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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von
Schneidwerkzeugen, insbesondere zur Verschleißprüfung.
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Es
hat sich gezeigt, dass materialtechnische Prüfverfahren zur Werkstoffauswahl
in der Serienfertigung sehr zeit- und kostenaufwendig sind. Daher sind
hier Lösungen
gefragt, mit denen sich hinreichend genaue Ergebnisse bei wenig
Materialverbrauch erreichen lassen.
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Speziell
für die
Materialprüfung
von Schneidwerkzeugen, wie beispielsweise von Lochstempeln, sind
Untersuchungen vor einem Serieneinsatz notwendig, um Ausfälle in der
Serienproduktion durch Materialbrüche vermeiden zu können. So
sind hier insbesondere Materialprüfungen auf Standfestigkeit und
Materialverschleiß bei
verschiedenen Beschichtungen und bei verschiedenen Messergeometrien der
Schneidwerkzeuge von Bedeutung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
bereitzustellen, mit denen Schneidwerkzeuge materialtechnisch auf einfache
Weise kostengünstig
geprüft
werden können.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Prüfung
von Schneidwerkzeugen, insbesondere zur Verschleißprüfung, welche
im Wesentlichen als Basiskomponenten ein Säulenobergestell und ein Säulenuntergestell
mit Führungsmitteln
zur Führung
des Säulenobergestelles
und des Säulenuntergestelles, sowie
Distanzhaltemittel und Druckaufnahmemittel umfasst, ist dadurch
gekennzeichnet, dass am Säulenobergestell
eine Einrichtung zur Aufnahme und Führung von mindestens zwei Schneidwerkzeugen vorhanden
ist sowie eine Abstreiferplatte und Führungsmittel zum Halten und
Führen
der Abstreiferplatte vorgesehen sind, am Säulenuntergestell eine Einrichtung
zum Halten und zum Zuführen
von Blech unter die Schneidwerkzeuge angeordnet ist, ferner eine
Einrichtung zum Abtrennen des Bleches und Mittel zum Abführen von
abgetrennten Blechteilen vorgesehen sind und wobei die Basiskomponenten derart
zusammenwirken, dass Schneidvorgänge
auf das in der Einrichtung geführte
Blech ausführbar sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Verschleißprüfung von
Schneidwerkzeugen mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 umfasst
im Wesentlichen die folgenden Schritte: Bereitstellen und Einsetzen
von zu prüfenden
Schneidwerkzeugen in die Einrichtungen, wobei als Schneidwerkzeuge
Lochstempel und Trennmesser vorgesehen sind, Bereitstellen und kontinuierliches
Zuführen
von Blech unter die Schneidwerkzeuge, wobei das Blech zuerst unter
die Lochstempel geführt
wird, Beschneiden des Bleches durch die zu prüfenden Lochstempel, wobei die
Lochstempel auf das Blech mit einer vorgebbaren Stanzgeschwindigkeit
einwirken, Abtrennen des beschnittenen Bleches mittels Trennmesser,
wobei das Blech scherend in etwa mittig durch die Lochschnitte durchtrennt
wird, Abführen
der abgetrennten Blechteile, Auswerten der durchgeführten Schneidvorgänge.
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Mit
der Erfindung können
Schneidwerkzeuge kostengünstig
auf Verschleiß überprüft werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist im Wesentlichen einer Stanzmaschine beziehungsweise einer Presse nachempfunden,
mit der Schneidwerkzeuge durch Beschneiden von Blechen als Testmaterial überprüft werden.
Die Verwendung von Blech als Testmaterial ist dabei besonders kostengünstig, wobei
mit der Erfindung vorteilhaft nur ein geringer Testmaterialverbrauch
zu verzeichnen ist.
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Zur
Verschleißprüfung der
Lochstempel ist vorgesehen, dass diese Löcher in einen kontinuierlich
vorrückenden
Blechstreifen stanzen. Die Stanzgeschwindigkeit beträgt dabei
mindestens 50 Hub/min.
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Der
vorrückende
Blechstreifen kann beispielsweise ein Spaltband von 50 mm Breite
sein, das bei den auszuführenden
Stanzvorgängen
jeweils etwa 11,2 mm vorrückt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist zudem einfach handhabbar und robust ausgestaltet. Sie ist in
jede Serienpresse ohne größeren Aufwand integrierbar.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, dass als Schneidwerkzeuge Lochstempel und Trennmesser
vorgesehen sind, wobei die Schneidwerkzeuge in der im Säulenobergestell
vorhandenen Einrichtung Lochstempel sind.
