DE19748407A1

DE19748407A1 - Stamping and shaping of thermoplastic workpiece, e.g. car bumper cover

Info

Publication number: DE19748407A1
Application number: DE1997148407
Authority: DE
Inventors: Manfred Kirschner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2017-11-04
Also published as: DE19748407B4

Abstract

The stamping cutter (4) has a special profile. On the side facing the cut workpiece (8), there is a rounded throat profile (10). This has a heater (13). The design is such that following cutting, the outer edge profile of the tool, continues on down, to hot-press the cut edge. In this way the desired edge profile is given to the workpiece. Preferred features: The throat profile (10) extends yet further beyond the rounding section. It blends into a holding-down clamping section (11) for the workpiece. This has a transverse orientation, with respect to the direction of cutting. Cutting edge (4), throat region (10) and holding clamp are a single component, into which the heater (13) is incorporated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Unter "Formgebung" soll im Rahmen der Erfindung sowohl ein äußeres Beschneiden eines Werkstücks, d. h. das Erzielen einer nach außen weisenden Stanzkante, als auch das Ausstanzen eines inneren Bereichs des Werkstücks, d. h. die Erzielung einer nach innen weisenden Stanzkante, verstanden sein. Bevorzugter Einsatzfall der Erfindung ist die Formgebung eines flächigen Teils aus einem thermoplastischen Material, wie es beispielsweise in Gestalt einer Stoßfängerabdeckung bei Automobilen vorliegt.The invention relates to a punching device according to the preamble of patent claim 1. In the context of the invention, “shaping” is intended both to externally trim one Workpiece, d. H. achieving an outward punched edge, as well Punching out an inner area of the workpiece, i. H. achieving an inside pointing punch edge, be understood. The preferred application of the invention is Shaping a flat part from a thermoplastic material, such as it for example in the form of a bumper cover in automobiles.

Die DE-AS 26 30 700 beschreibt eine Einrichtung, die man schlagwortartig als Kombination von Preßform und Stanzvorrichtung bezeichnen kann. Zum Beschneiden der Ränder von gegebenenfalls vorgewärmten Preßlingen aus thermoplastischem Material weist die besagte Vorrichtung Schneidkanten auf, die durch erhitzte Messer gebildet sind; diese Messer werden zur Erhitzung von elektrischem Strom durchflossen Preßform und Schneidmesser sind so aufeinander abgestimmt, daß die Schneidmesser erst nach Beendigung des Preßvorgangs und demgemäß Vorliegen der endgültigen Randbereiche gleichsam stanzend wirksam werden. Bei diesem Stand der Technik geht es also um das Beschneiden thermoplastischer Werkstücke nach Beendigung ihrer Formgebung durch Pressen.DE-AS 26 30 700 describes a device that can be used as a combination of the mold and punching device. For trimming the edges of optionally preheated compacts made of thermoplastic material has said Device cutting edges, which are formed by heated knives; these knives are used to heat electrical current through the mold and cutting knife are coordinated so that the cutting knife only after the end of Pressing process and accordingly the presence of the final edge areas punching as it were be effective. This prior art is therefore about trimming thermoplastic workpieces after completion of their shaping by pressing.

Der Erfindung liegt ein anderes Problem zugrunde: Nach dem Stanzvorgang bilden im Querschnitt durch die Werkstücke die Stanzränder mit der anschließenden Werkstück oberfläche scharfe winklige Kanten, die Schwierigkeiten beispielsweise dann machen, wenn die Werkstücke, wie in der Automobiltechnik üblich, nachträglich lackiert werden sollen. An den scharfen Kanten kommt es zu einer Lackansammlung und infolgedessen zu einem Abplatzen des Lacks, und zwar gegebenenfalls in einem solchen Ausmaß, daß der optische Eindruck darunter leidet. Aber auch dann, wenn eine derartige nachträgliche Lackierung nicht vorgesehen ist, kann das Entstehen derartiger scharfer Kanten durch den Stanzvorgang unerwünscht sein, beispielsweise dann, wenn die Gefahr des Abbröckelns von Material des Werkstücks besteht.The invention is based on another problem: after the stamping process form in Cross-section through the workpieces, the punched edges with the subsequent workpiece sharp angled edges on the surface, which can cause difficulties, for example, when the workpieces, as is common in automotive engineering, should be subsequently painted. On the sharp edges lead to a build-up of lacquer and consequently to one The paint has flaked off, possibly to such an extent that the optical Impression suffers. But also when such a subsequent painting is not provided, the emergence of such sharp edges by the Punching process may be undesirable, for example when the risk of crumbling consists of material of the workpiece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stanzvorrichtung da hingehend zu verbessern, daß ohne zusätzlichen Arbeitsgang und ohne eine zusätzliche Vorrichtung die definierten scharfkantigen Übergänge zwischen den Stanz- oder Schnitt flächen einerseits und den anschließenden Oberflächen der Werkstücke andererseits vermieden sind.The invention has for its object a generic punching device there to improve that without an additional operation and without an additional Device the defined sharp-edged transitions between the punching or cutting surfaces on the one hand and the subsequent surfaces of the workpieces on the other are avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in the characteristic features of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the Subclaims.

