WO2018184974A1

WO2018184974A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden eines werkstücks

Info

Publication number: WO2018184974A1
Application number: PCT/EP2018/058070
Authority: WO
Inventors: Thomas Flehmig
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Europe Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-10-11
Also published as: EP3606687A1; DE102017107509A1; CN110494229A

Abstract

Die Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks (2), insbesondere einer Platine oder eines zu beschneidenden Bauteils, umfassend die Schritte: Einlegen des zu schneidenden Werkstücks (2) in eine Schneidvorrichtung, wobei die Schneidvorrichtung eine erste Werkzeughälfte (4) mit mindestens einem ersten Werkstückhalter (8), mit mindestens einem zweiten Werkstückhalter (10) und mit mindestens einem ersten Schneidmittel (12) und eine zweite Werkzeughälfte (6) mit mindestens einer ersten Anlagefläche (14), mit mindestens einer zweiten Anlagefläche (16), mit mindestens einem zweiten Schneidmittel (18), mit mindestens einem dritten Schneidmittel (20) und mit einem zwischen dem zweiten (18) und dem dritten Schneidmittel (20) angeordnetem Spalt (22) aufweist, Klemmen des Werkstücks (2) mit den Werkstückhaltern (6, 8), Aufsetzen des ersten Schneidmittels (12) auf das Werkstück (2), Schneiden des Werkstücks (2) mittels der Schneidmittel (12, 18, 20). Dabei wird durch das erste Schneidmittel (12), welches an seiner dem Werkstück (2) zugewandten Stirnseite zwei Schneiden aufweist, während des Schneidvorgangs ein doppelter Schnitt erzeugt. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks (2).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks, insbesondere einer Platine oder eines zu beschneidenden Bauteils, umfassend die Schritte: Einlegen des zu schneidenden Werkstücks in eine Schneidvorrichtung, wobei die Schneidvorrich- tung eine erste Werkzeughälfte mit mindestens einem ersten Werkstückhalter, mit mindestens einem zweiten Werkstückhalter und mit mindestens einem ersten Schneidmittel und eine zweite Werkzeughälfte mit mindestens einer ersten Anlagefläche, mit mindestens einer zweiten Anlagefläche, mit mindestens einem zweiten Schneidmittel, mit mindestens einem dritten Schneidmittel und mit einem zwischen dem zweiten und dem dritten Schneidmittel angeordnetem Spalt aufweist, Klemmen des Werkstücks mit den Werkstückhaltern, Aufsetzen des ersten Schneidmittels auf das Werkstück, Schneiden des Werkstücks mittels der Schneidmittel. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks, mit einer ersten Werkzeughälfte, mit einer zweiten Werkzeughälfte, wobei die erste Werkzeughälfte mindestens einen ersten Werk- stückhalter, mindestens einen zweiten Werkstückhalter und mindestens ein erstes

Schneidmittel umfasst, wobei die zweite Werkzeughälfte mindestens eine erste Anlagefläche, mindestens eine zweite Anlagefläche, mindestens ein zweites Schneidmittel, mindestens ein drittes Schneidmittel und einen zwischen dem zweiten Schneidmittel und dem dritten Schneidmittel angeordneten Spalt umfasst.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Schneidprozesse zum Schneiden von Werkstücken bekannt. Bei Werkstücken handelt es sich üblicherweise um Bleche oder (Blech-) Platinen, die im Rahmen von Herstellungsprozessen in der Regel eine Mehrzahl an Schneidoperationen erfahren. Vor der Produktion eines Werkstücks wird entschie- den, welche Maschine und welches Schneidverfahren für diese Schneidoperationen am geeignetsten sind. Zu diesen Schneidoperationen zählen beispielsweise das Scherschneiden und das Laserschneiden. Das Ziel von Schneidprozessen ist es, möglichst hochwertige Schnittkanten zu erzeugen, die durch einen großen Glattschnittanteil, geringen oder keinen Grat, Einzug und Ausbruch, sowie durch einen möglichst senkrechten Schnittverlauf gekennzeichnet sind. Je nach Material und Werkzeuggestaltung können diese Anforderungen mehr oder weniger gut erfüllt werden. Tendenziell neigen beim Scherschneiden weiche und zähe Werkstoffe zu einem hohem Glattschnittanteil und geringem Ausbruch, bei einem senkrechten Schnittverlauf. Im Gegenzug müssen dafür aber höhere Werte für den Einzug und den Grat in Kauf genommen werden.

Bei hochfesten und spröden Werkstoffen ist es umgekehrt. Dort finden sich relativ geringe Glattschnittanteile und viel Bruchanteil, der teilweise für nicht senkrechte Schnittflächen und Ausbrüche sorgt. Dafür tritt ein höchstens minimaler Einzug und minimaler Grat auf. Ist der Bruch grob, erhöht dies zudem die Kantenrissempfindlichkeit einer ge- schnittenen Kante.