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Eine
andere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass die Schneidvorgänge
Stanzen von Löchern
mit den in der einen Einrichtung angeordneten Schneidwerkzeugen
in das Blech und ein Durchtrennen des gestanzten Bleches mit in
der anderen Einrichtung angeordneten Trennmessern umfassen.
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Erfindungsgemäß finden
zwei Arten von Schneidvorgänge
je nach Art der Schneidwerkzeuge statt: ein Stanzvorgang mit den
Lochstempeln und ein Trennvorgang mit den Trennmessern.
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Die
Schneidvorgänge
und damit die Verschleißprüfungen werden
erfindungsgemäß als Serienversuche
durchgeführt,
wobei Aussagen zu verschiedenen Arten von Schneidwerkzeugen in einem Versuch
getroffen werden können.
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Die
zu prüfenden
Schneidwerkzeuge sind einerseits Lochstempel, deren Verschleiß beim Stanzen
von Löchern
in einen senkrecht unter die Schneidwerkzeuge vorbeifahrenden Blechstreifen getestet
wird. Dabei kann es sich sowohl um Rundlochstempel als auch um Rechteckstempel
handeln. Materialtechnische Untersuchungen zu Rechteckstempeln sind
von besonderem Interesse, da insbesondere die Ecken von Rechteckstempeln
maximalen Belastungen ausgesetzt sind und die erfindungsgemäß durchzuführenden
Werkzeugprüfungen
Aussagen zur Belastbarkeit von Rechteckstempeln zulassen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Lochstempel vorhanden sind.
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Für die mit
Lochstempeln durchzuführenden Schneidversuche
sind mindestens zwei Lochstempel vorgesehen, mit denen gleichzeitig
gestanzt wird. Die Anordnung von mindestens zwei Lochstempeln ermöglicht eine
statistische Absicherung der Testversuche.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
demzufolge Verschleißuntersuchungen
für die Lochstempel
als auch für
die Trennmesser durchgeführt
werden, wobei die Untersuchungen von Lochstempeln beliebiger Stempelform
im Vordergrund stehen.
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In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, dass als Führungsmittel
eine obere Stollenführung mit
einem ersten Führungsstollen
und einem zweiten Führungsstollen
und eine untere Stollenführung
mit einer ersten Stollenaufnahme und einer zweiten Stollenaufnahme
vorgesehen sind. Als Führungsmittel
ist eine Stollenführung
zur gegenseitigen Führung
der Säulengestellteile
vorgesehen. Darüber
hinaus sorgen zwei Säulen
für eine
ausreichende Stabilität
des Gestelles. Säulenober-
und Säulenuntergestell
fungieren als Träger
der weiteren für
die Verschleißprüfung der
Schneidwerkzeuge vorgesehenen Komponenten, insbesondere der Einrichtung
zum Halten und Führen
der Schneidwerkzeuge und der zu dieser Einrichtung senkrecht angeordneten
Einrichtung zum Halten und Führen
von Blech.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass die Einrichtung zum Halten und zum Zuführen von
Blech im Wesentlichen einen Werkzeugtisch mit einem Kanal umfasst,
wobei das zu beschneidende Blech im Kanal des Werkzeugtisches horizontal
bewegbar entlang einer Auswurfrichtung geführt ist.
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Den
Schneidwerkzeugen muss kontinuierlich Testmaterial zugeführt werden.
Dies wird dadurch erreicht, dass ein im Wesentlichen horizontal geführter Blechstreifen
im Kanal des Werkzeugtisches in eine vorgegebene Richtung bewegt
wird, so dass die jeweils zu schneidende Stelle des Blechstreifens
unter die Schneidwerkzeuge transportiert wird. Zu diesem Zweck ist
eine (hier nicht näher
beschriebene) herkömmliche
Vorschubeinrichtung in unmittelbarer Nähe des Werkzeugtisches vorhanden und
mit der Vorrichtung integriert. Die Vorschubeinrichtung sorgt dafür, dass
der aufgewickelte Blechstreifen – beispielsweise ein Spaltband – kontinuierlich
durch den Kanal des Werkzeugtisches geschoben wird.
