DE4334417C2 - Preßwerkzeug zum Lochstanzen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug zum Lochstanzen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 30 23 394 A1). Bei dem
bekannten Preßwerkzeug ist der Stempel "schwimmend", d. h.
selbstzentrierend bezüglich der Matrizenbohrung geführt, wobei
sich eine kugelige Schneidfläche mit vergleichsweise großen
radialen Abmessungen unter Reibwirkung zwischen Stempel und
Matrize an den Umfangsrand der Matrizenbohrung anlegt.
Im allgemeinen umfaßt ein Preßwerkzeug zum Lochstanzen ein
Oberteil und ein Unterteil, eine Stempelbuchse mit einer Hohl
bohrung, welche durch Einbetten an dem Unterteil befestigt ist
und von dem Unterteil getragen wird, eine Wange zum Festklem
men eines Werkstücks oder eines Schnittteils gegen das Unter
teil, so daß ein Teil des Werkstücks, der durchbohrt werden
soll, sich direkt über der Bohrung der Stempelbuchse befindet,
und einen Stempel, welcher durch einen Teil des Oberteils be
tätigt wird, um einen Stanzvorgang durch das Werkstück zu der
Stempelbuchse hin und in diese hinein durchzuführen. Der Stem
pel wirkt also mit der Stempelbuchse zusammen, um ein Loch in
dem Werkstück auszustanzen. Das heißt, daß Lochstanzen bewirkt
wird.
Wie später mit Bezug auf Zeichnungen genauer beschrieben wird,
gaben bestimmte Merkmale des Preßwerkzeugs nach dem Stand der
Technik Anlaß zu einer Reihe von Nachteilen. Ein Merkmal des
bekannten Werkzeugs ist, daß der Stempel durch einen Stempel
halter gehalten wird. Der Stempelhalter wiederum ist durch
Bolzen und einen Schlagstift an einem Teil des Oberteils be
festigt. Eine solche Befestigung des Stempelhalters und des
Stempels an dem Oberteil macht eine Ausrichtung der Position
des Stanzteils des Stempels bezüglich der Bohrung der Stempel
buchse in einem begrenzten Maß möglich. Das heißt, daß das
Einstellen des Spiels und die Ausrichtung der Schneidekante
zwischen dem Stempel und der Stempelbuchse genau sein muß,
ansonsten werden Grate am Rand des gestanzten Lochs des Werk
stücks gebildet. Eine solche Ausrichtung ist jedoch problema
tisch und erfordert viel Arbeit und Zeit.
Weiterhin ist viel Arbeit für das Bohren und das Gewinde
schneiden von Löchern für die Bolzen und den Schlagstift beim
Herstellen und Zusammensetzen des Werkzeugs nötig. Eine solche
Art der Konstruktion ist auch vom Gesichtspunkt der Instand
haltung und Wartung unerwünscht.
Dementsprechend ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Preßwerkzeug zum Lochstanzen zu schaffen, welches bei ver
ringerter Arbeit und in kurzer Zeit hergestellt und zusammen
gesetzt werden kann, welches bei geringen Kosten instandgehal
ten und gewartet werden kann und welches in der Lage ist,
preßgeformte Gegenstände von hoher Qualtität herzustellen.
Diese Aufgabe ist durch Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Dabei wird auch auf den Stand der Technik Bezug
genommen.
Fig. 1 ist eine teilweise, vertikal geschnittene Seitenan
sicht, welche ein Preßwerkzeug zum Lochstanzen gemäß der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2A und 2B sind perspektivische Ansichten, welche ver
schiedene elastische Bauteile zeigen, welche bei dem in Fig. 1
gezeigten Preßwerkzeug verwendet werden.
Fig. 3 ist eine vergrößerte, vertikal geschnittene Teilansicht
für eine Beschreibung des Betriebs des Preßwerkzeugs.
Fig. 4 ist eine Ansicht für eine Beschreibung eines nachfol
genden Stadiums des Betriebs.
Fig. 5 ist eine teilweise, vertikal geschnittene Seitenan
sicht, welche ein weiteres Preßwerkzeug zum Lochstanzen gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Ansicht, welche noch ein weiteres Preßwerkzeug
der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7A, 7B und 7C sind teilweise Seitenansichten jeweils von
verschiedenen Beispielen von Vorsprüngen, welche an der
äußersten Spitze eines Stempels ausgebildet sind.
Fig. 8 ist eine Ansicht, welche ein Preßwerkzeug zum Lochstan
zen nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 9 ist eine geschnittene teilweise Seitenansicht für eine
Beschreibung eines Ergebnisses des Lochstanzens durch ein
Preßwerkzeug zum Stanzen nach dem Stand der Technik.
Fig. 10 ist eine teilweise vertikal geschnittene Seitenan
sicht, welche ein weiteres Preßwerkzeug zum Lochstanzen nach
dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 11 ist eine Ansicht einer Preßwerkzeuganordnung zum
Lochstanzen nach dem Stand der Technik.
Für ein volles Verständnis der vorliegenden Erfindung wird
der Stand der Technik, welcher sich auf Preßwerkzeuge zum
Lochstanzen bezieht, zunächst mit Bezug auf die Fig. 8
bis 11 beschrieben.
