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Werkzeug <SEP> zum <SEP> Schneiden <SEP> und/oder <SEP> Kerben <SEP> eines <SEP> <B>",v</B> <SEP> --" <SEP> \3 <SEP> ials
<tb> und <SEP> Verfahren <SEP> dessen <SEP> Herstellung Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Schneiden und/oder Kerben eines Bogenmaterials mit einem Paar einander gegenüberliegender, zusammenwirkender Ma trizenteile, von denen jeder ein oder mehrere Verfor- mungselemente aufweist, die ein bestimmtes Muster bil den, das auf einem Matrizenteil ein hervorstehendes Kerbelement und auf dem andern dieser Matrizenteile ein aufnehmendes Kerbelement, das eine Einkerbung festlegt,
und/oder auf dem einen dieser Matrizenteile ein erstes Schneideglied und auf dem andern dieser Matri- zenteile ein entsprechendes Schneideglied aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung dieses Werkzeuges.
Viele Jahre lang bestanden die Schneid- und Kerb- werkzeuge, die gewöhnlich zur Herstellung von Karton- Rohlingen aus Pappe verwendet wurden, aus einer Rei he einzelner Schneid- und Kerbschablonen oder Mes sern, die von Hand in vorbestimmte Umrisse geformt und reibend zwischen einzelnen von Hand geschnitte nen Holzblöcken gehalten wurden, die gewöhnlich als Furnitur bezeichnet werden, wobei sich die Scha blonen über die obere Fläche der Blöcke erheben, so dass sie ein Stück Pappe schneiden oder falten, das auf ihre freiliegenden Kanten aufgelegt und einem nach unten gerichteten Druck ausgesetzt wird.
In der üblichen Pra xis haben die hölzernen Furnitur -Blöcke eine Dicke von 19 mm und die Messer eine Höhe im Bereich von 23 bis 25,4 mm. so dass sich die Messer über die Block oberfläche um 3,9 bis 6,3 mm erheben.
Bei der Vorbe reitung des Werkzeugs für die Arbeit in einer Presse, um Kartonrohlinge auszustanzen, wird die aus Messern, Schablonen und Holzblöcken bestehende Zusammen stellung auf der Pressenplatte befestigt und das gegen überliegende Pressenteil, bei dem es sich um eine Rück platte oder einen Zylinder handeln kann, der mit einem harten schweren Gegenpapier bedeckt ist, mit dem Schneid- und Kerbwerkzeug in Berührung gebracht, wo durch sich in dem Gegenpapier ein Eindruck der Schneid- und Kerbschablonen in ihrer genauen Anord nung ausbildet.
Das Gegenpapier wird dann von Hand in den Flächen weggeschnitten, in denen Schneid- und Kerbschablonen einen Eindruck hinterliessen, wodurch ein negatives Gegenstück für die positiven Schneid- und Kerbschablonen in dem Gegenpapier gebildet wird.
Diese herkömmliche Werkzeugvorbereitung und Ein richtung der Presse erfordern sehr viel Arbeit, sind zeit raubend und teuer wegen der vielen Handarbeiten, die zur Vorbereitung, zur Zusammenstellung und zum Ver- schliessen der Messer, Kerbschablonen und hölzernen Furnitur der positiven Form notwendig sind, und auch wegen der Vorbereitung des negativen Gegenpapier-Ge- genstücks von Hand.
Darüber hinaus hängt die Ge nauigkeit, mit der Kartonrohlinge mit einem Werkzeug dieser Art geschnitten und gekerbt werden können, in gleichem Masse von der Fähigkeit und der Kunstfertig keit, mit der die einzelnen Schablonen und Messer vor bereitet und gebogen und die einzelnen hölzernen Fur- nitur-Blöcke geschnitten und eingepasst werden, um die positive Form des Werkzeugs zu bilden, wie von der Sorgfalt ab, mit der das Gegenpapier von Hand gerillt wird, um mit den Messern und Schablonen des positi ven Werkzeugs zusammenzuarbeiten. Da jedes Stück von jedem Werkzeug einzeln und von Hand hergestellt wer den muss, ist eine genaue Reproduzierbarkeit zwischen irgendwelchen zwei Werkzeugen kaum zu erreichen.
Die Vielzahl der getrennten Stücke, die reibend in einem Rahmen zusammengehalten werden, wird verschiedenen Verformungsspannungen auf der Presse unterworfen und gerät häufig ausser Fluchtung. Daraus ergibt sich ein nicht zufriedenstellendes Schneiden und Kerben des Pappmaterials. Gelegentlich springt das gesamte Werk zeug aus dem Halterahmen und zerfällt in seine einzel nen Bestandteile. Dadurch wird eine mühsame arbeits reiche Wiederzusammenstellung und Einrichtung der Presse notwendig.
Gemäss dieser Erfindung wurde gefunden, dass die zahlreichen kostspieligen und umfangreichen Handar beiten zur Herstellung herkömmlicher Werkzeuge aus geschlossen werden können durch die Verwendung zu sammenarbeitender gegenüberliegender Werkzeuge, die aus einheitlichen Platten gebildet sind, deren Arbeits elemente der Werkzeuge mit den Platten aus einem Stück bestehen und in einem flachen Relief über den Untergrundflächen der Werkzeugplatten hervorstehen. Solche Werkzeuge können wirtschaftlich hergestellt wer den, indem Teile einer dünnen Platte entfernt werden, um die Hintergrundflächen oder vertieften Flächen der Platte zu bilden, wobei die Kerb- und Schneidkanten über die so geformten Hintergrundflächen hervorstehen.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Werkzeuge ist in der Tatsache begründet, dass, da die Schneidmesser aus vielen kleinen Stücken zusammengesetzt werden, eine grosse Anzahl von nichtfortlaufenden (diskontinuierli chen) Schnitten erzeugt wird. Die Werkzeuge gemäss dieser Erfindung haben den Vorteil, dass die Schneid- und Kerblinien darauf ununterbrochen (fortlaufend) sind.
Das erfindungsgemässe Werkzeug ist dadurch ge kennzeichnet. dass jeder Matrizenteil diese Paares ein einziges Stück bildet, wobei die Verformungselemente in einem leicht überhöhten Relief auf der Verformungs- oberfläche eines jeden dieser Matrizenteile vorgesehen sind, um das bestimmte Muster in dauernder, fester Lage festzulegen, wobei das hervorstehende Kerbelement einen aus einem Stück bestehenden, erhöhten Bereich, der auf dem einen Matrizenteil vorgesehen ist, aufweist und das aufnehmende Kerbelement ein unterteiltes Paar von aus einem Stück bestehenden, erhöhten Bereichen aufweist,
die auf dem andern dieser Matrizenteile vorgesehen sind und die genannte Einkerbung festlegen, und/oder wo bei das erste Schneideglied einen aus einem Stück be stehenden, erhöhten Bereich aufweist, der auf dem einen dieser Matrizenteile vorgesehen ist und dessen Längs achse leicht auf die eine Seite der gewünschten Schnitt linie versetzt ist und das zweite Schneideglied einen aus einem Stück bestehenden, erhöhten Bereich aufweist, der auf dem andern dieser Matrizenteile vorgesehen ist und dessen Längsachse leicht auf die gegenüberliegende Seite der gewünschten Schnittlinie verschoben ist,
und das erfindungsgemässe Verfahren kennzeichnet sich durch ein photographisches Aufbringen von Planbil dern der Verformungselemente in Übereinstimmung auf entsprechend lichtempfindlich gemachte Matrizenteile und durch ein chemisches Entfernen von Material von den entsprechenden Matrizenteilen mit Ausnahme der Bereiche, die photographisch aufgebrachte Bilder tra gen, um hervorstehende und aufnehmende Kerbelemen- te bestehen zu lassen,
die Quetsch- und/oder Schneide glieder als mit ihnen ein Stück bildende Teile in leicht über die Grundfläche dieser Matrizenteile erhöhten Re liefs enthalten.
