EP2262627A1 - Schneidlinien zum schneiden von flächigen materialien - Google Patents

Schneidlinien zum schneiden von flächigen materialien

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EP2262627A1
EP2262627A1 EP08758860A EP08758860A EP2262627A1 EP 2262627 A1 EP2262627 A1 EP 2262627A1 EP 08758860 A EP08758860 A EP 08758860A EP 08758860 A EP08758860 A EP 08758860A EP 2262627 A1 EP2262627 A1 EP 2262627A1
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EP
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cutting line
cutting
steel strip
projections
line according
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Voestalpine Precision Strip GmbH
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9295—Work supported tool [e.g., clicker die]

Definitions

  • the present invention relates to cutting lines for cutting flat materials, in particular paper, cardboard, plastics, etc.
  • the term “cutting lines” also includes special shapes such as perforating lines or cutting / scoring combinations.
  • the cutting lines In order to obtain a uniform punching result, the cutting lines must be adjusted in height. First, a trial stamping is performed and observed at which points the workpiece is cut properly and where no complete cut is made. At these points, liners made of paper or special metal or plastic tapes between Insert a new cover plate and insert the upper cover punching machine in order to locally increase the pressure on the cutting lines. This process is called trimming.
  • This trimming may extend to larger areas (the so-called "zoning”) or to only certain localities where insufficient punching occurs (the so-called “local trimming”). It takes place on a dressing sheet, a layer of material which lies between a back plate behind the cutting lines and a protective plate of the upper plate of the flatbed punching machine. On the dressing sheet, for example, smaller or larger pieces of the intermediate layers are then fixed by hand at specific locations. In between, test cuts are made to evaluate the effects of trimming. Dressing is therefore a time consuming, iterative process that requires a lot of experience and can not be used productively in the flatbed die cutting machine.
  • a cutting line comprising a steel strip with a cutting edge, a back of the steel strip opposite the cutting edge, the back having projections which at the first use of the cutting line plastically deformable and the protrusions, in particular, have a height-h of -30% -70% of the thickness D of the steel strip.
  • the protrusions substantially have a height h of 40% -60% and more preferably of substantially 50% of the thickness D of the steel strip.
  • the best results in terms of stability and deformability were achieved when the protrusions have a height h substantially in the region of half the thickness D of the steel strip.
  • the protrusions were created by milling or grinding recesses in the transverse direction of the steel strip in the back. This milling or grinding is preferably carried out after machining the cross-sectional shape of the creasing and cutting line.
  • the above object is achieved by a cutting line comprising a steel strip with a cutting edge of a back of the steel strip opposite the cutting edge, the back At the very least, the first use of the cutting line is plastically deformable; and the projections were produced by milling or grinding recesses in the transverse direction of the steel strip in the back.
  • the protrusions have substantially a height h of Q, 5% -70%, and more preferably substantially 2% -20% and more preferably 6% -10% of the thickness D of the steel strip.
  • a cutting line comprising a steel strip with a cutting edge of the cutting edge opposite back of the steel strip, the back is randentkohlt to plastically deform at the first use of the cutting line can.
  • the plastic deformability of the back of a cutting line which is desired for an automatic trimming, can also be ensured according to the invention in that the spine is edge-decarburized. This can be done both with conventional back shapes, as well as with back shapes with projections and recesses according to the other aspects of this invention, whereby the respective effects, in particular the plastic deformability of the back, can increase.
  • Tabs on a butt tip are selected so that there is a butting tip of the projections. This results before the first load a linear contact between the projections and the protective plate of the tool, which is a flat contact after the load.
  • the starting material 1 preferably consists of a tool steel and has a central cutting edge with simple plane facets (CF). Other cutting and facet shapes are also possible. Usual cutting angles are in the range rich_von_30 ° _ and 60 °. JDLeJ 7 acetten_sind_geschabt or -geschiffen, the cutting tip is cured in the usual way CF or HF.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidlinie (1), aufweisend ein Stahlband (10) mit einer Schneidkante (20), einen der Schneidkante (20) gegenüberliegenden Rücken (30) des Stahlbandes (10), wobei der Rücken (30) Vorsprünge (32) aufweist, die bei der ersten Verwendung der Schneidlinie (1) plastisch verformbar sind und die Vorsprünge (32) im Wesentlichen eine Höhe h von 30% -70% der Dicke D des Stahlbandes (10) aufweisen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Schneidlinie (1), aufweisend ein Stahlband (10) mit einer Schneidkante (20), einen der Schneidkante (20) gegenüberliegenden Rücken (30) des Stahlbandes (10), wobei der Rücken (30) Vorsprünge (32) aufweist, die bei der ersten Verwendung der Schneidlinie (1) plastisch verformbar sind und die Vorsprünge (32) durch Einfräsen oder Einschleifen von Aussparungen (36) in Querrichtung Q des Stahlbandes (10) in den Rücken (30) erzeugt wurden; sowie eine Schneidlinie (1) deren Rücken (30) randentkohlt ist, um sich bei der ersten Verwendung der Schneidlinie (1) plastisch verformen zu können.