Wie vorangehend kurz beschrieben wurde, gab es bisher einen
Lochstanzvorgang, der in der folgenden Weise ausgeführt wur
de. Ein Beispiel des Preßwerkzeugs, welches für diesen Vor
gang verwendet wurde, ist in Fig. 8 gezeigt. Der Preßmecha
nismus ist mit einem Oberteil 33 und einem Unterteil 32 ver
sehen. Das Unterteil 32 unterstützt in seinem oberen Teil
eine Stempelbuchse 31 starr. Die Stempelbuchse 31 besitzt
eine Hohlbohrung 31a, welche sich vertikal durch sie hin
durch erstreckt. Das Oberteil 33 ist mit einer Wange 34 ver
sehen. Gummikissenstücke 35 sind zwischen dem Oberteil 33
und der Wange 34 eingefügt. Ein Stempelhalter 37 hält einen
Stempel 36 und ist an dem unteren Ende eines Kopfteils 33a
des Oberteils 33 befestigt.
Ein Werkstück w, welches gestanzt werden soll, befindet sich
auf dem Unterteil 32. Das Oberteil 33 wird abgesenkt, bis
das Werkstück w fest zwischen der Wange 34 und dem Unterteil
32 eingeklemmt ist. Das Oberteil wird weiter entgegen der
Federkraft der Gummikissenstücke 35 abgesenkt. Das Werkstück
w wird so durch den Stempel 36, welcher mit der Stempelbuch
se 31 zusammenwirkt, gestanzt.
Für diesen Vorgang ist es unbedingt erforderlich, daß das
Spiel und die Ausrichtung der Schneidekante zwischen dem
Stempel 36 und der Bohrung 31a der Stempelbuchse 31 genau
ist. Ansonsten kann ein Grat wb in dem gestanzten Teil wa
des Werkstücks w gebildet werden, wie in Fig. 9 angedeutet
ist, und der Stempel 36 und/oder die Stempelbuchse 31 können
beschädigt werden.
Ein Verfahren zum Einstellen des Spiels und zum Ausrichten
der Schneidekanten als Maßnahme zum Überwinden des oben be
schriebenen Problems geht wie folgt vor sich. Zuerst wird
die Stempelbuchse 31 auf dem Unterteil positioniert und an
diesem befestigt. Als nächstes wird der Stempelhalter 37,
welcher den Stempel 36 hält, mit Hilfe eines Bolzens 38 an
der Unterseite des Oberteils 33 befestigt. Bei diesem
Schritt wird der Bolzen 38 lose eingeschraubt, um auf diese
Weise den Stempelhalter 37 anfänglich in einen Zustand zu
versetzen, in welchem er in einem gewissen Ausmaß relativ zu
dem Oberteil 33 verrutschen kann. Das Oberteil 33 wird dann
so abgesenkt, daß das Arbeitsende 36a des Stempels 36 in die
Bohrung 31a der Stempelbuchse 31 eingeführt wird. Dann wird
durch geeignetes Verschieben des Stempelhalters 37 in hori
zontaler Richtung der Stempel 36 mit genauer Einstellung des
Spiels und einer genauen Ausrichtung der Schneidekante be
züglich der Bohrung 31a der Stempelbuchse 31 positioniert.
Wenn sich die relevanten Teile in diesem Zustand befinden,
wird der Bolzen 38, welcher lose eingeschraubt worden war,
angezogen, um den Stempelhalter 37 gegenüber dem Oberteil
33 zu fixieren.
Danach wird ein Loch 39 durch den Stempelhalter 37 und in
dem Oberteil 33 gebildet. Dann wird ein Schlagstift 40 in
das Loch 39 hineingetrieben. Auf diese Weise ist die Lage
des Stempelhalters 37 relativ zu dem Oberteil 33 ohne die
Möglichkeit einer Positionsverschiebung zueinander fixiert.
Die wesentlichen Teile einer anderen Art eines Preßwerkzeugs
zum Lochstanzen sind in Fig. 10 gezeigt. Das Werkzeug ist
mit einem oberen Kopf oder Oberteil 47 und einem Unterteil
41 versehen. Das Oberteil 47 ist für eine vertikale Bewegung
eingerichtet. Die Kraft, welche das Oberteil 47 nach unten
treibt, wird durch einen Kurvenantrieb 48 und einen Kurven
schieber 44 über deren geneigte Gleitoberflächen 48a auf ei
nen Stempelhalter 45 übertragen, welcher an einer vertikalen
Fläche des Kurvenschiebers 44 befestigt ist. Der Stempelhal
ter 45 hält einen Stempel 43, dessen Achse horizontal ausge
richtet ist. Der Kurvenschieber 44 wird horizontal gleitbar
auf einem Teil des Unterteils 41 getragen. Auf diese Weise
wird die nach unten wirkende Kraft, welche auf das Oberteil
47 ausgeübt wird, in eine horizontale Kraft zum Treiben des
Stempels 43 in horizontaler Richtung zu dem Werkstück w hin
umgewandelt, welches gegen das Unterteil 41 gehalten ist.
Das Unterteil 41 trägt eine horizontale Stempelbuchse 42,
welche in ihm eingebettet ist. Die Stempelbuchse 42 besitzt
eine Hohlbohrung 42a. Das Auslaßende der Bohrung 42a steht
in Verbindung mit einem Abfallentsorgungsschacht 41a, wel
cher in vertikaler Richtung in dem Unterteil 41 ausgebildet
ist. Die Stempelbuchse 42 befindet sich in einer solchen
Lage, daß ihre Bohrung 42a koaxial mit dem Stempel 43 ausge
richtet ist. Der Stempel 43 besitzt an seinem proximalen
Ende einen mit einem Flansch versehenen Kopf oder eine
Schulter 43a. Der Stempel 43 wird an seinem proximalen Ende
durch den Stempelhalter 45 gehalten. Der Stempelhalter 45
ist an dem Kurvenschieber 44 durch Bolzen 46 und einen
Schlagstift 50 befestigt. Ein Polster 49 ist gleitbar um den
Stempel 43 herum befestigt. Das Polster 49 wirkt derart, daß
es einen Teil des Werkstücks w, welcher gestanzt werden
soll, gegen die Stempelbuchse 42 drückt, welche an dem Un
terteil 41 befestigt ist, und an dieser fixiert.
