Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Haltern des einen Teiles eines Stanzwerkzeuges zum Feinstanzen.
Das Feinstanzen von Werkstücken ist ein häufig angewandtes Verfahren zum Herstellen von Teilen für viele Artikel. Es verringert die Handhabung und maschinelle Bearbeitung und schafft besser aussehende Teile. Es kann jedoch nur beschränkt angewandt werden. Dies beruht auf mehreren Faktoren, einschliesslich der folgenden:
1. Während das Feinstanzen Teile mit relativ weichen Schneidkanten produziert - im Gegensatz zu den gebrochenen schartigen Kanten bei der Anwendung von konventionellen Stanzausrüstungen und Verfahren - sind die erforderlichen Ausrüstungen und das Einrichten sehr teuer.
2. Das Werkzeugeinrichten verlangt einen beträchtlichen Zeitaufwand und ist sehr kostspielig. Für das Feinstanzen müssen darüberhinaus die Schneide- und Formwerkzeuge sehr oft geschärft werden, was einen zusätzlichen Zeitverlust zur Folge hat. Tatsache ist, dass die Werkzeuginstandhaltung für das Feinstanzen das zwei- bis dreifache der bei konventionellen Stanzvorgängen benötigten Zeit erfordert.
3. Bisher wurden keine Einrichtungen für das Standardisieren und Vereinfachen des für das Feinstanzen erforderlichen Einrichtens vorgeschlagen.
Die Erfindung ist auf das Beseitigen der oben angegebenen Probleme gerichtet, die bei der Verwendung von konventionellen Feinstanzvorrichtungen und -verfahren bestehen.
Die Vorrichtung, gemäss Erfindung, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Grundplatte aufweist, dass Einrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein mit diesen Einrichtungen lösbar verbundenes Einsatzstück zur Werkzeugeinsatzseite der Grundplatte hin und von dieser weg bewegbar ist, dass das Stanzwerkzeugteil mittels der Einrichtungen und dem Einsatzstück auf der Werkzeugeinsatzseite an der Grundplatte befestigbar ist, und dass die Einrichtungen verschiebbar in der Grundplatte gelagert und bajonettverschlussartig mit dem Einsatzstück verbindbar sind, wobei die Verschiebung der Einrichtungen zum Festklemmen des Stanzwerkzeugteils an der Grundplatte dient.
Die Erfindung wird nachstehend unter Zugrundelegung der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 einen Aufriss im Schnitt, in welchem die gegenseitige Anordnung der beiden Vorrichtungen zum Haltern von Stanzwerkzeugmitteln ersichtlich ist,
Fig. 2 einen Schnitt, in welchem die gegenseitige Lage der Matrize, des Stempels und der Stechplatte ersichtlich ist,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Stanzwerkzeugsatz entlang der in Fig. 6 und 7 angegebenen Linie 3-3,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Einsatzstück,
Fig. 5 einen Schnitt durch das Einsatzstück gemäss Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 3,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 3,
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7,
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8,
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8 und
Fig.
11, in grösserem Massstabe, einen Ausschnitt aus dem in Fig. 10 dargestellten Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Unter Bezugnahme auf die dargestellten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungen in der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen typischen Stanzwerkzeugsatz. Dieser Stanzwerkzeugsatz besteht aus zwei Vorrichtungen 10, 12, die zum Haltern einer Matrize 44 bzw. eines Stempels 18 und einer Stechplatte 16 dienen. Diese Vorrichtungen 10, 12 sind ihrerseits an entsprechenden Elementen der Presse befestigt.
Der Schaft 17 eines Stempels 18 ist hin und her beweglich in einer mittigen Durchbrechung in der Stechplatte 16 gelagert. An einem Ende weist der Stempel 18 einen Kopf 24 auf, der eine schlitzartige Vertiefung 26 zwecks Lagerung einer Ausstossplatte 28 hat. Eine Gabelplatte 32, ganz unten gezeigt, ist mittels Schrauben 30 am Kopf 24 gesichert. Diese Gabelplatte ist derart eingerichtet, um eine Verbindung zu dem in der Feinstanzpresse enthaltenen Ausstossbauteil herzustellen.
Im dargestellten Fall umfasst der Ausstosskörper einen vertikal angeordneten Durchgangskanal 34, der die Vertiefung 26 mit der Stechplattenfläche 22 verbindet. Der Kanal 34 nimmt einen Ejektorstift 36 auf, dessen eines Ende, unter dem Einfluss der Schwerkraft auf der oberen Fläche der Ausstossplatte 28 aufsitzt und der unter dem Einfluss der Ausstossplatte 28 in vertikaler Richtung verschoben werden kann.
Die Passstifte 38 dienen zur Fixierung der Matrize 44 bzw.
Stechplatte 16 und sind mittels eines Presssitzes in Bohrungen in der Matrize 44 bzw. Stechplatte 16 eingepasst und ragen aus diesen nach oben bzw. unten hinaus.