Description

Schneidlinien zum Schneiden von flächigen Materialien
1. Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft Schneidlinien zum Schneiden von flächigen Materialien, insbesondere Papier, Karton, Kunststoffe, etc.. Unter die Bezeichnung Schneidlinien fallen auch Sonderformen wie Perforierlininen oder Schneid- Rill-Kombinationen.
2. Stand der Technik
Schneidlinien sind im Stand der Technik bekannt und bestehen aus einem Stahlband mit einer Schneidkante, zwei parallelen Seitenflächen und einem Rücken gegenüber der Schneidkante. Schneidlinien werden entsprechend der gewünschten Form eines Zuschnittes gebogen, abgelängt und in eine Trägerplatte eingesetzt. Das so entstandene Stanzwerkzeug wird u.a. in Flachbettstanzen eingesetzt, um beispielsweise Kartonagen auszustanzen. Üblicherweise umfasst eine Flach- bettstanzmaschine eine ebene obere Platte, an der das Werkzeug befestigt wird, sowie eine ebene untere Platte, mit der das Werkstück gegen das Stanzwerkzeug gepresst wird. Das Stanzwerkzeug besteht aus einer mit Schlitzen versehenen Trägerplatte, üblicherweise aus einem Holzwerkstoff, wobei in die Schlitze die vorgebogenen Schneidlinien eingesetzt werden. Die Schlitze in der Trägerplatte sind üblicherweise durchgängig, so dass der Rücken der Schneidlinien an der oberen Platte der Flachbettstanzmaschine ansteht.
Um ein gleichmäßiges Stanzergebnis zu erhalten, müssen die Schneidlinien in ihrer Höhe eingestellt werden. Zunächst wird eine Probestanzung durchgeführt und beobachtet, an welchen Stellen das Werkstück geeignet geschnitten ist und an welchen Stellen kein vollständiger Schnitt erfolgt ist. An diesen Stellen werden Zwischenlagen aus Papier oder speziellen Metall- oder Kunststoffbändern zwi- jschen eineχRΛickeni)latte_und_der o_beren_Platte derJF_lachbettstanzmaschine-einge= — fügt, um dort lokal den Druck auf die Schneidlinien zu erhöhen. Dieser Vorgang wird als Zurichten bezeichnet.
Dieses Zurichten kann sich auf größere Bereiche erstrecken (das sogenannte „Zo- nenzurichten") oder auf nur bestimmte lokale Stellen, an denen eine unzureichende Stanzung auftritt (das sogenannte „lokale Zurichten"). Es erfolgt auf einem Zurichtbogen, einer Materialschicht die zwischen einer Rückenplatte hinter den Schneidlinien und einer Schutzplatte der oberen Platte der Flachbettstanzmaschine liegt. Auf dem Zurichtbogen werden dann von Hand beispielsweise kleinere oder größere Stücke der Zwischenlagen an bestimmten Stellen fixiert. Dazwischen erfolgen jeweils Probestanzungen, um die Auswirkungen des Zurichtern zu beurteilen. Das Zurichten ist daher ein zeitaufwendiger, iterativer Prozess, bei dem viel Erfahrung notwendig ist und die Flachbettstanzmaschine nicht produktiv verwendet werden kann.
Da solch ein manuelles Zurichten zeitaufwändig ist und teuren Maschinenstillstand erfordert, ergibt sich einen Bedarf für Verfahren und Hilfsmittel zur Verringerung dieses Aufwands.
Dazu wurden bereits verschiedene Lösungsmöglichkeiten vorgeschlagen, unter Anderem elastisch-plastisch verformbare Zwischenlagen, die hinter der Stanzform oder unter der Stanzplatte eingebracht werden, um Druckunterschiede auszugleichen. So zeigt beispielsweise die DE 33 17 777 Cl ein System, bei dem die Schneidlinien auf ihrer Rückenseite gehärtete Schneiden aufweisen, die bei den Stanzvorgängen in eine derartige Zwischenplatte eindringen können.
Weiterhin wurde beispielsweise in der DE 199 13 216 Cl vorgeschlagen, Schneidlinien mit einem querschnittsreduzierten Bereich zu verwenden, der sich bei der Verwendung der Schneidlinie staucht, um eine Höhenanpassung der Schneidlinie automatisch durchzuführen. Schließlich wurde in der DE 31 35 980 Cl vorgeschlagen, eine Schneidlinie zu verwenden, die einen verformbaren Rücken aufweist, der eine selbstregulierende Stanzmessereinstellung ermöglichen soll. Es wird vorgeschlagen, den Rücken der Schneidlinie beidseitig über einen großen Bereich anzufasen, den Messerrücken im Querschnitt mit Zähnen zu versehen oder seitliche Nuten einzubringen.
Die vorgeschlagenen Geometrien weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie entweder nicht im gewünschten Maß zum Erfolg oder zu einer Instabilität der Schneidlinie führen, was zu einem unvollständigen Höhenausgleich und einem ungenauen Stanzergebnis führt. Aus diesem Grund wurden derartig geformte Schneidlinien auf dem Markt nicht angenommnen.