Noch ein anderes Preßwerkzeug nach dem Stand der Technik ist
in Fig. 11 gezeigt. Das Werkzeug besitzt einen oberen Kopf
oder ein Oberteil 54 und ein Unterteil 51. Das Unterteil 51
ist mit einer Stempelbuchse 52 mit einer Hohlbohrung 52a
versehen, welche in ihm eingebettet ist. Das Auslaßende der
Bohrung 52a steht mit einem Abfallentsorgungsschacht 51a in
Verbindung, welcher in dem Unterteil 51 ausgebildet ist. Ein
Kurvenantrieb 53 ist fest auf einem Teil des Unterteils 51
montiert. Ein Kurvenschieber 55 wird gleitbar auf der Unter
seite des Oberteils 54 getragen. Der Kurvenschieber 55 be
sitzt eine schräge Gleitfläche 55a in gleitendem Kontakt mit
einer geneigten Gegengleitfläche des Kurvenantriebs 53. Ein
Stempel 59 ist durch einen Stempelhalter 56, Bolzen 57 und
einen Schlagstift 58 an einer Seite des Kurvenschiebers 55
gegenüber der schrägen Gleitfläche 55a montiert und an die
ser gehalten. Der Stempel 59 wird auf diese Weise in koaxia
ler Ausrichtung mit der Bohrung 52a der Stempelbuchse 52
gehalten. Eine Wange 60 ist vorgesehen, um ein Werkstück w
gegen das Unterteil 51 zu pressen und in seiner Stellung an
diesem zu halten.
Beim Betrieb des Preßwerkzeugs drückt das Oberteil 54 nach
unten auf den Kurvenschieber 55. Als Folge davon gleitet der
Kurvenschieber 55 entlang der schrägen Gleitfläche des Kur
venantriebs 53 nach unten. Gleichzeitig wird der Kurven
schieber 55 gezwungen, sich nach links, wie in Fig. 11 ge
sehen, zu verschieben. Die sich daraus ergebende Bewegung
des Kurvenschiebers 55 geschieht in einer Richtung parallel
zu der Achse des Stempels 59. Auf diese Weise stanzt der
Stempel 59 das Werkstück w.
Bei jedem der Preßwerkzeuge, welche vorangehend mit Bezug
auf die Fig. 10 und 11 beschrieben wurden, wurden ein
Kurvenschieber und ein Kurvenantrieb verwendet. Bei jedem
dieser Werkzeuge wird die Einstellung des Spiels und die
Ausrichtung der Schneidekante mit Hilfe der Bolzen und
Schlagstifte wie im Fall des vorherigen Werkzeugs durchge
führt, welches in Fig. 8 dargestellt ist.
Wie bereits erwähnt, kann ein Grat an der Randkante einer
durch den Stanzvorgang gebildeten Öffnung gebildet werden,
wenn die Einstellung des Spiels und die Ausrichtung der
Schneidekante nicht genau ist. Als eine Maßnahme zum Verhin
dern solcher Grate wurde vorgeschlagen, ein vorstehendes
Teil an der Arbeitsspitze des Stempels vorzusehen. Ein sol
cher Vorschlag ist in der offengelegten japanischen Ge
brauchsmusteranmeldung mit der Nummer 57-21,432 offenbart.
Ein weiterer Vorschlag zielt darauf ab, das Brechen des
Stempels zu verhindern und die Arbeit zu verringern, welche
für das Ersetzen der Stempelbuchse nötig ist. Dieser Vor
schlag ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffent
lichung Nr. 56-10,408 offenbart und schlägt eine Konstruk
tion vor, bei welcher ein elastisches Material zwischen der
äußeren Randoberfläche der Stempelbuchse und der Innenwand
des Lochs vorgesehen ist, in welchem die Stempelbuchse ge
halten wird. Das elastische Material ist bei diesem Vor
schlag eine hochpolymere Verbindung.
Wie vorangehend erwähnt, war das Vermeiden von Graten während
des Stanzvorgangs aus den folgenden Gründen schwierig und
teuer. Eine genaue Einstellung des Spiels zwischen dem Stem
pel und der Bohrung der Stempelbuchse und das Ausrichten
ihrer Schneidekanten sind zum Zeitpunkt des Herstellens und
Zusammensetzens der Teile der Stanzanordnung unbedingt er
forderlich. Zu diesem Zweck waren genaues Bohren und Gewin
deschneiden für das Einführen des Schlagstifts und des Bol
zens nötig. Weiterhin waren viele Mannstunden an Arbeit not
wendig. Als Folge davon konnten hohe Kosten und eine lange
Produktionszeit nicht vemieden werden. Weiterhin war die
Instandhaltung und Wartung der Stanzwerkzeuge schwierig und
teuer.
Die vorliegende Erfindung hat erfolgreich die vorangehend
genannten Schwierigkeiten überwunden, welche man beim Stand
der Technik antraf.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer
den aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug
auf die Fig. 1 bis 7 der beigefügten Zeichnungen deut
lich.