Besonders wird auf die konische Gestalt der Stechplatte 16 mit der Umfangsfläche 40 aufmerksam gemacht. Die Vorrichtung 10 des Stanzwerkzeugsatzes umfasst eine Matrize 44, die wie die Stechplatte 16 eine konische Gestalt aufweist. Die Matrize 44 und die Stechplatte 16 sind derart zueinander angeordnet, wie dies in Fig. 1 ersichtlich ist. Ferner weist die Matrize 44 ebenfalls Bohrungen auf, welche vorstehende Passstifte 38 aufnehmen.
Die Matrize 44 ist mit einer mittigen Öffnung 43 versehen (Fig. 2), die mit der mittigen Öffnung und dem Stempel 18 in der Stechplatte 16 fluchtet. Ein Trennelement 50 liegt in und an der Wand an, welche die Bohrung 48 begrenzt. Das Kopfoder obere Ende des Trennelementes 50 weist einen grösseren Durchmesser auf, so dass das Trennelement 50 in der Bohrung 48 begrenzt bewegbar ist. Die Bohrung 48 weist an ihrem oberen Ende eine Ansenkung auf, wodurch eine Schulter 54 entsteht, welche die Abwärtsbewegung des Trennelementes begrenzt. Der Betrag der so vorgesehenen Bewegung des Trennelementes ist gerade ausreichend, um einen Teil des Materials aufzunehmen und dessen Ausstoss aus der Matrize vorzusehen. Eine Anschlagplatte 58 ist oberhalb der Bohrung 48 angeordnet und liegt auf der Fläche 56 der Matrize 44 auf.
Mit der Anschlagplatte 58 ist eine Endplatte 60 verbunden.
Diese Platten 58 und 60 sind gemeinsam durch Imbus-Kopfschrauben 62 an der Matrize 44 befestigt und zusätzlich mittels Passstiften 64 mit der Matrize verbunden.
Das Trennelement 50 ist durch einen Betätigungsstift 66 abgestützt, der sich durch die Anschlagplatte 58 und die Endplatte 60 in lagernder Beziehung erstreckt.
Nur für Demonstrationszwecke ist in diesem Falle beim Beispiel gemäss Fig. 2 das Trennelement 50 mit einem Öl- dichtungs-Bremsstift 68 gezeigt und mit einem weiteren Stempel 70, der das Trennelement 50 durchsetzt, wobei der Kopf dieses Stempels 70 in der Rückhalteplatte 58 gelagert und durch die Endplatte 60 abgedeckt ist.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, in der die Herstellung eines Werkstückes 72 dargestellt ist, dient der Hauptstempel 18 zum Bestimmen der Konturen des Teils, während der Sekundärstempel, dazu dient, die gewünschten Ausschnitte im Teil zu erzeugen. Selbstverständlich kann die Anzahl und die Eigenschaft der Stempel variiert werden, um besonderen Ansprüchen zu entsprechen.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der beiden Vorrichtungen 10, 12 des Stanzwerkzeugsatzes. Die Vorrichtung 12 umfasst eine relativ dicke allgemein rechtwinklige Grundplatte 76, die in geeigneter Weise mit Durchbrechungen für das Anschrauben und/oder Anspannen an dem Stempelteil einer Feinstanzpresse geeignet ist. Die Grundplatte 76 hat eine mittige Bohrung 78, die an ihrem Oberflächenabschnitt 80 eine Aussparung aufweist, wodurch eine ringförmige Schulter 82 gebildet wird. Die Wandfläche 84 der Aussparung ist derart geformt, dass sie sich konisch von der Schulter 82 zu der Plattenfläche 80 erweitert. Das eine Ende der Bohrung 78 ist durch eine Gegenbohrung geringfügig erweitert, um darin eine dünne manschettenartige Buchse 83 einzusetzen, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 78.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bildet die Buchse 88 eine La gerfläche für die Peripherie des Kopfendes des Stempels 18 und seines nicht dargestellten hin und her bewegbaren Elementes. Dieses Element ist mit dem Stempel über das Zwischenelement der Gabelplatte 32 in einer einem Fachmann bekannten geeigneten Weise verbunden. Einzelheiten einer solchen Verbindung sind zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich und daher nicht weiter erläutert.
Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, weist die Buchse 88 einen Schlitz auf, durch den ein Keil 90 geschoben ist, der, zwecks Führung des Stempels 18, in eine passende Aussparung des Stempelkopfs 24 hineinragt.
Am Umfang eines bezüglich der Bohrung 78 konzentrischen Kreises sind in der Grundplatte 76 eine Anzahl gleichmässig verteilte, zylindrisch geformte Aussparungen 92 in der Grundplatte 76 vorgesehen. Die Grundfläche 94 jeder zylindrischen Aussparung 92 weist eine mittige Öffnung auf, welche ein Ende einer bezüglich der Aussparung 92 koaxialen Bohrung 96 bildet. Die Aussparungen 92 sind an einem Ende durch zylinderförmige Platten 97 abgedeckt, die in entsprechenden Aussparungen in der Grundplatte 76 gelagert sind.
