*DE102007044662A120090326* (19) Bundesrepublik Deutschland Deutsches Patent- und Markenamt (10) DE 10 2007 044 662 A1 2009.03.26 (12) Offenlegungsschrift (21) Aktenzeichen: 10 2007 044 662.6 (22) Anmeldetag: 18.09.2007 (43) Offenlegungstag: 26.03.2009 (71) Anmelder: Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE (74) Vertreter: Scheffler, J., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 30171 Hannover (72) Erfinder: Malek, Roland, Dr., 38440 Wolfsburg, DE; Kotzian, Mathias, 38446 Wolfsburg, DE (51) Int Cl. 8 : B23P 15/40 (2006.01) B26D 1/00 (2006.01) B23K 9/04 (2006.01) B23K 5/18 (2006.01) (56) Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht zu ziehende Druckschriften: DE 195 30 641 C1 DE 20 01 766 C3 DE 15 58 630 C DE 41 34 134 A1 DD 2 21 388 A1 Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen Rechercheantrag gemäß 43 Abs. 1 Satz 1 PatG ist gestellt. (54) Bezeichnung: Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs und Schneidwerkzeug (57) Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs, insbesondere zum Beschneiden von Blechen, bei welchem auf einen Grundkörper (2) aus Gusseisen eine Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte aufgeschweißt wird. Hierbei werden zunächst mehrere Schweißnähte (6) nebeneinander, eine Pufferlage (10) bildend, auf eine Fläche (40) des Grundkörpers (2) aufgeschweißt und anschließend mehrere Schweißnähte (7), nebeneinander eine Decklage (12), bildend, auf die Pufferlage (10) aufgeschweißt. Die Schweißnähte (6, 7) der Pufferlage (10) und der Decklage (12) werden nach dem Aufschweißen spannungsreduzierend, insbesondere durch Hämmern, bearbeitet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Schneidwerkzeug, insbesondere zum Beschneiden von Blechen, mit einem Grundkörper (2) aus Gusseisen und einer auf eine Fläche (4) des Grundkörpers (2) aufgeschweißten Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte. Hierdruch kann ein kostengünstiges Schneidwerkzeug mit einer harten, verschleißfesten und rissfreien Schneide zur Verfügung gestellt werden. 1/7
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs, insbesondere zum Beschneiden von Blechen, bei welchem auf einen Grundkörper aus Gusseisen eine Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte aufgeschweißt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schneidwerkzeug, insbesondere zum Beschneiden von Blechen, mit einem Grundkörper aus Gusseisen und einer auf eine Fläche des Grundkörpers aufgeschweißten Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte. [0002] Aus der DE 195 30 641 C1 ist bereits ein als Papiermesser ausgebildetes Schneidwerkzeug mit einem Grundkörper aus Vergütungsstahl und einer Schneide höherer Härte bekannt. Zur Herstellung eines derartigen Schneidwerkzeugs wird auf den Grundkörper durch Auftragsschweißen eine Auftragsschicht höherer Härte aufgebracht. [0003] Die DE 41 34 134 A1 beschreibt bereits ein Verfahren zum Beschichten von Teilen aus Gusseisen durch Auftragsschweißen. [0004] Weiterhin ist aus der DE 20 01 766 und der DE 1 558 630 die Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit für Messer für Profil-, Stabstahl- und Blechscheren bekannt. [0005] Schneidwerkzeuge zum Bearbeiten von Blechwerkstoffen werden in der Praxis derzeit vollständig aus einem die erforderliche Härte und Verschleißbeständigkeit aufweisenden Schnellarbeitsstahl oder aus einem pulvermetallurgisch hergestellten Stahl, einem so genannten PM-Stahl, hergestellt. Dabei erweisen sich vor allem die relativ hohen Materialkosten sowie die hohen Herstellungskosten als besonders nachteilig. [0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines kostengünstigen Schneidwerkzeugs zum Beschneiden von Blechen mit einer harten, verschleißfesten und rissfreien Schneide sowie ein derartiges Schneidwerkzeug zur Verfügung zu stellen. [0007] Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens. [0008] Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs vorgesehen, bei welchem auf einen Grundkörper aus Gusswerkstoff