EP2202038B9 - Trägerplatte für ein Stanzwerkzeug - Google Patents

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EP2202038B9
EP2202038B9 EP20090176274 EP09176274A EP2202038B9 EP 2202038 B9 EP2202038 B9 EP 2202038B9 EP 20090176274 EP20090176274 EP 20090176274 EP 09176274 A EP09176274 A EP 09176274A EP 2202038 B9 EP2202038 B9 EP 2202038B9
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Definitions

  • the invention relates to a carrier plate for a punching tool with two outer layers, between which a central layer is arranged.
  • a carrier plate for a punching tool with at least two layers is from the DE 203 20 658 U1 known.
  • the middle layer of this carrier plate is preferably made of a foamed plastic, in particular epoxy resin.
  • the outer layer consists of a composite material of synthetic resin and glass fabric or metal.
  • a disadvantage of in the DE 203 20 658 U1 The disclosed carrier plate is the use of non-recyclable epoxy resins in the middle layer of the carrier plate. Furthermore, the materials used are relatively expensive to produce.
  • composite plates are known as carrier plates in die making. These consist, for example, of a composite of sheet metal / wood / sheet metal, sheet metal / plastic / sheet metal or sheet metal / sisal, resin / sheet metal.
  • a carrier plate made of a composite of metal / plastic / metal is made of DE 24 044 06 C3 known.
  • an epoxy resin is preferably used in the middle layer, the outer layer is preferably made of a dimensionally stable metal, for example copper, brass, aluminum or magnesium.
  • Another disadvantage is the relatively high weight that results from the use of metals for the upper and lower outer layer. This will u.a. the handle of the support plate difficult to install in the punching apparatus.
  • carrier plates for die making consist of multiplex boards from Neufurnier. These consist of at least 5 equally strong veneer layers of mostly beech, birch, spruce or maple with thicknesses of 0.5 - 2.5 mm. The plates are pressed with urea glue and cross-bonded. There are also multiplex panels from one Mixture of different types of wood used. These carrier plates have a high dynamic life.
  • the invention has for its object to provide a support plate for a punch that can be produced with relatively low cost, however, has a high dynamic life, and in which can be formed with the help of a laser precisely fitting recesses.
  • the support plate is formed on both sides with an outer layer of wood veneer.
  • This can be formed from a wood veneer layer, but preferably from two cross-laminated wood veneer layers, preferably from birch veneer.
  • the layers are glued together with a glue and using pressure.
  • the outer layers are connected to the middle layer by means of a laserable glue, preferably urea glue.
  • the mid-ply consists of a medium density fiberboard (MDF), low density fiberboard (LDF) or high density fiberboard (HDF) of coniferous and / or hardwood fibers coated with synthetic binders and waxes wetted are made plate-shaped under a hot pressing process.
  • MDF medium density fiberboard
  • LDF low density fiberboard
  • HDF high density fiberboard
  • binders are used that are both environmentally friendly and biodegradable.
  • the MDF core used is an MDF core type "H". This has a small length and thickness swelling when using a waterproof glue.
  • the wood veneers have a thickness of 0.1 - 2.5 mm and the middle layer has a thickness of 2.4 - 21.8 mm, wherein the thickness of the central layer is 30 to 99% of the total thickness of the support plate.
  • each case between the two layers of wood veneer is a reinforcement made of plastic, metal or glass fiber fabric with a thickness of 0.05 - 0.5 mm, which has a lattice-like structure with a mesh size of 0.05 - 5 mm. It is expedient to apply a wood glue-compatible size in a thickness of not more than 0.001 mm (1 ⁇ m) to this reinforcement and then glue the two layers of wood veneer together transversely.
  • the support plate is finally ground flat by a grinding process and calibrated to a standard size with a thickness tolerance of ⁇ 0.3 mm.
  • the surface of the carrier plate is preferably coated with a water-soluble acrylic lacquer (UV-cured) or with a melamine film.
