EP2060336B1 - Werkzeug zum Beschneiden und Bördeln von flächigen Werkstücken - Google Patents

Werkzeug zum Beschneiden und Bördeln von flächigen Werkstücken Download PDF

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EP2060336B1
EP2060336B1 EP20080019661 EP08019661A EP2060336B1 EP 2060336 B1 EP2060336 B1 EP 2060336B1 EP 20080019661 EP20080019661 EP 20080019661 EP 08019661 A EP08019661 A EP 08019661A EP 2060336 B1 EP2060336 B1 EP 2060336B1
Authority
EP
European Patent Office
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cutting
flanging
counter
punch
tool
Prior art date
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Active
Application number
EP20080019661
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French (fr)
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EP2060336A1 (de
Inventor
Josip Galovic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/08—Dies with different parts for several steps in a process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the invention relates to a tool for modesty and flanging of flat workpieces according to the preamble of claim 1.
  • planar sheet metal plates or boards are brought into their actual component form by deep drawing.
  • the waste wreath arising during deep drawing is separated off at the component circumference.
  • the edge of the component can be bent by an angle in a bending or crimping operation, whereby a form-locking connection with another component is made possible.
  • a deep-drawing tool in which a sheet metal blank is deep-drawn into a predetermined component shape.
  • the tool has a Faltehhalter, which cooperates as a cutting and flanging jaws with a Gegenschneideiement against which the workpiece is pressed by the crimping and cutting jaws during the cutting process.
  • the invention is based on a cutting and flanging tool for a flat workpiece, in particular a drawn part, which is between a stamp and a hold-down is fixed and has a crimping and cutting jaws, which is guided in relation to the fixed workpiece in a working direction on the workpiece.
  • the crimping and cutting jaws are assigned a counter cutting element, against which the workpiece presses during the cutting operation of the crimping and cutting jaws.
  • the counter-cutting element is supported by a support element, such as a spring base, with which the counter-cutting element after the cutting process is coupled in a movement-coupled manner with the crimping and cutting jaws in the working direction.
  • the object of the invention is to provide a cutting and flanging tool or a cutting and flaring method in which workpiece flanges of different sizes can be folded in a simple and reduced-component manner, and in the good operating conditions good vagina and flare results achieved are.
  • crimping and cutting jaws are performed in the cutting process relative to the support member to each other adjustable.
  • the crimping and cutting jaws and the counter-cutting element are guided past the workpiece as a movement-coupled composite in order to stop or edge off the workpiece side flange.
  • the trimming and flanging of the workpiece can be carried out in successive steps.
  • the crimping process is carried out only after the cutting process. In this way it is prevented that the not yet trimmed workpiece side flange is folded in the crimping, which can lead to a disadvantageous further material extension of the side flange.
  • a coupling element or spacer element can be provided between a tool part carrying the crimping and cutting jaws and the support element of the counter-cutting element. After the cutting operation, the spacer formed about the tool part can be brought into abutment with the support element of the counter cutting element. In the case of a further flanging movement taking place after the cutting operation, the supporting element of the counter-cutting element is thus carried along with the crimping and cutting jaws in a motion-coupled manner.
  • the tool support surfaces of the punch and the counter cutting element can be aligned flush with each other.
  • the workpiece can thus be fixed stress-free between the hold-down and the punch, without resulting in a deformation of the lying on the counter cutting element workpiece side flange due to a height offset.
  • the cutting and flanging jaws can be fixed fixed to one, in particular upper tool part.
  • the upper tool part can move downward with a cutting force in the working direction, while the counter cutting element with a counter force against the Working direction is acted upon.
  • the tool bearing surfaces are aligned flush with each other, as already described above. This is inventively achieved in that the punch is guided in the working direction movable on a second tool part.
  • the loaded with the counter force support member of the counter-cutting element may have a driver which raises the movable punch against the working direction by a vertical distance during the cutting operation. This ensures that the two tool support surfaces of the punch and the counter cutting element remain aligned flush with each other.
  • the flanging process can - as well as the cutting process - done in the same direction.
  • the composite of counter-cutting element as well as crimping and cutting jaws can be guided in a motion-coupled manner.
