DE69819476T2

DE69819476T2 - Rotationsstanzwerkzeug

Info

Publication number: DE69819476T2
Application number: DE1998619476
Authority: DE
Inventors: Kenji Fukuoka-shi NAKAHARA; Koichi Fukuoka-shi IBUSUKI; Shouji Fukuoka-shi EGUCHI; Kohei Fukuoka-shi KITAHARA; Kei Fukuoka-shi TOKUMOTO; Shigeya Fukuoka-shi SAKAGUCHI
Original assignee: Nippon Tungsten Co Ltd
Current assignee: Nippon Tungsten Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: EP1297931A3; DE69819476D1; EP1297931A2; PL188020B1; US6279443B1; EP0963821B1; EP0963821A4; PL335333A1; EP0963821A1; WO1999033621A1; ES2210849T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotationsstanzwerk, das zum Ausstanzen bahnartiger Produkte, wie zum Beispiel Papierwindeln und Damenbinden, verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung:
Das vorliegende Rotationsstanzwerk umfaßt eine Kombination aus einer Stanzvorrichtung, die durch Vorsehen von vorragenden Druckschneidmessern, die entsprechend der Gestalt eines auszustanzenden Produkts geformt sind, auf einer Oberfläche einer rotierenden Antriebswellen gebildet ist, und einer Widerlagerwalze. Ein auszustanzendes bahnartiges Werkstück wird zwischen den zwei Walzen laufengelassen und die Stanzvorrichtung wird in einer die Widerlagerwalze pressenden Weise gedreht, um das bahnartige Werkstück in eine vorab festgelegte Gestalt mit den vorragenden Druckschneidmessern auszustanzen.
Es sind bisher viele Versuche unternommen worden, die Schneidqualität der Schneidmesser zu verbessern und deren Lebensdauer zu verlängern. Zum Beispiel offenbart das registrierte japanische Patent Nr. 2593570, daß die Beziehung zwischen der Härte von Anpreßenden von Schneidmessern und derjenigen der Oberfläche einer Widerlagerwalze Einfluß auf die Lebensdauer der Schneidmesser aufweist, und daß, wenn eine Härtedifferenz HrA zwischen diesen auf mehr als 0,1 eingestellt wird, die Lebensdauer der Schneidmesser um mehr als das Zehnfache zunimmt. Das offengelegte japanische Patent Nr. 227798/1995 offenbart die Auswahl von speziellen Materialien zur Schaffung einer geeigneten Härtedifferenz.
Das offengelegte japanische Patent Nr. 71999/1996 offenbart eine Verlängerung der Lebensdauer von Schneidmessern bezüglich deren Gestalt, d. h. es offenbart die Möglichkeit der Erhöhung der Lebensdauer von Schneidmessern durch kleineres Einstellen der Schneidmesserbreite eines axialen Bereiches desselben als diejenige eines Umfangsbereiches desselben. Das offengelegte japanische Patent Nr. 72000/1996 offenbart ballige Stanzvorrichtungen, die in sowohl einem Rotationsstanzwerk eines Antriebssystems mit zwei Wellen, in dem eine Widerlagerwalze von zwei synchron gedrehten Wellen angetrieben wird, als auch in einem Rotationsstanzwerk mit einem Antriebssystem mit einer Welle vorgesehen sind, in dem eine Stanzvorrichtung allein angetrieben wird, wobei eine Widerlagerwalze dadurch angetrieben wird.
Das offengelegte japanische Patent Nr. 267299/1997 offenbart Techniken zur Verbesserung der Schneidqualität von Schneidmessern ohne Verschlechterung von deren Festigkeit durch Einstellen der Winkel α, β (Öffnungwinkel wird α + β) von zwei geneigten Oberflächen jeder Schneide der Schneidmesser in Bezug auf einen Radiusvektor auf α ≠ β, 0 = α ≦ 60°, 25 ≦ β ≦ 80° und 5 ≦ β – α ≦ 80° . Insbesondere offenbart es ein Rotationsstanzwerk gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Der Abnutzungsmodus eines Rotationsstanzwerkes ist kompliziert und zahlreiche Dinge verursachen ein unvollkommenes Schneides eines Werkstückes, Absplittern von vorragenden Druckschneidmessern, frühe Verschlechterung der Schneidleistung von Schneiden der vorragenden Druckschneidmesser und eine Abnahme der Lebensdauer derselben. Ferner weisen Rotationsstanzwerke von verschiedenen Antriebssystemen in erheblichem Maße unterschiedliche Abnutzungsmoden einer Stanzvorrichtung und einer Widerlagerwalze auf, d. h. in einem bestimmten Antriebssystem tritt ungleichförmige Abnutzung der Walzen oder eine Abnahme der Lebensdauer der Schneide der Schneidmesser auf, die dem Absplittern derselben zugeschrieben wird.
