DE19751238A1

DE19751238A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes durch Stanzen

Info

Publication number: DE19751238A1
Application number: DE1997151238
Authority: DE
Inventors: Paul Frauchiger
Original assignee: Feintool International Holding AG
Current assignee: Feintool International Holding AG
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 1999-05-27
Also published as: WO1999025507A2; WO1999025507A8; WO1999025507A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes durch Stanzen aus einem Stanzstreifen, insbesondere durch Feinschneiden, mit einem Werkzeug oberteil und einem Werkzeugunterteil, wobei zumindest ein Teil zumindest einen Stempel aufweist, sowie ein Verfahren hierfür.

Stanzvorrichtungen sind in vielfältiger Form und Aus führungen bekannt und auf dem Markt. Vor allem mit Feinschneidvorrichtungen, wie sie bspw. in der EP-A-0 183 648 aufgezeigt sind, können hervorragende Stanzteile mit verbesserten Schnittflächen hergestellt werden.

In der heutigen Zeit werden immer höhere Anforderungen an derartige Vorrichtungen gestellt. Sie sollen schneller konstruiert und gebaut werden und insbesondere wesentlich wartungsfreundlicher sein. Dies bezieht sich vor allem auf den Werkzeugwechsel. Bei den heutigen Feinschneidvor richtungen müssen die Maschinen über längere Zeit stillgesetzt, das Werkzeug gewaschen, repariert oder ge wechselt werden, wobei dies erhebliche Zeit und damit Kosten in Anspruch nimmt.

In den heutigen Werkzeugen gibt es auch eine Vielzahl von Führungen für Stempel die wiederum erhebliche Probleme auf werfen. Stempel und Führungen sind relativ zueinander bewegbar, so daß sie Verschleißteile darstellen. Führungen neigen dazu, auszulaufen, können dann nicht mehr führen, weshalb sie heute, zum Beispiel beschichtet werden, was wiederum teuer ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o.g. Art zu schaffen, welche einfach in der Konstruktion und im Aufbau ist, bei der die Halterung eines Stanzstreifens während dem Stanzen oder Schneiden ver bessert und bei der ein Auswechseln von Arbeitselementen, die verschleißanfällig sind wesentlich erleichtert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Stempel Bestand teil einer selbständig ausbaubaren Stempeleinheit im Werk zeugober- und/oder -unterteil ist.

Ziel ist es, möglichst viele der Arbeitselemente, die aus getauscht werden sollen, in einer Stempeleinheit und diese leicht auswechselbar im Werkzeug anzuordnen. Dies geschieht dadurch, daß die Stempeleinheit nur aus einer Stempelzen trierplatte und einer Stempelhalteplatte besteht und alle Stempel bzw. verschleißanfälligen Austauschelemente bein haltet.

Die Stempeleinheit ist so angeordnet, daß sie nur durch Lösen weniger Befestigungselemente von dem entsprechenden Werkzeugteil gelöst und aus der Maschine genommen werden kann. Befindet sich bspw. die Stempeleinheit am Werkzeug oberteil, so können die entsprechende Schraube gelöst werden, sofern noch ein Verriegelungsbolzen vorgesehen ist, der die Stempeleinheit am Werkzeugoberteil hält. Danach wird das Werkzeugoberteil abgesenkt, bis die Stempeleinheit auf dem Werkzeugunterteil bzw. einer Distanzplatte auf liegt. Nunmehr kann auch der Verriegelungsbolzen vom Werk zeugoberteil gelöst werden, so daß damit die Stempelein heit freigegeben ist. Es kann nun ein Austauschen einer ge samten Stempeleinheit oder nur von Stempeln bzw. Arbeits elementen oder nur von entsprechenden verschleiß-anfälli gen Einsätzen erfolgen. Die Zeit, die hierfür in Anspruch genommen wird, ist gegenüber dem früheren Zeitauf-wand nur noch minimal.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Werkzeugober teil und Werkzeugunterteil über entsprechende Einlageringe mit einer oberen bzw. unteren Wechselplatte verbunden, die zusammen ein Werkzeuggestell zum Einsetzen in eine Stanz einrichtung bilden. Die Festlegung eines derartigen Werk zeuggestells erfolgt bevorzugt über Schnellspannein richtungen, wie sie in der EP-A-0 201 456 gezeigt sind. Auf diese Weise kann das Werkzeugoberteil über den oberen Einlagering und die obere Wechselplatte direkt mit einem Maschinendruckstempel verbunden werden, der die notwendige Hubbewegung für die Arbeitselemente des Werkzeugoberteils durchführt.

