DE10107545C1

DE10107545C1 - Edge trimming method for electrically-conductive sheet component uses application of HF current before trimming edge along cutting line

Info

Publication number: DE10107545C1
Application number: DE2001107545
Authority: DE
Inventors: Martin Brodt; Michael Brodt; Matthias Kroeger
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-02-17
Filing date: 2001-02-17
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2021-02-18

Abstract

The edge trimming method has a conductive current rail (11) brought into contact with the electrically-conductive sheet component (5) in a contact zone adjacent the cutting edge (7) on the opposite side to the trimmed edge region (6), for application of a HF current before cutting the edge along the cutting line. An Independent claim for an edge trimming device for an electrically-conductive sheet component is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abschneiden eines Randbereichs bei einem zweidimensional oder dreidimensional geformten plattenförmigen Bauteil aus einem elektrisch leitenden Material.The invention relates to a method and an apparatus for cutting off an edge area in a two-dimensional or three-dimensionally shaped plate-shaped component an electrically conductive material.

Aus der EP 0 109 891 B1 ist es bekannt, mit Hilfe einer Lichtbogen-Schweißeinrichtung Bauteile, insbesondere metallische Bauteile zu schneiden.From EP 0 109 891 B1 it is known to use a Arc welding device components, in particular to cut metallic components.

Aus der DE 195 27 827 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Wärme bekannt, wobei über hochfrequente elektromagnetische Wechselfelder ein Werkstuck induktiv erwärmt werden kann. Derartige Verfahren und Einrichtungen werden beispielsweise als Glühstationen für geschweißte Bauelemente aus Stahl, zum Beispiel Achsen, verwendet.DE 195 27 827 A1 describes one method and one Device for generating electrical heat known, wherein via high-frequency electromagnetic alternating fields Workpiece can be heated inductively. Such procedures and devices are used, for example, as glow stations welded components made of steel, for example axles, used.

Des weiteren werden in der DE 44 26 894 A1 ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Schweißen von Blechen beschrieben. Hierbei werden die miteinander zu verschweißenden Bleche relativ zueinander so positioniert, dass sie sich mit stirnseitigen Blechrändern unter Ausbildung eines Spalts gegenüberliegen. Dieser Spalt hat vorzugsweise eine gleichbleibende Breite, das heißt die Blechränder verlaufen parallel. In der Nähe des Spaltes werden die Bleche an eine Stromquelle angeschlossen, derart, dass die Bleche in Reihe miteinander geschaltet sind. Dies hat zur Folge, dass der Strom an den spaltnahen Rändern der Bleche in entgegengesetzten Richtungen fließt. Durch Beaufschlagung der Bleche mit einem hochfrequenten Wechselstrom werden die spaltnahen Blechränder erwärmt, da der Strom vor allem an den Blechrändern entlang des Spaltes fließt. Sobald die Randbereiche der Bleche ausreichend erhitzt und plastifiziert sind, erfolgt ein Stauchschlag, mit dem die Bleche unter Schließen des Spalts miteinander verbunden werden.Furthermore, DE 44 26 894 A1 describes a method and an arrangement for welding sheet metal is described. in this connection the sheets to be welded together are relative positioned to each other so that they face each other Opposite sheet edges forming a gap. This gap preferably has a constant width, that the edges of the sheet run parallel. In the vicinity of the Gap, the sheets are connected to a power source, such that the sheets are connected in series with each other. This has the consequence that the current at the edges near the gap the sheets flow in opposite directions. By Applying a high frequency to the sheets AC, the sheet edges near the gap are heated because of the Electricity especially at the sheet metal edges along the gap flows. As soon as the edge areas of the sheets are heated sufficiently and are plasticized, a blow occurs with which the Sheets joined together by closing the gap become.

Aus der DE 39 20 825 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschneiden eines Randbereichs bei einem bandförmigen Bauteil aus Blech bekannt. Die Blechbänder werden zunächst so hergestellt, daß sie einen über eine Schnittkante vorstehenden, abzuschneidenden Randbereich aufweisen. Die Abschneidevorrichtung weist als Schneideinrichtung eine Schere mit zwei in einem Abstand voneinander an einem schwenkbaren Scherbalken angeordneten, nach unten gerichteten Schermessern auf. Zum Abschneiden des Randbereichs entlang der Schnittkante führen die Schermesser eine im wesentlichen vertikale Schneidbewegung aus.DE 39 20 825 A1 describes one method and one Device for cutting an edge area in a known band-shaped component made of sheet metal. The metal strips are first made so that they have a cut edge have protruding edge area to be cut. The Cutting device has scissors as the cutting device with two at a distance from each other on a swivel Shearbars arranged, downward shear blades on. For cutting off the edge area along the cut edge the shear blades perform a substantially vertical one Cutting movement.

Die DE 15 52 662 B zeigt eine Hebelschere zum Schneiden von profilierten Blechen. Die Hebelschere weist ein weitgehend gestrecktes Untermesser auf, dessen Schneide dem Blechprofil angepaßt ist. Desweiteren weist die Hebelschere ein zum Untermesser hin konvex gekrümmtes Obermesser mit sich ändernder Krümmung auf. Eine Schneide des Obermessers besitzt eine entlang der Krümmung auseinandergezogene Abwicklung des Blechprofils.DE 15 52 662 B shows a pair of lever shears for cutting profiled sheets. The lever scissors largely have one straight lower knife, the cutting edge of the sheet profile is adjusted. Furthermore, the lever scissors have a Lower knife convexly curved upper knife with itself changing curvature. Has a cutting edge of the upper knife an exploded development of the Sheet profile.

