DE19707354A1 - Stempel für eine Lochstanze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stempel für eine Lochstanze, der im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und an einem Vorsprung, der von einer Stirnfläche und einer Zylinderaußenfläche begrenzt ist, zumindest eine Schnittkante aufweist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem DE-GM 91 06 737 ist eine Lochstanze mit einem Stempel, einer Matrize und einem eine Kraft auf den Stempel oder die Matrize ausübenden Betätigungsteil bekannt, um den Stempel durch ein Werkstück in die Matrize zu bewegen. Der Stempel dient dazu, runde Ausnehmungen (Löcher) in das Werkstück, insbesondere Metallbleche, zu stanzen. Die Metallbleche werden dann in Schaltschränke oder in andere Teile eingesetzt. Nach der Bearbeitung mit diesen Lochstanzen sind jedoch für die Verwendung dieser Blechteile, zum Beispiel für Küchenspülen, weitere Arbeitsgänge erforderlich, um die Ränder dieser Ausnehmungen zu bearbeiten, insbesondere zu verformen. Dies geschieht mittels Prägestanzen. Die Prägestanzen heben beziehungsweise senken den Rand bezüglich des übrigen Blechteiles in einer gewünschten Form an beziehungsweise ab. Die Verarbeitung solcher Blechteile bis hin zur Erzielung einer gewünschten Umrandung gestalten sich damit recht zeit- und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung solcher Blechteile zu vereinfachen und ein verbessertes Werkzeug für die Bearbeitung dieser Blechteile anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist in einem Bereich, der eine Schnittkante aufweist, axial dazu versetzt ein sich in radialer Richtung nach außen erstreckender ringförmiger Bereich zum Prägen angeordnet. Mit dieser Lochstanze sind also zwei Arbeitsvorgänge durchführbar. Einerseits locht diese Lochstanze das Werkstück und andererseits wird das Werkstück nach dem Lochen noch geprägt. Damit ist also ein Werkzeug angegeben, das zwei Arbeitsvorgänge in einem einzigen Arbeitsvorgang zusammenfaßt.

In vorteilhafter Weise weist der Prägebereich eine Ringnut auf. Die Ringnut dient zur Aufnahme eines eine gestanzte Ausnehmung begrenzenden Randbereich des Blechteiles, das mittels eines Gegenstückes in die Nut gedrückt und dabei verformt, also geprägt wird.

In vorteilhafter Weise ist der Prägebereich als kegelförmiger Bereich ausgebildet, der einen ein gestanztes Loch begrenzenden Randbereich eines Blechteiles in eine als Negativabdruck ausgeformte Ausnehmung drückt und damit prägt.

In vorteilhafter Weise weist der Prägebereich radial außen eine ringförmige Auflage- beziehungsweise Anschlagfläche auf. Nach Beendigung des Stanzvorganges schlägt der Stempel gegen die Anschlagfläche an. Wird das Werkstück danach geprägt, so treten hohe Kräfte auf. Die Anschlagfläche dient nunmehr als Auflagefläche, die das Werkstück großflächig fixiert, um Verformungen des übrigen Werkstückes beim Prägen zu vermeiden.

Eine Matrize zur Aufnahme des Stempels ist in vorteilhafter Weise als hohlzylinderförmiger Körper mit einem Boden ausgebildet und weist an einer Stirnseite eine Öffnung auf. Beim Stanzvorgang dringt der Stempel durch die Öffnung in den Hohlraum des Zylinders ein und stanzt ein Loch in den zu bearbeitenden Blechkörper. Die Öffnung der Matrize ist so ausgebildet, daß die Schnittkanten des Stempels an einer die Öffnung begrenzenden innen liegenden Zylinderfläche entlang gleiten. Dabei wird ein Loch in das Metallstück geschnitten und der Blechabfall, der sogenannte Stanzbutzen in den Hohlraum des Zylinders gedrückt. In vorteilhafter Weise ist ein dem Stempel zugewandter, stirnseitiger, die Öffnung begrenzender Bereich des zylinderförmigen Körpers als Prägebereich ausgebildet. Nach dem Lochen ist also ein Werkstück von demselben Werkzeug auch noch verformbar.

In vorteilhafter Weise ist der Prägebereich als kegelförmiger Bereich mit einer Kegelfläche ausgebildet. Die Kegelform ist ein Negativabdruck des Prägebereiches des Stempels und für die Art der Verformung ausgebildet, die das Blechteil erfahren soll.

In vorteilhafter Weise weist der Prägebereich eine ringförmige Ausnehmung auf, die von Kegelflächen begrenzt ist. Die Ausnehmung dient zur Aufnahme des kegelförmig ausgebildeten Prägebereiches des Stempels und ist als Negativabdruck ausgebildet.

In vorteilhafter Weise ist radial außen an der kegelförmigen Fläche eine ringförmige sich senkrecht zur Zylinderachse erstreckende Anschlagfläche angeordnet. Die Anschlagfläche ist als Gegenstück zu der Auflagefläche des Stempels ausgeführt und dient dazu, den Prägevorgang zu beenden. Ist der kegelförmige Bereich in die Nut eingefahren und der Rand des Werkstückes verformt, so kommt die Anschlagfläche der Matrize gegen das Werkstück zu liegen, auf dessen der Matrize abgewandten Seite die Auflagefläche des Stempels in gleicher Höhe bezüglich der Werkzeugachsen anliegt und der Prägevorgang wird beendet.