  • the punch is guided together with the composite against a movement stop of a second or lower tool part, while the motion-coupled composite of the crimping and cutting jaws and the counter-cutting element is continued in the working direction.
  • the crimping and cutting jaws with its crimping edge are guided past the workpiece side flange and bent at the edge of the die accordingly.
  • an insertion gap is provided between the punch and the counter-cutting element, can enter in the cutting process of crimping and cutting jaws.
  • the crimping and cutting jaws can be supported transversely to the working direction between the punch and the counter-cutting element.
  • the crimping and cutting jaws can in this case have separate cutting and flanging edges.
  • the cutting edge may be spaced from the punch over a cutting distance, while the flanging edge may be provided in a transverse direction to the working direction within the cutting distance. It can project beyond the hold-down and the punch laterally and rest on the counter-cutting element with a fixed workpiece to be cut off and ab wearde workpiece side flange.
  • the hold-down device may preferably press the workpiece against the punch in the upper tool part with a holding force. Both the holding force and the counteracting force exerted by the counter cutting element can be constant during the cutting and crimping process. As a result, the workpiece is held on the punch both during the cutting process and during the flanging process, without impairing a flanging movement or cutting movement of the punch.
  • a cutting and flaring tool having an upper tool part 1 and a lower tool part 3.
  • a hold-7 is slidably mounted in the vertical direction by means of pressure pin 5.
  • the hold-7 is opposite a punch 9, which is provided in the lower tool part 3.
  • a sheet metal part 11 which has already been deep-drawn in a previous process step in a deep-drawing tool, not shown.
  • the Fig. 1 presses the hold-down 7 with a hold-down force F 1, the sheet metal part 11 against the punch.
  • the sheet metal part 11 is folded in the cutting and flanging tool. In addition, a peripheral material waste ring is separated from the sheet metal part 11.
  • the punch 9 is mounted movably in the tool lower part 3 by a vertical distance a. I'm in the Fig. 1 shown fixing state of the punch 9 is raised by the vertical distance a by means of a later described annular support member 13 and pressed with a counter force F 2 against the hold-7.
  • the stamp 9 rests on a support base 14 of the lower tool part 3 and is surrounded radially on the outside by the annular support element 13, on which a counter cutting element 15 is seated, which is provided with an opposite, on cutting tool 1 provided cutting and crimping 17 cooperates.
  • the support element 13 is designed here as a so-called spring base. This is acted upon by an air cushion, not shown, via pressure pin 18 with the vertically upward opposing force F 2 .
  • the support member 13 has on its lower side a trained as an inner ring collar 21 driver on which the punch 9 is supported and with which the punch 9 is vertically movable upwards.
  • the support member 13 may also drive in a vertical movement downwards with its annular collar 21 on the outside over the support base 14 of the lower tool part 3.
  • counter-cutting element 15 is radially spaced from the punch 9 via an insertion gap 23.
  • a projection 25 of the cutting and flanging jaws 17 is retracted into the insertion gap 23.
  • the gap width b is dimensioned such that the opposing gap walls with the projection 25 of the cutting and crimping jaws 17 are in sliding contact and support this dimensionally stable.
  • the crimping and cutting jaws 17 at its projection 25 a spaced over a cutting distance c from the punch 9 cutting edge 27 on.
  • the projection has a flanged edge 29.
  • the crimping and cutting jaws 17 is shown in the cross-sectional profile.
  • the integrally formed on the projection 25 of the crimping and cutting jaw 17 cutting edge 27 runs at an acute angle ⁇ in the working direction I at an angle.
  • the clearance angle ⁇ is enclosed between a horizontal and a free surface 28 facing in the working direction I, which extends in the radial direction over a width d.
  • the free surface 28 is followed by a profile S-shaped back 30 back.
  • the back of the jaw 30 merges with the crimping edge 29, which is rounded off by a crimping radius r, into the crimping surface 32 of the crimping and cutting jaw 17 facing the downholder 7.
  • the sheet metal part 11 is shown in its fixed state in which the punch 9 presses the sheet metal part against the hold-down 7 via the support element 13 and the pressure bolts 18.
  • the hold-down 7 exerts the oppositely directed holding force F 1 .