Die Werkzeugelemente der vorliegenden Erfindung können bei der Herstellung von Kartonrohlingen in Pressen mit flachem Bett und in solchen mit einem fla chen Bett und einem rotierenden Gegenstück sowie in Pressen, bei denen beide Arbeitsteile rotieren, verwendet werden, wie unten genauer beschrieben werden wird.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden am besten aus der folgenden beispielsweisen Beschrei bung und den beiliegenden Zeichnungen verstanden wer den.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein fotografisches Po sitiv, das zur Herstellung der positiven Werkzeugplatte gemäss der Erfindung verwendet wird, Fig.2 ist eine Draufsicht auf ein fotografisches Po sitiv, das zur Herstellung der komplementären negati ven Werkzeugplatte verwendet wird, Fig.3 ist eine Draufsicht eines fotozusammengesetz ten Liniengitters, das der eine Schritt bei der Herstel lung des Positivs der Fig. 1 ist, Fig.4 stellt einen weiteren Schritt bei der Herstel lung des Positivs der Fig. 1 dar, Fig.5 ist eine Draufsicht eines Beispiels für die Zeichnungstype,
die bei der Herstellung fluchtender Ar beitselemente auf gegenüberliegenden Werkzeugteilen gemäss dem bevorzugten Verfahren der Erfindung ver wendet wird, Fig. 5a ist eine vergrösserte Ansicht eines Ausschnit tes der Zeichnung der Fig. 5, Fig. 6 stellt die optische Übertragung des gewünsch ten Bildes von der Zeichnung auf einen lichtempfindli chen Film oder eine Platte dar, Fig.7 stellt das Aufbringen eines Bildes von dem fotografischen Filmnegativ auf eine Metallplatte mit einem lichtempfindlichen Überzug dar,
Fig. 8a und Fig. 8b sind vergrösserte perspektivi sche Ansichten zusammengehöriger Flächen fertiger po sitiver und negativer Werkzeugplatten, die entsprechend die erhöhten, mit der Platte aus einem Stück bestehen den Schneid- und Kerbelemente in sehr flachem Relief über dem geätzten Plattenhintergrund zeigen, Fig.9 ist eine perspektivische Ansicht, die die Ver schiebung der einen Werkzeugplatte aus der über der komplementären Werkzeugplatte in Übereinstimmung liegenden Stellung in die Arbeitsstellung an dem Stütz zylinder der Presse als Teil der Einrichtung der Presse zeigt, Fig. 10 ist eine auseinandergenommene perspektivi sche Ansicht,
die das Paar der Werkzeugplatten der Fi guren 8a und 8b teilweise weggeschnitten zeigt, die für die Arbeit an einem Pappbogen angeordnet sind, wel cher dazwischen gelegt wird, und zeigt das sich erge bende Schneiden und Kerben der Pappe, Fig. 11 ist eine teilweise Schnittansicht einer bevor zugten Form der Erfindung, in der jede der Werkzeug platten an der äusseren Oberfläche eines zylindrischen oder drehkörp--rförmigen Pressenteiles festgeklemmt ist, Fig. 12 ist eine stark vergrösserte Querschnittsansicht eines Teiles der positiven und negativen Werkzeugplat ten in Übereinstimmung,
die sowohl ein positives als auch ein negatives Kerbelement und ein zusammenge höriges Paar von Schnitteilen zeigt, Fig.l2a ist eine abgeänderte Ansicht eines Teiles der Fig. 12, das ein Paar Schneideteile zeigt, Fig. 13 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht einer positiven und einer negativen Kerbform gemäss der vor liegenden Erfindung, die in Verbindung mit herkömmli chen Schneidwerkzeugen verwendet wird, Fig. 14 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht einer weiteren Abänderung dieser Erfindung,
und Fig. 15 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht durch ein Werkzeug, welches gemäss der vorliegenden Erfin dung bereitet ist.
Zum einfacheren Verständnis der Erfindung werden zuerst die verschiedenen Verfahren zur Herstellung der neuen und verbesserten Werkzeuge dieser Erfindung be schrieben.
Die neuen und verbesserten Schneid- und/oder Kerb- werkzeuge dieser Erfindung werden hergestellt, indem man chemisch zwei Werkzeugteile, z.B. Metallplatten, ätzt, die fotozusammengesetzte Bilder komplementärer Schneid- und/oder Kerbelemente in der Form einer Re- servage tragen, welche das Ätzmittel darin hindert, die Werkzeugteile, z.B. das Metall, in den Bildflächen an zugreifen. Der Einfachheit halber werden die beiden Werkzeugteile, die zusammen ein Schneid- und/oder Kerbwerkzeug bilden, hierin als positive bzw. negative Werkzeugplatten bezeichnet.
Die Werkzeugteile oder Platten können aus irgend einem, d.h. einer Vielzahl ätzbarer Metalle bestehen, wie Magnesium, Kupfer, Stahl, Bronze und dgl., wobei die Wahl des bestimmten, in einem gegebenen Fall zu ver wendenden Metalls von der relativen Wichtigkeit ver schiedener Faktoren, wie der Dauerhaftigkeit, der Schnel ligkeit und Leichtigkeit des Ätzens, der Biegsamkeit, der Wirtschaftlichkeit und anderer ähnlicher Faktoren ab hängt. Das verwendete Ätzmittel wird von dem beson deren zu ätzenden Metall abhängen; zufriedenstellende Ätzmittel für jedes der aufgeführten Metalle sowie für andere ätzbare Metalle sind dem Fachmann bekannt.
Im allgemeinen wird Magnesium am häufigsten in einem Ätzmittelbad geätzt, dessen Zusammenstellung haupt sächlich auf Salpetersäure basiert, wogegen Kupfer, Stahl und Bronze üblicherweise mit Ferrichlorid-Ätz- mittelzusammenstellungen geätzt werden, obwohl Am moniumpersulfat und andere oxydierende Ätzmittel auch verwendet werden können.
Auf ähnliche Weise können die Werkzeugteile oder -platten aus einer fotopolymerisierbaren Kunststoffmas se, wie lichtempfindlich gemachtem Nylon oder einer fo- topolymerisierbaren Masse eines Divinylesters von Po- lyäthylenglykol oder dergleichen bestehen. Die Ver wendung fotopolymerisierbarer Kunststoffmaterialien zur Herstellung der Werkzeugplatten dieser Erfindung um- fasst gewisse Abänderungen des Grundprozesses, wie er bei Metall angewandt wird, wobei solche Abänderun gen dem Fachmann offensichtlich sind.
Die Platten, die den Reservageüberzug in den Flä chen tragen, welche den Schneid- und/oder Kerbelemen- ten der Werkzeuge entsprechen, können auf einer An zahl von Wegen hergestellt werden. So kann z.B. eine Modelldraufsichtszeichnung der Schneid- u. Kerbelemen- te für die positiven und negativen Platten, exakt wie sie in der fertigen Werkzeugplatte erscheinen, hergestellt und fotographisch auf die vorher lichtempfindlich ge machten Werkzeugplatten nach herkömmlichen Verfah ren aufgebracht werden.
Die Platten können danach nach Entfernung der lichtempfindlichen Reservage von den jenigen Flächen der Platte, die keine Linienbilder der Schneid- und/oder Kerbelemente tragen, geätzt werden.
Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung der neuen und verbesserten Schneid- und Kerbwerkzeuge wird ein fotografisches Positiv der Schnittlinien- und Kerblinienelemente der positiven Werkzeugplatte in vor bestimmtem Abstand voneinander, wie in Fig. 1 gezeigt, und auf solche Weise hergestellt, dass die fotographi sche Darstellung jeder Kerblinie von der genauen ge wünschten Breite für das fertige positive Kerbelement ist. Ein entsprechendes fotografisches Positiv der ne gativen Werkzeugelemente, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, wird auf ähnliche Weise hergestellt.
Diese fotozusam mengesetzten Positive werden vorzugsweise auf einer ab messungsbeständigen, durchsichtigen Grundlage, wie Glas, hergestellt, die mit einer fotografischen Emulsion überzogen ist, und die positiven Bilder werden später auf die Werkzeugplatten aus Metall übertragen, wie unten beschrieben werden wird.
Um die obengenannten Positive herzustellen, wird die lichtempfindliche Glasplatte von einem Lichtspalt belichtet, dessen Breite genau der Breite des gewünschten Kerbelements entlang einer Linie entspricht, die einer der Kerblinien entspricht, z.B. der Kerblinie 42 in Fig. 3, in dem gewünschten Kartonrohling, und ausgehend von dieser Linie wird der Lichtspalt dann der Reihe nach fotomechanisch in jede der Stellungen gebracht, die den anderen Kartonkerblinien 43 bis 47 entsprechen, die parallel zu der ersten gewählten Kerblinie liegen.
Die ses Verfahren und die nachfolgenden fotomechanischen Schritte werden bequem mit einer herkömmlichen Foto zusammensetzungsmaschine ausgeführt, wie sie von der Rutherford Machinery Division Sun Chemical Corpo ration, New York, NX., USA, gebaut und vertrieben wird. Auf die gleiche Weise wird ein Lichtspalt-Foto- bild erzeugt, das jeder der geraden Schnittlinien 51 bis 56 entspricht, die parallel zu den obengenannten Kerb- linien in ihrem richtigen Abstand liegen.
