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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stanzen von Metallhohlprofilen,
insbesondere von Aluminiumhohlprofilen, mit einer Oberseite, einer
Unterseite, zwei die Oberseite und die Unterseite verbindenden,
gegenüberliegenden
Seitenwänden und
zwei offenen Seitenflächen.
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Herkömmliche
Verfahren zum Stanzen von dünnwandigen
Formteilen sehen vor, den Stanzvorgang in einem Schritt durchzuführen. Hierbei
wird entlang einer zuvor an dem Formteil festgelegten Schnittlinie
Material von diesem abgetrennt, wobei das Stanzwerkzeug von einer
Oberseite ausgehend, durch Seitenwände hindurch bis zur Unterseite
das Formteil in einem Arbeitsgang durchtrennt. Solche Verfahren
oder ähnliche
Verfahren sind aus den Druckschriften
DE 39 05 787 A1 und
US 2,526,336 A bekkant.
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Verfahren
der eingangs genannten Art weisen den Nachteil auf, dass die während des
Stanzvorgangs auf ein dünnwandiges
Formteil, wie ein Metallhohlprofil, auftretenden Kräfte zu starken
Verformungen in den die Schnittlinie umgebenden Bereichen des Metallhohlprofils
führt.
Aufgrund des Einflusses der durch das Stanzwerkzeug hervorgerufenen
auf die Oberfläche
des Metallhohlprofils wirkende Vertikalkraft erfolgt zuerst eine
elastische Deformation, wobei sich der Schnittlinienabschnitt des
Metallhohlprofils wölbt.
Mit zunehmendem Fortschreiten des Stanzvorgangs tritt eine plastische
Verformung in den Bereichen des Verlaufs der Schnittlinien ein,
die mit dem Abscheren desselben endet. Die auftretende plastische
Verformung beschränkt
sich nicht nur auf den Abschnitt in unmittelbarer Nähe der Schnittlinie, sondern
erstreckt sich auf die von den Schnittlinien beabstandeten Bereiche,
was, durch die in diesen Bereichen hervorgerufene Deformation, eine
zusätzliche
nachträgliche Bearbeitung
des fertigen Werkstücks
erforderlich macht, was zusätzliche
Kosten erzeugt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
dass das Stanzen von Metallhohlprofilen weitestgehend frei von plastischen
Deformationen ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsemäß durch
ein Verfahren zum Stanzen von Metallhohlprofilen gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Das Verfahren sieht die schrittweise Bearbeitung des Metallhohlprofils derart
vor, dass in den jeweiligen Verfahrensschritten nur eine Seite des
Metallhohlprofils durch Stanzen bearbeitet wird. Die somit auf das
Metallhohlprofil durch das Stanzen einwirkenden Kräfte sind
gegenüber
dem Stand der erheblich geringer. Somit werden die Bereiche, auf
die durch das Stanzwerkzeug Kräfte
ausgeübt
werden, in geringerem Maß plastisch
deformiert.
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Im
Verfahrensschritt a des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere
Schlitze und auch andere Löcher
in die Seitenwände
des Metallhohlprofils gestanzt werden. Im Verfahrensschritt b oder
c können
sowohl Stanzungen entlang einer Schnittlinie zwischen zwei Schlitzen
der gleichen Seitenwand, zwischen zwei Schlitzen der gegenüberliegenden Seitenwände oder
zwischen einem Schlitz und einer offenen Seitenfläche vorgenommen
werden. Die während
dieser Verfahrensschritte auftretenden plastischen Deformationen
des Metallhohlprofils sind so gering, dass eine nachträgliche Bearbeitung
des Metallhohlprofils nicht erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise
können
während
des Verfahrensschrittes a, b oder c in das Metallhohlprofil Kerne
eingeführt
werden, um so das Metallhohlprofil während des Stanzen zusätzlich vor
einer Deformierung zu schützen,
wobei der Kern die während
des Stanzens auf das Metallhohlprofil einwirkenden Kräfte aufnehmen
kann. Hierbei liegt das Metallhohlprofil mindestens abschnittsweise
auf dem Kern auf. Während
des Stanzens wird dann die zu stanzende Oberfläche des Metallhohlprofils gegen
den Kern gepresst, so dass die während
des Stanzens auftretenden Kräfte
auf die Oberfläche
des anliegenden Kerns übertragen
werden.