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Eine
nächste
bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor,
dass die Einrichtung zum Abtrennen des Bleches im Wesentlichen Trennmesser
umfasst.
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Nach
dem Zuführen
der Bleche unter die Schneidwerkzeuge Lochstempel und dem Schneidvorgang
werden die gestanzten Blechteilabschnitte abgetrennt und schließlich vom
Werkzeugtisch weggeführt.
Das Abtrennen geschieht mittels der weiteren Schneidwerkzeuge, nämlich den
Trennmessern, die an einem Ende des Werkzeugtisches in einer Einrichtung
angeordnet sind. Die Trennmesser durchtrennen den vorbeirückenden
Blechstreifen in etwa in der Mitte durch die gestanzten Löcher.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht vor, dass als Mittel zum Abführen der abgetrennten Blechteile
ein rutschenartiges Bauteil sowie ein Abfangstollen vorgesehen sind.
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Unmittelbar
hinter den Trennmessern ist eine Art Rutsche vorgesehen, auf die
die Blechabfälle nach
dem Abtrennen fallen und so vom Werkzeugtisch wegbefördert werden.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
die Verschleißprüfung der
Lochstempel durch Stanzen von Blech ausgeführt wird.
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Die
Verschleißprüfung der
Lochstempel erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Lochstempel
mit bestimmter Stanzgeschwindigkeit Löcher in den vorrückenden
Blechstreifen schneiden. Auf diese Weise lassen sich über einen
kurzen Zeitraum hinreichend genaue Aussagen zur Materialtauglichkeit von
Lochstempeln treffen.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren
sieht vor, dass die Lochstempel auf das Blech mit einer Stanzgeschwindigkeit
von mindestens 50 Hub/min, vorzugsweise 100 Hub/min einwirken.
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Die
Stanzgeschwindigkeit, mit der die als Lochstempel vorhandenen Schneidwerkzeuge
in den Blechstreifen Löcher
stanzen, beträgt
mindestens 50 Hub/min, vorzugsweise 100 Hub/min. Mit einer Stanzgeschwindigkeit
von 100 Hub/min können
etwa 100.000 Hübe
in zwei Tagen ausgeführt
werden, womit hinreichend genaue Aussagen zum Verschleiß von Lochstempeln
getroffen werden können.
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Eine
nächste
bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
die Auswertung der Schneidvorgänge
auf das Stanzen von Blech durch die Lochstempel und auf das scherende
Abtrennen des gestanzten Bleches durch die Trennmesser bezogen wird.
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Gegenstand
der materialtechnischen Auswertung sind sowohl die Abnutzung beziehungsweise
der Materialverschleiß bei
den Schneidwerkzeugen selbst als auch die Lochmatrizen. Zu diesem Zweck
werden die Blechstreifen nach dem Stanzvorgang – wie beschrieben – in der
Mitte der Löcher
abgetrennt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Säulenobergestelles
der Vorrichtung nach 1;
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3 eine
weitere perspektivische Ansicht des Säulenobergestelles der Vorrichtung
nach 1 und
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Säulenuntergestelles
der Vorrichtung nach 1.
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1 zeigt
die perspektivische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung weist im Wesentlichen ein Säulenobergestell 1 und
ein Säulenuntergestell 2 auf,
welche von Führungsmitteln 1a, 2a, 1aa, 1ab, 2aa, 2ab geführt und
gehalten werden. Dabei handelt es sich um eine obere Stollenführung 1a und
eine untere Stollenführung 2a.
Die obere Stollenführung 1a besteht
aus einem ersten Führungsstollen 1aa und
einem zweiten Führungsstollen 1ab,
die in die untere Stollenführung 2a – bestehend
im Wesentlichen aus einer ersten Stollenaufnahme 2aa und
einer zweiten Stollenaufnahme 2ab – greifen. Darüber hinaus
sind zur Stabilität
eine erste Säule 18 und
eine zweite Säule 19 vorgesehen.
Säulenobergestell 1 und
Säulenuntergestell 2 stehen
sich jeweils senkrecht gegenüber und
weisen die für
die Verschleißprüfung vorgesehenen
weiteren Komponenten auf.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Säulenobergestelles 1.