  • the tool support surfaces 31 and 33 of the punch 9 and the counter cutting element 15 are according to the Fig. 2 horizontally flush with each other to ensure a stress-free support of the sheet metal part 11 on the punch 9 and the counter-cutting element 15.
  • the upper tool part 1 is acted upon by a cutting force F 3 .
  • the upper tool part 1 moves together with the cutting and flanging jaws 17 in the working direction I down.
  • the punch 9 displaces the hold-down 7 against its holding force F 1 vertically upward.
  • the projection 25 of the cutting and crimping jaw 17 is used in the cutting process with a small cutting path e (FIG. Fig. 4 ) in the insertion gap 23 between the punch 9 and the counter cutting element 15 retracted.
  • the cutting path e is kept comparatively small, whereby a total of the length of the Projection 25 of the cutting and crimping can be kept reduced.
  • this can be designed with a comparatively low material thickness, that is to say approximately the gap width b, and nevertheless its dimensional stability can be maintained. Due to the low material thickness of the projection 25 according to the invention even side flanges can be folded with a small wall height.
  • spacers 35 are provided on the upper tool part 1, which in the starting position according to the Fig. 1 are spaced from the designed as a spring base support member 13. In the cutting process, the spacer elements 35 are moved together with the upper tool part 1 in the working direction I down and come the spacer elements 35 into abutment with the support member 13th
  • the tool upper part 1 moving downwards in the working direction I with the cutting force F 3 displaces the supporting element 13 acted upon by the counterforce F 2 downwards. In this way, the tool upper part 1 is moved together with the hold-down 7, the punch 9 and the support member 13 as a motion-coupled composite in the working direction I down until the punch 9 touches on the support base 14 of the tool base 3, as shown in the Fig. 5 is shown.
  • the cutting and crimping jaw 17 and the counter cutting element 15 are guided in the working direction I in a motion-coupled manner to edge the workpiece flange 41.
  • This movement coupling prevents the cutting and crimping jaw 17 from traveling against a stationarily supported counter cutting element 15 during its crimping movement in the working direction I.
  • the cutting and crimping jaws 17 would have to be disadvantageously provided with an additional insertion recess into which the counter-cutting element 15 can retract. In this case, however, would inevitably increase the free height of the projection 25, which would significantly reduce its dimensional stability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bescheiden und Bördeln von flächigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserieteilen werden ebenflächige Blechtafeln bzw. -platinen im Tiefziehverfahren in ihre eigentliche Bauteilform gebracht. In einem nachfolgenden Schneidevorgang wird der beim Tiefziehen entstehende Abfallkranz am Bauteilumfang abgetrennt. Anschließend kann in einem Abkant- oder Bördelvorgang der Bauteilrand um einen Winkel abgekantet werden, wodurch eine Formschlussverbindung mit einem anderen Bauteil ermöglicht wird.
  • Aus der DE 39 01 703 C1 ist ein Tiefziehwerkzeug bekannt, bei dem eine Blechplatine in eine vorgegebene Bauteilform tiefgezogen wird. Das Werkzeug weist einen Faltehhalter auf, der als ein Schneid- und Bördelbacken mit einem Gegenschneideiement zusammenwirkt, gegen das beim Schneidvorgang das Werkstück von dem Bördel- und Schneidbacken gedrückt wird.
  • Aus der JP 07032057 A ist ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Die Erfindung geht von einem Schneid- und Bördelwerkzeug für ein flächiges Werkstück, insbesondere ein Ziehteil aus, das zwischen einem Stempel und einem Niederhalter fixierbar ist und einen Bördel- und Schneidbacken aufweist, der in Bezug auf das fixierte Werkstück in einer Arbeitsrichtung am Werkstück vorbeigeführt wird. Dem Bördel- und Schneidbacken ist ein Gegenschneidelement zugeordnet, gegen das beim Schneidvorgang der Bördel- und Schneidbacken das Werkstück drückt. Das Gegenschneidelement ist von einem Tragelement, etwa einem Federboden, getragen, mit dem das Gegenschneidelement nach erfolgtem Schneidvorgang bewegungsgekoppelt mit dem Bördel- und Schneidbacken in der Arbeitsrichtung führbar ist.