Zunächst wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Ein Preßwerkzeug
zum Lochstanzen gemäß der vorliegenden Erfindung ist hier
teilweise im Querschnitt dargestellt. Das Werkzeug besitzt
ein Oberteil 1 und ein Unterteil 8, die einander gegenüber
liegen. Eine Wange 2 ist unterhalb des Oberteils 1 und ober
halb des Unterteils 8 vorgesehen. Die Wange 2 hat die Funk
tion, ein Werkstück w gegen das Unterteil 8 zu pressen und
an diesem zu fixieren. Die Wange 2 ist in einer Weise aufge
hängt, welche ihr gestattet, sich entlang eines Bolzens 3
und eines Abstandhalters 3a, welche an der Unterseite des
Oberteils 1 vorgesehen sind, auf- und abzubewegen. Weiterhin
wird die Wange 2 ständig durch eine Gummikissenanordnung 4
nach unten gedrückt, welche in einer zwischengeschalteten
Stellung zwischen dem Oberteil 1 und der Wange 2 befestigt
ist.
Ein Einsatzloch 5 ist vertikal durch die Wange 2 an einer
bestimmten Stelle derselben ausgebildet. Das Einsatzloch 5
umfaßt ein größeres Loch 5a und ein kleineres Loch 5b, wel
ches sich in einer koaxialen Position unterhalb des größeren
Lochs befindet. Ein Stempel 7 wird durch Pressen in das grö
ßere Loch 5a eingeführt, wobei sich ein röhrenförmiges ela
stisches Bauteil 6 dazwischen befindet. Das elastische Bau
teil 6 besteht aus einem hochpolymeren oder makromolekularen
Material wie Polyurethangummi, synthetischem Gummi und ela
stischem Kunststoff oder einem biegbaren Metall.
Im folgenden wird der Fall betrachtet, in dem das elastische
Bauteil 6 aus einem hochpolymeren Material wie Polyurethan
gummi gebildet ist. In diesem Fall hat das elastische Bau
teil 6 die Form eines hohlen Zylinders mit einem durchgängi
gen Loch 6a in Längsrichtung, wie in Fig. 1 und den Fig.
2A und 2B gezeigt. Die Stange 7a des Stempels 7 soll in das
durchgängige Loch 6a in seiner axialen Richtung gedrückt
werden. Das elastische Bauteil 6 besitzt ein oberes Ende 6b.
Der Stempel 7 besitzt eine Schulter oder einen mit einem
Flansch versehenen Kopf 7b. Im zusammengesetzten Zustand
befindet sich der mit einem Flansch versehene Kopf 7b in
Kontakt mit dem oberen Ende 6b des elastischen Bauteils 6.
Weiterhin besitzt das elastische Bauteil 6 eine Vielzahl von
Nuten 6c in Längsrichtung (Fig. 2A), welche in seiner äuße
ren zylindrischen Oberfläche ausgebildet sind oder Um
fangsnuten 6d (Fig. 2B). Das elastische Bauteil 6 ist also so
konstruiert, daß es dann, wenn es einer Kompressionsbelast
ung ausgesetzt wird, sich ohne weiteres in dem größeren Loch
5a des Einsatzlochs 5 verformen kann.
Wie oben beschrieben wird der Stempel 7 in das größere Loch
5a gepreßt, wobei sich das elastische Bauteil 6 dazwischen
befindet. An einem unteren Ende besitzt der Stempel 7 einen
Arbeitsteil 7c mit einem kleineren Durchmesser als dem sei
ner Stange 7a. Ein Vorsprung 7d mit einer sphärischen Ober
flächenform ist an der äußersten Außenspitze des Arbeits
teils 7c ausgebildet.
Weiterhin ist das Oberteil an dem Teil, welcher dem mit ei
nem Flansch versehenen Kopf 7b des Stempels 7 gegenüber
steht, mit einem nach unten vorstehenden Abschnitt 1a ver
sehen. Bei dem nachfolgend beschriebenen Stanzvorgang kommt
der vorstehende Abschnitt 1a mit dem mit einem Flansch ver
sehenen Kopf 7b in Kontakt und fungiert als ein Stempel
drückbauteil.
Ein Hohlraum 8a ist in dem Unterteil 8 an einer solchen
Stelle ausgebildet, daß er im zusammengesetzten Zustand dem
Stempel 7 gegenübersteht. Das untere Ende des Hohlraums 8a
steht in Verbindung mit einem Abfallentsorgungsschacht 8b.
Das Metallstück oder der Abfall, welcher aus dem Werkstück w
in jedem Fall eines Stanzvorgangs ausgestanzt wird, wird
durch den Abfallentsorgungsschacht 8b entsorgt. Eine Stem
pelbuchse 9 mit einer Hohlbohrung 9a ist in dem Hohlraum 8a
eingebettet angebracht. Der Rand der Hohlbohrung 9a wirkt
mit dem Stempel 7 zusammen, um den Vorgang des Stanzens des
Werkstücks w auszuführen.
Das Preßwerkzeug zum Lochstanzen mit der oben beschriebenen
Konstruktion wird in der folgenden Weise betrieben. Wenn
sich das Oberteil 1 in seinem angehobenen Zustand befindet,
wird das Werkstück w auf das Unterteil 8 gelegt und in der
vorgeschriebenen Position eingerichtet. Das Oberteil 1 wird
dann abgesenkt.
Wenn sich das Oberteil 1 absenkt, senkt sich die Wange 2,
welche an ihm durch den Bolzen 3 und andere Bauteile befe
stigt ist, mit ihm zusammen ab und gerät in Kontakt mit dem
Werkstück w, welches auf dem Unterteil 8 positioniert ist.
Das Oberteil 1 wird weiter entgegen der elastischen Kraft
der Gummikissenanordnung 4 abgesenkt. Das Werkstück w wird
dadurch eingeklemmt und zwischen dem Unterteil 8 und der
Wange 2 in dem in Fig. 1 angedeuteten Zustand fixiert.
