CH620844A5

CH620844A5 - Device for ejecting the punching waste or punched part by means of compressed air

Info

Publication number: CH620844A5
Application number: CH938977A
Authority: CH
Inventors: Ferdinand Dietz
Original assignee: Rohde & Schwarz
Priority date: 1976-08-18
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1980-12-31
Also published as: DE2637085A1; DE2637085C3; DE2637085B2

Description

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei das Stanzwerkzeug teilweise im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein Stanzwerkzeug 1 mit Abstreifer 7, das in üblicher Weise zwischen einem schematisch angedeuteten Stössel 2 und einer Matrize 3 einer Stanzmaschine angeordnet ist und über dessen Stanzstempel 4 aus einem Werkstück 5 Löcher oder Stanzteile verschiedenen Querschnitts ausstanzbar sind. Das Stanzwerkzeug 1 ist beispielsweise zusammen mit anderen ähnlichen Stanzwerkzeugen auf einem Drehteller einer numerisch gesteuerten Stanzmaschine angeordnet, ebenso die zugeordneten Matrizen 3, so dass nacheinander aus dem Werkstück durch entsprechende Bewegung des Werkstückes 5 der Stanzwerkzeuge 1 und der zugehörigen Matrizen 3 unterhalb des Stössels 2 die verschiedenartigsten Stanzungen durchgeführt werden können. Der Stanzstempel 4 des Stanzwerkzeuges 1 ist in üblicher Weise beispielsweise über einen Führungsabschnitt 6 innerhalb eines hülsenförmigen Abstreifers 7 gleitend geführt. Der Abstreifer 7 besitzt in seiner Stirnfläche 8, die plan ausgebildet ist und beim Stanzen flach auf der Oberfläche des Werkstückes 5 aufliegt, eine Öffnung 9, in welcher der Stanzstempel 4 gleitend geführt ist. Der verlängerte Führungsabschnitt 10 führt zu einer Druckplatte 11, zwischen der Druckplatte 11 und dem Abstreifer 7 ist ein elastischer Druckkörper oder eine Druckfeder 12 angeordnet, die den Stempel nach dem Zurückziehen des Stössels 2 automatisch in seine Ausgangsstellung anhebt.

Nach Fig. 1 ist der Raum 13, der bei zurückgezogenem Stempel 4 sich unterhalb der Stirnfläche des Stempels 4 und innerhalb der Öffnung 9 des Abstreifers 7 bzw. innerhalb des Stanzloches des Werkstückes 5 bildet, über einen im Werkzeug ausgebildeten Kanal 16 mit einer Druckluftquelle 14 verbunden. Wenn nach Beendigung des Stanzvorganges der Stempel 4 zurückgezogen wird während die ebene Stirnfläche 8 des Abstreifers 7 weiterhin flach und damit im wesentlichen luftdicht auf der Oberfläche des Werkstückes 5 aufliegt, also den Raum 13 seitlich abdichtet, wird Druckluft in diesen Raum 13 gepumpt und damit der Stanzabfall 15 bzw. das Stanzteil aus der Stanzöffnung des Werkstückes 5 durch die Öffnung der Matrize 3 hindurch nach unten ausgestossen. Der Stanzabfall kann sich daher nicht zwischen Werkstück und Matrize verklemmen. Für die Führung des Druckluftkanals innerhalb des Stanzwerkzeuges 1 und der Stanzmaschine zur Druckluftquelle 14 gibt es an sich die verschiedenartigsten Möglichkeiten.

Insbesondere für kleinere Stempelquerschnitte, wie sie für runde oder viereckige Ausstanzungen in Draufsicht auf die Stirnfläche 8 des Abstreifers 7 in den Fig. 2 und 4 dargestellt sind, eignet sich eine in den Fig. 1 und 3 dargestellte Führung des Druckluftkanals. Der innerhalb der Stempelabschnitte 6, 10 ausgebildete Druckluftkanal 16, der an seinem oberen Ende über den Kanal 16' mit der Druckluftquelle 14 verbunden ist, mündet nach Fig. 1 über den Kanalabschnitt 18 in dem Raum 19 zwischen dem Führungsabschnitt 6 und dem unteren geschlossenen Ende des Abstreifers 7 und die Stempelführungsöffnung 9 ist mit mindestens einer zusätzlichen Nut 20 versehen, die ausserhalb des eigentlichen Stanzstempelquerschnittes liegt und somit eine Verbindung zwischen dem Raum 19 und dem Raum 13 herstellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind für den in Fig. 2 dargestellten runden Stempelquerschnitt zwei derartige Nuten 20 gegenüberliegend angeordnet, bei dem Ausführungsbeispiel für einen rechteckigen

