-
Die Erfindung betrifft ein Anfas-Verfahren zum Herstellen einer Fase, insbesondere ein Verfahren zum Anfasen von Material wie auf einer Presse geschnittenen oder ausgestanzten Grob- oder Feinblechen, sowie eine Presse dafür.
-
In der
JP 6 141 516 A , nachfolgend als ”erster Stand der Technik” bezeichnet, ist ein Anfas-Verfahren beschrieben, bei dem Kernbleche laminiert werden, so daß ein Kern für den Rotor eines Elektromotors gebildet wird. Dabei werden an der oberen Fläche des obersten Kernblechs bzw. an der unteren Fläche des untersten Kernblechs Fasen ausgebildet. Da jeweils nur die Außenfläche des untersten und obersten Kernblechs angefast wird und da ein Preß-Arbeitsgang im Zuge des Laminierens jedes der Kernbleche verwendet wird, erfolgt das Anfasen des obersten und des untersten Kernblechs in separaten Anfas-Arbeitsgängen.
-
Je nach Verwendungszweck des Teils kommt es natürlich auch vor, daß beide Seiten eines Stanzteils angefast werden müssen. In der
JP 2 515 867 Y2 , die nachfolgend als ”zweiter Stand der Technik” bezeichnet wird, sind Kupplungsplatten für eine Kupplung beschrieben, bei der der Strömungswiderstand eines Fluids zur Kraftübertragung verwendet wird. Die Kupplungsplatten sind jeweils auf beiden Seiten angefast.
-
Bei dem zweiten Stand der Technik werden beide Flächen des Kupplungsplatten-Rohlings jeweils mit einer Fase vorbestimmter Größe versehen. Dazu verwendet man einen feststehenden Unterstempel und einen Oberstempel, der an seinem Endabschnitt die gleiche Form hat wie der Unterstempel und in einer Kombination aus Fall- und Gleitbewegung auf diesen herunterbewegt wird.
-
Wenn dieser Anfas-Arbeitsgang auf der Presse über eine lange Zeit hinweg ausgeführt wird, ändert sich jedoch der untere Totpunkt bzw. Hub-Umkehrpunkt des Oberstempels geringfügig, was z. B. auf die Wärmeausdehnung der Formwerkzeuge oder der Presse selbst zurückzuführen ist. Dies führt unmittelbar zu Abweichungen in den Abmessungen der Fasen. Beim ersten Stand der Technik können dadurch an den Motor-Kernplatten Grate zurückbleiben, die zur Beschädigung der Wicklungsdrähte führen. Beim zweiten Stand der Technik können die aneinandergrenzenden Kupplungsplatten der Kupplung infolge von Unebenheiten aneinander haftenbleiben. Um Derartiges zu verhindern, muß der untere Totpunkt des Oberstempels ständig auf seine Genauigkeit hin überprüft werden, was sehr aufwendig ist.
-
Die Druckschrift
US 5 024 075 A offenbart ein Verfahren zum Deformieren von zwei gegenüberliegenden Kanten eines einzelnen Werkstücks und eine entsprechende Vorrichtung.
-
Des Weiteren offenbart die Druckschrift
US 3 895 922 A ein Druck-Prägeverfahren aufweisend das Kalt-Umformen eines Metallteils.
-
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Anfas-Verfahren zu schaffen, mit dem sich der potentielle Einfluß der Genauigkeit des Anfas-Hubs auf die Fasenabmessungen minimieren läßt, sowie eine hierfür verwendbare Presse.
-
Dazu stellt die Erfindung ein Anfas-Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Presse gemäß Anspruch 5 bereit. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine als Anfas-System verwendbare Anlage mit einer Presse nach einer Ausführungsform der Erfindung, aus der Perspektive,
-
2 ein Material während der Bearbeitung auf der aus 1 ersichtlichen Presse, in Draufsicht,
-
3 den Hauptabschnitt einer Formwerkzeug-Baugruppe der aus 1 ersichtlichen Presse, im Längsschnitt,
-
4A bis 4D die Schritte eines Anfas-Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung,
-
5 bis 7 den Betrieb der Presse während des Anfas-Verfahrens nach 4A bis 4D, jeweils anhand eines Schnitts durch den Hauptabschnitt der Presse, und
-
8 ein Diagramm mit der Kennlinie der aus 1 ersichtlichen Presse.