  • the carrier plate according to the invention can therefore be produced with relatively little effort and nevertheless fulfills all the required properties. These include u.a. a high dimensional stability even after a high number of punching operations, a low moisture absorption, a good wettability, a high rigidity and compressive strength and a good flatness with low thickness tolerance.
  • renewable raw materials can be used, resulting in a positive environmental balance through the use of secondary materials.
  • a proportion of secondary raw materials of 30-99% can be achieved.
  • support plate 1 has three layers, a central layer 2 consisting of a plate-shaped MDF fiber core and two outer layers 3, 4, which are each formed by two cross-glued layers 5, 6 and 7, 8 as error-free and uniform birch veneer.
  • the middle layer 2 and the outer layers 3, 4 have been glued by means of a urea glue under pressure and temperature, wherein the outer layers 3, 4 are cross-bonded to each other.
  • the support plate 11 of Fig. 2 differs from the carrier plate 1 of Fig. 1 characterized in that between the two layers 5, 6 and 7, 8 made of birch veneer a reinforcement (9, 10) made of glass fiber fabric with a mesh size of 1.7 mm and a thickness of 0.3 mm, which with a size of 1 micron Chromium or Silanschlichte was treated. Subsequently, the two layers 5, 6 and 7, 8 of birch veneer with the intermediate reinforcement are glued transversely to each other. The reinforcement serves in this embodiment to minimize the expansion forces.
  • the middle layer 2 consists in both described support plates 1 and 11 to 85-90% of wood of coniferous trees (spruce, fir, pine) and 10-15% of hardwood (beech, oak, maple).
  • the entire support plate 1 or 11 has a thickness of 18.2 mm, wherein the birch veneers each have a thickness of 1.4 mm and the middle layer 2 has a thickness of 12.6 mm (2 * 1.4 mm birch veneer above, 12.6 mm center layer, 2 * 1.4 mm birch veneer below).
  • the thickness tolerance of the middle layer 2 is ⁇ 0.2 mm and the curvature should not exceed 1.5 mm / m.
  • the MDF middle layer 2 used has an average density of 770 kg / m 3 , the density tolerance being ⁇ 30 kg / m 3 .
  • the transverse tensile strength is ⁇ 0.75 N / mm 2 and the flexural rigidity ⁇ 35 N / mm 2 .
  • the surface is coated with a water-soluble acrylic varnish (UV-cured) for protection.
  • UV-cured water-soluble acrylic varnish
  • the support plates 1 and 11 Due to the preferred use of birch veneer in the outer layers 3, 4 and the MDF core as the center layer 2 of the support plate 1, the support plates 1 and 11 have a good laser cutting ability.
  • the preferred use of a special urea glue (BFU-20) leads to a laser-capable gluing of the carrier plates 1 and 11.
  • BFU-20 a special urea glue
  • the cutting speed of the carrier plates 1 and 11 according to the invention corresponds to the standard values.
  • the dimensional accuracy of the cutting die can be maintained with nominal dimensions of 0-1000 mm with ⁇ 0.6 mm and with nominal dimensions> 1000 mm with ⁇ 0.7 mm.
  • the homogeneity in the entire plate structure, which is important for laser cutting, can be maintained by using the MDF core in the middle layer 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trägerplatte für ein Stanzwerkzeug mit zwei Außenlagen, zwischen denen eine Mittellage angeordnet ist.
  • Eine Trägerplatte für ein Stanzwerkzeug mit wenigstens zwei Lagen ist aus der DE 203 20 658 U1 bekannt. Die Mittellage dieser Trägerplatte besteht bevorzugt aus einem geschäumten Kunststoff, insbesondere Epoxyharz. Die Außenlage besteht aus einem Verbundwerkstoff aus Kunstharz und Glasgewebe oder aus Metall.
  • Ein Nachteil der in der DE 203 20 658 U1 offenbarten Trägerplatte ist die Verwendung von nicht recyclingfähigen Epoxyharzen in der Mittellage der Trägerplatte. Weiter sind die verwendeten Materialien relativ kostenaufwändig in ihrer Herstellung.