Weiterhin wären die im Stand der Technik vorgeschlagenen Linienquerschnitte nur sehr aufwendig fertigen, was derartige Linien sehr teuer machen würde. Weiterhin ist eine automatische Bearbeitung, insbesondere ein automatisches Biegen derartiger Linienquerschnitte nicht oder nicht ohne Randaufstauchung möglich.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ausgangsmaterial für Schneidlinien bereitzustellen, welches einerseits eine automatische Zurichtung ermöglicht, aber andererseits nicht die Nachteile der im Stand der Technik bereits bekannten Schneidlinien aufweist. Da Schneidlinien heute größtenteils maschinell verarbeitet, insbesondere gebogen werden, muss gewährleistet sein, dass eine derartige Schneidlinienausführung dies auch störungsfrei zulässt.
3_. Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Schneidlinie gemäß Patentanspruch 1, 4 oder 6. Insbesondere werden die oben genannten Aufgaben gelöst durch eine Schneidlinie, aufweisend ein Stahlband mit einer Schneidkante, einen der Schneidkante gegenüberliegenden Rücken des Stahlbandes, wobei der Rücken Vorsprünge aufweist, die bei der ersten Verwendung der Schneidlinie plastisch verformbar sind und die Vorsprünge,imJW,esentlichen eine-Höhe-h-von- 30% - 70% der Dicke D des Stahlbandes aufweisen.
Aufgrund von Berechnungen und Versuchen wurde herausgefunden, dass ein der- artiges Ausgangsmaterial, welches an seinem Rücken Vorsprünge aufweist, die ein bestimmtes Verhältnis von ihrer Höhe zu der Dicke des Stahlbandes aufweisen, einerseits einen selbständigen Höhenausgleich der Schneidlinie ermöglichen, wobei andererseits die Stabilität dieser Schneidlinie nicht beeinträchtigt wird. Bei der erstmaligen Belastung eines Werkzeugs mit derartigen Schneidlinien werden die am höchsten belasteten Vorsprünge durch die auftretenden lokalen Druckspannungen plastisch verformt, wobei eine automatische Zurichtung erfolgt. Bei den folgenden Belastungen des Werkzeugs herrscht dann idealerweise auf jedem Abschnitt der Schneidlinie die gleiche Druckspannung.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsprünge im Wesentlichen eine Höhe h von 40% - 60% und noch bevorzugter von im Wesentlichen 50% der Dicke D des Stahlbandes auf. Die besten Ergebnisse im Hinblick auf Stabilität und Verformbarkeit wurden erzielt, wenn die Vorsprünge im Wesentlichen eine Höhe h aufweisen, die im Bereich der halben Dicke D des Stahlbandes lagen. Höhere Vorsprünge, wie sie beispielsweise der Stand der Technik vorschlägt, verformen sich eher elastisch, kippen unkontrolliert zur Seite, oder das Stahlband kippt in der Nut der Trägerplatte.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wurden die Vorsprünge durch Einfräsen oder Einschleifen von Aussparungen in Querrichtung des Stahlbandes in den Rücken erzeugt. Dieses Einfräsen oder Einschleifen wird bevorzugt nach der Bearbeitung der Querschnittsform der Rill- und Schneidlinie durchgeführt.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die o.g. Aufgabe durch eine Schneidlinie gelöst, aufweisend ein Stahlband mit einer Schneidkante einen der Schneidkante gegenüberliegenden Rücken des Stahlbandes, wobei der Rücken Vorepräng^au^eist,jdieieLdeLjerstenJVerwendung der-Schneidlinie plastiseh- verformbar sind; und die Vorsprünge durch Einfräsen oder Einschleifen von Aussparungen in Querrichtung des Stahlbandes in den Rücken erzeugt wurden.
Hierbei wurde überraschend festgestellt, dass es bei derartigen Schneidlinien aufgrund der quer zur Biegerichtung eingebrachten Aussparungen zu keiner Randüberhöhung bzw. Rückenaufstauchung während des Biegens kommt, da der Rückenbereich durch die quer verlaufenden Aussparungen entlastet ist. Dies hat Vorteile im Hinblick auf das Zurichten, da auch gebogene Schneidlinien dann ihre ursprüngliche Höhe beibehalten und insgesamt viel weniger Zurichtung erforderlich ist. Durch die quer zum Stahlband angeordneten Aussparungen kann daher auch die eigentliche Höhe der Vorsprünge für eine automatische Zurichtung durch plastische Verformung kleiner gewählt werden.
Auch mit derartigen Schneidlinien verformen sich bei der erstmaligen Belastung eines Werkzeugs mit solchen Schneidlinien die am höchsten belasteten Vorsprünge durch die auftretenden lokalen Druckspannungen plastisch, wobei eine automatische Zurichtung erfolgt. Bei den folgenden Belastungen des Werkzeugs herrscht dann idealerweise auf jedem Abschnitt der Schneidlinie die gleiche Druckspan- nung wodurch eine manuelle Zurichtung eingespart werden kann oder nur noch sehr wenig manuell zugerichtet werden muss.