Eine Kolbeneinrichtung 98 ist in jeder zylindrischen Aussparung 92 verschiebbar gelagert. Diese Einrichtung umfasst eine Kolbenstange 100, die an einem Ende einen plattenartigen Kopf 102 trägt, der an seinem Umfang eine Nut aufweist, zwecks Aufnahme einer Ringdichtung 104. Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, berühren der Kopf 102 und die Ringdichtung 104 die Wand der Aussparung 92. Mit Hilfe der Dichtung 104 und des Kopfes 102 wird die Aussparung 92 in zwei Kammern unterteilt. Die Kolbenstange 100 ist in der Bohrung 96 gelagert und ragt in die Aussparung 110 hinein und weist an einem Ende einen Abschnitt 106 mit relativ kleinerem Durchmesser und einen Abschlussteil 107 auf.
Wie in den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, ist das Einsatzstück
108 kreisringförmig. Das Einsatzstück 108 weist ein trapezförmiges Querschnittsprofil auf. Es ist zu bemerken, dass die Umfangsflächen 110, 112 des Einsatzstückes so ausgebildet sind, dass sie zu der Wandfläche 84 der Aussparung, bzw. der äusseren Umfangsfläche 84 der Stechplatte 16 komplementär sind.
Im Einsatzstück 108 sind gleichmässig am Umfang eines bezüglich dessen Öffnung konzentrischen Kreises eine Anzahl Bogenschlitze 118 vorgesehen. In dem der Fläche 114 benachbarten Abschnitt weisen die Bogenschlitze 118 eine U-förmige Schulter 120 auf. Die lichte Weite zwischen den Schenkeln der U-förmigen Schulter 120 ist etwas grösser als der Durchmesser des Abschnittes 106 der Kolbenstange 100, jedoch kleiner als derjenige des Abschlussteils 107 der Kolbenstange. Dadurch können das Einsatzstück 108 und die diesem zugeordneten Kolbeneinrichtungen 98 mittels eines Bajonettverschlusses miteinander verbunden werden.
Deshalb kann das Einsatzstück 108 leicht angebracht, entfernt und ersetzt werden. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist an der Fläche 116 des Einsatzstückes 108 eine ringförmige Platte 124 befestigt. Das mit den Kolbenein richtungen 98 verbundene Einsatzstück 108 kann mit Hilfe derselben in die Aussparung hinein und aus dieser heraus bewegt werden.
Wie in Fig. 3 schematisch gezeigt ist, sind hydraulische Leitungen 126 in geeigneter Weise je mit einer Kammer der Bohrung 92 verbunden. Diese Leitungen 126 sind in ein hydraulisches Steuersystem einbezogen und bilden einen Teil desselben, wodurch bei Betätigung einer geeigneten Steuerflüssigkeit, zu und von den Kammern, der Kolben bewegt werden kann. Bezüglich des hydraulischen Steuersystems sind die Einzelheiten desselben dem Fachmann bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
Fig. 3 zeigt, dass die Vorrichtung 10 in Form und Aufbau fast identisch mit der Vorrichtung 12 ist und ebenfalls Kolbeneinrichtungen 98' enthält, die mit den Kolbeneinrichtungen 98 identisch sind und wie diese arbeiten. Die Vorrichtung 10 weist eine rechteckige Grundplatte 130 auf, die mit derjenigen der Vorrichtung 12 bezüglich der Form identisch ist.
Die Grundplatte 130 hat eine mittige Bohrung 132, die an ihrem Oberflächenabschnitt 134 eine Aussparung aufweist.
Durch diese Aussparung entsteht in der Grundplatte 130 eine Schulter 82' und eine Wandfläche 84', die wie die Wandfläche 84 konisch konvergiert, jedoch in umgekehrtem Sinne. Der Durchgang 132 über der Schulter 82' weist eine weitere Schulter 136 auf. Die Aussparungen 92' werden durch ringförmige Platten 97' abgedeckt.
In den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, dass die Platte 130 mit vier Bohrungen 140' versehen ist, die mit relativ grösseren Bohrungen 140 in der Platte 76 fluchten. In den letzteren sind Buchsen 144 angebracht, die bezüglich des Oberflächenabschnittes 80 vorstehen; in die Buchsen 144 ragen Führungsstäbe 146 hinein, die durch Presssitz oder eine andere Befestigungsform in den Bohrungen 140' der Platte 130 verankert sind. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, ist eine Lagereinrichtung 150 zwischen der Buchse 144 und dem entsprechenden Abschnitt des Führungsstabes vorgesehen, welcher Abschnitt verschiebbar in der Bohrung 140 gelagert ist. Aus Fig. 3 geht ferner hervor, dass die Verbindung der Kolbeneinheiten 98' mit dem Einsatzstück 108' mit derjenigen zwischen den Kolbeneinheiten 98 und dem Einsatzstück 108 identisch ist.
