DE3529603C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Lagen von dünnem flächigem Material, wie Papier, Karton, Kunststoff oder dergl. mit einem Schneid- oder Stanzwerkzeug, das eine Schneid- oder Stanzkante aufweist.

Zum Lochen von Lagen oder Stapeln aus Papier, Pappe, Kar­ ton, Kunststoff oder dergleichen flächenhaftem dünnem Material werden üblicherweise Schneid- oder Stanzwerkzeuge (auch Papierbohrer oder Hohlbohrer genannt) verwendet, die im wesentlichen aus einer Bohrhülse mit ringförmiger Schneide bestehen, die rotatorisch angetrieben durch die Lagen oder Stapel hindurchbewegt wird, wobei der ausge­ schnittene oder ausgestanzte scheibchenförmige Abfall durch die Bohrhülse hindurchgepreßt und nach außen abge­ führt wird. Die Dicke der Lagen, die mittels solcher Boh­ rer gebohrt werden können, ist begrenzt. Außerdem verschlei­ ßen die Schneidkanten der Bohrhülsen bei stärkeren Lagen sehr schnell, weil die Erwärmung infolge hoher Drücke, die von den in den sich verengenden Innenraum der Bohr­ hülsen hineingedrückten und axial abgeförderten Abfall­ partikeln ausgeübt werden, beträchtlich ist. Dies hat zu der Entwicklung teurer Bohrhülsen geführt, deren Schnei­ den aus Hartmetall bestehen und/oder beschichtet sind, um die Standzeiten zu erhöhen und möglichst dicke Lagen bei ausreichend sauberen Bohrflächen durchbohren zu können.

Die DE-PS 15 61 442 zeigt eine Stanzvorrichtung der oben­ genannten Art, bei der sich innerhalb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges ein weiteres Werkzeug in Form eines Nieder­ halters befindet. Dieser Niederhalter wirkt mit einem weiteren Halter in einer Stanzplatte derart zusammen, daß die beiden Halter die ausgestanzten Zuschnitte zwi­ schen sich einspannen und aus dem sie umgebenden Material­ stapel herausheben, so daß ein zangenartiges Werkzeug die Zuschnitte erfassen und nach Zurückziehen der beiden Halter zur Seite abführen kann.

Durch die DE-OS 32 20 461 ist eine Stanzeinrichtung für einen Papierstapel bekanntgeworden, bei der dem eigent­ lichen durch das Papier bewegten hohlen Stanzwerkzeug mit angeschärfter ringförmiger Schneide eine Matrize in einer Auflagefläche vor dem Papierstapel zugeordnet ist. In der Matrize befindet sich ein stationärer Gegenstempel, der etwa dem Innendurchmesser des Stanzwerkzeuges entspricht. Die ausgestanzten kreisförmigen Abfälle werden von dem Gegenstapel näpfchenartig verformt und durch den Innenraum des Stanzwerkzeuges abgefördert.

Bei beiden bekannten Stanzeinrichtungen kann der Nieder­ halter bzw. Gegenstempel die Standzeiten der Schneiden des eigentlichen Stanz- oder Schneidwerkzeuges nicht er­ höhen, sondern nur den Abtransport der ausgestanzten Lagen (Zuschnitte) bzw. des Abfalls erleichtern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stanzen von Löchern bei großen Standzeiten der Werkzeuge zu er­ möglichen.

Die Lösung der Aufgabe gemäß der Erfindung besteht bei einem gattungsgemäßen Bohrwerkzeug darin, daß inner­ halb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges ein weiteres in der gleichen Richtung wie das Schneid- oder Stanzwerkzeug durch die Lagen bewegbares Werkzeug zum Zerstören des Materials im Innenbereich der Löcher vorgesehen ist. Zum Herstellen der Löcher (im folgenden auch "Bohrungen" genannt) sind beide Werkzeuge in weiterer Ausbildung der Erfindung gemeinsam durch die Lagen bewegbar, wobei dabei vorteilhaft ihre Lage zueinander in Längserstreckung (Vor­ schubrichtung) unverändert bleibt, während sie rotatorisch Relativbewegungen ausführen können. Das weitere Werkzeug ist vorzugsweise als rotierender Bohrer mit Nuten zum Abfördern des Bohrabfalls ausgebildet; als solcher kann ein preiswerter Wendelbohrer Verwendung finden.

