EP1110685B1 - Cutting and scoring tool - Google Patents
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- EP1110685B1 EP1110685B1 EP00113165A EP00113165A EP1110685B1 EP 1110685 B1 EP1110685 B1 EP 1110685B1 EP 00113165 A EP00113165 A EP 00113165A EP 00113165 A EP00113165 A EP 00113165A EP 1110685 B1 EP1110685 B1 EP 1110685B1
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- European Patent Office
- Prior art keywords
- cutting
- cutting edge
- bevel
- tool according
- scoring tool
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
- B26F1/44—Cutters therefor; Dies therefor
-
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- B26F2001/4472—Cutting edge section features
Definitions
- the invention relates to a cutting and scoring tool, preferably for pressure cutting, according to the generic term of Claim 1 and use of such a tool according to the preamble of claim 23.
- Such tools are e.g. in the cardboard industry used to cut from a cardboard or cardboard material for boxes or boxes (e.g. cigarette boxes) manufacture. This usually happens by means of punching devices that the blade-shaped tools with at least during the cutting process to the material level Take up the vertical blade so that it is on one side of the blade existing chamfer starting with the cutting edge perpendicular to the material plane by lifting or rotating movement penetrates into the material. This allows the blanks cut out on the one hand and also on the other hand to form fold lines by only partially cutting out be scored, the fold lines unfolding the cut, e.g. enable to a box.
- the cutting edge (tip section) of the cutting and scoring tool has the shape of a wedge, the side surfaces form a wedge angle.
- the effect of such a cutting edge is, for example, in Spaethe-Trzebiatowsky: metalworking Vol. 1, Olten - Koch i. Br., 6th ed. 1965, p. 67 described. This effect depends on the position and movement the cutting edge relative to the workpiece. In the during vertical cutting the good cut or separated, while at oblique Employment chips would be separated. Through the angry The wedge is driven into the material by cutting force. He has to displace the material. The one to be overcome Cutting resistance depends on the strength properties of the material to be cut, the size of the Wedge angle and the effective cutting edge length.
- page 12 is a balance of forces for a symmetrical trained cutting and scoring tool for pressure cutting reproduce that over that of Spaethe-Trzebiatowsky specified considerations, insofar as this It also takes into account the frictional forces acting on the wedge and counteracting the cutting force (here called knife force) Punching force should be taken into account. It is carried out that the knife force to be applied the necessary punching force to destroy the material and the vertical resulting from the material displacement components of the wedge and Frictional forces should be composed, the frictional force in each case by multiplying an average sliding friction number is calculated with the wedge force.
- a hardened blade Steel described a first ground side surface with a maximum roughness of 0.9 ⁇ m, which is an angle of 19 to 22 degrees with a flat one Blade side forms, and which continues to be a second ground Side surface with a maximum roughness of 0.02 ⁇ m, which is an angle with the flat blade side forms, which is 1 to 5 degrees larger than the angle the first ground side surface.
- the desired So improvement is particularly through a very pronounced Smoothness and fineness of the blade, i.e. by a sometimes extremely low surface roughness achieved, with what considerable manufacturing effort is involved.
- edge dust on the Cut often called "lint". That punch dust must be laboriously manual work, with brushes, Orbital sander, compressed air or similar tools from the blanks are removed. Therefore are different technical solutions to avoid edge dust are proposed Service.
- the area of the cutting or scoring edge is preserved thereby in a continuously executable work step the required hardness so that the cutting and Scribing tools also have a long service life.
- the surface is tarnished and scaled of the steel strip.
- Such scaling on the surfaces of the bevels affect the smooth indentation in cardboard, paper or the like, so that on the cut edges of the cardboard, paper or the like cut dust and fraying arise.
- the tarnishing and scaling can, as DE-A 3 919 536 proposes, by a protective gas treatment be counteracted.
- the cross section can be symmetrical or be asymmetrical (see US-A-2 276 376).
- the blade can have a concave shape, such as according to US-A-2 211 213 in the base section, or a convex shape such as corresponding to US-A-2 049 157 or US-A-2 276 376, have. Common to all these known blades however at least one chamfer in the area of the blade tip, which is always flat.
- German utility model DE-U-296 16 585 used as a generic Cutting and scoring tool in which the chamfer is such a has convex curvature that each towards the Cutting edge on the bevel with a tangent Cutting direction through the axis of the cutting edge includes an angle that is less than 90 °.
- DE-A-29 07 325 relates to a cutting roller for producing profiled inner and outer cuts on moving webs or individual blanks from paper or the like, in particular for the production of blank envelopes on envelope making machines, consisting of a base body which carries a web-shaped knife, the latter Processing corresponds to the contours of the format to be cut.
- the knife consists of one or more welding beads placed side by side and one above the other on the base body.
- the sloping roof which can also be understood as a " chamfer”, has no curvature, but is flat.
- the foot area of the welding bead has an indentation in the lower area which is not involved in the cutting process.
- EP-A-0 418 768 describes a stamped sheet made of sheet steel, a process for its Manufacture and a tool for performing the method described.
- the Punching plate has at least one protruding from the front, one each Cutting edge carrying web, the normal distance of the cutting edge from the Back of the stamping plate by a nominal size with a tolerance of 0.04 at the most mm varies.
- On the back is material in at least one area of the webs removed or filled and / or on both flanks of the punched edge directly on this, one depression each by pressing or one Bulge arranged.
- the majority of the known cutting and scoring tools has in particular either a scraped or a ground bevel (FR-A-1 483 301, DE-A-2 304 237, DE-A-2 743 258), i.e. for the preliminary product, a cold-rolled, hardened and tempered steel strips made of spring steel, the chamfer is either by grinding or by Cockroaches formed.
- Scraping means one machining, in which the to be machined Workpiece relative to a fixed tool, e.g. a hard metal tool or the like, i.e. the steel strip becomes the longitudinal bevel pulled through at least one drawing station.
- EP-A-0 234 009 describes the advantages and disadvantages of known either ground or scraped generic Cutting and scribing tools described.
- the honed Bevel has a minimal hollow section, which results in excellent sharpness, so that a low punching pressure is required.
- the dimensional accuracy such a chamfer not for all purposes satisfactory.
- Because of their scraped bevels Very good dimensional accuracy in the drawing process, so that they are used for high demands on dimensional accuracy become. Since such chamfers are weakly convex, their sharpness is low and they do not have a cutting effect but pressing on the material, so that higher punching pressures (Knife forces) are required.
- Such cutting tips can also have a radius, a fillet or a Have flattening.
- Punch knives are presented in EP-A-0 715 933 differ from all those described above in that that the cutting tip is deliberately aimed Has rounding. This rounding is considered the crucial one Viewed feature by which prevented should be that the cutting edge is damaged in case of overpressure, i.e. is flattened and a ridge arises. The resilience such a rounded cutting edge is three times higher than that of a pointed cutting edge, the cut quality would also be preserved over long runs. At a Such execution must have high cutting forces be assumed. Such a blunt edge is created due to the manufacturing process also when scraping chamfers the blade.
- the invention has for its object a cutting and To create scribing tool of the type described at the outset, with which these are partially antagonistic to each other cautious demands can be met even better and also a corresponding advantageous use of the to indicate the generic type.
- this occurs when cutting or scoring with advantage to a swelling and swelling of the occurring Forces such that in the convex area of the side of the cutting edge starting when penetrating into the Good to be cut the ratio of one in the cutting direction pointing knife force perpendicular to the cutting direction standing lateral force does not initially decrease, in particular but grows steadily while penetrating further in the concave area the ratio of the in the cutting direction pointing knife force perpendicular to the The transverse direction of the cutting direction does not increase afterwards, but especially steadily decreasing. That way comes in optimally during the separation process of the good temporarily cutting, temporarily the pressing effect of the tool predominantly to the advantage, whereby the penetration behavior of the tool according to the invention in the material to be processed At its best. Especially through the concave area among other things, there is a possible formation of bulges of the material to be cut on its surface.
- the knife force to be applied is when penetrating into the Good to be cut due to the curved contour of the chamfer depending on the distance h of the point of action of the wedge force component from the cutting edge, as the effective one Wedge angle, e.g. as a cutting angle from both sides in Tip section each to the bevel in the direction of Cutting edge of tangents can be defined, changes constantly depending on this distance h. This constant change is advantageous avoided that during the separation or scribing process in Tool and sudden changes in the material to be processed the effective forces or mechanical stresses could occur.
- equation (1) along the bevel - strictly speaking - leads point by point to different values for the knife force F M * and the lateral force F Q * , since the shape of the contour of the bevel is not constant. It is therefore necessary to switch from an integral view to an infinitesimal view in this balance of forces, in which case the forces (knife force F M * , transverse force F Q * ) are to be understood in each case as specific quantities.
- FIG. 1 shows, there is a first embodiment of a Cutting and scoring tool according to the invention, preferably is provided for the pressure cut from a Blade 1, which has a base section 2 and one attached to the Base section 2 adjoining wedge-shaped tip section 3 with a cutting edge 4 and with at least one - Two in the embodiment shown - each on one Blade longitudinal side 5 formed with the other blade longitudinal side 5 a chamfer 6 including a wedge angle ⁇ .
- the wedge angle ⁇ is the cutting angle from both sides' in the tip section 3 each on the chamfer 6 in the direction of Cutting edge 4 created tangents T-T defines and can over an opposite to the cutting direction S from the cutting edge 4 from the current distance coordinate h, that of the respective Depth of penetration into what is to be cut or scored Well corresponds to be changeable.
- the one from the chamfer 6 the two sides of the blade 5, or from the tangents T-T included effective wedge angles ⁇ can e.g. steady increase with increasing distance from the cutting edge 2. or decrease.
- the wedge-shaped tip section 3, each with the chamfer 6 on each blade longitudinal side 5 is advantageous in terms of one running in the cutting direction S through the cutting edge 4 Center axis X-X symmetrical. at such a symmetrical formation of the blade 1 results the wedge angle ⁇ is a double value of an angle between the on a blade longitudinal side 5 in the direction of Cutting edge 4 on the chamfer 6 tangent T-T with the Center axis X-X.
- the chamfer 6 has at least two continuously merging Areas 6a, 6b, and at least one first area located near the cutting edge 4. 6a with - seen in cross section - convex curvature (wedge angle ⁇ increases) and at least one of the convex ones Area 6a adjoining the second, near the Base section 2 arranged area 6b with - in cross section seen - concave curvature (wedge angle ⁇ increases from).
- the bevel 6 can - at least in cross-section in sections an approximately S-shaped or - on the other blade longitudinal side 5 an inverted S-shaped Show contour course.
- An imaginary one, from the cutting edge 4 outgoing straight line G-G, which through a base point F at the transition from tip section 3 to base section 2 the longitudinal side of the blade 5 runs, can be advantageous cut from the S-contour of the chamfer 6 in at least three points become.
- Die areas 6c running in parallel do not contribute to being pushed apart the material of the goods to be processed, thereby advantageously forming a bulge in the material is completely prevented or at least severely restricted.
- the parallel areas 6c can be advantageous a length of up to 45 percent of a vertical (in Cutting direction S running) length l of the tip section 3 have.
- the contour of the chamfer 6 can advantageously also be designed in such a way that between the base section 2 and the area with concave curvature 6b of the chamfer 6 - in particular with a continuous transition - at least one further area 6d with convex curvature of the chamfer 6 is arranged.
- the additional convex area 6d Due to this additional convex area 6d, the embodiment according to FIG. 1 has not only three but four intersection points with the imaginary straight line GG starting from the cutting edge 4.
- these intersection points P 1 , P 2 , P 3 and F each mark approximately the beginning and end of a convex area (6a and 6d) and of the concave region 6b, wherein - in accordance with the above definition, the flat regions 6c are each included proportionately.
- the convex region 6a lies approximately between the point P 1 on the cutting edge 4 and the point P 2 in the central region of the tip section 3
- the concave region 6b lies approximately between the point P 2 in the central region of the tip section 3 and the point P 3 located in the tip section 3 near the base section 2.
- the convex area 6d lies approximately between the point P 3 , which is located in the tip section 3 near the base section 2, and the base point F.
- the bevel 6 thus - seen in cross section - not only an approximately S-shaped or - on the other side of the blade 5 shows an inverted S-shaped contour course, but even one - seen in cross section - double S-shaped or - on the other longitudinal side of the blade 5 reverse-double-S-shaped on.