Aufhärtungen in der Kante entstehen überwiegend bei weichen oder zähen Werkstoffen. Sie sind die Folge von massiven Versetzungsänderungen entlang und in die Tiefe der Kante.

Hinsichtlich der Prozessgrößen werden geringe Schneidspalte und geringe Schneidkräfte angestrebt. Die Realisierung ist allerdings vor allem für offene Schnitte schwierig, da Querkräfte während des Schnitts eine Spaltaufweitung verursachen. Diese führt zwar zu geringeren Schneidkräften, sorgt aber für größere Einzüge, Grate und schräge Schnittflä- chen.

Als besonders schwierig erweist sich das Schneiden hochfester und spröder Werkstoffe. Aufgrund der sehr hohen Streckgrenzen der Stähle steigen die Prozesskräfte und damit die Belastung der Schneidwerkzeuge stark an. Besonders belastet sind dabei deren Schneidkanten und die daran angrenzenden Flächen (Stirn- und Mantelflächen). Die Schneidkanten werden im Laufe der Zeit stumpf und/oder brechen aus, während das Material der Stirn- und Mantelflächen durch die ständige Wechselbelastung ermüdet und in Verbindung mit einem abrasiv wirkenden Schnittwerkstoff mehr und mehr abgetragen wird. Um diesen Effekten zu begegnen, erfolgten zahlreiche Untersuchungen und Maßnahmen für Schneidprozesse mit hochfesten Stählen. So wäre es denkbar, die Schneidwinkel der Messer zu variieren, die Geometrie der Schneidkanten zu modifizieren, vorgeschnittene Kanten nachzuschneiden oder ein Feinschneiden einzusetzen. Allerdings konnte ein geringer Verschleiß bei hoher Schnittkantenqualität nicht zufriedenstellend erreicht wer- den.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks anzugeben, mit denen insbesondere der Verschleiß der Schneidmittel gesenkt wird und zeitgleich eine Verbesserung oder zumin- dest keine Verschlechterung der Schnittkantenqualität erreicht wird.

Die zuvor aufgeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Schneidmittel an seiner dem Werkstück zugewandten Stirnseite zwei Schneiden aufweist, so dass während des Schneidvorgangs mittels der Schneidmittel ein doppelter Schnitt erzeugt wird.

Zum Klemmen des Werkstücks werden beide Seiten des zu schneidenden Werkstücks zwischen den Werkstückhaltern und den Anlageflächen derart fixiert, dass ein Nachziehen des Werkstücks aus einem nicht zu schneidenden Bereich während des Schneidvor- gangs im Wesentlichen verhindert wird. Bevorzugt ist das erste Schneidmittel während des Klemmschritts noch nicht in Kontakt mit dem Werkstück. Weiter ist es bevorzugt, dass sich die beiden Werkstückhalter synchron auf das Werkstück zubewegen und wie ein starr miteinander verbundenes Bauteil reagieren. Das erste Schneidmittel ist zwischen den beiden Werkstückhaltern angeordnet, damit ein Doppelschnitt durchgeführt werden kann. Die Klemmkraft der Werkstückhalter ist dabei derart dimensioniert, dass ein Nachziehen des Werkstücks aus einem nicht zu schneidenden Bereich nahezu verhindert wird.

Zum Erzeugen des doppelten Schnitts sind an der dem Werkstück zugewandten Stirn- seite des ersten Schneidmittels bevorzugt zwei identische Schneiden angeordnet, sodass die Schnittqualität bei beiden Schnitten im Wesentlichen identisch ist. Außerdem ist der Schneidenwinkel jeder Schneide des ersten Schneidmittels vorzugsweise größer als 90°, optimal liegt der Schneidenwinkel etwa im Bereich um 98°. Als Doppelschnitt wird im Rahmen der Erfindung ein Schnitt bezeichnet, der sich aus zwei voneinander getrennten Schnittlinien zusammensetzt.

Die während des Schneidens entstehenden Querkräfte wirken bei dem doppelten Schnitt gegeneinander und heben sich somit zumindest weitestgehend gehen auf, so dass auf das erste Schneidmittel bzw. die an dem ersten Schneidmittel angeordneten Schneiden kaum Querkräfte wirken. Ähnlich verhält es sich auch mit dem zweiten

Schneidmittel und dritten Schneidmittel, so dass auch auf diese Bauteile im Wesentlichen kaum Querkräfte wirken.

Die zweiten und dritten Schneidmittel sind dabei entweder als Messer oder als Messer mit sich daran anschließenden Anlageflächen der zweiten Werkzeughälfte ausgebildet. Falls die zweiten und dritten Schneidmittel anschließende Anlageflächen aufweisen, so sind diese im Wesentlichen horizontal ausgerichtet, wobei die anschließenden Anlageflächen in einem Übergangsbereich zu der ersten und zweiten Anlagefläche mit der ersten und zweiten Anlageflächen fluchten.