-
Gleiche Teile sind in der Zeichnung jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Aus 1 ist ein Anfas-System CS nach einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
-
Das System CS weist eine Materialzuführung M wie eine Rolle Dünnblech-Material 9 auf, das in einer Abroll-Richtung D1 abgerollt und auf diese Weise zugeführt wird, ferner eine Presse P mit einer eingebauten Formwerkzeug-Baugruppe 1 progressiven Typs, die nachfolgend stellenweise nur als ”Werkzeug” bezeichnet wird, und eine Steuereinrichtung C, die für das gesamte System und insbesondere für einen synchronen Betrieb der Presse P verantwortlich ist.
-
Die Presse P weist eine kontinuierliche Bearbeitungsstraße P1 und einen Preßmaschinen-Abschnitt P2 mit den zugehörigen Antrieben und Steuerungen auf.
-
Die Bearbeitungsstraße P1 weist eine intermittierende Zuführeinrichtung F auf, mit der ein dünnes Blechmaterial 9 in einer horizontalen Richtung D2 zugeführt wird, ferner die Formwerkzeug-Baugruppe 1 mit einem länglichen Obergesenk 3 und einem länglichen Untergesenk 5, wobei das Obergesenk 3 in einer vertikalen Richtung D3 bewegbar ist, ein Förderband Bc für den Abtransport sogenannter Innenplatten als Erzeugnisse 7 in einer Richtung D5, und einen Sammelbehälter Sc für Stanzabfälle.
-
Die Formwerkzeug-Baugruppe 1 weist eine Anzahl von aus der Zeichnung nur teilweise ersichtlichen, kaskadenförmig oder erforderlichenfalls parallel angeordneten Stanzstationen auf, die als progressiv angeordnete Formwerkzeug-Abschnitte ausgebildet sind. Im einzelnen sind dies, wie jeweils aus 2 ersichtlich ist, ein Führungsloch-Schneidabschnitt 1p, ein Langloch-Schneidabschnitt 1q, ein Schlitz-Schneidabschnitt 1a, ein Anfas-Stanzabschnitt 1b, ein ID-Schneidabschnitt 1r zum Herstellen eines Innendurchmessers, ein OD-Schneidabschnitt 1s zum Herstellen eines Außendurchmessers (engl. outer diameter) und ein Auswerf-Abschnitt 1t zum Auswerfen der einzelnen ausgeschnittenen, angefasten und ausgestanzten Erzeugnisse 7 in einer Auswerf-Richtung D4. Jede Stanzstation weist einen oder mehrere Formwerkzeug-Abschnitte auf, die jeweils aus einer erforderlichen Anzahl von Stempeln bestehen, die an dem Obergesenk 3 festgelegt sind, und einer entsprechenden Anzahl von Matrizenblöcken, die in dem Untergesenk 5 installiert sind. Die Anzahl der Stanzstationen in Längs- und Querrichtung läßt sich je nach Fertigungsstückzahl der Erzeugnisse 7 und je nach Anzahl der Bearbeitungsschritte erhöhen oder verringern.
-
Aus 2 ist ein Abschnitt des Materials 9 ersichtlich, das in der Formwerkzeug-Baugruppe 1 nach 1 verwendet wird und die nacheinander angeordneten Materialabschnitte Mp, Mq, Ma, Ma', Mb, Mb', Mr, Ms und Mt aufweist, die jeweils gleichzeitig oder synchron in den entsprechenden Bearbeitungsschritten Sp, Sq, Sa, Sa' (Vorschub), Sb, Sb' (Vorschub), Sr, Ss und Sb in einem entsprechenden Formwerkzeug-Abschnitt 1p, 1q, 1a, 1a' (kein Stanzen), 1b, 1b' (kein Stanzen), 1r, 1s und 1t bearbeitet werden.
-
Wie aus 2 und 4A bis 4D ersichtlich ist, wird eine Länge des Blechmaterials 9 von links mit einem vorbestimmten Vorschub zwischen dem Obergesenk 3 und dem Untergesenk 5 des Formwerkzeugs 1 zugeführt.