Wenn die vorragenden Druckschneidmesser auf der Oberfläche der Stanzvorrichtung in der Drehrichtung derselben diskontinuierlich ausgebildet sind, wird eine extreme sich wiederholende Belastung auf die Druckschneidmesser ausgeübt und nimmt die Abnutzungsgeschwindigkeit derselben zu, so daß das unvollkommene Schneiden eines Werkstückes und Absplittern der Druckschneidmesser auftritt. Selbst wenn die vorragenden Druckschneidmesser über den gesamten über den Umfang durchgehenden Bereich der Stanzvorrichtung vorgesehen sind, wobei die axiale Schneidlänge derselben aufgrund der Gestalt derselben abnimmt, tritt Spannungskonzentration an den Messern auf und verursacht sie eine Zunahme der Abnutzungsgeschwindigkeit derselben und des Absplitterns derselben.
Offenbarung der Erfindung:
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rotationsstanzwerk mit einer verbesserten Schneidleistung der Schneiden von vorragenden Druckschneidmessern und einer verlängerten Lebensdauer bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rotationsstanzwerk bereitzustellen, das Spannungen standhalten kann, die auftreten, wenn eine Schneide eines vorragenden Druckschneidmessers und eine Widerlagerwalze benachbart zu einem oberen ebenen Bereich der Schneide miteinander in Kontakt gebracht werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rotationsstanzwerk bereitzustellen, das in Bezug auf in erheblichem Maße verschiedene Abnutzungsmoden einer Stanzvorrichtung und einer Widerlagerwalze, die aufgrund im Gebrauch befindlicher unterschiedlicher Rotationsstanzwerkantriebssysteme auftreten, eine lange Lebensdauer desselben erlangt hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Rotationsstanzwerk bereitzustellen, das die Reduzierung von Spannungskonzentration an zum Zuschneiden eines Werkstückes in eine endgültige Gestalt verwendeten vorragenden Druckschneidmessern erlangt hat.
Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist auf ein Rotationsstanzwerk gemäß Anspruch 1 gerichtet.
Zum Antreiben des aus einer Stanzvorrichtung und einer Widerlagerwalze bestehenden Rotationsstanzwerkes können zwei Antriebssystemtypen eingesetzt werden. Einer stellt der Zweiwellenantriebstyp dar, bei dem die Antriebskraft eines Motors mittels eines Getriebes auf beide Wellen der Stanzvorrichtung und der Widerlagerwalze übertragen wird, um die Stanzvorrichtung und die Widerlagerwalze synchron zu drehen. Der andere ist der Einwellenantriebstyp, bei dem die Antriebskraft auf die Welle der Stanzvorrichtung und die Widerlagerwalze, die mit der Stanzvorrichtung in Kontakt steht und parallel zur Achse der Welle der Stanzvorrichtung ausgerichtet und durch die Reibung mit der Stanzvorrichtung gedreht wird, übertragen wird.
Die vorragenden Druckschneidmesser für Produkte einer Stanzvorrichtung können so vorgesehen sein, daß sich die Messer kontinuierlich in der Umfangsrichtung der Stanzvorrichtung erstrecken oder daß Endbereiche der Messer sich in der Umfangsrichtung derselben überlappen.
