EP1486302A1 - Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten aus einem Materialbogen - Google Patents

Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten aus einem Materialbogen Download PDF

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EP1486302A1
EP1486302A1 EP04019476A EP04019476A EP1486302A1 EP 1486302 A1 EP1486302 A1 EP 1486302A1 EP 04019476 A EP04019476 A EP 04019476A EP 04019476 A EP04019476 A EP 04019476A EP 1486302 A1 EP1486302 A1 EP 1486302A1
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EP
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punching
plate
knife
notch
punch
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EP04019476A
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English (en)
French (fr)
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Reto Johner
Michael Engel
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Blumer Maschinenbau AG
Original Assignee
Blumer Maschinenbau AG
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
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    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/44—Cutters therefor; Dies therefor
    • B26F2001/4445—Matrices, female dies, creasing tools
    • 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
    • B26F2001/4472—Cutting edge section features

Definitions

  • the invention relates to a device for punching Cut from a sheet of material, especially from Cards made of cardboard, plastic or composite material, according to the preamble of claim 1.
  • Such sheet punching with one on a carrier plate attached punching knife and a counter pressure Punching plate are known and are used, for example Punching of blanks for packaging, visit, Telephone or credit cards made of one or more layers Material, e.g. Paper, cardboard, plastic, laminate, used.
  • the punching plate consists of a rather soft Material in which the punch knife at first A notch punches. This notch interacts with the knife crown like scissors, to cleanly cut the sheet along the cutting line (so-called high-die process).
  • the problem here is that the punch knife is in the Digs deeper into the punching plate over time and the Edges of the notch lose their sharp contours. This affects the punching quality.
  • the Punching plate must therefore be replaced regularly.
  • the invention is therefore based on the object Punching machine specify, in which the disadvantages mentioned to be avoided and a consistently good one Punching quality is reached.
  • the punching plate therefore preferably consists of a hard material.
  • FIG. 1 and 3 show views of an inventive Punching machine transverse or longitudinal to the direction of transport A des to punch sheet.
  • the punching machine includes an upper one Carrier plate 1, which consists of several horizontally arranged partial plates 1a, 1b, 1c, and a multi-part lower carrier plate 2, the top layer of which serves as a punching plate 4 and Notches 5 has.
  • Fig. 7a-e are shown in detail.
  • Fig. 2 shows the Bottom view of the upper support plate, the Position of the punch knife 3 is shown in dashed lines.
  • Fig. 1 they are horizontal extending upper and lower support plates 1, 2 over vertically extending pins 7 provided with springs 8 and vertically aligned guide bushes 6 with each other connected.
  • the partial plates of the upper and lower Carrier plates 1, 2 are each at defined positions pinned and / or screwed together; same for for the connection of the punching knife 3 with the partial plate 1c and the punching plate 4 with the adjacent partial plate of the lower support plate 2.
  • pins 20 or Screws 21 used in corresponding holes in the individual elements are used (see Fig. 4). This ensures that the punching knife 3 assume a position relative to the punching plate 4 in which they engage precisely in the notches 5 during punching.
  • Punching knives 3 and notches 5 are preferably included an accuracy of at least 1/100 mm, especially preferably 5/1000 mm aligned relative to each other so that they meet exactly when punching.
  • the upper Carrier plate 1 for punching in the normal direction on the lower carrier plate 2 moves.
  • a pair of glasses or an aperture 23 surrounds the punching knife 3 on the side and projects above it Knife cutting downwards before punching (Fig. 3).
  • the panel 23 is with springs 15 on the upper support plate 1 suspended in the vertical direction.
  • the too punching sheet is in conveying direction A in the gap inserted between punch knife 3 and punch plate 4, wherein he rests on the punch plate 4, the top of which one largely flat bearing surface 22 forms.
  • punching First the aperture 23 lowers on the one to be punched Bow to fix it.
  • Fig. 4 in a detailed sectional view of the Punch knife 3 and the punch plate 4 is shown, is the punch plate 4 from a stamp 9 and one this surrounding die 10.
  • the stamp 9 is shown in Fig. 6a-c, the die 10 in Fig. 5a-d in different Views.
  • the stamp 9 is a perfect fit Recess 13 inserted in the die 10.
  • the shape of the Stamp 9 or the inner edge 5 'of the recess 13 in the View in normal direction also corresponds to essential, preferably exactly, the shape of the Knife cutting line 14, i.e. the lower cutting edge of the Knife 3.
