DE1957011C3 - Feinstanzwerk, insbesondere zur Herstellung von Kleinlochungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feinstanzwerkzeug, insbesondere zur Herstellung von Kleinlochungen, mit einem Außenschneidteil und einem hierzu konzentri- «chen gegenüber dem Außenschneidteil axial verschiebbaren, vor dem Außenschneidteil zur Wirkung kommenden, zur Herstellung einer mittleren Vertiefung dienenden Innenschneidteil.

Ein solches Werkzeug wird im älteren Patent 602 491 der Anmelderin vorgeschlagen. Das dort vorgesehene Innenschneidteil ist gegenüber dem Außenschneidteil derart axial federnd abgestützt, daß es unter dem Stanzdruck entgegen dem Federdruck gegenüber dem Außenschneidteil zurückweichen kann.

Hierdurch soll erreicht werden, daß bei sich selbsttätig st- *rndem Stanzstempel auf einfache Weise ein wandfreie Lochungen mit glatten Wandungen, gering StCTi Kraftaufwand und einer möglichst geringen Gratbildung erhalten werden. Die federnde Abstützung des Innenschneidteils erfordert jedoch eine genaue Abstimmung der Federvorspannung auf das jeweils zu stanzende Material, was unter Umständen zu Schwierigkeiten führen kann. Auch besteht die Gefahr eines Federbruches.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Erzielung der durch das ältere Patent erzielbaren Vorteile einen unter ajleo Umständen wirksamen Stanzvorgang zu gewährleisten.
S Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 beschriebene Feinatanzwerkzeug geiöst welches vorteilhaft auf die πι den Unteransprüchen 2 bis 6 beschriebene Weise weiter ausgebildet werden kann.

Im folgenden wird der Aufbau und die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 6 dargestellt:

Das Stanzwerkzeug besteht aus einem Außenschneidteil 1 und einem konform und beweglich diesem zugeordneten lnnenschneidteü 2. In Anfangsstellung des komplexen Werkzeuges (Phase I) berührt Innenteil 2 mit Stirnfläche 5 zur genauen Tiefensteuerung das Blech 3. während der Außenteil 1 mit seiner Stirnfläche 4 zurückgesetzt ist In. Phase H wird mit Eindringen des

Innenteils 2 in das Blech 3 die zunächst elastisch beanspruchte Werkstoff-Fläche 7 plastisch zu einem napfförmigen Hohlraum 6 von begrenzter Eindringtiefe verformt wobei mit zunehmender Eindringtiefe die Eigensteifigkeit des noch im Entstehen befindlichen

»Werkstoffbutzens« nach dem Gesetzt der Volumenkonstanz und des Abdrängens des Werkstoffes in Richtung des geringsten Widerstandes ein Aufwerfen (Aufwölbungen 10, F i g. 3) um den Hohlraum-Rand herum auftritt. Diese napfartige Vorplastifizierung erfolgt nur bis zu einer Tiefe, die der zulässigen Knickbelastung des nadelartigen Innenteils 2 entspricht, so daß der Innenschneidteil 2 einen napfartigen Hohlraum von begrenzter F.indringtiefe bildet. In diesem Augenblick der Phase III wird der Innenschneidteil 2 zurückgezogen und der entstandene Hohlraum 6 zum Aufsetzen der Stirnflächen 4 des Außenstempels 1 auf den Rand bzw. die Aufwölbung des Hohlraumes freigegeben. Zum schnellen Rückzug in Phase III kann der Innenstempel 2 mit einer Preßluft- oder Preßöl-Kanüle 13 versehen

werden (F i g. 6).

Nunmehr kann in Phase IV der Außenstempel 1 bis zu der Eindringtiefe 8 des Vorplastifizier-Stempels 2 vordringen, indem er unter Ausnutzung der dreidimensionalen Druckbeanspruchung, wie in F i g. 5 angedeutet, den vor ihm liegenden Werkstoff plastifiziert und hierbei in Gegenströmung (nach F i g. 4) gegenüber dem Vorplastifiziervorgang nach F i g. 3 den vor ihm liegenden Werkstoff zum Ausweichen in den Hohlraum 6 drückt und damit von allen Seiten einen angenäherten Kräfteausgleich (PiSP?=; Pi, Fig. 5) herbeiführt, der sich auch in einer Erniedrigung des spezifischen Stanzdruckes gegenüber den üblichen Lochungsverfahren mit Vollstempel ohne Ausweichmöglichkeit bei erhöhten Preßpassungen äußern muß. Mit anderen Worten:

Infolge dieser Ausweichmöglichkeit des /u verdrängenden Werkstoffes nach dem Innern der Aussparung zu wird der sonst übliche, bei einem kompakten Stanzwerkzeug über die gesamte Stirnfläche von Stempel 1 und 2 zugleich herrschende Stanzdruck aufgeteilt und damit durch das nacheinander Wirken der Stempel 1 und 2, für sich betrachtet, erniedrigt. Dies tritt auch ein, wenn der Werkstoff quer zur Arbeitsrichtung des Außenstempels 1 z. B. durch Ringzacken oder ähnli-

