DE19902634A1

DE19902634A1 - Verfahren zum Entnehmen eines Butzens od.dgl. Abfallstücks von einem Werstück, sowie Vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE19902634A1
Application number: DE19902634A
Authority: DE
Inventors: Joerg Hein; Lutz Kampmann
Original assignee: Alusuisse Lonza Services Ltd; Alusuisse Technology and Management Ltd
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-01-23
Publication date: 2000-04-27
Also published as: DE19902633A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Entnehmen von bei einem Lochungsvorgang entstehenden Butzen o. dgl. Abfallstücken von einem insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten Werkstück, das von einem durch ein strömbares Wirkmedium erzeugten Innenhochdruck beaufschlagt wird, soll die Stempelstirn eines in einer Führungsbohrung einer Matrize geführten Lochstempels von der dem Werkstück anliegenden Matrizenfläche etwa um das Maß der Dicke des Werkstückes in die Führungsbohrung gegen die Druckrichtung des Lochstempels eingezogen und der Butzen aus dem Werkstück nachgeführt werden; dann wird der Lochstempel mit anliegendem Butzen nach Druckabbau bei geöffnetem Werkzeug ausgeworfen und kontrolliert entsorgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Entnehmen von bei einem Lochungsvorgang entstehenden Butzen od. dgl. Abfallstücken von einem - insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten und gelochten - Werkstück, das von einem durch ein strömbares Wirkmedium erzeugten Innenhochdruck beaufschlagt wird.

Beim sog. Innenhochdruck-Umformen (IHU-Verfahren) wird ein Hohlprofil durch Innendruck ausgedehnt und so umgestaltet. Zusätzlich kann das Hohlprofil mittels wenigstens eines Stempels nachgeschoben werden, der am Werkstück stirnseitig angreift. Letzteres kann in dieser Art aufgeweitet, gestaucht bzw. expandiert werden.

Im Falle des Einbringens von Löchern oder Ausnehmungen in ein solches Werkstück ist die Entsorgung der entstehenden ausgestanzten Abfallstücke, also der Butzen, von besonderer Bedeutung. Die üblichen Schritte zum Entsorgen von Butzen beim Lochen von innen nach außen im Ablauf eines Innenhoch druck-Umformvorgangs sind:

- Werkstück in das offene Werkzeug einlegen;
- Werkzeug schließen;
- kalibrieren und lochen;
- Werkzeug öffnen;
- Werkstück entnehmen.

Wurde beim Kalibrieren nach außen gelocht, so muss der But zen sicher entsorgt werden. Beim Lochen von innen nach au ßen befindet sich der Butzen nach dem Lochen in der Schneidmatrize. Diese kann in der oberen oder in der unte ren Werkzeughälfte angeordnet sein. Je nachdem, wo sich Ma trize und Butzen befinden, kann die Schwerkraft zum Entsor gen genutzt - oder sie muss überwunden werden.

Üblicherweise werden die Butzen durch Ausschwemmen aus dem Werkzeug entsorgt oder durch Umklappen der Butzen am Werk stück gelassen. Das Ausschwemmen führt dazu, dass man nicht überprüfen kann, ob alle Butzen entfernt wurden und der Prozess verlängert wird. Das Umklappen der Butzen macht eine Montage üblicherweise mit Schrauben oder Nieten unmög lich. Außerdem kann der Butzen nach der Montage abreissen, auch erhöht er unnötig das Gewicht.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin der das Ziel gesetzt, die erkannten Nachteile zu beseitig ten sowie das eingangs beschriebene Verfahren und vor allem die Entsorgungsmöglichkeiten zu verbessern sowie eine Vor richtung dafür zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Lehren der unabhängigen Ansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Erfindungsgemäß wird die Stirn des in einer Führungsbohrung der - als Oberwerkzeug ausgebildeten - Matrize geführten Lochstempels von der dem Werkstück anliegenden Matrizenflä che etwa um das Maß der Dicke des Werkstückes in die Füh rungsbohrung in Druckrichtung des Wirkmediums - also gegen die Druckrichtung des Lochstempels - eingezogen und der Butzen aus dem Werkstück durch den Innendruck nachgeführt, wonach der Lochstempel mit anliegendem Butzen in Druckrich tung des Wirkmediums von der Matrizenfläche weitergehend entfernt wird.