Die Materialien, aus denen die Stanzvorrichtung und Widerlagerwalze gebildet sein können, schließen harte Materialien ein, wie zum Beispiel eine gesinterte harte Legierung inklusive eine Legierung auf WC-Basis, ein Cermet inklusive eine Legierung auf Ti-Basis, Schnellstahl und ein keramisches Material aus Al₂O₃·ZrO₂·SiC·Si₃N₄, wobei davon harte Materialien mit Carbidbindung, wie zum Beispiel die Legierung auf WC-Basis und die Legierung auf Ti-Basis, besonders bevorzugt verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt ein Beispiel eines Rotationsstanzwerkes, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist;
2 zeigt die Gestalt einer Schneide eines vorragendes Druckschneidmessers, das auf einer Oberfläche einer Stanzvorrichtung von Ausführungsform 1 vorgesehen ist;
3 zeigt ein Beispiel eines Rotationsstanzwerkes vom Typ mit Zweiwellenantrieb, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist;
4 zeigt ein Beispiel eines Rotationsstanzwerkes vom Typ mit Einwellenantrieb, auf das vorliegende Erfindung angewandt ist;
5 zeigt die Beziehung zwischen der Härtedifferenz und Lebensdauer des Rotationsstanzwerkes vom Zweiwellenantriebstyps;
6 zeigt die Beziehung zwischen der Härtedifferenz und Lebensdauer des Rotationsstanzwerkes vom Einwellenantriebstyp;
7 zeigt ein Beispiel einer Stanzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit vorragenden Druckschneidmessern, die nicht direkt zum Schneiden eines Produkts fungieren, sogenannte Stützmesser, zusätzlich zu ordnungsgemäßen vorragenden Druckschneidmessern versehen ist;
8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Stanzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem anderen Typ von Stützmessern;
9 zeigt ein weiteres Beispiel einer Stanzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit Teilen, die die Stützmesser ersetzen können; und
10 zeigt ein weiteres Beispiel einer Stanzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem weiteren Typ von Teilen, die die Stützmesser ersetzen können.
Die Bezeichnungen der in den Zeichnungen gezeigten Bezugszahlen und -buchstaben lauten wie folgt:
1...vorragende Druckschneidmesser, 2...Stanzvorrichtung, 3...Widerlagerwalze, 2a...Stanzvorrichtungszahnrad, 3a...Widerlagerwalzenzahnrad, 4...oberer ebener Bereich, 5...geneigte Schleifoberfläche, 6...gesinterter Grund, 7...geneigte Schlichtoberfläche, 8...Schleiffehler, 9...Motor, 10...Stützmesser, 11...Führungsflansche, 12...durchgehender Bereich eines vorragenden Druckschneidmessers, d...Breite eines oberen ebenen Bereiches eines Messers, θ...Spitzenwinkel einer Schneide, A...Produktschneidgebiete, P...Werkstück (zu bearbeitender Gegenstand), X...diskontinuierliche Umfangsbereiche von vorragenden Druckschneidmessern), Y...konzentrierter Bereich in Bezug auf die axiale Richtung eines vorragenden Druckschneidmessers, Z...Bereich mit Umfangsendbereichen einer Vielzahl von vorragenden Druckschneidmessern.
Beste Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung:
Ausführungsform 1:
Ein in 1 gezeigtes Rotationsstanzwerk weist eine Stanzvorrichtung 2, die durch Vorsehen eines vorragenden Druckschneidmessers 1, das entsprechend der Gestalt eines zu stanzenden Produkts geformt ist, auf einer Oberfläche einer rotierenden Antriebswalze erhalten ist, und eine Widerlagerwalze 3 auf, die unter der Stanzvorrichtung angeordnet und zur Aufnahme einer Schneide des vorragenden Druckschneidmessers gestaltet ist, und ein auszustanzendes bahnartiges Werkstück P wird zwischen den zwei Walzen laufengelassen und in eine vorab festgelegte Form mit dem vorragenden Druckschneidmesser 1 ausgeschnitten, indem die Stanzvorrichtung 2, angepreßt an die Widerlagerwalze 3, gedreht wird.
Das in 1 gezeigte vorragende Druckschneidmesser 1 ist, wie in 2 gezeigt, mit einem oberen ebenen Bereich 4 und geneigten Schlichtoberflächen 7, die unter rechten Winkeln zur Längsrichtung des oberen ebenen Bereiches 4 geschliffen sind, versehen. Jede geneigte Schlichtoberfläche 7 ist so ausgebildet, daß ein Winkel ϕ derselben in Bezug auf eine den oberen ebenen Bereich 4 bildende relative Kammlinie im Bereich von 50°–90°, vorzugsweise 80°–90° liegt, und sie Schleiffehler 8 aufweist. Die geneigten Schlichtoberflächen 7 sind auf eine Oberflächenrauhigkeit Ra von weniger als 0,3 μm geschlichtet.
