DE20015473U1 - Punching tool - Google Patents
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Description
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Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phil. nat. Rudolf Bauer-T Dip/./ng. Helmut Hubbuch-199 J European Patent AttorneysDipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phil. nat. Rudolf Bauer-T Dip/./ng. Helmut Hubbuch-199 J European Patent Attorneys
KR05E001 DEU/MSOOS105/TW/ms/04.09.2000KR05E001 DEU/MSOOS105/TW/ms/04.09.2000
Firma Karlheinz Krauter, Yorckstraße 4-6, D-75177 PforzheimKarlheinz Krauter Company, Yorckstrasse 4-6, D-75177 Pforzheim
Die Erfindung geht aus von einem Stanzwerkzeug mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Stanzwerkzeug ist aus der Praxis bekannt. Es besteht aus einem Schneidstempel mit einer vorgegebenen Kontur und mit einer vorgegebenen Bewegungsrichtung sowie aus einer mit dem Schneidstempel zusammenarbeitenden Schnittplatte, welche eine Stanzöffnung hat, welche durch eine Oberfläche begrenzt ist, die eine der Kontur des Schneidstempels komplementär angepaßte Kontur hat, und in welche der Schneidstempel beim Stanzvorgang eindringt. Dabei nimmt er den beim Ausstanzen gebildeten Stanzabfall mit in die Stanzöffnung hinein. Es ist unbedingt erforderlich, Vorsorge zu treffen, daß der Schneidstempel den Stanzabfall, welchen er beim Stanzhub in die Stanzöffnung gebracht hat, beim Rückhub nicht mit zurücknimmt, denn wenn das passiert, kann der Stanzabfall auf die Schnittplatte fallen und zu einer Beschädigung des Werkstückes und vor allem des Stanzwerkzeuges führen. Um das zu verhindern, ist es bekannt, die Stirnfläche des Schneidstempels hohl zu schleifen, damit der Stanzabfall leichter abfällt. Das ist mit sehr großem Aufwand verbunden und bei kleinen Konturen nicht möglich.The invention is based on a punching tool with the features specified in the preamble of claim 1. Such a punching tool is known from practice. It consists of a cutting punch with a predetermined contour and with a predetermined direction of movement and of a cutting plate which works together with the cutting punch and which has a punching opening which is delimited by a surface which has a contour which complements the contour of the cutting punch and into which the cutting punch penetrates during the punching process. In doing so, it takes the punching waste created during punching into the punching opening. It is absolutely necessary to take precautions to ensure that the cutting punch does not take back the punching waste which it brought into the punching opening during the punching stroke during the return stroke, because if this happens, the punching waste can fall onto the cutting plate and cause damage to the workpiece and, above all, to the punching tool. To prevent this, it is known to grind the front surface of the cutting punch hollow so that the punching waste falls off more easily. This is very laborious and not possible with small contours.
Zerrennerstraße23-25 D&j&fforzhely :"; :": ·· ;"* ·. "" 'Vaetbank forltiuhe 16852-750(BLZ660100751 Telefon(07231139840 Teleh'x[q7231f3%84i4·^'. .j. ..]: "{' \ .Sdbrkatse?forthelm803812(BLZ66650085) Es gelten ausschließlich unsere A/Jgemeinen'Gesc'häßsheding'Jngen ' ' VATRegJs'trati'onNo. DE 144 180005 Zerrennerstrasse23-25 D&j&fforzhely : "; : " : ·· ;"* ·. ""'Vaetbank forltiuhe 16852-750(BLZ660100751 Telefon(07231139840 Teleh'x[q7231f3%84i4·^'. .j. ..]: "{' \ .Sdbrkatse?forthelm803812(BLZ66650085) Only our general business terms and conditions apply ''VATRegJs'trati'onNo. DE 144 180005
-2--2-
Es ist auch bekannt, die Kontur der Stanzöffnung ein wenig zu runden, eine Maßnahme, die in ihrer Wirkung und in ihren Nachteilen dem Hohlschleifen des Schneidstempels vergleichbar ist.It is also known to round the contour of the punch opening a little, a measure which is comparable in its effect and disadvantages to hollow grinding of the cutting punch.