-
Das Abfas-Werkzeug muß nicht Teil einer Gruppe von aufeinanderfolgenden Werkzeugen sein, sondern kann auch ein separates Werkzeug sein. In diesem Falle würde es sich um ein zweckbedingtes Abfas-Werkzeug handeln.
-
Die Erzeugnisse 7 werden aus dem Blechmaterial 9, einem kaltgewalzten Stahlblech-Material, hergestellt, und zwar durch Ausstanzen einer Mehrzahl von radial angeordneten Schlitzen 11 aus dem Material 9, wie in 2 bei dem Schritt Sa ersichtlich ist. Im Anschluß daran wird der Rand jedes Schlitzes 11 in Schritt Sb auf beiden Seiten des Blechmaterials 9 gleichzeitig mit einer Fase 13 versehen. Als nächstes wird die Ringform der Erzeugnisse 7 hergestellt. Die Fase 13 wird im Anschluß an das Ausstanzen der Schlitze 11 durch Aufbringen einer Kraft auf die obere und die untere Randfläche des Schlitzes 11 ausgebildet, so daß dort jeweils eine geneigte Fläche entsteht. Es wird darauf hingewiesen, daß die Fase 13 auch eine abgerundete Form haben kann.
-
Aus 3 ist links der zum Schlitz-Ausschneiden dienende Abschnitt 1a des Anfas-Werkzeugs 1 ersichtlich. Das Obergesenk 3 ist mit einem Schlitzstempel 15, einer Stempelplatte 17 und einer Druckplatte 19 versehen, die sich alle gemeinsam mit dem Obergesenk 3 nach oben und unten bewegen. Das feststehende Untergesenk 5 weist einen Schlitzblock 21 auf, der dem Schlitzstempel 15 des Obergesenks 3 gegenüberliegt. Aus der Zeichnung ist der Schlitzstempel 15 im abgesenkten Zustand ersichtlich, d. h. die Schlitze 11 sind bereits ausgestanzt.
-
Rechts in 3 ist der zum Anfasen dienende Abschnitt 1b des Anfas-Werkzeugs 1 ersichtlich. Das Obergesenk 3 des Abschnitts 1b ist mit einem Anfas-Stempel 25U, einer Stempelplatte 27 und einer Druckplatte 29 versehen, die sich alle gemeinsam mit dem Obergesenk 3 auf- und abbewegen. Die Fasen 13 auf den beiden Seiten sind jeweils so ausgelegt, daß ihre Form identisch ist. Das Untergesenk 5 weist einen unteren Anfas-Stempel 25L auf, der dem oberen Anfas-Stempel 25U gegenüberliegt, sowie eine Druckplatte 30 und eine Führung 31, die beide mittels einer Mehrzahl von Tellerfedern bzw. elastischen Gliedern 33 beweglich in einem Tisch 35 abgestützt sind. Der untere Anfas-Stempel 25L und das Untergesenk 5 nehmen über die Tellerfedern 33 am Anfang eine nach oben gerichtete Kraft auf. Während des Absenkens des oberen Anfas-Stempels 25U wird die wirksame Kraft, die der obere Anfas-Stempel 25U beim Erreichen des unteren Totpunkts aufbringt, von der elastischen Vorspannkraft der Tellerfedern begrenzt und steigt nicht über diese hinaus an, obwohl die Kraft weiter steigt und die Durchbiegung der Tellerfedern 33 zunimmt. Aus der Zeichnung ist der Zustand ersichtlich, in dem der obere Anfas-Stempel 25U seinen unteren Totpunkt erreicht hat und die Fase 13 an den Schlitzen 11 ausgebildet wird.
-
Der Tisch 35 kann eine erhöhte, obere Stellung 35a haben, und eine Positionssteuerung 35b aufweisen, die eine von der Steuereinrichtung C gesteuerte oder manuell betätigte Einrichtung ist und die vertikale Position des Tischs 35 in einem steuerbaren Bereich zwischen der Position 35a und der Position 35a' steuert, so daß die Federkonstante der Federn 33 eingestellt wird, die sich im Laufe der Zeit geringfügig verändern kann.
-
Möglich ist auch ein Aufbau, bei dem die Tellerfedern nicht am Untergesenk, sondern am Obergesenk 3 vorgesehen sind.