<>5 chen wie bei Feinstanzwerkzeugen nach innen gedrückt wird. Der Werkstoff-Fluß nach dem Innern zu findet noch eine gute Unterstützung durch das anfängliche Auftreffen des Außenstempels auf die mehr oder

1957 Oil

weniger große Aufwölbung. Außer der Stanzdruckerniedrigung und damit niedrigeren Stempelbeanspruchung tritt mit weiterem Vordringen von Außenteil 1 in Phase V unter Vorschnellen von Innenteil 2 bis zum Aufsetzen seiner Stirnfläche die Überschreitung der Scherfestigkeit unter Einrißbildung bis zum Durchreißen in der Scherzone bis zur Endphase V! infolge der größeren Eindringtiefe erst später als bei kompakten Stanzstempeln ein, was zur besseren Glattloch- und geringeren Stanzgrat-Ausbildung beiträgt Da ferner durch den Werkstoff-Ruß nach dem Innern in der Phase IV weniger Werkstoff zusehends in den Schneidspalt hineingezogen wird, wird die Lochwand weniger komprimiert UU& verfestigt Der Schneidspalt kann enger als sonst gehalten werden infoige geringer Rückstauchung durch den Werkstoff-Ruß nach Innen. Das gleichzeitige Endzusammenspiel von Stempel 1 und 2 in den Endphaser. V und VI entlastet besonders bei höheren spezifischen Beanspruchungen den Außenschneidstempel 1, außerdem kann der Innenschneid- 2c stempel 2 als Auswerferelement herangezogen werden. Die Höhenbewegungen der Außen- und 'nnenschneidstempeJ 1 und 2 in ihrem Zusammenspie) sind in Fig.2 in den einzelnen Phasen I bis VI von A nach B zusammengefaßt dargestellt. Natürlich kann auch bei geringeren Beanspruchungen (größeren Lochungen) die Phase V und VI nur von dem Außenschneidstempel 1 beherrscht werden. Bei derartig größeren Loch-Durchmessern erhält die Stirnfläche 11 des Außenschneidstempels 1 nach Fig.6 zur wirkungsvolleren Werkstoffverdrängung eine Neigung 11 nach dem Innern zu, die Stirnfläche des Innenstempels 2 einen stromlinienartigen Obergang 12 zum Schaft (F i g. 6). Auch beim gemeLasamen Rückzug der Stempel 1 und 2 nach dem Lochen werden, infolge Freiwerdens von geringeren Randspannungen als beim üblichen Lochstanzen mit kompakten Stempeln, geringere radiale Rückfederungen und weniger Festklemmungen aes Werkstoffes an dem Außenstempel beim Rückzug auftretea Im übertragenen Sinne gelten die gleichen Vorteile des auch als »Isostatisch« zu kennzeichnenden Lochwerkzeuges auch für Außenschneidstempel 1 beliebig größerer, symmetrischer wie assymmetrischer Außenkontur, indem auf dieselbe obige Weise wie nach F i g. 1 bis 5 mittels eines der Außenkontur angepaßten Vorplastifizier-Innenstempels 2 statt einem napfförmigen Hohlraum eine kanalartige Aussparung 14 (F i g. 6) entlang der Außenkontur des Formstempels 1 und in bezüglich einer Werkstoffverdrängung zweckmäßigen Entfernung a (F i g. 6) von der Außenkontur des Formstempels 1 erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

19S7011 Patentansprüche:

1. Feinstanzwerkzeug, insbesondere zur Herstelleng von Kleinlochtragen, mit einem Außenschneidteil und einem hierzu konzentrischen gegenüber dem Außenschneidteil axial verschiebbaren, vor dem Außenschneidteil zur Wirkung kommenden, zur Herstellung einer mittleren Vertiefung dienenden Innenschneidteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwirken des Innenschneidteils (2) bei zunächst stillstehendem Außenschneidteil (1) bis zur Erzeugung einer napf artigen Vertiefung (6) wn begrenzter Eindringtiefe (8) erfolgt worauf der volle Lochdurchmesser bei zurückgezogenem Innenschneidteil (2) durch das Außenschneidteil (I) ausstanzbar ist

2. Feinstanzwerkzeug nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß die abschließende Lcchstaniung durch den nachlaufenden Innenschneidteil (2) unterstützbar ist.

3. Feinstanzwerkzeug nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet daß bei größeren symmetrischen oder unsymmetrischen Außenkonturen des Außenschneidstempels (1) der lnnenschneidstempel (2) eine kanalförmige Form (14) besitzt die einen der Außenkontur angepaßten und entlang zu dieser in einer zur Werkstoffverdrängung zweckmäßigen Entfernung (a) verlaufenden Ausweich-Hohlraum (6) ausbilden kann.

4. Feinstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Außenschneidteil (1) eine in Axialrichtung zum Werkstück sich konisch erweiternde Stirnfläche (11) aufweist.

5. Feinstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Innenschneidteil (2) eine in den Stempelschaft glatt übergehende gewölbte Stirnfläche aufweist.

6. Feinstanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschneidteil (2) eine kanüiartige Bohrung (13) für Preßluft oder -öl besitzt.