Aus den Fig. 1, 2 und 3 geht ferner hervor, dass bei fehlendem Einsatzstück 108' die Matrize 44 und die Platten 58, 60 als Einheit in der Vorrichtung 10 eingesetzt werden können. Die Matrize 44 liegt auf dem inneren peripheren Teil der Schulter 82' auf und die Anschlagplatte 58 und die Endplatte 60 sind dabei in der Bohrung 132 angeordnet, wobei die Endplatte 60 auf der Schulter 136 aufliegt. Bei der Verwendung des Einsatzstückes 108' ist dieses mit den Kolbeneinrichtungen 98' verbunden und unter dem Einfluss dieser Einrichtungen ist das Einsatzstück 108' in die Aussparung hinein bewegbar um die Matrize, die Anschlagplatte 58 und die Endplatte 60 in der in Fig. 1 ersichtlichen Stellung festzuhalten.
Die Flächen 110' und 84' sind zueinander komplementär, wodurch ein weiches Aufsitzen des Einsatzstückes 108' gewährleistet ist, während durch die zueinander komplementären Flächen
112', 46 die Matrize 44 in der Aussparung zentriert wird, wenn das Einsatzstück 108' in die Aussparung hinein bewegt wird.
Die Grundplatten 130 und 76 sind mittels Führungsmitteln miteinander verbunden, wie dies aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht.
Mit Hilfe der beschriebenen Konstruktion wird ein einfaches und schnelles Anordnen der Matrize bzw. der Stechplatte an den entsprechenden Vorrichtungen ermöglicht. Darüberhinaus kann der so in einer Feinstanzpresse enthaltene Stanzwerkzeugsatz schnell justiert und mit diesem präzis gestanzte Teile erzeugt werden. Die Darstellung in Fig. 2 ist nur ein Beispiel und nicht als einschränkend zu betrachten. Die verwendeten Stempel 18, 36 richten sich nach den Erfordernissen bezüglich der Form des herzustellenden Teiles.
Von Bedeutung ist, dass die Konstruktion des Stempels
18, der Matrize 44 und der Stechplatte 16 sowie die Einrichtung derselben derart vereinfacht sind, dass die Einrichtzeit gegenüber derjenigen der bekannten Stanzmaschinen wesent lich geringer ist. Die im Stanzwerkzeugsatz verwendete Matrize 44 und Stechplatte 16 können beliebige Dimensionen aufweisen. Wichtig ist dabei, dass die Form der Einsatzstücke 108, 108' derjenigen der Matrize 44 bzw. der Stechplatte 16 angepasst wird. Die Matrize 44 und die Stechplatte 16 können genormt werden, wobei diese so ausgebildet sind, dass die gleiche Matrize bzw. Stechplatte für verschiedene Operationen verwendbar ist. Auch können mehrere Matrizen - Stechplatten - Sätze vorhanden sein, die alle mit demselben Einsatzstück 108 bzw. 108' an der entsprechenden Vorrichtung 10 bzw. 12 befestigbar sind.
Durch die Verwendung von einfach zu betätigenden Einsatzstücken 108, 108' zum Einspannen und Zentrieren der Matrize 44 bzw. der Stechplatte 16 wird ein präzises Einrichten dieser Elemente, das für das Feinstanzen von Werkstükken notwendig ist, ermöglicht. Durch die Verwendung des beschriebenen Stanzwerkzeugsatzes können die Einrichtkosten in bezug auf die bei bekannten Feinstanzmaschinen entfallenden Einrichtkosten um etwa 40% gesenkt werden. Durch die kurze Einrichtzeit ist die Verwendung dieses Stanzwerkzeugsatzes besonders bei der Herstellung von Werkstückserien mit niedrigen Stückzahlen vorteilhaft. Dies ist von extremer Bedeutung im Hinblick auf das häufige Auftreten von Serien niedriger Stückzahlen für hochkomplizierte Stanzteile. Für das Einrichten des beschriebenen Stanzwerkzeugsatzes sind normalerweise weniger als fünf Minuten erforderlich.
Die damit erreichte Wirtschaftlichkeit kann die Produktionskosten niedriger Stückzahlen bis zu 50% senken. Bei einer Produktion mit hohen Stückzahlen ist die Senkung der Produktionskosten ebenfalls bemerkenswert, weil das Feinstanzen eine Werkzeuginstandhaltung erfordert, die das Zwei- bis Dreifache der Rate beim konventionellen Stanzen beträgt, wobei jedes Schärfen ein neues Einrichten erfordert.
Nachdem der Primär-Aspekt der Erfindung beschrieben worden ist, werden nunmehr Verbesserungen erläutert, die durch direktes Hinzufügen und Befestigen einer einfachen, jedoch präzisen Führungseinrichtung für das zu bearbeitende Material am Stanzwerkzeugsatz geschaffen wurden.