eine Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte aufgeschweißt wird, wobei zunächst mehrere Schweißnähte nebeneinander eine Pufferlage bildend auf eine Fläche des Grundkörpers aufgeschweißt werden und anschließend mehrere Schweißnähte nebeneinander eine Decklage bildend auf die Pufferlage aufgeschweißt werden und bei welchem die jeweiligen Schweißnähte der Pufferlage und der Decklage nach dem Aufschweißen spannungsreduzierend, insbesondere durch Hämmern, bearbeitet werden. Durch die Verwendung eines Grundkörpers aus Gusseisen können sowohl die Materialkosten als auch die Herstellungskosten, insbesondere im Vergleich zu den vollständig aus Schnellarbeitsstahl oder PM-Stahl hergestellten Schneidwerkzeugen erheblich reduziert werden. Gleichzeitig weist das Schneidwerkzeug jedoch im Beanspruchungsbereich die zum Beschneiden von Blechen erforderliche Härte und Verschleißfestigkeit auf. Durch das Hämmern der Schweißnähte unmittelbar nach dem Schweißen werden auftretende Zugspannungen abgebaut und Spannungsrisse im Bereich der Schneide minimiert, wodurch die Standzeit des Schneidwerkzeugs erheblich verlängert werden kann. Durch die Zwischenschaltung einer Pufferlage und die anschließende Anordnung einer Decklage erfolgt eine vorteilhafte Beeinflussung des Gefüges, der Härte sowie der Anbindung der Lagen untereinander bzw. zwischen dem Grundkörper und der Pufferlage. Nach dem Ende der Standzeit des Schneidwerkzeugs oder in einem Reparaturfall kann, nachdem die verschlissene Schneide teilweise oder vollständig entfernt wurde, eine neue Schneide auf den Grundkörper aufgeschweißt werden, wodurch wiederum ein neuwertiges Schneidwerkzeug entsteht. [0009] Dabei erweist es sich als besonders kostengünstig, wenn der Grundkörper aus GG25 oder GG70L besteht. [0010] Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass eine erste und eine zweite Schweißnaht der Pufferlage jeweils in einem die Fläche des Grundkörpers begrenzenden Randbereich angeordnet werden und dass anschließend weitere Schweißnähte in dem von den beiden Schweißnähten begrenzten Zwischenraum angeordnet werden bzw. dass eine erste und eine zweite Schweißnaht der Decklage jeweils in einem Randbereich der Pufferlage angeordnet werden und dass anschließend weitere Schweißnähte in dem von den beiden Schweißnähten begrenzten Zwischenraum angeordnet werden. Durch die jeweils erste und zweite Schweißnaht werden die Grenzen der Pufferlage bzw. der Decklage definiert und durch das anschließende Anordnen weiterer Schweißnähte erfolgt anschließend eine langsame Abkühlung der Pufferlage bzw. der Decklage, wodurch die Schrumpfspannungen in der Pufferlage bzw. der Decklage reduziert werden können. [0011] Eine andere praxisgerechte Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass von den Schweißnähten der Pufferlage und/oder der Decklage nach der spannungsreduzierenden Bearbeitung Verunreinigungen, beispielsweise durch 2/7
Bürsten, entfernt werden. Hierdurch wird die Anbindung der Lagen untereinander verbessert. [0012] Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass auf die Decklage weitere Decklagen aufgeschweißt werden. Die Anzahl der Decklagen richtet sich hierbei nach der gewünschten Kontur und Größe der Schneide. [0013] Die durch die Pufferlage und die Decklagen gebildete Schneide wird nach dem Auftragsschweißen in den wenigsten Fällen bereits die zur Bearbeitung erforderliche Schneidenform aufweisen. Um die erforderliche Schneidenform bzw. -kontur herzustellen, kann die Schneide nach dem Aufbringen der Pufferlage und der Decklage mechanisch, insbesondere durch Fräsen und/oder Schleifen, bearbeitet werden. [0014] Um das Schneidwerkzeug in die gewünschte Endkontur zu überführen, ist weiterhin vorgesehen, dass der Grundkörper vor dem Aufschweißen der Pufferlage spanend bearbeitet wird. [0015] Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich wesentlich vereinfachen, wenn in den Grundkörper eine zur Aufnahme der Pufferlage dienende Ausnehmung, beispielsweise durch Fräsen, eingebracht