- An average half wedge angle ⁇ ⁇ / 2 between the imaginary straight line G-G starting from the cutting edge 4 through the base point F at the transition from the tip section 3 to Base section 2 runs on the longitudinal side 5 of the blade, and the one running in the cutting direction S through the cutting edge 4 Center axis X-X can be in particular in the range of 15 ° to 45 °, preferably - as shown in Fig. 1 - at about 27 °.
- the blade 1 can have a thickness D in the region in the region from 0.3 to 2.5 mm, preferably about 0.7 mm, and the Tip section 3 can be vertical (in the cutting direction S running) length l in the range of 0.5 to 3.5 mm, preferably about 0.7 to 1.3 mm.
- the blade 1 can preferably be made from one, from the cutting edge 4 starting at least into the convex area 6a of the tip section 3 additionally remunerated Spring band steel exist.
- this remunerated area can the blade 1 in a preferred embodiment, in particular by an induction, flame or laser hardening and a subsequent one Temper, preferably at a temperature from 250 to 500 ° C, a hardness of 30 to 67 HRC.
- FIG. 2 A second embodiment of an inventive Cutting and scoring tool is shown in Fig. 2. This differs from the first version in that that the tip section 3 has a lower vertical has (running in the cutting direction S) length l and that which are formed symmetrically on both longitudinal sides of the blade 5 Chamfers 6 do not run parallel in sections.
- the forces that become effective are also exemplarily illustrated in FIG. 2.
- different values of the knife force F M * and the transverse force F Q * are present point by point along the chamfer 6, since the shape of the contour of the chamfer 6 is not constant.
- the sizes are each related to infinitesimally small values of the distance coordinate h running counter to the cutting direction S from the cutting edge 4 and are therefore to be regarded as force components.
- FIG. 2 shows in the convex region 6a of the symmetrically shaped chamfer 6 a wedge force F K * acting on the material to be machined, that of the invention.
- Cutting and scoring tool is applied at a point P.
- This wedge force F K * which is perpendicular to a tangent TT to the contour of the chamfer 6 through the point P, causes a frictional force F R * directed in the direction of the tangent TT to the cutting edge 4, which is the product of the wedge force F K * can be quantified with a sliding friction coefficient ⁇ .
- the superposition of the friction force F R * and the wedge force F K * results in a resulting wedge force F L * , which is at an angle ⁇ to the wedge force F K * , which can be calculated according to equation (2) above.
- the knife force F M * to be applied at point P for the cut or scoring is composed of the two symmetrically acting resulting wedge forces F L * , as can be seen from the parallel diagram of forces shown in FIG. 2 - for clarity in the lower area (shifted) .
- the resulting wedge forces F L * which are each at an angle ⁇ / 2 + ⁇ to the horizontal, have force components acting at right angles to the cutting direction S, which act as transverse forces F Q * and push the material to be separated sideways.
- the convex curvature in the first section 6a of the chamfer 6 is designed such that the ratio of the knife force F M * acting in the cutting direction S to the material to be cut in each case penetrates into the material to be cut transverse force F Q * acting at right angles to the cutting direction S decreases from the cutting edge 2 over the length h of the chamfer 6 measured in the cutting direction S from a maximum of approximately 100 to a minimum of approximately 0, preferably from a maximum of approximately 5 to a minimum of approximately 0.5.
- the cutting and scoring tool according to the invention Due to the convex design of the cutting wedge in the area of the chamfer 6, the cutting and scoring tool according to the invention has a comparatively higher strength of the blade 1 than known tools.
- the blade 1 can therefore not be damaged even with high cutting pressure, and in addition to improved dimensional accuracy, an extension of the tool life is also possible. An unclean cut edge in the punched good caused by knife damage is prevented.
- the concave curvature in the second section 6b of the chamfer 6 is designed such that the ratio of the knife force F M * acting in the cutting direction S to the material to be cut in each case transverse force F Q * acting at right angles to the cutting direction S increases from the cutting edge 4 over the length h of the chamfer 6 measured in the cutting direction S from a minimum of 0 to a maximum of approximately 100, preferably from a minimum of 0.5 to a maximum of approximately 5.
- the convex region 6a and / or the concave region 6b of the chamfer 6 can in each case be delimited, for example in a production-technically simple manner, by an arc section with a radius R, which is in each case approximately 0.1 to 15 times the value of the distance P 1 F between the cutting edge 2 and the base point F at the transition from the tip section 3 to the base section 2.
- this radius R can advantageously assume a value of approximately 1.0 mm in the convex region 6a.
- the respective values of such a radius R can differ from one another in the convex region 6a and in the concave region 6b.
- each tangent T -T applied in the direction of the cutting edge 4 to the chamfer 6 closes with the axis XX running in the cutting direction S through the cutting edge 4
- the cutting edge 4 each have a flat flattening 4a.
- this flat flattening 4a adjoins the cutting edge 4 the chamfer 6 created tangent T-T with the in the cutting direction S through the cutting edge 4 axis X-X an angle ⁇ / 2, which is exactly 90 °.
- This can advantageously the cutting edge 4 - for example when Dressing the tool according to the invention - highly stressed be without causing harmful tip deformations comes.
- a groove 4b be designed such that the cutting edge 4 over their entire length has two cutting edges 4c (fifth and sixth embodiment in Fig. 5 and 6).
- the cutting edge 4 can have a width b of approximately 0.005 up to 0.050 mm.
- the fillet 4b can preferably - As shown - at least one in its cross section include an arcuate section or by a circular arc-shaped section, the Diameter of the arcuate section of the fillet 4b corresponds at least to the width b of the cutting edge 4 and at most ten times, preferably at most about three to five times the width b of the cutting edge 4 can assume.
- Such an embodiment of the invention points in terms of force to be cut due to the two Cutting 4c with a long tool life an excellent cutting effect on. Since the cutting edge 4 has two support points on the material to be cut, on which the Distributed cutting force also occurs compared to one Cutting edge 4 with only one tip reduces wear on. The counter-punching plate is also protected. It has also been shown that with such an inventive Cutting and scoring tool a very small one Height tolerance of the blade can be achieved, which makes the Preparation of the dies (carrier plates) simplified and shortens the necessary preparation time. Another advantage exists - especially with a ground flank - in that by the cutting and scoring tool according to the invention a "lint free" cut is made that the quality requirements for the cut goods will do justice.
- a rounding 4d (seventh and eighth embodiment in FIGS. 7 and 8) can be provided on the cutting edge 4. Even with such a design, the cutting edge 4 can be subjected to high loads without causing harmful tip deformations.
- the radius of the rounding can advantageously be in a range from less than 10 ⁇ m to greater than 15/100 mm.
- the values of the pressure load on the cutting edge 4 thus remain far below the permissible limit load of approximately 1100 N / mm 2 .
- At least one further area 6e with concave curvature of the chamfer 6 can be arranged with a continuous transition, as shown in FIGS. 9 and 10 (ninth and tenth embodiments of the invention).
- a region 6e can be produced, for example, by hollow grinding. Due to the additional concave region 6e, for example, the embodiment according to FIG. 9 has not only four but five intersection points with the imaginary straight line GG starting from the cutting edge 4. These are the points P 1 , P 2 , P 3 , P 4 and F.
- the additional concave area 6e lies approximately between the points P 1 and P 4 , the convex area 6a between the points P 4 and P 2 , while the end and start points of the remaining areas 6b and 6d lie exactly as in the first and second exemplary embodiments described above (existing flat areas 6c - FIG. 9 - are proportionally attributed to the convex and concave areas 6a, 6b.)
- At least one Area of the chamfer 6 has a flat contour.
- this area can be that of the first embodiment act described area 6c, in which the trained symmetrically on both sides of the blade 5 Chamfers 6 run parallel in sections and which are in Direction towards the base section 2 towards the convex Connect area 6a.
- - such as in the embodiments in Fig. 11 and 12 shown - areas 6f with a flat contour between the concave portion 6b of the tip portion 3 and the base section 2, in particular on the Foot point F, extend.
- FIGS. 11 and 12 show such however, sometimes less pronounced flat areas 6f.
- a flat region 6f runs from Starting point F (there in an unspecified one Angle of approximately 15 ° to the cutting direction S)) the concave area 6b and continuously merges into it.
- Fig. 12 shows a peculiarity that in some Special cases can occur, namely that the straight line G-G sectionally coincides with the contour of the chamfer 6.
- one or more areas 6g, 6h of the chamfer 6 with a flat contour can also be arranged between the cutting edge 4 and the convex area 6a of the chamfer 6, as is the case with the embodiments according to FIGS. 3 to 8 and 13 to 16 demonstrate.
- the friction force F M * assumes a minimum value in the parallel areas 6g.
- these areas 6g in addition to the contour course of the chamfer 6 according to the invention, additionally promote what is known as "self-leveling", ie height tolerance compensation over the entire length of a tool according to the invention clamped in a punching device.
- self-leveling ie height tolerance compensation over the entire length of a tool according to the invention clamped in a punching device.
- up to five intersection points P 1 to P 5 can even occur in the contour of the chamfer 6, as shown in FIG. 14, with the straight line GG.
- the convex area 6a does not intersect the straight line GG.
- Figs. 17 and 18 have large ones Similarity to the exemplary embodiments in FIGS. 11 and 12 on.
- the middle half Wedge angle ⁇ ⁇ / 2 between the imaginary, from the cutting edge 4 outgoing straight line G-G, which passes through the base point F am Transition from tip section 3 to base section 2 at the Blade length side 5 runs, and in the cutting direction S through the cutting edge 4 center axis X-X at 17 and 18 is larger.
- the convex Area 6a or concave area 6b can be the respective length of the convex Area 6a or concave area 6b with advantage about 5 to 95 percent of the length l of the tip section 3 amount, the flat areas 6c, 6f, 6h on the respective length of the convex area 6a and / or concave area 6b advantageously about 0 to 85 percent can be involved.
- the contours described above and shown in figures the chamfer 6 can be machined by scraping and / or at least partially produce by grinding. Also a surface treatment by etching and Eroding is alternatively or additionally advantageous possible. In particular, scraping is preferred wherein a blank for the inventive to be manufactured Tool to form the chamfer in the longitudinal direction pulled at least one hard metal tool or the like whose negative contour is the chamfer course of the tool equivalent.
- the negative contour acting as a patrix for the chamfer 6 can be extremely precise e.g. by electroerosive removal, such as wire EDM, be generated.
- the surface of the blade 1, in particular that of the tip section 3, can be an additional finishing experienced by applying a functional layer.
- a lubricating lacquer coating evaporation with titanium nitride, tungsten carbide plating, a coating with polytetrafluoroethylene (PTFE) or a similar measure can be provided.
- Such functional layers reduce friction and increase the corrosion and wear resistance of the tool according to the invention.
- the invention is not limited to the foregoing Embodiments.
- the blade longitudinal sides 5 with their chamfers 6 also can optionally be formed asymmetrically to each other.
- the concave and / or convex curvature of the chamfer 6 does not have to run in a circular arc, but can also be part an ellipse or a geometric curve with curvature (Parabola, e-function) can be executed without the Is left within the scope of the invention.
- the person skilled in the art can take additional measures for Improving the cutting behavior of an inventive Provide tools such as the length of the Tip section 3, especially in the area of the cutting edge 4, distributed perforations, curls and / or Serrations.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Schneid- und Ritzwerkzeug, vorzugsweise
für den Druckschnitt, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und eine Verwendung eines solchen Wekrkzeugs
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23.The invention relates to a cutting and scoring tool, preferably
for pressure cutting, according to the generic term of
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 die an einer Klingenlängsseite vorhandene Fase beginnend mit der Schneidkante 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 e.g. in the cardboard industry used to cut from a cardboard or cardboard material for boxes or boxes (e.g. cigarette boxes) manufacture. This usually happens by means of punching devices that the blade-shaped tools with at least during the cutting process to the material level Take up the vertical blade so that it is on one side of the blade existing chamfer starting with the cutting edge perpendicular to the material plane by lifting or rotating movement penetrates into the material. This allows the blanks cut out on the one hand and also on the other hand to form fold lines by only partially cutting out be scored, the fold lines unfolding the cut, e.g. enable to a box.