In Weiterbildung der Erfindung kann das weitere Werkzeug auch rotatorisch feststehen, somit ein eigener Antrieb entfallen, so daß es nur zusammen mit dem Schneid- oder Stanzwerkzeug durch die Lagen bewegt werden muß. Das weitere Werkzeug ist dann vorteilhaft mit Schneiden versehen, die sich - vorzugsweise symmetrisch - in Rich­ tung auf den Innendurchmesser des Schneid- oder Stanz­ werkzeuges erstrecken.

Das Schneid- oder Stanzwerkzeug braucht im Gegensatz zu den üblichen Papierbohrern nicht rotatorisch ange­ trieben zu sein, so daß ein eigener Antrieb entfallen kann. Wenn die Eigenschaften des zu lochenden Materials es aber verlangen, kann es beim Durchgang durch die Lagen rotatorisch angetrieben sein. Ist das innerhalb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges angeordnete weitere Werk­ zeug ebenfalls rotatorisch angetrieben, so kann die Dreh­ richtung des Schneid- oder Stanzwerkzeuges gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung übereinstimmen oder entgegengesetzt sein.

Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, wenn das weitere Werkzeug beim Bohren aus dem Schneid- oder Stanz­ werkzeug um eine geringe Distanz herausragt. Bei Lagen von üblichem Schreibmaschinen- oder Kopierpapier und Lochdurchmessern von ca. 5 mm hat sich eine Distanz von 1 bis 2 mm bewährt.

Zum Herstellen von Löchern mit runden oder quadratischen Querschnitten wird eine koaxiale Anordnung des weiteren Werkzeugs innerhalb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges bevorzugt.

Der Abstand zwischen innerem und äußerem Werkzeug ist von Bedeutung für ein optimales Arbeiten des Bohrwerk­ zeuges gemäß der Erfindung. Nach einer Weiterbildung soll er gering sein, vorzugsweise weniger als ¹/₂ mm. Ein bevorzugter Wert stellt eine Distanz von ca. ¹/₁₀ mm dar.

Sollen Löcher mit rechteckiger, ovaler oder dergleichen Form hergestellt werden, so kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine außermittige Anordnung des weiteren Werkzeuges innerhalb des dann nicht rotieren­ den Schneid- oder Stanzwerkzeuges vorgesehen werden. Für die Herstellung gerundeter Langlöcher oder ovaler Löcher lassen sich sogar zwei oder mehr weitere Werkzeuge innerhalb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges vorsehen. Auf diese Weise lassen sich in vorteilhafter Art Löcher herstellen, deren Form fast beliebig sein kann. Es muß dann nur das Schneid- oder Stanzwerkzeug mit seiner Schnei­ de an diese Form angepaßt sein.

Für die Realisierung der Erfindung ist ein Schneid- oder Stanzwerkzeug vorteilhaft, das in an sich bekannter Weise als Bohrhülse mit konischem Übergang von einer Bohrung zu einer Schneide ausgebildet ist. Die Bohrhülse kann aus normalem Werkzeugstahl bestehen, weil sie wesentlich geringer beansprucht ist als bei den heute üblichen Bohr­ verfahren.

Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:

Trotz Verwendung zweier Teilwerkzeuge ist der Gesamtpreis für ein Bohrwerkzeug gemäß der Erfindung nicht hoch; wenn das weitere Werkzeug als rotierender Bohrer ausgebil­ det ist, so ist dieser preiswert. Das gleiche gilt für das ihn umgebende Schneid- oder Stanzwerkzeug, das keine hochfesten Spezialschneiden (z. B. aus Hartmetall) und keine Beschichtung benötigt. Rotiert es nicht, so entfällt sogar ein besonderer Antrieb. Das gleiche gilt für die nicht rotierende Ausbildung des weiteren Werkzeuges, wenn dieses mit Einzelschneiden versehen ist. Dadurch fällt sein im Vergleich zu Wendelbohrern erhöhter Herstellpreis nicht ins Gewicht.

Die Standzeiten der Bohrwerkzeuge gemäß der Erfindung sind hoch.