  • Des Weiteren sind als Trägerplatten im Stanzformenbau sogenannte Kompositplatten bekannt. Diese bestehen z.B. aus einem Verbund aus Blech / Holz / Blech, Blech / Kunststoff / Blech oder Blech / Sisal, Harz / Blech. Eine Trägerplatte aus einem Verbund aus Metall / Kunststoff / Metall ist aus der DE 24 044 06 C3 bekannt. Hier wird in der Mittellage bevorzugt ein Epoxyharz verwendet, die Außenlage besteht bevorzugt aus einem maßstabilen Metall, z.B. Kupfer, Messing, Aluminium oder Magnesium.
  • Nachteilig ist bei solchen Trägerplatten die Recyclingproblematik der Epoxyharze. Nachteilig ist darüber hinaus das relativ hohe Gewicht, das sich durch die Verwendung von Metallen für die obere und untere Außenlage ergibt. Dadurch wird u.a. die Handhabe der Trägerplatte beim Einbau in die Stanzformapparatur erschwert.
  • Weitere bekannte Trägerplatten für den Stanzformenbau bestehen aus Multiplex-Platten aus Neufurnier. Diese bestehen aus mindestens 5 gleich starken Furnierlagen aus zumeist Buche, Birke, Fichte oder Ahorn mit Dicken von 0,5 - 2,5 mm. Die Platten werden mit Harnstoff-Leim verpresst und querverleimt. Es kommen auch Multiplex-Platten aus einer Mischung der verschiedenen Holzarten zum Einsatz. Diese Trägerplatten weisen eine hohe dynamische Lebensdauer auf.
  • Bei solchen Trägerplatten werden Schlitze für die Aufnahme von Stanz- und Rilllinien mit Hilfe eines Lasers ausgebildet. Um mit einer konstanten Laserstärke eine gleichmäßige Ausbildung der Schlitze zu erreichen, ist es erforderlich, dass die Furnierplatten keine Äste oder Ähnliches enthalten. Solche fehlerfreien Furnierplatten sind jedoch kostenaufwändig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trägerplatte für ein Stanzwerkzeug zu schaffen, die mit vergleichsweise geringen Kosten herstellbar ist, jedoch eine hohe dynamische Lebensdauer hat, und in der sich mit Hilfe eines Lasers passgenaue Aussparungen ausbilden lassen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Trägerplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Trägerplatte sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 14.
  • Erfindungsgemäß werden bei der Trägerplatte die Mittellage von einem Kern aus verdichteten Fasern und die Außenlagen aus Holzfurnieren gebildet. Dabei wird die Trägerplatte auf beiden Seiten mit einer Außenlage aus Holzfurnier gebildet. Diese kann aus einer Holzfurnierschicht, bevorzugt jedoch aus jeweils zwei querverleimten Holzfurnierschichten, bevorzugt aus Birkenfurnier, gebildet werden. Die Schichten werden mit einem Leim und unter Verwendung von Druck zusammengeleimt. Zweckmäßigerweise werden die Außenlagen mit der Mittellage mittels eines laserfähigen Leims, bevorzugt Harnstoffleims, verbunden.
  • Vorzugsweise besteht die Mittellage aus einem MDF-Faserkern (medium density fiberboard), aus einem LDF-Faserkern (low density fiberboard) oder aus einem HDF-Faserkern (high density fiberboard) aus Nadel- und/oder Laubholzfasern, die mit synthetischen Bindemitteln und Wachsen benetzt unter einem Heißpressverfahren plattenförmig hergestellt sind. Zweckmäßigerweise werden dabei Bindemittel verwendet, die sowohl umweltfreundlich als auch biologisch abbaubar sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird als MDF-Kern ein MDF-Kemtyp "H" verwendet. Dieser weist bei der Verwendung eines wasserfesten Leims eine geringe Längen- und Dickenquellung auf.
  • Bevorzugt weisen die Holzfurniere eine Dicke von 0,1 - 2,5 mm und die Mittellage eine Dicke von 2,4 - 21,8 mm auf, wobei die Dicke der Mittellage 30 bis 99% der Gesamtdicke der Trägerplatte beträgt.