Weiterhin können quer zum Stahlband verlaufende Aussparungen viel einfacher und genauer eingebracht werden als anders angeordnete Aussparungen. Sie lassen sich erfindungsgemäß einfach und kostengünstig in den Rücken einschleifen oder einfräsen. Hierbei ist zu beachten, dass Schneidlinien oft nur eine sehr geringe Dicke von unter einem Millimeter aufweisen, so dass komplexe Rückenformen technologisch und wirtschaftlich nicht herstellbar sind. Weiterhin ist durch diese spanabhebenden Bearbeitungsarten gewährleistet, dass sich an der gewünschten und exakt einzuhaltenden Höhe der Schneidlinie bei der Bearbeitung nichts an- ^dert._ Erfindungsgemäße selbst zurichtende Schneidlinien-lassen-sich daher sehr exakt und dennoch kostengünstig fertigen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsprünge im Wesentlichen eine Höhe h von Q,5% - 70% und noch bevorzugter von irn Wesentlichen 2% - 20% und noch bevorzugter von 6% - 10% der Dicke D des Stahlbandes auf. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass bei quer zum Stahlband eingebrachten Aussparungen nur Aussparungen mit vergleichsweise geringen Höhen notwendig sind für eine automatische Zurichtung. Dies hat selbstverständlich auch große Vorteile im Hinblick auf die Stabilität der Schneidlinie in der Nut der Trägerplatte.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die o.g. Aufgabe durch eine Schneidlinie gelöst, aufweisend ein Stahlband mit einer Schneidkante einen der Schneidkante gegenüberliegenden Rücken des Stahlbandes, wobei der Rücken randentkohlt ist, um sich bei der ersten Verwendung der Schneidlinie plastisch verformen zu können.
Die plastische Verformbarkeit des Rückens einer Schneidlinie, die für ein selbst- tätiges Zurichten gewünscht ist, kann erfindungsgemäß auch dadurch gewährleistet werden, dass der Rücken randentkohlt wird. Dies kann sowohl bei üblichen Rückenformen geschehen, als auch bei Rückenformen mit Vorsprüngen und Aussparungen gemäß den anderen Aspekten dieser Erfindung erfolgen, wobei sich die jeweiligen Effekte, insbesondere die plastische Verformbarkeit des Rückens, ver- stärken können.
Für eine Randentkohlung wird dem Stahl im Bereich des Rückens durch Diffusion der Kohlenstoff entzogen und so ein weiches ferritisches Gefüge im Bereich des Rückens erzeugt, welches sich leicht plastisch verformen lässt. Prozesstech- nisch kann eine solche Entkohlung erzielt werden, indem der Randbereich der Schneidlinie-unter-erhöhten-^Temperaturen einer— reduzierenden-Schutzgasatmo— Sphäre ausgesetzt wird.
Auch mit derartigen, im Rückenbereich randentkohlten Schneidlinien, verformt sich bei der erstmaligen Belastung eines Werkzeugs mit solchen Schneidliniεn der Rückenbereich durch die auftretenden lokalen Druckspannungen plastisch, wobei eine automatische Zurichtung erfolgt. Bei den folgenden Belastungen des Werkzeugs herrscht dann idealerweise auf jedem Abschnitt der Schneidlinie die gleiche Druckspannung wodurch eine manuelle Zurichtung eingespart werden kann oder nur noch sehr wenig manuell zugerichtet werden muss.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rücken der Schneidlinie bis zu einer Tiefe von 5 μm - 100 μm randentkohlt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rücken in einem Querschnitt durch eine Spitze der Vorsprünge abgerundet. Durch diese Rückenform, die zusätzlich in Querrichtung abgerundet ist, ergibt sich eine Knien- oder punktförmige Auflagefläche des Rückens an der Rückenplatte des Werkzeugs, wodurch die plastische Verformung der Vorsprünge weiterhin erleichtert wird. Zudem wird das Einführen der Schneidlinien in die Nuten des Trägerbandes erleichtert. Schließlich vermindert eine derartige Querschnittsform weiterhin den Effekt der sog. Rückenaufstauchung in engen Biegeradien. Beim Biegen von engen Radien ergäbe sich üblicherweise eine Vergrößerung der Gesamthöhe H der Schneidli- nien im Bereich von bis zu 0,2 mm je nach Dicke der Schneidlinien und Biegera- dius, was erfϊndungsgemäß vermieden wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Rücken in einem Querschnitt durch eine Spitze der Vorsprünge beidseitig abgeschrägt oder doppeltkonkav ausgebildet. Auch diese Rückenformen erleichtern ein genau definiertes Maß an plastischer Verformung bei ausreichender Stabilität des Rückens. In einer weiteren bevorzugten. Ausfuhrungsform Jst_der_Rücken in einem Querschnitt durch eine Spitze der Vorsprünge halbkreisförmig abgerundet, wobei der Rundungsradius r der