Aus der DE 195 12 594 C2 ist eine Lochstanze bekannt, mit deren. Hilfe in einem plattenförmigen Bauteil eine Öffnung hergestellt werden rann. Die Lochstanze bildet eine Schneideinrichtung mit einer Schneidmatrize, auf der das jeweilige Bauteil zum Beschneiden aufliegt. Ein Schneidstempel der Lochstanze ist durch die Ebene des Bauteils hindurch relativ zur Schneidmatrize verstellbar. Beim Schneiden drückt ein Niederhalter das Bauteil gegen die Schneidmatrize.A hole punch is known from DE 195 12 594 C2, with their. Help an opening in a plate-shaped component can be manufactured. The hole punch forms one Cutting device with a cutting die on which the respective component lies on for trimming. A cutting punch the punch is through the plane of the component adjustable relative to the cutting die. When cutting presses a hold down the component against the cutting die.

Bauteile, insbesondere Karosseriebauteile im Fahrzeugbau, können bei bestimmten Anwendungsfällen aus ultrahochfesten metallischen Blechen bestehen, die über sehr hohe Zugfestigkeiten und/oder große Härten verfügen. Um derartige Bauteile maßhaltig zu schneiden, ist ein hoher apparativer Aufwand erforderlich, da ein kaltes Beschneiden dieser Blechbauteile problematisch ist. Zum Beispiel können die kalt beschnittenen Bauteilkanten einen mehr oder weniger großen Grat aufweisen, was aufgrund der hohen Kerbempfindlichkeit der hochfesten Werkstoffe zu einer schnellen Rissbildung im Bauteil führen kann. Des weiteren sind zum Schneiden sehr hohe Schneidkräfte erforderlich, wodurch der Werkzeugverschleiß beim Schneiden der hochfesten Blechbauteile entsprechend hoch ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, können die Bauteile zum Beschneiden erwärmt werden, wozu jedoch ein entsprechender apparativer Aufwand erforderlich ist.Components, in particular body components in vehicle construction, can be made of ultra-high strength in certain applications metallic sheets consist of very high Have tensile strengths and / or great hardness. To such Cutting components to size is a high level of equipment Effort required, as a cold trimming of this Sheet metal components is problematic. For example, they can be cold trimmed component edges a more or less large Have burr, which is due to the high notch sensitivity of the high-strength materials for rapid crack formation in the Component can lead. Furthermore, cutting is very high Cutting forces required, reducing tool wear accordingly high when cutting the high-strength sheet metal components is. To avoid these disadvantages, the components can Pruning are heated, but a corresponding one apparatus expenditure is required.