  • Bevorzugt liegt jeweils zwischen den zwei Schichten aus Holzfurnier eine Armierung aus Kunststoff, Metall oder Glasfasergewebe mit einer Dicke von 0,05 - 0,5 mm, die eine gitterartige Struktur bei einer Maschenweite von 0,05 - 5 mm aufweist. Auf diese Armierung wird zweckmäßigerweise eine holzleimverträgliche Schlichte in einer Dicke von maximal 0,001 mm ( 1 µm) aufgetragen und die zwei Schichten aus Holzfurnier anschließend quer zueinander verleimt.
  • Vorzugsweise wird die Trägerplatte abschließend über einen Schleifprozess plangeschliffen und auf ein Normmaß mit ein einer Dickentoleranz von ± 0,3 mm kalibriert.
  • Bevorzugt wird die Oberfläche der Trägerplatte zum Schutz mit einem wasserlöslichen Acryl-Lack (UV-gehärtet) bzw. mit einem Melaminfilm beschichtet.
  • Die erfindungsgemäße Trägerplatte ist daher mit relativ wenig Aufwand herstellbar und erfüllt dennoch alle erforderlichen Eigenschaften. Hierzu zählen u.a. eine hohe Maßstabilität auch nach einer hohen Anzahl von Stanzvorgängen, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme, ein gute Bemesserbarkeit, eine hohe Steifigkeit und Druckbeanspruchbarkeit sowie eine gute Planlage mit geringer Dickentoleranz.
  • Außerdem können nachwachsende Rohstoffe verwendet werden, wodurch sich eine positive Umweltbilanz durch die Verwendung von sekundären Materialien ergibt. Je nach Dicke der erfindungsgemäßen Trägerplatte kann ein Anteil an Sekundärrohstoffen von 30 - 99% erreicht werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei
    • Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Trägerplatte zeigt und
    • Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Trägerplatte zeigt.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Trägerplatte 1 weist drei Lagen auf, eine Mittellage 2 bestehend aus einem plattenförmigen MDF-Faserkern und zwei Außenlagen 3, 4, die jeweils von zwei quer verleimten Schichten 5, 6 bzw. 7, 8 aus möglichst fehlerfreiem und gleichmäßigem Birkenfurnier gebildet werden. Die Mittellage 2 und die Außenlagen 3, 4 sind mittels eines Harnstoffleims unter Druck und Temperatur verleimt worden, wobei die Außenlagen 3, 4 zueinander querverleimt sind.
  • Die Trägerplatte 11 von Fig. 2 unterscheidet sich von der Trägerplatte 1 von Fig. 1 dadurch, dass zwischen den zwei Schichten 5, 6 bzw. 7, 8 aus Birkenfurnier eine Armierung (9, 10) aus Glasfasergewebe mit einer Maschenweite von 1,7 mm und einer Dicke von 0,3 mm gelegt, welche mit einer Schlichte aus 1µm Chrom- oder Silanschlichte behandelt wurde. Anschließend werden jeweils die zwei Schichten 5, 6 bzw. 7, 8 aus Birkenfurnier mit der zwischenliegenden Armierung quer zueinander verklebt. Die Armierung dient in diesem Ausführungsbeispiel der Minimierung der Ausdehnungskräfte.
  • Die Mittellage 2 besteht bei beiden beschriebenen Trägerplatten 1 bzw. 11 zu 85-90% aus Holz von Nadelbäumen (Fichte, Tanne, Kiefer) und zu 10-15% aus Laubholz (Buche, Eiche, Ahorn). Die gesamte Trägerplatte 1 bzw. 11 weist eine Dicke von 18,2 mm auf, wobei die Birkenfurniere jeweils eine Dicke von 1,4 mm und die Mittellage 2 eine Dicke von 12,6 mm haben (2*1,4 mm Birkenfurnier oben, 12,6 mm Mittellage, 2* 1,4 mm Birkenfurnier unten).
