EP1542817B1 - Schnittwerkzeug - Google Patents

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EP1542817B1
EP1542817B1 EP03766393A EP03766393A EP1542817B1 EP 1542817 B1 EP1542817 B1 EP 1542817B1 EP 03766393 A EP03766393 A EP 03766393A EP 03766393 A EP03766393 A EP 03766393A EP 1542817 B1 EP1542817 B1 EP 1542817B1
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EP
European Patent Office
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knife
tool according
cutting
pressure pad
tool
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EP03766393A
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English (en)
French (fr)
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EP1542817A1 (de
Inventor
Robert Kirschner
Roland Hemper
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/20—Making tools by operations not covered by a single other subclass
    • B21D37/205—Making cutting tools

Definitions

  • the invention relates to a cutting tool for sheet metal blanks, according to the preamble of claim 1.
  • a cutting tool is from the FR-A-1 170 174 known.
  • Cutting tools of this kind as for example from the DE 101 40 496 A1 , of the US 3 137 188 A or the US 4,607,553 A for punching punched flat material, usually plastic or cardboard, are known, contain a hollow cylindrical, one-sided or V-shaped sharpened cutting blade, which requires waiving a counter tool only a relatively hard punched material bearing surface, said after US 3 137 188 A a rubber pad is arranged in the hollow cross section of the cutting blade, which acts as a hold-down and ejector for the separated stamped part.
  • the object of the invention is to provide a cutting tool of the type mentioned in such a way that the punched useful part receives a high-quality and largely free of burrs and burr-free boundary on sheet metal blanks during punching stroke of the cutting blade.
  • the punched material is displaced on one side in the direction of the punching waste by the lateral deflection of the cutting blade edge, which is targeted under the effect of the pressure pad, and thereby effectively prevents a bead-forming or web-forming material structure at the utility part edge.
  • the result is a very precisely trimmed, largely free from annoying material projections punched utility.
  • the cutting blade has a hollow cross-section and the punched utility part lies on the inside of the cutting blade edge
  • the cutting blade is radially expanded in the cutting edge region by the pressure cushion arranged in the cross-sectional interior of the cutting blade.
  • the pressure pad is preferably arranged in the relaxed state with its die face end face substantially flush with the cutting plane of the cutting blade.
  • the chamfer preferably lies on the side facing away from the pressure pad, wherein the cutting blade expediently has an additional chamfering on the side facing the pressure pad in the direction of the cutting edge with regard to improved cutting quality.
  • the cutting blade can be provided with at least one parting line extending up to the cutting edge.
  • the cutting blade is made of flexible steel strip, namely a high-strength chromium-nickel steel high ductility, which has excellent resistance to wear and penetrates even stacked sheet metal blanks easily and with high quality cut.
  • flexible properties of such a strip steel are exploited to produce different cutting geometries with the cutting tool in a structurally simple manner in conjunction with a variable attachment of the cutting blade on the knife holder.
  • the cutting tool shown in FIGS. Used for cutting a disc-shaped punched utility part 1 from a sheet metal blank 2 and for this purpose includes a fixed to a knife holder 3 steel cutting blade 4 with a cutting edge 5 and a 4 enclosed by the cutting blade hollow cross-section pressure pad 6, which made of an elastomeric material, such as rubber or plastic, and in the relaxed state ( Fig. 1 ) is arranged with its utility-side end face 7 substantially flush with the cutting blade edge 5.
  • the pressure pad 6 When punching stroke of the cutting tool, the pressure pad 6 is pressed approximately simultaneously with the penetration of the cutting blade edge 5 in the on a fixed support 8, for example made of steel, positioned sheet metal blank 2 to the punched utility part 1 ( Fig. 2A ).
  • the cutting blade 4 is pressurized by the pressure pad material which is increasingly displaced in the cutting process in the radial direction, so that it spreads more and more elastically in the cutting edge region, ie the cutting edge 5 continuously follows in the course of the cutting process is deflected outside. In this way, it is ensured that the excess board material flows unilaterally in the direction of the punching waste 9 during the passage of the cutting blade 4, as shown in FIG Fig.