Die Schneide (Spitzenabschnitt) des Schneid- und Ritzwerkzeuges hat die Form eines Keiles, dessen Seitenflächen einen Keilwinkel bilden. Die Wirkung einer solchen Schneide wird beispielweise in Spaethe-Trzebiatowsky: Metallbearbeitung Bd. 1, Olten - Freiburg i. Br., 6. Aufl. 1965, S. 67 beschrieben. Diese Wirkung ist von der Stellung und Bewegung der Schneide relativ zum Werkstück abhängig. Bei der beim Druckschneiden erfolgenden senkrechten Anstellung wird das Gut durchschnitten oder getrennt, während bei schräger Anstellung Späne abgetrennt würden. Durch die aufgebrachte Schnittkraft wird der Keil in den Werkstoff eingetrieben. Dabei muß er den Werkstoff verdrängen. Der zu überwindende Schnittwiderstand ist abhängig von den Festigkeitseigenschaften des zu schneidenden Werkstoffes, von der Größe des Keilwinkels und der wirksamen Schneidenlänge. Bei schlankem Keil mit kleinem Keilwinkel ist weniger Werkstoff zu verdrängen als bei großem Keilwinkel. Der Schnittwiderstand ist deshalb geringer. Jedoch hat der schlanke Keil eine geringere Masse, bricht leichter oder die Schneide stumpft leicht ab. Beim Trennen zerlegt sich die Schnittkraft in rechtwinklig zu den Seitenflächen gerichtete Keilkraftkomponenten. Die entstehende Reibung erfordert einen höheren Kraftaufwand. Die Keilkraftkomponenten teilen sich in senkrechte und waagerechte Teilkräfte (Normal- und Querteilkräfte). Die senkrechten Kräfte bewirken den Vortrieb, wobei sich unter Umständen vor der Schneidkante ein Riß bilden bzw. eine sogenannte Berstung im zu stanzenden Material auftreten kann. Übersteigen die waagerechten Teilkräfte (Querkraftkomponenten) die Festigkeit des Stanzgutes, so wird es auseinandergerissen. Es erfolgt ein Bruch mit rauher Bruchfläche, während die zu erzielende, eigentliche Schnittfläche glatt sein soll.The cutting edge (tip section) of the cutting and scoring tool has the shape of a wedge, the side surfaces form a wedge angle. The effect of such a cutting edge is, for example, in Spaethe-Trzebiatowsky: metalworking Vol. 1, Olten - Freiburg i. Br., 6th ed. 1965, p. 67 described. This effect depends on the position and movement the cutting edge relative to the workpiece. In the during vertical cutting the good cut or separated, while at oblique Employment chips would be separated. Through the angry The wedge is driven into the material by cutting force. He has to displace the material. The one to be overcome Cutting resistance depends on the strength properties of the material to be cut, the size of the Wedge angle and the effective cutting edge length. With slim Wedge with a small wedge angle means less material has to be displaced than with a large wedge angle. The cutting resistance is therefore lower. However, the slim wedge has one lower mass, breaks more easily or the cutting edge becomes blunt slightly off. When cutting, the cutting force breaks down into Wedge force components directed at right angles to the side surfaces. The resulting friction requires a higher one Effort. The wedge force components are divided into vertical ones and horizontal partial forces (normal and transverse partial forces). The vertical forces cause the propulsion, a crack may appear in front of the cutting edge form or a so-called bursting in the punched Material can occur. Exceed the horizontal Partial forces (shear force components) the strength of the Punched good, so it is torn apart. There is a Fracture with a rough fracture surface, while the actual cutting surface should be smooth.
In der Zeitschrift "Papier+Kunststoff-Verarbeiter" Nr. 8, 1994, Seite 12 ist eine Kräftebilanz für ein symmetrisch ausgebildetes Schneid- und Ritzwerkzeug für den Druckschnitt wiedergeben, die über die von Spaethe-Trzebiatowsky angegebenen Betrachtungen hinausgeht, insofern durch diese Bilanz auch die am Keil wirksam werdenden Reibungskräfte und die der Schnittkraft (hier Messerkraft genannt) entgegenwirkende Stanzkraft berücksichtigt werden sollen. Es wird ausgeführt, daß sich die aufzubringende Messerkraft sich aus der notwendigen Stanzkraft zur Materialzerstörung und den durch die Materialverdrängung entstehenden senkrecht zur Schnittebene wirkenden Komponenten der Keil- und Reibungskräfte zusammensetzen soll, wobei die Reibungskraft jeweils durch Multiplikation einer mittleren Gleitreibungszahl mit der Keilkraft berechnet wird. Auch aus dieser Bilanz folgt, daß bei einem schlanken Keil mit kleinem Keilwinkel ein geringerer Schnittwiderstand auftritt als bei einem Keil mit größerem Keilwinkel. Außerdem wird aus der Bilanz deutlich, daß sich die notwendigerweise aufzubringende Messerkraft durch Verringerung der Gleitreibungszahl verringern läßt. Als entsprechende technische Maßnahmen werden daher. einerseits Doppelfasen mit zwei wirksamen Keilwinkeln und andererseits eine Gleitlackbeschichtung o.ä. des keilförmigen Spitzenabschnitts vorgeschlagen.In the magazine "Paper + plastic processor" No. 8, 1994, page 12 is a balance of forces for a symmetrical trained cutting and scoring tool for pressure cutting reproduce that over that of Spaethe-Trzebiatowsky specified considerations, insofar as this It also takes into account the frictional forces acting on the wedge and counteracting the cutting force (here called knife force) Punching force should be taken into account. It is carried out that the knife force to be applied the necessary punching force to destroy the material and the vertical resulting from the material displacement components of the wedge and Frictional forces should be composed, the frictional force in each case by multiplying an average sliding friction number is calculated with the wedge force. From this too Balance follows that with a slim wedge with a small Wedge angle a lower cutting resistance occurs than for a wedge with a larger wedge angle. It also becomes the balance clearly that the necessary to be applied Knife force by reducing the coefficient of sliding friction can reduce. As a corresponding technical Measures are therefore. on the one hand double bevels with two effective wedge angles and on the other hand a lubricating lacquer coating etc. of the wedge-shaped tip section proposed.
In der DE-A-2 743 258 wird ausgeführt, daß zum Schneiden von Karton, Papier usw. normalerweise Klingen aus gehärtetem Stahl verwendet werden, die beim üblichen Anschleifen eine Rauheit von wenigen Mikrometern oder weniger besitzen und öfter ersetzt und neu angeschliffen werden müssen. Obgleich es auch Klingen mit einer Plattierung aus Wolframcarbid für derartige Zwecke gibt, welche diesen Nachteil nicht aufweisen, sind diese Ausführungen jedoch außerordentlich kostspielig und wenig verbreitet. Zweck des Anmeldegegenstandes dieser Schrift ist daher eine Verbesserung der Klingen aus gehärtetem Stahl für Stanz-/Schneidmaschinen in der Weise, daß ihre Standzeit verlängert und gleichzeitig das Eindringen der Klinge in das zu bearbeitende. Stanzgut erleichtert wird. Es wird eine Klinge aus gehärtetem Stahl beschrieben, die eine erste geschliffene Seitenfläche mit einer Rauheit von maximal 0,9 µm aufweist, welche einen Winkel von 19 bis 22 Grad mit einer flachen Klingenseite bildet, und die weiterhin eine zweite geschliffene Seitenfläche mit einer Rauheit von maximal 0,02 µm aufweist, welche einen Winkel mit der flachen Klingenseite bildet, der um 1 bis 5 Grad größer ist als der Winkel der ersten geschliffenen Seitenfläche. Die gewünschte Verbesserung wird also insbesondere durch eine sehr ausgeprägte Glätte und der Feinheit der Klinge, d.h. durch eine teilweise extrem geringe Oberflächenrauheit erreicht, womit ein beträchtlicher Fertigungsaufwand verbunden ist.DE-A-2 743 258 states that for cutting of cardboard, paper, etc. normally blades made of hardened Steel are used in the usual grinding have a roughness of a few micrometers or less and have to be replaced and re-ground more often. Although it also blades with a tungsten carbide cladding for such purposes, which have this disadvantage do not have, however, these statements are extraordinary expensive and little used. Purpose of the object of registration this document is therefore an improvement of hardened steel blades for punching / cutting machines in such a way that their service life is extended and at the same time the penetration of the blade into the material to be machined. Punched material is facilitated. It will be a hardened blade Steel described a first ground side surface with a maximum roughness of 0.9 µm, which is an angle of 19 to 22 degrees with a flat one Blade side forms, and which continues to be a second ground Side surface with a maximum roughness of 0.02 µm, which is an angle with the flat blade side forms, which is 1 to 5 degrees larger than the angle the first ground side surface. The desired So improvement is particularly through a very pronounced Smoothness and fineness of the blade, i.e. by a sometimes extremely low surface roughness achieved, with what considerable manufacturing effort is involved.
Insbesondere bei der Verarbeitung von folien- oder aluminiumkaschiertem Karton bildet sich bei der Bearbeitung mit bekannten Schneid- und Ritzwerkzeugen Kantenstaub an den Zuschnitten, vielfach auch "Fusseln" genannt. Dieser Stanzstaub muß zum Teil in mühsamer Handarbeit, mit Bürsten, Schwingschleifer, Druckluft oder ähnlichen Hilfsmitteln von den Zuschnitten entfernt werden. Daher sind verschiedene technische Lösungen zur Vermeidung des Kantenstaubes vorgeschlagen worden.Especially when processing foil or aluminum-clad Cardboard forms with the processing known cutting and scoring tools edge dust on the Cut, often called "lint". That punch dust must be laboriously manual work, with brushes, Orbital sander, compressed air or similar tools from the blanks are removed. Therefore are different technical solutions to avoid edge dust are proposed Service.
Bei der Herstellung der auch unter dem Namen "Schneidlinien" bekannten Schneid- und Ritzwerkzeuge aus Stahl, wie sie beispielsweise in der DE-A-3 919 536 beschrieben ist, wird zunächst ein Stahlband durch eine spanabhebende Bearbeitung, wie beispielsweise durch Schaben oder Strählen, mit Anfasungen versehen, die die Schneid- bzw. Ritzkante bilden. Danach wird das Stahlband im Spitzenabschnitt, insbesondere im Bereich der Schneid- und Ritzkante, gehärtet. Dieses Härten erfolgt durch Erwärmen auf die erforderliche Härtetemperatur und eine anschließende definierte Abkühlung. Das Erwärmen kann dabei in vorteilhafter Weise im Induktionsverfahren mit Hochfrequenz erfolgen, da die Härtung insbesondere im Bereich der Schneid- und Ritzkante nur mit einer geringen Tiefe in der Dicke des Stahlbandes erfolgen muß. Der Bereich der Schneid- bzw. Ritzkante erhält dadurch in einem kontinuierlich durchführbaren Arbeitsgang die erforderliche Härte, so daß die Schneid- und Ritzwerkzeuge auch eine lange Standzeit aufweisen. Beim Hochfrequenz-Erwärmen bis auf die erforderliche Härtetemperatur erfolgt jedoch ein Anlaufen und Verzundern der Oberfläche des Stahlbandes. Solche Verzunderungen an den Flächen der Anfasungen beeinträchtigen das glatte Eindrücken in Karton, Papier oder dergleichen, so daß an den Schnittkanten des Kartons, Papiers oder dergleichen Schnittstaub und Ausfaserungen entstehen. Dem Anlaufen und Verzundern kann, wie die DE-A 3 919 536 vorschlägt, durch eine Schutzgasbehandlung entgegengewirkt werden.In the production of the also under the name "cutting lines" known steel cutting and scoring tools, such as it is described, for example, in DE-A-3 919 536, a steel strip is first machined, such as scraping or blasting, bevelled with the cutting or scoring edge form. Then the steel band in the tip section, hardened especially in the area of the cutting and scoring edge. This hardening is done by heating to the required Hardening temperature and a subsequent defined Cooling down. The heating can advantageously in the induction process with high frequency, because the Hardening especially in the area of the cutting and scoring edge only with a small depth in the thickness of the steel strip must be done. The area of the cutting or scoring edge is preserved thereby in a continuously executable work step the required hardness so that the cutting and Scribing tools also have a long service life. At the High frequency heating up to the required hardening temperature however, the surface is tarnished and scaled of the steel strip. Such scaling on the surfaces of the bevels affect the smooth indentation in cardboard, paper or the like, so that on the cut edges of the cardboard, paper or the like cut dust and fraying arise. The tarnishing and scaling can, as DE-A 3 919 536 proposes, by a protective gas treatment be counteracted.