Die Glasplatte wird um 90 gedreht und das Verfahren wiederholt, um Fotobilder des Lichtspaltes entsprechend den Kerblinien 61 und 62 und den Schnittlinien 71, 72, 75 und 76 zu erhalten, die senkrecht zu dem ersten Satz Schnitt- und Kerblinien verlaufen.
Ungewünschte Abschnitte zahlreicher Linien in dem sich ergebenden Fotobildgitter werden mechanisch oder chemisch auf bekanntem Wege entfernt, woraus sich ein teilweises Liniengitter der Fig. 4 ergibt, und Bilder gekrümmter Schnittlinienelemente 82, 84, 85 und 86, Fig. 1, der verschiedenen Kartonverschlüsse, gekrümmte Kerben, winklige Kerben und Schnittlinien 73, 74, 81, 83, 91, 92, 93 und 94 und dgl. werden fotomechanisch in ihrer richtigen Stellung in dem Gesamtgrundriss des Werkzeuges eingesetzt.
Diese Bilder können bequem hergestellt werden, indem ein fotografisches Negativ einer handgezeichneten gekrümmten oder winkligen Li nie der richtigen Form und Linienbreite oder nach be kannten Anreissverfahren hergestellt wird. Das sich er gebende positive Bild wird in Fig. 1 gezeigt.
Es ist zu bemerken, dass die Lichtspalt-Fotobilder, die die Kerbschablonen darstellen, genau auf den ge wünschten Kerblinienabschnittstellungen in dem end gültigen Kartonrohling angeordnet werden, während die Fotobilder der Schnittlinien so angeordnet werden, dass die eine Kante des Linienbildes unmittelbar neben der gewünschten tatsächlichen Schnittlinie liegt und sogar die Schnittlinie um wenige Tausendstel eines Millime ters überdecken kann.
Darüber hinaus ist auch die Breite des Lichtspaltes bei der Herstellung des Kerb- linien-Fotobildes kritisch, während sie nicht bei der Herstellung des entsprechenden Bildes des Schnittlinien werkzeugelements kritisch ist, welches von jeder beque men Breite sein kann mit den Grenzen, die durch den verfügbaren Raum und durch die Anforderungen an ge eignete Festigkeit des endgültigen Schneidelements ge geben sind, um Verdrehung und Verformung zu wider stehen.
Das fotografische Positiv der negativen Werkzeug plattenelemente, das in Fig. 2 gezeigt wird, wird auf die gleiche Weise hergestellt, wie sie für das Positiv des positiven Werkzeugs beschrieben ist, mit gewissen Un terschieden, die von der Art der negativen Kerbelemen- te abhängen. Das fotografische Positivbild jedes nega tiven Kerbelements besteht aus einem Paar von Linien 42a und b, 43a und b usw., die im gleichen Abstand auf jeder Seite der Linie der gewünschten Faltung in dem Pappmaterial, welches zu schneiden und zu falten ist, angeordnet sind.
Der Abstand zwischen diesen Li nienbildern des negativen Faltwerkzeugelements bezieht sich auf die Dicke des von dem fertigen Werkzeug zu schneidenden und kerbenden Pappmaterials. Dieser Ab stand beträgt vorzugsweise das 2,0- bis 4,0-fache der Pappmaterialdicke, wobei das 2,5- bis 3,5-fache dieser Dicke am günstigsten ist.
Die Linienbilder werden durch fotomechanisches Verschieben des Lichtspaltes um eine Hälfte des gewünschten Abstandes in der einen Rich tung fort von der ursprünglich eingestellten Stellung, die bei der Herstellung des Bildes 42 des positiven Kerbelements verwendet wurde, um das Bild 42a, 43a usw. herzustellen. und durch darauffolgendes Verschie ben des Lichtspaltes um den gleichen Abstand zur an deren Seite der für die positiven Elemente eingestellten Stellung erzielt, um das Bild 42b, 43b usw. herzustel len. woraus sich zwei Spaltbilder ergeben, und zwar je eines auf jeder Seite der Stellung des positiven Werk zeugelementbildes im gleichen Abstand von diesem.
Die Breite der Bildlinien des negativen Kerbelementes ist nicht wie bei dem positiven Element kritisch, sollte je doch breit genug sein, um dem endgültigen Kerbwerk- zeugelement ausreichende Festigkeit zu -eben. Sie sind vorzugsweise mindestens so breit wie das Bild des po sitiven Kerbelements und können von jeder zweckmäs- sigen grösseren Breite sein, wobei der verfügbare Platz auf der Platte Grenzen setzt.
Die Fotobilder der Schneideteile 51a, 52a, 53a usw., die einen Teil der negativen Platte bilden, werden foto zusammengesetzt, wie es bei der Herstellung des positiven Plattenbildes beschrieben worden ist, mit der Ausnah me, dass sie benachbart, aber auf gegenüberliegenden Seiten der entsprechenden gewünschten Schnittlinien stellungen von den Schnittlinienteilbildern des Positivs der positiven Platte liegen. Auch sie können, wenn es zweckmässig ist, um ein Paar Tausendstel Millimeter über der gewünschten Schnittlinienstellung liegen.
Wenn so die positiven und negativen Positivbilder in Übereinstimmung übereinander gelegt werden, sind die Bilder der positiven Kerblinien in der Mitte zwi schen den Linienbildernpaaren der negativen Kerbele- mente angeordnet und die Schnitteilbilder, von denen das eine Teil zu dem negativen Positivbild und das an dere Teil zu dem positiven Positivbild gehört, werden in Paaren unmittelbar neb--n den gewünschten Schnitt linienstellungen liegen,
wobei das eine Teil sich in dem positiven Positivbild befindet und praktisch vollständig auf der einen Seite der Schnittlinienstellung liegt und das andere Teil des Paares sich in dem negativen Posi tivbild befindet und praktisch vollständig auf der gegen überliegenden Seite der Schnittlinienstellung liegt. Nur eine geringe Überlappung dieser beiden Bilder ist zweck- mässig oder zulässig. wie in Einzelheiten hierin später beschrieben werden wird.
Die sich ergebenden, vollständig fotozusammengesetz ten. fotografischen Bilder der positiven und negativen Schneid- und Kerbelemente werden getrennt fotogra fisch durch das Medium geeigneter Negative auf ge trennte Bögen eines geeigneten ätzbaren Metalls über tragen, welches einen Überzug aus lichtempfindlicher Reservage trägt.
Die belichteten Metallbleche werden dann entwickelt und auf herkömmliche Weise fixiert, und die sich ergebenden Bögen, die einen schützenden Reservageüberzug nur in den Flächen tragen, die den Schneid- und Kerbelementen entsprechen, werden in einem geeigneten Ätzmittelbad auf eine Tiefe im Be reich von<B>0,13</B> bis 0,88 mm in Abhängigkeit von dem zu schneidenden und zu kerbenden Werkstoff geätzt. Die fertigen positiven und negativen Werkzeugbögen werden dann die Schneid- und Kerbelemente in einem sehr flachen Relief auf den dünnen biegsamen Metall platten tragen.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der neuen und verbesserten Werkzeuge, das die bevorzugte Aus führungsform des Verfahrens dieser Erfindung darstellt, enthält die Verwendung von nur einer einzigen Zeich nung eines Kartonrohlings oder eines anderen gewünsch ten Schneid-, Kerb- oder Prägemusters im Unterschied zur Verwendung einer vollständigen Zeichnung für jede der herzustellenden Werkzeugplatten. Es ist von beson derer Wichtigkeit, dass die Arbeitskanten oder -elemente auf den gegenübc-rliegenden Werkzeugteilen genau in bezug aufeinander fluchten, damit die gewünschten Schneid-. Kerb- oder Prägearbeitsgänge eintreten, wenn die Werkzeuge verwendet werden.
Dieses bevorzugte Verfahren erzeugt Werkzeuge mit der notwendigen Fluchtung auf eine sehr wirtschaftli che Weise.
In dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine einzige Zeichnung im allgemeinen die zusammengesetz ten Arbeitsflächen auf jedem der gegenüberliegenden Werkzeugteile oder -platten darstellen, wobei ein ge wünschter Abschnitt der zusammengesetzten Zeichnung herausgetrennt und auf eine Platte aufgebracht wird, deren Oberfläche auf bekanntem Wege lichtempfindlich gemacht wurde. Ein anderer Teil des zusammengesetzten Bildes wird herausgetrennt und auf eine zweite Platte auf gebracht, um ein zusammenpassendes Bild eines zusam menpassenden gegenüberliegenden Werkzeugteiles her zustellen. Die Platten werden daraufhin nach Entfernung der lichtempfindlichen Reservage von denjenigen Flä chen der entsprechenden Platte, die keine Bilder von Schneid- und Kerbelementen tragen, geätzt.
Wie Fig. 5 zeigt. trägt ein Bogen 1 einer Zusammen setzung der unten beschriebenen Art eine Linienzeich nung 2 der zusammengesetzten Arbeitsflächen der zu erzeugenden gegenüberliegenden Werkzeugteile. In die ser Zeichnung werden die Arbeitsoberflächen der einen der Werkzeugplatten einschliesslich einer ausreichenden Menge, um einen Unterschnitt des Reservageüberzugs durch die Ätzlösung zu erlauben, durch ein Anzeige medium (siehe auch Fig. 5a) angezeigt, während diejeni gen des gegenüberliegenden Werkzeugteiles von einem zweiten Anzeigemedium 4 angezeigt werden.
Flächen, in denen die Werkzeugoberflächen der beiden Werk zeugplatten einander überlappen, werden durch ein wei teres Anzeigemedium 5 aufgezeigt. Diese Anzeigemedien werden so ausgewählt, dass die Medien 3 und 4 durch Verwendung von Farbfiltern oder durch Verwendung von Sätzen verschiedenfarbiger Lampen zur Beleuchtung des Bogens 1 in dem Zeitpunkt, wenn Bilder davon auf eine farbempfindliche fotografische Oberfläche aufge bracht werden, oder durch die Verwendung von für be stimmte Wellenlängen empfindlichen, aber für andere Wellenlängen unempfindlichen fotografischen Filmen voneinander getrennt werden können.
Das Anzeigeme- dium 5 wird so gewählt. dass die optisch-fotografischen Techniken. die zur wahlweisen Trennung der Medien 3 und 4 verwendet werden, das Medium 5 nicht heraus trennen. Auf diese Weise können zwei fotografische Ne gative 6 hergestellt werden. von denen das eine das Bild der von den Medien 3 und 5 angezeigten Flächen trägt (wobei das Bild des Mediums 4 durch die Verwendung einer bestimmten optisch-fotografischen Technik ausge schaltet wurde), und das zweite das aufgebrachte Bild der von den Medien 4 und 5 angezeigten Flächen trägt (wobei das Bild des Mediums 3 durch eine geeignete optisch-fotografische Technik ausgeschaltet wurde).
Die Faltlinien werden in den Figuren 5 und 5a von den Buch- staben a gekennzeichnet, während Schnittlinien den Buchstaben b tragen.
In der bevorzugten Art der Durchführung des Ver fahrens sind die Medien 3 und 4 Komplementärfarben, die leicht voneinander durch die Verwendung von Farb filtern getrennt werden können. Diese Farben sind in Fig. 5 als rot und blau angegeben. Es können jedoch viele andere Kombinationen von Komplementärfarben verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind, wie rot und grün, gelb und blau, orange und Purpur.
Die Medien brauchen keine Farben zu sein, sondern das eine der Medien kann stattdessen eine Zusammensetzung sein, die unter bestimmten Beleuchtungsverhältnissen fluoresziiert, wogegen das andere Medium eine beson dere Grauschattierung sein kann, die leicht durch Be leuchtungstechniken von der fluoresziierenden Zusam mensetzung getrennt werden kann.
In Fig. 5 ist das Medium 5 schwarz. Es ist jedoch offensichtlich, dass viele andere Farben auch geeignet sind, insbesondere in diesem Fall Purpur, was eine Kombination von rot und blau ist, die in Fig. 5 ver wendet wurde. Aus der folgenden Beschreibung ergibt sich, dass das dritte Medium in vielen Fällen unnötig ist, da keine überlappung der Arbeitsoberflächen in der Linienzeichnung 2 gebraucht wird, wenn z.B. von dem Werkzeug nur ein Kerben ausgeführt werden soll.
Die Zeichnung 1 kann auf jedem geeigneten Mate rial, wie Papier oder Kunststoffilm, hergestellt werden. Da jedoch ein hoher Grad an Präzision bei den herge stellten Werkzeugen notwendig ist, ist es zweckmässig, dass das Material von hoher Abmessungsbeständigkeit ist. Ein Beispiel für ein geeignetes Material ist ein Bo gen aus Polyäthylenterephthalat. Die Linien der Zeich nung 1 können genau mit Tinte aufgezeichnet werden oder mit farbigen Streifen ausgewählter Breite und Far be niedergelegt sein. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, wird das Bild des gewünschten Abschnittes der Linienzeich nung 2 auf den lichtempfindlichen Film bzw. die licht empfindliche Platte 6 aufgebracht. Die Aufnahme wird leicht mit Hilfe einer Kamera 7 vorgenommen.
Um die Genauigkeit der Anordnung der Arbeitsoberflächen auf den zu erzeugenden Werkzeugplatten zu steigern, soll ten die Linienzeichnungen 2 offensichtlich in einem ver- grösserten Massstab hergestellt und dann fotografisch verkleinert werden, denn wenn z.B. die beim Zeichnen erreichbare Genauigkeit 0,13 mm beträgt, und die Grösse des Bildes um den Faktor 5 verkleinert wird, be trägt die Maximalabweichung des fotografisch aufge brachten Bildes nur noch 0,025 mm.
In dieser Ausführungsform der Erfindung werden vorzugsweise zwei fotografische Negative, von denen je des das Bild der Arbeitsoberflächen einer der Werkzeug platten trägt, wie oben beschrieben, auf dem Film 6 er zeugt. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird dann jedes Negativ 6 in direkte Berührung mit der Oberfläche einer Metall platte 8 gebracht, die mit einer lichtempfindlichen Re- servage 9 überzogen ist. Der Überzug 9 wird dann durch eine Lichtquelle 10 durch das Negativ 6 hindurch be lichtet. Da das Negativ nur in den Teilen lichtdurchläs sig ist, die dem Bild 2 entsprechen, wird dieses selbe Bild auf den Überzug 9 aufgebraucht.
Die belichteten Metallbleche oder -platten werden dann entwickelt und fixiert und die sich ergebenden Bleche auf eine Tiefe im Bereich von 0,13 bis 0,88 mm geätzt, wie in dem Fall der belichteten Bleche in dem oben beschriebenen Verfahren. Die folgenden Beispiele werden das bevorzugte Ver fahren der Erfindung weiter darstellen.
<I>Beispiel 1.</I>
Stahlwerkzeuge werden zur Verwendung beim Aus schneiden und Kerben von Pappkarton-Rohlingen her gestellt. Faltelemente sind auf gegenüberliegenden Werk zeugplatten vorgesehen, um beim Falten des Bogenma terials an den Stellen, an denen es zu falten ist, zusam menzuarbeiten, und es sind Schneidelemente vorgesehen, um einen Umriss des Kartonrohlings auszuschneiden und den Kartonrohling mit den gewünschten Schlitzen und Kerben zu versehen. Der Kartonrohling wird auf einen Bogen von Polyäthylenterephthalat in einem Massstab von 5 : 1 zur gewünschten Endgrösse des Kartons auf gezeichnet. Der Grundriss und die Zeichnung der Li nienbreite werden mit Bleistift ausgeführt.
Schwarze Tin te wird dann auf die Teile aufgetragen, in denen sich die Arbeitselemente einander überlappen, wobei auch eine Zugabe für Unterschnitt der Reservageüberzüge durch die Ätzlösung gemacht wird. Es ist bekannt, dass beim Ätzen von Stahl eine Ätzlösung mit<B>207,</B> Salpeter säure den Überzug um etwa 0,25 mm je Kante für eine Ätztiefe von 0,039 mm unterschneiden wird. Jedes der Schneidelemente soll sich 0,025 mm über die Schnittlinie erstrecken, d.h. die Schneidelemente werden sich um 0,051 mm überlappen, und die endgültige Breite der Arbeitsoberflächen soll 0,762 betragen.