Hierbei kann auf Führungen der Arbeitselemente verzichtet werden, da bei den eigentlichen Arbeitselementen keine Re lativbewegung zwischen bspw. Stempel und Stempelbohrung stattfindet.

Ein weiterer Erfindungsgedanke bezieht sich auf das Fest halten des Stanzgitters während dem Feinschneidvorgang. Erfindungsgemäß wird dieses Festhalten jetzt von einem oder mehreren Druckbolzen übernommen, deren Anzahl und Ausgestaltung durch die Werkstückkontur bestimmt wird. Diese Druckbolzen besitzen eine eigene Hydraulik, da sie beim Absenken des Maschinenstempels und nach dem Auftreffen auf dem Stanzgitter in dieser Lage bleiben müssen, obwohl erst dann i. d. R. der Stanz- bzw. Feinschneidvorgang für das Werkstück beginnt. Da diese Druckbolzen aber nur Haltekräfte aufbringen müssen, sind sie bzw. Ihre Führungen ebenfalls nicht verschleißanfällig. Ferner ist ihre Führungslänge vergrößert worden, so daß auch hier bspw. kein Kippen der Stempel oder Bolzen stattfinden kann, was einen Verschleiß bewirken könnte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugt er Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Werkzeuggestell zum Einsetzen in bspw. eine Feinschneidvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Stanzstreifen mit einem auszustanzenden Werkstück sowie Elementen von Werkzeug teilen;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Werkzeug insbesondere einer Feinschneidvorrichtung;

Fig. 4 bis Fig. 6 Querschnitte durch das Werkzeug gem. Fig. 3 in verschiedenen Gebrauchslagen;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Werkzeuggestell in bspw. einer nur teilweise dargestellten Feinschneidvor richtung in Öffnungslage;

Fig. 8 bis Fig. 11 Querschnitte durch das Werkzeug gestell gem. Fig. 7 in verschiedenen Gebrauchslagen;

Fig. 12 Schnitte durch eine Stempeleinheit in ver schiedenen Auswechselungsstufen;

Fig. 13 Draufsichten auf die Schnitte gem. Fig. 12.

Gem. Fig. 1 sind eine obere Wechselplatte 1 und eine untere Wechselplatte 2 über Führungssäulen 3.1 und 3.2 miteinander verbunden. Auf die obere Wechselplatte 1 und an die untere Wechselplatte 2 sind T-förmige Schienen 4.1, 4.2 und 4.3 angesetzt, welche einem schnellen Festlegen des Werkzeuggestells G in einer hier nicht näher gezeigten Stanzvorrichtung dienen. Diese Schnellspannvorrichtung ist in der EP-A-0 201 456 gezeigt.

Zwischen die obere Wechselplatte 1 und die untere Wechselplatte 2 wird ein Werkzeug R eingesetzt, welches ein Werkzeugoberteil 5 und ein Werkzeugunterteil 6 aufweist. Das Werkzeugoberteil wird über einen oberen Einlagering 7 und das Werkzeugunterteil 6 über einen unteren Einlagering 8 mit der oberen Wechselplatte 1 bzw. der unteren Wechsel platte 2 verbunden. Die Verbindung geschieht über ent sprechende Schraubenbolzen 9.1 bzw. 9.2 od. dgl.

Das Werkzeugunterteil 6 weist eine Schneidplatte 10 mit Schrumpfring 11 auf. Die Schneidplatte 10 ist dabei einer Lochstempelhalteplatte 12 aufgesetzt. Innerhalb der Schneidplatte 10 befindet sich ein Schneidplatteneinsatz 13 bzw. eine Matrize, die durch Schrauben 14 festgelegt ist. Ferner befindet sich in der Schneidplatte 10 ein Auswerfer 15, der sich über eine Zwischenplatte 16 gegen eine Stange 17 abstützt, die wiederum in Zusammenbaulage auf eine Platte 18 in dem unteren Einlagering 8 auftrifft. In dem Auswerfer 15 befindet sich noch eine Bohrung 19 und ein Lochstempel 20, der mit entsprechenden Arbeitselementen des Werkzeugoberteils 5 zusammenwirkt. Ferner wird der Aus werfer 15 über eine Schulterschraube 21 in dem unteren Ein lagering 8 gehalten.