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 im Basisabschnitt, oder eine konvexe Gestalt, wie beispielsweise entsprechend der US-A-2 049 157 oder der US-A-2 276 376, besitzen. Allen diesen bekannten Klingen gemeinsam ist jedoch mindestens eine Anfasung im Bereich der Klingenspitze, die in jedem Fall eben ausgebildet ist.If you look at the cross section of the blades more familiar Cutting and scoring tools, so a variety of different Determine shapes. The cross section can be symmetrical or be asymmetrical (see US-A-2 276 376). The blade can have a concave shape, such as according to US-A-2 211 213 in the base section, or a convex shape such as corresponding to US-A-2 049 157 or US-A-2 276 376, have. Common to all these known blades however at least one chamfer in the area of the blade tip, which is always flat.
Eine Ausnahme hinsichtlich dieses Merkmals bildet ein aus dem als gattungsbildent herangezogenen deutschen Gebrauchsmuster DE-U-296 16 585 bekanntes Schneid- und Ritzwerkzeug, bei dem die Fase eine derart konvexe Krümmung aufweist, daß jede in Richtung der Schneidkante an die Fase angelegte Tangente mit einer in Schnittrichtung durch die Schneidkante verlaufenden Achse einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist.An exception to this characteristic is a the German utility model DE-U-296 16 585 used as a generic Cutting and scoring tool in which the chamfer is such a has convex curvature that each towards the Cutting edge on the bevel with a tangent Cutting direction through the axis of the cutting edge includes an angle that is less than 90 °.
Die DE-A-29 07 325 betrifft eine Schneidwalze zur Erzeugung profilierter Innen- und Außenschnitte an bewegten Bahnen oder Einzelzuschnitten aus Papier od. dgl., insbesondere zur Herstellung von Briefhüllenrohlingen auf Briefhüllenherstellungsmaschinen, bestehend aus einem Grundkörper, der ein stegförmiges Messer trägt, dessen Abwicklung den Konturen des zu schneidenden Formates entspricht. Das Messer besteht aus einer oder mehreren neben- und übereinanderliegenden auf den Grundkörper aufgebrachten Schweißraupen. Durch Anfräsen einer Dachschräge im oberen etwas stärker gehaltenen Bereich des Steges entsteht aus den Schweißraupen ohne weitere Nacharbeit das schneidfähige Messer. Die Dachschräge, welche auch als "Fase" aufgefaßt werden kann, weist keine Krümmung auf, sondern ist ebenflächig ausgebildet. Der Fußbereich der Schweißraupe weist eine Einbuchtung im unteren Bereich auf, die nicht am Schneidvorgang beteiligt ist.DE-A-29 07 325 relates to a cutting roller for producing profiled inner and outer cuts on moving webs or individual blanks from paper or the like, in particular for the production of blank envelopes on envelope making machines, consisting of a base body which carries a web-shaped knife, the latter Processing corresponds to the contours of the format to be cut. The knife consists of one or more welding beads placed side by side and one above the other on the base body. By milling a sloping roof in the upper, somewhat more strongly held area of the web, the weldable caterpillars can be made into cutable knives without further rework. The sloping roof, which can also be understood as a " chamfer", has no curvature, but is flat. The foot area of the welding bead has an indentation in the lower area which is not involved in the cutting process.
In der EP-A-0 418 768 wird ein Stanzblech aus Stahlblech, ein Verfahren zu seiner Herstellung und ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Das Stanzblech besitzt mindestens einen von der Vorderseite abragenden, jeweils eine Stanzkante tragenden Steg, wobei der Normal-Abstand der Stanzkante von der Rückseite des Stanzblechs um ein Sollmaß mit einer Toleranz von höchstens 0.04 mm variiert. Auf der Rückseite ist in mindestens einem Bereich der Stege Material abgetragen oder aufgefüllt und/oder an beiden Flanken der Stanzkante ist unmittelbar an dieser, je eine durch Drücken erzielte Vertiefung oder eine Aufwölbung angeordnet. Durch den Drückvorgang bzw. Stauchvorgang des Stanzblechs wird im Anschluß an die Stanzkante zunächst mit Hilfe eines kugelförmig gekrümmten Hartmetallstiftes eine konkave Krümmung erzeugt. Durch die Materialverdrängung entsteht - sich an den konkaven Bereich anschließend - eine konvexe Aufwölbung, die wiederum in die ursprüngliche (unverformte) Kontur der Flanken übergeht. Aus der Beschreibung des Schnittvorganges und der Art sowie der Geometrie des zu schneidenden Gutes ergibt sich dabei, daß der in Schnittrichtung hinter dem konvexen Bereich liegende Bereich ist nicht Bestandteil einer schneidenden Fase ist.EP-A-0 418 768 describes a stamped sheet made of sheet steel, a process for its Manufacture and a tool for performing the method described. The Punching plate has at least one protruding from the front, one each Cutting edge carrying web, the normal distance of the cutting edge from the Back of the stamping plate by a nominal size with a tolerance of 0.04 at the most mm varies. On the back is material in at least one area of the webs removed or filled and / or on both flanks of the punched edge directly on this, one depression each by pressing or one Bulge arranged. By pressing or upsetting the Punching sheet is first connected to the punching edge using a spherical curved carbide pin creates a concave curvature. By the material displacement occurs - adjoining the concave area - a convex bulge, which in turn in the original (undeformed) contour the flanks merges. From the description of the cutting process and the type and the geometry of the material to be cut results in the fact that the in Cutting direction behind the convex area is not part of it is a cutting bevel.
Die überwiegende Zahl der bekannten Schneid- und Ritzwerkzeuge besitzt insbesondere entweder eine geschabte oder eine geschliffene Fase (FR-A-1 483 301, DE-A-2 304 237, DE-A-2 743 258), d.h. bei dem Vorprodukt, einem kaltgewalzten, gehärteten und angelassenen Stahlstreifen aus Federbandstahl, wird die Fase entweder durch Schleifen oder durch Schaben gebildet. Unter Schaben versteht man dabei eine spanabhebende Bearbeitung, bei der das zu bearbeitende Werkstück relativ zu einem feststehenden Werkzeug, z.B. einem Hartmetallwerkzeug oder dergleichen bewegt wird, d.h. der Stahlstreifen wird zur Bildung der Fase in Längsrichtung durch mindestens eine Ziehstation gezogen.The majority of the known cutting and scoring tools has in particular either a scraped or a ground bevel (FR-A-1 483 301, DE-A-2 304 237, DE-A-2 743 258), i.e. for the preliminary product, a cold-rolled, hardened and tempered steel strips made of spring steel, the chamfer is either by grinding or by Cockroaches formed. Scraping means one machining, in which the to be machined Workpiece relative to a fixed tool, e.g. a hard metal tool or the like, i.e. the steel strip becomes the longitudinal bevel pulled through at least one drawing station.
In der EP-A-0 234 009 werden die Vor- und Nachteile der bekannten entweder geschliffenen oder geschabten gattungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuge beschrieben. Die geschliffene Fase weist einen minimalen Hohlschliff auf, wodurch sich eine hervorragende Schärfe ergibt, so daß ein geringer Stanzdruck erforderlich ist. Jedoch ist die Maß-haltigkeit einer derartigen Fase nicht für alle Zwecke zufriedenstellend. Geschabte Fasen besitzen aufgrund ihrer Herstellung im Ziehverfahren eine sehr gute Maßhaltigkeit, so daß sie bei hohen Ansprüchen an die Maßgenauigkeit eingesetzt werden. Da solche Fasen aber schwach konvex sind, ist ihre Schärfe gering und sie wirken nicht schneidend sondern drückend auf das Material ein, so daß höhere Stanzdrücke (Messerkräfte) erforderlich sind. Solche Schneidenspitzen können auch einen Radius, eine Hohlkehle oder eine Abplattung aufweisen. In den genannten Schriften wird daher ein Schneid- und Ritzwerkzeug, bzw. ein Herstellungsverfahren für ein 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 aus der EP-A-0 234 009 bekannte Werkzeug eine erhöhte Standzeit, und es wird die Bildung von Schnittstaub weitestgehend vermieden. Das Schneid- und Ritzwerkzeug weist, um dies zu erreichen, eine ausgehend von der Fasenspitze schabriefenfreie feingeschliffene Oberfläche auf, die sich auf der an einer an einer Klingenlängsseite ausgebildeten geschabten Fase befindet. Der Anschliffwinkel des Feinschliffes beträgt dabei in einer vorteilhaften Ausführung ca. 45° bis 60°.EP-A-0 234 009 describes the advantages and disadvantages of known either ground or scraped generic Cutting and scribing tools described. The honed Bevel has a minimal hollow section, which results in excellent sharpness, so that a low punching pressure is required. However, the dimensional accuracy such a chamfer not for all purposes satisfactory. Because of their scraped bevels Very good dimensional accuracy in the drawing process, so that they are used for high demands on dimensional accuracy become. Since such chamfers are weakly convex, their sharpness is low and they do not have a cutting effect but pressing on the material, so that higher punching pressures (Knife forces) are required. Such cutting tips can also have a radius, a fillet or a Have flattening. In the above writings is therefore a cutting and scoring tool, or a manufacturing process proposed for a tool that is particular due to an extraordinarily high dimensional accuracy, i.e. a very low height tolerance, distinguishes what for the above the use case described is particularly important than the cutting edge is exactly linear and parallel to the plane of the material to be cut and / or scribed must run, otherwise only an uneven Cutting or scoring would be achieved. Further the tool known from EP-A-0 234 009 has one increased tool life, and there is the formation of cut dust largely avoided. The cutting and scoring tool has one in order to achieve this, starting from the tip of the bevel scratch-free, polished surface, which is on the one on a long side of the blade trained scraped bevel. The bevel angle the fine-tuning is advantageous Execution approx. 45 ° to 60 °.
In der EP-A-0 715 933 werden Stanzmesser 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 Fasen an der Klinge.Punch knives are presented in EP-A-0 715 933 differ from all those described above in that that the cutting tip is deliberately aimed Has rounding. This rounding is considered the crucial one Viewed feature by which prevented should be that the cutting edge is damaged in case of overpressure, i.e. is flattened and a ridge arises. The resilience such a rounded cutting edge is three times higher than that of a pointed cutting edge, the cut quality would also be preserved over long runs. At a Such execution must have high cutting forces be assumed. Such a blunt edge is created due to the manufacturing process also when scraping chamfers the blade.
Aus den vorstehenden Angaben gehen die hohen Ansprüche an die beim Schneiden und Ritzen verwendeten Werkzeuge hervor, die sich hinsichtlich der Anforderungen an die Qualität des geschnittenen Gutes wie folgt zusammenfassen lassen:
- Einhaltung der geometrisch genauen Schnittfläche;
- keine, z.B. durch Messerbeschädigungen verursachte, Streifenbildung in Schnittrichtung;
- keine, z.B. durch wechselnde Härte über die Höhe eines zu schneidenden Stapels hervorgerufenen, wellenartigen Ausbuchtungen;
- minimale Rauheit der Schnittfläche;
- keine Rißbildung bzw. Bersten vor der Schneidkante;
- minimaler Anfall von Schneidstaub, als dessen Hauptursache eine zu hohe Rauheit des Schneidwerkzeugs angesehen wird.
- Compliance with the geometrically precise cutting surface;
- no streaking in the cutting direction, for example caused by knife damage;
- none, eg wave-like bulges caused by changing hardness over the height of a stack to be cut;
- minimal roughness of the cut surface;
- no cracking or bursting in front of the cutting edge;
- minimal amount of cutting dust, the main cause of which is considered too high roughness of the cutting tool.
Aus den Anforderungen an die Qualität des Schnittgutes leiten sich dann die nachstehenden Forderungen an die Schneidwerkzeuge ab:
- hohe Schneidhaltigkeit, und zwar
- eine sehr geringe Höhentoleranz der Klinge, weil die Schneidkante genau linear sowie parallel zu der Ebene des zu schneidenden und/oder zu ritzenden Materials verlaufen muß;
- Maßhaltigkeit der Fase;
- geringe, aber hinsichtlich der Herstellungskosten optimierte Rauheit der Klinge;
- hohe Standzeit des Werkzeugs durch
- Festigkeit der Klinge - insbesondere darf diese auch bei überhöhtem Schneiddruck nicht beschädigt werden;
- Härte der Klinge zur Gewährleistung einer hohen Verschleißfestigkeit;
- Gewährleistung eines optimalen Ablaufs des Schneidvorgangs
hinsichtlich
- eines schneidenden (nicht drückenden) Eindringens in das Stanzgut;
- eines geringen Stanzdruckes durch minimalen Schnittwiderstand und kleine Reibungskräfte beim Schneiden;
- möglichst niedriger Herstellungsaufwand;
- kurze Zurichtzeiten bei der Bemesserung der Stanzformen.