Ein Spitzenwinkel θ, der von dem oberen ebenen Bereich 4 mit einer Schneidenbreite θ an einer Schneide des vorragenden Druckschneidmessers 1 und geneigten Schlichtoberflächen 7 gebildet wird, die symmetrisch um den oberen ebenen Bereich 4 sind, ist derart eingestellt, daß er die folgenden speziellen Bedingungen erfüllt. Außerdem sind die Schneidenbreite d des oberen ebenen Bereiches 4 und der Spitzenwinkel θ, der von den symmetrischen, geneigten Schlichtoberflächen 7 gebildet wird, in der axialen Richtung der Stanzvorrichtung 2 und diejenigen in der Umfangsrichtung derselben, die senkrecht zur axialen Richtung verläuft, vorzugsweise auf unterschiedliche Werte eingestellt.
Die speziellen Bedingungen lauten wie folgt:
5 μm ≦ axiale Schneidenbreite d ≦ 510 μm
60° ≦ axialer Spitzenwinkel θ ≦ 120°
10 μm ≦ Umfangsschneidenbreite d ≦ 530 μm
80° ≦ Umfangsspitzenwinkel θ ≦ 140°
Axialer Spitzenwinkel θ ≦ Umfangsspitzenwinkel θ
Von diesen Bedingungen muß die axiale Schneidenbreite d in der axialen Richtung der Stanzvorrichtung so klein eingestellt werden, daß der erforderliche Auflageflächendruck erzielt wird. Wenn diese axiale Messerbreite jedoch schmaler als 5 μm ist, tritt ein Absplittern des vorragenden Druckschneidmessers auf, so daß sie vorzugsweise in dem obengenannten Bereich liegt. Da der Auflageflächendruck in der Umfangsrichtung der Stanzvorrichtung hoch ist, besteht die Möglichkeit des Auftretens von Absplittern des vorragenden Druckschneidmessers. Somit muß die Umfangsmesserbreite d groß eingestellt werden.
Der Spitzenwinkel θ der axialen Schneide ist auf 120° oder auf einen niedrigeren Wert eingestellt, so daß die Schneidenbreite aufgrund der Abnutzung der Schneide nicht in großem Maße zunimmt. Wenn jedoch dieser Spitzenwinkel nicht mehr als 60° beträgt, wird ein Absplittern der Schneide leicht auftreten. Da der Auflageflächendruck in der Umfangsrichtung der Stanzvorrichtung hoch ist, besteht die Möglichkeit, daß das Absplittern der Schneide auftritt, daß der Spitzenwinkel θ der Umfangsschneide groß eingestellt werden muß.
Eine ungefähr 1 mm dicke Polyethylenfolie als ein Werkstück zum Erhalten von Damenbinden wurde durch Verwendung des Rotationsstanzwerkes gemäß der vorliegenden Erfindung zugeschnitten. Die Schneidenbreiten d in der axialen Richtung und in der dazu senkrechten Umfangsrichtung wurden jeweils auf 10 μm und 20 μm und die axialen und Umfangsspitzenwinkel θ jeweils auf 100° und 110° eingestellt. Eine ähnliche Folie wurde durch Verwendung einer herkömmlichen Schneide mit denselben axialen und Umfangsschneidenbreiten d von 20 μm und Spitzenwinkeln θ von 90° in eine vorab festgelegte Gestalt zugeschnitten. Diese zwei Folienschneidoperationen wurden durch Verwendung eines Rotationsstanzwerkes miteinander verglichen, das eine Kombination aus einer Stanzvorrichtung und einer Widerlagerwalze umfaßt, von denen beide aus einer gesinterten harten WC-Co-Legierung geformt waren.
Entsprechend dieser Ausführungsform wurde der Widerlagerwalzenpreßzyklus in der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit demjenigen in dem herkömmlichen Rotationsstanzwerk verlängert und konnte eine lange Lebensdauer, die ungefähr 1,5 mal so groß wie diejenige des herkömmlichen Rotationsstanzwerkes war, erzielt werden.