In vorteilhafter Weise weist die Matrize einen Schneideinsatz auf, der während des Prägevorgangs in die Matrize eintaucht.

In vorteilhafter Weise ist der Boden der Matrize lösbar an der Matrize angeordnet, so daß einerseits der Schneideinsatz in die Matrize einsetzbar und nach Lösen des Bodens der Stanzabfall aus der Matrize entfernbar ist.

In vorteilhafter Weise laufen folgende Verfahrensgänge bei dem Schneid- und Prägevorgang dieses Werkzeuges in folgender Reihenfolge ab. Das Blech wird vorgebohrt, dabei ist der Durchmesser der Bohrung etwas größer, als eine Welle bzw. Schraube eines hydraulisch, pneumatisch oder von Hand betätigbaren Betätigungsteils. Danach werden Stempel und Matrize an gegenüberliegenden Seiten des Bleches angesetzt und mit der Welle des Betätigungsteiles verbunden. Dabei liegen Punkte des Stempels auf dem Blechteil auf. Beim Stanzvorgang wird der Stempel mittels des Betätigungsteiles in Richtung der Matrize gezogen, Schnittkanten gleiten an einer Zylinderinnenfläche der Matrize entlang und pressen den Stanzbutzen in eine zylinderförmige Ausnehmung der Matrize. Dabei ist eine Stufe der zylinderförmigen Ausnehmung axial höher als eine Auflagefläche angeordnet, so daß der Stanzbutzen vor Prägebeginn frei wird. Die Matrize weist also eine Freidrehung für eine einfache Entnahme des Stanzabfalles auf. Bei dem Stanzvorgang wird der Stempel im wesentlichen relativ zu dem Werkstück und der Matrize bewegt. Nach Beendigung des Stanzvorganges liegt eine Auflagefläche des Stempels gegen das zu bearbeitende Blechteil an und der Prägevorgang beginnt, wobei nunmehr die Matrize relativ zu dem bearbeitenden Werkstück und dem Stempel bewegt wird, sich die Matrize mit ihrer kegelförmigen Fläche in die entsprechende Vertiefung des Stempels hinein preßt und dabei den Randbereich des Werkstückes verformt. Dabei ist die Prägekontur von der Form so angelegt, daß das fehlende Material von der Bohrung her fließt, um Wellen im Blech zu vermeiden. Der Stempel und die Matrize werden solange zusammen­ gezogen, bis die Kontur gut ausgeprägt ist. Danach wird die Verbindung aus Betätigungsteil, Zuganker beziehungsweise Welle oder Schraube, Stempel und Matrize wieder gelöst.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Stempel in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 2 den Stempel in Draufsicht,

Fig. 3 eine Matrize in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 4 die Matrize in Draufsicht,

Fig. 5 einen weiteren Stempel in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 6 den Stempel in Draufsicht,

Fig. 7 eine weitere Matrize in geschnittener Seitenansicht und

Fig. 8 die Matrize in Draufsicht.

Fig. 1 und 2 zeigen einen im wesentlichen rotationssymmetrischen zylinderförmigen Stempel 1 mit einer Rotationsachse 2, der entlang der Rotationsachse 2 eine Bohrung 3 aufweist. An einer Stirnseite 4 ist ein ringförmiger sich in axialer Richtung erstreckender und in Wellen verlaufender Vorsprung 5 mit drei Stanzflächen 6 angeordnet. Die drei Stanzflächen 6 sind radial außen von drei Schnittkanten 7 und von drei im wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Stanzkanten 8 begrenzt. Die Stanzkanten 8 sind über den Umfang verteilt gleichmäßig weit voneinander beabstandet, um beim Stanzen eine gleichmäßige Krafteinleitung in das Werkstück zu erzielen. Die Kanten 7 und 8 bilden drei Spitzen 9 aus, die beim Stanzvorgang als erstes das zu bearbeitende Werkstück fixieren. Die Kanten 8 sind radial nach innen geneigt, um beim Fixieren eine punktförmige Verbindung radial außen an den Schnittkanten zu erzielen und um auch den Stanzvorgang punktförmig einzuleiten. Wellentale 10 bilden eine Gerade aus, die senkrecht auf der Achse 2 stehen. An dem ringförmigen Vorsprung 5 schließt sich eine ringförmige Ausnehmung 11 eines Prägebereiches 12 an, deren eine den Vorsprung 5 begrenzende Zylinderaußenfläche 13 parallel der Achse 2 und eine radial außen liegende dem Vorsprung 5 zugewandte Fläche 14 kegelförmig verläuft. Die Ausnehmung 11 ist als Ringnut ausgeführt, die einen Nutgrund 15 mit einer leichten Neigung aufweist und somit kegelförmig verläuft. An die äußere Kegelfläche 14 des Prägebereiches 12 schließt sich eine senkrecht auf der Achse 2 stehende Anschlag- und Auflagefläche 16 an, die in gleicher axialer Höhe wie das Wellental 10 angeordnet ist.