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Hierbei
kann das Metallhohlprofil mit der Innenseite der dem Stanzwerkzeug
zugewandten Seite auf dem eingebrachten Kern aufliegen. Vorzugsweise
kann der in das Metallhohlprofil eingebrachte Kern mindestens eine
an die Kontur der Innenseite der jeweils aufliegenden Oberseite
bzw. Unterseite des Metallhohlprofils angepasste Oberfläche aufweisen.
Durch die Anpassung der Oberfläche
des Kerns an die jeweilige Kontur der aufliegenden Innenseite des
Metallhohlprofils wird während
des Stanzens eine bessere Lagefixierung des Metallhohlprofils erzielt.
Zugleich wird der Kraftfluss zwischen dem Metallhohlprofil und dem
Kern verbessert.
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Das
Metallhohlprofil kann Stege aufweisen, welche die Unterseite und
die Oberseite des Metallhohlprofils miteinander verbinden. Diese
bewirken eine Verbesserung des Kraftflusses und eine Erhöhung der
Steifigkeit während
eines der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte
zum Ausstanzen des Metallhohlprofils.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich
anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
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1 eine
Seitenansicht eines zu stanzenden Metallhohlprofils;
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2 eine
Frontansicht des Metallhohlprofils gemäß des Pfeils II in 1;
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3 eine
Draufsicht auf das Metallhohlprofil gemäß des Pfeils III in 1;
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4 eine
Ansicht von unten des Metallhohlprofils gemäß des Pfeils IV in 1.
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Zunächst wird
auf 1 Bezug genommen. In der 1 ist ein
Metallhohlprofil 1 dargestellt, dass als aus einer Leichtmetalllegierung,
insbesondere einer Aluminiumlegierung, bestehender Strangpressprofilabschnitt
ausgeführt
ist. Das im Wesentlichen rahmenförmige
Metallhohlprofil 1 weist eine Oberseite 2, eine
Unterseite 3 und zwei die Oberseite 2 und die
Unterseite 3 verbindenden Seitenwände 4 auf. Ferner
ist im Innenraum des Metallhohlprofils 1 mindestens ein
die Oberseite 2 und die Unterseite 3 verbindender
Steg 5 vorgesehen, der das Metallhohlprofil 1 in
Kammern unterteilt.
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2 stellt
die Frontansicht des Metallhohlprofils 1 dar. Auf der Seitenwand 4 sind
zwei einzustanzende Schlitze 6 dargestellt, welche in 2 gestrichelt
eingezeichnet sind. Die Schlitze 6 erstrecken sich zwischen
den von der Oberseite 2 und der Seitenwand 4 bzw.
der Unterseite 3 und der Seitenwand 4 gebildeten
Kanten 9, wobei sich die einzustanzenden Schlitze 6 nicht über die
Kanten 9 hinaus erstrecken. Auf der gegenüberliegenden
Seitenwand 4 sind zwei weitere einzustanzende Schlitze 6 vorgesehen,
die entsprechend angeordnet sind.
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In
der in 3 dargestellten Draufsicht auf die Oberseite 2 des
Metallhohlprofils 1 ist ein Verlauf von mindestens einer
auf der Oberseite 2 vorgesehenen ersten Schnittlinie (Kurve) 7 gestrichelt
eingezeichnet. Entlang der ersten Schnittlinie 7 kann mittels
eines Stanzwerkzeugs mindestens ein Abschnitt des Metallhohlprofils 1 abgetrennt
werden, wobei der Verlauf der ersten Schnittlinie 7 derart
gewählt
werden kann, dass eine geschlossene oder offene erste Schnittlinie 7 vorliegt.