Durch die Reduktion bzw. die Aufhebung der auf die Schneidmittel wirkenden Querkräfte wird die Kantenbelastung der Werkzeuge und der daran angrenzenden Flächen der Werkzeuge (Stirn- und Mantelflächen) erheblich reduziert, was wiederum eine längere Standzeit der Werkzeuge und eine bessere Schnittqualität des zu schneidenden Werk- Stücks bedingt. Nach dem Schneiden fällt der ausgeschnittene Streifen des zu schneidenden Werkstücks, welcher während des Schneidvorgangs zwischen den beiden Schneiden des Schneidmittels angeordnet war, in den Spalt. Da der Schneidabfall vorzugsweise eine geringe Breite aufweist, fällt der Materialverlust nur sehr gering aus. Nachdem der Schneidvorgang beendet ist, wird die erste Werkzeughälfte von dem zu geschnittenen Werkstück weg bewegt, so dass die beiden Teile des geschnittenen Werkstücks entnommen werden können.

Bevorzugt findet während des Verfahrens keine Bewegung der zweiten Werkzeughälfte der Schneidvorrichtung statt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für das Schneiden von hochfesten und spröden Werkstoffen geeignet, kann allerdings auch für das Schneiden von weichen und zähen Werkstoffen verwendet werden.

Beispielsweise besteht das Werkstück aus Stahl, insbesondere einem hochfesten Stahl. Beispielsweise ist das Werkstück ein kalt- oder warmumgeformtes Stahlwerkstück. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere Werkstücke mit Zugfestigkeiten von bis zu 1900 MPa und mehr mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet werden können. Bevorzugt werden insbesondere Feinbleche mit einer Dicke von 0,1 mm bis 5 mm durch das erfindungsgemäße Verfahren bearbeitet.

Die erste Werkzeughälfte und das erste Schneidmittel sind vorzugsweise eine obere Werkzeughälfte bzw. ein oberes Schneidmittel. Die zweite Werkzeughälfte, das zweite Schneidmittel und das dritte Schneidmittel sind vorzugsweise eine untere Werkzeughälfte, ein erstes unteres Schneidmittel bzw. ein zweites unteres Schneidmittel. Der erste und der zweite Werkstückhalter sind vorzugsweise ein erster und ein zweiter Niederhalter. Die erste und die zweite Anlagefläche der zweiten Werkzeughälfte sind vorzugsweise eine erste und eine zweite Auflagefläche. Falls das zweite bzw. das dritte Schneidmittel als Messer mit sich daran anschließenden Anlageflächen der zweiten

Werkzeughälfte ausgebildet sind, ist es möglich, dass die erste und/oder die zweite An- lagefläche der zweiten Werkzeughälfte keinen Kontakt zu einem zu schneidenden Werkstück aufweisen, sondern insbesondere die Anlageflächen des zweiten und/oder des dritten Schneidmittels. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können hohe Glattschnittanteile, ein geringer Ausbruch ohne Kerbwirkung, ein verringerter Einzug und eine sehr gute Winkligkeit der Schnittfläche erreicht werden. Die genannten Effekte führen im Weiteren dazu, dass die Betriebsfestigkeit der geschnittenen Kanten erhöht wird. Zudem sorgt die Gratfreiheit dafür, dass eine diesbezügliche Nacharbeit entfallen kann und Verletzungen durch einen Grat bei der Handhabung des Werkstücks vermieden werden können.

Die Gut- bzw. die Abfallseite werden bei normalen Schnittvorgängen durch die Schnittlinie eines zu schneidenden Werkstücks definiert. Normalerweise befindet sich auf der Gutseite derjenige Teil des Werkstücks, welcher für eine Weiterverarbeitung beispiels- weise in der Produktion genutzt wird. Im Rahmen dieser Erfindung können die Teile des Werkstücks, die nicht von den beiden Schnittlinien, die durch die Schneiden der ersten Schnittmittels und das zweite und das dritte Schnittmittel definiert werden, eingeschlossen werden, zur Weiterverarbeitung genutzt werden. Dementsprechend werden diese Bereiche im Rahmen der Erfindung als erste Gutseite und als zweite Gutseite bezeichnet. Der Bereich zwischen den beiden Schnittlinien, in welchem der Teil des Werkstücks angeordnet ist, der für eine Weiterverarbeitung nicht genutzt werden kann und nach dem Schneidvorgang als ausgeschnittener Streifen in den Spalt fällt, wird im Rahmen der Erfindung als Abfallbereich bezeichnet. Das Verfahren kann insbesondere durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird, durchgeführt werden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch den Schneidvorgang mittels der Schneidmittel ein offener Schnitt erzeugt. Bei einem geschlossenen Schnitt, beispielswei- se beim Lochen, werden zwangsweise auch die gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks mitgeschnitten und das Schneidsystem ist weitgehend querkraftfrei. Dies führt automatisch zu einer geringen Schneidkantenbelastung und damit geringem Verschleiß. Als offene Schnitte werden im Rahmen der Erfindung diejenigen Schnitte bezeichnet, die im betreffenden Schnittbereich keine geschlossene Schnittlinie aufweisen. Ein typischer Schneidprozess zum Erzeugen von offenen Schnitten ist das Abschneiden. Beispielswei- se kann der offene Schnitt eine im Wesentlichen geradlinige Schnittlinie aufweisen.