Während bei dem diskutierten Stand der Technik also ein thermischer Stanzvorgang im Anschluß an einen Warmpreßvorgang erfolgte, sieht die Erfindung umgekehrt einen örtlich begrenzten Warmpreßvorgang im Anschluß an den Stanzvorgang vor. Dabei ist es für die Erfindung - ebenfalls im Gegensatz zu dem diskutierten Stand der Technik - unerheblich, ob das Stanzmesser elektrisch beheizt ist oder nur "mechanisch" wirkt.While in the prior art discussed, a thermal punching process in the Connected to a hot pressing process, the invention reversely sees a local limited hot pressing after the punching process. It is for the Invention - also in contrast to the discussed prior art - irrelevant, whether the punch knife is electrically heated or only acts "mechanically".

Die Erfindung wird im folgenden anhand des figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels für eine entsprechende Stanzvorrichtung beschrieben.The invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown for a corresponding punching device is described.

Bei 1 ist das aus thermoplastischem Material bestehende, hier eben angenommene Werkstück, beispielsweise eine Stoßfängerabdeckung eines Kraftfahrzeugs, angedeutet. In dem Werkstück 1 muß eine Ausnehmung 2 zum Einsetzen einer im einzelnen nicht dar gestellten, da einen bekannten Aufbau besitzenden Scheinwerferreinigungsvorrichtung vorgesehen werden. Dazu ist das Werkstück 1 in eine Stanzvorrichtung eingebracht mit der Werkstückauflage 3 und dem Stanzmesser 4, dessen untere Arbeitsebene in Anpassung an den Verlauf des Werkstücks 1 etwas schräg zur Achse 5 und damit zur Richtung von Relativbewegungen zwischen Stanzmesser 4 und Werkstück 1 verläuft. Zur Erzeugung der Relativbewegungen dient in üblicher und daher nicht zu beschreibender Weise eine Vorrichtung 6, die das Stanzmesser 4 trägt und Bewegungen desselben in Richtung der Achse 5 zu erzeugen gestattet. At 1 , the workpiece made of thermoplastic material, just assumed here, for example a bumper cover of a motor vehicle, is indicated. In the workpiece 1 , a recess 2 must be provided for inserting a headlamp cleaning device which does not have a known structure, since it has a known structure. For this purpose, the workpiece 1 is introduced into a punching device with the workpiece support 3 and the punch knife 4 , the lower working plane of which, in adaptation to the course of the workpiece 1, runs somewhat obliquely to the axis 5 and thus to the direction of relative movements between the punch knife 4 and the workpiece 1 . In order to generate the relative movements, a device 6 is used in the usual and therefore not to be described manner, which carries the punching knife 4 and allows it to generate movements in the direction of the axis 5 .

Ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen, d. h. bei reiner Zylinderform der Außenfläche 7 des Stanzmessers 4 über seine gesamte wirksame Länge, ergäbe sich ein in der Zeichnung nach oben weisender Rand der Stanz- oder Schnittfläche 8 des Werkstücks 1, der in dem gezeigten Längsschnitt sehr scharfkantig in den benachbarten Oberflächenbereich 9 des Werkstücks 1 übergeht. Wie bereits eingangs erläutert, kann ein derartiger scharfkantiger Übergang Nachteile insbesondere dann haben, wenn das Werkstück 1 nachträglich lackiert werden muß.Without the measures according to the invention, ie with a pure cylindrical shape of the outer surface 7 of the punching knife 4 over its entire effective length, the edge of the punching or cutting surface 8 of the workpiece 1 pointing upwards in the drawing would result, which is very sharp-edged in the longitudinal section shown in the drawing adjacent surface area 9 of the workpiece 1 passes over. As already explained at the beginning, such a sharp-edged transition can have disadvantages in particular if the workpiece 1 has to be subsequently painted.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, läuft die Außenfläche 7 des Stanzmessers 4 am Fuße desselben in den hohlkehlenförmigen Bereich 10 aus, dessen Form im Hinblick auf die gewünschte Querschnittsform des Werkstücks 1 an dieser Stelle gewählt ist. An das Kehlenprofil 10 schließt sich der Niederhalterbereich 11 an, der zusammen mit dem Kehlenbereich 10 und dem Stanzmesser 4 durch ein Bauteil 12 gewonnen ist.In order to avoid this disadvantage, the outer surface 7 of the punching knife 4 runs at the foot of the same into the groove-shaped area 10 , the shape of which is selected at this point with regard to the desired cross-sectional shape of the workpiece 1 . The hold-down area 11 adjoins the fillet profile 10 , which is obtained together with the fillet area 10 and the punching knife 4 by a component 12 .