Dieser Effekt wurde, um nur eine Sache zu nennen, den geneigten Schlichtoberflächen 7 mit einer Oberflächenrauhigkeit Ra von weniger als 0,3 μm zugeschrieben, die zwischen dem oberen ebenen Bereich 4 und geneigten Schleifflächen 5 der Schneide des vorragenden Druckschneidmessers 1 der Stanzvorrichtung ausgebildet sind, so daß die geneigten Schlichtoberflächen 7 derart geschliffen wurden, daß sich unter 50°–90° und vorzugsweise 80°–90° in Bezug auf den oberen ebenen Oberflächenbereich 4 erstreckende Schleiffehler gebildet werden. Dieser Effekt wurde auch den verbundenen speziellen Bedingungen für die Breite und den Spitzenwinkel der Schneide zugeschrieben. Es wurde auch festgestellt, daß, selbst wenn die jeweiligen Bedingungen unabhängig verwendet wurden, unterschiedliche Effekte erhalten wurden, obwohl deren Ausmaße verschieden waren.
Wenn die Richtung, in der die geneigten Schlichtoberflächen geschliffen werden, nicht senkrecht zu den Kammlinien des oberen ebenen Bereiches 4 ist, kann derselbe Effekt auch erzielt werden, indem die Oberflächenrauhigkeit Ra auf weniger als 0,1 μm eingestellt wird. Der Grund besteht darin, daß ein Einstellen der Oberflächenrauhigkeit Ra der geneigten Schlichtoberfläche auf weniger als 0,1 μm dazu dient, die mikroskopischen Riffel zu beseitigen, die das winzige Absplittern des vorragenden Druckschneidmessers auftreten lassen.
Ausführungsform 2:
In dieser Ausführungsform wurden Stanzvorrichtungen 2 und Widerlagerwalzen 3 verwendet, die alle aus einer gesinterten harten WC-Co-Legierung geformt waren, in der die Zusammensetzungsverhältnisse von WC variiert wurden, um die Härte von zumindest den oberen Seitenbereichen von vorragenden Druckschneidmessern 1 auf den Rotationsstanzwalzen 2 und diejenige von zumindest den Walzenoberflächen der Widerlagerwalzen 3 auf unterschiedliche Werte einzustellen, wodurch Stanzvorrichtungen und Widerlagenwalzen, die unterschiedliche Härteunterschiede aufwiesen, für verwendete unterschiedliche Antriebssysteme bereitgestellt wurden.
Unter Bezugnahme auf 3, die ein Beispiel eines Rotationsstanzwerks eines Zweiwellenantriebssystems zeigt, treibt eine Antriebswelle eines Motors 9 eine Stanzvorrichtung 2 direkt an und treibt ein Stanzvorrichtungszahnrad 2a ein Widerlagerwalzenzahnrad 3a an, wobei eine mit dem Widerlagerwalzenzahnrad 3a verbundene Antriebswelle eine Widerlagerwalze 3 synchron antreibt, wodurch ein bahnartiges Werkstück P, das zwischen die Stanzvorrichtung 2 und die Widerlagerwalze 3 tritt, in eine Gestalt zugeschnitten wird, die mit derjenigen eines vorragenden Druckschneidmessers 1 übereinstimmt.
Die Stanzvorrichtung 2 und die Widerlagerwalze 3 wurden so ausgebildet, daß der Vergleichsausdruck O < H₂ – H₁ < 5, wobei 82 ≦ (H₁, H₂ ) ≦ 96(H_RA), gebildet wird, wobei H₁ die Härte (H_RA) von zumindest dem oberen Seitenbereich des vorragenden Druckschneidmessers 1 und H₂ die Härte (H_RA) von zumindest der Oberfläche der Widerlagerwalze repräsentiert.
Die Beziehung zwischen einer Differenz (H₂ – H₁) zwischen der Härte (H_RA)H₁ des oberen Seitenbereiches der Schneide der Stanzvorrichtung 2 in dem Zweiwellenantriebssystem von 3 und derjenigen (H_RA)H₂ der Widerlagerwalze 3 und die Lebensdauer der hergestellten Testmaschinen mit den auf zahlreiche Werte eingestellten Härteunterschieden (H_RA) ist in Form einer Lebensdauerkurve der Rotationsstanzwerke in 5 gezeigt. Die ideale Stanzvorrichtungslebensdauerkurve und die ideale Widerlagerwalzenlebensdauerkurve stellen Lebensdauerkurven dar, die erhalten werden, wenn die Rotationsstanzwerke ohne Stoßen auf die Abnutzung der Widerlagerwalzen und Stanzvorrichtungen betrieben werden.