Bei einem normalen offenen Schnitt ist die Schnittqualität eines Abfallbereichs in der Regel schlechter als die Schnittqualität einer Gutseite, da insbesondere der Abfallbereich keinen Gegenhalter nach unten besitzt. Die Gut- bzw. die Abfallseite wird dabei durch die Schnittlinie eines zu schneidenden Werkstücks getrennt. Normalerweise befindet sich auf der Gutseite derjenige Teil des Werkstücks, welcher für eine Weiterverarbeitung beispielsweise in der Produktion genutzt wird, weshalb es nicht nachteilig ist, dass die Schnittqualität der Abfallseite geringer als die der Gutseite ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch der von den Schnittlinien eingeschlossene Teil eines Werkstücks, also derjenige Teil des Werkstücks, der in dem Abfallbereich angeordnet ist, nicht für eine Weiterverarbeitung genutzt werden. Bei der Vorsehung eines offenen Doppelschnitts unterscheiden sich die Schnittqualitäten der beiden Schnittbereiche nicht voneinander, da beide Gutseiten geführt sind und denselben Schnittverhältnissen unterliegen. Hierdurch kann der Verschnitt im Vergleich zu den herkömmlichen Verfah- ren minimiert werden.

Durch die Ausführung als Doppelschnitt können Querkräfte im Wesentlichen vermieden werden. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren können Querkräfte nur bei geschlossenen Schnitten im Wesentlichen vermieden werden. Insbesondere die Kombination aus einem offenen Schnitt und einem doppelten Schnitt ermöglicht es jedoch, die Vorteile von geschlossenen Schnitten (bspw. Vermeidung von Querkräften) mit den Vorteilen offener Schnitte (bspw. weniger Ausschluss) zu kombinieren.

Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der Schneidvorgang mittels des ersten Schneidmit- tels und des zweiten und dritten Schneidmittel im Wesentlichen zeitgleich durchgeführt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Schnittqualität bei beiden Schnitten im We- sentlichen identisch ist. Zusätzlich entstehen durch die zeitgleich durchgeführten Schnitte jeweils im Wesentlichen identische Querkräfte, die sich durch ihre gegenläufigen Vektoren somit zumindest weitestgehend aufheben, wodurch die Belastung der Schneidmittel reduziert wird.

Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wird das erste Schneidmittel von den Werkstückhaltern geführt und ist mit einem Stößel verbindbar, wobei der Stößel zum Schneiden des Werkstücks relativ zu den Werkstückhaltern bewegt wird. Vorzugsweise ist das erste Schneidmittel dabei im Wesentlichen vertikal von den beiden Werkstück- haltern geführt und lösbar an dem Stößel angeordnet. Durch eine derartige Ausgestaltung wird es ermöglicht, die beiden Gutseiten eines zu schneidenden Werkstücks während des Schneidvorgang in zuverlässiger Weise derart einzuspannen, dass beide Schnitte eine im Wesentlichen identische Schnittqualität aufweisen. Indem der Stößel relativ zu den Werkstückhaltern bewegbar ist, können die beiden Gutseiten des zu schneidenden Werkstücks während des Klemmschritts fixiert werden, ohne dass das erste Schneidmittel das Werkstück schneidet. Anschließend kann der Schneidvorgang über eine vertikale Bewegung des Stößels und einer damit verbundenen vertikalen Bewegung des ersten Schneidmittels durchgeführt werden. Weiter ist es bevorzugt, dass während des Klemmens eine Durchbiegung in dem Bereich des Werkstücks, welches zwischen Werkstückhaltern angeordnet ist, im Wesentlichen vermieden wird. Dies wird vorzugsweise durch einen geringen Abstand der beiden Schnittlinien zueinander bzw. der geringen Breite des Abfallbereichs bedingt. Hierdurch wird der sich in dem Abfallbereich befindliche Teil des zu schneidenden Werkstücks zwischen dem zweiten Schneidmittel und dem dritten Schneidmittel aufgespannt, wodurch eine Durchbiegung des Werkstücks in dem Abfallbereich während des Klemmschritts verhindert wird. Dies hat zur Wirkung, dass konterschnittähnliche Bedingungen zur Verfügung gestellt werden können, womit gratfreie Schnittflächen, eine hoher Glattschnittanteil und eine sehr hohe Winkligkeit einhergehen. Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wird das Werkstück während des

Schneidvorgangs nicht eingezogen. Dieser einzugsfreie Schneidvorgang kann durch eine ausreichende Kraftaufbringung der Werkstückhalter oder durch an den Werkstückhaltern vorgesehene Zacken verhindert werden. Hierdurch wird die Qualität der Schnitt- kanten weiter erhöht und insbesondere der Einzug verhindert.