  • Üblicherweise erfolgen die Schneid- und Bördelvorgänge werkzeugtechnisch aufwändig mit separaten Schneid- und Bördelwerkzeugen in unterschiedlichen Arbeitsschritten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schneide- und Bördelwerkzeug bzw. ein Schneide- und Bördelverfahren bereitzustellen, bei dem in einfacher und bauteilreduzierter Weise Werkstück-Flansche unterschiedlicher Größen abgekantet werden können, und bei dem in betriebsicherer Weise gute Scheide- und Bördel ergebnisse erzielbar sind.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Erfindungsgemäß sind daher Bördel- und Schneidbacken im Schneidevorgang gegenüber dem Tragelement zueinander verstellbar geführt. Im Bördelvorgang werden dagegen der Bördel- und Schneidbacken sowie das Gegenschneidelement als ein bewegungsgekoppelter Verbund am Werkstück vorbeigeführt, um den Werkstück-Seitenflansch abzustellen bzw. abzukanten.
  • Für eine bewegungsgekoppelte Verstellbewegung des oben genannten Verbunds aus Bördel- und Schneidbacken und Gegenschneidelement kann der Bördel- und Schneidbacken an einem Werkzeugoberteil und/oder das Tragelement des Gegenschneidelements in der Arbeitsrichtung bzw. Bördelrichtung bewegbar sein. Bevorzugt kann das Beschneiden und Bördeln des Werkstücks in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten erfolgen. Fertigungstechnisch bevorzugt ist es hierbei, wenn der Bördelvorgang erst nach dem Schneidvorgang durchgeführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der noch nicht beschnittene Werkstück-Seitenflansch im Bördelvorgang abgekantet wird, wodurch es zu einer nachteiligen weiteren Materialstreckung des Seitenflansches kommen kann.
  • Zwischen einem den Bördel- und Schneidbacken tragenden Werkzeugteil und dem Tragelement des Gegenschneidelements kann ein Kupplungselement bzw. Distanzelement vorgesehen sein. Nach erfolgtem Schneidvorgang kann das etwa am Werkzeugteil ausgebildete Distanzelement in Anschlag mit dem Tragelement des Gegenschneidelements gebracht sein. Bei einer nach dem Schneidvorgang erfolgenden weiteren Bördelbewegung wird somit das Tragelement des Gegenschneidelements bewegungsgekoppelt mit dem Bördel- und Schneidbacken mitgeführt.
  • Für einen ordnungsgemäßen Schneidvorgang können die Werkzeugauflageflächen des Stempels und des Gegenschneidelements flächenbündig zueinander ausgerichtet sein. Das Werkstück kann somit spannungsfrei zwischen dem Niederhalter und dem Stempel fixiert werden, ohne dass es aufgrund eines Höhenversatzes zu einer Verformung des auf dem Gegenschneidelement liegenden Werkstück-Seitenflansches kommt.
  • Bevorzugt kann beim Schneidvorgang der Schneid- und Bördelbacken ortsfest an einem, insbesondere oberen Werkzeugteil festgelegt sein. Das obere Werkzeugteil kann sich mit einer Schneidkraft in der Arbeitsrichtung nach unten bewegen, während das Gegenschneidelement mit einer Gegenkraft entgegen der Arbeitsrichtung beaufschlagt ist. Für ein günstiges Schneidergebnis ist es bevorzugt, wenn während des Schneidvorgangs die Werkzeugauflageflächen zueinander flächenbündig ausgerichtet sind, wie es bereits oben beschrieben ist. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Stempel in der Arbeitsrichtung bewegbar auf einem zweiten Werkzeugteil geführt ist.
  • Das mit der Gegenkraft beaufschlagte Tragelement des Gegenschneidelements kann einen Mitnehmer aufweisen, der beim Schneidvorgang den bewegbaren Stempel entgegen der Arbeitsrichtung um einen Vertikalabstand anhebt. Dadurch ist gewährleistet, dass die beiden Werkzeugauflageflächen des Stempels und des Gegenschneidelements zueinander flächenbündig ausgerichtet verbleiben.