Schließlich ist es bekannt, in der Oberfläche der Stanzöffnung eine schräg zur Bewegungsrichtung des Schneidstempels verlaufende Nut vorzusehen. Diese hat zur Folge, daß am Stanzabfall an dieser Stelle ein Vorsprung gebildet wird, welcher wegen des schrägen Verlaufs der Nut zu einer Klemmung des Stanzabfalles in der Stanzöffnung führt. Auch dabei ist nachteilig, daß die Nut in der Stanzöffnung die durch das Stanzen zu bildende Kontur im Werkstück verändert.Finally, it is known to provide a groove in the surface of the punch opening that runs at an angle to the direction of movement of the cutting punch. This results in a projection being formed on the punch waste at this point, which, due to the oblique course of the groove, leads to the punch waste being clamped in the punch opening. Another disadvantage here is that the groove in the punch opening changes the contour to be formed in the workpiece by punching.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie beim Stanzen insbesondere von Blech ohne eine unerwünschte Veränderung der Kontur einer durch das Stanzen in einem Werkstück zu bildenden Öffnung oder Ausnehmung sichergestellt werden kann, daß der Stanzabfatl beim Rückhub des Schneidstempels in der Stanzöffnung des Stanzwerkzeuges zurückgehalten wird.The present invention is based on the object of showing a way of ensuring, during punching, in particular of sheet metal, without an undesirable change in the contour of an opening or recess to be formed in a workpiece by punching, that the punching waste is retained in the punching opening of the punching tool during the return stroke of the cutting punch.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stanzwerkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a punching tool with the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß weist die Oberfläche der Stanzöffnung zwei einander gegenüberliegende Rippen auf, welche in die Stanzöffnung vorspringen und sich in der vorgegebenen Bewegungsrichtung oder schräg zu der vorgegebenen Bewegungsrichtung des Schneidstempels erstrecken, wobei sich in einem an den oberen Rand der Stanzöffnung anschließenden Abschnitt der Oberfläche der Stanzöffnung der Abstand der Rippen voneinander von oben nach unten verringert. Das hat den Vorteil, daß der Stanzabfall auch dann, wenn die Kontur des oberen Randes der Stanzöffnung in der Schnittplatte und die Kontur der Schneidkante des Schneidstempels genau auf die gewollte Kontur des in das WerkstückAccording to the invention, the surface of the punch opening has two opposing ribs which protrude into the punch opening and extend in the predetermined direction of movement or at an angle to the predetermined direction of movement of the cutting punch, whereby in a section of the surface of the punch opening adjacent to the upper edge of the punch opening, the distance between the ribs from top to bottom decreases. This has the advantage that the punch waste is kept to a minimum even if the contour of the upper edge of the punch opening in the cutting plate and the contour of the cutting edge of the cutting punch exactly match the desired contour of the workpiece.
-3--3-
zu stanzenden Ausschnittes abgestimmt ist, der Stanzabfall in der Stanzöffnung der Schnittplatte doch zurückgehalten werden kann, weil sich der Abstand der Rippen voneinander von oben nach unten verringert und mit fortschreitendem Eintauchen des Schneidstempels in die Schnittplatte eine zunehmend intensivere Klemmung zwischen dem Stanzabfall und den auf dessen Rand einwirkenden Rippen auftritt. Auf diese Weise kann in die Werkstücke exakt die gewollte Kontur gestanzt werden und der Stanzabfall dennoch zuverlässig in der Schnittplatte zurückgehalten werden.to be punched, the punching waste can still be held back in the punching opening of the cutting plate because the distance between the ribs decreases from top to bottom and as the cutting punch is immersed in the cutting plate, an increasingly intensive clamping occurs between the punching waste and the ribs acting on its edge. In this way, the desired contour can be punched into the workpieces precisely and the punching waste can still be reliably held back in the cutting plate.