Die überlappen den Flächen der Arbeitsoberflächen sind schwarz darzu stellen. Die Breite der schwarzen Linien 5 (Fig. 5a) wird dann 0,051 mm überlappen plus 0,5 mm für einen an genommenen Unterschnitt für eine Gesamtbreite von 0,551 mm betragen. Die schwarze Fläche wird dann über den Linien der mit Bleistift ausgefüllten Zeich nung liegen, die die Schnittlinien in dem fertigen Karton rohling darstellen und sich um einen gleichen Abstand (0,28 mm) auf jeder Seite der mit Bleistift ausgezoge nen Mittellinie erstrecken.
Die Arbeitsoberflächen der Schneidelemente des einen der Werkzeuge ausschliess- lich der überlappungsfläche werden mit roter Tinte ein gezeichnet, während die entsprechenden Abschnitte der Arbeitsoberflächen der Schneidelemente in dem anderen Werkzeug mit der Komplementärfarbe blau gezeichnet werden.
Der Abstand von der Mittellinie zur Kante der Arbeitsoberfläche beträgt 0,76 mm (0,762 mm weniger 0 002 mm überlappung). Zu dieser Abmessung werden 0,25 mm hinzugefügt, um einen Unterschnitt an der Aussenkante zu ermöglichen, woraus sich ein Gesamt abstand von 1,01 mm von der Mittellinie zur Kante der roten oder blauen Linien ergibt. Kerboberflächen mit einer Breite von 0,5 mm werden durch die Ver wendung einer blauen Linie von 1,02 mm Breite in der Mitte über der Kerblinie hergestellt. Eine rote Linie von 1.02 mm Breite liegt auf jeder Seite der blauen Linie. Ausreichender Zwischenraum zwischen den zusammen arbeitenden Elementen ist durch den Unterschnitt der Ätzlösung sichergestellt.
Alle genannten Abmessungen werden mit dem Grössenfaktor 5 multipliziert und die Zeichnung in den entsprechenden Farben mit Tinte aus gezogen. Die Zeichnung wird von herkömmlichen Wolf ramlampen beleuchtet. Eine Kamera wird dann für eine Grössenverkleinerung um den Faktor 5 eingestellt, und zwei Aufnahmen werden auf getrennten fotografi schen Platten gemacht, und zwar die erste mit einem Rotfilter und die zweite mit einem Blaufilter. Zwei fo tografische Negative werden von den beiden Aufnahmen hergestellt. Das eine wird die fotografischen Darstellun- gen der blauen und schwarzen Flächen und das andere die der roten und schwarzen Flächen zeigen.
Jedes Ne gativ wird nach herkömmlicher Entwicklung mit der Oberfläche einer mit einer lichtempfindlichen Reservage- zusammensetzung überzogenen Stahlplatte in Berüh rung gebracht. Die überzogenen Stahlplatten werden dann durch die fotografischen Negative belichtet, um Bilder der Linienbreiten aufzutragen einschliesslich der Zugaben für Unterschnitt auf die Reservagezusammen- setzung. die für die Ätzlösung in den belichteten Flächen unlöslich wird.
Nach dem Abwaschen des unbelichteten Reservageüberzuges mit Wasser, werden die belichte ten Reservageabschnitte erwärmt, um ihren Widerstand gegen die Ätzlösung zu erhöhen. und die Stahlplatten werden auf eine Tiefe von 0,039 mm durch Behandlung mit einer 2017,1igen Salpetersäurelösung ungefähr 15 Mi nuten lang geätzt.
<I>Beispiel Il.</I>
Werkzeugplatten werden aus dünnen Magnesium blechen hergestellt. Da die Grösse des Unterschnitts bei Verwendung der unten angegebenen Ätzlösung bei Ma gnesium vernachlässigbar ist, braucht keine Zugabe für Unterschnitt zu der Linienbreite in der Linienzeichnung der Kartonrohlinge hinzugefügt zu werden.
Die Schritte werden wie in Beispiel I oben ausgeführt, und die Ma gnesiumplatten werden auf eine Tiefe von 0,039 mm geätzt, wobei eine Ätzlösung verwendet wird, die 111/, Salpetersäure, 7% Diäthylbenzol. 0,40"/c. Dioctylnatrium- sulfosuccinat und 0,0001c1, Gelatine enthält und die letztgenannten Zusätze verwendet werden, um den Un terschnitt des Reservageüberzuges durch die Säuren aus- zuschliessen.
Beispiel 11l.
Das Verfahren nach Beispiel I wird wiederholt, nur dass keine Farbfilter verwendet werden und die Tren nung der Anzeigemedien stattdessen erreicht wird, in dem man eine erste Aufnahme auf einer lichtempfind lichen Platte herstellt. die nur für die rot und schwarz ge färbten Teile der Zeichnung empfindlich ist, und eine zweite Aufnahme auf einer lichtempfindlichen Platte herstellt. die nur für die blau und schwarz gezeichneten Teile der Zeichnung empfindlich ist.
Bei jedem der oben beschriebenen Verfahren dieser Erfindung wird, wenn das die Werkzeugplatte bildende Grundmaterial ein fotopolymerisierbarer Kunststoff, wie Nylon oder<I>eine</I> Polyäthylenglykodivinylestermasse ist, das fotozusammengesetzte Bild der Schneid- und Kerb- elemente mit Hilfe von geeigneten Negativen direkt auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Kunststoffbogens übertragen, der dann entwickelt und nach herkömmli chen Verfahren gehärtet wird für die Behandlung des bestimmten fotopolymerisierbaren verwendeten Kunst stoffmaterials.
Bei jedem der Verfahren dieser Erfindung können die Platten auch als flache Bögen geätzt werden, die dann entweder bei Pressen mit flachem Bett oder als Wickelplatten auf den zusammenarbeitenden Zylindern einer Drehpresse verwendet werden können. Wenn die Platten auf Drehpressen verwendet werden sollen, kön nen sie nach einer anderen Möglichkeit vorher gebo gen sein. um auf die Zylinder der Presse zu passen, und Bildaufbringung und Ätzen werden auf den vorgeschnit tenen Platten ausgeführt.
Wie in Fig. 8a und Fig. 86 dargestellt wird, die zu sammengehörige Abschnitte fertiger positiver bzw. ne- gativer Platten zeigen, besitzt die positive Werkzeug platte, die allgemein mit der Nummer lOlm bezeichnet ist, aus einem Stück bestehende erhöhte Abschnitte, die positive Kerbelemente 161, 162 und 142 und Schneid teile 151,<B>193,</B> 194, 152,<B>171,</B> 176, 185 und<B>186</B> in einem flachen Relief über dem geätzten Hintergrund 102m bil den. Die Platte 101m trägt auch Zentneröffnungen 103m, die mechanisch in die Platte an Punkten gebohrt sind, welche vorher fotografisch aufgebrachten Zentrierpunk- ten entsprechen.
Auf gleiche Weise trägt die negative Werkzeugplatte 101f zu Paaren geordnete negative Kerb- elemente 161a und 161b, 162a und 162b und 142a und 142b, sowie Schneidteile 151a, 193a, 194a, 152a, 171a, 176a, 185a und 186a und Zentrieröffnungen 103b, die an Punkten in die Platte gebohrt sind, welche vorher fotografisch aufgebrachten Zentrierpunkten entsprechen.
Bei Inversion der negativen Platte 101f in Überlagerung auf der positiven Platte 101m. wobei die entsprechenden paarweise angeordneten Punkte 103m und 103f (und ähnliche Paare von Zentrieröffnungen in anderen Ab schnitten der Platte) in Übereinstimmung liegen, wer den die positiven und negativen Kerbelemente und die entsprechenden Paare der Schneidteile für Schneid- und Kerbarbeitsgänge in Übereinstimmung miteinander an geordnet sein.
Bei der Zusammenstellung des Werkzeugs in einer Presse bei der Einrichtung für seine Verwendung beim Schneiden und Kerben von z.B. Kartonrohlingen aus Pappe wird die eine von dem Paar komplementärer Werkzeugplatten in der genauen Stellung auf der Bett platte oder dem Basiszylinder der Presse angeordnet und durch einen geeigneten Klebstoff oder durch Klemmen oder andere herkömmliche Mittel befestigt, und die komplementäre Werkzeugplatte auf der ersten Platte in Übereinstimmung gebracht.
Ein geeigneter Klebstoff wird dann entweder auf die freiliegende Rückfläche der darüberliegenden Werkzeugplatte oder auf das tragende oder gegenüberliegende Pressenteil oder auf beide auf gebracht, und die Presse dann daraufgelegt, wodurch die zweite Werkzeugplatte klebend an dem Trag- oder ge- ,enüberliegenden Pressenteil befestigt wird, bei dem es sich entweder um eine flache Platte oder einen Dreh zylinder handeln kann.