  • Der Bördelvorgang kann - wie auch der Schneidvorgang - in gleicher Arbeitsrichtung erfolgen. Während des Bördelvorgangs kann der Verbund aus Gegenschneidelement sowie Bördel- und Schneidbacken bewegungsgekoppelt geführt sein. Hierbei wird der Stempel zusammen mit dem Verbund gegen einen Bewegungsanschlag eines zweiten bzw. unteren Werkzeugteils geführt, während der bewegungsgekoppelte Verbund aus dem Bördel- und Schneidbacken sowie dem Gegenschneidelement in der Arbeitsrichtung weitergeführt wird. Dadurch wird der Bördel- und Schneidbacken mit seiner Bördelkante am Werkstück-Seitenflansch vorbeigeführt und an der Stempelkante entsprechend abgekantet.
  • Zur Steigerung der Formstabilität kann es von Vorteil sein, wenn zwischen dem Stempel und dem Gegenschneidelement ein Einführspalt vorgesehen ist, in den im Schneidvorgang der Bördel- und Schneidbacken einfahren kann. In diesem Fall kann der Bördel- und Schneidbacken quer zur Arbeitsrichtung zwischen dem Stempel und dem Gegenschneidelement abstützbar sein. Der Bördel- und Schneidbacken kann hierbei voneinander separate Schneid- und Bördelkanten aufweisen. Die Schneidkante kann über einen Schnittabstand vom Stempel beabstandet sein, während die Bördelkante in einer Querrichtung zur Arbeitsrichtung innerhalb des Schnittabstandes vorgesehen sein kann. Dabei kann bei fixiertem Werkstück der abzuschneidende und abzustellende Werkstück-Seitenflansch den Niederhalter und den Stempel seitlich überragen und auf dem Gegenschneidelement aufliegen.
  • Der Niederhalter kann vorzugsweise im oberen Werkzeugteil das Werkstück mit einer Haltekraft gegen den Stempel drücken. Sowohl die Haltekraft als auch die vom Gegenschneidelement ausgeübte, entgegengesetzt wirkende Gegenkraft können während des Schneid- und Bördelvorgangs konstant sein. Dadurch ist sowohl beim Schneidvorgang als auch beim Bördelvorgang das Werkstück auf dem Stempel gehalten, ohne eine Bördelbewegung bzw. Schneidbewegung des Stempels zu beeinträchtigen.
  • Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren gezeigt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    in einer Gesamtseitenansicht sowie in einer vergrößerten Einzelheit das erfindungsgemäße Schneide- und Bördelwerk- zeug bei durch einen Niederhalter fixiertem Werkstück;
    Fig. 3 und 4
    entsprechende Ansichten des Werkzeugs zur Veranschau- lichung des Schneidevorgangs;
    Fig. 5 und 6
    jeweils Ansichten zur Veranschaulichung des nach dem Schneidevorgang erfolgenden Bördelvorgangs; sowie
    Fig. 7
    in vergrößerter Querschnittsansicht den Schneid- und Bördel- backen.
  • In der Fig. 1 ist ein Schneid- und Bördelwerkzeug gezeigt, das ein oberes Werkzeugteil 1 und ein unteres Werkzeugteil 3 aufweist. Im oberen Werkzeugteil 1 ist ein Niederhalter 7 in Vertikalrichtung mittels Druckbolzen 5 verschiebbar gelagert. Dem Niederhalter 7 liegt ein Stempel 9 gegenüber, der im unteren Werkzeugteil 3 vorgesehen ist. Zwischen dem Niederhalter 7 und dem Stempel 9 ist als ein zu bearbeitendes Werkstück ein Blechformteil 11 fixiert, das bereits in einem vorangegangenen Verfahrensschritt in einem nicht dargestellten Tiefziehwerkzeug tiefgezogen worden ist. In der Fig. 1 drückt der Niederhalter 7 mit einer Niederhaltekraft F1 das Blechformteil 11 gegen den Stempel 9.
  • Das Blechformteil 11 wird im Schneid- und Bördelwerkzeug abgekantet. Außerdem wird ein umfangsseitiger Material-Abfallkranz vom Blechformteil 11 abgetrennt.