Querschnitt nach Fig. 2 sind jeweils an den Ecken des Querschnitts vier derartige Nuten 20 vorgesehen. Wenn der Stanzstempel 4 seine unterste voll ausgefahrene Stanzstellung einnimmt und damit in die Stanzöffnung des Werkstückes 5 hineinragt, sind diese Kanäle 20 an der dicht auf dem Werkstück aufsitzenden Stirnfläche 8 des Abstreifers 7 abgedichtet und es kann daher keine Druckluft an der Stirnseite des Abstreifers austreten. Erst wenn der Stempel 4 etwas zurückgezogen wird, wird der Zugang von Raum 19 über die Nuten 20 zum Raum

13 frei und es kann damit Druckluft aus der Druckluftquelle

14 in diesen Raum 13 gelangen und so wieder den Stanzabfall

15 nach unten ausstossen. Die Nuten 20 brauchen nicht unbedingt, wie in Fig. 1 dargestellt, bis auf die Stirnfläche 8 des Abstreifers zu münden, sie könnten auch nur bis kurz vor die Stirnfläche 8 geführt sein, so dass die Druckluftzufuhr erst nach dem Zurückziehen des Stempels 4 bis hinter diese Nutenden möglich ist.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Führung der Druckluft-Zufuhrkanäle. In den zylindrischen Stempelabschnitten 6 und 10 ist wieder der Kanal 16 vorgesehen, der am Ende des Führungsabschnittes 6 in den Raum 19 mündet. Der dünne Stempel 4, der über eine flache Befestigungsvorrichtung am Führungsabschnitt 6 befestigt ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine elastische Hülse 27 geführt, die sich an der Stirnwand des Abstreifers 7 abstützt und während des Stanzvorganges zusammengedrückt wird. Damit können auch noch genaue und sichere Stanzungen mit sehr geringen Stempelquerschnitten durchgeführt werden, wie dies für einen rechteckigen und einen runden Stempelquerschnitt in Fig. 4 dargestellt ist. Die Zufuhr der Druckluft aus dem Raum 19 in den Raum 13 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über Bohrungen 22, die in offenen Nuten in der Stirnfläche 8 des Abstreifers münden. Auch hier könnte gegebenenfalls anstelle der offenen Nut in der Stirnwand des Abstreifers 7 eine radial nach innen gerichtete Bohrung vorgesehen sein, die erst Druckluft in den Raum 13 gelangen lässt, wenn der Stempel 4 ein vorbestimmtes Stück über die Stirnfläche nach oben zurückgezogen ist.

Der Stempel 4 wirkt an sich gleichzeitig als Absperrventil für die Druckluft. Solange er am Werkstück aufliegt, wird die Druckluftzufuhr gesperrt, erst wenn der Stempel zurückfährt, wird die Druckluftzufuhr freigegeben. Um zu vermeiden, dass auch während des Ubergangs von einem Stanzvorgang zum nächsten, bei dem also das Stanzwerkzeug mit seinem Abstreifer 7 vom Werkstück abgehoben ist und das Werkstück in die nächste Stanzstellung bewegt wird, unnötig Druckluft aus den Kanälen ausströmt, ist es von Vorteil, in die Druckluftleitung 17 ein zusätzliches Ventil 21 einzusetzen, das in nicht näher dargestellter Weise in Abhängigkeit von der Aufundabbe-wegung des Stössels 2 der Maschine bzw. in Abhängigkeit von der die Werkstückbewegung bzw. die Stanzwerkzeugbewegung steuernden Steuervorrichtung der Stanzmaschine automatisch so gesteuert wird, dass Druckluft aus der Quelle 14 in den Raum 13 nur während bzw. unmittelbar nach Abschluss eines Stanzvorganges gelangen kann, bei abgehobenem Abstreifer 7 jedoch die Druckluftzufuhr unterbunden ist. Über dieses Ventil 21 wird also immer nur kurzzeitig während jedes einzelnen Stanzvorganges ein Druckluftimpuls in den Raum 13 eingebracht, der ausreicht, um den Abfall 15 auszustossen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es gemäss einer Weiterbildung der Erfindung auf einfache Weise, an die besonders dem Verschleiss unterworfenen Teile des Stanzwerkzeugs Schmiermittel zuzuführen. Es genügt nämlich, die Druckluft in bestimmten Zeitabständen mit öl anzureichern, beispielsweise nach jedem zehnten Stanzhub etwas Öl in den Kanal 16, 17 einzuspritzen. Dieser öltropfen gelangt dann zerstäubt über den Kanal 16 in den Raum 19 und von dort zu den bewegten Werkzeugteilen.