  • stamp 9 has vertical outer surfaces 17. Die lateral surfaces 18 of the recess 13 are with the exception an upward sloping section 11 as well perpendicular. Stamp 9 and die 10 are of the same thickness. This is done by inserting the stamp 9 into the die 10 a punching plate 4 with a notch 5 is formed, the inner edge of which essentially corresponds to the shape of the cutting line 14 has. In this way, the bow through the Interaction of punch knife 3 and outer surface 17 of the stamp 9 neatly cut like scissors.
  • the notch 5 is wedge-shaped in cross section with a formed by the die oblique flank 11 and one formed by the stamp 9 vertical edge 12. Der Angle of attack of the inclined flank 11 is preferably on the profile shape of the knife 3 adjusted. It is possible, that the profile forms like positive-negative match, but there are also different profile shapes conceivable, the profile shape of the notch 5 is wider than the knife profile.
  • the multi-part structure of the shown and described Punching plate 4 made of stamp 9 and matrix 10 has the advantage that the notch 5 with high accuracy in the Punching plate 4 can be introduced, for example by the sloping flanks 11 on the recesses 13 before insertion of the stamp 9 are ground.
  • Stamp 9 and die 10 can be provided Notches 5 directly into a one-piece punching plate 4 to introduce, e.g. by EDM or laser cutting.
  • the careful Production of any curvatures in the cutting line be careful.
  • the material used for the punch plate 4 is preferably a hard material, especially with an HRC Hardness of at least 30, preferably about 40-60. Prefers is using tool steel or another metal comparable hardness used.
  • Fig. 7a-e shows one adapted to the card production Punching knife 3 with a rectangular hollow area 16.
  • Three Such punch knives are described in the above Device side by side on the upper support plate 1 attached so that an entire sheet width at once can be punched.
  • the punch knife 3 is in screwed defined position on the support plate 1, for what both in the carrier plate 1 and in the punching knife 3 defined bores 19 for receiving Screws are provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten aus einem Materialbogen, insbesondere von Karten aus einem Karton-, Plastik- oder Verbundmaterial, mit einem an einer Trägerplatte (1) angebrachten Stanzmesser (3), dessen schneidende Fläche eine Schneidlinie (14) definiert, und einer Stanzplatte (4). Der Materialbogen ist zwischen Stanzmesser (3) und Stanzplatte (4) einführbar, und Stanzmesser (3) und Stanzplatte (4) sind zum Stanzen relativ aufeinander zu bewegbar sind. Um eine gleichbleibend gute Schneidqualität zu erreichen weist die Stanzplatte (4) eine vorgefertigte Einkerbung (5) auf, die in der Aufsicht die Form der Schneidlinie (14) hat und mit dem Stanzmesser (3) derart zusammenwirkt, dass der Materialbogen geschnitten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten aus einem Materialbogen, insbesondere von Karten aus einem Karton-, Plastik- oder Verbundmaterial, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Bogenstanzen mit einem an einer Trägerplatte angebrachten Stanzmesser und einer Gegendruck ausübenden Stanzplatte sind bekannt und werden beispielsweise zum Stanzen von Zuschnitten für Verpackungen, Visiten-, Telefon- oder Kreditkarten aus ein- oder mehrschichtigem Material, z.B. Papier, Pappe, Plastik, Laminat, eingesetzt. Um eine Abnutzung des Stanzmessers zu verhindern, besteht die Stanzplatte aus einem eher weichen Material, in das das Stanzmesser bei den ersten Stanzvorgängen eine Einkerbung stanzt. Diese Einkerbung wirkt nach Art einer Schere mit der Messerkrone zusammen, um den Bogen sauber entlang der Schneidlinie zu schneiden (sogenanntes High-Die-Verfahren).
Problematisch hieran ist, dass sich das Stanzmesser im Laufe der Zeit tiefer in die Stanzplatte eingräbt und die Kanten der Einkerbung ihre scharfe Kontur verlieren. Hierdurch wird die Stanzqualität beeinträchtigt. Die Stanzplatte muss somit regelmässig ausgetauscht werden.