Weiter ist es bevorzugt, dass durch den Schneidvorgang mittels der Schneidmittel ein gekrümmter Schnittverlauf erzeugt wird. Bevorzugt sind dabei die Schneiden des ersten Schneidmittels vorzugsweise als gehärtetes und hinreichend dünnes Flach- oder Band- material ausgestaltet, was zu einem einfachen Austausch mit einem vorkonfektioniertem, gehärtetem ersten Schneidmittel führen kann. In besonderen Fällen ist dies auch für das zweite Schneidmittel und/oder das dritte Schneidmittel denkbar. Durch eine derartige Ausgestaltung des ersten Schneidmittels kann der Einsatzbereich des Schneidverfahrens vergrößert werden, da mit dieser Methode auch erste Schneiden für ge- krümmte Schnitte bereitgestellt werden können. Durch die Ausgestaltung der Schneiden bzw. Schneidmittel als Bandmaterial werden die Wartungsintervalle reduziert und die dadurch entstehenden Kosten gesenkt.

Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wird das Verfahren in einem Schnittwerk- zeug, in einer Tafelschere oder in einer Hebelschere ausgeführt. Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Tafelschere ausgeführt, da in einer Tafelschere üblicherweise sowohl der Teil des Werkstücks, der sich auf der ersten Gutseite befindet, als auch der Teil des Werkstücks, der sich auf der zweiten Gutseite befindet, weiterverarbeitet werden. Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich sowohl zum Scherschneiden mit einem üblichen Scherwinkel als auch zum Stanzen ohne Scherwinkel verwendet werden.

Die zuvor aufgeführte Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung zum Schneiden gelöst, indem das erste Schneidmittel an seiner dem Werkstück zugewandten Stirnseite zwei die Stirnseite begrenzende Schneiden aufweist, und indem das erste Schneidmittel, das zweite Schneidmittel und das dritte Schneidmittel ausgebildet sind, einen doppelten Schnitt an dem Werkstück zu erzeugen. Die hierdurch bedingten Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ausführungen zu zuvor genanntem erfindungsgemäßem Verfahren. Die Vorrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind das erste Schneidmittel, das zweite Schneidmittel und das dritte Schneidmittel ausgebildet, einen offenen Schnitt an dem Werkstück zu erzeugen. Die hierdurch bedingten Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich ebenfalls aus den Ausführungen zu zuvor genanntem erfindungsgemäßem Verfahren.

Weiter ist es bevorzugt, dass der Spalt bzw. die Breite des ersten Schneidmittels eine Breite von 1 mm bis 20 mm aufweist, wobei der Spalt nach der Dicke des zu schneidenden Werkstücks dimensioniert ist und wobei die Breite des Spalts maximal das 10-fache der Dicke des Werkstücks, weiter bevorzugt maximal das 5-fache der Dicke des Werkstücks, beträgt. Vorzugsweise sind der Spalt der Vorrichtung und dementsprechend auch die Schneidmittel an die Dicke des zu schneidenden Werkstücks anpassbar. Beispielsweise ist eine Spaltbreite von 1,5 mm bei einer Blechdicke von 0,5 mm ausreichend, wobei bei einem 5 mm dicken Blech eine Spaltbreite in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm benötigt wird. Indem der Spalt sehr schmal ausgeführt ist, entsteht während des Klemmens und des Schneidens des Werkstücks im Wesentlichen keine Durchbiegung in dem Abfallbereich des Werkstücks. Hierdurch kann eine verbesserte Schnittkantenqualität zur Verfügung gestellt werden. Bevorzugt ist der Spalt hinreichend tief ausgeführt, so dass der Schneidabfall eines zu schneidenden Werkstücks aufgenommen und abgeführt werden kann. Da der Spalt sehr schmal ausgestaltet ist, fällt der Schneidabfall nur sehr gering aus. Der entstandene Verschnitt ist vergleichbar mit dem eines konventionellen Schneidsystems, welches mit Nachschneiden arbeitet, um saubere Schnittkanten zu erreichen. Bevorzugt kann eine Portionierung des Schneidabfalls erfolgen, indem die Messer des ersten Schneidmittels, das zweite Schneidmittel und/oder das dritte Schneidmittel eine in Längsrichtung des Messers bzw. des Schneidmittels stufige Ausgestaltung aufweisen. Dabei muss die Stufenhöhe mindestens der Dicke des zu schneidenden Werkstücks entsprechen. Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung weist der erste Werkstückhalter und/oder der zweite Werkstückhalter mindestens ein Mittel zur Fixierung des Werkstücks auf. Das Mittel zur Fixierung ist beispielsweise als Zacken oder als Spitze ausgestaltet. Hierdurch wird das lokale Nachfließen von Material des zu schneidenden Werkstücks während des Schneidvorgangs verhindert.