Das Oberteil 1 wird weiter entgegen der elastischen Kraft der
Gummikissenanordnung 4 herabgedrückt. Dadurch kommt der nach
unten vorstehende Abschnitt 1a des Oberteils 1 in Kontakt
mit dem mit einem Flansch versehenen Kopf 7b des Stempels 7
und drückt diesen nach unten. Als Folge davon wird der Stem
pel 7 nach unten gedrückt, wobei er das elastische Bauteil 6
unter Druckbelastung verformt.
Der Vorsprung 7d, welcher an der äußersten Spitze des Stem
pels 7 ausgebildet ist, gerät auf diese Weise in Kontakt mit
dem Werkstück w an einer Stelle direkt oberhalb der Bohrung
9a der Stempelbuchse 9 und drückt gegen dieses nach unten.
Dies ist die Stelle des Werkstücks, welche ausgestanzt und
Abfall s werden soll (Fig. 4). Wenn der Stempel 7 sich wei
ter absenkt, verbiegt sein Vorsprung 7d diese Stelle oder
biegt sie aus ihrem unbelasteten Zustand nach unten, wie
durch die doppelt punktierte Strichlinie wa in Fig. 3 ange
deutet ist.
Um ein Merkmal von wesentlicher Bedeutung für die vorliegen
de Erfindung zu erläutern, wird hier angenommen, daß der
Stempel 7 leicht bezüglich der Bohrung 9a der Stempelbuchse
9 dezentriert ist. Zum Zwecke des Beispiels wird angenommen,
daß der Stempel 7 anfänglich leicht vom Zentrum nach links
(in der Betrachtungsrichtung der Fig. 3 gesehen) versetzt
ist, wie durch die doppelt punktierte Strichlinie 7ca ange
deutet ist.
Wenn danach der Stanzvorgang in der vorangehend beschriebe
nen Weise mit der Abwärtsbewegung des Stempels 7 fortschrei
tet, wird der Arbeitsteil 7c des Stempels 7 gezwungen, sich
leicht nach rechts entlang der Kontur des Werkstücks w, wel
che durch die Stempelbuchse 9 und den Vorsprung 7d des Stem
pels ausgeformt wurde, und von dieser beeinflußt zu ver
schieben. Der Arbeitsteil 7c verschiebt sich so aus seiner
Anfangsposition, welche durch die doppelt punktierte Strich
linie 7ca angedeutet ist, leicht nach rechts. Diese Bewegung
führt dazu, daß das elastische Bauteil 6, welches den Stem
pel 7 hält, komprimiert wird und in der Richtung des Pfeils
F aus der Position, welche durch die doppelt punktierte
Strichlinie 6e angedeutet ist, deformiert wird. Auf diese
Weise erreicht der Stempel 7 automatisch eine Position mit
optimalem Spiel zwischen ihm und der Bohrung 9a der Stempel
buchse 9. Das heißt, daß der Stempel 7 eine Position ein
nimmt, in der seine Achse mit der Achse der Bohrung 9a zu
sammenfällt. Als Folge dieses Selbstzentrierungsvorgangs
geraten die Stempelbuchse 9 und der Stempel 7 in eine Bezie
hung, in welcher die Einstellung des Spiels und die Ausrich
tung der Schneidekante automatisch durchgeführt sind.
Wenn dann der Stanzvorgang weiter fortschreitet, wird das
Werkstück w durchbohrt und Abfall s (Fig. 4) wird durch die
gemeinsame Scherwirkung des Arbeitsteils 7c des Stempels 7
und des Randes der Bohrung 9a der Stempelbuchse 9 ausge
stanzt. Dieser Vorgang wird durch die Stempelbuchse 9 und
den Stempel 7 in dem Zustand bewirkt, in dem das Spiel ein
gestellt und die Schneidekante ausgerichtet ist. Daher wird
die Bildung von Graten unterdrückt. Weiterhin führt das Ver
biegen des Werkstücks w nach unten, um Abfall s zu werden,
zu einem Scherwinkel. Als Folge davon wird die Scherlast
reduziert. Daher werden die Abnutzung durch Schleifen und
eine Beschädigung des Stempels 7 und der Stempelbuchse 9
verringert.
Das Metallstück oder der Abfall s, welcher aus dem Werkstück
w ausgestanzt wurde, wird durch den Abfallentsorgungsschacht
8b entsorgt. Das Oberteil 1 wird angehoben und das so ge
stanzte Werkstück w wird aus der Preßmaschine herausgeführt,
um den nächsten Stanzvorgang vorzubereiten.
Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt, welcher ein weiteres
Preßwerkzeug zum Lochstanzen gemäß der vorliegenden Erfin
dung zeigt. Das Preßwerkzeug besitzt ein Unterteil 11 und
ein Oberteil 13. Das Unterteil 11 ist an einer speziellen
Stelle mit einem Hohlraum 11a versehen, um eine Stempelbuch
se 12 mit einer horizontalen Hohlbohrung 12a aufzunehmen.
Das Unterteil 11 ist weiterhin mit einem Abfallentsorgungs
schacht 11b versehen, welcher mit dem Hohlraum 11a und der
Bohrung 12a in Verbindung steht. Der Hohlraum 11a und der
Abfallentsorgungsschacht 11b sind in einem nach oben ragen
den turmartigen Teil 11c des Unterteils 11 vorgesehen.