Eine Führungseinrichtung für das zu bearbeitende Material ist fest an der Materialeingangsseite und der Materialausgangsseite der Grundplatte 130 angebracht. Diesbezüglich wird auf die Fig. 3, 7 und 8 der Zeichnung Bezug genommen.
Wie dort zu sehen ist, sind Material-Führungseinheiten an einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Grundplatte 130 angeordnet, welche Einheiten je einen länglichen, quaderförmigen Körper 150, mit einer Länge entsprechend der Länge der Seitenkante der Grundplatte 130, aufweisen. Der Körper 150 umfasst zueinander parallele Endflächen 152 und 154.
Ein weiterer quaderförmiger Körper 162 ist an der Fläche 152 des Körpers 150 angebracht und bildet eine Fortsetzung desselben. Es ist zu bemerken, dass in Fig. 8 der Körper 162 einen Teil hat, welcher sich von der Fläche 156 des Körpers 150 nach unten erstreckt. Der Körper 162 weist in vertikalem Abstand angeordnete Bohrungen 158 und 160 auf. Durch die Bohrung 160 steht eine längliche zylindrische Schraube 164 vor, die sich durch einen fluchtenden Schlitz 168 erstreckt, der einwärts des Bodens des Körpers 150 eingearbeitet ist. Die Schraube 164 liegt mit ihrem Kopf an einer Scheibe an, die zwischen dem Kopf und der benachbarten Fläche des Körpers 162 angeordnet ist. Gleicherweise ist eine Schraube 166 in der Bohrung 158 im Körper 162 gelagert und ragt in den Schlitz 168 hinein, der vertikal unter der Schraube 164 vorgesehen ist.
Der Teil 172 ist an einem Ende des Körpers 150 und von der Fläche 152 entfernt angeordnet und weist an seinem oberen Ende eine Gewindebohrung auf, die mit der Bohrung 160 fluchtet und in welche die Schraube 164 eingeschraubt ist. Die Backe 174 weist eine mit der Bohrung 158 fluchtende Gewindebohrung auf, in welche die Schraube 166 eingeschraubt ist.
An ihrem oberen Ende weist die Backe 174 eine weitere Bohrung auf, durch welche sich die Schraube 164 erstreckt. Mit Hilfe der Schrauben 164, 166 kann die gegenseitige Lage der Backen 172, 174 zueinander eingestellt werden.
Es ist zu bemerken, dass die einander gegenüberliegenden Flächen der Backen 172 und 174 zueinander parallel sind.
Geeignete Lagereinsätze können in bekannter Weise an den Materialführungsflächen der Backen 172 und 174 angeordnet sein.
Wie aus Fig. 8, 9 und 10 zu erkennen ist, weist der Körper 162 zwei Bohrungen 176 auf. Wie in Fig. 10 zu erkennen ist, ist in der unteren Bohrung 176 ein stiftartiges Element 178 angeordnet, welches an seiner Oberfläche eine Vertiefung 169 aufweist. An einem Ende weist der Stift 178 eine Gegenbohrung auf, die eine zylindrische Vertiefung 179 bildet, deren Wand mit Gewinde versehen ist, um einen Gewindezapfen
182 eines Handgriffes 184 aufzunehmen. Der Handgriff 184 weist eine Schulter 188 auf. Zwischen der Schulter 188 und der dem Handgriff 184 zugekehrten Fläche des Körpers 150 ist eineUnterlagsscheibe angeordnet. Mit Hilfe derHandgriffe 184 und der Stifte 178 können die Schrauben 164, 166 verriegelt werden.
Beim Drehen des Handgriffes 184, im Uhrzeigeroder Gegenuhrzeigersinn, wird der Stift 178 in der Bohrung verschoben, wodurch die Schraube 164 bzw. 166 unter dem Einfluss der Vertiefung 169 festgeklemmt wird. Wie besonders in Fig. 11 zu sehen ist, braucht, wenn das Festklemmen der Schraube in einer bestimmten Stellung gewünscht wird, nur der Handgriff 184 gedreht zu werden, um den Stift 178 in eine Stellung zu bringen, bei der ein Abschnitt der Oberfläche der Vertiefung 169 gegen die Schraube 166 gepresst wird.
Durch diese Einrichtung wird eine einfache Verriegelung der Schraube ermöglicht, wenn diese einmal justiert ist.
The invention relates to a device for holding one part of a punching tool for fine punching.
Finishing workpieces is a common technique used to make parts for many articles. It reduces handling and machining, and creates better looking parts. However, it can only be used to a limited extent. This is due to several factors, including the following:
1. While fine blanking produces parts with relatively soft cutting edges - as opposed to the broken jagged edges when using conventional stamping equipment and processes - the equipment and setup required are very expensive.
2. Tooling is time consuming and very costly. For fine blanking, the cutting and shaping tools also have to be sharpened very often, which results in additional loss of time. The fact is that tool maintenance for fine blanking takes two to three times the time required for conventional stamping operations.