wird. [0016] Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass zur Aufschweißung der Schweißnähte der Pufferlage ein zum Schweißen von Gusseisen geeigneter Zusatzwerkstoff verwendet wird. Hierdurch wird insbesondere die Anbindung zwischen der Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte und dem Grundkörper aus Gusseisen optimiert. [0017] Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass zur Aufschweißung der Schweißnähte der Decklage ein die vorgegebene Härte aufweisender Zusatzwerkstoff verwendet wird. Hierdurch kann ein Schneidwerkzeug mit einer Schneide zur Verfügung gestellt werden, welches im Beanspruchungsbereich die zum Beschneiden von Blechen erforderliche Härte und Verschleißfestigkeit aufweist. [0018] Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Schneidwerkzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Der Unteranspruch 13 betrifft eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des Schneidwerkzeugs. [0019] Erfindungsgemäß ist also ein Schneidwerkzeug mit einem Grundkörper aus Gusseisen und einer auf eine Fläche des Grundkörpers aufgeschweißten Schneide aus einem Werkstoff höherer Härte vorgesehen, wobei die Schneide zumindest eine auf die Fläche aufgeschweißte und aus mehreren nebeneinander angeordneten Schweißnähten bestehende Pufferlage und zumindest eine auf die Pufferlage aufgeschweißte und aus mehreren Schweißnähten bestehende Decklage aufweist. Aufgrund der geringeren Materialkosten des Gusseisens und der geringeren Herstellungskosten kann ein besonders kostengünstiges Schneidwerkzeug mit einer harten, verschleißbeständigen und rissfreien Schneide zur Verfügung gestellt werden. [0020] Dabei erweist es sich als besonders praxisnah, dass der Grundkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher die Pufferlage und die Decklage aufgebracht sind. Hierdurch wird das Aufbringen der Pufferlage und der Decklage erleichtert. [0021] Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in [0022] Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Schneidwerkzeugs zum Beschneiden von Blechen in einer Seitenansicht; [0023] Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 dargestellten Einzelheit X mit zwei auf dem Grundkörper angeordneten Schweißnähten; [0024] Fig. 3 eine aus mehreren Schweißnähten bestehende und auf dem Grundkörper aufgeschweißte Pufferlage; [0025] Fig. 4 zwei auf der Pufferlage angeordnete Schweißnähte einer Decklage; [0026] Fig. 5 eine aus mehreren Schweißnähten bestehende und auf der Pufferlage aufgeschweißte Decklage. [0027] Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Schneidwerkzeugs 1 zum Beschneiden von Blechen in einer Seitenansicht. Das Schneidwerkzeug 1 weist einen Grundkörper 2 aus Gusseisen und eine Schneide 3 aus einem Werkstoff höherer Härte auf. Die Schneide 3 des Schneidwerkzeugs 1 wird in mehreren in den Fig. 2 bis Fig. 5 dargestellten Verfahrensschritten auf eine Fläche 4 des Grundkörpers 2 aufgeschweißt. Zur Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei zunächst eine Ausnehmung 5 in den Grundkörper 2 eingefräst und, wie in Fig. 2 dargestellt, eine erste und eine zweite Schweißnaht 6 auf die Außenkanten der Ausnehmung 5 bzw. auf einen die Fläche 4 des Grundkörpers 2 begrenzenden Randbereich 8 aufgeschweißt. Im Anschluss werden weitere Schweißnähte 6 in einem von den beiden Schweißnähten 6 begrenzten Zwischenraum 9 angeordnet, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist. Die auf dem Grundkörper 2 parallel nebeneinander angeordneten Schweißnähte 6 bilden zusammen eine die Fläche 4 bedeckende Pufferlage 10. Um auftretende Zugspannungen zu reduzieren, 3/7