Eine Wange 15 ist unter dem Oberteil 13 vorgesehen. Die Wan
ge 15 wird durch Gummikissenteile 14 in einer Kammer des
Oberteils 13, welche eine Innenwand 13a besitzt, unter
stützt. Die Wange 15 ist vertikal beweglich und gleitbar
durch eine Schleifplatte 13b geführt, welche an der Innen
wand 13a vorgesehen ist. Eine Kurvensteuerung 16 wirkt als
Stempeldrückteil, wie später beschrieben, und ist fest an
einem Teil des Oberteils 13 in der Nähe der Wange 15 ange
bracht. Die Wange 15 ist an ihrem unteren Teil mit einem
Hohlraum versehen, um den oben genannten turmartigen Teil
11c des Unterteils 11 aufzunehmen, wenn die Wange 15 abge
senkt ist. In Fig. 5 ist die Wange 15 in ihrer abgesenkten
Stellung gezeigt. In dieser Stellung der Wange 15 ist ein
Werkstück w fest eingeklemmt und zwischen der Innenwand des
Hohlraums in der Wange 15 und dem turmartigen Teil 11c des
Unterteils 11 fixiert.
Die Wange 15 ist weiterhin an ihrer Seite in der Nähe der
Kurvensteuerung 16 mit einem horizontalen Einsatzloch 17
versehen. Das Einsatzloch 17 umfaßt ein horizontal ausgebil
detes größeres Loch 17a und ein kleineres Loch 17b, welches
so ausgebildet ist, daß es koxial mit dem Loch 17a ist und
an dessen Ende anschließend mit ihm verbunden ist, so daß es
der Stempelbuchse 12 gegenübersteht. Das Einsatzloch 17 ist
an einer solchen Stelle und mit einer solchen Orientierung
in der Wange 15 ausgebildet, daß es koaxial mit der Bohrung
12a der Stempelbuchse 12 ausgerichtet ist, wenn die Wange 15
sich in ihrer oben beschriebenen abgesenkten Stellung befin
det. Ein Stempel 19 wird unter Druck in das größere Loch 17a
eingepaßt, wobei ein röhrenförmiges elastisches Bauteil 18
zwischen dem Stempel 19 und der Wand des Lochs 17a ähnlich
wie in der vorausgehenden Ausführungsform der Erfindung ein
gefügt ist. Das elastische Bauteil 18 besteht aus einem Ma
terial wie Polyurethangummi.
Der Stempel 19 umfaßt eine Stange 19a, einen Kurvenschieber
abschnitt 19b und einen Arbeitsteil 19c mit einem kleineren
Durchmesser als dem der Stange 19a. Die Stange 19a ist durch
ein durchgängiges Loch 18a, welches durch das elastische
Bauteil 18 ausgebildet ist, gezwängt und wird durch dieses
gestützt. Der Kurvenschieberabschnitt 19b ist als Schulter
teil ausgebildet. Ein Vorsprung 19d mit einer Form mit einer
sphärischen Oberfläche ist an der äußersten Außenspitze des
Arbeitsabschnitts 19c ausgebildet. Der Kurvenschieberab
schnitt 19b besitzt eine geneigte Kurvenfläche und eine un
tere Fläche. Die untere Fläche wird gleitbar durch eine
Schleifplatte 20 unterstützt, welche auf einem Teil der Wan
ge 15 montiert ist.
Das Preßwerkzeug mit der oben beschriebenen Konstruktion
wird in der folgenden Weise betrieben.
Wenn sich das Oberteil 13 in seiner angehobenen Position be
findet, wird ein Werkstück w mit einem hutartigen Quer
schnitt auf die vorgeschriebene Stelle des Unterteils 11
gesetzt und ausgerichtet. Das Oberteil 13 wird dann abge
senkt.
Wenn sich das Oberteil 13 nach unten bewegt, bewegt sich die
Wange 15 ebenfalls nach unten, bis sie in Kontakt mit dem
Werkstück w kommt, welches sich auf dem Unterteil 11 befin
det. Das Oberteil 13 wird weiter entgegen der elastischen
Kraft der Gummikissenteile 14 abgesenkt. Das Werkstück w
wird dadurch eingeklemmt und zwischen der Wange 15 und dem
Unterteil 11 wie in Fig. 5 angedeutet fixiert.
Das Oberteil 13 wird noch weiter abgesenkt. Die Kurvensteue
rung 16, welche an dem Oberteil 13 befestigt ist, bewegt
sich ebenfalls nach unten. Eine geneigte Oberfläche 16a am
unteren Teil des Kurvenantriebs 16 kommt in Kontakt mit der
erwähnten geneigten Kurvenfläche des Kurvenschieberab
schnitts 19b und verschiebt sich gegen diese. Als Folge da
von wird der Stempel 19 zu der Bohrung 12a der Stempelbuchse
12 gedrückt. Zur selben Zeit wird das elastische Bauteil 18
zusammengedrückt und deformiert.
Als Folge der Bewegung des Stempels 19 steht der Vorsprung
19d mit der sphärischen Oberfläche vor und drückt gegen das
Werkstück w. Auf diese Weise wird der Abschnitt des Werk
stücks w, welcher sich direkt über der Bohrung 12a der Stem
pelbuchse 12 befindet, d. h. der als Abfall auszustanzende
Abschnitt, zu einer verbeulten Form verbogen. Wenn der
Stanzvorgang mit dem fortgesetzten Absenken des Oberteils 13
fortschreitet, wird das elastische Bauteil 18 weiter zusam
mengedrückt und deformiert. Eine Fehlausrichtung der Achsen
des Stempels 19 und der Stempelbuchse 12 kann vorhanden
sein. Das heißt, daß die Achse des Stempels 19 nicht bezüg
lich der Achse der Stempelbuchse 12, genauer ihrer Bohrung
12a zentriert ist. In diesem Fall folgt der Vorsprung 19d
des Stempels 19 der Kontur der Beulenform des Werkstücks w,
welche durch den Vorsprung 19d ausgebildet wurde, wird durch
diese geneigt und bewegt oder verschiebt sich leicht zu dem
wahren Ausrichtungszentrum hin. Daher nimmt der Stempel 19
selbst automatisch einen Zustand ein, in welchem er in einer
optimalen Position mit genau eingestelltem Spiel und genau
eingestellter Ausrichtung der Schneidekanten bezüglich der
Stempelbuchse 12 ist.