Am Säulenobergestell 1 sind im
Wesentlichen eine Einrichtung 5 zur Aufnahme und Führung von
Schneidwerkzeugen, nämlich
von Lochstempeln 6, Druckaufnahmemittel 7a, 7b,
eine Abstreiferplatte 17, Führungsmittel 16 zum
Halten und Führen
der Abstreiferplatte 17 sowie ein oberes Distanzhaltemittel 1b angeordnet.
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In 3 ist
eine weitere perspektivische Ansicht des Säulenobergestelles 1 dargestellt,
in der die genannten wesentlichen Komponenten aus anderer Sicht
gezeigt werden.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Säulenuntergestelles 2.
Auf dem Säulenuntergestell 2 sind
im Wesentlichen eine Einrichtung 3 zum Halten und Zuführen von
Blech 4 beziehungsweise eines Blechstreifens angeordnet
sowie eine Einrichtung 8 zum Abtrennen von Blechteilen 15.
Angeordnet sind ferner die untere Stollenführung 2a mit der ersten Stollenaufnahme 2aa und
der zweiten Stollenaufnahme 2ab, ein unteres Distanzhaltemittel 2b,
ein rutschenartiges Bauteil 14 zum Wegführen der abgetrennten Blechteile 15,
die hier nicht dargestellt sind sowie ein Abfangstollen 21.
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Zur
Verschleißprüfung werden
einerseits mit Hilfe der Vorrichtung Löcher 20 in das in
der Einrichtung 3 geführte
Blech 4 gestanzt und die Materialabnutzung der als Lochstempel
vorgesehenen Schneidwerkzeuge 6 beobachtet und getestet.
Dazu werden zwei zu prüfende
Lochstempel 6 in Form von Rechteckstempeln in die Einrichtung 5 zum
Halten und Führen
der Lochstempel 6 eingesetzt. Der Verschleißprüfung unterliegen
ferner auch die Trennmesser 12, 13. Diese sind
in der Einrichtung 8 zum Abtrennen von Blechteilen 15 angeordnet.
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Das
zu beschneidende Blech 4 wird in Form eines Blechstreifens
in der Einrichtung 3 in einem Kanal 9 eines Werkzeugtisches 10 im
Wesentlichen horizontal unter die zu prüfenden Schneidwerkzeuge, nämlich die
Lochstempel 6 und anschließend unter die Trennmesser 12, 13 geführt. Das
Blech 4 wird im Kanal 9 bewegbar geführt, so
dass kontinuierlich eine jeweils zu schneidende Stelle des Blechstreifens
unter die Schneidwerkzeuge 6 in einer vorgegebenen Richtung
vorrückt.
Die Lochstempel 6 stanzen mit einer Stanzgeschwindigkeit
von 100 Hub/min Löcher
in das Blech 4. Eine Abstreiferplatte 17 sorgt
dafür, dass
keine ausgestanzten Blechrückstände umherfliegen.
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Das
gestanzte Blech 4 wird mittels Trennmesser 12, 13 in
etwa der Mitte durch die gestanzten Löcher 20 abgetrennt
und über
ein Bauteil 14, das die Funktion einer Rutsche übernimmt,
von der Einrichtung 3 in eine Auswurfrichtung 11 weggeführt.
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- 1
- Säulenobergestell
- 1a
- obere
Stollenführung
- 1aa
- erster
Führungsstollen
- 1ab
- zweiter
Führungsstollen
- 1b
- Distanzhaltemittel
- 2
- Säulenuntergestell
- 2a
- untere
Stollenführung
- 2aa
- erste
Stollenaufnahme
- 1ab
- zweite
Stollenaufnahme
- 2b
- Distanzhaltemittel
- 3
- Einrichtung
- 4
- Blech,
Blechstreifen
- 5
- Einrichtung
- 6
- Lochstempel
- 7a
- Druckplatte
- 7b
- Gasdruckfeder
- 8
- Einrichtung
- 9
- Kanal
- 10
- Werkzeugtisch
- 11
- Auswurfrichtung
- 12
- Trennmesser
- 13
- Trennmesser
- 14
- rutschenartiges
Bauteil
- 15
- Blechteile
- 16
- Führungsmittel
- 17
- Abstreiferplatte
- 18
- erste
Säule
- 19
- zweite
Saule
- 20
- Löcher
- 21
- Abfangstollen