Die Werkzeugplattenübertragung, die unter den dynamischen Arbeitsbedingungen der Pres se gemacht wurde, hat eine sehr schnelle Einrichtung zur Folge, bei der die beiden Werkzeugplatten in per fekter Übereinstimmung liegen. Fig. 9 zeigt das Ein richten der Presse im Verfahren der Übertragung der Werkzeugplatte auf den Tragzylinder, und Fig. 10 zeigt die Tätigkeit der Schneid- und Kerbelemente an einem Stück dazwischengelegter Pappe 180.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass ein doppel seitiges druckempfindliches Cellophanband. das auf die Rückseite der darüberliegenden Werkzeugplatte aufge bracht wird, als sehr zufriedenstellendes Medium wirkt, um die Übertragung und das Anhaften dieser Platte auf bzw. an das Tragende oder gegenüberliegende Pressen teil zu bewirken.
Dieses Übertragungsverfahren des in Übereinstimmung liegenden Werkzeuges ist gleichfalls bei Pressen anwendbar, die eine ebene Tragplatte oder einen sich drehenden Tragzylinder aufweisen, da die metallische Werkzeugplatte dünn genug hergestellt wer den kann, um ausreichend biegsam zu sein, damit sie sich selbst entweder einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche anpasst, um fest an beide Typen von Pres- senteilen angeklebt zu werden, und sie wird unter allen normalen Pressenarbeitsbedingungen daran haften blei- ben. Die geringe Dicke und das sich daraus ergebende leichte Gewicht der Werkzeugplatte machen es möglich,
ihre anhaftende Stellung in absolut genauer überein stimmung auf dem Tragzylinder einer Presse selbst dann beizubehalten, wenn mit hohen Drehgeschwindigkeiten gearbeitet wird. Wenn die Platte an ein ebenes Pressen teil angeklebt werden muss, braucht sie selbstverständ lich nicht so dünn zu sein, dass sie leicht gebogen wer den kann.
Als allgemeine Regel kann gesagt werden, dass die Dicke der Werkzeugteile oder -platten dieser Erfindung nicht nur von der besonderen Pressentype, mit der sie verwendet werden sollen, sondern auch von dem Kali ber und der Art des Pappmaterials oder sonstigen Bo genmaterials abhängt, welches geschnitten oder gekerbt werden soll.
Die Werkzeugteile oder -platten der vorliegenden Er findung sind sowohl beim Schneiden und Kerben von unüberzogener Pappe als auch bei mit einer Vielzahl von Schutz- und Dekorationsüberzügen, wie Lacken, Firnissen, polymeren Materialien, z.B. Polyolefinen und verschiedenen polymerisierten Vinylverbindungen, über zogenen Pappen, wirksam.
Die praktische Mindestdicke der Werkzeugplatten ist um etwa 0,13 mm grösser als die Höhe der kerbenden und schneidenden Elemente über dem geätzten Hinter grund. So wird für die Verwendung beim Schneiden und Falten von Pappe mit 0,25 mm Dicke die Gesamtwerk zeugplattendicke nur etwa 0,33 mm betragen.
Zum Schneiden und Kerben von Pappe von 0,432 mm Dicke wird die Gesamtwerkzeugplattendicke im Bereich ober halb von etwa 0,5 mm liegen, und Plattendicken von etwa 0,66 mm sind zufriedenstellend für die Herstel lung von Werkzeugen zum Schneiden und Kerben von 0,66 mm dicker Pappe, wobei in jedem Fall eine geätzte Tiefe angenommen wird, die etwa der 0,8-fachen Dicke der behandelten Pappe entspricht. Ähnliche Verhältnis se bestehen bei Pappe mit anderen Dicken. Die nach diesem Verfahren hergestellten Werkzeuge haben bewie sen, dass sie zufriedenstellend Bleche mit geringem Dickenmass wie auch Pappe schneiden.
Es ist zu bemerken, dass die Schneid- und Kerbwerk- zeuge sehr viel dünner und infolgedessen biegsamer sein können als herkömmliche Schneid- und Kerbwerkzeuge, die aus einer Zusammenstellung einzelner Schablonen mit einem Furnitur-Block bestehen, wobei eine grösste Plattendicke von 1,02 mm in der Lage ist, Schneid- und Kerbelemente mit bestmöglichen Abmessungen für alle normalen Arbeitsgänge selbst bei sehr schwerem Pap- penmaterial zu liefern.
Im allgemeinen ist es vom Stand punkt der Wirtschaftlichkeit und Verwendbarkeit zweck- mässig, Werkzeugplatten zu verwenden, deren Dicke nahe dem Mindestmass liegt. Die sehr dünnen Platten der Erfindung sind ausreichend leicht im Gewicht, um klebend sowohl an ebenen oder zylindrischen Pressen teilen befestigt zu werden, ohne dass Klemmen oder Schrauben notwendig wären. Ein bevorzugter Arbeits gang ist es, jede der Werkzeugplatten auf der Aussen oberfläche eines zylindrischen Pressenteiles festzuklem men, wie es in Fig. l l gezeigt wird.
In Fig. 11 haben die zusammenarbeitenden zylindri schen Pressenteile 11 und 12 zusammenarbeitende Werk zeuge 13 und 14 dieser Erfindung, die an ihren Ober flächen festgeklemmt sind. Diese Werkzeuge arbeiten an einem Stück Pappe 15, das dazwischen liegt; die führen de Kante der Pappe wird von einem Greifgerät 16 in dem die Pappe tragenden Zylinder 11 gehalten. Wenn die zusammenarbeitenden positiven und ne gativen Werkzeugplatten dieser Erfindung jeweils an einem zylindrischen Pressenteil festgeklemmt sind, müs sen sie selbstverständlich so geformt sein, dass sie sich nicht aus der Übereinstimmung miteinander verschieben, wenn sie um Zylinder mit gleichem Durchmesser gebo gen sind.
Dies kann erreicht werden, indem nichtfunk tionelle Abschnitte des Werkzeugs entfernt werden, um die Querschnittflächen der Werkzeuge auszugleichen. Wenn die Werkzeuge praktisch die gleiche Querschnitts fläche haben, wird jedes Verschieben der Werkzeugplat ten praktische das gleiche bleiben, so dass sie in über- einstimmung bleiben. Die nichtfunktionellen Abschnitte des Werkzeugs können durch Ätzen oder andere geeig nete Verfahren, wie maschinelles oder chemisches Her ausfräsen, entfernt werden.
Das geringe Gewicht und die Biegsamkeit der Pro dukte dieser Erfindung sind von besonderem Wert bei Pressen, bei denen mindestens eines der Hauptarbeits- teile ein rotierender Zylinder ist. Werkzeugplatten, die auf ebenen Flächen ruhen sollen, können von grösserer Dicke sein, da die Biegsamkeit in diesem Fall keine Rolle spielt, und es kann gegebenenfalls zweckmässig sein, Platten mit einer Dicke von 12,7 mm bis 25,4 mm und mehr zu verwenden oder die Dicke einer dünneren Werk zeugplatte durch Ankleben einer Unterlage aus Metall, Kunststoff, Holz oder dgl. zu vergrössern.
Bei Pressen, die ein Plattenteil für ein ebenes Bett mit einem zylin drischen Teil kombinieren, ist es oft bequem, die eine Werkzeugplatte mit Mindestdicke oder nahezu mit Min destdicke auf dem Zylinder und eine etwa dickere zu sammenpassende Werkzeugplatte auf dem ebenen Bett zu verwenden, wo die Biegsamkeit keine Rolle spielt.
Es ist oft zweckmässig, auch Löcher in den Platten vorzusehen, um die Platten auf den Pressenteilen genau in Übereinstimmung anordnen zu können. Dies kann be quem erreicht werden, indem die Lage der Löcher in der Zeichnung mit einem Anzeigemittel eingezeichnet wird, das auf jedes hergestellte fotografische Negativ aufgebracht wird. Die Löcher können dann genau am gleichen Punkt in jeder Platte gebohrt werden, wobei die fotografisch aufgebrachten Zeichen auf den Platten zur Anordnung der Löcher verwendet werden.
