DE102006018847A1 - Stamping apparatus for forming hole with small diameter-length ratio in strip-like sheet metal, by forming through-hole using punch followed by forming die with recessing profile - Google Patents

Stamping apparatus for forming hole with small diameter-length ratio in strip-like sheet metal, by forming through-hole using punch followed by forming die with recessing profile Download PDF

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Abstract

A through-hole (3) is formed using a progressive die tool. In a first step, a punch (2) of diameter similar to that of the sheet metal thickness (a) is used. In a second step, a forming die (5) with a recessing profile is used concentric to the axis of the through-hole.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stanzen eines Loches mit kleinem Durchmesser-Längen-Verhältnis in einem bandförmigen Blech. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.The The invention relates to a method for punching a hole with a small hole Diameter-length ratio in a band-shaped Sheet. Furthermore the invention relates to a device for carrying out the aforementioned method.

Das Stanzen von Löchern in Blechen ist an sich bekannt. In der Regel werden hierbei auf einer Stanzmaschine die Bleche bearbeitet. Diese weisen in der Regel einen Niederhalter auf, in dem ein Stempelhalter geführt ist. Zum Stanzen selbst ist ein Lochstempel vorgesehen.The Punching holes in sheet metal is known. In general, this will be on a punching machine machined the sheets. These usually point a hold-down in which a punch holder is guided. For punching itself a punch is provided.

Beim Stanzen von Löchern, deren Durchmesser kleiner als die Dicke des Bleches ist, also von Löchern mit einem kleinen Durchmesser-Längen-Verhältnis, ergeben sich Probleme, weil die Lochstempel in Folge des kleinen Durchmessers in der Regel eine zu geringe Festigkeit aufweisen. Dies gilt insbesondere bei Löchern, die ein Durchmesser-Längen-Verhältnis ≤ 0,5 aufweisen. Da diese durch Stanzverfahren schwierige herzustellen sind, finden häufig andere Verfahren Anwendung, die jedoch aufwändiger sind und damit höhere Herstellkosten nach sich ziehen.At the Punching holes, whose diameter is smaller than the thickness of the sheet, so from holes with a small diameter to length ratio problems because the punches due to the small diameter usually have too low strength. This is especially true in holes, which have a diameter-length ratio ≤ 0.5. Since these are difficult to produce by punching, find often Other methods application, however, are more complex and therefore higher production costs entail.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Stanzen von Löchern mit einem kleinen Durchmesser-Längen-Verhältnis, insbesondere ≤ 0,5, bereitzustellen, welches die Löcher mit hoher Präzision fertigt und gleichzeitig eine hohe Festigkeit aufweist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer ersten Stufe ein Loch gestanzt wird, dessen Durchmesser etwa gleich der Länge der Blechdicke ist, und dass anschließend in einer zweiten Stufe unter Einführung eines Aufhaltestempels des gewünschten Lochdurchmessers eine Prägung auf der Blechseite erfolgt, die das Material um den Aufhaltestempel formt.Of the The invention is therefore based on the object, a method for punching of holes with a small diameter to length ratio, in particular ≤ 0.5, which the holes with high precision produces and at the same time has a high strength. According to the invention this task is solved by that in a first stage a hole is punched whose diameter about the same length the sheet thickness is, and then in a second stage under introduction a stop stamp of the desired Hole diameter an embossing on the sheet side takes place, which the material around the stopper stamp shaped.

Die Erfindung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass der Lochstempel für die erste Stufe mit einem Durchmesser entsprechend der Dicke des Bleches eine ausreichende Standfestigkeit aufweist. In der zweiten Stufe wird der Lochdurchmesser durch Prägen verengt und an dem Aufhaltestempel kalibriert. Durch diese Verfahrensschritte ist die Herstellung von Löchern mit geringem Durchmesser-Längen-Verhältnis bei gleichzeitig hoher Standfestigkeit problemlos möglich.The The invention differs from the prior art in that the punch for the first stage with a diameter corresponding to the thickness of the Sheet has sufficient stability. In the second Level, the hole diameter is narrowed by embossing and the stopper temple calibrated. Through these process steps, the production of holes with low diameter to length ratio high stability at the same time easily possible.

