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Werkzeug zum Herstellen von Formzuschnitten aus Wellpappe u. dgl.
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Herstellen von Formzuschnitten aus Wellpappe
und anderem dickem, leicht quetschbarem Material mit zwei auf relativ zueinander
beweglichen Trägern befestigten Bandstahlschneiden, die quer zur Schneidrichtung
federnd ausgebildet und an ihren Schneidkanten abgeschrägt sind.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Schwächen, Rillen, Perforieren
oder Einschneiden von Papierbahnen bekannt, die auf einem ortsfesten Träger quer
zur Papierbahn abschnittweise abgestufte Bandstahlschneiden aufweist, mit denen
auf einer sich drehenden Walze achsparallel, jedoch schräg zum Radius der Walze
befestigte Bandstahlschneiden zusammenwirken, die quer zur Schneidrichtung federnd
ausgebildet und an ihren Schneidkanten abgeschrägt sind. Bei dieser bekannten Vorrichtung
ist auch bereits vorgesehen, daß die an sich gerade Schneidkante der Bandstahlschneiden
zur Herstellung eines perforierten Schnittes im Abstand voneinander liegende Kerben
aufweist. Würde man diese bekannte Vorrichtung zum Herstellen von Formzuschnitten
auf Wellpappe oder anderem dickem, leicht quetschbarem Material verwenden, so würde
dieses dicke Material durch die Bandstahlschneiden beiderseits der Schnittlinie
zerquetscht. Derartige Quetschungen beeinträchtigen jedoch die Qualität des Zuschnittes.
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Es ist ferner eine Vorrichtung zum Zerschneiden mehrschichtiger Wellpappe
bekannt, bei der zwei kreisringförmige Schneidmesser auf sich drehenden Wellen befestigt
sind und zum Zerschneiden der Wellpappe zusammenwirken. Die Schneidmesser sind an
ihrer auf dem Kreisumfang liegenden Schneidkante abgeschrägt. Auch bei dieser bekannten
Vorrichtung wird die Wellpappe beiderseits der Schnittlinie durch den schräg anlaufenden
Teil der Schneidkante beim Schneidvorgang zusammengequetscht. Diese Quetschungen
sind um so stärker, je dicker die Wellpappe ist.
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Die Erfindung soll ein Werkzeug zum Herstellen von Formzuschnitten
aus Wellpappe und anderem dickem, leicht quetschbarem Material schaffen, bei dem
das Zerquetschen dieses Materials neben der Schneidkante vermieden wird, so daß
qualitativ :Ioc#iiwertige Zuschnitte gewonnen werden. Darüber hinaus soll beim Werkzeug
gemäß der Erfinden- die Ablösung der Schneidmesser vom geschnittenen Material leicht
und ohne besondere Maßnahmen selbsttätig vor sich gehen. Gerade beim Zerschneiden
dicker Materialien, wie beispielsweise mehrschichtiger Wellpappe, ist es immer schwierig
gewesen, das Schneidmesser nach dem Zerschneiden des Materials beim Zurückziehen
von diesem Material abzulösen, weil sich die Schnittkante des Materials gegen die
Seitenfläche des Messers sperrte. Insgesamt soll das Werkzeug gemäß der Erfindung
sehr saubere und formtreue Schnitte herstellen und von großer Lebensdauer sein,
wobei vor allem eine Beschädigung der Schneiden durch ungewolltes Aufeinandertreffen
der Messer vermieden werden soll.
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Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die Erfindung vor, daß die Bandstahlschneiden
mit spitzen Zähnen versehen sind, deren von der Zahnspitze zur Zahnwurzel verlaufende
Seitenkanten als abgeschrägte Schneidkanten ausgebildet sind, und daß die beiden
Bandstahlschneiden auf ihren geradlinig bewegten Trägern komplementär zueinander
ausgebildet und angeordnet sind.