Anstelle eines Abschneid-Vorganges, bei dem mittels entsprechender Schneidwerkzeuge eine mechanische Trennung durchgeführt wird, können auch andere Schneidverfahren zur Anwendung kommen, wie zum Beispiel ein Laser-Schneidverfahren und ein Wasserstrahl-Schneidverfahren. Zwar kann bei derartigen Schneidverfahren die Qualität der beschnittenen Bauteilkanten sehr hoch sein, jedoch arbeiten diese Schneidverfahren vergleichsweise langsam, da die Zykluszeiten hier unmittelbar von der Länge der Schnittkante sowie von den einzuhaltenden Toleranzen abhängen. Große Zykluszeiten sind jedoch, insbesondere bei der Serienfertigung, mit hohen Kosten für das Beschneiden der Bauteilkanten verbunden.Instead of a cutting process, in which by means of appropriate cutting tools a mechanical separation other cutting methods can also be used Such as a laser cutting process and a water jet cutting process. Although at such cutting processes the quality of the trimmed Component edges may be very high, but they work Cutting process comparatively slow because of the cycle times here directly from the length of the cutting edge and from the depend on the tolerances to be observed. Great cycle times are however, especially in series production, with high costs connected for trimming the component edges.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für das Abschneiden eines Randbereichs bei einem zwei- oder dreidimensional geformten plattenförmigen Bauteil aus einem elektrisch leitenden Material Möglichkeiten aufzuzeigen, mit denen mit relativ geringem Aufwand bei relativ kurzen Zykluszeiten qualitativ hochwertige Schnittkanten ausgebildet werden können.The present invention addresses the problem for cutting off an edge area in a two- or three-dimensionally shaped plate-shaped component from one to demonstrate electrically conductive material with those with relatively little effort with relatively short Cycle times designed high quality cut edges can be.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this problem is solved by a method solved the features of claim 1.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den abzuschneidenden Randbereich vor dem Abschneiden durch die Beaufschlagung des Bauteils mit einem hochfrequenten Wechselstrom zu erwärmen. Die Einleitung des Wechselstroms erfolgt dabei über eine Stromschiene, die in der Nähe der Schnittkante auf dem Bauteil zur Anlage kommt. Die Vorgehensweise gestaltet sich dadurch relativ einfach, da zur Einleitung des Wechselstroms keine speziellen Stromanschlüsse am Bauteil angebracht werden müssen. Die Erfindung nutzt dabei den sogenannten "Skineffekt" oder "Hauteffekt". Dieser Skineffekt beruht auf der Wirkung des induktiven Widerstandes. Während in einem von Gleichstrom durchflossenen Leiter die Stromdichte an allen Stellen des Querschnitts denselben Wert hat, ist dies nicht mehr der Fall, wenn der Leiter von Wechselstrom durchflossen wird. Es findet vielmehr eine Verdrängung des Stromes nach der Oberfläche des Leiters hin statt, und bei sehr hochfrequenten Wechselströmen ist der stromführende Querschnitt praktisch auf eine dünne Haut an der Oberfläche des Leiters beschränkt, während das Innere des Leiters stromlos ist. Durch das Kontaktieren der Stromschiene mit dem Bauteil fließt der Wechselstrom auch durch das Bauteil. Die Kontaktzone, in der die Stromschiene mit dem Bauteil in Kontakt tritt, ist dabei gezielt so gewählt, dass die Stromeinleitung in das Bauteil in der Nähe des abzuschneidenden Randbereichs erfolgt. Durch den Skineffekt kommt es bei der Beaufschlagung mit einem hochfrequenten Wechselstrom an den Außenkanten des abzuschneidenden Randbereichs zu einer Stromkonzentration, wodurch sich der gesamte Randbereich erwärmt. Bei einer entsprechenden Abstimmung der Frequenzen, Spannungen und Stromstärken, kann das Erwärmen des Randbereiches mit diesem Verfahren sehr rasch durchgeführt werden. Nach dem Erwärmen kann ein herkömmliches Schneidwerkzeug zur Anwendung kommen, das den erwärmten Randbereich abtrennt, wobei sich eine Schnittkante von hoher Qualität ausbildet. Da der Schneidbereich durch die Erwärmung erweicht wird, sinken die erforderlichen Schneid- bzw. Pressenkräfte. Die Gratbildung an der Schnittkante wird reduziert. Ebenso können kleinere Toleranzbereiche eingehalten werden. Da die Anwendung des Skineffekts eine rasche Erwärmung des Randbereichs ermöglicht, können kurze Zykluszeiten gefahren werden, wodurch das erfindungsgemäße Schneidverfahren besonders wirtschaftlich anwendbar ist. Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, dass durch den Skineffekt die Erwärmung gezielt in dem abzuschneidenden Randbereich erfolgt, so dass die Werkstoffeigenschaften am restlichen Bauteil im wesentlichen unverändert bleiben.The invention is based on the general idea that edge area to be cut off before cutting off by the Application of the component with a high frequency To heat alternating current. The introduction of the alternating current takes place via a busbar that is close to the Cutting edge on the component comes to rest. The The procedure is relatively simple because Introduction of alternating current no special power connections must be attached to the component. The invention uses the so-called "skin effect" or "skin effect". This Skin effect is based on the effect of inductive resistance. While in a conductor through which direct current flows, the Current density at all points in the cross-section the same value this is no longer the case if the leader of AC is flowing through. Rather, it finds one Displacement of the current towards the surface of the conductor instead, and in the case of very high-frequency alternating currents current-carrying cross-section practically on a thin skin on the Surface of the conductor limited, while the inside of the Conductor is de-energized. By contacting the busbar the alternating current also flows through the component Component. The contact zone in which the conductor rail with the Component comes into contact, is specifically chosen so that the introduction of current into the component near the edge area to be cut off. Through the skin effect it comes when applying a high frequency AC current on the outer edges of the cut Marginal area to a current concentration, whereby the entire edge area warmed. With a corresponding Tuning the frequencies, voltages and currents, can heating the edge area very quickly with this method be performed. After heating, a conventional one Cutting tool are used, the heated Border area separates, with a cutting edge of high Quality training. Because the cutting area by heating is softened, the required cutting or Press forces. The burr on the cut edge will reduced. Smaller tolerance ranges can also be observed become. Because the application of the skin effect rapid warming the edge area allows short cycle times be driven, whereby the cutting method according to the invention is particularly economically applicable. Another This is a particular advantage of the method according to the invention seen that due to the skin effect, the heating is targeted in the edge area to be cut off, so that the Material properties on the rest of the component essentially remain unchanged.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können nicht nur geradlinige Randbereiche geschnitten werden, ebenso ist es, insbesondere aufgrund der entsprechend geformten Stromschiene, grundsätzlich möglich, beliebig geformte Schnittkanten herzustellen. Wenn beispielsweise eine Öffnung in einem Bauteil hergestellt werden soll, die in einem ebenen Bereich des zwei- oder dreidimensional geformten plattenförmigen Bauteils vollständig vom Material des Bauteils umschlossen ist, wird entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine kleinere Öffnung in das Bauteil eingebracht, deren Querschnitt vollständig innerhalb des Querschnitts der herzustellenden (größeren) Öffnung liegt, derart, dass sich zwischen diesen Querschnitten ein vollständig geschlossener Randbereich ausbildet. Dieser Randbereich umfaßt dann innen den Querschnitt der kleineren Öffnung und ist außen vom Querschnitt der herzustellenden (größeren) Öffnung eingefaßt. Erst in nachfolgenden Schritten erfolgt dann das Kontaktieren mit der Stromschiene, deren Strombeaufschlagung und schließlich das Abschneiden des Randbereichs, wobei dann die herzustellende (größere) Öffnung vorliegt. Die vorab, zum Beispiel durch ein herkömmliches Ausstanzen hergestellte kleinere Öffnung ist erforderlich, um einen Randbereich mit freier Endkante auszubilden, damit der Skineffekt gezielt zur Erwärmung dieses Randbereichs zur Anwendung kommen kann.With the help of the method according to the invention, not only can straight edge areas are cut, it is also especially due to the correspondingly shaped busbar, basically possible, arbitrarily shaped cut edges manufacture. If, for example, an opening in a Part to be manufactured in a flat area of the two- or three-dimensionally shaped plate-shaped Part completely surrounded by the material of the component is, according to a preferred embodiment of the inventive method first a smaller opening in introduced the component, its cross section completely within the cross-section of the (larger) to be manufactured Opening is such that there is between these cross sections forms a completely closed edge area. This Edge area then includes the cross section of the smaller inside Opening and is outside of the cross section of the to be manufactured (larger) opening bordered. Only in subsequent steps contact is then made with the busbar, whose Current application and finally cutting off the Edge area, with the (larger) opening to be produced is present. The advance, for example by a conventional one Punching made smaller opening is required to form an edge area with a free end edge so that the Skin effect specifically for heating this edge area Application can come.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach dem Abschneiden oder auch während dem Abschneiden die Stromschiene noch oder erneut mit hochfrequentem Wechselstrom beaufschlagt werden, wodurch sich die Schnittkante gezielt wärmebehandeln lässt. Beispielsweise kann die Schnittkante weichgeglüht oder normalisiert werden, um gegebenenfalls eine geforderte Rissunempfindlichkeit zu erhalten.In a further development of the method according to the invention after cutting off or while cutting off the Busbar still or again with high-frequency alternating current are applied, whereby the cutting edge is targeted can be heat treated. For example, the cutting edge soft annealed or normalized to include, if necessary to obtain the required crack resistance.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.The problem underlying the invention is also solved by a device with the features of claim 5 solved.

