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Lochwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Lochwerkzeug für Bleche
sowohl geringer als auch erheblich größerer Stärke zum Einbau zwischen Pressenstößel
und Tisch beliebiger Pressen in Form eines senkrechten C-Gestelles, dessen oberer
Arm einen unmittelbar in ihm geführten Lochstempel, ferner einen auch als Blechabstreifer
dienenden, durch Druckfedern betätigten Niederhalter enthält und in dessen unterem
Arm sich die zum Lochstempel gehörige Matrize befindet.
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Bei Lochwerkzeugen ist es bekannt, die Niederhalterplatte durch zwei
oder mehrere mechanische Schraubenfedern abzustützen. Je nach der Stärke des zu
lochenden Materials und seiner Festigkeit sind verschieden große Abstreifkräfte
erforderlich. Beim Lochen sehr starker Bleche sind Federn notwendig, die sehr stark
sein müssen und demzufolge auch einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen.
Dies ist sehr nachteilig, weil dann die Lochwerkzeuge zum Stanzen nahe beieinanderliegender
Löcher nicht mehr nahe genug aneinander angeordnet werden können. Außerdem können
die bekannten Lochwerkzeuge nicht sowohl zum Stanzen von Löchern in dünnen Blechen
als auch in dicken Blechen verwendet werden. Beim Stanzen dicker Bleche muß der
Hub des Stempels wesentlich größer sein als beim Stanzen dünner Bleche. Die mechanischen
Abstreiferfedern haben aber nur bei einem bestimmten Hub die gewünschte Spannung.
Außerdem wäre es unwirtschaftlich, dünne Bleche mit Lochwerkzeugen, die mit zu starken
Federn ausgerüstet sind, zu stanzen, wenn bei jedem Hub eine Vielzahl von Löchern
gestanzt wird. Dies würde auch zur überlastung der Presse führen. Aus diesem Grund
sind die Lochstanzen mit mechanischen Federn nur jeweils für einen begrenzten Blechdickenbereich
verwendbar. Schließlich ist auch die Lebensdauer solcher mechanischer Federn begrenzt.
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Es ist auch schon ein Lochwerkzeug bekannt, bei welchem der Stempel
innerhalb einer als Abstreifer dienenden Hülse gelagert ist und diese Hülse wiederum
in der Bohrung des Ständers axial verschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Abstreifhülse
und dem Stempel ist außerdem noch eine Führungshülse für den Stempel befestigt.
Neben den obengenannten Nachteilen ist bei diesem bekannten Lochwerkzeug keine genaue
Ausrichtung des Stempels zur Matrize gewährleistet. Die konzentrische Lagerung mehrerer
Teile ineinander birgt stets die Gefahr in sich, daß die unvermeidlichen Toleranzen
sich überlagern und demzufolge zu beträchtlichen Achsabweichungen führen. Es ist
Aufgabe der Erfindung ein Lochwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit
dem sowohl Bleche sehr geringer Stärke als auch solche erheblich größerer Stärke,
beispielsweise Bleche zwischen 3 bis zu 20 mm, bei sicherer Führung des Stempels
gestanzt werden können.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Lochwerkzeug der eingangs
erwähnten Art, erfindungsgemäß durch Verbindung einer an sich bekannten Druckplatte
am Kopf des Lochstempels mit der Niederhalterplatte über zwei Druckfedern, die sich
durch zwei beidseits der Bohrung für die Führung des Lochstempels befindliche weitere
Durchbrüche des oberen Armes des C-Gestelles erstrecken, gelöst.
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Wenn als Druckfedern bekannte Flüssigkeitsfedern verwendet werden,
so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Druck in der einen Flüssigkeitsfeder
unabhängig vom Druck in der anderen Flüssigkeitsfeder einstellbar ist. Hierdurch
ist es möglich, die Abstreiferkräfte den jeweiligen Erfordernissen anzupassen; beispielsweise
dann, wenn Löcher ungleichmäßigen Querschnitts gestanzt werden sollen. Schließlich
ergibt sich ein besonders einfacher und gedrungener Gesamtaufbau, wenn die Rückhubfedern,
die zum Zurückführen der Niederhalteplatte in die Anfangsstellung vorgesehen sind,
zusammen mit ihren an der Niederhalterplatte befestigten Rückhubschraubbolzen beidseits
der Bohrung für die Führung
des Lochstempels in weiteren Durchbrüchen
des oberen Armes des C-Gestelles angeordnet sind.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann der Lochstempel derart genau
im oberen Gestellarm geführt werden, daß in weiten Grenzen verschiedene Blechstärken,
beispielsweise zwischen einigen Millimetern bis zu 20mm, sehr genau gestanzt werden
können. Durch die hydraulischen Federn, die einen wesentlich geringeren Platzbedarf
haben als mechanische Federn, können erfindungsgemäß aufgebaute Lochwerkzeuge außerdem
wesentlich näher beieinander angeordnet werden als bisher. Da ferner nur zwei Federn
zu beiden Seiten des Stempels vorsehen sind, kann die Stanze extrem schmal ausgebildet
werden. Außerdem ermöglichen es die hy-
draulischen Federn besonders einfach,
die Vorspannung derselben zu verändern, so daß die Federn zum Stanzen kleiner Blechstärken
anders eingestellt werden können als zum Stanzen großer Blechstärken.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Lochwerkzeugs, und zwar teilweise im Schnitt; F i g. 2 zeigt einen Schnitt
längs der Linie 4-4 nach Fig. 1;
F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach
der Linie 5-5 in F i g. 2.