Des weiteren sind sogenannte Matrizen-Patrizen-Stanzwerkzeuge bekannt, bei denen statt eines hohlzylindrischen Stanzmessers mit einer umlaufenden Schneidlinie ein vollflächiger Stanzstempel (Patrize) vorhanden ist. Die Stanzplatte (Matrize) weist eine vollflächige Aussparung mit der Form des Stanzstempels auf, in die der Stanzstempel einfährt. Der Zuschnitt wird durch Quetschen, nicht Schneiden, des Materialbogens an den Berührungsflächen von Stanzstempel und Aussparung vom Materialbogen abgetrennt und nach unten durch die Aussparung ausgestossen. Ein Verschleiss und somit Austausch der Stanzplatte entfällt bei derartigen Werkzeugen, allerdings führt der Quetschvorgang an sich zu einer verminderten Stanzqualität. Weitere Nachteile sind mit dem Ausstossen des Zuschnitts nach unten und der Gefahr des Aufwölbens eines zugeführten Bogens am Rand der Aussparung verbunden; des weiteren können keine Perforationen angebracht werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stanzmaschine anzugeben, bei der die genannten Nachteile vermieden werden und eine gleichbleibend gute Stanzqualität erreicht ist.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen Stanzvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Erfindungsgemäss wird die schneidende Wirkung eines Stanzmessers in Verbindung mit einer vorgefertigten Einkerbung in der Stanzplatte genutzt, um eine auch über längere Zeit gleichbleibende gute Stanzqualität zu erreichen. Vorzugsweise besteht die Stanzplatte daher aus einem Hartmaterial. Ebenfalls bevorzugt sind Mittel zur genauen Positionierung von Stanzmesser und Stanzplatte zueinander vorgesehen, damit das Stanzmesser genau in die Einkerbung eingreifen kann. Die genaue Positionierung wird insbesondere durch Verstiften der Trägerplatten bzw. darauf angeordneter Elemente erreicht.
Ein Beispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1
eine Stanzvorrichtung im Schnitt quer zur Transportrichtung des Materialbogens;
Fig. 2
eine Ansicht von unten auf die Trägerplatte mit angedeuteten Stanzmessern;
Fig. 3
die Stanzvorrichtung aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Transportrichtung des Materialbogens;
Fig. 4
schematisch den Stanzbereich aus Stanzmesser und Stanzplatte bei einer Stanzmaschine gemäss Fig. 1;
Fig. 5a-d
verschiedene Ansichten einer Matrize, die Teil der Stanzplatte ist;
Fig. 6a-c
verschiedene Ansichten eines Stempels, der Teil der Stanzplatte ist;
Fig. 7a-e
verschiedene Ansichten eines Stanzmessers.
Fig. 1 und 3 zeigen Ansichten einer erfindungsgemässen Stanzmaschine quer bzw. längs zur Transportrichtung A des zu stanzenden Bogens. Die Stanzmaschine umfasst eine obere Trägerplatte 1, die sich aus mehreren horizontal angeordneten Teilplatten 1a, 1b, 1c zusammensetzt, sowie eine ebenfalls mehrteilig aufgebaute untere Trägerplatte 2, deren oberste Schicht als Stanzplatte 4 dient und Einkerbungen 5 aufweist. An der oberen Trägerplatte 1 sind drei Stanzmesser 3 nebeneinander befestigt, die in Fig. 7a-e detailliert dargestellt sind. Fig. 2 zeigt die Ansicht von unten auf die obere Trägerplatte, wobei die Position der Stanzmesser 3 gestrichelt dargestellt ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die horizontal verlaufenden oberen und unteren Trägerplatten 1, 2 über vertikal verlaufende, mit Federn 8 versehene Stifte 7 sowie vertikal ausgerichtete Führungsbüchsen 6 miteinander verbunden. Die Teilplatten der oberen und unteren Trägerplatten 1, 2 sind jeweils an definierten Stellen miteinander verstiftet und/oder verschraubt; gleiches gilt für die Verbindung der Stanzmesser 3 mit der Teilplatte 1c und der Stanzplatte 4 mit der angrenzenden Teilplatte der unteren Trägerplatte 2. Hierzu werden Stifte 20 bzw. Schrauben 21 verwendet, die in entsprechende Bohrungen in den einzelnen Elementen eingesetzt sind (siehe Fig. 4). Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Stanzmesser 3 relativ zur Stanzplatte 4 eine Position einnehmen, in der sie beim Stanzen genau in die Einkerbungen 5 eingreifen. Vorzugsweise werden Stanzmesser 3 und Einkerbungen 5 mit einer Genauigkeit von mindestens 1/100 mm, besonders bevorzugt 5/1000 mm relativ zueinander so ausgerichtet, dass sie beim Stanzen genau aufeinandertreffen.