Die Erfindung beruht hier auf dem allgemeinen Gedanken, eine Vorrichtung mit einer Stromschiene auszustatten, mit deren Hilfe ein hochfrequenter Wechselstrom in das zu beschneidende Bauteil gezielt eingeleitet werden kann, um in dem abzuschneidenden Randbereich durch die Anwendung des Skineffekts eine Erwärmung gezielt durchzuführen.The invention is based here on the general idea of a To equip the device with a busbar, with the Help a high frequency alternating current into the one to be trimmed Component can be introduced specifically in the edge area to be cut off by using the Skin effect to perform a targeted heating.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann eine Schneideinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Schneidmatrize aufweisen, auf der das Bauteil zum Beschneiden aufliegt. Des weiteren weist die Schneideinrichtung dann einen Schneidstempel auf, der durch die Ebene des Bauteils hindurch relativ zur Schneidmatrize verstellbar ist. Außerdem besitzt die Schneideinrichtung einen Niederhalter, der das Bauteil zumindest beim Schneiden gegen die Schneidmatrize andrückt. Erfindungsgemäß kann nun dieser Niederhalter die Stromschiene enthalten oder bilden. Durch diese Bauweise wird die zur Stromeinleitung in das Bauteil erforderliche Stromschiene geschickt in das Schneidwerkzeug bzw. in die Schneideinrichtung integriert, wodurch die Vorrichtung einen besonders kompakten Aufbau besitzt.In a special embodiment, a Cutting device of the device according to the invention Have cutting die on which the component for trimming rests. Furthermore, the cutting device then has one Cutting punch on through the plane of the component is adjustable relative to the cutting die. Also owns the cutting device holds down the component presses against the cutting die at least when cutting. According to the invention, this hold-down device can now hold the busbar contain or form. Through this design, the Current introduction into the component required busbar sent into the cutting tool or into the Integrated cutting device, making the device a has a particularly compact structure.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention result itself from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the Features to be explained below not only in the combination given in each case, but also in others Combinations or alone can be used without the To leave the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert.A preferred embodiment of the invention is in the Drawings and is shown in the following Description explained in more detail.

Es zeigen, jeweils schematisch,Each shows schematically

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 1 is a perspective view of a schematic diagram of a device according to the invention and

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine spezielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 is a sectional view through a special embodiment of a device according to the invention.

Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eine Schneideinrichtung 2 auf, die bei einer hier dargestellten einfachen Ausführungsform einen Schneidtisch 3 sowie einen Schneidbalken 4 besitzt. Ein plattenförmiges Bauteil 5, bei dem ein Randbereich 6 abgeschnitten werden soll, ist auf den Schneidtisch 3 aufgelegt und so positioniert, dass eine mit unterbrochener Linie dargestellte Schnittkante 7 deckungsgleich zu einer Schneidkante 8 des Schneidtisches 3 verläuft. Der Schneidbalken 4 ist am Schneidtisch 3 so gelagert, dass er entsprechend einem Pfeil a um eine in der Ebene des Schneidtisches 3 liegende und senkrecht zur Schneidkante 8 verlaufende Schwenkachse 10 schwenkbar ist. Bei einer Betätigung des Schneidbalkens 4 schneidet eine Schneidkante 9 des Schneidbalkens 4 entlang der Schneidkante 8 des Schneidtisches 3, wobei der Randbereich 6 entlang der Schnittkante 7 abgetrennt wird.According to Fig. 1, a device 1 according to the invention to a cutting device 2, the simple in an embodiment illustrated herein has a cutting table 3, and a cutting beam 4. A plate-shaped component 5 , in which an edge region 6 is to be cut off, is placed on the cutting table 3 and positioned such that a cutting edge 7 shown with a broken line is congruent with a cutting edge 8 of the cutting table 3 . The cutting bar 4 is mounted on the cutting table 3 such that it can be pivoted according to an arrow a about a pivot axis 10 lying in the plane of the cutting table 3 and running perpendicular to the cutting edge 8 . Upon actuation of the cutter bar 4, a cutting edge 9 intersect the cutter bar 4 along the cutting edge 8 of the cutting table 3, wherein the edge portion is separated along the cutting edge 6. 7