  • Der Stempel 9 ist um einen Vertikalabstand a beweglich im Werkzeugunterteil 3 gelagert. Im in der Fig. 1 gezeigten Fixierzustand ist der Stempel 9 um den Vertikalabstand a mittels eines später beschriebenen ringförmigen Tragelements 13 angehoben und mit einer Gegenkraft F2 gegen den Niederhalter 7 gedrückt.
  • Der Stempel 9 liegt im Ruhezustand auf einem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 auf und ist radial außenseitig von dem ringförmigen Tragelement 13 umgeben, auf dem ein Gegenschneidelement 15 sitzt, das mit einem gegenüberliegenden, am Werkzeugoberteil 1 vorgesehenen Schneid- und Bördelbacken 17 zusammenwirkt.
  • Das Tragelement 13 ist hier als ein sogenannter Federboden ausgebildet. Dieser ist von einem nicht gezeigten Luftkissen über Druckbolzen 18 mit der vertikal nach oben gerichteten Gegenkraft F2 beaufschlagbar. Das Tragelement 13 weist an seiner unteren Seite einen als innenseitiger Ringbund 21 ausgebildeten Mitnehmer auf, auf dem sich der Stempel 9 abstützt und mit dem der Stempel 9 vertikal nach oben bewegbar ist. Das Tragelement 13 kann außerdem bei einer Vertikalbewegung nach unten mit seinem Ringbund 21 außenseitig über den Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 fahren.
  • Bei einer Kraftbeaufschlagung des Tragelements 13 durch die Druckbolzen 18 untergreift das Tragelement 13 mit seinem Ringbund 21 den vertikal bewegbaren Stempel 9 und hebt diesen in die in der Fig. 1 gezeigte Ausgangslage an.
  • Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist das am Tragelemt 13 vorgesehene Gegenschneidelement 15 über einen Einführspalt 23 radial von dem Stempel 9 beabstandet. Beim Schneidvorgang wird ein Vorsprung 25 des Schneid- und Bördelbackens 17 in den Einführspalt 23 eingefahren. Die Spaltbreite b ist dabei derart dimensioniert, dass die gegenüberliegenden Spaltwände mit dem Vorsprung 25 des Schneid- und Bördelbackens 17 in einem Gleitkontakt sind und diesen formstabil abstützen.
  • Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, weist der Bördel- und Schneidbacken 17 an seinem Vorsprung 25 eine über einen Schnittabstand c vom Stempel 9 beabstandete Schneidkante 27 auf. An seiner dem Niederhalter 7 zugewandten Seite weist der Vorsprung eine Bördelkante 29 auf.
  • In der Fig. 7 ist der Bördel- und Schneidbacken 17 im Querschnittsprofil gezeigt. Die am Vorsprung 25 des Bördel- und Schneidbackens 17 angeformte Schneidkante 27 läuft in Arbeitsrichtung I spitzwinklig in einem Freiwinkel α zu. Der Freiwinkel α ist zwischen einer Horizontalen und einer in Arbeitsrichtung I weisenden Freifläche 28 eingeschlossen, die sich in Radialrichtung über eine Breite d erstreckt. An die Freifläche 28 schließt sich ein im Profil S-förmiger Backenrücken 30 an. Der Backenrücken 30 geht an der mit einem Bördel- radius r abgerundeten Bördelkante 29 in die dem Niederhalter 7 zugewandte Bördelfläche 32 des Bördel- und Schneidbackens 17 über.
  • Nachfolgend ist der von dem Werkzeug durchgeführte Schneidvorgang und der darauffolgende Bördelvorgang beschrieben. In der Fig. 1 und 2 ist das Blechteil 11 in seinem fixierten Zustand gezeigt, in welchem der Stempel 9 über das Tragelement 13 und die Druckbolzen 18 das Blechteil gegen den Niederhalter 7 drückt. Der Niederhalter 7 übt die entgegengesetzt ausgerichtete Haltekraft F1 aus. Die Werkzeugauflageflächen 31 und 33 des Stempels 9 und des Gegenschneidelements 15 sind gemäß der Fig. 2 horizontal flächenbündig zueinander ausgebildet, um eine spannungsfreie Auflage des Blechteils 11 auf dem Stempel 9 und dem Gegenschneidelement 15 zu gewährleisten.