Wenn es zweckmässig ist, können Werkzeugelemen te direkt auf der Oberfläche eines Paares von Metall zylindern des deichen Durchmessers anstatt auf dün nen biegsamen Platten geätzt werden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Schneid- und Kerb- werkzeugen für Karton, bei denen die Schneid- und Kerbschablonen getrennte Einheiten sind, die in ihrer richtigen Anordnung nur durch die Reibung an der da zwischenliegenden Furnitur gehalten werden, sind die Schneid- und Kerbelemente der Werkzeuge der vorlie genden Erfindung mit der Werkzeugplatte selbst aus einem Stück bestehende Teile. Jedes Element der Platte ist mit äusserst möglicher Genauigkeit der fotografischen Reproduktion abgemessen und angeordnet und wird dauerhaft in einer Stellung gehalten, die in perfekter Übereinstimmung mit dazugehörigen Elementen ist.
Da durch wurde zum ersten Mal die Herstellung und Vor bereitung von Schneid- und Kerbwerkzeugen möglich, bei denen die Abmessungen und besonderen räumlichen Zuordnungen der verschiedenen Schneid- und Kerbele- mente genau zugeschnitten werden können, um die best mögliche Wirksamkeit bei Schneid- und Kerbarbeitsgän- gen für die bestimmte Art und das bestimmte Kaliber von Pappmaterial, das zu Kartonrohlingen verarbeitet werden soll, zu erzielen. Da die Werkzeugelemente dar über hinaus fotografisch zusammengesetzt sind, kann jede Anzahl von Werkzeugplatten hergestellt werden, die absolut identisch sind.
Diese perfekte Reproduzierbar- keit der Werkzeugplatten stellt einensehr wichtigen Vor teil der vorliegenden Erfindung dar.
Es wurde gefunden, dass die Höhe des positiven Kerbelements, die Breite des positiven Kerbelements, die Breite der Nut in dem negativen Kerbelement und die Tiefe der negativen Nut Faktoren sind, die alle die Qualität einer Kerbung beeinflussen. die in einem Papp- bogen durchgeführt wird. Diese Faktoren beziehen sich auch auf die bestimmte Art und das bestimmte Kaliber der Pappe oder eines sonstigen behandelten Bogens.
Um zufriedenstellende Kerblinien in Pappe zu er halten, sollte die Höhe h in Fig. 12 des positiven Kerb- elements 161 im Bereich von 0,13 mm bis 0,88 mm über dem Werkzeugplattenhintergrund liegen, abhängig von dem Kaliber des behandelten Pappbogens. Und die Höhe des positiven Kerbelements<B>161</B> sollte vorteilhaft zwi schen der 0,5- und 2-fachen, insbesondere zwischen der 0,5- und 1,1-fachen Dicke des Pappmaterials liegen. Die günstigste Höhe des positiven Kerbelements liegt bei der 0 8-fachen Dicke des Pappmaterials.
Die günstigste Höhe h des positiven Kerbelements zum Kerben von Pappe mit einer Dicke von 0,25 mm beträgt z.B. <B>0.203</B> mm, bei Pappe mit 0,432 mm Dicke etwa 0,39 mm und bzi 0.66 mm dicker Pappe etwa 0,558 mm.
Die Breite w in Fig. 12 des positiven Kerbelements <B>161</B> kann in dem Bereich liegen, der gleich dem 0,5- bis 2,0-fachen der Dicke der Pappe ist, wobei die günstig ste Breite zwischen etwa dem 0.8 bis 1,2-fachen der Pap- pendicke liegt. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden er zielt, wenn die Breite k der Nut zwischen den paarweise angeordneten erhöhten Abschnitten 161a und 161b des negativen Kerbelements im Bereich der etwa 2,0- bis 4,0-fachen Dicke der behandelten Pappe liegt, wobei die 2.5- bis 3,5-fache Dicke das Optimum darstellt.
Diese Nutbreite entspricht der Breite w des positiven Kerb- elements 161 plus der 1,5- bis 2.5-fachen Dicke des Pappmaterials. Die Tiefe d der Nut zwischen den er höhten Abschnitten 161a und 161b kann günstigenfalls im Bereich der etwa 0,5- bis 1,5-fachen Dicke des Papp- materials liegen oder sogar etwas tiefer sein, obwohl eine grössere Tiefe keinen zusätzlichen Vorteil bietet. Die negative Tiefe der negativen Nut sollte vorzugsweise mindestens gleich der Höhe h des positiven Kerbelemen- tes 161 sein.
Der vertikale Spalt v zwischen den Platten (d.h. der geringste vertikale Abstand zwischen den erhöhten Ab schnitten der positiven Werkzeugplatte und den erhöh ten Abschnitten der negativen Werkzeugplatte, wenn die Presse zusammendrückt) übt beträchtlichen Einfluss auf die Arbeitsweise der Schneidelemente aus. Ein weiterer, eng damit zusammenhängender Faktor ist der horizon tale Spalt g oder der seitliche Abstand zwischen den zu- sammenarbeitenden Schneidkanten 181 und 182 eines Paares von Schneidteilen 171 und 171a, von denen das eine mit der positiven Werkzeugplatte und das andere mit der negativen Werkzeugplatte aus einem Stück be steht.
Es hat sich herausgestellt, dass es, um zufriedenstel lend saubere und genaue Schnittlinien in dem Pappma- terial bei Verwendung der Schneidwerkzeuge der Er findung zu erhalten, notwendig ist, dass der horizontale Spalt g zwischen den Schneidkanten 181 und 182 der Schneidteile nicht grösser als etwa 20% der Dicke des Pappmaterials, wie in Fig. 12 gezeigt, ist, wobei die be sten Schneidbedingungen bestehen, wenn die Schneid teile sich um einen geringen Grad überlappen, wie es in Fig. 12a gezeigt ist,
wobei dieser überlappungsgrad normalerweise etwa 50% der Pappmaterialdicke nicht überschreiten sollte. Wenn die überlappung zu gross ist, kann das Pappmaterial bloss zusammengedrückt und nicht geschnitten werden. D.h., wenn die Pappe 0.25 mm dick ist und geschnitten und gekerbt werden soll, sollte der horizontale Spalt g zwischen den Schneidteilen in der Arbeitsstellung in der Presse in dem Bereich zwischen -0,13 mm (was eine kombinierte überlappung der Schneidteile um 0,13 mm bedeutet) und +0,05 mm lie gen.
Zum Schneiden von Pappe mit 0,4 mm Dicke sollte der horizontale Spalt zwischen -0 203 und +0,076 mm liegen. Der zweckmässige Spaltbereich zum Schneiden von Pappe mit 0,63 mm Dicke liegt zwischen -0,3 und r0.13 mm; und eine entsprechende Bezugsangabe wird für Pappe mit anderen Dicken zu berechnen sein.
Der vertikale Spalt v zwischen den positiven und ne gativen Werkzeugplatten, wenn die Presse sich in zu sammendrückender Stellung befindet, kann von einer geringen überlappung, die einen guten glatten Schnitt ergibt, bis zu einem positiven Spalt von bis zu _50 J, der Dicke des zu schneidenden Pappmaterials reichen. Es ist selbstverständlich unmöglich, unter den besonderen Bedingungen zu arbeiten, bei denen die Schneidelemente sowohl horizontal als auch vertikal überlappen, so dass sowohl g und v negative Werte haben.
Die bevorzugte Kombination der horizontalen und vertikalen Beziehungen zwischen Schneidteilen zur Her stellung eines sauberen Schnittes in Pappe von einer Vielzahl von Dicken kombiniert einen vertikalen Spalt von 0,076 mm bis 0,13 mm mit einer horizontalen über lappung von 0,05 bis 0,1 mm. D.h., wenn sich die Presse in der zusammendrückenden Stellung befindet, liegt der vertikale Abstand zwischen den Schneidteilen des Werk zeugs zwischen 0,76 und 0,13 mm und die Schneidteile überlappen horizontal um 0,05 bis 0,1 mm, wobei jede Schneidkante die tatsächlich gewünschte Schnittlinie um 0.025 bis 0,05 mm überlappt.
Es können Werkzeuge hergestellt werden, die ent weder Schneid- oder Kerbelemente allein aufweisen und keine Kombination dieser Elemente, wie es bisher be schrieben wurde. So können z.B. Kerbwerkzeuge, be stehend aus zusammengehörigen positiven und negati ven Werkzeugplatten, gemäss den hier beschriebenen Verfahren dieser Erfindung hergestellt werden. Die eine aus dem Paar der Platten, z.B. die positive Platte, kann von geeigneter Dicke sein, so dass bei der Zusammen stellung mit herkömmlicher Furnitur und Schneidescha blonen die erhöhten Abschnitte der flachgeätzten Platte sich in der richtigen Arbeitshöhe mit den Normaleinhei ten befinden.