Die Stärke der Lagen oder Stapel, die durchbohrt werden können, ist gegenüber den üblichen Bohrwerkzeugen erhöht.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Bohrwerkzeug mit als rotierender Wendelbohrer ausgebildetem weite­ rem Werkzeug in stark vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Bohrwerkzeug mit mit Schneiden versehenem nicht rotierendem weite­ rem Werkzeug in stark vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4a und 4b besondere Ausbildungsformen von Bohrwerkzeugen zum Herstellen von von kreisförmigen Querschnit­ ten abweichenden Lochformen.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Bohrwerkzeuges 1 dargestellt, das ein übliches Schneid- oder Stanzwerk­ zeug 2 und ein koaxial innerhalb des Schneid- oder Stanz­ werkzeuges angeordnetes weiteres Werkzeug 3 aufweist. Das Schneid- oder Stanzwerkzeug 2 ist als zum Bohren von Papierlagen oder -stapeln übliche hohle Bohrhülse ausge­ bildet mit einer außenliegenden Schneide 4, die in einem konischen Übergang 6 in eine zylindrische Bohrung 7 übergeht. Das weitere Werkzeug ist als Wendelbohrer 3 ausgebildet, der Nuten 8 zum Abfördern des ausgebohrten Materials aufweist und preisgünstig ist. Das weitere Werkzeug 3 ragt eine geringe Distanz d 1 aus der Bohrhülse heraus. Die Distanz d 1 kann für übliches Schreibmaschinen- oder Kopierpapier 1 bis 2 mm betragen, doch sind auch andere Distanzen, insbesondere bei anderem Material, vorsehbar. Der wirksame Außendurchmesser des Wendelbohrers 3 ist um eine geringe Distanz kleiner als der Innendurchmesser der Bohrhülse. Die Distanz beträgt bei üblichem Schreibmaschinen- oder Kopierpapier und üblichen Lochgrößen von ca. 5 mm weniger als ¹/₂ mm, vorteilhaft etwa ¹/₁₀ mm.

Während das weitere Werkzeug in Form des Wendelbohrers 3 rotiert, kann das Schneid- oder Stanzwerkzeug 2 in Form der Bohrhülse zu einer rotierenden Bewegung (in Drehrichtung des Wendelbohrers oder gegenläufig) angetrieben werden. Es ist aber auch möglich, die Bohrhülse 2 nur zu einer translatorischen Bewegung in Richtung des Pfeils 9 auf den Stapel zu anzutreiben. In beiden Fällen, also bei rotatorisch angetriebener und rotatorisch nicht angetriebener Bohrhülse 2 bewegt sich diese zusammen mit dem Wendelbohrer 3, dessen Distan­ zen relativ zu der Bohrhülse 2 konstant bleiben, in Richtung des Pfeils 9 durch die Materiallagen aus Papier, Karton, Kunststoff oder dergl. hindurch und er­ zeugt somit ein Loch. Beim Bohren zerstört der Wendel­ bohrer 3 zuerst das auszubohrende Material im Innen- oder Mittenbereich des herzustellenden Loches, dessen Kontur anschließend von der Schneide 4 der mitbewegten Bohrhülse 2 herausgeschnitten oder gestanzt wird. Die Schneide 4 wird dabei wenig belastet, so daß die sonst unvermeidbaren hohen Temperaturen nicht auftreten. Das ausgebohrte Material wird durch den konischen Übergang 6 und die Nuten 8 in Richtung des Pfeils 11 abgefördert. Das gleiche gilt für das ausgeschnittene oder ausgestanzte Material. Die Variante des Bohrwerkzeuges 101 in den Fig. 2 und 3 zeigt wieder ein rotierendes oder nicht rotierendes Schneid- oder Stanzwerkzeug 102, innerhalb dessen das weitere Werkzeug in Form eines Mehrkantkörpers 103 jedoch nur eine translatorische Bewegung in Richtung des Pfeils 109 ausführt, also nicht rotatorisch angetrieben ist.

Wie Fig. 2, die den Gegenstand der Fig. 3 von unten zeigt, erkennen läßt, weist das weitere Werkzeug 103 im Innen- und Mittenbereich des herzustellenden Loches symmetrische Schneiden 116 auf, die sich von einer Spitze 117 in Richtung auf die Bohrhülse 102 erstrecken. Die von den Endpunkten der Schneiden 116 abgehenden Kanten 118 sind parallel zu der Bohrung 107 geführt und weisen praktisch keinen Durchmesserunterschied auf. Zum Bohren werden Bohr­ hülse 102 (rotierend oder nicht rotierend) und der nicht rotierende Mehrkantkörper 103 gemeinsam in Richtung des Pfeils 109 bewegt, wobei die Distanz d 1 erhalten bleibt. Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das auszubohrende Material im Innen-/Mittenbereich von den Schneiden 116 des weiteren Werkzeuges 103 zerstört, wäh­ rend die Lochkontur sauber von der Schneide 104 der Bohrhülse 102 geschnitten oder gestanzt wird. Das ausgeräumte Mate­ rial wird wieder in Richtung des Pfeils 111 durch die Bohrung 107 abgefördert.