Fig. 3 und 4 zeigen eine zylinderförmig ausgebildete Matrize 17 mit einer Zylinderachse 18. Die Matrize 17 weist eine zylinderförmige Ausnehmung 19 auf, die in einem oberen Bereich gestuft mit einer Stufe 20 ausgeführt ist, wobei ein weiter innen liegender Bereich 21 einen größeren Durchmesser 22 aufweist. Ein Boden 23 der Matrize 17 weist axial in seiner Mitte parallel der Zylinderachse 18 eine Bohrung 24 auf. Ein stirnseitiger Bereich 25 der Matrize 17, die dem Stempel 1 zuwendbar ist und eine Öffnung 26 der zylinderförmigen Ausnehmung 19 begrenzt, ist mit zwei kegelförmig angeordneten Stirnflächen 27, 28 versehen, die zwei verschiedene Neigungswinkel aufweisen. Eine radial außen liegende Auflagefläche 29 ist senkrecht zu der Achse 18 angeordnet.

Fig. 5 und 6 zeigen einen zweiten Stempel 30 mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden ringförmigen Vorsprung 31 und mit einem kegelförmigen Bereich 32, der von zwei kegelförmigen Flächen 33 und 34 begrenzt ist. Die erste kegelförmige Fläche 33 mit einem geringeren Neigungswinkel erstreckt sich ausgehend von dem ringförmigen Vorsprung 31 radial nach außen. An die erste Fläche 33 schließt sich die zweite Fläche 34 mit einem größeren Neigungswinkel an, die sich radial nach außen bis zu einer Anschlagfläche 35 erstreckt. Die Anschlagfläche 35 erstreckt sich senkrecht zu einer Zylinderachse 36. Gegenüber dem ersten Stempel 1 ist die Kontur des äußeren Stempelbereiches 32 von vertieft auf erhaben gedreht.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Prägematrize 40 mit einem Schneideinsatz 41, einem Prägezylinder 42 und einem Boden 43, im folgenden Grundplatte genannt. Der Schneideinsatz 41 ist beweglich ausgelegt, so daß nach dem Schnittvorgang der Schneideinsatz 41 in die Prägematrize 40 eintauchen kann. Zwischen Schneideinsatz 41 und Grundplatte 43 sind Federn einsetzbar, die den Schneideinsatz 41 während des Lochens bis zu Beginn des Prägens in einer äußeren Stellung halten. Ein Endbereich 44 steht dabei axial über eine Anschlagfläche 45 des Prägezylinders 42 über. Auch ist eine Arretierung oder Klemmung möglich, die manuell oder durch den Stempel 30 lösbar ist. Die Grundplatte 43 kann wahlweise fest mit der Prägematrize 40 verbunden sein oder zusammengesteckt werden. Die gesteckte Version hat den Vorteil, daß der Stanzabfall leichter entfernbar ist. Die Matrize 40 weist an einem stirnseitigen Bereich 46 eine kegelförmige Ausnehmung 47 auf. Die Ausnehmung ist von zwei Prägeflächen 48 und 49 mit verschiedenen Neigungswinkel begrenzt. Die Ausnehmung 47 ist radial innen von dem Schneideinsatz 41 begrenzt. Die zweite Matrize 40 ist dem Stempel 40 zugehörig und in der Kontur dem Stempel 30 nachempfunden, das heißt, die kegelförmige Ausnehmung 47 ist ein Negativabdruck des kegelförmigen Bereiches 33 des Stempels 30.

Claims (10)

1. Stempel (1, 30) für eine Lochstanze, der im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und an einem Vorsprung (5, 31), der von einer Stirnfläche (4, 6) und einer Zylinderaußenfläche (13) begrenzt ist, zumindest eine Schnittkante (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vorsprung (5, 31) ein sich in radialer Richtung nach außen erstreckender ringförmiger Bereich (12, 32) zum Prägen angeordnet ist.

2. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (12, 32) eine Ringnut (11) aufweist.

3. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (12, 32) als kegelförmiger Bereich (32) ausgebildet ist.

4. Stempel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (12, 32) radial außen eine ringförmige Fläche (16, 35) aufweist.

5. Matrize (17, 40), die als Hohlzylinder (42) mit einem Boden (23, 43) ausgebildet ist und an einer Stirnseite eine Öffnung (26) aufweist, für einen Stempel (1, 30) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Öffnung (26) begrenzender Bereich (25, 46) als Prägebereich ausgebildet ist.

6. Matrize nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (25, 46) als kegelförmiger Bereich (25) ausgebildet ist.

7. Matrize nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (25, 46) eine ringförmige Ausnehmung (47) aufweist.

8. Matrize nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägebereich (25, 46) radial außen eine ringförmige Fläche (29, 45) aufweist.

9. Matrize nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (40) einen Schneideinsatz (41) aufweist.

10. Matrize nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (41) einen lösbaren Boden (43) aufweist.