Der Grund für das Erhalten des Vergleichsausdruckes 0 < H₂ – H₁ beruht in dem folgenden. Wenn das vorragende Druckschneidmesser 1 der Stanzvorrichtung 2 härter als die Widerlagerwalze 3 ist, wird die Anpreßkraft auf der Oberfläche der Widerlagerwalze 3 konzentriert, um selbige abzunutzen. Speziell wenn die Stanzvorrichtung und Widerlagerwalze synchron gedreht werden, tritt Abnutzung in einer konzentrierten Weise auf den Bereichen der Oberfläche der Widerlagerwalze 3 auf, die das Schneidmesser 1 der Stanzvorrichtung 2 berührt, so daß die Lebensdauer des Rotationsstanzwerkes auf einen Wert abnimmt, der zu praktischen Problemen führt. Außerdem nimmt die Zähfestigkeit der Schneide der Stanzvorrichtung 2 im Vergleich mit derjenigen der Widerlagerwalze 3 relativ ab und verursacht dies, daß ein Absplittern der Schneide der Stanzvorrichtung 2 auftritt.
Der Grund, weshalb die Differenz H₂ – H₁ auf H₂ – H₁ < 5 eingestellt wurde, beruht im folgenden. Wenn H₂ – H₁ größer als 5 eingestellt wird, wird die Härte der Stanzvorrichtung 2 im Vergleich mit derjenigen der Widerlagerwalze 3 zu niedrig, und tritt leicht Abnutzung der Schneide der Stanzvorrichtung 2 ein, wobei die Lebensdauer derselben auf einen Wert abnimmt, der zu praktischen Problemen führt.
Unter Bezugnahme auf 4, die ein Beispiel eines Rotationsstanzwerkes eines Einwellenantriebssystems gezeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewandt ist, wurden eine Stanzvorrichtung und eine Widerlagerwalze so ausgebildet, daß der Vergleichsausdruck –5 < H₂ – H₁ < 1, wobei 82 ≦ (H₁, H₂) ≦ 96(H_RA), gebildet wird, wobei H₁ die Härte (H_RA) von mindestens einem oberen Seitenbereich eines vorragenden Druckschneidmessers 1 der Stanzvorrichtung und H₂ die Härte (H_RA) von zumindest der Oberfläche der Widerlagerwalze repräsentiert.
Die Beziehung zwischen der Differenz (H₂ – H₁) zwischen der Härte (H_RA)H₁ des oberen Seitenbereiches der Schneide der Stanzvorrichtung 2 in dem Einwellenantriebssystem und derjenigen (H_RA)H₂ der Widerlagerwalze 3 und die Lebensdauer der hergestellten Testmaschinen mit den auf zahlreiche Werte eingestellten Härteunterschieden (H_RA) ist in 6 gezeigt.
Im Vergleich mit dem Fall des Rotationsstanzwerkes eines Zweiwellenantriebssystems wird auf das vorragende Druckschneidmesser 1 eine Last ausgeübt, während die Stanzvorrichtung die Widerlagerwalze 3 über das Werkstück P reibend antreibt, so daß die Lebensdauer der Rotationsstanzwerke eines Einwellenantriebssystems im allgemeinen abnimmt. Die Lebensdauer der Widerlagerwalzen 3 nimmt im allgemeinen zu, da sich die Abnutzung über die gesamte Oberfläche von jeder derselben verteilt, um eine Abnahme der Abnutzungsgeschwindigkeit zu bewirken. Wenn die Härtedifferenz im Bereich von –5 < H₂ – H₁ eingestellt wird, erreicht die Lebensdauer des Rotationsstanzwerkes einen maximalen Wert.
Der Grund, weshalb die Härtedifferenz auf –5 < H₂ – H₁ eingestellt wurde, liegt in dem folgenden. Wenn die Härtedifferenz H₂ – H₁ kleiner als –5 eingestellt wird, wird die Abnutzungsgeschwindigkeit der Widerlagerwalze 3 im Vergleich mit derjenigen der Stanzvorrichtung 2 merklich hoch und verursacht sie, daß die Lebensdauer derselben abnimmt, und nimmt die Zähfestigkeit des vorragenden Druckschneidmessers 1 der Stanzvorrichtung 2 im Vergleich mit derjenigen der Widerlagerwalze 3 ab und verursacht sie, daß die Schneide des vorragenden Druckschneidmessers 1 abgesplittert wird.