Bei 13 ist eine in das Bauteil 12 integrierte elektrische Heizvorrichtung für den Kehlenbereich 10 angedeutet, die so ausgelegt ist, daß das thermoplastische Material des Werkstücks 1 örtlich, d. h. im Bereich der Kehle 10, so weit erhitzt wird, daß eine zur Formgebung durch Warmpressen ausreichende Erweichung eintritt.At 13 , an integrated in the component 12 electrical heater for the throat area 10 is indicated, which is designed so that the thermoplastic material of the workpiece 1 locally, ie in the area of the throat 10 , is heated so far that a sufficient for shaping by hot pressing Softening occurs.

Verständlicherweise muß bei der Wahl des Profils der Kehle 10 bedacht werden, daß allenfalls eine begrenzte Materialwanderung im Werkstück 1 bezüglich der Achse 5 radial nach außen gewahrt bleibt, da es andernfalls zu unerwünschten Verformungen des Werkstücks 1 außerhalb des Bauteils 12 kommen kann.Understandably, when choosing the profile of the throat 10, it must be borne in mind that at most a limited material migration in the workpiece 1 with respect to the axis 5 is maintained radially outward, since otherwise undesired deformations of the workpiece 1 outside the component 12 can occur.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Stanzvorrichtung geschaffen, die ohne zusätzlichen Arbeitsgang selbsttätig im wesentlichen nach Beendigung des Stanz vorgangs eine örtliche Formgebung des Werkstücks durch Warmpressen sicherstellt.With the invention, a generic punching device is accordingly created automatically without additional work, essentially after completion of the punching process ensures local shaping of the workpiece by hot pressing.

Claims

1. Stanzvorrichtung zur Formgebung eines Werkstücks aus einem Material mit thermoplastischen Eigenschaften, enthaltend ein Stanzmesser und Mittel zur Erzeugung von Relativbewegungen zwischen diesem und dem Werkstück, dadurch ge kennzeichnet, daß dem Stanzmesser (4) auf seiner der Schnittfläche (8) am Werkstück (1) zugekehrten Seite ein einem gewünschten Kantenprofil der Schnittfläche (8) entsprechendes Kehlenprofil (10) mit einer derart ausgelegten Heizvorrichtung (13) zugeordnet ist, daß im wesentlichen nach dem Stanzvorgang das gewünschte Kantenprofil des Werkstücks (1) durch örtliches Warmpressen desselben entsteht.1. punching device for shaping a workpiece from a material with thermoplastic properties, containing a punch knife and means for generating relative movements between this and the workpiece, characterized in that the punch knife ( 4 ) on its the cutting surface ( 8 ) on the workpiece ( 1 ) facing side a throat profile ( 10 ) corresponding to a desired edge profile of the cut surface ( 8 ) is associated with a heating device ( 13 ) designed in such a way that the desired edge profile of the workpiece ( 1 ) is produced essentially by the local hot pressing after the punching process.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kehlenprofil (10) in einen quer zur Richtung der Relativbewegungen verlaufenden Niederhalter (11) übergeht.2. Device according to claim 1, characterized in that the throat profile ( 10 ) merges into a holding-down device ( 11 ) extending transversely to the direction of the relative movements.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stanzmesser (4), Keh lenbereich (10) und Niederhalter (11) ein Bauteil (12) bilden, in das die Heizvorrichtung (13) eingearbeitet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the punch knife ( 4 ), Keh lenbereich ( 10 ) and hold-down ( 11 ) form a component ( 12 ) in which the heating device ( 13 ) is incorporated.