3. So far, no means have been proposed for standardizing and simplifying the setup required for fine blanking.
The invention is directed to overcoming the above identified problems associated with the use of conventional fine blanking apparatus and methods.
The device according to the invention is characterized in that it has a base plate, that devices are provided with the aid of which an insert piece detachably connected to these devices can be moved towards and away from the tool insert side of the base plate, that the punching tool part by means of the devices and the insert can be attached to the base plate on the tool insert side, and that the devices are slidably mounted in the base plate and can be connected to the insert in a bayonet-like manner, the displacement of the devices serving to clamp the punching tool part on the base plate.
The invention is described below on the basis of the drawing using an exemplary embodiment; in this shows:
Fig. 1 is a front elevation in section, in which the mutual arrangement of the two devices for holding punching tool means can be seen,
2 shows a section in which the mutual position of the die, the punch and the cutting plate can be seen,
3 shows a section through the punching tool set along the line 3-3 indicated in FIGS. 6 and 7,
4 is a plan view of an insert,
5 shows a section through the insert according to FIG. 4,
6 shows a section along the line 6-6 in FIG. 3,
7 shows a section along the line 7-7 in FIG. 3,
8 shows a section along the line 8-8 in FIG. 7,
9 shows a section along the line 9-9 in FIG. 8,
Fig. 10 is a section along the line 10-10 in Fig. 8 and
Fig.
11, on a larger scale, a detail from the section shown in FIG. 10 along the line 10-10 in FIG. 8.
In the figures, the same parts are denoted by the same reference numbers. With reference to the illustrated but non-limiting embodiments in the drawing, FIG. 1 shows a section through a typical punching tool set. This punching tool set consists of two devices 10, 12 which are used to hold a die 44 or a punch 18 and a cutting plate 16. These devices 10, 12 are in turn attached to corresponding elements of the press.
The shaft 17 of a punch 18 is mounted such that it can move back and forth in a central opening in the cutting plate 16. At one end, the punch 18 has a head 24 which has a slot-like recess 26 for the purpose of mounting an ejector plate 28. A fork plate 32, shown at the very bottom, is secured to the head 24 by means of screws 30. This fork plate is set up in such a way as to establish a connection to the ejection component contained in the fine blanking press.
In the case shown, the ejector body comprises a vertically arranged through-channel 34 which connects the recess 26 to the grooving plate surface 22. The channel 34 receives an ejector pin 36, one end of which rests under the influence of gravity on the upper surface of the ejector plate 28 and which can be displaced in the vertical direction under the influence of the ejector plate 28.
The dowel pins 38 are used to fix the die 44 or
Grooving plate 16 and are fitted into bores in the die 44 or grooving plate 16 by means of a press fit and protrude upwards or downwards from these.
Particular attention is drawn to the conical shape of the grooving insert 16 with the peripheral surface 40. The device 10 of the punching tool set comprises a die 44 which, like the cutting plate 16, has a conical shape. The die 44 and the cutting plate 16 are arranged in relation to one another, as can be seen in FIG. 1. Furthermore, the die 44 also has bores which receive protruding dowel pins 38.
The die 44 is provided with a central opening 43 (FIG. 2) which is aligned with the central opening and the punch 18 in the cutting insert 16. A separating element 50 rests in and against the wall which delimits the bore 48. The head or upper end of the separating element 50 has a larger diameter, so that the separating element 50 can be moved to a limited extent in the bore 48. The bore 48 has a countersink at its upper end, which creates a shoulder 54 which limits the downward movement of the separating element. The amount of movement of the separating element provided in this way is just sufficient to take up part of the material and to provide for its ejection from the die. A stop plate 58 is arranged above the bore 48 and rests on the surface 56 of the die 44.
An end plate 60 is connected to the stop plate 58.
These plates 58 and 60 are jointly fastened to the die 44 by means of Allen head screws 62 and are additionally connected to the die by means of dowel pins 64.
The separator 50 is supported by an actuating pin 66 which extends through the stop plate 58 and end plate 60 in bearing relationship.
In this case only for demonstration purposes, in the example according to FIG. 2, the separating element 50 is shown with an oil seal brake pin 68 and with a further punch 70 which penetrates the separating element 50, the head of this punch 70 being supported in the retaining plate 58 is covered by the end plate 60.
As can be seen from FIG. 2, which shows the production of a workpiece 72, the main punch 18 is used to determine the contours of the part, while the secondary punch is used to produce the desired cutouts in the part. Of course, the number and properties of the stamps can be varied to meet specific requirements.
Fig. 3 shows details of the two devices 10, 12 of the punch set. The device 12 comprises a relatively thick, generally right-angled base plate 76 which is suitable in a suitable manner with openings for screwing and / or clamping onto the punch part of a fine blanking press. The base plate 76 has a central bore 78 which has a recess on its surface portion 80, whereby an annular shoulder 82 is formed. The wall surface 84 of the recess is shaped such that it flares conically from the shoulder 82 to the plate surface 80. One end of the bore 78 is slightly widened by a counterbore in order to insert a thin collar-like bushing 83 therein, the inner diameter of which is slightly smaller than the diameter of the bore 78.