Die Rippen können in einem Abstand vom oberen Rand der Stanzöffnung beginnen, um sicherzustellen, daß sie die gewollte Kontur des Ausschnittes im Werkstück nicht beeinflussen. Vorzugsweise sind die Rippen jedoch so ausgebildet, daß ihre Höhe, mit welcher sie über die sie umgebende Oberfläche der Stanzöffnung vorspringen, mit Annäherung an den oberen Rand der Stanzöffnung auf Null abfällt. In diesem Fall hat der obere Rand der Stanzöffnung unverändert exakt die Kontur, welche er haben muß, um in einem Werkstück einen Ausschnitt mit vorgegebener Kontur zu stanzen. Ausgehend vom oberen Rand der Stanzöffnung nähern sich die Rippen bei Fortschreiten in der Bewegungsrichtung des Schneidstempels einander an und führen so zu einer zunehmenden Klemmung des Stanzabfalles. Dabei bleibt das Ausmaß, um welches sich der gegenseitige Abstand der Rippen in der Bewegungsrichtung des Schneidstempels verringert, gering, um ein Auftreffen des Schneidstempels auf die Rippen zu verhindern.The ribs can start at a distance from the upper edge of the punch opening to ensure that they do not influence the desired contour of the cutout in the workpiece. Preferably, however, the ribs are designed in such a way that the height by which they protrude above the surrounding surface of the punch opening drops to zero as the upper edge of the punch opening is approached. In this case, the upper edge of the punch opening still has exactly the contour that it must have in order to punch a cutout with a predetermined contour in a workpiece. Starting from the upper edge of the punch opening, the ribs approach one another as the cutting punch progresses in the direction of movement, thus leading to increasing clamping of the punching waste. The extent to which the mutual distance between the ribs decreases in the direction of movement of the cutting punch remains small in order to prevent the cutting punch from hitting the ribs.
Der Abstand der Rippen voneinander könnte sich in Bewegungsrichtung des Schneidstempels nichtlinear mit der Eintauchtiefe des Schneidstempels ändern, nämlich überproportional. Vorzugsweise ändert sich der Abstand der Rippen voneinander jedoch linear mit der Eintauchtiefe des Schneidstempels, so daß die Rippen insoweit eine keilförmige Gestalt aufweisen.The distance between the ribs could change in the direction of movement of the cutting punch non-linearly with the depth of immersion of the cutting punch, namely disproportionately. Preferably, however, the distance between the ribs changes linearly with the depth of immersion of the cutting punch, so that the ribs have a wedge-shaped configuration.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung verringert sich der gegenseitige Abstand der Rippen von oben nach unten zunächst auf einer ersten Länge L1,In an advantageous development of the invention, the mutual distance between the ribs from top to bottom initially decreases to a first length L1,
-A--A-
vergrößert sich danach aber wieder auf einer zweiten Länge L2. Das hat den Vorteil, daß Stanzabfallstücke, welche in der Schnittplatte zurückgehalten werden, durch den Schneidstempel unmittelbar oder mittelbar, nämlich durch nachfolgend erzeugte Stanzabfallstücke, über die Rippen hinweg nach unten geschoben werden, bis sie den Scheitelpunkt der Rippen überschreiten und infolge des darunter wieder zunehmenden Abstandes der Rippen schließlich freigegeben werden und nach unten aus der Schnittplatte herausfallen.but then increases again to a second length L2. This has the advantage that pieces of punching waste which are held back in the cutting plate are pushed downwards over the ribs by the cutting punch, directly or indirectly, namely by subsequently produced pieces of punching waste, until they exceed the apex of the ribs and, as a result of the distance between the ribs increasing again below, are finally released and fall downwards out of the cutting plate.