Bei einer anderen Ausgestaltung mit Unterwerkzeug soll die Stirn des ebenfalls in jener Führungsbohrung geführten Lochstempels von der dem Werkstück anliegenden Matrizenflä che etwa um das Maß jener Dicke des Werkstückes gegen die Druckrichtung des Wirkmediums in das Werkstück eingeführt und mit ihm der Butzen in Abstand zur Matrizenfläche aus dem Werkstück gelöst werden, wonach Lochstempel und Butzen gegenläufig - also nach Druckabbau und Öffnen des Werkzeuges in Druckrichtung - geführt werden.

Nach dem Öffnen des Werkzeugs und Entfernen des Werkstücks ergeben sich zwei mögliche Situationen; der Butzen befindet sich

- in der oberen Werkzeughälfte oder
- in der unteren Werkzeughälfte.

Im erstgenannten Fall wird der Butzen einfach in eine in den Profilhohlraum, also vor die Matrize bzw. die den But zen freigebende frische Ausnehmung, gefahrene Auffangein richtung durch einen Lochstempel ausgestoßen; der Butzen gelangt im freien Fall in diese Auffangeinrichtung oder - wanne. Im zweiten Fall wird eine Absaugeinrichtung - gege benenfalls unterstützt durch eine Düse - vor die Schneid matrize gehalten, und der Lochstempel in der Schneidmatrize wird vorgefahren, wodurch der ausgestoßene Butzen sofort entsorgt wird.

Die Butzenentsorgung ist in der beschriebenen Weise opti miert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält - bevorzugt je weils selbsttätig einsetzbar - für das Oberwerkzeug die in den Profilhohlraum einfahrende Auffangwanne. Am Unterwerk zeug ist eine Saugeinrichtung vorgesehen, um den Butzen herauszuheben.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils einen schematischen Teillängsschnitt durch eine an ein Werkstück angelegte Matrize mit sie durchgrei fendem Lochstempel und zwar in

Fig. 1 die Grundstellung des Lochstempels;

Fig. 2, 4 den zum Herstellen eines Loches im Werkstück aus der Grundstellung ver fahrenen Lochstempel bei einem sog. Oberwerkzeug und bei einem sog. Un terwerkzeug;

Fig. 3, 5 die Stellung des Lochstempels zu Fig. 2 bzw. Fig. 4 nach vollständi ger Materialtrennung;

Fig. 6 eine Verfahrensschrittfolge mit dem Oberwerkzeug;

Fig. 7 eine Verfahrensschrittfolge mit dem Unterwerkzeug.

Oberhalb eines flachen Bereiches eines nur teilweise wie dergegebenen rohrförmigen Werkstücks der Wanddicke a - bei spielsweise eines Wandabschnittes eines Hohlprofils 10, dessen Längsachse bei A angedeutet ist - ist eine Oberflä che 12 einer Matrize 14 mit einer Führungsbohrung 16 für einen zylindrischen Lochstempel 18 mit Längsachse B zu er kennen. Dieses Werkstück 10 ist im Rahmen eines Innenhoch druck-Umformvorgangs auf seiner vom Lochstempel 18 abge kehrten Oberfläche 11 mit Hochdruck beaufschlagt.

Um das der Matrizenoberfläche 12 anliegende Werkstück 10 zu lochen, wird bei einem Oberwerkzeug 14 gemäß Fig. 2 der Lochstempel 18 gegen dessen Druckrichtung x verfahren, so dass durch die Stempelstirnfläche 20 ein dem Durchmesser d der Führungsbohrung 16 entsprechender Bereich des Werk stückes 10, welcher in diesem eine kreisrunde Ausnehmung 22 hinterläßt, als Butzen 24 ausgehoben wird. Fig. 3 ver deutlicht die vollständige Materialtrennung bei zunehmendem Abstand des Lochstempels 18 vom Werkstück 10.

Bei einem sog. Unterwerkzeug 14 _t nach Fig. 4,5 mit über ihm verlaufendem Werkstück 10 ist es auch möglich, den Butzen 24 durch Verschieben des Lochstempels 18 in Druckrichtung x halb anzuschneiden und dann die vollständige Materialtren nung durch den entgegengesetzten Hub des Lochstempels 18 - also gegen die Druckrichtung x - in vorab beschriebener Weise zu erreichen.