halben Dicke D des Stahlbandes entspricht. Diese Ausfuhrungsform ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Rückenaufstauchung wobei gleichzeitig eine ausreichend hohe Stabilität des Rückens der Rill- und Schneidlinie in Querrichtung bereitgestellt wird. Es ergibt sich durch den in Querrichtung abgerundeten Rücken eine quasi mittige Krafteinleitung auf die Rilloder Schneidlinien, wodurch Querkräfte vermieden werden. Ein Kippen der RiIl- und Schneidlinie in der Nut der Trägerplatte wird daher wirkungsvoll verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsprünge in einem Längsschnitt durch eine Spitze der Vorsprünge konkave Flanken auf. Weiter bevorzugt weist der Rücken im Längsschnitt kreisabschnittsförmige, insbesondere halbrunde, Aussparungen mit einem Radius auf. Durch die konkaven, insbesonde- re runden Flanken der Vorsprünge - in Längsrichtung der Rill- und Schneidlinie gesehen - weisen die Vorsprünge eine progressive Kennlinie gegenüber von oben eingeleiteten Druckkräften auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um sowohl bei auszugleichenden kleinen Höhenunterschieden als auch bei großen Höhenunterschieden eine plastische und nicht nur eine elastische Verformung der Vorsprünge sicherzustellen. Bevorzugt entspricht der Radius der Aussparungen 10% - 250%, bevorzugter 20% - 150% und noch bevorzugter im Wesentlichen 100% der Dicke des Stahlbandes.
Bevorzugt weisen die Vorsprünge in einem Längsschnitt durch eine Spitze der Vorsprünge eine spitz zulaufende Spitze auf. Im Extremfall wird beispielsweise der Radius der Flanken und der Abstand der Vorsprünge zueinander so gewählt, dass sich eine spitz zulaufende Spitze der Vorsprünge ergibt. Damit ergibt sich vor der ersten Belastung ein punkförmiger Kontakt zwischen den Vorsprüngen und der Schutzplatte des Werkzeugs, der nach der Belastung zu einem flächigen Kontakt wird. Bevorzugt_weisen die-Vorsprünge in-einem- Längssehnitt-durch-eine-Spitze-der-
Vorsprünge eine stumpf zulaufende Spitze auf. Hier wird beispielsweise der Radius der Flanken und der Abstand der Vorsprünge zueinander so gewählt, dass sich eine stumpf zulaufende Spitze der Vorsprünge ergibt. Damit ergibt sich vor der ersten Belastung ein linienforrriiger Kontakt zwischen den Vorsprängen und der Schutzplatte des Werkzeugs, der nach der Belastung zu einem flächigen Kontakt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die stumpf zulaufende Spitze eine Länge 1 von 1% - 50%, bevorzugter 5% - 30% und noch bevorzugter 20% der Dicke D des Stahlbandes auf.
Bevorzugt wurde der Rücken angelassen und/oder weichgeglüht und/oder randentkohlt, um seine plastische Verformbarkeit zu erhöhen. Durch das Anlassen oder auch durch partielles Weichglühen oder die Randentkohlung wird eine plastische Verformbarkeit des Rückens erhöht und damit durch die niedrigeren Druckkräfte beim automatischen Zurichten die Schneidkante geschont.
Die oben genannten Aufgaben werden ebenfalls gelöst durch das Verwenden ei- ner oben beschriebenen Schneidlinie in einer Stanzmaschine, insbesondere in einer Flachbettstanzmaschine oder in einer Rotationsstanzmaschine.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Be- zugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Schneidlinie; -Eig. 2 -eine Detailansicht der-Figur— 1-j-die-den-oberen Teil-einer erfindungsgemäßen Schneidlinie im in Querrichtung Q geschnittenen Zustand, entlang der Linie A-A aus Fig. 3 zeigt;
Fig. 3 eine Detailansicht von der Seite einer Ausführungsforrn einer εrfindungs- gemäßen Schneid- oder Rilllinie, im in Längsrichtung L geschnittenen Zustand, entlang der Linie B-B aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Detailansicht einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemä- ßen Rill- oder Schneidlinie, im in Längsrichtung L geschnittenen Zustand, entlang der Linie B-B aus Fig. 2;
Fig. 5 eine Detailansicht des oberen Teils einer erfindungsgemäßen Schneidlinie im in Querrichtung Q geschnittenen Zustand mit einer beidseitig abge- schrägten Rückenform;
Fig. 6 eine Detailansicht des oberen Teils einer erfindungsgemäßen Schneidlinie im in Querrichtung Q geschnittenen Zustand mit einer doppelt-konkaven Rückenform;
Fig. 7 eine kombinierte Seitenansicht (links) und Schnittansicht in Querrichtung (rechts) einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidlinie; und
Fig. 8 und 9 mikroskopische Detailansichten von längsgeschnittenen Rückenbereichen von erfindungsgemäßen Schneidlinien.