Der gegen die vorgegebene Bewegungsrichtung des Schneidstempels gemessene Keilwinkel der Rippen, welcher dafür verantwortlich ist, daß sich ihr gegenseitiger Abstand mit zunehmender Eintauchtiefe des Schneidstempels in die Schnittplatte verringert, beträgt vorzugsweise mindestens 0,1°, vorzugsweise höchstens 1 ° und am besten ungefähr 0,5°. Damit konnten beim Stanzen von Blech gute Ergebnisse erzielt werden.The wedge angle of the ribs measured against the predetermined direction of movement of the cutting punch, which is responsible for the fact that their mutual distance decreases with increasing immersion depth of the cutting punch into the cutting plate, is preferably at least 0.1°, preferably at most 1° and most preferably approximately 0.5°. This has enabled good results to be achieved when punching sheet metal.
Der Abschnitt der Rippen, auf welchem sich ihr Abstand von oben nach unten verringert, ist vorzugsweise 1 mm bis 5 mm lang, wobei sich die kleinere Länge eher für dünnere Werkstücke und die größere Länge eher für dickere Werkstücke eignet.The section of the ribs where their spacing decreases from top to bottom is preferably 1 mm to 5 mm long, with the smaller length being more suitable for thinner workpieces and the larger length being more suitable for thicker workpieces.
Legt man zur Bewegungsrichtung des Schneidstempels parallele Linien an den oberen Rand der Stanzöffnung in der Schnittpiatte und mißt die Höhe der Rippen über den geraden Linien, welche den Rippen unmittelbar benachbart sind, dann beträgt diese Höhe vorzugsweise mindestens 5 &mgr;&eegr;&igr;, vorzugsweise höchstens 50 pm, am besten ungefähr 30 pm an der Stelle des geringsten Abstandes zwischen den Rippen. Damit wurden beim Stanzen von Blech gute Ergebnisse erzielt.If lines parallel to the direction of movement of the cutting punch are drawn on the upper edge of the punch opening in the cutting plate and the height of the ribs is measured above the straight lines immediately adjacent to the ribs, then this height is preferably at least 5 μm, preferably at most 50 μm, most preferably about 30 μm at the point of the smallest distance between the ribs. Good results have been achieved in this way when punching sheet metal.
Die Breite der Rippen beträgt an ihren einander zugewandten Oberflächen vorzugsweise mindestens 0,3 mm, vorzugsweise nicht mehr als 1 mm, am besten ungefähr 0,5 mm.The width of the ribs on their facing surfaces is preferably at least 0.3 mm, preferably not more than 1 mm, most preferably about 0.5 mm.
Im übrigen, neben den Rippen, erweitert sich die Stanzöffnung von oben nach unten zweckmäßigerweise mit einem geringen Öffnungswinkel, welcher vorzugsweise nicht größer ist als der zweifache Keilwinkel der Rippen. Dies erleichtert einerseits das Herstellen der Rippen und andererseits das Herausfallen des Stanzabfalles aus der Stanzöffnung.In addition to the ribs, the punch opening widens from top to bottom with a small opening angle, which is preferably not greater than twice the wedge angle of the ribs. This makes it easier to produce the ribs and also prevents the punch waste from falling out of the punch opening.
Die Rippen lassen sich in der Stanzöffnung der Schnittplatte auf elegante Weise durch Drahterodieren herstellen, indem außerhalb des für die Rippen vorgesehenen Bereiches Werkstoff der Schnittplatte durch das Drahterodieren abgetragen wird, bis schließlich die Rippen in der gewünschten Gestalt über der durch das Erodieren neu geschaffenen Oberfläche der Stanzöffnung vorliegen.The ribs can be produced in the punch opening of the cutting plate in an elegant manner by wire erosion, whereby material of the cutting plate is removed by wire erosion outside the area intended for the ribs until finally the ribs are present in the desired shape above the surface of the punch opening newly created by erosion.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.An embodiment of the invention is explained with reference to the accompanying drawings.