- high edge retention, namely
- 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 scribed;
- Dimensional accuracy of the chamfer;
- low roughness of the blade, but optimized in terms of manufacturing costs;
- long service life of the tool
- Strength of the blade - in particular, it must not be damaged even with excessive cutting pressure;
- Blade hardness to ensure high wear resistance;
- Ensuring that the cutting process runs optimally
- a cutting (not pressing) penetration into the punched material;
- a low punching pressure due to minimal cutting resistance and low frictional forces when cutting;
- production costs as low as possible;
- short preparation times when dimensioning the dies.
Durch das oben erwähnte, aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U-296 16 585 bekannte Schneid- und Ritzwerkzeug wird dieses Anforderungsprofil bereits in hohem Maße erfüllt, jedoch hat sich gezeigt, daß dabei noch ein nicht zu vernachlässigendes Verbesserungspotential besteht.Through the above, from the German utility model DE-U-296 16 585 known cutting and scoring tool already met this requirement profile to a high degree, however, it has been shown that this is still not to be neglected There is room for improvement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneid- und Ritzwerkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem diese sich teilweise antagonistisch zueinander verhaltenden Forderungen noch besser erfüllt werden können und auch eine entsprechende vorteilhafte Verwendung der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen.The invention has for its object a cutting and To create scribing tool of the type described at the outset, with which these are partially antagonistic to each other cautious demands can be met even better and also a corresponding advantageous use of the to indicate the generic type.
Diese Aufgabe wird durch die technischen Maßnahmen entsprechend
der Merkmale der Ansprüche 1 und 23 gelöst.This task is made appropriate by the technical measures
of the features of
Erfindungsgemäß kommt es dadurch beim Schneiden bzw. Ritzen mit Vorteil zu einem An- und Abschwellen der auftretenden Kräfte und zwar derart, daß in dem konvexen Bereich, von der Seite der Schneidkante ausgehend beim Eindringen in das zu schneidende Gut das Verhältnis einer in Schnittrichtung weisenden Messerkraft zu einer senkrecht zur Schnittrichtung stehenden Querkraft zunächst nicht abnimmt, insbesondere aber stetig anwächst, während beim weiteren Eindringen in dem konkaven Bereich das Verhältnis der in Schnittrichtung weisenden Messerkraft zu der senkrecht zur Schnittrichtung stehenden Querkraft danach nicht anwächst, insbesondere aber stetig abnimmt. Auf diese Weise kommt in optimaler Weise beim Trennprozeß des Gutes zeitweilig die schneidende, zeitweilig die drückende Wirkung des Werkzeugs vorwiegend zur Geltung, wodurch das Eindringverhalten des erfindungsgemäßen Werkzeugs in das zu bearbeitende Gut eine Bestform annimmmt. Insbesondere durch den konkaven Bereich wird dabei unter anderem auch einer möglichen Wulstbildung des zu schneidenden Gutes an seiner Oberfläche entgegengewirkt.According to the invention, this occurs when cutting or scoring with advantage to a swelling and swelling of the occurring Forces such that in the convex area of the side of the cutting edge starting when penetrating into the Good to be cut the ratio of one in the cutting direction pointing knife force perpendicular to the cutting direction standing lateral force does not initially decrease, in particular but grows steadily while penetrating further in the concave area the ratio of the in the cutting direction pointing knife force perpendicular to the The transverse direction of the cutting direction does not increase afterwards, but especially steadily decreasing. That way comes in optimally during the separation process of the good temporarily cutting, temporarily the pressing effect of the tool predominantly to the advantage, whereby the penetration behavior of the tool according to the invention in the material to be processed At its best. Especially through the concave area among other things, there is a possible formation of bulges of the material to be cut on its surface.
Die aufzubringende Messerkraft ist beim Eindringen in das zu schneidende Gut aufgrund der gekrümmten Kontur der Fase abhängig vom Abstand h der Wirkungsstelle der Keilkraftkomponente von der Schneidkante, da der effektiv wirksame Keilwinkel, der z.B. als Schnittwinkel von beidseitig im Spitzenabschnitt jeweils an die Fase in Richtung der Schneidkante angelegter Tangenten definiert werden kann, sich in Abhängigkeit von diesem Abstand h stetig ändert. Durch diese stetige Änderung wird vorteilhafterweise vermieden, daß während des Trenn- oder Ritzprozesses im Werkzeug und im zu bearbeitenden Gut sprunghafte Änderungen der wirksam werdenden Kräfte bzw. mechanischen Spannungen auftreten könnten.The knife force to be applied is when penetrating into the Good to be cut due to the curved contour of the chamfer depending on the distance h of the point of action of the wedge force component from the cutting edge, as the effective one Wedge angle, e.g. as a cutting angle from both sides in Tip section each to the bevel in the direction of Cutting edge of tangents can be defined, changes constantly depending on this distance h. This constant change is advantageous avoided that during the separation or scribing process in Tool and sudden changes in the material to be processed the effective forces or mechanical stresses could occur.
Wenn die Klingenlängsseiten eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
insbesondere im Bereich der Fasen, symmetrisch
hinsichtlich einer in Schnittrichtung durch die Schneidkante
verlaufende Mittenachse ausgebildet sind, läßt sich
zeigen, daß die Messerkraft folgendermaßen ausgedrückt
werden kann:
Dabei ist ρ der sogenannte Reibungswinkel, der sich zu
Aus (1) und (2) lassen sich - je nach der zugrundliegenden Aufgabenstellung - Zielfunktionen und Randbedingungen für eine Optimierungsrechnung (Bildung und Lösung von Differentialgleichungen) ableiten, durch die der detaillierte, unter dem jeweils relevanten Aspekt optimierte Verlauf der Funktion β (h) (Funktionstyp und Parameter) bestimmt werden kann. Beispielsweise kann eine solche Zielfunktion darin bestehen, daß der Quotient aus Messerkraft FM und Querkraft FQ einen Minimalwert annimmt oder beim Eindringen des erfindungsgemäßen Werkzeugs in das Gut konstant bleibt. Als Randbedingung kann auch ein analytischer Ausdruck für die Funktion β (h) und/oder FM * vorgegeben werden, durch den beispielsweise berücksichtigt werden kann, ob das zu bearbeitende Gut durchtrennt oder nur geritzt werden soll.From (1) and (2) - depending on the underlying task - target functions and boundary conditions for an optimization calculation (formation and solution of differential equations) can be derived, by means of which the detailed course of the function β (h), which is optimized under the relevant aspect, (Function type and parameters) can be determined. For example, such an objective function can consist in that the quotient of knife force F M and lateral force F Q assumes a minimum value or remains constant when the tool according to the invention penetrates the material. An analytical expression for the function β (h) and / or F M * can also be specified as a boundary condition, by means of which it can be taken into account, for example, whether the material to be processed is to be cut or only scratched.
Insbesondere leitet sich daraus die Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs, nach der die Fase -im Querschnitt gesehen - einen etwa S-förmigen oder (auf der anderen Seite) umgekehrt S-förmigen Konturverlauf aufweist und eine gedachte, von der Schneidkante ausgehende Gerade, die durch einen Fußpunkt am Übergang vom Spitzenabschnitt zum Basisabschnitt an der Klingenlängsseite verläuft, in mindestens drei Punkten schneidet.In particular, this leads to the execution of a tool according to the invention, according to which Chamfer - seen in cross section - an approximately S-shaped or (on the other side) reversed S-shaped contour has and an imaginary, starting from the cutting edge Straight through a base at the transition from the tip section to the base section on the long side of the blade runs, intersects in at least three points.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten. Anhand der in den beiliegenden Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 18 jeweils im Querschnitt und vergrößert gegenüber der natürlichen Größe, 18 verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges.Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims and the following description included. Using the shown in the accompanying drawing figures The invention becomes closer to exemplary embodiments explained. 1 to 18 each show in cross section and enlarged compared to natural size, 18 different embodiments of an inventive Cutting and scoring tools.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.The same in the different figures of the drawing Parts always have the same reference numerals so that they are usually only described once.
Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Schneid- und Ritzwerkzeuges, das vorzugsweise
für den Druckschnitt vorgesehen ist, aus einer
Klinge 1, die einen Basisabschnitt 2 und einen sich an den
Basisabschnitt 2 anschließenden keilförmigen Spitzenabschnitt
3 mit einer Schneidkante 4 und mit mindestens einer
- in der dargestellten Ausführung zwei - jeweils an einer
Klingenlängsseite 5 ausgebildeten mit der anderen Klingenlängsseite
5 einen Keilwinkel β einschließenden Fase 6.
Der Keilwinkel β ist dabei als Schnittwinkel von beidseitig'
im Spitzenabschnitt 3 jeweils an die Fase 6 in Richtung der
Schneidkante 4 angelegter Tangenten T-T definiert und kann
über eine entgegen der Schnittrichtung S von der Schneidkante
4 aus laufende Abstandskoordinate h, die der jeweiligen
Eindringtiefe in das zu schneidende oder zu ritzende
Gut entspricht, veränderlich sein. Der von den Fasen 6 an
den beiden Klingenlängsseiten 5, bzw. von den Tangenten T-T
eingeschlossene wirksame Keilwinkel β kann sich z.B. stetig
mit zunehmenden Abstand von der Schneidkante 2 vergrößern.
oder verringern.1 shows, there is a first embodiment of a
Cutting and scoring tool according to the invention, preferably
is provided for the pressure cut from a
Der keilförmige Spitzenabschnitt 3 mit jeweils der Fase 6
auf jeder Klingenlängsseite 5 ist mit Vorteil hinsichtlich
einer in Schnittrichtung S durch die Schneidkante 4 verlaufenden
Mittenachse X-X symmetrisch ausgebildet. Bei
einer solchen symmetrischen Ausbildung der Klinge 1 ergibt
sich der Keilwinkel β als doppelter Wert eines Winkels zwischen
der an einer Klingenlängsseite 5 in Richtung der
Schneidkante 4 an die Fase 6 angelegte Tangente T-T mit der
Mittenachse X-X.The wedge-shaped
Die Fase 6 weist mindestens zwei stetig ineinander übergehende
Bereiche 6a, 6b auf, und zwar mindestens einen
ersten, in der Nähe der Schneidkante 4 angeordneten Bereich.
6a mit - im Querschnitt gesehen - konvexer Krümmung (Keilwinkel
β nimmt zu) und mindestens einen sich an den konvexen
Bereich 6a anschließenden zweiten, in der Nähe des
Basisabschnitts 2 angeordneten Bereich 6b mit - im Querschnitt
gesehen - konkaver Krümmung (Keilwinkel β nimmt
ab).The
Die Fase 6 kann somit - im Querschnitt gesehen - zumindest
abschnittsweise einen etwa S-förmigen oder - auf der
anderen Klingenlängsseite 5 einen umgekehrt S-förmigen
Konturverlauf aufweisen. Eine gedachte, von der Schneidkante
4 ausgehende Gerade G-G, die durch einen Fußpunkt F
am Übergang vom Spitzenabschnitt 3 zum Basisabschnitt 2 an
der Klingenlängsseite 5 verläuft, kann dabei mit Vorteil
von der S-Kontur der Fase 6 in mindestens drei Punkten geschnitten
werden.The
Dabei ist es auch möglich und vorteilhaft, daß - wie dargestellt
- die symmetrisch auf beiden Klingenlängsseiten 5
ausgebildeten Fasen 6 abschnittsweise (in Bereichen 6c)
parallel verlaufen. Rücksprünge gegenüber einem Parallelverlauf
der Fasen 6 sollten jedoch vermieden werden. Diese
parallel verlaufenden Bereiche 6c, die vorzugsweise eben
ausgebildet sind, bzw. noch nachstehend beschriebene andere
ebene Bereiche im Querschnitt der Fase 6 können jeweils
anteilig dem konvexen Bereich 6a oder dem konkaven Bereich
6b zugerechnet werden, je nachdem in welchem Bogen des S
sie sich befinden. Durch die Bereiche kann mit Vorteil
bedarfsweise in Abstimmung auf das zu bearbeitende Gut eine
Verlängerung des Spitzenabschnitts 3 erreicht werden. Dies
veranschaulichen jeweils Vergleiche der paarweise ähnlichen
Ausführungen in Fig. 1 und 2, 3 und 4 ... 17 und 18. Die
parallel verlaufenden Bereiche 6c tragen nicht zum Auseinanderdrängen
des Materials des zu bearbeitenden Gutes bei,
wodurch vorteilhafterweise eine Wulstbildung im Material
völlig unterbunden bzw. zumindest stark eingeschränkt wird.