Weiter ist es bevorzugt, dass unter dem Spalt ein Schacht zum Abtransport des durch den Schneidvorgang entstandenen Abfalls angeordnet ist. Hierdurch kann der durch den Schneidvorgang produzierte Abfall abtransportiert werden. Bevorzugt ist der Schacht dabei rutschen- bzw. rampenartig ausgestaltet, sodass der entstandene Abfall automa- tisch abgeführt wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen mindestens ein Schneidmesser des ersten Schneidmittels, das zweite Schneidmittel und/oder das dritte Schneidmittel sowie insbesondere der an dem Werkstück anliegende Bereich des ersten Werkstück- halters und/oder der an dem Werkstück anliegende Bereich des zweiten Werkstückhalters eine wellen- oder dreieck-förmige Gestaltung auf. Hierdurch kann auftretender Schnittschlag beseitigt werden.

Durch die vorherige und folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens sollen auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln zur Durchführung eines Verfahrensschrittes der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein. Im Folgenden wird die Erfindung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Vollschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Verfahrensschritts Einlegen, Fig. 2 einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Verfahrensschritts Klemmen, einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Aufsetzens des ersten Schneidmittels auf ein zu schneidendes Werkstück,

Fig. 4 einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung nach dem Verfahrensschritt Schneiden und Fig. 5 einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während der Entnahmeposition.

Fig. 1 zeigt einen Vollschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Verfahrensschritts Einlegen.

Die Vorrichtung weist eine erste obere Werkzeughälfte 4 mit einem ersten Werkstückhalter 8, einem zweiten Werkstückhalter 10 und einem ersten Schneidmittel 12 auf. Das erste Schneidmittel 12 ist dabei zwischen dem ersten Werkstückhalter 8 und dem zweiten Werkstückhalter 10 derart geführt, dass nur eine im Wesentlichen vertikale Bewe- gung des ersten Schneidmittels 12 ermöglicht wird. Die erste Werkzeughälfte 4 besteht aus einem möglichst massiven, absenkbaren Verbundteil.

Zur Bewegung und Steuerung des ersten Schneidmittels 24 ist oberhalb der ersten Werkzeughälfte 4 ein Stößel 24 angeordnet, der in die Führung zwischen dem ersten Werkstückhalter 8 und dem zweiten Werkstückhalter 10 eingreift und relativ zu den

Werkstückhaltern 8 und 10 bewegbar ist. Dabei ist das erste Schneidmittel 12 über eine von dem Stößel 24 ausgeübte Druckkraft zu einem zu schneidenden Werkstück 2 hin bewegbar. Vorzugsweise ist das erste Schneidmittel 12 dabei gegen eine Federkraft nach unten bewegbar, so dass sich das erste Schneidmittel 12, wenn es nicht mehr mit einer Druckkraft über den Stößel 24 beaufschlagt wird, in seine Ausgangsposition zurück be- wegt.

Weiter besitzt die erste Werkzeughälfte 4 vorzugsweise nicht dargestellte Führungselemente, die in die zweite Werkzeughälfte 6 eingreifen und eine sehr exakte Relativbewegung und Schneidspalteinstellung zwischen beiden Werkzeughälften 4 und 6 ermögli- chen. Vorzugsweise steht das erste Schneidmittel 12 in seiner Ausgangsposition nicht gegenüber den beiden Werkstückhaltern 8 und 10 hervor.