  • a steel strip material has a high-strength chromium-nickel steel high ductility and Rockwell hardness, as available under the brand HyTens steel, proved to be particularly favorable with a wall thickness of about 1 mm, depending on the material properties of the stamped either unsharpened or used, as out Fig. 2 seen on the punching waste 9 side facing in the direction of the cutting edge 5 bevelled beveled and / or especially when trimming fibrous material to be punched on the punching utility part 1 side facing with a slight chamfering (not shown) may be provided.
  • Fig. 3 shows the possibility to produce different cutting geometries in a simple way with the flexible steel cutting blade 4.
  • 3 raster-shaped dovetail grooves 11 or receiving holes are formed on the underside of the knife holder 3 for variably adjustable fasteners 12, which are provided with receiving slots 13, in which the steel strip is inserted and thereby brought into the desired cutting geometry.
  • the cutting knife 4 has a continuously extending to the cutting edge 5 parting line 14, which facilitates the waste side, elastic deflection movement of the cutting blade 4 under the effect of the displaced pressure cushioning material.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnittwerkzeug für Blechplatinen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Schnittwerkzeug ist aus dem FR-A- 1 170 174 bekannt.
  • Schnittwerkzeuge dieser Art, wie sie etwa aus der DE 101 40 496 A1 , der US 3 137 188 A oder der US 4 607 553 A zum Lochstanzen von flächigem Stanzgut, zumeist Kunststoff oder Pappe, bekannt sind, enthalten ein hohlzylindrisches, einseitig oder V-förmig geschärftes Schnittmesser, welches unter Verzicht auf ein Gegenwerkzeug lediglich eine relativ harte Stanzgut-Auflagefläche erfordert, wobei nach der US 3 137 188 A im Hohlquerschnitt des Schnittmessers ein Gummipolster angeordnet ist, welches als Niederhalter und Auswerfer für das abgetrennte Stanzgutteil fungiert. Bei derartigen Schnittwerkzeugen stellt sich das Problem, dass das Stanzgutmaterial beim Durchgang des Schnittmessers zu beiden Seiten der Schnittmesserschneide, also sowohl zum Stanzabfall als auch zum Stanznutzteil hin, verdrängt wird, mit der Folge, dass die Stanznutzteile eine unsaubere Berandung aufweisen und sich insbesondere bei Blechplatinen oder anderen, plastisch verformbaren Stanzgutmaterialien starke Gratbildungen auf der Nutzteilunter- und/oder wulstförmige Verdickungen auf der -oberseite zeigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Stanznutzteil beim Stanzhub des Schnittmessers eine qualitativ hochwertige und bei Blechplatinen weitgehend grat- und wulstfreie Berandung erhält.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schnittwerkzeug mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird durch die unter der Wirkung des Druckpolsters gezielte, seitliche Auslenkung der Schnittmesserkante das Stanzgutmaterial einseitig in Richtung des Stanzabfalls verdrängt und dadurch ein wulst- oder gratbildender Materialaufbau am Nutzteilrand wirksam unterbunden. Das Ergebnis ist ein äußerst exakt beschnittenes, von störenden Materialüberständen weitgehend freigehaltenes Stanznutzteil.