Figur 1Figure 1
zeigt die Schnittplatte eines Stanzwerkzeuges in der Draufsicht,shows the cutting plate of a punching tool in plan view,
Figur 2 zeigt den Vertikalschnitt H-Il durch ein Stanzwerkzeug mit der in Figur 1 dargestellten Schnittplatte,Figure 2 shows the vertical section H-Il through a punching tool with the cutting plate shown in Figure 1,
Figur 3 zeigt stark vergrößert einen Ausschnitt aus der Figur 2 undFigure 3 shows a greatly enlarged section of Figure 2 and
Figur 4 zeigt die vertikal aufgeschnittene Schnittplatte mit einer der Rippen in einer Schrägansicht.Figure 4 shows the vertically cut cutting plate with one of the ribs in an oblique view.
Figur 1 zeigt die Schnittplatte 1 eines Stanzwerkzeuges in der Draufsicht. Die Schnittplatte hat einen rechteckigen Umriß und eine von oben nach unten durchgehende rechteckige Stanzöffnung 2, von dessen Oberfläche 3 zwei Rippen 4 und 5 in die Stanzöffnung 2 vorspringen. Die beiden Rippen 4, 5 verlaufen von oben nach unten in der Stanzöffnung 2 und liegen einander spiegelbildlich gegenüber.Figure 1 shows the cutting plate 1 of a punching tool in plan view. The cutting plate has a rectangular outline and a rectangular punching opening 2 that runs from top to bottom, from the surface 3 of which two ribs 4 and 5 protrude into the punching opening 2. The two ribs 4, 5 run from top to bottom in the punching opening 2 and are opposite each other in mirror image.
Mit der Schnittplatte 1 arbeitet, wie in Figur 2 dargestellt, ein Schneidstempel 6 zusammen. Der Schneidstempel 6 und die Schnittplatte 1 bilden zusammen das Stanzwerkzeug. Figur 2 zeigt den von oben her in die Schnittplatte 1 eingetauchten Schneidstempe! 6 beim Ausstanzen eines rechteckigen Abfallstückes 7 aus einem auf der Schnittplatte 1 liegenden Blech 8. Das Zusammenwirken von Schnittplatte, Schneidstempel und Stanzgut sind deutlicher anhand der Figur 3 zu erkennen, welche einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 2 darstellt. Daraus ergibt sich, daß die Rippen 4, 5 eine keilförmige Gestalt haben. Ausgehend vom oberen Rand 10 der Stanzöffnung 2 haben die Rippen 4, 5 gegenüber der vorgegebenen vertikalen Bewegungsrichtung 9 des Schneidstempels 6 einen Keilwinkel &agr;, welcher vorzugsweise 0,5° beträgt. Unter diesem Winkel &agr; erstrekken sich die Rippen 4, 5 vom oberen Rand 10 der Stanzöffnung 2 über eine Länge L1, wohingegen die Rippen 4, 5 daran anschließend einen sich in entgegengesetzte Richtung öffnenden Keilwinkel &bgr; aufweisen und sich unter diesem Winkel &bgr; über eine Länge L2 erstrecken. Am Übergang des Abschnittes L1 zum Abschnitt L2 haben die Rippen 4, 5 einen Scheitelpunkt, an welchem ihr gegenseitiger Abstand am geringsten ist. Gegenüber dem oberen Rand 10 der Stanzöffnung 2 erheben sich die Rippen 4, 5 nicht; dort nimmt der im Abschnitt L1 erfolgende keilförmige Verlauf der Rippen 4, 5 seinen Ausgangspunkt. Der Winkel &bgr; ist vorzugsweise etwa gleich groß wie der halbe Öffnungswinkel &ggr; der Stanzöffnung 2, kann aber auch größer oder kleiner sein. Im übrigen, das heißt außerhalb der Rippen 4, 5, erweitert sich die Stanzöffnung 2 von oben nach unten fortschreitend unter dem halben Öffnungswinkel &ggr;, welcher zweckmäßigerweise nicht mehr als 1°, vorzugsweise 0,5° beträgt. Um die Darstellung in den Zeichnungen deutlicher zu machen, sind die Winkel &agr;, &bgr; und &ggr; übertrieben groß dargestellt. Übertrieben groß dargestellt ist die Rippe 4 auch in der Figur 4. Tatsächlich erhebt sich die Rippe 4 am Scheitel 11 um höchstens 50 pm, vorzugsweise um nicht mehr als 30 pm, über die ihr benachbarte Oberfläche 3 