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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheren von Durchstellzapfen
aus einem Material, bei dem in dem Material mit einem eine vertikale
Arbeitsrichtung aufweisenden Lochwerkzeug ein Loch hergestellt wird
und anschließend
das Material mit einem eine vertikale Arbeitsrichtung aufweisenden Prägewerkzeug
bearbeitet wird, wobei die geprägten Durchstellzapfen
mit einem Schneidwerkzeug abgeschert werden. Die Erfindung betrifft
außerdem
eine Vorrichtung zum Abscheren von Durchstellzapfen nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 3.
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Bei
der Herstellung von flachen Werkstücken aus Metall ist das Stanzen
oder Feinstanzen eine weit verbreitete Möglichkeit der Bearbeitung.
Hierbei weist das Stanzwerkzeug bzw. Feinstanzwerkzeug einen Stempel
auf, der die In nenform des Stanzwerkzeugs beinhaltet. Die zugehörige Matritze
weist gegenüber
eine dem Stempel entsprechende Öffnung auf.
Dabei sind Anwendungsfälle
bekannt, bei denen das Werkstück
bereichsweise nicht durchgestanzt ist, sondern Durchsetzungen aufweist.
Beim Prägen stößt der Stempel
nicht vollständig
durch das Material, sondern dringt lediglich teilweise in das Material ein.
Dadurch entstehen auf der dem Stempel abgewandten Seite Durchstellzapfen,
die über
das Material hervorstehen. Zur weiteren Bearbeitung des Werkstücks ist
es überwiegend
erforderlich, die Durchstellzapfen zu beseitigen. Dies kann in verschiedener Weise
geschehen; in der Regel werden die Durchstellzapfen spanend von
dem Material abgehoben.
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Zum
Abscheren der Durchstellzapfen finden Schneidwerkzeuge Anwendung,
die in unmittelbarer Nähe
zum Material eine parallel zum Material ausgerichtete Bewegung ausführen. Um
während
des Abscherens ein Ausbrechen des Materials im Bereich der Durchstellzapfen
zu verhindern, wird in die Vorlochung eine Schneidbüchse eingeführt, die
als Gegenhalt während
des Abschervorgangs dient.
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Bei
den bekannten Schneidvorrichtungen ist die Schneidrichtung vertikal
ausgerichtet. Dies hat auf Grund der ebenfalls vertikalen Ausrichtung
der Stanz- und Prägerichtung
zur Folge, dass das Material nach dem Stanzen und Prägen um 90° gedreht werden
muss, um das Material dem Schneidwerkzeug zuzuführen. Die Folge ist ein erhöhter Arbeitsaufwand,
da ein Umspannen des Materials in eine senkrechte Position erforderlich
ist. Zudem ist es häufig
schwierig, das Schneidwerkzeug auf Grund der rechtwinklig zur Stanz-
und Prägerichtung
ausgerichteten Arbeitsrichtung in demselben Stanzautomaten vorzusehen.
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Aus
der
DE 27 06 849 A1 ist
zudem ein Werkzeug bekannt, bei dem mittels eines Stempels ein vorläufiges Loch
gebildet wird, welches im Anschluss durch einen Abschrägstempel
eine konische Form erhält.
Der dadurch hervorgerufene weggedrückte Anteil des Lochs wird
dann mit Hilfe eines weiteren Stempels herausgedrückt. Aus
der
DE 10 2004
001 847 A1 sind darüber
hinaus ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden eines Werkstückes bekannt,
bei dem mittels eines hydraulisch wirkenden Schneidvorgangs ein
Durchtrennen des Materials erfolgt, wobei die Schneidrichtung im
Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des zugehörigen Tiefziehwerkzeugs
erfolgt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Verfahren und Vorrichtungen
zum Abscheren von Durchstellzapfen weiter zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3
gelöst.