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist außerdem mit einer Stromschiene 11 ausgestattet, die aus einem elektrisch leitenden Material, zum Beispiel aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung besteht. Die Stromschiene 11 ist an eine Stromversorgungseinrichtung 12 angeschlossen, die so ausgebildet ist, dass sie die Stromschiene 11 mit einem hochfrequenten Wechselstrom, zum Beispiel mit mehr als 100 kHz, beaufschlagen kann.The device 1 according to the invention is also equipped with a busbar 11 , which consists of an electrically conductive material, for example of copper or a copper alloy. The busbar 11 is connected to a power supply device 12 which is designed such that it can apply a high-frequency alternating current, for example more than 100 kHz, to the busbar 11 .

Obwohl das Bauteil 5 hier lediglich zweidimensional geformt ist, kann die Erfindung auch bei beliebigen, dreidimensional geformten Bauteilen verwendet werden. Die Stromschiene 11 ist dann entsprechend geformt oder insbesondere anschmiegsam ausgebildet.Although the component 5 is only two-dimensionally shaped here, the invention can also be used with any three-dimensionally shaped components. The busbar 11 is then shaped accordingly or in particular designed to be conformable.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt:
Das Bauteil 5, das aus einem elektrisch leitenden Material, zum Beispiel aus Stahlblech, besteht, wird entsprechend Fig. 1 so auf den Schneidtisch 3 aufgelegt, dass die Schnittkante 7, entlang welcher der Randbereich 6 vom Bauteil 5 abgeschnitten werden soll, deckungsgleich zur Schneidkante 8 des Schneidtisches 3 verlauft. Anschließend wird die Stromschiene 11 auf das Bauteil 5 aufgelegt, wobei die Stromschiene 11 in einer Kontaktzone auf dem Bauteil 5 aufliegt, die sich in der Nähe der Schnittkante 7 befindet, jedoch bezüglich des Randbereichs 6 auf der anderen Seite der Schnittkante 7 angeordnet ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform dient die Stromschiene 11 außerdem als Niederhalter, mit dem das Bauteil 5 nahe der Schneidkante 8 gegen den Schneidtisch 3 angepresst wird. Dieses Niederhalten ist in Fig. 1 durch einen Pfeil b symbolisiert.The method according to the invention works as follows:
The component 5 , which consists of an electrically conductive material, for example made of sheet steel, is placed on the cutting table 3 in accordance with FIG. 1 such that the cutting edge 7 , along which the edge region 6 is to be cut off by the component 5 , is congruent with the cutting edge 8 of the cutting table 3 runs. Subsequently, the busbar 11 is placed on the component 5 , the busbar 11 resting in a contact zone on the component 5 which is in the vicinity of the cutting edge 7 but is arranged on the other side of the cutting edge 7 with respect to the edge region 6 . In the embodiment shown here, the busbar 11 also serves as a hold-down device, with which the component 5 is pressed against the cutting table 3 near the cutting edge 8 . This holding down is symbolized in FIG. 1 by an arrow b.

Anschließend wird durch eine entsprechende Betätigung der Stromversorgungseinrichtung 12 die Stromschiene 11 mit einem vorbestimmten elektrischen Wechselstrom beaufschlagt. Durch den oben geschilderten Skineffekt konzentriert sich der Stromfluss in einer freien Endkante 13 des Randbereichs 6, wodurch sich dieser erwärmt. Sobald eine hinreichende Erwärmung vorliegt, wird der Schneidbalken 4 betätigt und der Randbereich 6 abgeschnitten. Durch die Erwärmung des Bauteils 5 im Bereich der Schnittkante 7 weist diese nach dem Abtrennen des Wandbereichs 6 eine relativ hohe Qualität auf, wobei gleichzeitig die Abnutzung der Schneideinrichtung 2 reduziert ist. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn das Bauteil 5 aus einem hochfesten Metall besteht.The busbar 11 is then acted upon by a corresponding actuation of the power supply device 12 with a predetermined electrical alternating current. Due to the skin effect described above, the current flow is concentrated in a free end edge 13 of the edge region 6 , as a result of which the latter heats up. As soon as there is sufficient heating, the cutting bar 4 is actuated and the edge region 6 is cut off. As a result of the heating of the component 5 in the region of the cut edge 7 , the latter has a relatively high quality after the wall region 6 has been separated off, the wear on the cutting device 2 being reduced at the same time. This is particularly true when the component 5 is made of a high-strength metal.

Das Vorliegen einer hinreichenden Erwärmung im Bereich der Schnittkante 7 kann beispielsweise empirisch ermittelt werden und zwar im wesentlichen in Abhängigkeit der Frequenz, der Stromstarke und der Spannung sowie der Zeit, in welcher die Stromschiene 11 mit dem Wechselstrom beaufschlagt wird.The presence of sufficient heating in the area of the cutting edge 7 can be determined empirically, for example, essentially as a function of the frequency, the current intensity and the voltage and the time in which the busbar 11 is supplied with the alternating current.