-
In diesem Falle wird das Untergesenk nach oben bewegt. Darüber hinaus lassen sich die bei der eben beschriebenen Ausführungsform jeweils als separate Teile ausgebildete Druckplatte 30 und Führung 31 als ein Teil ausbilden. Ferner lassen sich sowohl an dem Obergesenk als auch an dem Untergesenk Tellerfedern vorsehen.
-
Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle einer Tellerfeder auch andere elastische Vorspann-Einrichtungen verwendbar sind. Die erwähnte Kraft läßt sich z. B. auch mittels Druckluft aufbringen.
-
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Ausstanzen und Anfasen des Erzeugnisses 7 mit Hilfe des Formwerkzeugs 1 bezugnehmend auf die 2, 4A bis 4D und 5 bis 7 beschrieben. Aus 4A ist der Schritt Sa nach 2 ersichtlich, und die 4B bis 4D zeigen drei Teilschritte des Schritts Sb nach 2. Aus den 5 bis 7 sind die zu den 4B bis 4D gehörenden Positionen und der entsprechende Betrieb des Formwerkzeugs 1 ersichtlich.
-
Das bandförmige Material 9, das eine solche Breite aufweist, daß ein gewünschtes Außenmaß des Erzeugnisses 7 herstellbar ist, wird um jeweils einen vorbestimmten und ebenfalls von dem Außendurchmesser des Erzeugnisses bestimmten Vorschub von links nach rechts in das Formwerkzeug 1 eingeführt. In dem Schritt Sp wird mit einem Führungsstempel in dem vorbestimmten Abstand ein Führungsloch 9a gestanzt, dessen Lage als Bezugsposition für die nachfolgend auszuführenden Schritte dient. In dem Schritt Sq wird ein Langloch 9b ausgebildet, so daß es bei an benachbarten Stellen des Blechmaterials 9 erfolgenden Bearbeitungsschritten zu keiner gegenseitigen Behinderung kommt.
-
Als nächstes werden in dem Schritt Sa die radial angeordneten Schlitze 11 aus dem Erzeugnis 7 ausgestanzt, und in dem Schritt Sb jeweils am Rand der Schlitze 11 die Fasen 13 ausgebildet. Dann folgen die Schritte Sr und Ss, in denen der Außen- bzw. der Innendurchmesser des Erzeugnisses 7 ausgestanzt wird, wobei das Erzeugnis 7 im letztgenannten Schritt Ss aus dem Blechmaterial 9 herausgestanzt wird, so daß es sich in dem Schritt St auswerfen läßt.
-
Aus 4A ist das Ausstanzen der Schlitze 11 in dem Schritt Sa ersichtlich.
-
In dem Anfas-Schritt Sb wird dann zunächst der obere Anfas-Stempel 25U aus seiner in 5 gezeigten Position nach unten bewegt, so daß er den Rand der Schlitze 11 berührt. In diesem Moment wirkt, wie aus 6 ersichtlich ist, die Anfangskraft der Tellerfeder 33, die den unteren Anfas-Stempel 25L antreibt, wie aus 4B ersichtlich ist.
-
Wenn der obere Anfas-Stempel 25U weiter abgesenkt wird, wie aus 7 ersichtlich ist, biegt sich die Tellerfeder 33 in Abhängigkeit von dem Betrag, um den sich der obere Anfas-Stempel 25U nach unten bewegt, so daß sich die aufgebrachte Kraft erhöht. Die Fase 13 wird ausgebildet, wenn der obere Anfas-Stempel 25U den unteren Totpunkt erreicht, wie aus 4C ersichtlich ist.
-
Dann bewegt sich der obere Anfas-Stempel 25U wieder in seine Ausgangsposition zurück, wie aus 4D ersichtlich ist, wobei die untere Stirnfläche des Obergesenks 3 höher angeordnet ist als in dem aus 4B ersichtlichen Schritt, während die obere Stirnfläche des Untergesenks 5 auf der gleichen Höhe wie in 4B bleibt.
-
Auf diese Weise wird der in dem Anfas-Schritt von den Anfas-Stempeln 25U und 25L aufgebrachte Druck gedämpft, d. h. er ist geringer als im Falle eines feststehenden unteren Anfas-Stempels 25L des Untergesenks 5.