As can be seen from Fig. 1, the socket 88 forms a La gerfläche for the periphery of the head end of the punch 18 and its not shown reciprocating element. This element is connected to the ram via the intermediate element of the fork plate 32 in a suitable manner known to a person skilled in the art. Details of such a connection are not required for an understanding of the invention and are therefore not explained further.
As can be seen in FIG. 3, the bushing 88 has a slot through which a wedge 90 is pushed which, for the purpose of guiding the punch 18, projects into a suitable recess in the punch head 24.
On the periphery of a circle concentric with respect to the bore 78, a number of evenly distributed, cylindrically shaped recesses 92 are provided in the base plate 76 in the base plate 76. The base 94 of each cylindrical recess 92 has a central opening which forms one end of a bore 96 which is coaxial with respect to the recess 92. The recesses 92 are covered at one end by cylindrical plates 97 which are mounted in corresponding recesses in the base plate 76.
A piston device 98 is slidably mounted in each cylindrical recess 92. This device comprises a piston rod 100 which at one end carries a plate-like head 102 which has a groove on its circumference for the purpose of receiving an annular seal 104. As can be seen in FIG. 3, the head 102 and the annular seal 104 contact the wall of the Recess 92. With the aid of the seal 104 and the head 102, the recess 92 is divided into two chambers. The piston rod 100 is mounted in the bore 96 and protrudes into the recess 110 and has a section 106 with a relatively smaller diameter and a closure part 107 at one end.
As can be seen in FIGS. 4 and 5, the insert is
108 circular. The insert 108 has a trapezoidal cross-sectional profile. It should be noted that the circumferential surfaces 110, 112 of the insert piece are designed in such a way that they are complementary to the wall surface 84 of the recess or the outer circumferential surface 84 of the cutting tip 16.
In the insert 108, a number of arcuate slots 118 are provided uniformly on the circumference of a circle which is concentric with respect to its opening. In the section adjacent to the surface 114, the arcuate slots 118 have a U-shaped shoulder 120. The clear width between the legs of the U-shaped shoulder 120 is slightly larger than the diameter of the section 106 of the piston rod 100, but smaller than that of the end part 107 of the piston rod. As a result, the insert 108 and the piston devices 98 assigned to it can be connected to one another by means of a bayonet lock.
Therefore, the insert 108 can be easily attached, removed and replaced. In the embodiment shown in FIG. 3, an annular plate 124 is attached to the surface 116 of the insert 108. The insert 108 connected to the piston devices 98 can be moved into and out of the recess with the aid of the same.
As shown schematically in FIG. 3, hydraulic lines 126 are each connected in a suitable manner to a chamber of the bore 92. These lines 126 are incorporated into and form part of a hydraulic control system, whereby the piston can be moved to and from the chambers upon actuation of a suitable control fluid. With regard to the hydraulic control system, the details thereof are known to the person skilled in the art and therefore do not require any further explanation.
Fig. 3 shows that the device 10 is almost identical in shape and construction to the device 12 and also contains piston devices 98 'which are identical to the piston devices 98 and how they work. The device 10 has a rectangular base plate 130 which is identical to that of the device 12 in terms of shape.
The base plate 130 has a central bore 132 which has a recess in its surface section 134.
This recess creates a shoulder 82 'and a wall surface 84' in the base plate 130 which, like the wall surface 84, converge conically, but in the opposite direction. The passage 132 over the shoulder 82 ′ has a further shoulder 136. The recesses 92 'are covered by annular plates 97'.
In FIGS. 6 and 7 it can be seen that the plate 130 is provided with four bores 140 'which are aligned with relatively larger bores 140 in the plate 76. In the latter sockets 144 are mounted which protrude with respect to the surface portion 80; Guide rods 146 project into the sockets 144 and are anchored in the bores 140 ′ of the plate 130 by a press fit or some other form of fastening. As can be seen in FIG. 3, a bearing device 150 is provided between the bush 144 and the corresponding section of the guide rod, which section is slidably mounted in the bore 140. It can also be seen from FIG. 3 that the connection between the piston units 98 ′ and the insert 108 ′ is identical to that between the piston units 98 and the insert 108.
From FIGS. 1, 2 and 3 it can also be seen that if the insert 108 ′ is missing, the die 44 and the plates 58, 60 can be used as a unit in the device 10. The die 44 rests on the inner peripheral part of the shoulder 82 ′ and the stop plate 58 and the end plate 60 are arranged in the bore 132, the end plate 60 resting on the shoulder 136. When the insert 108 'is used, it is connected to the piston devices 98' and under the influence of these devices the insert 108 'can be moved into the recess around the die, the stop plate 58 and the end plate 60 in the position shown in FIG to hold on.