Falls eine Wärme-Nachbehandlung der Schnittkante 7 nach dem Abtrennen des Randbereichs 6 erforderlich sein sollte, kann dies bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 besonders einfach dadurch realisiert werden, dass die Stromschiene 11 erneut mit einem entsprechenden Wechselstrom beaufschlagt wird. Ebenso ist es möglich, die Beaufschlagung mit Wechselstrom während des Schneidvorgangs aufrecht zu halten. If post-treatment of the cutting edge 7 should be necessary after the edge region 6 has been cut off , this can be implemented particularly simply in the device 1 according to the invention by applying a corresponding alternating current to the busbar 11 again. It is also possible to maintain the exposure to alternating current during the cutting process.

Wahrend in Fig. 1 ein herkömmliches ebenes Blech entlang einer geradlinigen Schnittkante 7 beschnitten wird, zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der ein Bauteil beschnitten wird, das als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist.While in Fig. 1, a conventional flat sheet is cut along a straight cutting edge 7, Fig. 2 shows an embodiment in which a component is cut, which is designed as a circular disc.

Entsprechend Fig. 2 besitzt eine Vorrichtung 101 gemäß der Erfindung eine Schneideinrichtung 102, mit der ein Bauteil 105 in Form einer kreisringförmigen Scheibe an seinen Rändern beschnitten werden kann. Das Bauteil 105 besteht z. B. aus einem hochfesten Stahlblech. Die Schneideinrichtung 102 besitzt zu diesem Zweck eine Schneidmatrize 114, die vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel Keramik, besteht. Die Schneidmatrize 114 besitzt die Positivform des Schnittbildes, welches das Bauteil 105 nach dem Beschneiden aufweisen soll. Im vorliegenden Fall besitzt die Schneidmatrize 114 eine kreisförmige, vollständig umlaufende äußere Schneidkante 115 sowie eine kreisförmige, vollständig umlaufende innere Schnittkante 116 zur Ausbildung einer zentralen Öffnung im Bauteil 105.According to FIG. 2, a device 101 according to the invention has a cutting device 102 with which a component 105 in the form of an annular disk can be trimmed at its edges. The component 105 consists, for. B. from a high-strength steel sheet. For this purpose, the cutting device 102 has a cutting die 114 , which preferably consists of an electrically insulating material, for example ceramic. The cutting die 114 has the positive shape of the sectional image which the component 105 is to have after trimming. In the present case, the cutting die 114 has a circular, completely circumferential outer cutting edge 115 and a circular, completely circumferential inner cutting edge 116 for forming a central opening in the component 105 .

Das Bauteil 105 liegt gemäß Fig. 2 auf der Schneidmatrize 114 auf, derart, dass beim unbeschnittenen Bauteil 105 bei der äußeren Schneidkante 115 ein äußerer Randbereich 117 radial nach außen vorsteht, wahrend im Bereich der inneren Schneidkante 116 ein innerer Randbereich 118 radial nach innen vorsteht. Die Schnittkanten des Bauteils 105, die sich mit den Schneidkanten 115 und 116 der Schneidmatrize 114 decken, sind in Fig. 2 mit 138 für die äußere Schnittkante und 139 für die innere Schnittkante bezeichnet.The component 105 lies on the cutting die 114 according to FIG. 2, in such a way that, in the uncut component 105, an outer edge region 117 protrudes radially outward at the outer cutting edge 115 , while an inner edge region 118 protrudes radially inward in the region of the inner cutting edge 116 , The cut edges of the component 105 , which coincide with the cutting edges 115 and 116 of the cutting die 114 , are designated in FIG. 2 by 138 for the outer cutting edge and 139 for the inner cutting edge.

Die Schneideinrichtung 102 weist außerdem einen Schneidstempel 119 auf, der hier zweiteilig ausgebildet ist. Ein kreiszylindrischer, äußerer, hülsenförmiger Ringstempel 120 ist der äußeren Schneidkante 115 zugeordnet, wahrend ein zentraler, stabförmiger Bolzenstempel 121 der inneren Schneidkante 116 zugeordnet ist. Der Schneidstempel 119 besitzt die Negativform des Schnittbilds.The cutting device 102 also has a cutting punch 119 , which is formed here in two parts. A circular cylindrical, outer, sleeve-shaped ring stamp 120 is assigned to the outer cutting edge 115 , while a central, rod-shaped bolt stamp 121 is assigned to the inner cutting edge 116 . The cutting punch 119 has the negative shape of the sectional image.

Die Schneidmatrize 114 ist an einer unteren Grundplatte 122 befestigt und der Schneidstempel 119 ist an einer oberen Grundplatte 123 befestigt. Die Grundplatten 122 und 123 sind relativ zueinander verstellbar ausgebildet, wobei die Verstellrichtung senkrecht zur Ebene des Bauteils 105 verlauft. Beispielsweise ist die obere Grundplatte 123 durch entsprechende, nicht dargestellte Antriebsmittel absenkbar ausgebildet, was durch einen Doppelpfeil c symbolisiert ist.The cutting die 114 is fastened to a lower base plate 122 and the cutting punch 119 is fastened to an upper base plate 123 . The base plates 122 and 123 are designed to be adjustable relative to one another, the adjustment direction being perpendicular to the plane of the component 105 . For example, the upper base plate 123 is designed to be lowerable by corresponding drive means, not shown, which is symbolized by a double arrow c.