Vorteilhaft wird gleichzeitig zum Aufhaltestempel von der anderen Seite des Bleches ein Prägeeinsatz in das Loch eingeführt. Durch den entgegengesetzt wirkenden Prägeeinsatz wird eine gezielte Fließbewegung des Materials erzielt, die eine genau definierte Gestaltung des Durchgangsloches ermöglicht.Advantageous becomes at the same time the stopping stamp from the other side of the Sheets an embossing insert introduced into the hole. The oppositely acting embossing insert becomes a targeted one flowage of the material achieves a well-defined design of the Through hole allows.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs ein Lochstempel mit einem etwa der Blechdicke entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufen zentrisch zur Achse des Durchgangslochs ein Prägestempel mit einem Einsenkprofil vorgesehen sind. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Herstellung von Löchern in Blechen mit einem geringen Durchmesser-Längen-Verhältnis möglich.A Apparatus for carrying out of said method is characterized in that in a Follower tool in a first stage for forming a through hole a punch with a diameter corresponding approximately to the sheet thickness and in a second stage, centric to the axis of the through-hole an embossing stamp with a Einsenkprofil are provided. By this configuration of Device is a production of holes in sheets with one small diameter to length ratio possible.

In Weiterbildung der Erfindung ist zentrisch innerhalb des Prägestempels ein Aufhaltestempel angeordnet. Hierdurch ist eine genaue Formung und Kalibrierung des Durchgangslochs möglich.In Development of the invention is centric within the stamping die arranged a stop stamp. This is an accurate shaping and calibration of the through hole possible.

Bevorzugt ist ein dem Prägestempel entgegengesetzt wirkender Prägeeinsatz vorgesehen. Mit Hilfe des Prägestempels ist eine gegenläufige Bewegung ermöglicht, die einerseits eine gezielte Gestaltung des Durchgangslochs auf der dem Prägestempel abgewandten Seite ermöglicht, andererseits durch die zum Prägestempel zentrierte Anordnung eine verbesserte Abstützung des Bleches beim Stanzvorgang ermöglicht.Prefers is a the stamp opposite acting stamping insert intended. With the help of the stamp is an opposite one Allows movement, on the one hand a targeted design of the through hole the stamp opposite side allows on the other hand by the die to the stamp Centered arrangement improved support of the sheet during punching allows.

Äußerst bevorzugt weist der Prägeeinsatz eine kegelförmige Spitze auf. Mit Hilfe der kegelförmigen Spitze ist eine kegelförmige Ausgestaltung des Durchgangsloches möglich.Extremely preferred the embossing insert has a conical Tip up. With the help of the cone-shaped Tip is a cone-shaped Design of the through hole possible.

In anderer Weiterbildung der Erfindung ist der Prägeeinsatz innen mit einer zentrischen Durchgangsbohrung versehen ist. Die Durchgangsbohrung ermöglicht ein Eintauchen des Aufhaltestempels, sodass sich Prägeeinsatz und Prägestempel trotz gegenläufiger Bewegungsrichtungen und der sehr geringen Dicke des Bleches nicht behindern.In Another embodiment of the invention is the embossing insert inside with a centric Through hole is provided. The through hole allows a Immersion of the retention stamp, so that embossing insert and die despite opposing Movement directions and the very small thickness of the sheet not hinder.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:Other Further developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung der Verfahrensstufen eines ersten Ausführungsbeispiels; 1 a schematic representation of the process steps of a first embodiment;

2 die erste Verfahrensstufe nach Einzelheit II in 1 in vergrößerter Darstellung; 2 the first stage of the procedure according to item II in 1 in an enlarged view;