5,. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfin- düng unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail erläutert. Figur l_zeigt eine_erste_Ausführungsform einer_erfindungsgemäßen-SGhneidlinie- 1. Die Schneidlinie 1 besteht im Wesentlichen aus einem flachen Stahlband 10 mit einer Höhe H im Bereich von ca. 8 bis 100 mm, einer Dicke D im Bereich von 0,45 bis 2,13 mm (1,3 - 6 pt), einer beliebigen Länge sowie einer Schneidkante 20. Sonderformen der Schneidlinien, wie oben erwähnt, weisen andere Kantenformen 20 auf und sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Gegenüber der Schneidkante 20 befindet sich der Rücken 30 des Stahlbandes 10 bzw. der Schneidlinie 1, der in dieser bevorzugten Ausführungsform abgerundet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Rücken 30 halbkreisförmig abgerundet und weist einen Rundungsradius r auf, der im Wesentlichen der halben Dicke D des Stahlbandes 10 entspricht.
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch den Bereich des Rückens 30 im Detail darge- stellt. Hier ist besonders gut die halbkreisförmige Abrundung des Rückenbereichs 30 im Querschnitt dargestellt. Die Abrundung des Rückenbereichs 30 wird ähnlich zu den Facetten des Schneidenbereichs 20 durch Schleifen oder Schaben des Stahlbandes 10 erzeugt.
Figur 3 zeigt den Rückenbereich des Stahlbandes in der Seitenansicht. Man erkennt, dass der Rücken Vorsprünge 32 aufweist, die dadurch hergestellt werden, dass in den Rücken Aussparungen 36 eingeschliffen werden. In der in Figur 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist der Rücken im Längsschnitt halbrunde Aussparungen 36 auf, die einen Radius R1 aufweisen. Der Radius R1 kann in einer Ausführungsform im Bereich der halben Dicke D des Stahlbandes 10 liegen.
In anderen in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen ist der Rücken 30 im Querschnitt beidseitig-ab geschrägt oder doppelt-konkav ausgebildet. Der Abstand zwischen^ _den_Aussparungen _36 _wurde-so-gewählt,-dass-sich-eine- stumpf zulaufende Spitze 34 der Vorsprünge 32 ergibt, die somit eine Länge 1 aufweisen. Bevorzugt beträgt die Länge 1 1 % bis 20 % der Dicke D des Stahlbandes 10 und in einer Ausführungsform 0,05 bis 0,15 mm, bevorzugt 0,08 mm bis 0,13 mm und besonders bevorzugt 0.1 1 mm.
In dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe h ca. 0,35 mm und damit ca. 50 % der Dicke D des Stahlbandes 10 von 0,71 mm.
In Figur 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Rückenbereichs eines Ausgangsmaterials 1 für Schneidlinien dargestellt. In dieser Ausführungsform wurde der Radius R2 größer gewählt als der Radius Ri der Aussparungen 36 aus Figur 3. Dadurch ergibt sich spitz zulaufende Spitze 34 der Vorsprünge 32 und eine geringere Höhe h der Vorsprünge 32. Der Radius R2 kann bevorzugt im Be- reich der Dicke D des Stahlbandes 10 liegen. Bevorzugt entspricht der Radius R2 50% - 150%, noch bevorzugter im Wesentlichen 100% der Dicke D des Stahlbandes 10.
Bei einer ersten Verwendung des Ausgangsmaterials 1 als Rill- oder Schneidlinie verformt sich erfindungsgemäß der Rückenbereich 30 des Stahlbandes 10. An Stellen hoher Belastung der Rill- oder Schneidlinie verformt sich das Stahlband 10 zunächst elastisch und bei Übersteigen der Streckgrenze auch plastisch und zwar zuerst im Bereich mit der höchsten Druckbelastung. Beim erfindungsgemäßen Ausgangsmaterial 1 sind die Bereiche der höchsten Belastungen die Spitzen 34 der Vorsprünge 32. Die Vorsprünge 32 wirken daher zunächst wie elastische Federn. Bei Überstreiten der Streckgrenze in diesen lokalen Bereich verformen sie sich plastisch, d.h. sie werden plastisch zusammengedrückt, und sorgen so für ein automatisches Zurichten. Diese plastische Änderung der Höhe ist in Figur 3 durch die Höhe hv nach der Verformung dargestellt. Beim Zusammendrücken der Vor- Sprünge 34 vergrößert sich demgemäß auch die Länge der stumpfen Spitze von 1 auf Iy Gleiches gilt für eine Rill- und Schneidlinie gemäß der Ausführungsform von Figur 4. Bei einer ersten Belastung werden die Vorsprünge 32 an ihrer Spitze plastisch verformt, so dass sie abgeflacht werden und nach der Verformung eine Höhe hv und eine stumpf zulaufende Spitze 34 mit einer Länge lv aufweisen.