  • Zur Durchführung des Schneidvorgangs wird das obere Werkzeugteil 1 mit einer Schneidkraft F3 beaufschlagt. Dadurch bewegt sich das obere Werkzeugteil 1 zusammen mit dem Schneid- und Bördelbacken 17 in der Arbeitsrichtung I nach unten. Gleichzeitig verdrängt der Stempel 9 den Niederhalter 7 entgegen seiner Haltekraft F1 vertikal nach oben. Der Vorsprung 25 des Schneid- und Bördelbackens 17 wird beim Schneidvorgang mit einem geringen Schneidweg e (Fig. 4) in den Einführspalt 23 zwischen dem Stempel 9 und dem Gegenschneidelement 15 eingefahren. Der Schneidweg e ist vergleichsweise geringfügig gehalten, wodurch insgesamt auch die Länge des Vorsprunges 25 des Schneid- und Bördelbackens reduziert gehalten werden kann. Aufgrund der reduzierten Länge des Vorsprunges 25 kann dieser mit vergleichsweise geringer Materialstärke, das heißt in etwa die Spaltbreite b, ausgeführt sein, und trotzdem seine Formstabilität aufrechterhalten werden. Aufgrund der geringen Materialstärke des Vorsprungs 25 können erfindungsgemäß selbst Seitenflansche mit geringer Wandhöhe abgekantet werden.
  • Wie aus den Figuren hervorgeht, sind am Werkzeugoberteil 1 Distanzelemente 35 vorgesehen, die in der Ausgangslage gemäß der Fig. 1 von dem als Federboden ausgeführten Tragelement 13 beabstandet sind. Im Schneidvorgang werden die Distanzelemente 35 zusammen mit dem Werkzeugoberteil 1 in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegt und kommen die Distanzelemente 35 in Anschlag mit dem Tragelement 13.
  • Das sich mit der Schneidkraft F3 weiter in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegende Werkzeugoberteil 1 verdrängt dabei das mit der Gegenkraft F2 beaufschlagten Tragelement 13 nach unten. Auf diese Weise wird das Werkzeugoberteil 1 zusammen mit dem Niederhalter 7, dem Stempel 9 sowie dem Tragelement 13 als ein bewegungsgekoppelter Verbund in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegt, bis der Stempel 9 auf dem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 aufsetzt, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist.
  • Nach dem Aufsetzen des Stempels 9 auf dem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 löst sich das von dem oberen Werkzeugteil 1 mit der Kraft F3 beaufschlagte Tragelement 13 mit seinem Ringbund 21 vom Stempel 9. Dadurch kann der auf dem oberen Werkzeugteil 1 sitzende Schneid- und Bördelbacken 17 mit seiner Bördelkante 29 am Werkstück-Seitenflansch 41 vorbeifahren und diesen abkanten.
  • Wie oben beschrieben ist, wird der Schneid- und Bördelbacken 17 und das Gegenschneidelement 15 bewegungsgekoppelt in der Arbeitsrichtung I geführt, um den Werkstück-Flansch 41 abzukanten.
  • Durch diese Bewegungskopplung ist vermieden, dass der Schneid- und Bördel- backen 17 während seiner Bördelbewegung in der Arbeitsrichtung I gegen ein ortsfest abgestütztes Gegenschneidelement 15 fährt. Um im Falle eines solchen, während des Bördelvorgangs ortsfest angeordneten Gegenschneidelements 15 eine Kollision mit dem Schneid- und Bördelbacken 17 zu vermeiden, müsste der Schneid- und Bördelbacken 17 nachteilig mit einer zusätzlichen Einführaussparung vorgesehen werden, in die das Gegenschneidelement 15 einfahren kann. In diesem Fall müsste jedoch zwangsläufig die freie Höhe des Vorsprungs 25 gesteigert werden, was dessen Formstabilität beträchtlich reduzieren würde.