Neben dem Auswerfer 15 befindet sich in der Schneidplatte 10 noch ein Gegenlager 22 für einen Verriegelungsbolzen 23 in dem Werkzeugoberteil 5.

Insgesamt wird das Werkzeugunterteil 6 über Schrauben 24 mit dem unteren Einlagering 8 verbunden.

Das Werkzeugoberteil 5 weist eine Stempeleinheit 25 auf, die eine Stempelzentrierplatte 26 und eine Stempelhalte platte 27 besitzt. Beide sind zusammen über Schrauben 28 mit einer Grundplatte 29 verbunden. Diese ist wiederum über Schrauben 30 an den oberen Einlagering 7 angesetzt.

In der Stempeleinheit 25 befinden sich verschiedene Arbeitselemente, nämlich einmal ein Anschneidestempel 31, verschiedene weitere, nur teilweise gezeigte Stempel 32 und insbesondere ein Hauptstempel 33, in dem auch die Stempel 31 und 32 geführt sind. Dieser Hauptstempel 33 liegt dem Auswerfer 15 gegenüber. Er wird ferner noch von einem Gegenstempel 34 durchsetzt, der mit dem Lochstempel 20 zusammenwirkt.

Das Werkzeugoberteil 5 wird ferner von Druckbolzen 35 durchsetzt, die in Zusammenbaulage auch den oberen Einlagering 7 durchgreifen und dort auf eine Gegenplatte 36 auftrifft. Auf diese Gegenplatte 36 trifft im übrigen auch der Gegenstempel 34 auf.

Die Grundplatte 29 wird von einem Abdrückbolzen 37 durchsetzt, der in Zusammenbaulage unter dem Druck einer Schraubenfeder 38 in dem oberen Einlagering 7 steht. Stirnwärtig trifft der Abdrückbolzen 37 auf die Oberfläche der Stempeleinheit 27 bzw. auf die Oberfläche der Stempel halteplatte 27. Ferner wird das Werkzeugoberteil 5 von Verriegelungsbolzen 23 durchsetzt. Diese sind in der Stempelzentrierplatte 26 durch eine Madenschraube 40 od. dgl. festgelegt, während eine Festlegung in der Grundplatte 29 lösbar durch eine Rändelschraube 41 erfolgt.

Der obere Einlagering 7 weist entsprechende Bohrungen zur Aufnahme des Verriegelungsbolzen 23, der Schraubenfeder 38 und dem Abdrückbolzen 37, dem Gegenstempel 34 und des Druckbolzen 35 auf, die nicht näher gekennzeichnet sind.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung wird ins besondere anhand der Fig. 2 bis 6 näher erläutert:

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Werkzeuges R soll ein Bremsbelagträger 42 aus einem Stanzstreifen 43 ausgestanzt werden. Dieser Bremsbelagträger weist verschiedene ange schnittene bzw. durchgeschnittene Löcher auf, die nicht näher gekennzeichnet sind. Der Stanzstreifen wird mittels Druckbolzen 35 sowie weiteren nicht näher gezeigten Druck bolzen zwischen dem Werkzeugoberteil 5 und dem Werkzeug unterteil 6 eingeklemmt, wobei die Anzahl und die Form der Druckbolzen durch das auszustanzende Werkstück bestimmt werden. Im übrigen können die Druckbolzen 35 auch mit Ringzacken versehen und unterschiedlich abgestimmt werden.

Die Position des Hauptstempels 33 ist im übrigen durch die Stempelzentrierplatte 26 vorgegeben. Zwischen dem Stempel 33 und der Stempelzentrierplatte 26 findet keine Bewegung statt, so daß die Stempelzentrierplatte 26 auch keinem Verschleiß unterworfen ist.