Durch die bevorzugten in Längsrichtung der Rill- und Schneidlinen konkaven Flanken 38 und die in Querrichtung halbrunden bzw. konvexen Flanken 39 der Vorsprünge 32 ergibt sich eine progressive Kraft- Weg- Kennline die eine Zurich- tung über einen großen Bereich ermöglicht und dennoch die notwendige Stabilität aufweist, um ein einwandfreies Stanzergebnis oder Rillergebnis zu gewährleisten. Dies gilt im besonderen Maße dann, wenn die Rill- oder Schneidlinien gebogen oder abgeknickt werden müssen, für den Bereich des Biege-Radiuses. Insbesondere tritt in diesem Bereich ein verringerter Effekt der Rückenaufstauchung auf, der zu einem erhöhten Druck in diesem Bereich führen würde.
Durch die eingeschliffenen oder eingefrästen Aussparungen verringert sich die Kontaktfläche zwischen dem Rücken 30 und der Rückenplatte der Stanzmaschine, wodurch die Kontaktspannungen im Vergleich zu gewöhnlichen Rückenformen stark erhöht werden. Dadurch wird gewährleistet, dass bei der ersten Verwendung an den Spitzen 34, die der höchsten Belastung ausgesetzt sind, eine derart hohe Kontaktspannung entsteht, die eine plastische Verformung an dieser Stelle hervorruft, ohne dass das Stahlband 10 und insbesondere die Schneid- oder Rillkante 20 plastisch verformt wird. Daraus ergibt sich eine Höhenreduktion der Höhe H des Stahlbandes 10 und somit ein automatisches Zurichten der Schneidlinien.
Durch die Abrundung des Rückens im Querschnitt lässt sich darüber hinaus die Rill- oder Schneidlinie einfach in die gelaserten Schlitze der Trägerplatte einbringen. Andere Rückenformen_sind-ebenfalls denkbar., die auch im Quersehnitt-Abschnitte- mit geraden oder konkaven Konturen aufweisen, und so die Progressivität des plastischen Widerstandes weiter verstärken.
Figur 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform eines Rückens 30 eine Schneidlinie 1 , wobei die Höhe h der Vorsprünge geringer ist, als in der Ausführungsform von Fig. 3. Insbesondere zeigt diese Ausführungsform einen im Querschnitt abgerundeten Rücken mit einem Radius r, der der Hälfte der Dicke D der Schneidlinie 1 entspricht.
Die gestrichelte Line 33 im rechten Teil der Figur 7 verdeutlicht, dass sich die Aussparungen 36 und die Vorsprünge 32 nur im oberen Teil der Abrundung des Rückens 30 befinden.
In dieser Ausführungsform wurden zwei Versuchsmuster gefertigt, die beim Einsatz in einer Stanzmaschine eine ausreichende Selbstzurichtung zeigten. Die Schneidlinien hatten die folgenden Maße:
In Figur 8 ist eine mikroskopische Schnittansicht des Musters I entlang der Linie C-C aus Figur 7 dargestellt. In Figur 9 ist eine mikroskopische Schnittansicht des Musters II entlang der Linie C-C aus Figur 7 dargestellt. An den mikroskopischen -Riefen-in-Querrichtung-Q-ist-erkennbavdass-die-Aussparungen-Sό-mit-einer-dün— nen Schleifscheibe (Dicke der Schleifscheibe ca. 0,5 mm) eingeschliffen wurden.
Zur Verbesserung der plastischen Verformbarkeit des Rückens 30 wird dieser nach dem Karten des Ausgangsrnatεrials 1 angelassen oder sogar partiell weich- geglüht.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein automatisches Zurichten auch mit einer Schneidlinie erfolgen, deren Rücken bis zu einer Tiefe von 5 μm - 100 μm randentkohlt ist. Das randentkohlte ferritische Material des Rückenbereichs ist vergleichsweise weich und lässt sich leicht plastisch verformen, was ebenfalls zu einer automatischen Zurichtung bei der ersten Verwendung derartiger Schneidlinien führt. Über die Tiefe der Randentkoh- lung lässt sich die maximal mögliche Zurichtung einstellen und so die Schneidli- nien auf unterschiedliche Anwendungsfälle anpassen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die oben beschriebenen Schneidlinie mit Vorsprüngen und Aussparungen im Rücken zusätzlich im Rückenbereich zu entkohlen, um damit die plastische Verformbarkeit weiter zu erhöhen.
Derartige Schneidlinien können in Stanzmaschinen, insbesondere in einer Flach- bettstanzmaschine oder in einer Rotationsstanzmaschine verwendet werden. Durch die besondere Ausgestaltung und Dimensionierung der Vorsprünge 32 des Rückens 30 wird eine Schneidlinie 1 für Stanzwerkzeuge bereitgestellt, die zum ersten Mal in der Praxis einsetzbar ist, und den Aufwand für zeit- und kostenintensives manuelles Zurichten deutlich reduziert.