Der Stanzvorgang schreitet fort, in dem sich das Oberteil
weiter absenkt. Schließlich wirken der Arbeitsteil 19c des
Stempels 19 und die Stempelbuchse 12, welche nun ausgerich
tet sind, zusammen, so daß sie das Abfallteil s ausstanzen.
Der Abfall s wird dann durch den Abfallentsorgungsschacht
11b entsorgt. Das Oberteil 13 befindet sich dann an der
tiefsten Position der Abwärtsbewegung und hat den Vorgang
des Stanzens des Werkstücks w beendet. Das Oberteil 13 wird
dann angehoben. Der Kurvenantrieb 16 steigt dadurch eben
falls an. Als Folge davon wird die Druckkraft, welche von
dem Kurvenantrieb 16 auf den Stempel 19 ausgeübt wird, be
seitigt. Auf diese Weise kehrt der Stempel 19 in seine ur
sprüngliche Stellung aufgrund der elastischen Kraft des ela
stischen Bauteils 18 zurück, welches wieder in den Zustand
vor der Deformation zurückkehrt.
Das Oberteil 13, und demzufolge die Wange 15, werden so an
gehoben. Danach wird das Werkstück w, welches in der voran
gehend beschriebenen Weise gestanzt wurde, als ein preßge
formter Artikel von dem Preßwerkzeug zur Vorbereitung des
Preßbearbeitens des nachfolgenden Werkstücks w weggeführt.
Fig. 6 ist ein vertikaler Schnitt, welcher ein weiteres
Preßwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die
Teile in Fig. 6, welche ähnlichen Teilen in Fig. 5 ent
sprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Eine
detaillierte Beschreibung dieser Teile wird nicht wieder
holt. In Fig. 6 senkt sich das Oberteil 13 in eine Richtung
a ab. Als Folge davon wird der Stempel 21 in eine Richtung b
bewegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Winkel
a zwischen den zwei Richtungen a und b relativ klein. In
diesem Fall ist es möglich, die Oberfläche des Schulterab
schnitts 21b des Stempels 21, welcher in Gleitkontakt mit
dem Kurvenantrieb 16 treten soll, als eine ebene Oberfläche
auszubilden, welche senkrecht zu der axialen Richtung des
Stempels 21 ist. In diesem Fall ist eine Schleifplatte 22 an
der Wange 15 an der Seite des Schulterabschnitts 21b befe
stigt, zu welcher eine seitliche Komponente der Kraft auf
den Schulterabschnitt 21b durch den Kurvenantrieb 16 ausge
übt wird. Eine kleine Lücke bleibt zwischen der Schleifplat
te 22 und dem Schulterabschnitt 21b. Auf diese Weise wird
die Konstruktion des Preßwerkzeugs vereinfacht.
In der vorangehenden Darlegung stellen die Ausführungsformen
den Fall dar, in welchem eine Stempelbuchse in dem Unterteil
vorgesehen ist und eine Hohlbohrung durch die Stempelbuchse
zum Aufnehmen des Arbeitsteils des Stempels ausgebildet ist.
Es ist jedoch auch möglich, die Stempelbuchse in dem Ober
teil vorzusehen. Es ist weiterhin möglich, eine Hohlbohrung
direkt in dem Unterteil oder dem Oberteil ohne Verwendung
einer Stempelbuchse vorzusehen. Weiterhin muß der Vorsprung,
welcher an der äußersten Außenspitze des Stempels ausgebil
det ist, nicht einer mit einer sphärischen Oberfläche sein.
Das heißt, daß es auch möglich ist, den Vorsprung mit einer
geeigneten Form, wie einer Kreiszylinderform oder einer
Stumpfkegelform, wie in den Fig. 7B und 7C gezeigt, aus
zubilden.
Bei dem Preßwerkzeug zum Lochstanzen gemäß der Erfindung wie
oben beschrieben ist ein Vorsprung an der Arbeitsspitze des
Stempels ausgebildet. Weiterhin ist der Stempel in ein Ein
satzloch eingepaßt, welches in einer Wange ausgebildet ist,
und durch dieses unterstützt, wobei ein elastisches Bauteil
zwischen dem Stempel und der Innenwand des Einsatzlochs ein
gefügt ist. Der Stempel wird durch ein Stempeldrückelement
gedrückt und betätigt. Durch diese Konstruktion wird der
folgende vorteilhafte Stanzvorgang bewirkt.
Wenn der Stanzvorgang fortschreitet, bilden der Vorsprung
des Stempels und eine Stempelbuchse mit einer Hohlbohrung
eine Beule in dem Werkstück. Der Arbeitsteil des Stempels
wird automatisch durch die Beule so beeinflußt, daß er sich
seitlich in eine optimale Position bewegt. Im optimalen Zu
stand sind das Spiel und die Schneidekantenausrichtung zwi
schen dem Stempel und der Stempelbuchse genau eingestellt.
Als Folge davon wird die Bildung von Graten in dem Werkstück
während des Stanzvorgangs unterdrückt. Auf diese Weise er
hält man hochwertige Produkte durch Preßformen. Weiterhin
wird die problematische Arbeit des Einstellens des Spiels
und der Ausrichtung der Schneidekante beseitigt. Zusätzlich
wird eine Verringerung der Kosten bei der Herstellung von
Preßwerkzeugen erreicht. Auch die Zeit für das Herstellen
von Preßwerkzeugen wird verringert. Weiterhin erleichtert
das Vereinfachen der Konstruktion des Preßwerkzeugs die In
standhaltung und Wartung der Preßwerkzeuganordnung.