Durch einen nicht dargestellten Antrieb wird die obere Trägerplatte 1 zum Stanzen in Normalrichtung auf die untere Trägerplatte 2 zu bewegt. Eine Brille oder Blende 23 umgibt die Stanzmesser 3 seitlich und überragt die Messerschneiden vor dem Stanzen nach unten hin (Fig. 3). Die Blende 23 ist mit Federn 15 an der oberen Trägerplatte 1 in vertikaler Richtung federnd aufgehängt. Der zu stanzende Bogen wird in Förderrichtung A in den Spalt zwischen Stanzmesser 3 und Stanzplatte 4 eingeführt, wobei er auf der Stanzplatte 4 aufliegt, deren Oberseite eine weitgehend ebene Auflagefläche 22 bildet. Beim Stanzen senkt sich zunächst die Blende 23 auf den zu stanzenden Bogen, um diesen zu fixieren. Beim weiteren Absenken der oberen Trägerplatte 1 wird das Stanzmesser 3 aufgrund der federnden Aufhängung der Blende 23 über den unteren Blendenrand vorgeschoben und dringt in den Bogen ein. Der Bogen wird zusätzlich durch einen innerhalb des hohlzylindrischen Stanzmessers 3 angeordneten, ebenfalls mit Federn 25 federnd gelagerten, die untere Messerkante 14 im Ruhezustand überragenden Gegendruckstempel 24 (Fig. 4) gegen die Auflagefläche 22 gedrückt und somit auch innerhalb der Messerschneidlinie fixiert. Um die Stifte 7 liegende weitere Federn 8 dienen dazu, die Stanzbewegung abzufedern und die obere Trägerplatte 1 nach dem Stanzen wieder in ihre Ausgangsposition zu bringen. Durch getaktetes Vorschieben und Stanzen werden eine Mehrzahl von Zuschnitten aus dem Bogen gestanzt, die nach dem Verlassen des Stanzbereichs in einer weiteren nicht dargestellten Station aus dem Stanzgitter entfernt werden.
Wie in Fig. 4 in einer Detail-Schnittansicht des Stanzmessers 3 und der Stanzplatte 4 dargestellt ist, besteht die Stanzplatte 4 aus einem Stempel 9 und einer diesen umgebenden Matrize 10. Der Stempel 9 ist in Fig. 6a-c, die Matrize 10 in Fig. 5a-d in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Stempel 9 ist passgenau in eine Aussparung 13 in der Matrize 10 eingesetzt. Die Form des Stempels 9 bzw. der Innenkante 5' der Aussparung 13 in der Ansicht in Normalrichtung entspricht des weiteren im wesentlichen, vorzugsweise genau, der Form der Messerschneidlinie 14, d.h. der unteren Schneidkante des Messers 3.
Der Stempel 9 hat senkrechte Aussenflächen 17. Die seitlichen Flächen 18 der Aussparung 13 sind mit Ausnahme eines nach oben weisenden schrägen Abschnitts 11 ebenfalls senkrecht. Stempel 9 und Matrize 10 sind gleich dick. Damit wird durch Einsetzen des Stempels 9 in die Matrize 10 eine Stanzplatte 4 mit einer Einkerbung 5 gebildet, deren Innenkante im wesentlichen die Form der Schneidlinie 14 hat. Auf diese Weise wird der Bogen durch das Zusammenwirken von Stanzmesser 3 und der Aussenfläche 17 des Stempels 9 sauber nach Art einer Schere geschnitten. Die Einkerbung 5 ist im Querschnitt keilförmig mit einer durch die Matrize gebildeten schrägen Flanke 11 und einer durch den Stempel 9 gebildeten senkrechten Flanke 12. Der Anstellwinkel der schrägen Flanke 11 ist vorzugsweise an die Profilform des Messers 3 angepasst. Es ist möglich, dass die Profilformen nach Art Positiv-Negativ übereinstimmen, aber es sind auch abweichende Profilformen denkbar, wobei dann die Profilform der Einkerbung 5 breiter als das Messerprofil ist.
Der gezeigte und beschriebene mehrteilige Aufbau der Stanzplatte 4 aus Stempel 9 und Matrix 10 hat den Vorteil, dass sich die Einkerbung 5 mit hoher Genauigkeit in die Stanzplatte 4 einbringen lässt, beispielsweise indem die schrägen Flanken 11 an den Aussparungen 13 vor Einsetzen des Stempels 9 geschliffen werden.