3 die zweite Verfahrensstufe nach Einzelheit III in 1 in vergrößerter Darstellung; 3 the second stage of the procedure according to item III in 1 in an enlarged view;

4 eine schematische Darstellung der Verfahrensstufen in anderer Ausbildung; 4 a schematic representation of the process steps in another training;

5 die erste Verfahrensstufe nach Einzelheit V in 4 in vergrößerter Darstellung und 5 the first stage of the process according to detail V in 4 in an enlarged view and

6 die zweite Verfahrensstufe nach Einzelheit VI in 4 in vergrößerter Darstellung. 6 the second stage of the procedure according to item VI in 4 in an enlarged view.

Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ist ein bandförmiges Blech 1 dargestellt, das eine Blechdicke a aufweist und das in einem Folgewerkzeug gestanzt wird. Die wesentlichen Verfahrensstufen sind mit II und III gekennzeichnet.In the embodiment of the 1 to 3 is a band-shaped sheet metal 1 represented, which has a sheet thickness a and which is punched in a follower tool. The main stages of the process are marked II and III.

In der Verfahrensstufe II wird durch einen zylindrischen Lochstempel 2 ein Durchgangsloch 3 mit einem Durchmesser d ungefähr gleich a gestanzt, sodass dieses Durchgangsloch ohne Schwierigkeiten hinsichtlich der Standfestigkeit des Lochstempels 2 geformt werden kann.In process stage II is by a cylindrical punch 2 a through hole 3 punched with a diameter d approximately equal to a, so that this through hole without difficulty in terms of the stability of the punch 2 can be shaped.

In der Verfahrensstufe III wird ein Durchgangsloch 4 mit einem Durchmesser d* < a erzeugt, in dem ein Prägestempel 5 mit einem Einsenkprofil 6 zentrisch zu der Achse des Durchgangslochs 4 in das Blech eingesenkt wird. Im Zentrum des Prägestempels 5 befindet sich ein Kalibrier- oder Aufhaltestempel 7, dessen Außendurchmesser im Durchmesser d* des Durchgangslochs 4 entspricht. Das Einsenkprofil 6 bringt das Material in zentrischer Richtung gegen die Mantelfläche des Aufhaltestempels 7 zum Fließen. Das Material fließt frei; es entsteht ein eng toleriertes Durchgangsloch 4, dessen Durchmesser d* wesentlich kleiner als die Blechdicke a ist, insbesondere mit einem Durchmesser-Längen-Verhältnis ≤ 0,5. Auf diese Weise kann ohne Überbeanspruchung der Standfestigkeit und Belastbarkeit der Stanzwerkzeuge ein derartiges Loch hergestellt werden.In the process stage III becomes a through hole 4 produced with a diameter d * <a, in which an embossing stamp 5 with a Einsenkprofil 6 centric to the axis of the through hole 4 is sunk into the sheet. In the center of the embossing stamp 5 there is a calibration or stopping stamp 7 whose outer diameter in the diameter d * of the through hole 4 equivalent. The Einsenkprofil 6 brings the material in a centric direction against the lateral surface of the Aufhaltestempels 7 to flow. The material flows freely; It creates a tight tolerated through hole 4 whose diameter d * is substantially smaller than the sheet thickness a, in particular with a diameter-length ratio ≤ 0.5. In this way, such a hole can be made without overstressing the stability and resilience of the punching tools.

Ein abgewandeltes Verfahren zur Herstellung von Löchern mit einem kleinen Durchmesser-Längen-Verhältnis ist in den 4 bis 6 dargestellt. Dabei ist ebenfalls ein bandförmiges Blech 1 der Blechdicke a gezeigt, das in einem Folgewerkzeug gestanzt wird. Hierbei sind die wesentlichen Verfahrensstufen mit V und VI gekennzeichnet.A modified method for producing holes with a small diameter-length ratio is in the 4 to 6 shown. Here is also a band-shaped plate 1 the sheet thickness a shown, which is punched in a follower tool. Here, the essential process steps are marked V and VI.