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Fig. 5 bis 7 zeigen die Verwirklichung der Erfindung bei einem Stanzwerkzeug, bei dem mehrere Stempel 4 an einer gemeinsamen Stempelhalterplatte 23 gehalten und in eine Führungsplatte 24 geführt sind. Die zugehörigen Stempelquerschnittsformen zeigen die Fig. 6 und 7, Fig. 7 zeigt auch das damit hergestellte fertige Stanzteil 26. Der Druckluftkanal 16 ist zwischen Führungsplatte 24 und der darunter angeordneten Abstreiferplatte 25 ausgebildet. Die Druckluft wird aus dem Kanal 16 wirder über die Nuten 20 der Abstreiferöffnungen wir beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 in die Stanzöffnungen 13 geblasen.

Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit für die Druckluftzufuhr. Auf der rechten Seite der Fig. 8 ist die Bohrung 22, die in einer offenen Nut in der Stirnfläche 8 des Abstreifers mündet, unmittelbar im unteren Bereich dieses Abstreifers 7 nach aussen geführt und sie steht über eine Leitung mit der Druck -5 luftquelle 14 in Verbindung. Auf der linken Seite der Fig. 8 ist gezeigt, wie diese Bohrung 22', die wiederum im Abstreifer unmittelbar nach aussen geführt ist und über eine Leitung mit der Druckfluftquelle in Verbindung steht, auch etwas oberhalb der Stirnfläche 8 des Abstreifers in die Öffnung 9, in welcher io der Stempel 4 gleitend geführt ist, münden kann, so dass die Druckluftzufuhr erst nach dem Zurückziehen des Stempels bis hinter diese Mündungsstelle der Bohrung 22' möglich ist.

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4 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Ausstossen des Stanzabfalles oder des Stanzteils aus der Matrize eines Stanzwerkzeuges mittels Druckluft, bei welcher der Stanzstempel in einer entsprechend dem Stempelquerschnitt geformten Öffnung in der auf der Werkstückoberfläche aufliegenden Stirnfläche eines Abstreifers geführt ist und beim Zurückziehen des Stempels in den Raum zwischen Stempelstirnfläche und Stanzloch über einen Kanal Druckluft zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftkanal (20, 22, 22') im Abstreifer (7) geführt und in oder oberhalb dessen Stirnfläche (8) aus der Wand der den Stempel (4) führenden Abstreiferöffnung (9) in letztere mündet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftkanal mindestens eine in der Wand des Abstreifers (7) ausgebildete Bohrung (22, 22') ist.

3.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftkanal mindestens eine zur Abstreiferöffnung (9) hin offene Nut (20) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei welcher die Druckluftzufuhr über Kanäle im Stempel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelkanäle (16, 18) und die Druckluftkanäle (20, 22, 22') in einem Raum (19) des Abstreifers (7) oberhalb der den Stempel (4) führenden Abstreiferöffnung (9) münden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft mit Öl angereichert ist.

Eine Vorrichtung laut Oberbegriff des Anspruches 1 ist bekannt (American Machinist Aug. 25,1958, Seite 100). Hierbei erfolgt die Druckluftzufuhr über einen Kanal im Stempel. Um zu vermeiden, dass bereits während des Stanzvorganges Druckluft auf den Stanzabfall wirkt und diesen möglicherweise verkantet oder ungleichmässig vom Werkstück löst, ist bei der bekannten Vorrichtung eine gesonderte Steuervorrichtung vorgesehen, die über Ventile sicherstellt, dass Druckluft über diesen Stempelkanal erst am Ende des Stanzvorganges zugeführt wird. Eine derartige zusätzliche Druckluft-Steuervorrichtung macht diese bekannte Vorrichtung relativ kompliziert und störanfällig, vor allem bei sehr schnell arbeitenden, numerisch gesteuerten Stanzmaschinen ist der exakte Einsatz der Druckluftzufuhr nur schwer auch über längere Zeiträume hinweg einhaltbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, dass mit Sicherheit die Druckluft erst dann wirksam werden kann, wenn das auszu-stossende Teil durchgestanzt ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung laut Oberbegriff des Anspruches 1 durch die kennzeichenden Merkmale dieses Anspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.

Bei sogenannten Feinschnittwerkzeugen, bei denen der Stanzstempel mit einer durch einen Auswerfer von der gegenüberliegenden Seite erzeugten Gegenkraft zusammenwirkt und der Stanzabfall daher nicht auf der Rückseite ausgestossen, sondern erst nach dem Öffnen der Werkzeughälften aus diesen herausgenommen wird, ist es an sich bekannt, zwischen dem Stanzstempel und dem diesen umgebenden Auswerfer der unteren Werkzeughälfte mehrere Spalte freizulassen und über diese und zusätzliche in der Wand des umgehenden Auswerfers ausgebildete Kanäle von aussen Druckluft zum Kühlen des Werkzeuges zuzuführen (Heft 12 der Zeitschrift «Information» der Firma Feintool AG, Schweiz, Skizze I auf Seite 36).