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Bei einem Schneidvorgang werden die beiden Hälften des Werkzeuges
gemäß der Erfindung geradlinig von beiden Seiten her auf das dazwischenliegende
Material, wie beispielsweise eine Wellpappe, hinbewegt, so daß zunächst durch die
Spitzen der beiden Stahlschneiden eine Perforierungslinie auf beiden Außenseiten
dieses Materials erzeugt wird. Mit fortschreitendem Eindringen der Stahlschneiden
in das Material entstehen diese Perforierungslinien in immer tieferen Schichten
des Materials, während die Schneidkanten die weiter außen liegenden Schichten nach
und nach durchtrennen. Infolge der komplementären Ausbildung und Anordnung der beiden
Bandstahlschneiden dringen die einander gegenüberliegenden Zähne dieser beiden Schneiden
passend ineinander, ohne daß die Spitzen oder Schneidkanten sich gegenseitie beschädigen
können. Sollte es aber
einmal durch eine Fehleinstellung der beiden
Werkzeughälften dazu kommen, daß die beiden Schneiden aufeinandertreffen, so weichen
sie durch ihre federnde Lagerung und wegen der schrägen Ausbildung der Schneidkanten
ohne gegenseitige Beschädigung seitlich aus. Daß das Werkzeug gemäß der Erfindung
das Material ohne Zerquetschung zerschneidet, mag unter anderem auch daran liegen,
daß der durch die Zahnspitzen zu Beginn auf das Material ausgeübte seitliche Druck
verhältnismäßig gering ist und daß das Material beiderseits sämtlicher Zähne progressiv
zerschnitten wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Spitzen der Zähne der beiden Bandstahlschneiden in zwei zueinander versetzten
Ebenen liegen und das auf die Schneidkanten beider Bandstahlschneiden in derart
zueinander versetzten Ebenen liegen, daß die Schneidkanten beim Aufeinandertreffen
einander nicht beschädigen. Auf diese Weise erreicht man, daß die Spitze eines Zahnes
der einen Bandstahlschneide nicht auf den Scheitel zwischen den Zähnen der anderen
Bandstahlschneiden auftreffen und dabei beschädigt werden kann.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung haben die Zähne
V-Form, wobei die Schneidkanten an jeder Zahnkante vom Scheitel zur Wurzel verlaufen.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die beiden geradlinig bewegten
Träger im wesentlichen gleich hin- und herbewegt werden, so daß die Zähne sich bei
der Trennbewegung gegenseitig aus dem geschnittenen Material ziehen und nicht die
Gefahr besteht, daß das zerschnittene Material an den Bandstahlschneiden hängenbleibt.
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Die Träger sind zweckmäßig parallele, einander gegenüberliegende Platten,
auf denen die Bandstahlschneiden senkrecht zur Plattenebene befestigt sind.
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Das Werkzeug gemäß der Erfindung verwirklicht ein neues Verfahren
zum Schneiden von dreischichtiger Wellpappe und anderem vielschichtigem, dikkem
und leicht quetschbarem Material, dessen Besonderheit darin besteht, daß die Stahlschneiden
mit den Zähnen auf das Material aufgesetzt werden, um das Material von beiden Seiten
an vorgegebenen Schnittlinien an mehreren auseinanderliegenden Punkten zu durchstoßen,
daß diese Stoßbewegung fortgesetzt wird, so daß die Schichten nacheinander perforiert
werden, während die guillotineartige Schneidwirkung progressiv fortschreitend von
einer zur nächsten Perforation ausgeübt wird, und daß der Schneidvorgang fortgesetzt
wird, bis die Perforationen aneinanderstoßen und ein vollständiger Schnitt insoweit
entsteht, als er für ein endgültiges Durchtrennen des Materials an den Schnittlinien
erforderlich ist.
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Die Erfindung wird nun am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten
Ausführung erläutert. Dabei ist F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht-teilweise
im Schnitt - eines erfindungsgemäßen Werkzeuges mit Stahlschneiden, F i g. 2 ein
senkrechter Schnitt durch das Werkzeug zu Beginn des Schneidvorganges bei dreischichtiger
Wellpappe, F i g. 3 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in F i g. 2, in dem
die Stahlschneiden in Seitenansicht dargestellt sind, F i g. 4 ein Schnitt entsprechend
F i g. 2 im Augenblick des eigentlichen Schneidvorganges, F i g. 5 ein Schnitt durch
die Stahlschneiden während des eigentlichen Schneidvorganges und F i g. 6 ein Schnitt
entsprechend F i g. 5, bei dem die Stahlschneiden unrichtig aufeinandertreffen.
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In F i g. 1 ist ein zweiteiliges Werkzeug mit einer oberen Bandstahlschneide
1 und einer unteren Bandstahlschneide 2 dargestellt, die beim Schneidvorgang
zusammenwirken. Die obere Schneide 1 ist in einer Sperrholzplatte 3 auf einem oberen
plattenförmigen Träger 6 gehalten und festgeklemmt. Die einzelnen Sperrholzschichten
werden durch Klammern 3 a zusammengehalten. Entsprechend sitzt die untere Schneide
2 in einer Sperrholzplatte 4 auf einem unteren plattenförmigen Träger
7, wobei auch hier die einzelnen Schichten der Sperrholzplatte durch Klammern 5
zusammengehalten werden. Die plattenförmigen Träger 6, 7 sind auf Stempeln
8 und 9 gleichzeitig aufeinander zu und voneinander weg beweglich
gelagert, wozu die Stempel 8, 9 z. B. mit hydraulischen Zylindern verbunden sind.