werden die jeweiligen Schweißnähte 6 der Pufferlage 10 abgehämmert. [0028] Wie in Fig. 4 dargestellt, wird nach dem Abhämmern der Schweißnähte 6 der Pufferlage 10 auf die beiden im Randbereich 8 der Fläche 4 angeordneten Schweißnähte 6 der Pufferlage 10 jeweils eine weitere Schweißnaht 7 aufgeschweißt. Anschließend werden weitere Schweißnähte 7 in dem von den beiden bereits auf der Pufferlage 10 angeordneten Schweißnähten 7 begrenzten Zwischenraum 11 auf die Pufferlage 10 aufgeschweißt, sodass sich eine die Pufferlage 10 bedeckende und in Fig. 5 dargestellte Decklage 12 ergibt. [0029] Um Zugspannungen abzubauen, werden die Schweißnähte 7 der Decklage 12 abgehämmert. Je nach gewünschter Schneidenform bzw. Schneidenkontur können mehrere Decklagen 12 übereinander angeordnet werden. Abschließend kann die von der Pufferlage 10 und der Decklage 12 gebildete Schneide 3 dann geschliffen und/oder gefräst werden. DE 10 2007 044 662 A1 2009.03.26 4/7
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. Zitierte Patentliteratur - DE 19530641 C1 [0002] - DE 4134134 A1 [0003] - DE 2001766 [0004] - DE 1558630 [0004] DE 10 2007 044 662 A1 2009.03.26 5/7
Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs (1), insbesondere zum Beschneiden von Blechen, bei welchem auf einen Grundkörper (2) aus Gusseisen eine Schneide (3) aus einem Werkstoff höherer Härte aufgeschweißt wird, wobei zunächst mehrere Schweißnähte (6) nebeneinander eine Pufferlage (10) bildend auf eine Fläche (4) des Grundkörpers (2) aufgeschweißt werden und anschließend mehrere Schweißnähte (7) nebeneinander eine Decklage (12) bildend auf die Pufferlage (10) aufgeschweißt werden, und bei welchem die jeweiligen Schweißnähte (6, 7) der Pufferlage (10) und der Decklage (12) nach dem Aufschweißen spannungsreduzierend, insbesondere durch Hämmern, bearbeitet werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus GG25 oder GG70L besteht. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Schweißnaht (6) der Pufferlage (10) jeweils in einem die Fläche (4) des Grundkörpers (2) begrenzenden Randbereich (8) angeordnet werden und dass anschließend weitere Schweißnähte (6) in dem von den beiden Schweißnähten (6) begrenzten Zwischenraum (9) angeordnet werden. 4. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden eine erste und eine zweite Schweißnaht (7) der Decklage (12) jeweils in einem Randbereich der Pufferlage (10) angeordnet werden und dass anschließend weitere Schweißnähte (7) in dem von den beiden Schweißnähten (7) begrenzten Zwischenraum (11) angeordnet werden. der Grundkörper (2) vor dem Aufschweißen der Pufferlage (10) spanend bearbeitet wird. 9. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden in den Grundkörper (2) eine zur Aufnahme der Pufferlage (10) dienende Ausnehmung (5) eingebracht wird. 10. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufschweißung der Schweißnähte (6) der Pufferlage (10) ein zum Schweißen von Gusseisen geeigneter Zusatzwerkstoff verwendet wird. 11. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufschweißung der Schweißnähte (7) der Decklage (12) ein die vorgegebene Härte aufweisender Zusatzwerkstoff verwendet wird. 12. Schneidwerkzeug (1), insbesondere zum Beschneiden von Blechen, mit einem Grundkörper (2) aus Gusseisen und einer auf eine Fläche (4) des Grundkörpers (2) aufgeschweißten Schneide (3) aus einem Werkstoff höherer Härte, wobei die Schneide (3) zumindest eine auf die Fläche (4) aufgeschweißte und aus mehreren nebeneinander angeordneten Schweißnähten (6) bestehende Pufferlage (10) und zumindest eine auf die Pufferlage (10) aufgeschweißte und aus mehreren Schweißnähten (7) bestehende Decklage (12) aufweist. 13. Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) eine Ausnehmung (5) aufweist, in welcher die Pufferlage (10) und die Decklage (12) aufgebracht sind. Es folgt ein Blatt Zeichnungen 5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden von den Schweißnähten (6, 7) der Pufferlage (10) und/oder der Decklage (12) nach der spannungsreduzierenden Bearbeitung Verunreinigungen entfernt werden. 6. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden auf die Decklage (12) weitere Decklagen (12) aufgeschweißt werden. 7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden die Schneide (1) nach dem Aufbringen der Pufferlage (10) und der Decklage (12) mechanisch bearbeitet wird. 8. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden 6/7
Anhängende Zeichnungen 7/7