Das Absenken des Werkzeugoberteils 5 zusammen mit dem oberen Einlagering 7 geschieht über die obere Wechselplatte 1 und direkt über einen in Fig. 7 nur schematisch angedeuteten Maschinenstempel 44. Da der Anschneidestempel 31 fest in dem Werkzeugoberteil 5 gelagert ist und geringfügig über den Hauptstempel 33 hervorsteht, wird der Stanzstreifen 33 im Bereich des auszustanzenden Werkstückes leicht angeschnitten. Die entsprechende Schnittkraft ist mit F_S gekennzeichnet. Gleichzeitig bringt der Druckbolzen 35 eine Druckkraft bzw. Ringzackenkraft F_R auf dem Stanz streifen 43 auf, der so zwischen dem Werkzeugoberteil 5 und dem Werkzeugunterteil 6 gehalten wird. Vom Auswerfer 15 geht dagegen eine Gegenkraft F_G aus.

Wird nun das Werkzeugoberteil 5 gem. Fig. 5 weiter abgesenkt, so schneidet der Hauptstempel 33 aus dem Stanzstreifen 43 das gewünschte Werkstück aus, wobei aus diesem Werkstück 42 gleichzeitig auch die Löcher durch Lochstempel 20 ausgeschnitten werden. Hierbei weicht gegenüber dem Hauptstempel 33 der Auswerfer 15 und gegenüber dem Lochstempel 20 der Gegenstempel 34 zurück. Ebenso weicht auch der Druckbolzen 35 zurück, wobei zu diesem Zweck die Gegenplatte 36 unter dem Einfluß einer hier nicht näher gezeigten Hydraulik nachgibt.

Wird nun das Werkzeug R gem. Fig. 6 geöffnet, so wirft der Auswerfer 15 das Werkstück 42 und der Gegenstempel 34 eine Ronde 45 aus.

Hervorzuheben ist, daß dieses Werkzeug R ohne Führungs elemente, insbesondere ohne Führungsplatte, Führungssäule und Führungen auskommt. Ferner kann auf bisher verwendete Block-Unterteile, Block-Oberteile und einen Untersatz verzichtet werden.

Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung bezieht sich aber auch auf das Wechseln wichtiger Bauelemente, sei es zum Zwecke des Austausches, zum Zwecke der Reparatur oder auch nur zum Zwecke der Reinigung. Dieser Vorgang wird anhand der Fig. 7 bis 13 beschrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die wesentlichen aus zu tauschenden Arbeitselemente, d. h., die aktiven Elemente in dem Werkzeugoberteil.

Zuerst wird die Maschine, wie in Fig. 7 dargestellt, geöffnet. Danach werden die Schrauben 28 gelöst, welche die Stempeleinheit 25 mit der Grundplatte 29 verbinden. Gleichzeitig wird auf das Werkzeugunterteil 6 eine Distanzplatte 46 aufgelegt.

Nunmehr wird das Werkzeugoberteil 5 gem. Fig. 8 abgesenkt, so daß es auf der Distanzplatte 46 aufliegt. Die Rändelschraube 41 wird gelöst, so daß der Verriegelungs bolzen 23 nicht mehr mit der Grundplatte 29 verbunden ist. Das bedeutet, daß die Stempeleinheit 25, wie in Fig. 9 gezeigt, auf der Distanzplatte 46 liegen bleibt und nunmehr, wie in Fig. 10 gezeigt, aus dem Werkzeug R entnommen werden kann.

Sollten sich auch im Werkzeugunterteil 6 aktive Arbeits elemente befinden, so können diese jetzt entfernt werden. Dies ist für den Schneidplatteneinsatz 13 in Fig. 2, angedeutet, wobei lediglich die Schrauben 14 gelöst werden müssen.

In den Fig. 12 und 13 ist angedeutet, daß zum einen die Möglichkeit besteht, die gesamte Stempeleinheit 25 auszu tauschen. Es ist aber auch daran gedacht, nur die Arbeits elemente auszutauschen, wobei hier verschiedene Stempel 32.1 bis 32.3 und der Anschneidestempel 31 zu erwähnen sind. Ferner gehört dazu der Hauptstempel 33 oder auch seitliche, zusätzliche Einsätze 47.1 bzw. 47.2.

Das Einbauen der Stempeleinheit 25 in das Werkzeug R geschieht auf umgekehrten Wege.