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Die Bandstahlschneiden des Werkzeugs gemäß der Erfindung weisen Zähne
1 a bzw. 2 a auf. Selbstverständlich werden die beiden Stahlschneiden
durch die Träger 6, 7 und die Stempel 8, 9 vertikal und linear in der gleichen Vertikalebene
bewegt. Die Zähne einer Stahlschneide kämmen mit den Zähnen der anderen Schneide,
wenn die beiden Träger gemäß F i g. 4 bis zum Anschlag genähert werden.
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Die Schneidkanten, die durch entsprechenden Schliff der Bandstähle
1, 2 entstehen, sind bei 1 b bzw. 2 b in entgegengesetzter Richtung
abgeschrägt. Die Stahlschneide 1 und 2 ragen so weit über die Platten 3 und 4 heraus,
daß sie in Querrichtung federnd sind. Natürlich sind die Bandstahlschneiden verhältnismäßig
dünn. Wenn daher z. B. die Stempel 8 und 9 nicht richtig bewegt werden, z. B. zu
Beginn eines Schneidvorganges oder beim Einstellen, gleiten die Schneiden aneinander
vorbei, und die abgeschrägten Kanten bewirken, daß sich die Schneiden seitlich wegdrücken,
so daß eine Beschädigung verhindert wird. Dies ist in F i g. 6 gezeigt. Die Stempel
8
und 9 sollen im wesentlichen gleichmäßig bewegt werden. Hierzu lassen sich
übliche Steuerungen und hydraulische oder mechanische Antriebe verwenden. Sie sollten
eine genügende Genauigkeit und Präzision haben, damit sich die Schneiden 1 und 2
bei ihrer Annäherung nicht zu weit überschneiden. Die Einrichtungen müssen jedoch
von der Bedienungsperson eingestellt werden, und dies gibt die Möglichkeit, daß
sich die Schneiden dennoch bei ihrer Annäherung überlappen. Durch die obengenannten
Maßnahmen werden hierbei mögliche Beschädigungen jedoch vermieden.
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Wie die F i g. 1 und 3 zeigen, haben die Zähne V-Form. Die Zähne der
oberen Schneide 1 sind seitlich um eine halbe Zahnbreite gegenüber den Zähnen
der unteren Schneide 2 versetzt. Hierdurch ergibt sich das bereits beschriebene
Ineinandergreifen. Die Abschrägungen der Schneidkanten der betreffenden Zähne haben
jeweils entgegengesetzten Winkel. Hierdurch wird das Ineinandergreifen verbessert.
Alle Zähne sind gleich groß.
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Der Betrieb des neuen Werkzeugs führt zwangläufig zu einem neuen Schneidverfahren
für das beschriebene Material; das Verfahren kann jedoch auch mit anderen Mitteln
ausgeübt werden.
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Wie F i g. 2 zeigt, wird zunächst das Material 10,
wie z. B.
ein Stück dreischichtiger Wellpappe, zwisehen
die obere und die
untere Schneide 1 und 2 eingeschoben, die durch die Rückbewegung der Stempel 8 und
9 voneinander getrennt sind. Die beiden Stempel werden dann gleichzeitig und gleichmäßig
aufeinander zu bewegt. Sobald die Spitzen der Zähne 1 a und 2a auf die Außenseiten
10a der dreischichtigen Wellpappe stoßen, dringen sie von beiden Seiten in das Material
10 ein. Dieses Durchstechen des Materials erfolgt nach Art einer Perforierung
an mehreren auf der Schneidlinie nebeneinanderliegenden Punkten. Bei der Weiterbewegung
der Stempel 8 und 9 verlagert sich dieses Einstechen kontinuierlich nach innen,
und die weiteren Schichten der Wellpappe werden perforiert, wobei eine guillotineartige
Schneidwirkung von einer Perforation zur nächsten weiterläuft. Auf diese Weise werden
nacheinander kontinuierliche Schnittlinien gebildet. Vorgänge dieser Art sind immer
etwas schwierig zu beschreiben. Auf jeden Fall erkennt man, daß anfänglich ein Einstoßen,
Durchdringen oder Durchstechen durch die sehr scharfen Spitzen erfolgt, dem sich
ein Schneidvorgang anschließt, der durch die scharfen Schneidkanten bewirkt wird,
die durch die Seiten der Zähne gebildet werden. Dieser Schneidvorgang, der durch
die scharf gewinkelten Schneidkanten bewirkt wird, ergibt einen glatten und sauberen
Schnitt. Der hierbei auf die verschiedenen Schichten des Materials ausgeübte Druck
ist aber so gering, daß das Material nicht deformiert wird.
