DE4334417C2 - Preßwerkzeug zum Lochstanzen - Google Patents

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.

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.