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Der obere Arm 11 des C-förmigen Gestellrahmens 10 ist
mit einer Bohrung 15 versehen, in der der Stempel 16 verschiebbar
gelagert ist. An dem oberen Ende des Stempels ist eine Druckplatte 18 mittels
einer Schraube 20 befestigt, deren Kopf in der Druckplatte 18 versenkt ist.
Die Schraube 20 ist gegen Verdrehung gegenüber dem Stempel durch eine Stellschraube
21 gesichert, die im Stempel eingeschraubt ist. Eine oder mehrere Unterlegscheiben
22 können zur richtigen Einstellung der Scherkante des Stempels zwischen die obere
Stimfläche des Stempels 16
und die Unterseite der Druckplatte 18 eingelegt
sein.
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In Bohrungen 25 und 26, die im oberen Arm
11
des C-förmigen Rahmens auf entgegengesetzten Seiten der Bohrung
15 angeordnet sind, sind zwei hy-
draulische Federn 27 und
28 bekannter Konstrukt tion verschiebbar eingebaut.
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Die beiden hydraulischen Federn27 und 28 sind gleich, jedoch
ist die links in Fig. 1 dargestellte Feder27 im Schnitt gezeichnet. Jede
Feder besteht aus einem mit einer zusammendrückbaren Flüssigkeit, z. B. Siliziumöl,
gefüllten Behälter 30 mit einem Zylinder 31, in welchem ein Kolben
32 verschiebbar ein 'gesetzt ist. Die Kolbenstange 34 der beiden
hy-
draulischen Federn ist mit ihren oberen Enden in die Druckplatte
18 eingesetzt.
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Beide hydraulischen Federn 27 und 28 sind an ihrem unteren
Ende mit Gewindeansätzen 40 versehen, die in die Niederhalterplatte 42 eingeschraubt
sind. In dem Gewindeansatz 40 jeder Feder ist zur Regulierung des Federdruckes ein
Kolben 44 einstellbar angeordnet. Die Niederhalterplatte 42 ist mit einer Bohrung
47 versehen, die sich mit der Bohrung 15 deckt, um den Durchtritt des Stempelkopfes
48 zu gestatten.
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Die hydraulischen Federn 27 und 28 sind in die Bohrungen
25 und 26 des C-förmigen Gestellrahmens hin- und herbeweglich eingesetzt.
Der Stempel 16
dagegen wird unmittelbar in der Bohrung 15 des oberen
Armes 11 geführt, wodurch eine Summierung der Toleranzen ausgeschlossen ist,
wie sie bisher in derartigen Vorrichtungen auftrat, in denen der Stempel in der
Abstreifvorrichtung und diese im Gestellrahmen geführt war. Dieser Umstand ist von
besonderer Wichtigkeit, da es bei schweren Ausführungen von Lochstanzen außerordentlich
schwierig ist, wenn auch dünnes Material gestanzt werden soll, Stempel und Matrize
genau zentrisch zu halten. Durch die Ausschaltung überflüssiger Toleranzen ist es
trotz der schweren Ausführung der Konstruktionsteile möglich, das Spiel zwischen
Stempel und Matrize sehr klein zu halten, wie es für das Stanzen von dünnem Material
erforderlich ist.
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Der Stempel 16, die Druckplatte 18, die hydraulischen
Federn 27 und 28 und die Niederhalterplatte 42 bilden eine zusammenhängende
Einheit 75, die durch den oberen Arm 11 hindurch gemeinsam auf-und
abbewegt werden kann.
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Der untere Arm 12 des Gestellrahmens 10 trägt, wie bekannt,
zentrisch zum Stempel die Matrizenplatte 55.
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Zum Anheben der Einheit 75 und zum Festhalten derselben in
der angehobenen Offenstellung während des Abstellens unter einer Presse sind mehrere
Druckfedern 80 vorgesehen. Diese Federn sind in Senklöchern 82 des
oberen Armes 11 angeordnet und werden durch Zylinderkopfschrauben
83 zwischen deren Kopf und dem Boden des Senkloches gehalten. Die Zylinderkopfschrauben
83 sind durch die Bohrungen 85 des Armes 11 hindurchgeführt
und in die Niederhalterplatte 42 eingeschraubt. Bei schwerer Ausführung der Stanzeinheit
75 sind z. B. vier relativ weiche Federn 80 im gleichen Abstand um
den Stempel herum angeordnet, um eine gleichmäßige Hubkraft zu gewährleisten.