Bevorzugt besteht das Ausgangsmaterial 1 aus einem Werkzeugstahl und besitzt eine mittige Schneide mit einfachen Ebenenfacetten (CF). Andere Schneiden- und Facettenformen sind ebenfalls möglich. Übliche Schneidenwinkel liegen im Be- reich_von_30°_ und 60°. JDLeJ7 acetten_sind_geschabt oder-geschliffen, die -Schneidspitze ist auf übliche Weise CF oder HF gehärtet.

Claims

Patentansprüche
1. Schneidlinie (1) aufweisend:
a. ein Stahlband (10) mit einer Schneidkante (20);
b. einen der Schneidkante (20) gegenüberliegenden Rücken (30) des Stahlbandes (10); wobei
c. der Rücken (30) Vorsprünge (32) aufweist, die bei der ersten Verwendung der Schneidlinie (1) plastisch verformbar sind; und
d. die Vorsprünge (32) im Wesentlichen eine Höhe (h) von 30% - 70% der Dicke (D) des Stahlbandes (10) aufweisen.
2. Schneidlinie gemäß Anspruch 1 wobei die Vorsprünge (32) im Wesentlichen eine Höhe (h) von 40% - 60% und bevorzugt von im Wesentlichen 50% der Dicke (D) des Stahlbandes (10) aufweisen.
3. Schneidlinie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei Vorsprünge (32) durch Einfrä- sen oder Einschleifen von Aussparungen (36) in Queπϊchtung (Q) des Stahlbandes (10) in den Rücken (30) erzeugt wurden.
4. Schneidlinie (1) aufweisend:
a. ein Stahlband (10) mit einer Schneidkante (20); b^ einen_deiLSchneidkante_(20) -gegenüberliegenden Rücken-(30)-des Stahlbandes (10); wobei
c. der Rücken (30) Vorsprünge (32) aufweist, die bei der ersten Verwendung der Schneidlinie (1) plastisch verformbar sind; wobei
d. die Vorsprünge (32) durch Einfräsen oder Einschleifen von Aussparungen (36) in Querrichtung (Q) des Stahlbandes (10) in den Rücken (30) erzeugt wurden.
5. Schneidlinie gemäß Anspruch 4, wobei die Vorsprünge (32) im Wesentlichen eine Höhe (h) von 0,5% - 70 % und bevorzugt von im Wesentlichen 2% - 20% und noch bevorzugter von 6% - 10% der Dicke (D) des Stahlbandes (10) aufweisen.
6. Schneidlinie (1) aufweisend:
a. ein Stahlband (10) mit einer Schneidkante (20);
b. einen der Schneidkante (20) gegenüberliegenden Rücken (30) des Stahlbandes (10); wobei
c. der Rücken (30) randentkohlt ist, um sich bei der ersten Verwendung der
Schneidlinie (1) plastisch verformen zu können.
7. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 1 - 6, wobei der Rücken (30) bis zu einer Tiefe von 5 μm - 100 μm randentkohlt ist.
8. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 1 - 7, wobei der Rücken (30) in ei- nem Querschnitt durch eine Spitze (34) der Vorsprünge (32) abgerundet ist oder-wobei-der- Rüeken-(3Θ) in-einem Querschnitt-durch eine-Spitze (-34) der-
Vorsprünge beidseitig abgeschrägt oder doppelt-konkav ausgebildet ist.
9. Schneidlinie gemäß Anspruch 1 - 8, wobei der Rücken (30) in einem Querschnitt durch eine Spitze (34) der Vorspränge (32) halbkreisförmig abgerundet ist, wobei der Rundungsradius (r) im Wesentlichen der halben Dicke (D) des Stahlbandes (10) entspricht.
10. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die Vorsprünge (32) in einem Längsschnitt durch eine Spitze (34) der Vorsprünge (32) konkave Flanken (38) aufweisen.
1 1. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 3 - 9, wobei die Aussparungen (36) im Längsschnitt kreisabschnittsförmig, insbesondere halbrund, mit einem Ra- dius (R1, R2). geformt sind.
12. Schneidlinie gemäß Anspruch 11, wobei der Radius (R2) der Aussparungen 10% - 250%, bevorzugt 20% - 150% und noch bevorzugter im Wesentlichen 100% der Dicke (D) des Stahlbandes (10) entspricht.
13. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 1 - 12, wobei die Vorsprünge (32) in einem Längsschnitt durch eine Spitze (34) der Vorsprünge (32) eine spitz zulaufende Spitze (34) aufweisen oder eine stumpf zulaufende Spitze (34) mit einer Länge (1) von 1% - 50%, bevorzugt 5% - 30%, noch bevorzugter 20% der Dicke (D) des Stahlbandes (10) aufweisen.
14. Schneidlinie gemäß einem der Ansprüche 1 - 13, wobei der Rücken (30) angelassen und/oder weichgeglüht und/oder randentkohlt wurde, um seine plastische Verformbarkeit zu erhöhen. -15. Verwendung einer-Schneidlinie-(-l-)-gemäß-einem-der-Ansprüehe l- — 14 in-ei- ner Stanzmaschine, insbesondere in einer Flachbettstanzmaschine oder in einer Rotationsstanzmaschine.
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