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Andere
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
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Mit
der Erfindung ist ein Verfahren zum Abscheren von Durchstellzapfen
aus einem Material geschaffen, welches ein vor dem Abscheren erforderliches
Umspannen um 90° zur
Stanz- und Prägerichtung
entbehrlich macht. Auf Grund der zur Stanz- und Prägerichtung
rechtwinklig ausgerichteten Schneidrichtung ist es möglich, das
Material in der eingespannten Position zu belassen und unmittelbar
im Anschluss an das Prägen
im nächsten
Arbeitsgang ohne Umspannung des Materials um 90° die Schneidbewegung auszuführen. Hierdurch
ist ein zusätzlicher,
zwischengeschalteter Arbeitsgang, nämlich der des Drehens des Materials
um 90°,
eingespart.
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In
Weiterbildung der Erfindung werden die Durchstellzapfen durch das
Abscheren in Richtung des Mittelpunktes des vorgelochten Lochs befördert. Dadurch
findet ein Abfordern der abgescherten Durchstellzapfen statt, sodass
der weitere Verfahrensablauf durch die abgescherten Teile nicht
behindert wird.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist
das Schneidwerkzeug eine horizontale Schneidrichtung auf. Durch
die rechtwinklig zur Stanz- und Prägerichtung ausgerichtete Schneidrichtung
wird ein Umspannen des Materials um 90° vermieden, so dass der durch
das Umspannen erforderliche zusätzliche
Arbeitsgang eingespart ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die
schematische Darstellung des Verfahrensablaufs an Hand eines Blechstreifens;
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2 die
perspektivische Ansicht von unten eines nach dem Verfahren hergestellten
Werkstücks;
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3 die
perspektivische Ansicht von oben auf das in 2 dargestellte
Werkstück;
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4 den
Schnitt durch den in 1 dargestellten Verfahrensablauf
entlang der Linie A-A in 5;
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5 die
Draufsicht auf den in 1 dargestellten Verfahrensablauf;
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6 die
Draufsicht auf den Blechstreifen nach den einzelnen Bearbeitungsschritten
ohne Werkzeuge und
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7 den
Schnitt durch den in 6 dargestellten Blechstreifen
entlang der Linie B-B in 6.
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Bei
dem als Ausführungsbeispiel
gewählten Material 1 handelt
es sich um einen Blechstreifen. Daraus ist ein Werkstück 2 herstellbar,
bei dem es sich um einen ringförmigen
Flansch handelt, der in seinem Zentrum mit einem Loch 3 versehen
ist. Auf einer seiner beiden Seiten weist das Werkstück 2 Freimachungen 22 auf,
die unmittelbar benachbart zum Loch 3 angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung umfasst ein – nicht
dargestelltes – Lochwerkzeug,
welches zum Vorlochen des Materials 1 dient. Durch das
Vorlochen wird im Material 1 das Loch 3 hergestellt.
Das Loch 3 bildet im Material 1 nach der Fertigstellung
des Werkstücks 2 das Zentrum
des Werkstücks 2.
Das Lochwerkzeug weist eine vertikale Arbeitsrichtung auf, die senkrecht
zum Material 1 ist.
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Im
Anschluss an das Vorlochen erfolgt die Bearbeitung mit Hilfe eines
Prägewerkzeugs.
Das Prägewerkzeug
weist einen Prägestempel 4 auf, dessen
Durchmesser dem Durchmesser des Lochs 3 entspricht. An
dem Prägestempel 4 sind
im Ausführungsbeispiel
zwei Prägeformen 5 vorgesehen.
Die Prägeformen 5 sind
in Längsrichtung
des Prägestempels 4 zurückversetzt
am Prägestempel 4 angeordnet,
wie dies in 4 dargestellt ist. Auch das Prägewerkzeug
weist eine vertikale und senkrecht zum Material 1 ausgerichtete
Arbeitsrichtung auf. Beim Prägen
fährt der
Prägestempel 4 vollständig in das
Loch 3 ein, während
die Prägeformen 5 lediglich bereichsweise
in das Material 1 eindringen. Durch das bereichsweise Eindringen
der Prägeformen 5 entstehen
in Prägerichtung
an dem Material 1 Durchstellzapfen 6, die über die
Oberfläche
des Materials 1 hervorstehen. Die Durchstellzapfen 6 können dabei jede
beliebige geometrische Form haben. Auf der abgewandten Seite entstehen
durch die Prägeformen 5 die
Freimachungen 22.