Bezugszeichenliste

1

Obere Wechsel platte

2

Untere Wechsel platte

3

Führungssäulen

4

Schienen

5

Werkzeugoberteil

6

Werkzeugunterteil

7

Oberer Einlagering

8

Unterer Einlage ring

9

Schraubenbolzen

10

Schneidplatte

11

Schrumpfring

12

Lochstempelhalte platte

13

Schneidplatteein satz

14

Schraube

15

Auswerfer

16

Zwischenplatte

17

Stange

18

Platte

19

Bohrung

20

Lochstempel

21

Schulterschraube

22

Gegenlager

23

Verriegelungs bolzen

24

Schraube

25

Stempeleinheit

26

Stempelzentrier platte

27

Stempelhalteplatte

28

Schraube

29

Grundplatte

30

Schraube

31

Anschneidestempel

32

Stempel

33

Hauptstempel

34

Gegenstempel

35

Druckbolzen

36

Gegenplatte

37

Abdrückbolzen

38

Schraubenfeder

39

40

Madenschraube

41

42

Bremsbelagträger

43

Stanzstreifen

44

Maschinenstempel

45

Ronde

46

Distanzplatte

47

Einsatz.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen aus einem Stanzstreifen (43), insbesondere durch Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5, 6) zumindest einen Stempel (31, 32, 33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (31, 32, 33) Bestandteil einer selbständig ausbaubaren Stempeleinheit (25) in Werkzeugober- und/oder -unterteil ist.

2. Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen aus einem Stanzstreifen (43), insbesondere durch Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5, 6) zumindest einen bewegbaren Stempel (31, 32, 33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Werkzeugteil (5, 6) von zumindest einem Druckbolzen (35) zum Festlegen des Stanzgitters (43) nahe der Werkstückskontur durchsetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zumindest einen Druckbolzen (35) eine eigene Hydraulik zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Stempeleinheit (25) im Werkzeugober- oder -unterteil (5, 6) ein entfern barer Matrizensatz (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) insge samt austauschbar ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Einsatz (33, 47.1, 47.2) zum Führen des zumindest einen Stempels (33, 32) in einer Stempelzentrierplatte (26) austauschbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest einer der Stempel (31, 32, 33) in der Stempeleinheit (25) austauschbar ist.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) eine Stempelzentrierplatte (26) und darüber eine Stempelhalte platte (27) aufweist.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) zusammen mit einer Grundplatte (29) ein Werkzeugteil (5) bildet.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugoberteil (5) und/oder Werkzeugunterteil (6) über je einen Einlagering (7, 8) mit einer oberen bzw. einer unteren Wechselplatte (1, 2) verbunden sind, die zusammen ein Werkzeuggestell (G) zum Einsetzen in einer Stanzeinrichtung bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Wechselplatte (1, 2) direkt mit einem Maschinendruckstempel (44) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) über ein lösbares Befestigungselement (28) mit der Grundplatte (29) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stempeleinheit (25) ein Verriegelungsbolzen (23) vorgesehen ist, der mit einem der Werkzeugteile (5) lösbar verbindbar ist.

14. Verfahren zum Wechseln von Arbeitselementen (31, 32, 33, 13) einer Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (42) durch Stanzen, insbesondere Feinschneiden, mit einem Werkzeugoberteil (5) und einem Werkzeugunterteil (6), wobei zumindest ein Teil (5, 6) zumindest ein bewegbares Arbeitselement (31, 32, 33) aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß nur eine Stempeleinheit (25) mit den Arbeitselementen (31, 32, 33) vom Werkzeugober- und/oder -unterteil (5, 6) gelöst wird und insgesamt oder die Arbeitselemente (31, 32, 33) und/oder Führungseinsätze (33, 47.1, 47.2) ausgetauscht wird/werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffneter Vorrichtung eine Befestigung (28) für die Stempeleinheit (25) gelöst wird, so daß die Stempeleinheit (25) nur über einen Verriegelungsbolzen (23) mit dem Werkzeugteil (5) verbunden ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugoberteil (5) auf das Werkzeugunterteil (6) ggf. unter Zwischenlage einer Distanzplatte (46) abgesenkt und der Verriegelungsbolzen (23) von dem Werkzeugoberteil (5) gelöst wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) von den restlichen Elementen des Werkzeugteils (5) abgedrückt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempeleinheit (25) zusammen mit dem Ver riegelungsbolzen (23) aus der Vorrichtung genommen und ausgewechselt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auch Arbeitselemente (13) im Werkzeugunterteil (6) gewechselt werden.