Alternativ zum mehrteiligen Aufbau der Stanzplatte 4 aus Stempel 9 und Matrize 10 kann vorgesehen werden, die Einkerbungen 5 direkt in eine einteilige Stanzplatte 4 einzubringen, z.B. durch Senkerodieren oder Laserschneiden. Hierbei wird allerdings auf die sorgfältige Herstellung eventueller Krümmungen in der Schneidlinie zu achten sein.
Das für die Stanzplatte 4 verwendete Material ist vorzugsweise ein Hartmaterial, insbesondere mit einer HRC Härte von mindestens 30, bevorzugt etwa 40-60. Bevorzugt wird Werkzeugstahl oder ein anderes Metall mit vergleichbarer Härte eingesetzt.
In Verbindung mit den beschriebenen vorgefertigten permanenten Einkerbungen 5 ergibt sich somit im Zusammenspiel mit dem Stanzmesser 3 eine hohe, sehr präzise Schneidwirkung von stets gleichbleibender Qualität. Eine Abnutzung des Schneidmessers 3 wird durch die genaue Positionierung der oberen und unteren Trägerplatte 1, 2 relativ zueinander verhindert, die hier durch Verstiften erreicht wird, aber auch anders bewerkstelligt werden kann. Einer Abnutzung bzw. Formänderung der Einkerbungen 5 wird durch geeignete Materialwahl vorgebeugt.
Fig. 7a-e zeigt ein an die Kartenherstellung angepasstes Stanzmesser 3 mit einem rechteckigen Hohlbereich 16. Drei derartige Stanzmesser sind bei der oben beschriebenen Vorrichtung nebeneinander an der oberen Trägerplatte 1 befestigt, so dass eine gesamte Bogenbreite auf einmal gestanzt werden kann. Das Stanzmesser 3 wird in definierter Lage an die Trägerplatte 1 angeschraubt, wozu sowohl in der Trägerplatte 1 als auch im Stanzmesser 3 an definierten Stellen Bohrungen 19 zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen sind.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten aus einem Materialbogen, insbesondere von Karten aus einem Karton-, Plastik- oder Verbundmaterial, mit einem an einer Trägerplatte (1) angebrachten Stanzmesser (3), dessen schneidende Fläche eine Schneidlinie (14) definiert, und einer Stanzplatte (4), wobei der Materialbogen zwischen Stanzmesser (3) und Stanzplatte (4) einführbar ist und wobei Stanzmesser (3) und Stanzplatte (4) zum Stanzen relativ aufeinander zu bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (4) eine vorgefertigte Einkerbung (5) aufweist, deren Innenkante (5') in der Aufsicht die Form der Schneidlinie (14) hat und mit dem Stanzmesser (3) derart zusammenwirkt, dass der Materialbogen geschnitten wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung (5) im Schnitt entlang der Relativbewegungsrichtung von Stanzmesser (3) und Stanzplatte (4) ein Profil aufweist, das zum Profil des Stanzmessers (3) im wesentlichen komplementär oder gegenüber dem Profil des Stanzmessers (3) verbreitert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Einkerbung (5) keilförmig mit einer senkrecht stehenden Flanke (12) und einer dazu abgewinkelten schrägen Flanke (11) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (4) aus einem Hartmaterial, insbesondere Werkzeugstahl, besteht, das vorzugsweise eine Rockwell (HRC) Härte von mindestens 30 hat.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (4) wenigstens einen Stempel (9) und eine diesen umgebende und an den Stempel (9) unmittelbar angrenzende Matrize (10) umfasst, wobei die Einkerbung (4) an der Berührungsfläche von Stempel (9) und Matrize (10) gebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Stempel (9) und Matrize (10) an der dem Stanzmesser (3) zugewandten Seite eine mit Ausnahme der Einkerbung (5) ebene Auflagefläche (22) für den Materialbogen bilden.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (4) und die Trägerplatte (1) derart relativ zueinander positioniert sind, dass sie in Normalrichtung von Stanzplatte (4) und Trägerplatte (1) relativ zueinander bewegbar sind und dass das Stanzmesser (3) beim Stanzen in die Einkerbung (5) eingreift.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzplatte (4) und die Trägerplatte (1) mittels eines in Normalrichtung von Stanzplatte (4) und Trägerplatte (1) wirkenden Führungsmechanismus relativ zueinander positioniert sind, insbesondere mittels senkrecht auf Stanzplatte (4) und Trägerplatte (1) stehender Führungsbuchsen (6) bzw. - stifte.
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