The surfaces 110 'and 84' are complementary to one another, as a result of which a soft seating of the insert 108 'is ensured, while by means of the mutually complementary surfaces
112 ', 46 the die 44 is centered in the recess when the insert piece 108' is moved into the recess.
The base plates 130 and 76 are connected to one another by means of guide means, as can be seen from FIGS. 1 and 3.
With the aid of the construction described, a simple and quick arrangement of the die or the grooving insert on the corresponding devices is made possible. In addition, the punching tool set contained in a fine punching press can be quickly adjusted and precisely punched parts can be produced with this. The illustration in FIG. 2 is only an example and should not be regarded as restrictive. The punches 18, 36 used depend on the requirements with regard to the shape of the part to be produced.
What matters is the design of the stamp
18, the die 44 and the grooving insert 16 and the setup thereof are simplified in such a way that the setup time is significantly less than that of the known punching machines. The die 44 and grooving plate 16 used in the punching tool set can have any dimensions. It is important here that the shape of the insert pieces 108, 108 ′ is adapted to that of the die 44 or the grooving insert 16. The die 44 and the grooving plate 16 can be standardized, these being designed so that the same die or grooving plate can be used for different operations. There can also be several sets of dies and grooving inserts, all of which can be fastened to the corresponding device 10 or 12 with the same insert 108 or 108 '.
The use of easy-to-operate inserts 108, 108 'for clamping and centering the die 44 or the grooving plate 16 enables these elements to be set up precisely, which is necessary for the fine-stamping of workpieces. By using the punching tool set described, the set-up costs can be reduced by about 40% in relation to the set-up costs that are not required with known precision punching machines. Due to the short set-up time, the use of this punching tool set is particularly advantageous for the production of workpiece series with small quantities. This is of extreme importance in view of the frequent occurrence of low volume series for highly complex stamped parts. Typically, it takes less than five minutes to set up the die set described.
The profitability achieved in this way can reduce the production costs of small quantities by up to 50%. In high volume production, the reduction in production costs is also remarkable because fine blanking requires tool maintenance two to three times that of conventional blanking, with each sharpening requiring a new set-up.
Having described the primary aspect of the invention, improvements will now be made which have been made by directly adding and securing a simple but precise guide means for the material being machined to the die set.
A guide device for the material to be processed is fixedly attached to the material input side and the material output side of the base plate 130. In this regard, reference is made to FIGS. 3, 7 and 8 of the drawing.
As can be seen there, material guide units are arranged on opposite side surfaces of the base plate 130, which units each have an elongated, cuboid body 150, with a length corresponding to the length of the side edge of the base plate 130. The body 150 includes mutually parallel end surfaces 152 and 154.
Another cuboid body 162 is attached to the surface 152 of the body 150 and forms a continuation of the same. It should be noted that in FIG. 8, body 162 has a portion that extends downward from surface 156 of body 150. The body 162 has bores 158 and 160 arranged at a vertical distance. An elongated cylindrical screw 164 protrudes through bore 160 and extends through an aligned slot 168 machined inwardly of the bottom of body 150. The screw 164 rests with its head against a washer which is arranged between the head and the adjacent surface of the body 162. Likewise, a screw 166 is mounted in the bore 158 in the body 162 and protrudes into the slot 168 provided vertically below the screw 164.
Portion 172 is located at one end of body 150 and away from surface 152 and has a threaded bore at its upper end which is aligned with bore 160 and into which screw 164 is screwed. The jaw 174 has a threaded bore aligned with the bore 158 into which the screw 166 is screwed.
At its upper end, the jaw 174 has a further bore through which the screw 164 extends. With the help of the screws 164, 166 the mutual position of the jaws 172, 174 can be adjusted to one another.
It should be noted that the opposing surfaces of jaws 172 and 174 are parallel to one another.
Suitable bearing inserts can be arranged in a known manner on the material guide surfaces of the jaws 172 and 174.
As can be seen from FIGS. 8, 9 and 10, the body 162 has two bores 176. As can be seen in FIG. 10, a pin-like element 178, which has a depression 169 on its surface, is arranged in the lower bore 176. At one end, the pin 178 has a counterbore which defines a cylindrical recess 179 the wall of which is threaded around a threaded pin
182 of a handle 184. The handle 184 has a shoulder 188. A washer is disposed between the shoulder 188 and the surface of the body 150 facing the handle 184. Using the handles 184 and pins 178, the screws 164, 166 can be locked.
When the handle 184 is turned clockwise or counterclockwise, the pin 178 is displaced in the bore, whereby the screw 164 or 166 is clamped under the influence of the recess 169. As can be seen particularly in Figure 11, when it is desired to clamp the screw in a particular position, all that is needed is to rotate the handle 184 to bring the pin 178 to a position which is a portion of the surface of the recess 169 is pressed against the screw 166.
This device enables simple locking of the screw once it has been adjusted.