Die Fig. 4a und 4b zeigen schematisch Varianten von Bohrwerkzeugen 1 a und 1 b, durch die in relativ einfacher Weise von üblichen kreisrunden Lochformen abweichende Lochformen hergestellt werden können.

Fig. 4a zeigt ein Bohrwerkzeug 1 a zum Herstellen von quadratischen Löchern. Hierbei ist die Schneide des Schneid- oder Stanzwerkzeuges in Form der Bohrhülse 2 a quadratisch ausgebildet, während das weitere Werkzeug als koaxial innerhalb von 2 a angeordneter Wendelbohrer 3 a ausgebildet ist.

Fig. 4b zeigt ein Bohrwerkzeug 1 b zum Herstellen von gerundeten Langlöchern. Hierbei ist die Schneide der Bohr­ hülse 2 b entsprechend der gewünschten Lochform ausge­ formt, während als weiteres Werkzeug zwei Wendelbohrer 3 b vorgesehen sind.

In ähnlicher Weise lassen sich auch andere Lochformen herstellen, wobei die Schneiden der dann nicht rotierenden Schneid- oder Stanzwerkzeuge jeweils der gewünschten Form angepaßt sind.

Claims (18)

1. Bohrwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Lagen von dünnem flächigem Material, wie Papier, Karton, Kunststoff oder dergl. mit einem Schneid- oder Stanzwerkzeug, das eine Schneid- oder Stanzkante aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des Schneid- oder Stanzwerkzeuges (2; 102; 2 a; 2 b) ein weiteres in der gleichen Richtung wie das Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102; 2 a; 2 b) durch die Lagen beweg­ bares Werkzeug (3; 103; 3 a; 3 b) zum Zerstören des Materials im Innenbereich der Löcher vorgesehen ist.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Werkzeuge (2; 102; 2 a; 2 b; 3; 103; 3 a; 3 b) beim Bohren gemeinsam durch die Lagen bewegbar sind.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Werkzeug (3) als rotierender Bohrer mit Nuten (8) zum Abfördern des Bohrabfalls ausgebil­ det ist.

4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Werkzeug (3) als Wendelbohrer ausgebil­ det ist.

5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das weitere Werkzeug (103) mit Schneiden (116) versehen ist, die beim Bohren nur translatorisch durch die Lagen bewegbar sind.

6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (116) des weiteren Werkzeuges (103) sich in Richtung auf den inneren Durchmesser (106) des Schneid- oder Stanzwerkzeuges (102) erstrecken.

7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneiden (116) des weiteren Werkzeuges (103) symmetrisch zu seiner Mittelachse (117) angeordnet sind.

8. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102) beim Bohren eine rotierende Bewegung ausführt.

9. Bohrwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102) eine rotierende Bewegung ausführt, deren Richtung mit derjenigen des weiteren Werkzeuges (3; 103) übereinstimmt.

10. Bohrwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102) beim Bohren eine rotierende Bewegung ausführt, die gegenläufig zu der Dreh­ richtung des weiteren Werkzeuges (3; 103) ist.

11. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Werkzeug (3; 103; 3 a; 3 b) beim Bohren ein bis zwei Millimeter aus dem Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102; 2 a; 2 b) herausragt.

12. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Werkzeug (3; 103; 3 a) koaxial in dem Schneid- oder Stanz­ werkzeug (2; 102; 2 a) angeordnet ist.

13. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Werkzeug (3 b) unsymmetrisch innerhalb des beim Bohren nicht rotierenden Schneid- oder Stanzwerk­ zeuges (2 b) angeordnet ist.

14. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche 1 bis 7 und 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere weitere Werkzeuge (3 b) innerhalb des beim Bohren nicht rotierenden Schneid- oder Stanz­ werkzeuges (2 b) angeordnet sind.

15. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche 1 bis 7 und 11 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das beim Bohren nicht rotierende Schneid- oder Stanzwerkzeug (2 a; 2 b) eine Form hat, die von der kreisrun­ den Form abweicht.

16. Bohrwerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das beim Bohren nicht rotierende Schneid- oder Stanzwerkzeug (2 a; 2 b) eine quadratische (2 a), eine rechteckige oder eine ovale (2 b) Form hat.

17. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer des weiteren Werkzeuges (3; 103; 3 a; 3 b) weniger als einen halben Millimeter, vorteilhaft ein zehntel Millimeter, kleiner ist als der Innendurchmesser des Schneid- oder Stanz­ werkzeuges (2; 102; 2 a; 2 b).

18. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Stanzwerkzeug (2; 102) einen konischen Übergang (6; 106) von einer Bohrung (7; 107) zu einer Schneide (4; 104) aufweist.