Die parallel verlaufenden Bereiche 6c können mit Vorteil
eine Länge von bis zu 45 Prozent einer vertikalen (in
Schnittrichtung S verlaufenden) Länge l des Spitzenabschnitts
3 aufweisen.It is also possible and advantageous that - as shown
- The symmetrical on both sides of the
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Kontur der Fase 6 mit Vorteil
auch derart gestaltet sein, daß zwischen dem Basisabschnitt
2 und dem Bereich mit konkaver Krümmung 6b der Fase 6 -
insbesondere mit stetigem Übergang - mindestens ein weiterer
Bereich 6d mit konvexer Krümmung der Fase 6 angeordnet
ist. In der Nähe des Basisabschnitts 2 besteht eine erhöhte
Bruchgefahr der Klinge 1, der durch den zusätzlichen
konvexen Bereich 6d entgegengewirkt werden kann, so daß die
Klinge 1 auch in relativ dickes zu schneidendes Gut problemlos
und leicht eindringt. Aufgrund dieses zusätzlichen
konvexen Bereiches 6d besitzt die Ausführung gemäß Fig. 1
nicht nur drei, sondern vier Schnittpunkte mit der gedachten,
von der Schneidkante 4 ausgehenden Gerade G-G. Es sind
dies die Punkte P1, P2, P3 und F. Wie aus Fig. 1 hervorgeht,
kennzeichnen diese Schnittpunkte P1, P2, P3, F jeweils etwa
Beginn und Ende eines konvexen Bereiches (6a und 6d) und
des konkaven Bereiches 6b, wobei - entsprechend der vorstehenden
Definition anteilig die ebenen Bereiche 6c
jeweils eingeschlossen sind. Der konvexe Bereich 6a liegt
etwa zwischen dem Punkt P1 auf der Schneidkante 4 und dem
Punkt P2 im mittleren Bereich des Spitzenabschnitts 3, und
der konkave Bereich 6b liegt etwa zwischen dem Punkt P2 im
mittleren Bereich des Spitzenabschnitts 3 und dem Punkt P3,
der sich im Spitzenabschnitt 3 in der Nähe des Basisabschnitts
2 befindet. Der konvexe Bereich 6d liegt etwa zwischen
dem Punkt P3, der sich im Spitzenabschnitt 3 in der
Nähe des Basisabschnitts 2 befindet, und dem Fußpunkt F.As shown in FIG. 1, the contour of the
Die Fase 6 weist somit - im Querschnitt gesehen - nicht nur
einen etwa S-förmigen oder - auf der anderen Klingenlängsseite
5 einen umgekehrt-S-förmigen Konturverlauf auf,
sondern sogar einen - im Querschnitt gesehen - doppel-Sförmigen
oder - auf der anderen Klingenlängsseite 5 umgekehrt-doppel-S-förmigen.Verlauf
auf.The
Ein mittlerer halber Keilwinkel γ = β/2 zwischen der gedachten,
von der Schneidkante 4 ausgehenden Gerade G-G, die
durch den Fußpunkt F am Übergang vom Spitzenabschnitt 3 zum
Basisabschnitt 2 an der Klingenlängsseite 5 verläuft, und
der in Schnittrichtung S durch die Schneidkante 4 verlaufenden
Mittenachse X-X kann insbesondere im Bereich von 15°
bis 45°, vorzugsweise - wie in Fig. 1 dargestellt - bei
etwa 27°, liegen. Die beim Schneiden oder Ritzen auftretenden
Kräfte oszillieren dadurch, in einer Weise, die noch
nachstehend anhand von Fig. 2 genauer beschrieben wird, um
einen Mittelwert, der sich aus diesem Winkel γ ergibt und
sich in der Praxis für die meisten Bearbeitungsaufgaben,
die mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug auszuführen sind,
als optimal erwiesen hat.An average half wedge angle γ = β / 2 between the imaginary
straight line G-G starting from the
Die Klinge 1 kann im Basisabschnitt eine Dicke D im Bereich
von 0,3 bis 2,5 mm, vorzugsweise etwa 0,7 mm, und der
Spitzenabschnitt 3 kann eine vertikale (in Schnittrichtung
S verlaufende) Länge l im Bereich von 0,5 bis 3,5 mm, vorzugsweise
etwa 0,7 bis 1,3 mm, aufweisen.The
Die Klinge 1 kann vorzugsweise aus einem, von der Schneidkante
4 ausgehend zumindest bis in den konvexen Bereich 6a
des Spitzenabschnittes 3 hinein zusätzlich vergüteten
Federbandstahl bestehen. In diesem vergüteten Bereich kann
die Klinge 1 in bevorzugter Ausführung, insbesondere durch
eine Induktions-, Flamm- oder Laserhärtung und ein anschließendes
Anlassen, vorzugsweise bei einer Temperatur
von 250 bis 500 °C, eine Härte von 30 bis 67 HRC aufweisen.The
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Schneid- und Ritzwerkzeuges ist in Fig. 2 dargestellt.
Dieses unterscheidet sich von der ersten Ausführung dadurch,
daß der Spitzenabschnitt 3 eine geringere vertikale
(in Schnittrichtung S verlaufende) Länge l aufweist und daß
die symmetrisch auf beiden Klingenlängsseiten 5 ausgebildeten
Fasen 6 nicht abschnittsweise parallel verlaufen.A second embodiment of an inventive
Cutting and scoring tool is shown in Fig. 2.
This differs from the first version in that
that the
Hierbei sind in Fig. 2 exemplarisch auch die wirksam
werdenden Kräfte veranschaulicht. Wie bereits erwähnt,
liegen entlang der Fase 6 jeweils punktweise unterschiedliche
Werte der Messerkraft FM * und der Querkraft FQ * vor, da
der Verlauf der Kontur der Fase 6 nicht konstant ist. Die
Größen sind jeweils auf infinitesimal kleine Werte der
entgegen der Schnittrichtung S von der Schneidkante 4 aus
laufenden Abstandskoordinate h bezogen und daher als
Kraftkomponenten zu betrachten.The forces that become effective are also exemplarily illustrated in FIG. 2. As already mentioned, different values of the knife force F M * and the transverse force F Q * are present point by point along the
Fig. 2 zeigt im konvexen Bereich 6a der symmetrisch ausgebildeten
Fase 6 jeweils eine auf das zu bearbeitende Gut
wirkende Keilkraft FK *, die von dem erfindungsgemäßen.
Schneid- und Ritzwerkzeug in einem Punkt P aufgebracht
wird. Durch diese Keilkraft FK *, die senkrecht auf einer
Tangenten T-T an die Kontur der Fase 6 durch den Punkt P
steht, wird eine in Richtung der Tangenten T-T auf die
Schneidkante 4 gerichtete Reibungskraft FR * wirksam, die
sich als Produkt der Keilkraft FK * mit einer Gleitreibungszahl
µ quantifizieren läßt. Durch Superposition der
Reibungskraft FR * und der Keilkraft FK * ergibt sich eine
resultierende Keilkraft FL *, die in einem Winkel ρ zur Keilkraft
FK * steht, der nach der oben angeführten Gleichung (2)
berechnenbar ist. Die im Punkt P für den Schnitt oder das
Ritzen aufzubringende Messerkraft FM * setzt sich aus den
beiden symmetrisch wirkenden resultierenden Keilkräften FL *
zusammen, wie aus dem in Fig. 2 - der Anschaulichkeit
halber im unteren Bereich (verschoben) - dargestellten
Kräfteparallelogramm hervorgeht. Die resultierenden Keilkräfte
FL *, die jeweils in einem Winkel β/2 + ρ zur Horizontalen
stehen, besitzen dabei rechtwinklig zur Schnittrichtung
S wirkende Kraftkomponenten, die als Querkräfte FQ *
wirksam werden und das zu trennende Gut seitlich auseinanderdrängen.
Für das von der Koordinate h abhängige
Verhältnis der Messerkraft FM * zur Querkraft FQ * gilt die
oben angegebene Gleichung (1). Allen in Fig. 2 eingezeichneten
(Aktions-) Kräften FM *, FQ *, FL *, FK *, FR *, die von dem
erfindungsgemäßen Werkzeug aufgebracht werden, stehen
materialseitig jeweils ebenso große (Reaktions-)Kräfte
entgegen, die der Einfachkeit halber nicht eingezeichnet
sind.2 shows in the
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn - wie
dargestellt - die konvexe Krümmung in dem ersten Abschnitt
6a der Fase 6 derart ausgebildet ist, daß beim Eindringen
in das zu schneidende Gut jeweils das Verhältnis der in
Schnittrichtung S wirkenden Messerkraft FM * zu der rechtwinklig
zur Schnittrichtung S wirkenden Querkraft FQ * von
der Schneidkante 2 ausgehend über die in Schnittrichtung S
gemessenene Länge h der Fase 6 von maximal etwa 100 auf
minimal etwa 0, vorzugsweise von maximal etwa 5 auf minimal
etwa 0,5, abnimmt. Mit einem derartigen Kräfteverlauf ist
nicht nur ein schneidendes Eindringen der Schneidkante 4 in
den Karton oder den Papierstapel garantiert, sondern es
kann auch bei einem vergleichsweise geringen Stanzdruck
gearbeitet werden, da das zu schneidende Gut dem Schneidwerkzeug
nur einen minimalen Schnittwiderstand entgegensetzt.
Auch der Verlauf der Reibungskräfte FR * 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. Außerdem hat
sich auch gezeigt, daß sich die bevorzugte erfindungsgemäße
Ausbildung der Fase 6 im Hinblick auf eine Reduzierung des
Anfalls von Schneidstaub besonders günstig auswirkt. Das
erfindungsgemäße Schneid- und Ritzwerkzeug besitzt aufgrund
der konvexen Ausbildung des Schneidenkeils im Bereich der
Fase 6 eine vergleichsweise höhere Festigkeit der Klinge 1
als bekannte Werkzeuge. Die Klinge 1 kann daher auch bei
hohem Schneiddruck nicht beschädigt werden, und neben einer
verbesserten Maßhaltigkeit wird auch eine Standzeitverlängerung
möglich. Eine im gestanzten Gut durch Messerbeschädigungen
verursachte, unsaubere Schnittkante ist
unterbunden.It has proven to be particularly favorable if - as shown - the convex curvature in the
Ein nicht unbeträchtlicher Anteil dieser positiven Effekte
kann auch dadurch erzielt werden, daß die konkave Krümmung
in dem zweiten Abschnitt 6b der Fase 6 derart ausgebildet
ist, daß beim Eindringen in das zu schneidende Gut jeweils
das Verhältnis der in Schnittrichtung S wirkenden Messerkraft
FM * zur rechtwinklig zur Schnittrichtung S wirkenden
Querkraft FQ * von der Schneidkante 4 ausgehend über die in
Schnittrichtung S gemessenene Länge h der Fase 6 von
minimal 0 auf maximal etwa 100, vorzugsweise von minimal
0,5 auf maximal etwa 5, zunimmt.A not inconsiderable proportion of these positive effects can also be achieved in that the concave curvature in the
Der konvexe Bereich 6a und/oder der konkave Bereich 6b der
Fase 6 können dabei jeweils beispielsweise in fertigungstechnisch
einfacher Weise durch einen Kreisbogenabschnitt
mit einem Radius R begrenzt sein, der jeweils etwa den 0,1-bis
15-fachen Wert der Strecke P1F zwischen der Schneidkante
2 und dem Fußpunkt F am Übergang vom Spitzenabschnitt 3 zum
Basisabschnitt 2 aufweist. Z.B. kann bei einer Dicke D der
Klinge 1 von etwa 0,71 mm und einem Winkel γ von etwa 27°
dieser Radius R derart im konvexen Bereich 6a günstigerweise
einen Wert von etwa 1,0 mm annehmen. Die jeweiligen
Werte eines solchen Radius R können sich im konvexen Bereich
6a und im konkaven Bereich 6b voneinander unterscheiden.
Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungen liegt
eine scharfe (spitze) Schneidkante 4 vor, d.h. jede in
Richtung der Schneidkante 4 an die Fase 6 angelegte Tangente
T-T schließt mit der in Schnittrichtung S durch die
Schneidkante 4 verlaufenden Achse X-X einen Winkel β/2 ein,
der kleiner als 90° ist. Durch die scharfe Schneidkante 4
dringt das erfindungsgemäße Werkzeug von Beginn des
Schneid- oder Ritzvorganges an leicht in das zu bearbeitende
Gut ein.The
Bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungen (dritte
und vierte Ausführung) liegt keine scharfe Schneidkante 4
vor. Bei diesen Ausführungen weist die Schneidkante 4
jeweils eine ebene Abplattung 4a auf. Im Bereich dieser
ebenen Abplattung 4a schließt eine an die Schneidkante 4 an
die Fase 6 angelegte Tangente T-T mit der in Schnittrichtung
S durch die Schneidkante 4 verlaufenden Achse X-X
einen Winkel β/2 ein, der genau 90° beträgt. Dadurch kann
vorteilhafterweise die Schneidkante 4 - beispielsweise beim
Zurichten des erfindungsgemäßen Werkzeugs - hoch belastet
werden, ohne daß es zu schädlichen Spitzenverformungen
kommt.3 and 4 (third
and fourth version) there is no
Anstelle der Abplattung 4a kann an der Schneidkante 4 in
Längsrichtung der Klinge 1 aber auch eine Hohlkehle 4b
derart ausgebildet sein, daß die Schneidkante 4 über ihre
gesamte Länge zwei Schneiden 4c aufweist (fünfte und
sechste Ausführung in Fig. 5 und 6). Die Schneidkante 4
kann dabei eine insbesondere eine Breite b von etwa 0,005
bis 0,050 mm aufweisen. Die Hohlkehle 4b kann vorzugsweise
- wie dargestellt - in ihrem Querschnitt zumindest einen
kreisbogenförmigen Abschnitt umfassen oder durch einen
kreisbogenförmigen Abschnitt gebildet sein, wobei der
Durchmesser des kreisbogenförmigen Abschnitts der Hohlkehle
4b mindestens der Breite b der Schneidkante 4 entspricht
und höchstens den zehnfachen, vorzugsweise höchstens etwa
dem drei- bis fünffachen Wert der Breite b der Schneidkante
4 annehmen kann. Eine solche Ausführung des erfindungsgemäßen
Schneid- und Ritzwerkzeug weist im Hinblick auf die
für den Schnitt aufzuwendende Kraft infolge der beiden
Schneiden 4c bei hoher Standzeit eine exzellente Schneidwirkung
auf. Da die Schneidkante 4 über zwei Auflagepunkte
auf das zu schneidende Gut verfügt, auf die sich die
Schnittkraft verteilt, tritt außerdem im Vergleich zu einer
Schneidkante 4 mit nur einer Spitze eine Verschleißminderung
ein. Auch die Gegenstanzplatte wird dabei geschont.
Ebenso hat es sich gezeigt, daß mit einem solchen 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.Instead of the flattening 4a on the
Des weiteren kann eine Verrundung 4d (siebente und achte
Ausführung in Fig. 7 und 8) an der Schneidkante 4 vorgesehen
sein. Auch durch eine solche Ausführung kann die
Schneidkante 4 hoch belastet werden, ohne daß es zu schädlichen
Spitzenverformungen kommt. Der Radius der Verrundung
kann dabei mit Vorteil in einem Bereich von kleiner als
10µm bis größer als 15/100 mm liegen. Beim Schneiden von
Karton bleiben dadurch beispielsweise die Werte der Druckbelastung
an der Schneidkante 4 weit unter der zulässigen
Grenzbelastbarkeit von etwa 1100 N/mm2.Furthermore, a rounding 4d (seventh and eighth embodiment in FIGS. 7 and 8) can be provided on the
Zwischen der Schneidkante 4 und dem Bereich mit konvexer
Krümmung 6a der Fase 6 kann mit stetigem Übergang mindestens
ein weiterer Bereich 6e mit konkaver Krümmung der
Fase 6 angeordnet sein, wie dies Fig. 9 und 10 (neunte und
zehnte Ausführung der Erfindung) zeigen. Ein solcher
Bereich 6e kann beispielsweise durch einen Hohlschliff
erzeugt werden. Aufgrund des zusätzlichen konkaven Bereiches
6e besitzt beispielsweise die Ausführung gemäß Fig. 9
nicht nur vier, sondern fünf Schnittpunkte mit der gedachten,
von der Schneidkante 4 ausgehenden Gerade G-G. Es sind
dies die Punkte P1, P2, P3, P4 und F. Der zusätzliche konkave
Bereich 6e liegt dabei etwa zwischen den Punkten P1 und P4,
der konvexe Bereich 6a zwischen den Punkten P4 und P2,
während die End- und Anfangspunkte der übrigen Bereiche 6b
und 6d genauso liegen, wie bei dem oben beschriebenen
ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel.(Vorhandene ebene
Bereiche 6c - Fig. 9 - werden dabei anteilig den konvexen
und konkaven Bereichen 6a, 6b zugerechnet.)Between the
Wie die Ausführungsarten der Erfindung in Fig. 1 sowie 3
bis 17 zeigen, ist es auch möglich, daß zwischen der
Schneidkante 4 und dem Basisabschnitt 2 mindestens ein
Bereich der Fase 6 einen ebenen Konturverlauf aufweist. Bei
diesem Bereich kann es sich um den beim ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Bereich 6c handeln, in dem die
symmetrisch auf beiden Klingenlängsseiten 5 ausgebildeten
Fasen 6 abschnittsweise parallel verlaufen und die sich in
Richtung auf den Basisabschnitt 2 hin an den konvexen
Bereich 6a anschließen. Es ist aber auch möglich und
vorteilhaft, wenn - wie z.B. bei den Ausführungen in Fig.
11 und 12 dargestellt - Bereiche 6f mit ebenem Konturverlauf
sich zwischen dem konkaven Bereich 6b des Spitzenabschnitts
3 und dem Basisabschnitt 2, insbesondere auf den
Fußpunkt F hin, erstrecken. (Auch mehrere andere Ausführungen
des erfindungsgemäßen Werkzeugs zeigen derartige,
jedoch teilweise weniger stark ausgeprägte ebene Bereiche
6f.) In Fig. 11 und 12 verläuft ein ebener Bereich 6f vom
Fußpunkt F ausgehend (dort in einem nicht näher bezeichneten
Winkel von etwa 15° zur Schnittrichtung S stehend) auf
den konkaven Bereich 6b hin und geht stetig in diesen über.
Fig. 12 zeigt dabei eine Besonderheit, die in einigen
Sonderfällen auftreten kann, nämlich, daß die Gerade G-G
abschnittsweise mit der Kontur der Fase 6 zusammenfällt.Like the embodiments of the invention in FIGS. 1 and 3
to 17 show, it is also possible that between the
Schließlich kann/können ein oder mehrere Bereich(e) 6g, 6h
der Fase 6 mit ebenem Konturverlauf auch zwischen der
Schneidkante 4 und dem konvexen Bereich 6a der Fase 6
angeordnet sein, wie dies die Ausführungen gemäß Fig. 3 bis
8 sowie 13 bis 16 zeigen. In Fig. 13 und 14 handelt es sich
dabei zum einen um ebene Bereiche 6g, die - ähnlich wie die
Bereiche 6c - zusätzlich parallel zueinander verlaufen
(β=0) und in einer Abplattung 4a an der Schneidenspitze 4
enden. Die Reibungskraft FM* nimmt dabei in den Parallelbereichen
6g einen Minimalwert an. Insbesondere diese Bereiche
6g begünstigen neben dem erfindungsgemäßen Konturverlauf
der Fase 6 zusätzlich ein sogenanntes "Self Levelling",
d.h. einen Höhen-Toleranzausgleich über die gesamte
Länge eines in eine Stanzvorrichtung eingespannten erfindungsgemäßen
Werkzeugs. Je nach Länge der Parallelbereiche
6g an der Schneidnspitze und Breite der Abplattung können
in der Kontur der Fase 6, wie Fig. 14 zeigt, mit der
Geraden G-G sogar bis zu fünf Schnittpunkte P1 bis P5
auftreten. Auch ist es möglich, daß der konvexe Bereich 6a
(einschließlich eines eventuell vorhandenen ebenen Bereiches
6h) die Gerade G-G nicht schneidet.Finally, one or
Bei den anderen ebenen Bereichen 6h in Fig. 13 und 14 und
den entsprechenden ebenen Bereichen 6h in den übrigen
genannten Ausführungen - wie z.B. in Fig. 15 und 16, bei
denen wie in Fig. 1, 2, 9 bis 12 sowie 17 und 18 eine
scharfe Schneidkante 4 vorliegt - konvergieren die ebenen
Bereiche 6g auf die Schneidkante 4 hin (β ≠ 0). In allen
ebenen Bereichen 6c, 6f, 6g, 6h ist das Verhältnis der in
Schnittrichtung S wirkenden Messerkraft FM * zur rechtwinklig
zur Schnittrichtung S wirkenden Querkraft FQ * konstant, bzw.
die Querkraft FQ * wird nahezu Null (Bereich 6c, Bereich 6g
in Fig. 13 und 14).In the other
Die Ausführungsbeispiele in Fig. 17 und 18 weisen große
Ähnlichkeit mit den Ausführungsbeispielen in Fig. 11 und 12
auf. Ein Unterschied besteht dabei jedoch darin, daß die
Ausführungen gemäß Fig. 11 und 12 einen konvexen Bereich 6d
im Spitzenabschnitt 3 in der Nähe des Basisabschnitts 2
aufweisen und die Ausführungen in Fig. 17 und 18 nicht. Ein
weiterer Unterschied besteht darin, daß der mittlere halbe
Keilwinkel γ = β/2 zwischen der gedachten, von der Schneidkante
4 ausgehenden Gerade G-G, die durch den Fußpunkt F am
Übergang vom Spitzenabschnitt 3 zum Basisabschnitt 2 an der
Klingenlägsseite 5 verläuft, und der in Schnittrichtung S
durch die Schneidkante 4 verlaufenden Mittenachse X-X bei
den Ausführungen in Fig. 17 und 18 größer ist.The embodiments in Figs. 17 and 18 have large ones
Similarity to the exemplary embodiments in FIGS. 11 and 12
on. One difference, however, is that the
11 and 12 a
Wie die geometrischen Verhältnisse in der Zeichnung veranschaulichen,
kann die jeweilige Länge des konvexen
Bereiches 6a oder des konkaven Bereiches 6b mit Vorteil
etwa 5 bis 95 Prozent der Länge l des Spitzenabschnitts 3
betragen, wobei die ebenen Bereiche 6c, 6f, 6h an der
jeweiligen Länge des konvexen Bereiches 6a und/oder des
konkaven Bereiches 6b mit Vorteil zu etwa 0 bis 85 Prozent
beteiligt sein können.As the geometrical relationships in the drawing illustrate,
can be the respective length of the
Die vorbeschriebenen und figürlich dargestellten Konturverläufe
der Fase 6 lassen sich spanabhebend durch Schaben
und/oder zumindest bereichsweise durch Schleifen herstellen.
Auch eine Oberflächenbearbeitung durch Ätzen und
Erodieren ist mit Vorteil alternativ oder zusätzlich
möglich. Insbesondere ein Schaben ist dabei bevorzugt,
wobei ein Rohling für das herzustellende erfindungsgmäße
Werkzeug zur Bildung der Fase in Längsrichtung durch
mindestens ein Hartmetallwerkzeug oder dergleichen gezogen
wird, dessen Negativkontur dem Fasenverlauf des Werkzeugs
entspricht. Die als Patrize für die Fase 6 wirkende Negativkontur
kann dabei mit ausgesprochen hoher Genauigkeit
z.B. durch ein elektroerosives Abtragen, wie Drahterodieren,
erzeugt werden.The contours described above and shown in figures
the
Die Oberfläche der Klinge 1, insbesondere die des Spitzenabschnitts
3, kann mit Vorteil eine zusätzliche Veredelung
durch das Auftragen einer funktionellen Schicht erfahren.
Zu diesem Zweck kann vornehmlich eine Gleitlackbeschichtung,
eine Bedampfung mit Titannitrid, eine Wolframcarbid-Plattierung,
eine Beschichtung mit Polytetrafluorethylen
(PTFE) oder eine ähnliche Maßnahme vorgesehen werden.