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4 stellt
die Draufsicht auf die Unterseite 3 des Metallhohlprofils 1 dar,
der ein Verlauf von mindestens einer auf der Unterseite 3 vorgesehenen zweiten
Schnittlinie (Kurve) 10 gestrichelt eingezeichnet ist.
Der Verlauf der zweiten Schnittlinie 10 entspricht im Wesentlichen
dem Verlauf der ersten, auf der Oberseite 2 des Metallhohlprofils 1 vorgesehenen
ersten Schnittlinie 7.
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Das
in den 1 bis 4 dargestellte Metallhohlprofil
wird folgendermaßen
zu Herstellung eines Stanzteils bearbeitet: Zum Austanzen des Metallhohlprofils 1 ist
in einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen, auf der Seitenwand 4 zwei
Schlitze 6 einzustanzen, die sich zwischen den Kanten 9 erstreckend
angeordnet sind.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt wird in das Metallhohlprofil 1 ein
Kern eingebracht. Dieser erstreckt sich im Wesentlichen über die
Breite der Seitenwand 4. Der in das Metallhohlprofil 1 eingebrachte
Kern weist eine der Innenseite der Oberseite 2 des Metallhohlprofils 1 angepasst
Kontur auf. Die Oberseite 2 liegt zumindest abschnittsweise
formschlüssig
auf der Oberfläche
des Kerns auf.
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Der
eingebrachte Kern dient der Aufnahme der auf das Metallhohlprofil 1 einwirkenden
Kräfte
bei dem Ausstanzen entlang der ersten Schnittlinie 7. Der
Kern ist derart ausgeführt,
dass dieser nicht in die auszustanzenden Bereiche der ersten Schnittlinie 7 hineinragt.
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Zum
Ausstanzen des Metallhohlprofils 1 wird anschließend ein
Stanzwerkzeug an die in 3 dargestellte erste Schnittlinie 7 angelegt,
um dann mit einer Schnittbewegung die Oberseite 2 entlang
der Schnittlinie 7 in mehrere Teile aufzutrennen. Die in 3 dargestellte
erste Schnittlinie 7 erstreckt sich von einer offenen Seitenfläche 8 hin
zu den in einem vorherigen Verfahrensschritt eingestanzten Schlitzen 6.
Das Stanzwerkzeug trennt hierbei von der Oberseite 3 her
das Material des Metallhohlprofils 1 ab, wobei das abgetrennte
Material an der Unterseite 3 mit dem verbleibenden Metallhohlprofil 1 weiterhin verbunden
ist.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kern entnommen und ein
anderer, der Unterseite 3 angepasster Kern in das Metallhohlprofil 1 eingebracht.
Im Anschluss daran wird das Stanzwerkzeug an die in 4 dargestellte
zweite Schnittlinie 10 angelegt, um dann mit einem weiteren
Stanzvorgang das an der Unterseite 3 befindliche in dem
vorherigen Verfahrensschritt abgetrennte Material entlang der zweiten
Schnittlinie 10 vollständig
abzutrennen und so das Stanzteil herzustellen.
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Die
während
der zuvor genannten Verfahrensschritte auftretenden Kräfte werden
von dem jeweils eingebrachten Kern derart aufgenommen, dass keine
Deformation insbesondere der Oberseite 2 bzw. der Unterseite 3 während des
Ausstanzen auftritt.
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Da
sowohl die erste Schnittlinie 7 als auch die zweite Schnittlinie 10 im
Bereich der Schlitze 6 münden, ist das Metallhohlprofil
entlang der ersten Schnittlinie 7 der Schlitze 6 und
der zweiten Schnittlinie 10 in mehrere Teile aufgeteilt.
Die Ecken können von
dem übrigen
Metallhohlprofil 1 getrennt werden und das fertige aus
dem Metallhohlprofil 1 herausgestanzte Stanzteil ist entstanden.