DE102006018847B4 - Method and apparatus for punching a hole of small diameter to length ratio - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Stanzen eines Lochs mit einem kleinem Durchmesser-Längen-Verhältnis in einem bandförmigen Blech, wobei 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, und wobei gleichzeitig zum Aufhaltestempel (7) von der anderen Seite des Bleches (1) ein Prägeeinsatz (8), der eine zum Aufhaltestempel (7) gegenläufige Bewegungsrichtung hat, mit seiner Spitze (9) in das Loch (3) eingeführt wird.A method for punching a hole with a small diameter-length ratio in a strip-shaped sheet, wherein in a first stage, a hole (3) is punched whose diameter (d) is about the length of the sheet thickness (a), and then in in a second step introducing a stopper punch (7) of the desired hole diameter, embossing takes place on one side of the plate (1) forming the material around the stopper die (7) and simultaneously to the stopper die (7) from the other side of the plate (1) an embossing insert (8), which has a direction of movement opposite to the stopper (7), is introduced with its tip (9) into the hole (3).

Figure 00000001
Figure 00000001

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.

Aus der EP 0 064 263 A2 ist ein Verfahren und Werkzeug zum Herstellen von Senklöchern oder Passlöchern in einem Blech bekannt, bei dem ein Prägestempel von der einen Seite in das Blech eindringt und auf der anderen Seite eine Matrize mit feststehendem Prägestempel vorgesehen ist. Dies weist beim Transport des Bleches insbesondere in Folgewerkzeugen Nachteile auf.From the EP 0 064 263 A2 is a method and tool for producing countersunk holes or pass holes in a sheet known, in which an embossing punch penetrates from one side into the sheet and on the other side is provided a die with a fixed die. This has disadvantages during transport of the sheet, in particular in subsequent tools.

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 und darüber hinaus einen zuverlässigen Transport des Bleches gewährleistet.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 and beyond a reliable one Transport of the sheet guaranteed.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Dabei wird in einer ersten Stufe ein Loch gestanzt, dessen Durchmesser etwa gleich der Länge der Blechdicke ist, und anschließend in einer zweiten Stufe unter Einführung eines Aufhaltestempels des gewünschten Lochdurchmessers eine Prägung auf der Blechseite vorgenommen, die das Material um den Aufhaltestempel formt. According to the invention This object is achieved by a method having the features of the claim 1 and a device having the features of patent claim 2. there In a first stage, a hole is punched whose diameter is about equal to the length the sheet thickness is, and then in a second stage under introduction a stop stamp of the desired Hole diameter an embossing made on the sheet metal side, which is the material around the stopper stamp shaped.

Der Lochstempel für die erste Stufe weist einen Durchmesser entsprechend der Dicke des Bleches eine ausreichende Standfestigkeit auf. In der zweiten Stufe wird der Lochdurchmesser durch Prägen verengt und an dem Aufhaltestempel kalibriert. Gleichzeitig wird Aufhaltestempel von der anderen Seite des Bleches ein Prägeeinsatz in das Loch eingeführt. Durch diese Verfahrensschritte ist die Herstellung von Löchern mit geringem Durchmesser-Längen- Verhältnis bei gleichzeitig hoher Standfestigkeit problemlos möglich. Durch den entgegengesetzt wirkenden Prägeeinsatz wird eine gezielte Fließbewegung des Materials erzielt, die eine genau definierte Gestaltung des Durchgangsloches ermöglicht.Of the Punch for the first stage has a diameter corresponding to the thickness of the Sheets sufficient stability. In the second stage the hole diameter is narrowed by embossing and the stop stamp calibrated. At the same time, there will be a stop stamp from the other side of the sheet an embossing insert introduced into the hole. Through these steps, the production of holes with low diameter to length ratio at high stability at the same time easily possible. By the opposite acting embossing insert becomes a targeted flow of the material achieves a well-defined design of the Through hole allows.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist sind in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs ein Lochstempel mit einem etwa der Blechdicke entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufe zentrisch zur Achse des Durchgangslochs ein Prägestempel mit einem Einsenkprofil vorgesehen, wobei zentrisch innerhalb des Prägestempels ein Aufhaltestempel angeordnet ist und ein dem Prägestempel entgegengesetzt wirkender Prägeeinsatz voresehen ist, wobei der Prägeeinsatz eine kegelförmige Spitze aufweist und Prägestempel und Prägeeinsatz eine gegenläufige Bewegungsrichtung aufweisen. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Herstellung von Löchern in Blechen mit einem geringen Durchmesser-Längen-Verhältnis möglich. Gleichzeitig ist eine genaue Formung und Kalibrierung des Durchgangslochs möglich, Zudem ist mit Hilfe des Prägestempels eine gegenläufigeat a device for implementation of said method is in a follower tool in a first stage for forming a through hole a punch with an approximately the sheet thickness corresponding diameter and in a second stage centric to the axis of the through hole an embossing punch provided with a Einsenkprofil, wherein centrally within the stamping die a stopper temple is arranged and the die opposite acting stamping insert is provided, wherein the embossing insert a conical Pointing and stamping and embossing use an opposite one Have direction of movement. By this embodiment of the device is a production of holes in sheets with a small diameter to length ratio possible. At the same time is one accurate formation and calibration of the through hole possible, is also with the help of the stamp an opposite one