Die Härtedifferenz wurde auf H₂ – H₁ < 1 eingestellt, da die Härte der Stanzvorrichtung 2, wenn H₂ – H₁ größer als 1 eingestellt wird, im Vergleich mit derjenigen der Widerlagerwalze 3 übermäßig gering wird, und leicht eine Abnutzung an der Schneide des Schneidmessers der Stanzvorrichtung 2 eintritt.
Ausführungsform 3:
Diese Ausführungsform wurde mit Stützmessern, die nicht direkt zum Schneiden von Produkten dienen, zusätzlich zu den an den obigen Ausführungsformen vorgesehenen vorragenden Druckschneidmessern versehen. Das Bereitstellen der Stützmesser ermöglicht, daß die Konzentration von übermäßig großer wiederholter Spannung an der Schneide der vorragenden Druckschneidmesser zu mindern ist.
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine Stanzvorrichtung 2 mit Führungsflanschen 11 an Umfangsbereichen von beiden Enden derselben mit vorragenden Druckschneidmessern 1 versehen, die entsprechend der Gestalt von Papierprodukten geformt sind, um Produktschneidgebiete A an den Innenseiten derselben zu definieren. 10 bezeichnet vorragende Druckschneidmesser der vorliegenden Erfindung, die nicht direkt darin fungieren, Produkte zu schneiden, das heißt sogenannte Stützmesser, die neben den produkterzielenden vorragenden Druckschneidmessern 1 vorgesehen sind. Die Stützmesser 10 sind derart vorgesehen, daß sie einen durch X gezeigten umfänglich diskontinuierlichen Bereich des Drehantriebswalzenkörpers kompensieren und sich in der Umfangsrichtung derselben erstrecken. Die Stützmesser 10 sind aus demselben Material wie die vorragenden Druckschneidmesser 1 ausgebildet, so daß die Gestalt und Höhe der Schneiden dieselben wie diejenigen derselben werden, da stabile Schneideigenschaften erhalten werden können, indem die Abnutzungsgeschwindigkeit der überschüssigen Messer im wesentlichen gleich derjenigen der vorragenden Druckschneidmesser 1 gesetzt wird. Wenn ein Abstand zwischen den Stützmessern im Bereich von Werten liegt, die niedriger als derjenige der Breite des Werktstückpapiers P ist, wobei die Länge der erstgenannten innerhalb des Bereiches von Werten liegt, die größer als derjenige der Umfangsgröße des diskontinuierlichen Bereiches X der Stanzvorrichtung 2 ist, kann die übermäßig große wiederholte Spannung vermindert werden und können die Abnutzungsgeschwindigkeiten der vorragenden Druckschneidmesser 1 und Stützmesser 10 im wesentlichen gleich eingestellt werden, so daß dieses Rotationsstanzwerk bei der Schneidleistung und wirtschaftlichen Effizienz vorteilhaft ist.
Die Stützmesser 10 können in mehr als zwei axialen Reihen vorgesehen sein oder in einer bogenförmigen Gestalt ausgebildet sein.
Ausführungsform 4:
8 zeigt ein modifiziertes Beispiel der Stützmesser 10 von 7, die auf einer Stanzvorrichtung 2 vorgesehen sind, auf die die vorliegende Erfindung angewandt ist, mit zwei vorragenden Druckschneidmessern 1, die sich gegenseitig kreuzen, um kontinuierliche Messer zu bilden. Unter Bezugnahme auf 8 sind die Stützmesser 10 derart ausgebildet, daß sie einen durch Y gezeigten axial konzentrierten Bereich der vorragenden Druckschneidmesser 1 kompensieren. Das Bereitstellen dieser Stützmesser 10 ermöglicht, daß aufgrund eines Unterschiedes zwischen der Außengeschwindigkeit der Stanzvorrichtung und derjenigen der Widerlagerwalze und dem Zuführen eines Werkstückes auftretende Spannung vermindert wird.
