Schnittwerkzeugcutting equipment
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnittwerkzeug, insbesondere für Blechplatinen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cutting tool, in particular for sheet metal blanks, according to the preamble of claim 1.
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 hohlzylindri- sches, 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 Stanzgutmaterial ieπ starke Gratbildungen auf der Nutzteilunter- und/oder wulstförmige Verdickungen auf der -Oberseite zeigen.Cutting tools of this type, as are known, for example, from DE 101 40 496 A1, US Pat. No. 3,137,188 A or US Pat. No. 4,607,553 A for punching flat sheet material, mostly plastic or cardboard, contain a hollow cylindrical one-sided or V-shaped sharpened cutting knife, which, without the need for a counter tool, only requires a relatively hard punched material support surface, whereby according to US Pat. With cutting tools of this type, the problem arises that the material to be cut is displaced as the cutting knife passes through on both sides of the cutting knife edge, that is to say both towards the punching waste and towards the punching useful part, with the result that the punching useful parts have an unclean edge and are particularly evident in sheet metal blanks or other, plastically deformable die-cut material ie π show strong burrs on the bottom and / or bulge-shaped thickenings on the top.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Stanznutzteil beim Stanzhub des Schnittmessers eine qualitativ hochwertige und insbesondere bei Blechplatinen weitgehend grat- und wulstfreie Berandung erhält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schnittwerkzeug mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The object of the invention is to design a cutting tool of the type mentioned at the outset such that the punching useful part is given a high-quality edge which is largely free of burrs and bulges, in particular in the case of sheet metal blanks, during the punching stroke of the cutting knife. This object is achieved by a cutting tool with the features specified in claim 1.
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 frei- gehaltenes Stanznutzteil.According to the invention, through the lateral deflection of the cutting knife edge in a targeted manner under the action of the pressure cushion, the material to be punched is displaced on one side in the direction of the punching waste, thereby effectively preventing a bead or burr-forming material structure at the edge of the useful part. The result is an extremely precisely cut punched part that is largely kept free from disruptive material protrusions.
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 Stirnflä- ehe 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 für faseriges Stanzgut 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 höchstfesteπ 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.In the preferred application of the invention, according to which the cutting knife has a hollow cross section and the punched useful part lies on the inside of the cutting knife edge, the cutting knife is radially widened in the cut edge region by the pressure cushion arranged in the cross-sectional interior of the cutting knife. In order to avoid injuries to the pressure pad during the punching stroke of the cutting blade, but at the same time exert high lateral deformation forces on the cutting blade from the side of the pressure pad, the pressure pad in its relaxed state, with its end face on the part to be cut, is preferably arranged essentially flush with the cutting plane of the cutting blade. If the cutting knife is chamfered in the direction of the cutting edge, the chamfer preferably lies on the side facing away from the pressure pad, the cutting knife expediently having an additional chamfer on the side facing the pressure pad in the direction of the cutting edge in view of an improved cutting quality for fibrous punched material. For reasons of improved elasticity behavior, the cutting knife can be provided with at least one parting line which extends to the cutting edge. In a particularly preferred manner, the cutting knife is made of flexible strip steel, namely of a very strong chromium-nickel steel with high elasticity, which has excellent wear resistance and penetrates even stacked sheet metal boards easily and with high cutting quality. The flexible properties of such a strip steel are expediently used to produce different cutting geometries with the cutting tool in a structurally simple manner in connection with a variable fastening of the cutting knife to the knife holder.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the drawings. They show in a highly schematic representation:
Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schnittwerkzeug in teilweise geschnittener Darstellung;1 shows a cutting tool designed according to the invention in a partially sectioned illustration;
Fig. 2A, 2B eine vergrößerte Teildarstellung des Schnittwerkzeugs nach Fig. 1 in unterschiedlichen Schnittphasen; und2A, 2B an enlarged partial illustration of the cutting tool according to FIG. 1 in different cutting phases; and
Fig. 3 die Unteransicht eines Messerhalters mit variabel einstellbaren Befestigungselementen für ein Bandstahl- Schnittmesser.Fig. 3 is the bottom view of a knife holder with variably adjustable fasteners for a band steel cutting knife.
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.The cutting tool shown in the figure serves to cut out a disk-shaped punching useful part 1 from a sheet metal plate 2 and for this purpose contains a band steel cutting knife 4 fastened to a knife holder 3 with a cutting edge 5 and a pressure pad 6 filling the hollow cross section enclosed by the cutting knife 4, which consists of an elastomeric material, such as rubber or plastic, and in a relaxed state (FIG. 1) is arranged with its end face 7 on the utility part side essentially flush with the cutting knife edge 5.
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 Stanzabfalis 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.During the punch stroke of the cutting tool, the pressure pad 6 is pressed approximately simultaneously with the penetration of the cutting knife edge 5 into the on a fixed support 8, e.g. made of steel, positioned sheet metal board 2 pressed against the punched part 1 (Fig. 2A). The pressure pad 6 thus acts as a hold-down device for the punched useful part 1. In addition, however, the cutting knife 4 is pressurized in the radial direction to such an extent by the pressure pad material that is increasingly displaced during the cutting process that it expands more and more elastically in the cutting edge area, that is to say the cutting edge 5 is continuously re-adjusted in the course of the cutting process is deflected outside. In this way it is ensured that the excess blank material flows off on one side in the direction of the punching waste 9 when the cutting knife 4 passes through, as is indicated in FIG. 2B by the bulging in the edge region of the punching waste 9, while the cutting surface 10 of the punching useful part which is slightly inclined outward 1 is largely kept free of the excess material, thereby effectively preventing the usual formation of burrs on the lower part of the useful part and the bulge on the upper side.
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 ver- wendet 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 ge¬ wünschte 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.
A high-strength chromium-nickel steel with high ductility and Rockwell hardness, such as that available under the HyTens steel brand, with a wall thickness of approximately 1 mm, which has either been used unsharpened or, depending on the material properties of the punched material, has proven to be particularly favorable as the strip steel material As can be seen from FIG. 2, on the side facing the punching waste 9, in the direction of the cutting edge 5, bevelled in a cutting shape and / or especially when trimming fibrous punched material on the side facing the punching useful part 1, it can be provided with a slight chamfer (not shown) , Fig. 3 shows the possibility of producing different cutting geometries in a simple manner with the flexible strip steel cutting knife 4. To this end, the knife holder 3 grid pattern disposed dovetail grooves 11 or receiving holes on the underside (not shown) for variably adjustable fastening elements 12, which are provided with receiving slots 13 into which used the steel strip and is thereby brought into the ge ¬ wished sectional geometry. In the area of the steel strip ends and / or at sharp kinks of the cutting line, the cutting knife 4 has a parting line 14 which extends continuously to the cutting edge 5 and which facilitates the elastic deflection movement of the cutting knife 4 on the waste side under the effect of the displaced pressure pad material.