  • In dem bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung, wonach das Schnittmesser einen Hohlquerschnitt aufweist und das Stanznutzteil auf der Innenseite der Schnittmesserkante liegt, wird das Schnittmesser im Schnittkantenbereich durch das im Querschnittsinneren des Schnittmessers angeordnete Druckpolster radial aufgeweitet. Um beim Stanzhub des Schnittmessers Verletzungen des Druckpolsters zu vermeiden, gleichzeitig aber von Seiten des Druckpolsters hohe seitliche Verformungskräfte auf das Schnittmesser auszuüben, ist das Druckpolster im entspannten Zustand mit seiner stanzgutseitigen Stirnfläche vorzugsweise im Wesentlichen bündig zur Schnittebene des Schnittmessers angeordnet. Wird das Schnittmesser in Richtung der Schnittkante abgeschrägt, so liegt die Abschrägung vorzugsweise auf der dem Druckpolster abgewandten Seite, wobei das Schnittmesser im Hinblick auf eine verbesserte Schnittqualität zweckmäßigerweise eine zusätzliche Anfasung auf der dem Druckpolster zugewandten Seite in Richtung der Schnittkante aufweist. Aus Gründen eines verbesserten Elastizitätsverhaltens kann das Schnittmesser mit zumindest einer sich bis zur Schnittkante erstreckenden Trennfuge versehen sein.
  • In besonders bevorzugt Weise besteht das Schnittmesser aus flexiblem Bandstahl, und zwar aus einem höchstfesten Chrom-Nickelstahl hoher Dehnfähigkeit, der eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit besitzt und selbst übereinander gestapelte Blechplatinen problemlos und mit hoher Schnittqualität durchdringt. Zweckmäßigerweise werden die flexiblen Eigenschaften eines derartigen Bandstahls dazu ausgenutzt, in Verbindung mit einer variablen Befestigung des Schnittmessers am Messerhalter auf konstruktiv einfache Weise unterschiedliche Schnittgeometrien mit dem Schnittwerkzeug zu erzeugen.
  • Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
    • Fig. 1
    ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schnittwerkzeug in teilweise geschnittener Darstellung;
    Fig. 2A, 2B
    eine vergrößerte Teildarstellung des Schnittwerkzeugs nach Fig. 1 in unterschiedlichen Schnittphasen; und
    Fig. 3
    die Unteransicht eines Messerhalters mit variabel einstellbaren Befestigungselementen für ein Bandstahl-Schnittmesser.
  • Das in den Fig. gezeigte Schnittwerkzeug dient zum Ausschneiden eines scheibenförmigen Stanznutzteils 1 aus einer Blechplatine 2 und enthält zu diesem Zweck ein an einem Messerhalter 3 befestigtes Bandstahl-Schnittmesser 4 mit einer Schnittkante 5 sowie ein den vom Schnittmesser 4 umschlossenen Hohlquerschnitt ausfüllendes Druckpolster 6, welches aus einem elastomeren Material, z.B. Gummi oder Kunststoff, besteht und im entspannten Zustand (Fig. 1) mit seiner nutzteilseitigen Stirnfläche 7 im Wesentlichen bündig zur Schnittmesserkante 5 angeordnet ist.
  • Beim Stanzhub des Schnittwerkzeugs wird das Druckpolster 6 annähernd gleichzeitig mit dem Eindringen der Schnittmesserkante 5 in die auf einer festen Auflage 8, z.B. aus Stahl, positionierte Blechplatine 2 an das Stanznutzteil 1 angedrückt (Fig. 2A). Das Druckpolster 6 fungiert somit als Niederhalter für das Stanznutzteil 1. Zusätzlich aber wird das Schnittmesser 4 durch das beim Schnittvorgang zunehmend verdrängte Druckpolstermaterial in Radialrichtung soweit druckbeaufschlagt, dass es im Schnittkantenbereich elastisch mehr und mehr aufgeweitet, also die Schnittkante 5 im Laufe des Schnittvorgangs kontinuierlich nach außen ausgelenkt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das überschüssige Platinenmaterial beim Durchgang des Schnittmessers 4 einseitig in Richtung des Stanzabfalls 9 abfließt, wie dies in Fig. 2B durch die Aufwölbung im Randbereich des Stanzabfalls 9 angedeutet ist, während die leicht nach außen geneigte Schnittfläche 10 des Stanznutzteils 1 von dem entstehenden Materialüberschuss weitgehend freigehalten und dadurch die sonst übliche Gratbildung auf der Nutzteilunter- und wulstförmige Verdickung auf der -oberseite wirksam unterbunden wird.