Durch die Anwendung einer ähnlichen Kanalführung bei einem Stanzwerkzeug der eingangs erwähnten Art, bei dem der Stanzabfall bei jedem einzelnen Stempelhub durch die Matrizenöffnung nach unten ausgegeben wird, wird automatisch unmittelbar nach Abschluss des Stanzvorganges und dem Beginn des Zurückziehens des Stempels Druckluft auf den Stanzabfall bzw. das Stanzteil zur Einwirkung gebracht und zwar ohne zusätzlichem Druckluft-Steuerventil in der Zuleitung. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wirkt nämlich der Stanzstempel stelbst als Steuerventil und lässt erst dann Druckluft auf den Stanzabfall einwirken, wenn der Stanzvorgang abgeschlossen ist. Damit wird gewährleistet, dass der Stanzabfall während des Stanzvorganges und vor allem auch nicht kurz vor dem Ausstossen des Stanzabfalles aus dem Werkstück von Druckluft beaufschlagt wird sondern nur von dem eigentlichen Stanzstempeldruck. Damit können keine störenden ungleich-mässigen Kräfte während des Stanzvorganges auf den Stanzabfall wirken und ein Verkanten oder ungleichmässiges Abreis-sen des Stanzabfalls wird vermieden. Trotzdem wird unmittelbar nach Abschluss des Stanzvorganges durch die Druckluftzufuhr das schnelle und sichere Ausstossen des Stanzabfalles bzw. Stanzteils mittels der Druckluft gewährleistet.

Der Stanzabfall kann sich nicht zwischen Werkstück und Matrize verklemmen und das Werkstück kann sofort wieder nach dem Zurückziehen des Stempels in die nächste Stanzstellung bewegt werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei Stanzmaschinen, bei denen die Stanzwerkzeuge oder die zugeordneten Matrizen jeweils auf programmgesteuerten Drehtischen angeordnet und nacheinander in die Stanzstellung unterhalb des Stanzmaschi-nenstössels verbringbar sind und mit denen somit beispielsweise im Sekundenrhythmus nacheinander in einem Werkstück die verschiedenartigsten Stanzungen durchgeführt werden können und bei denen es wichtig ist, dass mit Sicherheit bei der hierbei erforderlichen schnell aufeinanderfolgenden Werkstückbewegung zwischen den einzelnen Stanzvorgängen das Werkstück nicht in seiner Bewegung gehemmt ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch sehr einfach bei bereits bestehenden Stanzwerkzeugen und Stanzmaschinen verwirklicht werden, es ist beispielsweise lediglich erforderlich, am Stanzwerkzeug entsprechende Druckluftkanäle auszubilden und diese durch die Stanzmaschine hindurch mit einer geeigneten Druckluftquelle zu verbinden, was ebenfalls bei den meisten handelsüblichen Stanzmaschinen auf einfache Weise realisiert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass über den Druckluftkanal sehr einfach Schmiermittel an die bewegten Teile des Stanzwerkzeuges zugeführt werden kann. Dadurch kann der Verschleiss erheblich verringert werden. Wegen des sicheren Druckluftausstosses des Stanzabfalles kann die Schnittluft des Werkzeuges grösser gewählt werden als dies bei den bekannten Stanzwerkzeugen zwecks Verhinderung eines Zurückziehens des Stanzabfalles zusammen mit dem Stempel nötig war. Dadurch kann auch die Ausrichttoleranz zwischen Stempel und Matrize grösser gewählt werden, was vor allem bei programmgesteuerten Stanzmaschinen mit Revolvertellern zum Wechseln der Werkzeuge von Vorteil ist. Es wird auch das sogenannten Aufschneiden der Stanzwerkzeuge vermieden, der Stanzdruck und die Bruchgefahr kleiner Werkzeuge wird herabgesetzt und die Erwähnung der Werkzeugschneide wird verringert.

Durch das bekannte Problem der Kaltverschweissung bei Stanzwerkzeugen dieser Art konnte bisher das Spiel zwischen Stempel und Austrittsöffnung des Abstreifers nicht beliebig klein gewählt werden und mit den bekannten Werkzeugen war daher nur ein Freischnitt möglich. Auch dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung vermieden, da durch den stets sicheren Ausstoss des Stanzabfalles keine Materialab5

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lagerung zwischen Stempel und Abstreiferöffnung zu befürchten ist und somit die Toleranz zwischen diesen Teilen so klein gewählt werden kann, dass der Stempel in dieser Abstreiföffnung bis in unmittelbare Nähe des Werkstückes gegen Seitendruck exakt geführt ist. Damit ist erstmals bei solchen Stanzwerkzeugen ein Führungsschnitt möglich.