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Sobald die Zahnspitzen an der Mittelschicht 10 b der dreischichtigen
Wellpappe ankommen, wird auch diese Mittelschicht zunächst mit einer Perforationslinie
versehen, während die übrigen Schichten schon vollständig durchschnitten sind. In
manchen Fällen wird man daher den Vorschub der beiden Stößel 8 und 9 in diesem Augenblick
abbrechen und sie zurückziehen. Anschließend wird man die Wellpappe durch Anlegen
einer Zugspannung bzw. durch Auseinanderreißen entlang der Schnitt- und Perforationslinie
in die beiden Teilabschnitte trennen. Bei manchen Fertigungsverfahren ist dies vorteilhaft.
Dieser soeben beschriebene Vorgang wird in F i g. 5 gezeigt, wobei sich die obere
und die untere Schneide 1 bzw. 2 an den Endpunkten ihrer gegenseitigen Annäherung
befinden.
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In anderen Fällen wird man die beiden Stempel 8 und 9 weiter vorschieben,
bis die Zähne der beiden Schneiden 1 und 2 ganz ineinandergreifen und in der in
F i g. 4 gezeigten Weise aneinander anliegen. Auf diese Weise wird ein vollständiges
Durchschneiden sämtlicher Schichten der dreischichtigen Wellpappe erreicht. Man
erkennt, daß das Erreichen dieses Zustandes davon abhängt, wieviel Kraft zum Durchschneiden
der mittleren Materialschicht erforderlich ist. Mit anderen Worten gesagt, bedeutet
dies, daß die innere Schicht oder die inneren Materialschichten entweder vollständig
durchschnitten oder nur perforiert werden müssen, um bei dem anschließenden Auseinanderziehen
eine vollständige Trennung zu erreichen.
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Die Anwendung der Erfindung ist hier am Beispiel dreischichtiger Wellpappe
erläutert, da dieses Material im Vergleich zu anderen Pappen vergleichbaren Gewichts
eine außergewöhnlich hohe Festigkeit hat. Diese Festigkeit ergibt sich aus der Geometrie
und dem Aufbau dieses Produktes als Ganzes. Jedes Quetschen an der Trennlinie zerstört
die eine oder die andere oder beide dieser Eigenschaften. Nicht nur vom Standpunkt
eines guten Aussehens ist dies ein schwerwiegender Einwand. Erfindungsgemäß erfolgt
das anfängliche Eindringen der spitzen Zähne punktförmig. Das heißt, daß die Zähne
in das Material eindringen, ohne die umliegenden Flächengebiete der Pappe so weit
unter Druck zu setzen, daß sie neben der Schnittlinie gequetscht wird. Dieses anfängliche
Eindringen erleichtert den sich anschließenden Vorgang, bei dem ein glatter Schnitt
allmählich von einer anfänglich gebildeten Perforation bis zur nächsten weiterschreitet.
Auch hier wieder ist der auf die benachbarten Flächenabschnitte der Pappe ausgeübte
Druck nur sehr gering und reicht nicht aus, um das Material zu zerquetschen.
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Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen liegt ein weiterer Vorteil
darin, daß jede Schneide 1 oder 2
nur bis zur Hälfte der Dicke des
zu schneidenden Materials eindringen muß. Hierdurch wird jegliche Tendenz zum Zerquetschen
der Schichten noch weiter herabgesetzt. Bei der Auseinanderbewegung der Schneiden
bewegen diese sich gleichmäßig und in entgegengesetzten Richtungen auseinander,
so daß das Material automatisch abgestreift wird. Dies bedingt eine exakte gleiche
Reibung zwischen den beiden Schneiden und dem geschnittenen Material. Obgleich diese
Bedingung in der Praxis nicht immer erfüllt werden kann, ist die Tendenz zum selbständigen
Abstreifen immer vorhanden. Bei Anwendung von Schaumgummi-Abstreifern können diese
daher leichter zusammendrückbar gemacht werden, als es üblich ist. Sie brauchen
nur die geringe Differenz zu überwinden, die zwischen der Reibberührung der oberen
und der unteren Schneide 1 bzw. 2 mit dem zu schneidenden Material besteht.
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Der Wegfall der sonst erforderlichen stark elastischen Schaumgummi-Abstreifer
ist ein weiterer Grund, warum bei der vorliegenden Erfindung weniger Quetschdruck
auf das geschnittene Material ausgeübt wird. Dieses Material braucht nicht dreischichtige
Wellpappe zu sein. Es können auch verhältnismäßig dicke Stapel aus einschichtiger
oder zweischichtiger Wellpappe bearbeitet werden. Die Erfindung ist allgemein anwendbar
bei jeglichem leicht quetschbaren Material, obgleich es sich hierbei im allgemeinen
um zellförmiges Material, auseinanderliegende Vielfachschichten und Zellen mit auseinanderliegenden
Schichten handelt. Im allgemeinen ist solches Material nicht metallisch, obgleich
das erfindungsgemäße Prinzip auch bei metallischem Material anwendbar sein kann.