Claims (14)

  1. Werkzeug zum Beschneiden und Bördeln eines flächigen Werkstückes (11), insbesondere eines Ziehteiles, mit einem ersten (1) und einem zweiten (3) Werkzeugteil, mit einem Stempel (9) und einem Niederhalter (7), zwischen denen das Werkstück (11) fixierbar ist, und mit einem in Bezug auf das fixierte Werkstück (11) in einer Arbeitsrichtung (I) bewegbaren Bördel- und Schneidbacken (17) mit zugeordnetem Gegenschneidelement (15), auf dem beim Schneidvorgang das Werkstück (11) liegt und das von einem Tragelement (13) getragen ist, mit dem das Gegenschneidelement (15) nach erfolgtem Schneidvorgang bewegungsgekoppelt mit dem Abstell- und Schneidbacken (17) in der Arbeitsrichtung (I) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (9) auf einem zweiten Werkzeugteil (3) in der Arbeitsrichtung (I) bewegbar geführt ist, und das Tragelement (13) einen Mitnehmer (21) aufweist, der beim Schneidvorgang den bewegbaren Stempel (9) mit einer Gegenkraft (F2) vom zweiten Werkzeugteil (3) entgegen der Arbeitsrichtung (I) anhebt, wobei das zweiten Werkzeugteil (3) einen Bewegungsanschlag (14) für den Stempel (9) aufweist, gegen den der Stempel (9) bei einer Bewegung in der Arbeitsrichtung (I) anschlägt, während das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) weiterführbar ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (13) des Gegenschneidelements (15) in der Arbeitsrichtung (I) bewegbar ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung des Bördel- und Schneidebackens (17) in der Arbeitsrichtung (I) der Bördelvorgang nach dem Schneidvorgang erfolgt.
  4. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneidvorgang der Bördel- und Schneidbacken (17) bewegungsentkoppelt vom Gegenschneidelement (15) ist, und beim Bördelvorgang der Bördel- und Schneidbacken (17) zusammen mit dem Gegenschneidelement (15) einen bewegungsgekoppelten Verbund bildet.
  5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem den Bördel- und Schneidbacken (17) tragenden Werkzeugteil (1) und dem Tragelement (13) des Gegenschneidelements (15) ein Kupplungselement bzw. Distanzelement (35) vorgesehen ist, mittels dem nach erfolgtem Schneidvorgang das Werkzeugteil (1) das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) zur Durchführung des Bördelvorganges verstellt.
  6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidvorgang der Bördel- und Schneidbacken (17) mit einer Schneidekraft (F3) in der Arbeitsrichtung (I) gegen das Gegenschneidelement (15) bewegbar ist.
  7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneidvorgang das den Bördel- und Schneidbacken (17) tragende Werkzeugteil (1) über das Distanzelement (35) das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) verstellt.
  8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Schneidvorgang die Werkzeugauflageflächen (31, 33) des Stempels (9) und des Gegenschneidelements (15) flächenbündig ausgerichtet sind.
  9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim nach dem Schneidvorgang folgenden Bördelvorgang der mit dem Gegenschneidelement (15) bewegungsgekoppelte Bördel- und Schneidbacken (17) weiter in der ersten Arbeitsrichtung (I), insbesondere vertikal nach unten, führbar ist.
  10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stempel (9) und dem Gegenschneidelement (15) ein Einführspalt (23) vorgesehen ist, in den der Bördel- und Schneidbacken (17) beim Schneidvorgang einführbar ist.
  11. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwischen dem Niederhalter (7) und dem Stempel (9) fixiertem Werkstück (11) ein abzuschneidender bzw. abzustellender Seitenflansch des Werkstücks (11) den Niederhalter (7) und den Stempel (9) seitlich überragt.
  12. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bördel- und Schneidbacken (17) eine Schneidkante (27) und eine Bördelkante (29) aufweist.
  13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (27) über einen Schnittabstand (c) vom Stempel (9) beabstandet ist, und die Bördelkante (29) in einer Querrichtung zur Arbeitsrichtung innerhalb des Schnittabstands (c) angeordnet ist.
  14. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (7) im Werkzeugteil (1) mit einer Haltekraft (F1) beaufschlagt ist, die kleiner als die vom Gegenschneidelement (15) ausgeübte, entgegengesetzt ausgerichtete Gegenkraft (F2) ist.
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