  • Als Bandstahlmaterial hat sich ein höchstfester Chrom-Nickelstahl hoher Dehnfähigkeit und Rockwellhärte, wie er unter der Marke HyTens-Stahl erhältlich ist, mit einer Wandstärke von etwa 1 mm als besonders günstig erwiesen, der je nach Materialbeschaffenheit des Stanzguts entweder ungeschärft verwendet werden oder, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auf der dem Stanzabfall 9 zugewandten Seite in Richtung der Schnittkante 5 schneidenförmig abgeschrägt und/oder vor allem beim Beschneiden von faserigem Stanzgut auf der dem Stanznutzteil 1 zugewandten Seite mit einer leichten Anfasung (nicht gezeigt) versehen sein kann.
  • Fig. 3 zeigt die Möglichkeit, mit dem flexiblen Bandstahl-Schnittmesser 4 auf einfache Weise unterschiedliche Schnittgeometrien herzustellen. Zu diesem Zweck sind auf der Unterseite des Messerhalters 3 rasterförmig angeordnete Schwalbenschwanznuten 11 oder Aufnahmelöcher (nicht gezeigt) für variabel einstellbare Befestigungselemente 12 ausgebildet, welche mit Aufnahmeschlitzen 13 versehen sind, in die der Bandstahl eingesetzt und dadurch in die gewünschte Schnittgeometrie gebracht wird. Im Bereich der Bandstahlenden und/oder an scharfen Knickstellen der Schnittlinie besitzt das Schnittmesser 4 eine sich durchgehend bis zur Schnittkante 5 erstreckenden Trennfuge 14, die die abfallseitige, elastische Auslenkbewegung des Schnittmessers 4 unter der Wirkung des verdrängten Druckpolstermaterials erleichtert.

Claims (8)

  1. Schnittwerkzeug für Blechplatinen (2) zum Ausstanzen eines Stanznutzteiles (1) mit einem an einem Messerhalter (3) befestigten, endlosen Schnittmesser (4) das das Stanznutzteil (1) umschließt, und einem am Messerhalter (3) angeordneten innerhalb des vom Schnittmesser (4) umschlossenen Raumes angeordneten Druckpolster (6), das beim Eindringen des Schnittmessers (4) in das Stanzgut an diesem angepresst ist, wobei
    das Stanzgut auf einer festen Auflage (8) aufliegt,
    das Druckpolste (6) im entspannten Zustand mit seiner stanzgutseitigen Stirnfläche im Wesentlichen bündig zur Schnittebene des Schnittmessers (4) angeordnet ist dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schnittmesserkante (5) durch das beim Stanzhub nach außen in Richtung des Schnittmessers (4) verdrängte Druckpolstermaterial unter zunehmender elastischer Auslenkung nach außen in Richtung des Stahzabfalls (9) ausgelenkt wird.
  2. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schnittmesser (4) auf der dem Druckpolster (6) abgewandten Seite in Richtung der Schnittkante (5) abgeschrägt ist.
  3. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schnittmesser (4) auf der dem Druckpolster (6) zugewandten Seite in Richtung der Schnittkante (5) angefast ist.
  4. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schnittmessers (4) zumindest eine sich bis zur Schnittkante (5) erstreckende Trennfuge (14) besitzt.
  5. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schnittmesser (4) aus flexiblem Bandstahl besteht.
  6. Schnittwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bandstahlmaterial aus einem höchstfesten Chrom-Nickelstahl hoher Dehnfähigkeit besteht.
  7. Schnittwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Messerhalter (3) mit variabel einstellbaren Schnittmesser-Befestigungselementen (12) für unterschiedliche Schnittgeometrien versehen ist.
  8. Schnittwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Druckpolster (6) aus einem elastomeren Material besteht.
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