-
Aus 8 ist ersichtlich, welchen Einfluß eine Veränderung des unteren Totpunkts des oberen Anfas-Stempels 25U auf die Abmessungen der Fase hat. Auf der Ordinate ist der Betrag der Abwärtsverschiebung des unteren Totpunkts des oberen Anfas-Stempels 25U aus der Bezugsposition – in der Zeichnung als Nullpunkt dargestellt – abgetragen, und auf der Abszisse das Breitenmaß der Fase in Draufsicht. Die durchgehende Linie A zeigt die tatsächlichen Meßwerte für diese Ausführungsform, die gestrichelte Linie B die Werte für den zweiten Stand der Technik, bei dem der untere Anfas-Stempel festgelegt war. Aus der Zeichnung ist eine erhebliche Verringerung der Breitenmaß-Abweichung der Fase bezogen auf die Abweichung des unteren Totpunkts des oberen Anfas-Stempels 25U ersichtlich.
-
Mit dieser Ausführungsform der Erfindung lassen sich die Auswirkungen einer Abweichung des unteren Totpunkts des oberen Anfas-Stempels 25U erheblich begrenzen, und zwar durch Verwenden eines Aufbaus, bei dem der untere Anfas-Stempel 25L mittels der Scheibenfedern 33 beweglich abgestützt ist. Dadurch werden nicht nur die Maßabweichungen der unteren und der oberen Fase begrenzt, sondern es wird auch die Herstellbarkeit verbessert, ohne daß die Genauigkeit des unteren Totpunkts des oberen Anfas-Stempels 25U sorgfältig überwacht werden muß.
-
Darüber hinaus läßt sich der Kostenanstieg durch das Verwenden einer einfachen Konstruktion mit Tellerfedern 33 in Grenzen halten.
-
Ein weiteres Teil, für das die Erfindung anwendbar ist, ist ein Gurtschieber für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt. Mit dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug werden scharfe Kanten an der vorderen und rückseitigen Fläche der Gurtschleifen-Öffnung eines solchen Gurtschiebers entfernt, so daß diese den Betrieb des Sicherheitsgurts nicht beeinträchtigen.
-
Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf Dünnbleche beschränkt ist, auch wenn das Erzeugnis 7 der beschriebenen Ausführungsform aus einem Dünnblech gefertigt ist. Die Erfindung läßt sich für eine große Bandbreite von unterschiedlich dicken Blechteilen und Erzeugnissen verwenden, bei denen ein Grat entfernt werden muß.
-
Auch bei einer geringfügigen Hubvergrößerung eines ersten Stempels eines Abfas-Stempelpaars wird die Zunahme der wirsamen Kraft durch die Verformung bzw. das Durchbiegen eines elastischen Glieds, das den zweiten Stempel antreibt, begrenzt. Dadurch werden nicht nur die Maßabweichungen der ausgebildeten Fasen begrenzt, sondern auch die Herstellbarkeit verbessert, ohne daß der Hub des ersten Stempels sorgfältig überwacht bzw. gesteuert werden muß.
-
Mit dieser Ausführungsform läßt sich ein Kostenanstieg begrenzen, da eine einfache Konstruktion mit Tellerfedern verwendet wird.
-
Die konkrete Ausführungsform ist ein Formwerkzeug, welches das gleichzeitige Ausbilden einer Fase an den Kanten beider Seiten eines Teils ermöglicht. Dazu werden in dem Formwerkzeug zwei Anfas-Stempel verwendet, mit denen eine Kraft auf das Teil aufgebracht wird, wobei wenigstens einer der beiden Anfas-Stempel von einem elastischen Glied angetrieben wird.
-
Mit dieser Anordnung wird nicht nur der Kraftanstieg von der Durchbiegung des den gegenüberliegenden Stempel antreibenden elastischen Glieds begrenzt, wenn sich der Hub am jeweils anderen der beiden Anfas-Stempel etwas vergrößert, sondern es wird auch die Herstellbarkeit verbessert, ohne daß eine Überwachung oder Steuerung der Hubgenauigkeit des anderen Stempels in Betracht gezogen werden muß.
-
Ein einfacher Aufbau mit Tellerfedern ermöglicht es, den Kostenanstieg in Grenzen zu halten.
-
Durch Verwenden des beschriebenen Anfas-Werkzeugs lassen sich die Kanten der beiden Flächen eines Teils gleichzeitig mit einer Fase versehen.