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Wenn sich der Druckstößel R der Presse senkt, wird die gesamte Stanzeinheit
75 heruntergedrückt, bis die Platte 42 an das Werkstück W anschlägt. Bei
weiterer Abwärtsbewegung des Stößels R wird der Stempelkopf 48 durch das Werkstück
hindurchgedrückt. Der Butzen fällt durch die Öffnung 58 hindurch und in die
im unteren Arm 12 ausgebildete Aussparung 95. Beim Niederdrücken der Stanzeinheit
75 bis in die Lage, in der die Niederhalterplatte 42 das Werkstück berührt,
werden die Federn 80 teilweise zusammengedrückt. Während das Stanzwerkzeug
das Werkstück durchdringt, werden die hydraulischen Federn 27 und
28 zusammengedrückt, da die Niederhalterplatte durch das Werkstück festgehalten
wird, während die Scherkante des Stempels durch das Werkstück hindurchgeht.
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Wenn der Pressenstößel sich in umgekehrter Richtung bewegt, dehnen
sich die hydraulischen Federn 27 und 28 aus und drücken die Druckplatte
18 und damit auch den Stanzstempel aufwärts, wobei der Stempel aus dem Werkstück
herausgezogen bzw. das Werkstück vom Stempel abgestreift wird. Die Schraubenfedern
80 können sich dann auch ausdehnen und die gesamte Stanzeinheit nach oben
drücken, bis sie ihre Ausgangsstellung erreicht hat.
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Die Einstellschrauben 45 für die Spannungsregulierung sind durch die
Bohrungen im Gewindeansatz 40 der hydraulischen Federn zugänglich, der durch die
Platte 42 geschraubt ist. Auf diese Weise kann der Vordruck der einzelnen hydraulischen
Federn 27
und 28 allen Bedingungen des Stanzens angepaßt werden oder können
Unterschiede in der Spannung
der Federn ausgeglichen werden oder
kann jede andere erwünschte Spannungsänderung durchgeführt werden.
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Es ist so das Stanzen asymmetrischer Löcher möglich, z. B. von dreieckigen
Löchern, bei denen für eine der Abstreiffedern eine größere Spannung erforderlich
ist als für die andere. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bedingt z. B. die Lage
des dreieckigen J-oches im Werkstück die Anordnung des Stempels und der Matrize
in einer Stellung, in der na.ch dem Stanzen der größere Anteil der zum
Ab-
streifen benötigten Kraft durch die Feder 28 aufgebracht werden
muß, da sie sich an der Seite befindet, an der die Berührungsflächen des Stempels
mit der Lochwandung am größten sind. Infolgedessen wird die Reguliervorrichtung
für die Feder 28 so eingestellt, daß diese Feder einen stärkeren Vordruck
erhält als die Feder 27, damit auf beiden Seiten der Stempelachse ausreichende
Abstreifkräfte vorhanden sind.
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Beim Stanzen von starkwandigen Werkstücken, bei denen mit dem Stempel
Material von beispielsweise 20 mm Stärke gelocht werden muß, ist mit einem starken
Verschleiß des Stempels zu rechnen. Aus diesem Grund ist die Länge des Stempelkopfes
48 entsprechend größer als die maximale Stärke des zu lochenden Materials ausgeführt,
um das Nachschleifen des Stempels zu gestatten. Um trotzdem die maximale Abstreifkraft
und den maximalen Abstreiferweg für jede Stempellänge zu gewährleisten, sind die
Unterlegscheiben 22 vorgesehen. Diese können als Distanzscheiben zwischen der oberen
Fläche des Stempels 16 und der Druckplatte 18 eingelegt werden, um
die durch den Verschleiß verringerte Stempellänge auszugleichen. Die gleichen Unterlegscheiben
22 können, wie in F i g. 1 dargestellt, auch unter den hydraulischen Federn
27 und 28 eingelegt werden, um auch dort anfangs als Distanzscheiben
zu dienen. Ein Vorrat an derartigen Unterlegscheiben 22 kann auf dem oberen Arm
11
mittels einer Schraube 98 befestigt werden.
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Beim ersten Nachschleifen des Stempels werden die Scheiben 22, die
unter den Federn 27 und 28 liegen, entfernt, wodurch die Längenverminderung
des Stempels durch das Schleifen ausgeglichen wird. Beim weiteren Nachschleifen
des Stempels werden eine oder mehrere Scheiben zwischen den Stempel 16
und
die Druckplatte 18 gelegt, um den Stempel noch weiter zu verlängern.