Nach einer anderen Möglichkeit, die im Querschnitt in Fig. 13 dargestellt ist, kann die positive Kerbwerkzeugplatte eine dünne flachgeätzte Platte 201 sein, die auf geeignete Weise in der Dicke vergrössert wird, indem sie klebend auf eine Unterlage geeigneter Dicke aus Holz, Metall, Kunststoff oder einem anderen Material befestigt wird, das mit der Nummer 202 ge kennzeichnet, und danach zusammen mit herkömmlichen Schneidmessern 203 und Fumiturblöcken 204 in einem Standardrahmen zusammengesetzt werden, um ein zu sammengesetztes positives Schneid- und Kerbwerkzeug zu ergeben, bei dem die Schneidelemente herkömmliche einzelne Schneideschablonen 203 sind,
die reibend zwi- schen herkömmlichen Furniturblöcken 204 gehalten werden, und die positiven Kerbelemente 205 die erhöh ten, mit der geätzten Metallplatte 201 aus einem Stück bestehenden Abschnitte sind, die wie oben beschrieben hergestellt wurden.
Bei der Einrichtung der Presse wird das zusammengesetzte positive Schneid- und Kerbwerk- zeug auf der Bettplatte 210 befestigt, die negative Kerb- werkzeugplatte 211 genau auf die positive Kerbplatte 201 aufgebracht, doppelseitiges Klebband auf die freie Rückfläche des negativen Werkzeuges gelegt und die Presse in die Pressenstellung gebracht, wodurch die in Übereinstimmung liegende Übertragung des negativen Kerbwerkzeugs auf das Pressentragteil 212 bewirkt wird, bei dem es sich um eine Platte oder um einen Zylinder handeln kann.
Das Kerben von Pappmaterial wird dann zwischen den positiven Kerbelementen 205 und den ne gativen Kerbelementen 213 bewirkt; während das Schnei den von den herkömmlichen Schneidemessern 203 durch geführt wird, die gegen den geätzten Abschnitt des ne gativen Kerbwerkzeugs 211 oder gegen den Zylinder mantel selbst arbeiten.
In einer anderen Abänderung der Erfindung, die im Querschnitt in Fig. 14 dargestellt ist, kann die geätzte positive Kerbwerkzeugplatte 220, die wie oben beschrie ben hergestellt wurde, zusätzlich zu den erhöhten po sitiven Kerbelementen 221, die wie oben beschrieben hergestellt werden, maschinell erzeugte Nuten 222 von einer Breite und Tiefe und in richtiger Stellung tragen, um einzelne Schneideschablonen 223 aufzunehmen, die in die gezogenen Nuten eingefügt und in der gewünsch ten Schneidstellung befestigt werden, indem die die Schneideschablone umgebende Nut mit einem selbst härtenden Kunststoff 224 oder einem geschmolzenen Me tall gefüllt wird, das sich beim Abkühlen verfestigt.
Nach einer anderen Möglichkeit können die Schneideschablo nen 223 eine solche Breite haben, dass sie fest in die maschinell gezogenen Nuten 225 passen und durch Rei bung an den Seiten der Nut gehalten werden oder indem das Metall der Platte in dichte reibende Berührung mit der Schneideschablone geschlagen wird. Die zusammen arbeitende negative Werkzeugplatte 230 in dieser Aus führungsform würde nur die negativen Kerbelemente 231 enthalten, wobei die Schnittlinien von den herkömm lichen einzelnen Schneideschablonen 223 erzeugt wer den, welche gegen geätzte Flächen der negativen Werk zeugplatte oder gegen den Mantel des Pressenzylinders selbst arbeiten.
Die Prinzipien der Erfindung können dazu verwen det werden, Werkzeuge herstellen, welche Mittel für einen Kerbschnitt und für Perforationen sowie herkömmliches Schneiden und Kerben, wie hier oben beschrieben, auf weisen. In einer weiteren Abänderung dieser Erfindung kann das Prägen auf ähnliche Weise gleichzeitig mit dem Schneiden und Kerben bewirkt werden.
Bei der Herstellung eines zum Prägen sowie zum Schneiden und Kerben geeigneten Werkzeugs wird eine positive Positivaufnahme der fotozusammengesetzten po sitiven Kerbelemente und Schneidteile, wie oben be schrieben, hergestellt. Ein Fotobild der positiven Präge elemente irgendeines gewünschten Prägemusters wird dann auf die positive Positivaufnahme aufgebracht, die die Kerbelemente und die Bilder der Schneidteile trägt.
Das zusammengesetzte sich ergebende Positiv, das posi tive Kerbelementbilder, Prägeelementbilder und Schneid teilbilder trägt, wird dann mit Hilfe eines geeigneten Negativs auf eine lichtempfindliche ätzbare Werkzeug- platte übertragen, die danach, wie oben beschrieben, entwickelt und geätzt wird. Die fertige positive Präge-, Schneid- und Kerbwerkzeugplatte enthält die für die Arbeitsgänge notwendigen positiven Elemente von denen alle in einem sehr flachen Relief auf der Platte liegen.
Wie im Querschnitt in Fig. 15 gezeigt, enthält das posi tive Werkzeug 240 positive Kerbelemente 241, ein Schneidelement 242 und ein Prägeelement 243.
Die negative Werkzeugplatte 250, die im Querschnitt in Fig. 15 gezeigt ist, wird auf die vorher für Schneid- und Kerbwerkzeugplatten beschriebene Weise herge stellt. Die sich ergebende negative Platte trägt negative Kerbelemente 251 und das Schneidteil 252 in einem fla chen Relief über dem geätzten Plattenhintergrund. An dem geätzten Hintergrund der negativen Platte wird in den Flächen, die den Prägeelementen 243 an der posi tiven Werkzeugplatte 240 entsprechen, ein dünner Bo gen aus Kork 253 oder einem ähnlichen federnden Ma terial befestigt, und zwar vorzugsweise mit einem dop pelseitigen Klebeband.
Nach einer anderen Möglichkeit kann der negative Plattenhintergrund in dieser Fläche weggeschnitten und das federnde Material direkt auf dem Tragzylinder der Presse selbst befestigt sein. Die Dicke des Korks sollte ausreichen, um seine freie Oberfläche praktisch in die gleiche Höhe der oberen Fläche der Schneid- und Kerbelemente zu bringen.
Beim Betrieb auf der Presse arbeiten die Schneid- und Kerbelemente auf die oben beschriebene Weise, und das positive Prägeelement 243, das zusammen mit der federnden Einlage 253 in der negativen Werkzeugplatte 250 arbeitet, drückt das gewünschte Prägemuster in das Pappmaterial.
Es ist auch ein wichtiger Vorteil, dass die verbesser ten Werkzeuge dieser Erfindung umgekehrte Kerblinien bilden, d.h. Werkzeuge, die positive Kerbelemente auf jeder der Werkzeugplatten in Übereinstimmung mit ent sprechenden negativen Elementen auf der andern Werk zeugplatte tragen. Dieses Ergebnis kann bei herkömmli chen Werkzeugen, bei denen das eine der Werkzeugteile alle Arbeitselemente enthält und die entsprechenden ne gativen Elemente in der Form von Eindrücken auf einem Bogen Gegenpapier oder einer mit Nuten versehenen Metallplatte sind, nicht erzielt werden, es sei denn, der Bogen wird durch zwei aufeinanderfolgende unterschied liche Werkzeuge geführt, von denen das erste auf der einen Oberfläche und das zweite auf der andern Ober fläche presst.
Kerbelemente zur Erzeugung von umge kehrten Kerben können nach diesem Verfahren einfach dadurch hergestellt werden, dass die entsprechenden po sitiven Kerbelemente in der Form von Linien angezeigt werden, die in der Mitte über den gewünschten Kerb- linien liegen, wobei einige dieser Linien mit dem einen und einige mit dem anderen von einem ausgewählten Paar leicht trennbarer Anzeigemedien aufgetragen wer den. Auf jeder Seite dieser Linien wird dann eine Linie mit dem anderen Medium aufgetragen. Das auf jede der Werkzeugplatten aufgebrachte Bild wird dann einige positive und einige negative Elemente enthalten.
Andere Ausführungsarten dieses Werkzeuges sind be sonders geeignet zum Schneiden, Kerben und/oder Prä gen von z.B. Pappe, zur Herstellung von Kartonrohlin gen. Diese verbesserten Werkzeuge können jedoch auch zum Schneiden, Kerben und/oder Prägen von Bögen aus anderen Materialien, wie Leder, Folien, Kunststoffilme und Metallbleche, verwendet werden.