Derartige funktionellen Schichten wirken reibungsmindernd
und erhöhen den Korrosions- und Verschleißwiderstand des
erfindungsgemäßen Werkzeugs. The surface of the
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehenden
Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise auch möglich,
daß die Klingenlängsseiten 5 mit ihren Fasen 6 auch
wahlweise asymmetrisch zueinander ausgebildet sein können.
Die konkave und/oder konvexe Krümmung der Fase 6 muß nicht
kreisbogenförmig verlaufen, sondern kann auch als Teil
einer Ellipse oder einer geometrischen Kurve mit Krümmung
(Parabel, e-Funktion) ausgeführt werden, ohne daß der
Rahmen der Erfindung verlassen wird.The invention is not limited to the foregoing
Embodiments. For example, it is also possible
that the blade
Des weiteren kann der Fachmann zusätzliche Maßnahmen zur
Verbesserung des Schneidverhaltens eines erfindungsgemäßen
Werkzeugs vorsehen, wie beispielsweise über die Länge des
Spitzenabschnitts 3, insbesondere im Bereich der Schneidkante
4, verteilte Perforierungen, Wellungen und/oder
Zahnungen. Furthermore, the person skilled in the art can take additional measures for
Improving the cutting behavior of an inventive
Provide tools such as the length of the
- 11
- Klingeblade
- 22
- Basisabschnittbase section
- 33
- Spitzenabschnitttip portion
- 44
- Schneidkantecutting edge
- 4a4a
- Abplattung an 4Flattening on 4
- 4b4b
- Hohlkehle an 4Fillet on 4
- 4c4c
- Schneide an 4bCut to 4b
- 4d4d
- Verrundung an 4Rounding to 4th
- 55
- KlingenlängsseiteSound long side
- 66
- Fasechamfer
- 6a6a
- konvexer Bereich von 6convex area of 6
- 6b6b
- konkaver Bereich von 6concave area of 6
- 6c6c
- ebener Bereich mit Parallelverlauf zwischen 6a und 6bflat area with parallel course between 6a and 6b
- 6d6d
- zusätzlicher konvexer Bereich von 6 bei 2additional convex range from 6 to 2
- 6e6e
- zusätzlicher konkaver Bereich zwischen 4 und 6aadditional concave area between 4 and 6a
- 6f6f
- ebener Bereich zwischen 6b und 3flat area between 6b and 3
- 6g6g
- ebener Bereich mit Parallelverlauf zwischen 4 und 6aflat area with parallel course between 4 and 6a
- 6h6h
- ebener Bereich zwischen 4 und 6aflat area between 4 and 6a
- bb
- Breite von 4bWidth of 4b
- DD
- Dicke von 1 (im Bereich von 2)Thickness of 1 (in the range of 2)
- FF
- Fußpunkt am Übergang von 3 zu 2Base point at the transition from 3 to 2
- FK * F K *
- Keilkraft (rechtwinklig zu T-T)Wedge force (perpendicular to T-T)
- FL * F L *
- aus FR * und FR * resultierende Keilkraftwedge force resulting from F R * and F R *
- FM * F M *
- Messerkraftknife force
- FR * F R *
- Reibungskraftfrictional force
- FQ * F Q *
- Querkraftlateral force
- hH
- Längenkoordinate für 3Longitude coordinate for 3
- 11
- Länge von 3Length of 3
- PP
- Kraftangriffspunkt auf 6Force application point on 6
- P1 P 1
- Schnittpunkt von 6 mit G-GIntersection of 6 with G-G
- P2 P 2
- Schnittpunkt von 6 mit G-GIntersection of 6 with G-G
- P3 P 3
- Schnittpunkt von 6 mit G-GIntersection of 6 with G-G
- P4 P 4
- Schnittpunkt von 6 mit G-GIntersection of 6 with G-G
- RR
- Radius von 6a, 6bRadius of 6a, 6b
- SS
- Schnittrichtungcutting direction
- T-TT-T
- Tangente an 6Tangent to 6
- X-XX X
- Mittenachse von 1 Center axis of 1
- ββ
- Keilwinkelwedge angle
- γγ
- Winkel zwischen G-G und X-XAngle between G-G and X-X
- µμ
- ReibungszahlCoefficient of friction
- ρρ
- Reibungswinkelangle of friction
Claims (25)
- Cutting and scoring tool, preferably for cutting by pressure, comprising a blade (1) which has a base portion (2) and a wedge-shaped tip portion (3) which connects up with the base portion (2) and penetrates into a material to be cut or scored and which has a cutting edge (4) and at least one bevel (6) which, starting from the cutting edge (4), extends for a length (I) to a foot point (F) at the transition from the tip portion (3) to the base portion (2) and which forms a wedge angle (β) at the cutting edge (4), the wedge angle (β) being defined by means of a tangent (T-T) taken to the bevel (6) in the direction of the cutting edge (4) and the bevel (6) having a region (6a) of, when seen in cross-section, convex curvature which is arranged in the vicinity of the cutting edge (4), characterised in that the bevel (6) has at least two regions (6a, 6b) which merge smoothly into one another and which penetrate into the material to be cut, namely the first region (6a) which is of convex curvature when seen in cross-section, and a second region (6b) which is of concave curvature when seen in cross-section and which is arranged in the vicinity of the base portion (2), the two regions (6a, 6b) being so formed that, when seen in cross-section, the bevel (6), or at least portions thereof, has, as a function of the side of the tip section (3) on which it is arranged, an approximately S-shaped contour or a reverse of S-shaped contour, which is intersected at at least three points (F, P1, P2) , namely at the cutting edge (P1) , at the foot point (F) and at at least one point (P2) situated therebetween, by an imaginary straight line (G-G) originating from the cutting edge (4), which straight line (G-G) passes through the foot point (F).
- Cutting or scoring tool according to claim 1, characterised in that the convex curvature in the first portion (6a) of the bevel (6) is such that, starting from the cutting edge (2) and as penetration takes place into the material to be cut, the ratio of a blade force (FM *) acting in the direction of cutting (S) to a transverse force (FQ *) acting at right angles to the direction of cutting (S) decreases over the length (h) of the bevel (6) measured in the direction of cutting (S) from a maximum of approximately 100 to a minimum of approximately 0, and preferably from a maximum of approximately 5 to a minimum of approximately 0.5.
- Cutting and scoring tool according to claim 1 or 2, characterised in that the concave curvature in the second portion (6b) of the bevel (6) is such that, starting from the cutting edge (4) and as penetration takes place into the material to be cut, the ratio of a blade force (FM *) acting in the direction of cutting (S) to a transverse force (FQ *) acting at right angles to the direction of cutting (S) increases over the length (h) of the bevel (6) measured in the direction of cutting (S) from a minimum of 0 to a maximum of approximately 100, and preferably from a minimum of 0.5 to a maximum of approximately 5.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 3, characterised in that the wedge-shaped tip portion (3) having a bevel (6) on each longitudinal side (5) of the blade is symmetrically formed in relation to a centre axis (X-X) which passes through the cutting edge (4) in the direction of cutting (S).
- Cutting and scoring tool according to claim 4, characterised in that portions (6c, 6g), of the bevels (6) which are symmetrically formed on the two longitudinal sides (5) of the blade, extend parallel to one another.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 5, characterised by a form which is asymmetrical in relation to an axis which passes through the cutting edge (2) in the direction of cutting (F).
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 6, characterised in that, in the base portion (2), the thickness (D) of the blade (1) is in the range from 0.3 to 2.5 mm, and is preferably approximately 0.7 mm.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 7, characterised in that the vertical (extending in the direction of cutting) length of the tip portion (3) is in the range from 0.5 to 3.5 mm, and is preferably approximately 0.7 to 1.3 mm.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 8, characterised in that a central half wedge-angle (y) between an imaginary straight line (G-G) originating from the cutting edge (4), which straight line (G-G) passes through a foot point (F) at the transition from the tip portion (3) to the base portion (2) at the longitudinal side (5) of the blade, and a centre axis (X-X) which passes through the cutting edge (4) in the direction of cutting (S) is in the range from 15° to 45° and is preferably approximately 27°.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 9, characterised in that the convex and/or concave region (6a, 6b) of the bevel (6) is in each case bounded by a portion of an arc have a radius (R) which is approximately 0.1 to 15 times the size of the length of a straight-line distance (FP1) between the cutting edge (4) and a foot point (F) at the transition from the tip portion (3) to the base portion (2).
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that the cutting edge (4) is of a pointed configuration, i.e. a tangent (T-T) taken to the bevel (6) in the direction of the cutting edge (4) or, where there is a plane region (6h) of the bevel (6), the bevel (6) itself, makes, with an axis (X-X) passing through the cutting edge (4) in the direction of cutting (S), an angle (β/2) which is less than 90°.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that the cutting edge (4) has a rounding (4d).
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that the cutting edge (4) has a flattening (4a).
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that there is formed in the cutting edge (4) in the longitudinal direction of the blade (1), a flute (4b) such that the cutting edge (4) has two knife edges (4c) for its entire length.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 14, characterised in that arranged between the cutting edge (4) and the region (6a) of the bevel (6) which is of convex curvature, with a smooth transitions, is at least one further region (6e) of the bevel (6) which is of concave curvature, produced for example by hollow grinding.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 15, characterised in that, between the cutting edge (4) and the base portion (2), at least one region (6c, 6f, 6g, 6h) of the bevel (6) is of a plane contour.
- Cutting and scoring tool according to claim 16, characterised in that a region (6g, 6h) of the bevel (6) which is of plane contour is arranged between the cutting edge (4) and the convex region (6a) of the bevel (6).
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 17, characterised in that, arranged between the base portion (2) and the region (6b) of the bevel (6) which is of concave curvature, particularly with a smooth transition, is at least one further region (6d) of the bevel (6) which is of convex curvature.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 18, characterised in that the blade 1 is composed of spring steel in strip form which, starting from the cutting edge (4), is additionally heat-treated at least into the convex region (6a) of the tip portion (3) and has, in the heat-treated region, a hardness of from 30 to 67 HRC, particularly as a result of induction, flame or laser hardening.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 19, characterised in that the bevel (6) is shaved, ground, etched and/or eroded.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 20, characterised in that there is applied to the surface of the blade (1), and particularly to the surface of the tip portion (3), a corrosion-inhibiting, friction- and/or wear-reducing functional layer, such as by means of a coating of anti-friction lacquer, vapour deposition of titanium nitride, cladding with tungsten carbide, coating with polytetrafluoroethylene (PTFE), or the like.
- Cutting and scoring tool according to one of claims 1 to 21, characterised in that perforations, corrugations and/or teeth are distributed along the length of the tip portion (3), particularly in the region of the cutting edge (4).
- Use of a cutting and scoring tool, preferably for cutting by pressure, the cutting and scoring tool comprising a blade (1) which has a base portion (2) and a wedge-shaped tip portion (3) which connects up with the base portion (2) and penetrates into a material to be cut or scored and which has a cutting edge (4) and at least a bevel (6) which, starting from the cutting edge (4), extends for a length (1) to a foot point (F) at the transition from the tip portion (3) to the base portion (2) and which forms a wedge angle (β) at the cutting edge (4), the wedge angle (β) being defined by means of a tangent (T-T) which is taken to the bevel (6) in the direction of the cutting edge (4), and the bevel (6) having a region (6a) of, when seen in cross-section, convex curvature which is arranged in the vicinity of the cutting edge (4), characterised in that the bevel (6) has at least two regions (6a, 6b) which merge smoothly into one another and which penetrate into the material to be cut, namely the first region (6a) which is of convex curvature when seen in cross-section, and a second region (6b) which is of concave curvature when seen in cross-section and which is arranged in the vicinity of the base portion (2), with the cut extending, in the course of the cutting or scoring, over the entire length (1) of the bevel (6) and, in the process, over a contour of the bevel (6) which, as a function of the side of the tip section (3) on which the bevel (6) is arranged, is approximately S-shaped or the reverse of S-shaped, that is to say, first over the region (6a) which is of convex curvature when seen in cross-section and then over the region (6b) which is of concave curvature when seen in cross-section.
- Use according to claim 23, characterised in that an imaginary straight line (G-G) originating from the cutting edge (2), which straight line (G-G) passes through a foot point (F) at the transition from the tip section (3) to the base section (2) at the longitudinal side (5) of the blade, intersects the contour of the bevel (6) at at least three points (F, P1, P2)
- Use of a tool according to one of claims 3 to 22.
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