  • Die Dickentoleranz der Mittellage 2 beträgt ± 0,2 mm und die Krümmung soll 1,5 mm/m nicht überschreiten. Die verwendete MDF-Mittellage 2 besitzt eine mittlere Dichte von 770 kg/m3, wobei die Dichtetoleranz ± 30kg/m3 beträgt. Die Querzugfestigkeit beträgt ≥ 0,75 N/mm2 und die Biegesteifigkeit ≥ 35 N/mm2.
  • Die Oberfläche wird zum Schutz mit einem wasserlöslichen Acryl-Lack (UV-gehärtet) beschichtet.
  • Durch die bevorzugte Verwendung von Birkenfurnier in den Außenlagen 3, 4 und des MDF-Kerns als Mittellage 2 der Trägerplatte 1 weisen die Trägerplatten 1 bzw. 11 eine gute Laserschneidbarkeit auf. Die bevorzugte Verwendung eines speziellen Harnstoffleims (BFU-20) führt zu einer laserfähigen Verleimung der Trägerplatten 1 bzw. 11. Bezüglich der Arbeitssicherheit werden die MAK-Werte bei der thermischen Zersetzung der erfindungsgemäßen Trägerplatten 1 bzw. 11 eingehalten. Die Schneidegeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Trägerplatten 1 bzw. 11 entspricht den Standardwerten. Die Maßgenauigkeit der Stanzform kann bei Sollmaßen von 0-1000 mm mit ± 0,6 mm und bei Sollmaßen > 1000mm mit ± 0,7 mm eingehalten werden. Die Homogenität im gesamten Plattenaufbau, wichtig für die Laserschneidbarkeit, kann durch die Verwendung des MDF-Kems in der Mittellage 2 eingehalten werden.

Claims (14)

  1. Trägerplatte für ein Stanzwerkzeug, die zwei Außenlagen (3, 4) aufweist, zwischen denen eine Mittellage (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (2) von einem Kern aus verdichteten Fasern gebildet wird und die Außenlagen (3,4) aus Holzfurnier gebildet sind.
  2. Trägerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlagen (3,4) jeweils zwei Schichten (5, 6; 7, 8) aus Holzfurnier umfassen.
  3. Trägerplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Schichten (5, 6; 7, 8) aus Holzfurnier eine Armierung (9, 10) angeordnet ist.
  4. Trägerplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (9, 10) eine gitterartige Struktur aufweist.
  5. Trägerplatte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (9, 10) aus Kunststoff, Metall oder Glasfasergewebe besteht.
  6. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Armierung (9, 10) eine holzleimverträgliche Schlichte aufgetragen ist.
  7. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schichten aus Holzfurnier (5,6;7,8) quer zueinander verleimt sind.
  8. Trägerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlagen (3,4) mit der Mittellage (2) mittels eines laserfähigen Klebstoffes, vorzugsweise Harnstoffleims, verbunden sind.
  9. Trägerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Mittellage (2) 30 - 99% der Gesamtdicke der Trägerplatte beträgt.
  10. Trägerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schichten (5,6;7,8) aus Holzfurnier eine Dicke von 0,1 - 2,5 mm aufweisen, bevorzugt 1,4 mm.
  11. Trägerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus verdichteten Fasern von einem MDF-Kern, einem LDF-Kern oder einem HDF-Kern gebildet wird.
  12. Trägerplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der MDF-Kern, der LDF-Kern oder der HDF-Kem aus Nadel- und/oder Laubholzfasern besteht und mit synthetischen Bindemitteln und Wachsen benetzt unter einem Heißpressverfahren plattenförmig hergestellt ist.
  13. Trägerplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel umweltfreundlich und biologisch abbaubar sind.
  14. Trägerplatten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der MDF-Kern ein MDF-Kerntyp "H" ist, der bei Verwendung eines wasserfesten Leims eine geringe Dicken- und Längsquellung aufweist.
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EP2202038A1 EP2202038A1 (de) 2010-06-30
EP2202038B1 EP2202038B1 (de) 2011-01-19
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