Ausführungsform 5:
9 zeigt ein Beispiel, das mit einem kontinuierlichen Bereich 12 versehen ist, der auf einer Stanzvorrichtung 2 mit zwei sich gegenseitig schneidenden vorragenden Druckschneidmessern 1 anstelle des Bereitstellens von unabhängigen Stützmessern 10, wie in 8 gezeigt, ausgebildet ist, um keinen Spannungskonzentrationsbereich zu bilden. Dieser kontinuierliche Bereich 12 umfaßt keine Einpunktkreuzung der vorragenden Druckschneidmesser 1 mit Produktschneidgebieten A, sondern eine lineare kontinuierliche Kreuzung derselben, die in der axialen Richtung der Stanzwalze verlängert ist. Dieser sich in der axialen Richtung der Stanzvorrichtung 2 erstreckende kontinuierliche Bereich 12 kann auch derart ausgebildet sein, daß er sich in Umfangsrichtung erstreckende Abschnitte enthält oder daß er sich in der Umfangsrichtung erstreckt zum Zwecke des Verhinderns der Bildung eines Spannungskonzentrationsbereiches. Dies ermöglicht, daß die Konzentration einer übermäßig großen wiederholten Spannung auf den zwei vorragenden Druckschneidmessern 1 zu vermindern ist.
Ausführungsform 6:
10 zeigt ein weiteres Beispiel, das genau wie Ausführungsform 5 auch nicht mit Stützmessern versehen ist und das mit vorragenden Druckschneidmessern 1 derart versehen ist, daß sie sich in der Richtung des gesamten Umfanges der Stanzvorrichtung für den Zweck des Verhinderns der Bildung eines Spannungskonzentrationsbereiches erstrecken. In dem Beispiel von 10 sind mehrere in Übereinstimmung mit der Gestalt von zu schneidenden Produkten ausgebildete vorragende Druckschneidmesser 1 nebeneinander in der Umfangsrichtung einer Stanzvorrichtung angeordnet. Diese vorragenden Druckschneidmesser 1 sind nebeneinander in Umfangsrichtung in einem Bereich Z angeordnet, der mindestens deren jeweilige Umfangsendbereiche enthält, so daß eine Spannungskonzentration an den Umfangsendbereichen der Schneidmesser vermieden werden kann.
In den Ausführungsformen 5 und 6 können natürlich Stützmesser 10, die in den Ausführungsformen 3 und 4 neben den vorragenden Druckschneidmessern 1 vorgesehen sind, zusätzlich benutzt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit:
Es kann ein Rotationsstanzwerk mit einer langen Lebensdauer bereitgestellt werden, das das Auftreten von winzigen Absplitterungen der Schneiden der sich axial erstreckenden vorragenden Druckschneidmesser verhindern und eine Schneidleistung beibehalten kann, selbst wenn die Breite der Schneiden aufgrund der Abnutzung der oberen ebenen Bereiche zunimmt.
Es kann ein Rotationsstanzwerk mit einer langen Lebensdauer bereitgestellt werden, das einen langen Anpreßzyklus, speziell in einer Anfangsbetriebsperiode, aufweist.
Es kann ein Rotationsstanzwerk mit einer dauerhaften Schneidqualität, ohne daß einer abnormen Abnutzung der Schneiden der Schneidmesser begegnet wird, bereitgestellt werden.
Das Verhindern des Absplitterns von Schneiden der Schneidmesser und die Verlängerung der Lebensdauer eines Rotationsstanzwerkes, die notwendig sind, um eine erforderliche Gestalt von Schneiden auf Auflageflächen der Schneidmesser aufrechtzuerhalten, können durch Verringerung der Breite der Schneiden der sich in der axialen Richtung einer Stanzvorrichtung erstreckenden vorragenden Druckschneidmesser erzielt werden.

Claims

Rotationsstanzwerk mit einer Stanzvorrichtung (2), die durch Vorsehen von vorragenden Druckschneidmessern (1), die entsprechend der Gestalt eines zu stanzenden Produkts geformt sind, auf einer Oberfläche einer rotierenden Antriebswalze erhalten ist, und einer Widerlagerwalze (3), die zur Aufnahme einer Schneide jedes genannter vorragender Druckschneidmesser der Stanzvorrichtung gestaltet ist, worin geneigte Schlichtoberflächen (7) benachbart zu einem oberen ebenen Bereich (4) einer Schneide jeder genannter vorragender Druckschneidmesser durch einen Schleifprozeß geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Schlichtoberflächen (7) Schleiffehler (8) aufweisen, die einen Winkel ϕ von 50°–90° und vorzugsweise 80°–90° zu den oberen ebenen Bereich definierenden Kammlinien bilden.
Rotationsstanzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit Ra der geneigten Schlichtoberflächen (7) geringer als 0,3 μm ist.