Die zweite Werkzeughälfte 6 setzt sich vorzugsweise aus einem massiven Verbundteil zusammen, welches eine erste Anlagefläche 14, eine zweite Anlagefläche 16, ein zweites Schneidmittel 18, ein drittes Schneidmittel 20 und ein zwischen den Schneidmitteln 18 und 20 angeordnetem Spalt 22 umfasst. Die zweite Anlagefläche 16 kann dabei eine Schräge aufweisen, damit der geschnittene Teil des Werkstücks 2 nach dem Schneidvorgang aus der Vorrichtung fällt. Das zweite Schneidmittel 18 und das dritte Schneidmittel 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Messer mit sich daran anschließenden Anla- geflächen ausgebildet. Dabei begrenzen die Messer des zweiten Schneidmittels 18 und des dritten Schneidmittels 20 den Spalt 22, wohingegen die Anlageflächen des zweiten Schneidmittels 18 und des dritten Schneidmittels 20 einen im Wesentlichen planen Übergang zu der ersten Anlagefläche 14 und der zweiten Anlagefläche 16 bilden. Die erste Werkzeughälfte 4 und die zweite Werkzeughälfte 6 lassen sich in eine erste Gutseite 28, einen Abfallbereich 30 und eine zweite Gutseite 32 einteilen. Der Abfallbereich 30 wird dadurch gekennzeichnet, dass der Abfallbereich 30 denjenigen Bereich des Schneidprozesses definiert, in welchem sich der abgeschnittene Teil des Werkstücks 2 befindet. Die beiden anderen Seiten des doppelten Schnitts werden als Gutseiten 28 und 32 definiert. Das erste Schneidmittel 12 weist dabei an seiner Stirnseite zwei die Stirnseite seitlich begrenzende Schneiden auf (nicht dargestellt), die dazu ausgestaltet sind, im Zusammenspiel mit dem zweiten Schneidmittel 18 und dem dritten Schneidmittel 20 einen doppelten und offenen Schnitt auszuführen.

In der Fig. 2 ist ein Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Verfahrensschritts Klemmen dargestellt. In dieser Darstellung ist die obere Werkzeughälfte 4 und dadurch bedingt auch der erste Werkstückhalter 8, der zweite Werkstückhalter 10 sowie das erste Schneidmittel 12 abgesenkt. Dabei bewegen sich die beiden Werkstückhalter 8 und 10 bevorzugt synchron auf das Werkstück 2 zu. Das zu schneidende Werkstück 2 wird zwischen den Werkstückhaltern 8 und 10 und den Anlageflächen 14 und 16 bzw. den Anlageflächen des zweiten und dritten Schneidmittel 18 und 20 derart fixiert, dass ein Nachziehen des Werkstücks 2 aus einem nicht zu schneidenden Bereich, also von der einer der Gutseiten 28 und 32, während des Schneidvor- gangs im Wesentlichen verhindert wird. Weiter ist ersichtlich, dass sich in der Führung zwischen dem ersten Werkstückhalter 8 und dem zweiten Werkstückhalter 10 eine Leerraum gebildet hat, da der Stößel 24 nicht fest mit dem ersten Schneidmittel 12 verbunden ist und relativ zu den beiden Werkstückhaltern 8 und 10 bewegbar ausgestaltet ist.

Fig. 3 zeigt einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während des Aufsetzens des ersten Schneidmittels 12 auf ein zu schneidendes Werkstück 2. Hierzu wird der Stößel 24 in der durch den ersten Werkstückhalter 8 und den zweiten Werkstückhalter 10 gebildeten Führung vertikal in Richtung des ersten Schneidmittels 12 bewegt. Hierdurch wird das erste Schneidmittel 12 gegen eine das Schneidmittel 12 in der Ursprungsposition haltende Feder in Richtung des Werkstücks 2 gedrückt, bis die Schneiden des ersten Schneidmittels 12 das zu schneidende Werkstück 2 berühren.

In Fig. 4 ist ein Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung nach dem Verfahrensschritt Schneiden dargestellt. Dabei ist das erste Schneidmittel 12 von dem Stößel 24 weiter in Richtung des Werkstücks 2 gedrückt worden, so dass die beiden Schneiden des ersten Schneidmittels 12 und das zweite Schneidmittel 18 und das dritte Schneidmittel 20 einen doppelten Schnitt des Werkstücks 2 ausgeführt haben. Der Pro- zess ist vorzugsweise so ausgelegt, dass kurz nach der vollständigen Trennung der untere Totpunkt des Vorgangs erreicht ist. Der abgeschnittene Teil des Werkstücks 26 ist in dem Spalt 22 der zweiten Werkzeughälfte 6 angeordnet. Dabei ist die Anpresskraft, die auf das Werkstück über die Werkzeughalter 8 und 10 und die Anlageflächen 14 und 16 ausgeübt wird, ausreichend, um ein Nachfließen des Werkstücks in den Abfallbereich 30 zu vermeiden. Fig. 5 zeigt einen Vollschnitt der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung während der Entnahmeposition. Dabei sind die beiden weiterzuverarbeitenden Teile des Werkstücks 2a und 2b voneinander getrennt. Das auf der ersten Gutseite 28 der Vorrichtung angeordnete Werkstück 2a wird dabei vorzugweise über die Schräge der Anlagefläche 16 weiter transportiert. Zusätzlich wird der Stößel 24 und die obere Werkzeughälfte 4 von den geschnittenen Werkstücken 2a und 2b weg verfahren und das erste Schneidmittel 12 wird mittels der Federkraft in die ursprüngliche Lage zurück bewegt.