In der Verfahrensstufe V wird ebenfalls durch einen zylindrischen Lochstempel 2 ein Durchgangsloch 3 mit einem Durchmesser d ungefähr gleich a gestanzt, sodass dieses Durchgangsloch ohne Schwierigkeiten hinsichtlich der Standfestigkeit des Lochstempels 2 geformt werden kann.In process step V is also by a cylindrical punch 2 a through hole 3 punched with a diameter d approximately equal to a, so that this through hole without difficulty in terms of the stability of the punch 2 can be shaped.

In der Verfahrensstufe VI wird ein Durchgangsloch 4 mit einem Durchmesser d* < a erzeugt, in dem der Prägestempel 5 mit dem Einsenkprofil 6 zentrisch zu der Achse des Durchgangslochs 4 in das Blech eingesenkt wird. Im Zentrum des Prägestempels 5 befindet sich ebenfalls ein Kalibrier- oder Aufhaltestempel 7, dessen Außendurchmesser im Durchmesser d* des Durchgangslochs 4 entspricht.In the process step VI becomes a through hole 4 produced with a diameter d * <a, in which the die 5 with the Einsenkprofil 6 centric to the axis of the through hole 4 is sunk into the sheet. In the center of the embossing stamp 5 There is also a calibration or stopping stamp 7 whose outer diameter in the diameter d * of the through hole 4 equivalent.

Gleichzeitig zum Senken des Prägestempels 5 wird von der dem Prägestempel 5 abgewandten Seite ein Prägeeinsatz 8 in das Durchgangsloch 3 eingeführt. Der Durchmesser des Prägeeinsatzes 8 ist größer als der des Durchgangs loches 3. Er weist auf der dem Prägestempel 5 zugewandten Seite eine kegelförmige Spitze 9 auf. Innen ist der Prägeeinsatz 8 mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 10 versehen, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser des Kalibrierstempels 7 entspricht.At the same time lowering the embossing stamp 5 is from the die 5 opposite side an embossing insert 8th in the through hole 3 introduced. The diameter of the stamping insert 8th is larger than that of the passage hole 3 , He points to the die 5 facing side a conical tip 9 on. Inside is the embossing insert 8th with a central through hole 10 provided whose diameter is substantially equal to the diameter of the Kalibrierstempels 7 equivalent.

Beim Prägevorgang dringt der Prägeeinsatz 8 mit seiner Spitze 9 in das Durchgangsloch 3 ein, während gleichzeitig von der anderen Seite der Prägestempel 5 mit Einsenkprofil 6 und Aufhaltestempel 7 in das Durchgangsloch 3 eindringen. Dabei bringt das Einsenkprofil 6 das Material in zentrischer Richtung gegen die Mantelfläche des Aufhaltestempels 7 zum Fließen. Durch die entgegengesetzt wirkende Spitze 9 des Prägeeinsatzes 8 wird eine gezielte Fließbewegung des Materials erzielt, die eine genau definierte Gestaltung des entstehenden Durchgangsloches 4 ermöglicht. Die Bohrung 10 in dem Prägeeinsatz 8 ermöglicht ein Eintauchen des Aufhaltestempels 7 in den Prägeeinsatz 8, weshalb sich Aufhaltestempel 7 und Prägeeinsatz 8 nicht gegenseitig behindern.During the stamping process, the stamping insert penetrates 8th with his tip 9 in the through hole 3 one while at the same time from the other side of the die 5 with Einsenkprofil 6 and stopping stamp 7 in the through hole 3 penetration. This brings the Einsenkprofil 6 the material in a centric direction against the lateral surface of the Aufhaltestempels 7 to flow. Through the opposite acting tip 9 of the embossing insert 8th a targeted flow of the material is achieved, a well-defined design of the resulting through hole 4 allows. The hole 10 in the embossing insert 8th allows immersion of the retention stamp 7 in the embossing insert 8th , which is why stopping temples 7 and embossing insert 8th do not interfere with each other.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens entsteht ein eng toleriertes Durchgangsloch 4, dessen Durchmesser d* wesentlich kleiner als die Blechdicke a ist, insbesondere mit einem Durchmesser-Längen-Verhältnis ≤ 0,5. Auch auf diese Weise kann ohne Überbeanspruchung der Standfestigkeit und Belastbarkeit der Stanzwerkzeuge ein derartiges Loch hergestellt werden. Aufgrund der kegelförmigen Spitze 9 des Prägeeinsatzes 8 entsteht eine kegelförmige Kontur des Durchgangsloches 4 auf der dem Prägeeinsatz 8 zugewandten Seite des Bleches 1, wodurch insbesondere bei Anwendungen, bei denen das Durchgangsloch 4 von Medien durchflossen wird, Turbulenzen beim Austritt aus dem Durchgangsloch verringert werden, was eine Verringerung der Verluste zur Folge hat.With the aid of the method according to the invention, a tightly tolerated through hole is formed 4 whose diameter d * is substantially smaller than the sheet thickness a, in particular with a diameter-length ratio ≤ 0.5. Also in this way can be made without overstressing the stability and resilience of the dies such a hole. Due to the conical tip 9 of the embossing insert 8th creates a conical contour of the through hole 4 on the embossing insert 8th facing side of the sheet 1 , which in particular in applications where the through hole 4 flows through media, turbulence on exit from the through hole can be reduced, resulting in a reduction in losses.

