edge layer. The thickness of such an edge layer is greater at an edge such as the cutting edge 2 than at other points on the flank 4. The material can therefore be removed particularly easily at this point by machining in order to produce a cutting and scoring tool according to the invention. However, a hard-coated flank 4 could also be designed according to the invention.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale 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.Furthermore, the invention is not limited to the combination of features defined in claim 1, but can also be defined by any other combination of specific features of all individual features disclosed overall. This means that in principle practically 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, claim 1 is to be understood as merely a first attempt at formulating an invention.
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BezugszeichenReference symbols
1 Klinge1 blade
2 Schneidkante2 Cutting edge
3 Klingenlängsseite3 Blade length
4 Flanke4 flank
5 Hohlkehle5 Cove
6 Schneide an 26 Cutting edge at 2
kreisbogenförmiger Abschnitt von 5 (allgemein) a3 kreisbogenförmiger Abschnitt (Ausführung 1, 2, 3)circular arc section of 5 (general) a 3 circular arc section (version 1, 2, 3)
b Breite von 2b width of 2
D Dicke von 1D thickness of 1
d Durchmesser von Kd Diameter of K
F Schnittkraft, SchnittrichtungF Cutting force, cutting direction
Fn NormalkraftkomponenteF n Normal force component
F3 QuerkraftkomponenteF 3 Shear force component
K Kreis (allgemein)K Circle (general)
K1, K2, K3 Kreis (Ausführung 1, 2, 3)K 1 , K 2 , K 3 circuit (version 1, 2, 3)
M Mittelpunkt von KM center of K
M1, M2, M3 Mittelpunkt von K1, K2, K3 M 1 , M 2 , M 3 Center of K 1 , K 2 , K 3
r Radius von Kr Radius of K
rlt r2, r3 Radius von K1, K2, K3 r lt r 2 , r 3 Radius of K 1 , K 2 , K 3
S Sehne durch aS tendon through a
t Tiefe von 5t depth of 5
txi t2, t3 Tiefe von 5 (Ausführung 1, 2, 3) t xi t 2 , t 3 depth of 5 (version 1, 2, 3)
X-X Achse von 1 durchX-X axis from 1 through
ex Keilwinkelex wedge angle
jß Flankenwinkel (zwischen 3 und 4)jß flank angle (between 3 and 4)
Claims (18)
dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (2) eine Breite (b) von etwa 0,005 bis 0,050 mm aufweist.2. Cutting and scoring tool according to claim 1,
characterized in that the cutting edge (2) has a width (b) of approximately 0.005 to 0.050 mm.
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle (5) in ihrem Querschnitt zumindest einen kreisbogenförmigen Abschnitt umfaßt oder durch einen kreisbogenformigen Abschnitt (a) gebildet ist.3. Cutting and scoring tool according to claim 1 or 2,
characterized in that the groove (5) comprises in its cross-section at least one circular arc-shaped section or is formed by a circular arc-shaped section (a).
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) des kreisbogenförmigen Abschnitts (a) der Hohlkehle (5) mindestens der Breite (b) der Schneidkante (2) entspricht.4. Cutting and scoring tool according to claim 3,
characterized in that the diameter (d) of the circular arc-shaped section (a) of the groove (5) corresponds at least to the width (b) of the cutting edge (2).
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) des kreisbogenförmigen Abschnitts (a) der Hohlkehle (5) höchstens dem zehnfachen, vorzugsweise höchstens etwa dem drei- bis fünffachen Wert der Breite (b) der Schneidkante (2) entspricht.5. Cutting and scoring tool according to claim 3 or 4,
characterized in that the diameter (d) of the circular arc-shaped section (a) of the groove (5) corresponds to at most ten times, preferably at most about three to five times the value of the width (b) of the cutting edge (2).
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Flanke (4) eben ausgebildet ist.11. Cutting and scoring tool according to claim 9 or 10,
characterized in that at least one flank (4) is flat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29809958U DE29809958U1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Cutting and scoring tools |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29809958U DE29809958U1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Cutting and scoring tools |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29809958U1 true DE29809958U1 (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=8058055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29809958U Expired - Lifetime DE29809958U1 (en) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Cutting and scoring tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29809958U1 (en) |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981008 |
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| R021 | Search request validly filed |
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| R163 | Identified publications notified |
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Effective date: 20011112 |
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| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20050101 |