Das Verfahren wurde anhand eines Stanzschnittes beschrieben. Soll beispielsweise in einer Tafelschere oder in einem anderen Werkzeug kreuzend geschnitten werden, ist es bevorzugt, dass die Schneidmittel 12, 18 und 20 sowie die an dem Werkstück anliegenden Bereiche der Werkstückhalter 8 und 10 mit einer leichten Wellenform versehen werden oder leicht dreieckförmig ausgestaltet werden. Hierdurch kann eventuell entstehender Schnittschlag vermieden werden. Die dargestellt Schneidvorrichtung kann in die sowieso benötigten Tiefzieh- und Beschnittoperationen einer Presse integriert werden oder singulär in einer Tafel- oder Hebelschere umgesetzt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks, insbesondere einer Platine oder eines zu beschneidenden Bauteils, umfassend die Schritte:

Einlegen des zu schneidenden Werkstücks in eine Schneidvorrichtung, wobei die Schneidvorrichtung eine erste Werkzeughälfte mit mindestens einem ersten Werkstückhalter, mit mindestens einem zweiten Werkstückhalter und mit mindestens einem ersten Schneidmittel und eine zweite Werkzeughälfte mit mindestens einer ersten Anlagefläche, mit mindestens einer zweiten Anlagefläche, mit mindestens einem zweiten Schneidmittel, mit mindestens einem dritten Schneidmittel und mit einem zwischen dem zweiten und dem dritten Schneidmittel angeordneten Spalt aufweist,

Klemmen des Werkstücks mit den Werkstückhaltern,

Schneiden des Werkstücks mittels der Schneidmittel,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Schneidmittel an seiner dem Werkstück zugewandten Stirnseite zwei Schneiden aufweist, so dass während des Schneidvorgangs mittels der Schneidmittel ein doppelter Schnitt erzeugt wird.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch den Schneidvorgang mittels der Schneidmittel ein offener Schnitt erzeugt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Schneidvorgang mittels des ersten Schneidmittels und des zweiten und dritten Schneidmittel im Wesentlichen zeitgleich durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Schneidmittel von den Werkstückhaltern geführt wird und mit einem Stößel verbindbar ist, wobei der Stößel zum Schneiden des Werkstücks relativ zu den Werkstückhaltern bewegt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass während des Klemmens eine Durchbiegung in dem Bereich des Werkstücks, welches zwischen Werkstückhaltern angeordnet ist, im Wesentlichen vermieden wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkstück während des Schneidvorgangs nicht eingezogen wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch den Schneidvorgang mittels der Schneidmittel ein gekrümmter Schnittverlauf erzeugt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Verfahren in einem Schnittwerkzeug, in einer Tafelschere oder in einer Hebelschere ausgeführt wird.

Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstücks (2),

mit einer ersten Werkzeughälfte (4) und

mit einer zweiten Werkzeughälfte (6), wobei die erste Werkzeughälfte (4) mindestens einen ersten Werkstückhalter (8), mindestens einen zweiten Werkstückhalter (10) und mindestens ein erstes Schneidmittel (12) umfasst,

wobei die zweite Werkzeughälfte (6) mindestens eine erste Anlagefläche (14), mindestens eine zweite Anlagefläche (16), mindestens ein zweites Schneidmittel

(18) und mindestens ein drittes Schneidmittel (20) umfasst,

wobei zwischen dem zweiten Schneidmittel (18) und dem dritten Schneidmittel

(20) ein Spalt (22) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Schneidmittel (12) an seiner dem Werkstück (2) zugewandten Stirnseite zwei die Stirnseite begrenzende Schneiden aufweist, und

dass das erste Schneidmittel (12), das zweite Schneidmittel (18) und das dritte Schneidmittel (20) ausgebildet sind, einen doppelten Schnitt an dem Werkstück (2) zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Schneidmittel (12), das zweite Schneidmittel (18) und das dritte Schneidmittel (20) ausgebildet sind, einen offenen Schnitt an dem Werkstück (2) zu erzeugen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Spalt (22) eine Breite von 1 mm bis 20 mm aufweist, wobei der Spalt (22) nach der Dicke des zu schneidenden Werkstücks (2) dimensioniert ist und wobei die Breite des Spalts maximal das 10-fache der Dicke des Werkstücks (2), weiter bevorzugt maximal das 5-fache der Dicke des Werkstücks (2), beträgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstückhalter (8) und/oder der zweite Werkstückhalter (12) mindestens ein Mittel zur Fixierung des Werkstücks (2) aufweisen.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass unter dem Spalt (22) ein Schacht zum Abtransport des durch den Schneidvorgang entstandenen Abfalls angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens eine Schneide des ersten Schneidmittels (12), das zweite Schneidmittel (18) und/oder das dritte Schneidmittel (20) sowie die an dem Werkstück anliegenden Bereiche des ersten und/oder zweiten Werkstückhalters (8, 10) eine wellen- oder dreieck-förmige Gestaltung aufweisen.