Claims (7)

Verfahren zum Stanzen eines Lochs mit einem kleinem Durchmesser-Längen-Verhältnis in einem bandförmigen Blech, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe ein Loch (3) gestanzt wird, dessen Durchmesser (d) etwa der Länge der Blechdicke (a) entspricht, und das anschließend in einer zweiten Stufe unter Einführung eines Aufhaltestempels (7) des gewünschten Lochdurchmessers eine Prägung auf einer Seite des Bleches (1) erfolgt, die das Material um den Aufhaltestempel (7) formt.Method for punching a hole with a small diameter-length ratio in a band-shaped metal sheet, characterized in that in a first stage a hole ( 3 ) whose diameter (d) corresponds approximately to the length of the sheet thickness (a), and which is subsequently introduced in a second stage with introduction of a stopping stamp ( 7 ) of the desired hole diameter embossing on one side of the sheet ( 1 ), the material around the stop stamp ( 7 ) forms. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zum Aufhaltestempel (7) von der anderen Seite des Bleches (1) ein Prägeeinsatz (8) in das Loch (3) eingeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that at the same time as the stopping stamp ( 7 ) from the other side of the sheet ( 1 ) an embossing sentence ( 8th ) in the hole ( 3 ) is introduced. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs (3) ein Lochstempel (2) mit einem etwa der Blechdicke (a) entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufe zentrisch zur Achse des Durchgangslochs (3) ein Prägestempel (5) mit einem Einsenkprofil (6) vorgesehen sind.Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in a following tool in a first stage for forming a through-hole ( 3 ) a punch ( 2 ) with a diameter which corresponds approximately to the sheet thickness (a) and, in a second step, to the axis of the through hole ( 3 ) an embossing stamp ( 5 ) with a Einsenkprofil ( 6 ) are provided. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zentrisch innerhalb der Prägestempels (5) ein Aufhaltestempel (7) angeordnet ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that centrally within the stamping die ( 5 ) a stop stamp ( 7 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Prägestempel (5) entgegengesetzt wirkender Prägeeinsatz (8) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that a the punch ( 5 ) counteracting embossing insert ( 8th ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägeeinsatz (8) eine kegelförmige Spitze (9) aufweist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the embossing insert ( 8th ) a conical tip ( 9 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägeeinsatz (8) innen mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (10) versehen ist.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the embossing insert ( 8th ) inside with a central through hole ( 10 ) is provided.
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