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Die
Vorrichtung enthält
weiterhin ein Schneidwerkzeug, welches im Ausführungsbeispiel aus zwei Schiebern 7 besteht,
die eine horizontale Schneidrichtung aufweisen. Die Schieber 7 befinden sich
während
des Schneidvorgangs in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche des
Materials 1. Sie weisen an ihren einander zugewandten Seiten
jeweils Aussparungen 71 auf, die in Größe und Form im Wesentlichen
der Form und Größe der Durchstellzapfen 6 entsprechen.
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Das
Schneidwerkzeug weist weiterhin eine Schneidbüchse 8 auf, deren
Außendurchmesser dem
Durchmesser des Lochs 3 entspricht. Die Schneidbüchse 8 ist
nach Art eines Rohres ausgebildet und daher hohl. Wie 4 zu
entnehmen ist, fährt
die Schneidbüchse 8 während des
Schneidvorgangs in das Loch 3 ein, so dass die Schneidbüchse 8 bündig mit
der Oberfläche
des Materials 1 abschließt.
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Nach
dem Schneiden erfolgt ein weiterer Stanzvorgang, mit dem das Werkstück 2 aus
dem Material 1 ausstanzbar ist. Auf Grund der im Ausführungsbeispiel
ringförmigen
Ausbildung des Werkstücks 2 ergibt
sich daraus im Material 1 ein Loch 9, dessen Durchmesser
dem Außendurchmesser
des Werkstücks 2 entspricht.
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Bei
der Herstellung des Werkstücks 2 wird zunächst mit
einem Lochwerkzeug das Material 1 vorgelocht, wodurch das
Loch 3 erstellt wird. Im Anschluss wird das Material 1 mit
einem Prägewerkzeug
bearbeitet, wobei der Prägestempel 4 durch
das Loch 3 hindurchfährt
und gleichzeitig die an dem Prägestempel 4 vorgesehenen
Prägeformen 5 bereichsweise
in das Material 1 eindringen. Das Lochwerkzeug und das
Prägewerkzeug
weisen jeweils vertikale Arbeitsrichtungen auf.
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Im
Anschluss an den Prägevorgang
werden die durch das Prägen
hervorgerufenen Durchstellzapfen 6, die über die
Oberfläche
des Materials 1 hinausstehen, mit Hilfe der Schieber 7 des
Schneidwerkzeugs abgeschert. Hierzu werden die Schieber 7 in
horizontaler Richtung und in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche des
Materials 1 aufeinander zugefahren. Die gleichzeitig in
das Loch 3 eingeführte Schneidbüchse 8 dient
dabei als Gegenhalt zu dem Schneidvorgang, um ein Fließen des
Materials 1 oder ein Ausbrechen des Materials 1 im
Bereich der Durchstellzapfen 6 zu verhindern. Beim Abscheren der
Durchstellzapfen 6 werden diese in Richtung des Mittelpunktes
des Lochs 3 befördert.
Aufgrund der rohrförmigen
Ausbildung der Schneidbüchse 8 fallen die
Durchstellzapfen 6 in die Schneidbüchse 8 und durch diese
hindurch aus dem Stanzwerkzeug oder Feinstanzwerkzeug. Ein Abtransport
der Durchstellzapfen 6 aus dem Schneidbereich ist daher
nicht erforderlich. Im Anschluss an das Abscheren der Durchstellzapfen 6 wird
das Material 1 ein weiteres Mal gelocht, um das Werkstück 2 aus
dem Material 1 herauszulösen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
sowie das erfindungsgemäße Verfahren
verwenden eine horizontal ausgerichtete Schneidrichtung. Es ist möglich, das
Schneidwerkzeug mit den Schiebern 7 und der Schneidbüchse 8 in
das Stanzwerkzeug zu integrieren, da die Ausrichtung der Schneidbüchse 8 zu
der Arbeitsrichtung des Lochwerkzeugs sowie des Prägewerkzeugs
gleichgerichtet ist. Insgesamt bietet das erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Vorteil, dass auf eine Drehung des Materials 1 um 90° verzichtet
werden kann, da die Schneideeinrichtung parallel zur eingespannten
Anordnung der Oberfläche
des Materials 1 ausgerichtet ist.