Bei den in Fig. 6 nacheinander dargestellten Verfahrens schritten mit Oberwerkzeug 14 ist rechts wiedergegeben, dass der hier in der oberen Werkzeughälfte befindliche But zen 24 nach dem Öffnen des Werkzeuges von einer in den Profilraum 26 eingefahrenen Auffangwanne 28 aufgenommen wird. Bei den Verfahrensschritten mit dem Unterwerkzeug 14 _t nach Fig. 7 findet sich der Butzen 24 in der unteren Werkzeughälfte und wird - ebenfalls nach dem Öffnen des Werkzeuges - aus der Ausnehmung 22 durch ein Sauggerät 30 abgesaugt. Nicht gezeigt ist eine dieses Vorgehen unterstützende Düse.

Claims

1. Verfahren zum Entnehmen von bei einem Lochungsvorgang entstehenden Butzen (24) od. dgl. Abfallstücken von einem insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten Werk stück (10), das von einem durch ein strömbares Wirk medium erzeugten Innenhochdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelstirn (20) eines in einer Führungs bohrung (16) einer Matrize (14) geführten Lochstem pels (18) von der dem Werkstück (10) anliegenden Ma trizenfläche (12) etwa um das Maß der Dicke (a) des Werkstückes (10) in die Führungsbohrung (16) gegen die Druckrichtung (x) des Lochstempels (18) eingezo gen und der Butzen (24) aus dem Werkstück (10) durch den Innendruck nachgeführt wird, wonach der Loch stempel (18) mit anliegendem Butzen (24) in Druck richtung des Wirkmediums von der Matrizenfläche (12) weitergehend entfernt wird.

2. Verfahren zum Entnehmen von bei einem Lochungsvorgang entstehenden Butzen (24) od. dgl. Abfallstücken von einem insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten Werk stück (10), das mittels eines durch ein strömbares Wirkmedium erzeugten Innenhochdruckes verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelstirn (20) eines in einer Führungsbohrung (16) einer Matrize (14) geführten Lochstempels (18) von der dem Werk stück (10) anliegenden Matrizenfläche (12) etwa um das Maß der Dicke (a) des Werkstücks (10) gegen die Druckrichtung des Wirkmediums in das Werkstück (10) eingeführt und mit ihm der Butzen (24) in Abstand zur Matrizenfläche (12) aus dem Werkstück (10) gelöst wird, wonach Lochstempel (18) und Butzen (24) gegen läufig, also in Druckrichtung (x), geführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in der oberen Werkzeughälfte befindliche Butzen (24) durch den Lochstempel (18) in dessen Druckrichtung (x) einer Auffangeinrichtung (28) zuge führt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Butzen (24) durch die Schwerkraft zur Auffangeinrichtung (28) gefördert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in der unteren Werkzeughälfte befindliche Butzen (24) vom Lochstempel (18) angehoben und von einer Saugeinrichtung (30) abgesaugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Butzen (24) durch einen Auswerfer aus seiner Ausnehmung (22) gedrückt wird.

7. Vorrichtung zum Entnehmen von bei einem Lochungsvor gang entstehenden Butzen (24) od. dgl. Abfallstücken von einem vor allem als Hohlprofil ausgebildeten Werkstück (10), das von einem durch ein strömbares Wirkmedium erzeugten Innenhochdruck beaufschlagt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelstirn (20) eines in einer Führungsbohrung (16) eines Oberwerkzeuges (14) geführten Lochstempels (18) gegenüber der dem Werkstück (10) anliegenden Matri zenfläche (12) unterhalb des den Butzen (24) freige benden Bereich des Werkstückes (10) zumindest eine Auffangeinrichtung (28) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zum Entnehmen von bei einem Lochungsvor gang entstehenden Butzen (24) od. dgl. Abfallstücken von einem vor allem als Hohlprofil ausgebildeten Werkstück (10), das von einem durch ein strömbares Wirkmedium erzeugten Innenhochdruck beaufschlagt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelstirn (20) eines in einer Führungsbohrung (16) eines Unterwerkzeuges (14 _t) geführten Lochstempels (18) gegenüber der dem Werkstück (10) anliegenden Ma trizenfläche (12) oberhalb des den Butzen (24) freigebenden Bereich des Werkstückes (10) wenigstens eine Saugeinrichtung (28) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Butzen (24) wenigstens eine Absaugeinrichtung gegenübersteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (28) oder die Saugeinrichtung selbsttätig der den Butzen (24) freigebenden Ausnehmung (22) vorsetzbar ist.