Radial zwischen dem Bolzenstempel 121 und dem Ringstempel 120 ist ein ringförmiger Niederhalter 124 angeordnet, der relativ zum Schneidstempel 119 verstellbar gelagert ist. Am Niederhalter 124 sind hier zwei Führungsstangen 125 befestigt, die die obere Grundplatte 123 in Führungsöffnungen 126 durchdringen. Innerhalb des Schneidstempels 119 ist auf jede Führungsstange 125 ein Tellerfeder-Paket 127 aufgebracht, die sich bei einer entsprechenden Relativbewegung des Niederhalters 124 einerseits an der oberen Grundplatte 123 und andererseits am Niederhalter 124 abstützen.A ring-shaped hold-down device 124 is arranged radially between the bolt punch 121 and the ring punch 120 and is adjustably mounted relative to the cutting punch 119 . Here, two guide rods 125 are attached to the hold-down device 124 and penetrate the upper base plate 123 into guide openings 126 . Within the cutting punch 119, a Belleville spring package is applied 127 to each guide rod 125, on the one hand are supported at a corresponding relative movement of the blank holder 124 to the upper base plate 123 and the other side on hold-down 124th

Entsprechend der hier gezeigten besonders vorteilhaften Ausführungsform enthält der Niederhalter 124 zwei Stromschienen 128 und 129. Beide Stromschienen 128, 129 sind kreisringförmig ausgebildet, wobei ihre Ringform jedoch nicht vollständig geschlossen ist, so dass sich ein geschlitzter Ring bzw. eine C-Form ergibt. Im Bereich dieses Schlitzes sind die Stromschienen 128, 129 jeweils an die in Fig. 2 nicht dargestellte Stromversorgungseinrichtung angeschlossen, und zwar so, dass der Strom zwischen den Anschlüssen im wesentlichen durch den Ring der jeweiligen Stromschiene 128, 129 fließt.In accordance with the particularly advantageous embodiment shown here, the hold-down device 124 contains two busbars 128 and 129 . Both busbars 128 , 129 are annular, but their ring shape is not completely closed, so that a slotted ring or a C shape results. In the area of this slot, the busbars 128 , 129 are each connected to the power supply device, not shown in FIG. 2, in such a way that the current between the connections essentially flows through the ring of the respective busbar 128 , 129 .

Entsprechend Fig. 2 ist die eine Stromschiene 128 der äußeren Schneidkante 115 zugeordnet, wahrend die andere Stromschiene 129 der inneren Schneidkante 116 zugeordnet ist. Dementsprechend werden die Stromschienen im folgenden als äußere Stromschiene 128 bzw. innere Stromschiene 129 bezeichnet. Für die Halterung der Stromschienen 128, 129 im Niederhalter 124 sind in einer der Schneidmatrize 114 zugewandten Stirnseite des Niederhalters 124 entsprechende ringförmige Nuten 130 bzw. 131 ausgespart, in welche zunächst ein geeigneter Isolator 132 bzw. 133, zum Beispiel aus Keramik oder Kunststoff, eingesetzt ist. In diese Isolatoren 132 und 133 sind dann die Stromschienen 128 und 129 eingesetzt.Accordingly, Fig. 2 is a busbar of the outer cutting edge 115 associated with 128, while the other busbar 129 is associated with the inner cutting edge 116. Accordingly, the busbars are referred to as outer busbar 128 or inner busbar 129 in the following. For supporting the bus bars 128, 129 in the retaining tool 124 114 facing end side of the holding-down device are in one of the cutting die cut out 124 corresponding annular grooves 130 and 131, respectively, in which first a suitable insulator 132 and 133, for example made of ceramic or plastic material, used is. The busbars 128 and 129 are then inserted into these insulators 132 and 133 .

Entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ragen die Stromschienen 128 und 129 über die der Schneidmatrize 114 zugewandte Stirnseite des Niederhalters 124 vor, so daß die Stromschienen 128, 129 die eigentliche Niederhalterfunktion ausführen. Die Stromschienen 128, 129 sind im Niederhalter 124 so positioniert, daß sie beim Absenken des Niederhalters 124 auf das Bauteil 105 in einer inneren Kontaktzone 134 bzw. in einer äußeren Kontaktzone 135 zur Anlage kommen. Diese Kontaktzonen 134 und 135 sind so gewählt, daß sie in der Nähe der jeweiligen Schneidkante 115 bzw. 116, jedoch bezüglich dieser Schneidkante 115 bzw. 116 auf der anderen Seite als der abzuschneidende Randbereich 117 bzw. 118 angeordnet sind.According to the embodiment according to FIG. 2, the busbars 128 and 129 protrude beyond the end face of the holding-down device 124 facing the cutting die 114 , so that the busbars 128 , 129 perform the actual holding-down function. The busbars 128 , 129 are positioned in the hold-down device 124 in such a way that when the hold-down device 124 is lowered onto the component 105 , they come to rest in an inner contact zone 134 or in an outer contact zone 135 . These contact zones 134 and 135 are selected such that they are arranged in the vicinity of the respective cutting edge 115 or 116 , but with respect to this cutting edge 115 or 116 on the other side than the edge region 117 or 118 to be cut off.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt:
Das Bauteil 105 wird auf die Schneidmatrize 114 aufgelegt. Danach wird die obere Grundplatte 123 abgesenkt, um die Stromschienen 128 und 129 in den Kontaktzonen 134 und 135 mit dem Bauteil 105 zu kontaktieren. Anschließend werden die Stromschienen 128 und 129 mit einem geeigneten, hochfrequenten Wechselstrom beaufschlagt, wodurch sich ein Stromfluß im Bauteil 105 ausgebildet, der aufgrund des oben geschilderten Skineffekts eine Stromflußkonzentration an den freiliegenden Kanten 136 und 137 der abzuschneidenden Randbereiche 117 und 118 zur Folge hat. Bei einer hinreichenden Erwärmung dieser Randbereiche 117 und 118 wird die obere Grundplatte 123 weiter abgesenkt, wodurch der Schneidstempel 119 die Ebene des Bauteils 105 durchdringt, so daß das negative Schnittbild des Schneidstempels 119 das positive Schnittbild der Schneidmatrize 114 durchsetzt. Hierbei werden die Randbereiche 117 und 118 abgeschnitten. Während dieses Absenkvorganges der oberen Grundplatte 123 werden die Tellerfeder-Pakete 127 gespannt, wodurch eine hinreichende Fixierung des Bauteils 105 an der Schneidmatrize 114 erreicht wird.The method according to the invention works as follows:
The component 105 is placed on the cutting die 114 . The upper base plate 123 is then lowered in order to contact the busbars 128 and 129 in the contact zones 134 and 135 with the component 105 . A suitable, high-frequency alternating current is then applied to the busbars 128 and 129, as a result of which a current flow is formed in the component 105 , which, due to the skin effect described above, results in a current flow concentration at the exposed edges 136 and 137 of the edge regions 117 and 118 to be cut off. If these edge regions 117 and 118 are sufficiently heated, the upper base plate 123 is further lowered, as a result of which the cutting punch 119 penetrates the plane of the component 105 , so that the negative sectional image of the cutting stamp 119 penetrates the positive sectional image of the cutting die 114 . Here, the edge areas 117 and 118 are cut off. During this lowering process of the upper base plate 123 , the plate spring assemblies 127 are tensioned, as a result of which the component 105 is adequately fixed to the cutting die 114 .