Während die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfin
dung gezeigt und beschrieben wurden, sollte beachtet werden,
daß diese Offenbarung zum Zwecke der Illustration geschieht
und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen durchge
führt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, wie
er in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt ist, abzuwei
chen.
Claims (12)
1. Preßwerkzeug zum Lochstanzen mit
einem Unterteil (8; 11) und einem oberhalb davon an
geordneten Oberteil (1; 13), einer Hohlbohrung (9a) in
Ober- oder Unterteil mit der Funktion einer Matrize und
einem im wesentlichen koaxial mit der Hohlbohrung (9a)
und ihr gegenüberstehend in einem Einsatzloch (5; 17)
angeordneten Stempel (7; 19), der längs der Hohlbohrung
(9a) von dem Unter- oder Oberteil zum Lochen eines von
der Matrize gehaltenen Werkstückes (W) verschiebbar ist
und ein kugelförmig gerundetes freies Ende hat, wobei ein
elastisches Bauteil (6; 18) in das Einsatzloch (5; 17)
eingesetzt ist und den unter Kraftausübung eingetriebenen
Stempel (7; 19) aufnimmt, so daß das Bauteil (6; 18)
zwischen dem Stempel (7; 19) und der Innenwand des Ein
satzloches (5; 17) zu liegen kommt und den Stempel (7;
19) unterstützt, dadurch gekennzeichnet, daß
eine bewegliche Wange (2; 15) zwischen Unterteil und
Oberteil zum Halten des Werkstückes (W) zwischen der
Wange und der Matrize gegen das Unterteil zwischengefügt
ist, wenn das Oberteil gegen das Unterteil bewegt wird,
wobei die Wange das durch sie hindurchgehende Einsatzloch
(5; 17) aufweist;
eine vorkragende Spitze (7d; 19d) mit kleinerem Quer schnitt als der Stempelquerschnitt am freien Ende des Stempels (7; 19) angeordnet ist, welche das kugelförmig gerundete Ende bildet, um eine Ausbeulung in dem Werk stück (W) vor dem Lochstanzvorgang zu formen und den Stempel (7; 19) durch die Krümmung dieser Ausbeulung gegen den Widerstand des elastischen, rohrförmigen Bau teiles (6; 18) in eine optimale Position zu verlagern, in welcher die vorkragende Spitze (7d; 19d) und die Hohlboh rung (9a) in genau koaxialer Ausrichtung mit exakter Spieleinstellung und genauer Schneidkantenausrichtung zwischen vorkragender Spitze und Hohlbohrung (9a) zum Zeitpunkt des Lochstanzvorganges stehen.
eine vorkragende Spitze (7d; 19d) mit kleinerem Quer schnitt als der Stempelquerschnitt am freien Ende des Stempels (7; 19) angeordnet ist, welche das kugelförmig gerundete Ende bildet, um eine Ausbeulung in dem Werk stück (W) vor dem Lochstanzvorgang zu formen und den Stempel (7; 19) durch die Krümmung dieser Ausbeulung gegen den Widerstand des elastischen, rohrförmigen Bau teiles (6; 18) in eine optimale Position zu verlagern, in welcher die vorkragende Spitze (7d; 19d) und die Hohlboh rung (9a) in genau koaxialer Ausrichtung mit exakter Spieleinstellung und genauer Schneidkantenausrichtung zwischen vorkragender Spitze und Hohlbohrung (9a) zum Zeitpunkt des Lochstanzvorganges stehen.
2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das rohrförmige Bauteil (6) Nuten
(6c; 6d) in seiner äußeren Oberfläche aufweist.
3. Preßwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Nuten (6c) in Längsrichtung
des elastischen Bauteils (6) erstrecken.
4. Preßwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Nuten (6d) in Umfangsrich
tung des elastischen Bauteils (6) erstrecken.
5. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorkragende Spitze
(7d) kugelförmige Gestalt hat.
6. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorkragende Spitze
(7d) des Stempels (7) die Gestalt eines Kreiszylinders
hat.
7. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorkragende Spitze
(7d) des Stempels (7) kegelstumpfförmige Gestalt hat.
8. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einsatzloch (5; 17)
der Wange (2; 15) ein großes Loch (5a; 17a) zur Aufnahme
des elastischen Bauteils (6; 18) und ein kleines Loch
(5b; 17b) aufweist, welches koaxial an das große Loch an
grenzt und die vorkragende Spitze (7d) des Stempels
durchläßt.
9. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einsatzloch (5), das
elastische Bauteil (6) und der Stempel (7) sich in Rich
tung der Bewegung des Oberteils (1) zum Unterteil (8) hin
und davon weg erstrecken.
10. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einsatzloch (17),
das elastische Bauteil (18) und der Stempel (19) sich
unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Oberteils
(13) zum Unterteil (8) hin und davon weg erstrecken.
11. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stempel (7) einen
Flanschabschnitt (7b) an dem von der vorkragenden Spitze
(7d) abgewandten Ende aufweist, der an einem Ende des
elastischen Bauteils (6) anliegt und der von dem Oberteil
(1) unter Druck gesetzt wird, wenn sich das Oberteil (1)
zum Unterteil (8) hin bewegt.
12. Preßwerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Stempeldrückvorrichtung
(16) an dem Oberteil (13) angeordnet und am einen Ende
mit einer geneigten Oberfläche (16a) versehen ist und an
der Wange (15) ein Schulterteil (19b; 21b) zum Zusammen
wirken mit der geneigten Oberfläche (16a) und zum Ver
schieben des Stempels (19; 21) in Achsrichtung des Ein
satzloches (17) angeordnet ist.
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