der Stanzöffnung 2.As shown in Figure 2, a cutting punch 6 works together with the cutting plate 1. The cutting punch 6 and the cutting plate 1 together form the punching tool. Figure 2 shows the cutting punch 6 immersed in the cutting plate 1 from above punching out a rectangular waste piece 7 from a sheet 8 lying on the cutting plate 1. The interaction of the cutting plate, cutting punch and punched material can be seen more clearly in Figure 3, which shows an enlarged section of Figure 2. This means that the ribs 4, 5 have a wedge-shaped configuration. Starting from the upper edge 10 of the punching opening 2, the ribs 4, 5 have a wedge angle α with respect to the predetermined vertical direction of movement 9 of the cutting punch 6, which is preferably 0.5°. At this angle α the ribs 4, 5 extend from the upper edge 10 of the punch opening 2 over a length L1, whereas the ribs 4, 5 have a wedge angle β that opens in the opposite direction and extend at this angle β over a length L2. At the transition from section L1 to section L2, the ribs 4, 5 have a vertex at which their mutual distance is the smallest. The ribs 4, 5 do not rise up from the upper edge 10 of the punch opening 2; this is where the wedge-shaped course of the ribs 4, 5 in section L1 has its starting point. The angle β is preferably approximately the same size as half the opening angle γ of the punch opening 2, but can also be larger or smaller. Furthermore, i.e. outside the ribs 4, 5, the punch opening 2 widens progressively from top to bottom at half the opening angle γ, which is expediently no more than 1°, preferably 0.5°. To make the illustration in the drawings clearer, the angles α, β and γ are shown exaggeratedly large. The rib 4 is also shown exaggeratedly large in Figure 4. In fact, the rib 4 rises at the apex 11 by a maximum of 50 pm, preferably no more than 30 pm, above the adjacent surface 3 of the punch opening 2.
In der in Figur 2 und in Figur 3 dargestellten Stellung des Schneidstempels 6 ist das Stanzabfallstück 7 zwischen den beiden Rippen 4 und 5 eingeklemmt und wird dort zurückgehalten, wenn sich der Schneidstempel 6 beim Rückhub nach oben bewegt. Bei den nachfolgenden Stanzhüben wird das Abfallstück 7 über den Scheitel 11 getrieben und fällt schließlich nach unten aus der Schnittplatte heraus.In the position of the cutting punch 6 shown in Figure 2 and Figure 3, the punch waste piece 7 is clamped between the two ribs 4 and 5 and is held there when the cutting punch 6 moves upwards during the return stroke. During the subsequent punching strokes, the waste piece 7 is driven over the apex 11 and finally falls downwards out of the cutting plate.
-11 -Bezugszahlenliste:-11 -Reference number list:
1 Schnittplatte 1 cutting plate
2 Stanzöffnung2 Punch opening
3 Oberfläche 4 Rippen3 Surface 4 Ribs
5 Rippen5 ribs
6 Schneidstempel6 cutting punches
7 Abfallstück7 Waste piece
8 Blech8 Sheet
9 vertikale Bewegungsrichtung9 vertical movement direction
10 Rand10 Rand
11 Scheitel11 vertex
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7097727B2 (en) | 2003-05-06 | 2006-08-29 | 3M Innovative Properties Company | Inline accumulating die padder |
-
2000
- 2000-09-07 DE DE20015473U patent/DE20015473U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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US7097727B2 (en) | 2003-05-06 | 2006-08-29 | 3M Innovative Properties Company | Inline accumulating die padder |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010111 |
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R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20040401 |