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. Mit Hilfe der kegelförmigen Spitze ist darüber hinaus eine kegelförmige Ausgestaltung des Durchgangsloches möglich.Move allows 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. With the help of the cone-shaped Top is over it In addition, a conical configuration the through hole possible.

In einer 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 a development 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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung der Verfahrensstufen 1 a schematic representation of the process steps

2 die erste Verfahrensstufe nach Einzelheit V in 1 in vergrößerter Darstellung und 2 the first stage of the process according to detail V in 1 in an enlarged view and

3 die zweite Verfahrensstufe nach Einzelheit IV in 1 in vergrößerter Darstellung. 3 the second process step after Ein in IV 1 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 IV und V 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 IV and V.

In der Verfahrensstufe V 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 step V 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 IV 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 IV 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 einge führt. Der Durchmesser des Prägeeinsatzes 8 ist größer als der des Durchgangsloches 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 through 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 (3)

Verfahren zum Stanzen eines Lochs mit einem kleinem Durchmesser-Längen-Verhältnis in einem bandförmigen Blech, wobei 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, und wobei gleichzeitig zum Aufhaltestempel (7) von der anderen Seite des Bleches (1) ein Prägeeinsatz (8), der eine zum Aufhaltestempel (7) gegenläufige Bewegungsrichtung hat, mit seiner Spitze (9) in das Loch (3) eingeführt wird.Method for punching a hole with a small diameter-length ratio in a band-shaped metal sheet, wherein 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 ) and at the same time as the stop stamp ( 7 ) from the other side of the sheet ( 1 ) an embossing insert ( 8th ), the one to the stop stamp ( 7 ) has opposite direction of movement, with its tip ( 9 ) in the hole ( 3 ) is introduced. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei 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, wobei zentrisch innerhalb des Prägestempels (5) ein Aufhaltestempel (7) angeordnet ist und ein dem Prägestempel (5) entgegengesetzt wirkender Prägeeinsatz (8) vorgesehen ist, wobei der Prägeeinsatz (8) eine kegelförmige Spitze (9) aufweist und Prägestempel (5) und Prägeeinsatz (8) eine gegenläufige Bewegungsrichtung aufweisen.Apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein 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, wherein centrally within the embossing stamp ( 5 ) a stop stamp ( 7 ) is arranged and a the punch ( 5 ) counteracting embossing insert ( 8th ) is provided, wherein the embossing insert ( 8th ) a conical tip ( 9 ) and embossing stamp ( 5 ) and embossing insert ( 8th ) have an opposite direction of movement. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass. der Prägeeinsatz (8) innen mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (10) versehen ist.Device according to claim 2, characterized in that. The embossing insert ( 8th ) inside with a central through hole ( 10 ) is provided.
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