Claims

1. A method for cutting off at least one edge region ( 6 ; 117 , 118 ) in the case of a two-dimensionally or three-dimensionally shaped plate-shaped component ( 5 ; 105 ) made of an electrically conductive material, comprising the following steps:

A) Manufacture of the plate-shaped component ( 5 ; 105 ) in such a way that the component ( 5 ; 105 ) has the edge region ( 6 ; 117 , 118 ) which is to be cut off and protrudes beyond a cutting edge ( 7 ; 138 , 139 ),
B) Contacting at least one busbar ( 11 ; 128 , 129 ) made of an electrically conductive material with the component ( 5 ; 105 ) in a contact zone ( 134 , 135 ) that is close to the cutting edge ( 7 ; 138 , 139 ), however is arranged on the other side than the edge region ( 6 ; 117 , 118 ) to be cut off,
C) applying a high-frequency electrical alternating current to the busbar ( 11 ; 128 , 129 ),
D) cutting off the edge region ( 6 ; 117 , 118 ) along the cutting edge ( 7 ; 138 , 139 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that for producing an opening in the component ( 105 ), which is completely enclosed in the plane of the component ( 105 ) by the material of the component ( 105 ), first a smaller opening in the component ( 105 ) is introduced, the cross section of which lies completely within the cross section of the opening to be produced, in such a way that a completely closed edge region ( 118 ) forms between these cross sections, the contacting with the busbar ( 129 ), its current application and finally the cutting off of the edge region ( 118 ) takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after cutting off the busbar ( 11 ; 128 , 129 ) is acted upon again with high-frequency alternating current.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the busbar ( 11 ; 128 , 129 ) is acted upon by high-frequency alternating current even during the cutting.

5. Device for cutting off at least one edge region ( 6 ; 117 , 118 ) in the case of a two-dimensionally or three-dimensionally shaped plate-shaped component ( 5 ; 105 ) made of an electrically conductive material, with the following features:

A) the device ( 1 ; 101 ) has a cutting device ( 2 ; 102 ) which can cut off at least one edge area ( 6 ; 117 , 118 ) along a cutting edge ( 7 ; 138 ; 139 ) for a component ( 5 ; 105 ) .
B) the device ( 1 ; 101 ) has at least one busbar ( 11 ; 128 , 129 ) made of an electrically conductive material which can be contacted with the component ( 5 ; 105 ) in at least one contact zone ( 134 , 135 ) which is shown in the vicinity of the cutting edge ( 7 ; 138 , 139 ), but on the other side than the edge region ( 6 ; 117 , 118 ) to be cut off,
C) The device ( 1 ; 101 ) has a power supply device ( 12 ) which is connected to the busbar ( 11 ; 128 , 129 ) and can apply a high-frequency electrical alternating current to it.

6. The device according to claim 5, characterized in
that the cutting device ( 102 ) has a cutting die ( 114 ) on which the component ( 105 ) lies for trimming,
that the cutting device ( 102 ) has a cutting punch ( 119 ) which is adjustable through the plane of the component ( 105 ) relative to the cutting die ( 114 ),
that the cutting device ( 102 ) has a hold-down device ( 124 ) which presses the component ( 105 ) against the cutting die ( 114 ) at least when cutting,
that the hold-down device ( 124 ) contains or forms the at least one busbar ( 128 , 129 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the cutting die ( 114 ) consists of an electrically non-conductive material.

8. The device according to claim 6, characterized in that the cutting die ( 114 ) consists of an electrically conductive material, wherein a corresponding, suitable electrical insulation is provided.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the busbar ( 128 , 129 ) via an insulator ( 132 , 133 ) is held on the hold-down device ( 124 ).

10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the busbar ( 11 ; 128 , 129 ) consists of copper or a copper alloy.

11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the busbar ( 11 ; 128 , 129 ) has approximately the same contour as the cutting edge ( 7 ; 138 , 139 ).