DE202007005755U1

DE202007005755U1 - Vorrichtung zum Stanzen eines Lochs in Blechen mit einer Fase

Info

Publication number: DE202007005755U1
Application number: DE200720005755
Authority: DE
Original assignee: E Winkemann & Co KG GmbH; Winkemann E & Co KG GmbH
Current assignee: E. WINKEMANN GMBH, DE
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2017-04-20

Abstract

Vorrichtung zum Stanzen eines Lochs in Blechen mit einer Fase in einem bandförmigen Blech (1), bei dem in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs (3) ein Lochstempel (2) mit einem etwa der Blechdicke (a) entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufe zentrisch zur Achse des Durchgangslochs (3) ein Prägeeinsatz (5) mit einem Einsenkprofil (6), das die Kontur der Fase aufweist, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einsenkprofil (6) eine Kreisfläche (63) vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Fase ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen eines Lochs in Blechen mit einer Fase in einem bandförmigen Blech, bei dem in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs ein Lochstempel mit einem etwa der Blechdicke entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufe zentrisch zur Achse des Durchgangslochs ein Prägeeinsatz mit einem Einsenkprofil, das die Kontur der Fase aufweist, vorgesehen sind.
Das Stanzen von Löchern in Blechen ist ansich bekannt. In der Regel werden hierbei auf einer Stanzmaschine die Bleche bearbeitet. Diese weisen in der Regel einen Niederhalter auf, in dem ein Stempelhalter geführt ist. Zum Stanzen selbst ist ein Lochstempel vorgesehen.
Ein Problem beim Stanzen von Löchern in Blechen tritt in der Regel auf, wenn an dem Loch eine schmale Fase angebracht werden soll. Unter einer schmalen Fase ist eine solche zu verstehen, die einen Winkel zwischen 20° und 40° zur Längsachse des Loches aufweist. Bei der Herstellung solcher Fasen, deren Kontur an dem Einsenkprofil des Prägeeinsatzes ausgebildet ist, kommt es beim Prägen des Loches und dem dadurch bedingten Fließen des Blechmaterials zu einer Verdrängung in Richtung der dem Prägeeinsatz zugewandten Seite des Bleches. Es bildet sich infolge dessen rings um das geprägte Loch eine Wulst aus verdrängtem Material aus. Diese Wulst ist unerwünscht, da sie technische Nachteile mit sich bringt. So ist beispielsweise bei der Montage anderer Bauteile auf einer Seite des Bleches durch die Wulst ein Spalt hervorgerufen, der eine Abdichtung erschwert; soweit das jeweilige Blech als von Hydraulikflüssigkeit umspülter Blende verwendet wird, führen die beim Stanzen entstehenden Wulste zu Strömungswirbeln beim Eintreten der Flüssigkeit in das Loch, aus denen insbesondere bei hohen Fließgeschwindigkeiten oder hohen Drücken Geräusche resultieren, die in der Regel unerwünscht sind. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es daher erforderlich, das Blech nach dem Stanzen abzuschleifen, um die entstandenen Wulste zu entfernen. Dies ist jedoch aufwändig, da das Abschleifen einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert, der zusätzliche Kosten nach sich zieht.
Zudem hat sich bei Untersuchungen herausgestellt, dass die genaue Länge der Fase für ein gutes Strömungsverhalten und damit ein gutes Geräuschverhalten entscheidend ist. Je nach Betriebszustand der Maschine, in der das Blech bearbeitet wird, kann das Maß der Fase jedoch variieren. So hat zu Betriebsbeginn, also in „kaltem" Betriebszustand, das Werkzeug geringere Abmessungen als in „warmem" Betriebszustand. Diese Änderungen in den Abmessungen führen unmittelbar zu Änderungen der Abmessungen der zu prägenden Löcher, insbesondere der Länge der Fasen. Da diese aber für das Geräuschverhalten von großer Bedeutung ist, führt dies zu stark variierendem Strömungs- und damit Geräuschverhalten der Löcher.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Stanzen eines Lochs in Blechen mit einer Fase zu schaffen, die das Entstehen einer Wulst beim Stanzen vermeidet und gleichzeitig die Erstellung von Fasen mit gleich bleibenden Abmessungen ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an dem Einsenkprofil eine Kreisfläche vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Fase ist.
Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Stanzen eines Loches in Blechen mit und einer Fase geschaffen, bei der das Fließen des Materials während des Stanzvorgangs nicht zur Bildung einer Wulst an der Oberfläche des Bleches führt. Dies ist darin begründet, dass aufgrund der unterschiedlichen Konturen das Fließverhalten des Materials positiv beeinflusst ist, wodurch ein Austreten des Materials an der Oberfläche des Bleches verhindert ist. Es bilden sich dadurch keine Wulste aus, sodass auf die diesbezügliche Nachbehandlung des Bleches verzichtet werden kann. Gleichzeitig ist durch das Vorsehen einer im Durchmesser großen Kreisfläche die Möglichkeit geschaffen, unabhängig vom Betriebszustand der Maschine Fasen mit gleich bleibender Länge zu erzeugen, da die Kreisfläche zum freien Ende des Einsenkprofils einen immer gleichen Abstand aufweist. Es findet somit ein Toleranzausgleich statt, der eine gleich bleibende Qualität des Loches und insbesondere der Fase sicherstellt.
In Weiterbildung der Erfindung ist an dem Einsenkprofil ein Abschnitt vorgesehen, der den Fasenwinkel nachbildet. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Loch die ihm konstruktionsseitig zugeordneten Eigenschaften, die die Anbringung einer Fase notwendig macht, erfüllt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist im Übergang von Abschnitt und Kreisfläche ein Radius ausgebildet. Die Ausbildung eines Radius zwischen Abschnitt und Kreisfläche bietet deutlich verbesserte Strömungseigenschaften, soweit das Loch von einem Fluid durchströmt werden soll.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Verfahrensstufen zur Erstellung eines Lochs mit einer Fase;
2 die erste Verfahrensstufe nach Einzelheit II in 1 in vergrößerter Darstellung;
3 die zweite Verfahrensstufe nach Einzelheit III in 1 in vergrößerter Darstellung und
4 die Einzelheit IV in 3 in vergrößerter Darstellung.
Im Ausführungsbeispiel ist ein bandförmiges Blech 1 dargestellt, welches eine Blechdicke a aufweist und welches in einem Folgewerkzeug gestanzt wird. Die wesentlichen Verfahrensstufen sind mit II und III gekennzeichnet. In der Verfahrensstufe II wird durch einen zylindrischen Lochstempel 2 ein Durchgangsloch 3 mit einem Durchmesser d gestanzt, sodass dieses Durchgangsloch ohne Schwierigkeiten hinsichtlich der Standfestigkeit des Lochstempels 2 formbar ist.
In der Verfahrensstufe III wird ein Durchgangsloch 4 mit einem Durchmesser d* erzeugt, in dem ein Prägeeinsatz 5 mit einem Einsenkprofil 6 zentrisch zu der Achse des Durchgangslochs 4 in das Blech 1 eingeführt wird. Das Einsenkprofil 6 hat eine Außenkontur, die der späteren Kontur des Loches 4 entspricht. Das Einsenkprofil 6 bringt das Material zum Fließen. Da das Material frei fließt, entsteht ein eng toleriertes Durchgangsloch 4, dessen Durchmesser d* ist und welches die gewünschte Kontur aufweist.
Das in dem Ausführungsbeispiel zu erstellende Loch 4 soll konstruktiv eine Fase aufweisen, dessen Fasenwinkel zwischen 20° und 40° ist. Dadurch bedingt ist das Durchgangsloch 4 in einen zylindrischen Abschnitt 41 und weitere Abschnitte 42 und 43 aufgeteilt, von denen der Abschnitt 41 die konstruktiv vorgesehenen Abmessungen des Durchgangslochs 4 aufweist. Der sich an den Abschnitt 41 anschließende Abschnitt 42 bildet die geforderte Fase nach. An den Fasenabschnitt 42 ist zur Vermeidung der Entstehung von Wulsten und zur Erzielung des gewünschten Strömungsverhaltens der Abschnitt 43 vorgesehen, der als Schutzprägung bezeichnet werden kann. Er hat eine napfartige Form mit geringer Tiefe. Wie 4 zu entnehmen ist im Ausführungsbeispiel sowohl zwischen den Abschnitten 41 und 42 als auch den Abschnitten 42 und 43 jeweils ein Radius 44 ausgebildet.
Zur Erstellung der vorbeschriebenen Kontur weist das Einsenkprofil 6 einen zylindrischen Abschnitt 61 auf, an den sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 62 anschließt. Das Einsenkprofil 6 endet auf seiner dem Prägeeinsatz 5 zugewandten Seite in einer Kreisfläche 63. Zwischen den Abschnitten 61 und 62 sowie dem Abschnitt 62 und der Kreisfläche 63 sind jeweils – nicht dargestellte – Radien vorgesehen.
Beim Bearbeiten des Blechs 1 wird nach dem Erstellen des Durchgangslochs 3 mit Hilfe des Lochstempels 2 im Rahmen eines Folgewerkzeuges der Prägeeinsatz 5 mit dem Einsenkprofil 6 unter dem Durchgangsloch 3 positioniert.
Beim Herabfahren des Blechs 1 unter Druck tritt das Einsenkprofil 6 in das Durchgangsloch 3 ein. Bei der Belastung ist darauf zu achten, dass sich keine Abdrücke auf dem Blech bilden. Aus diesem Grund wird auf eine Belastung mit Maschinenkraft verzichtet; vielmehr wird das Blech von oben federbelastet.
Unter dem hohen auf das Blech 1 ausgeübten Druck beginnt das Material des Blechs 1 im Bereich des Lochs 3 zu fließen, sodass die Kontur des Einsenkprofils 6 auf die Form des Durchgangslochs 3 übertragen wird. Es entsteht daraus das eng tolerierte Durchgangsloch 4. Gleichzeitig tritt die Kreisfläche 63 in das Blech 1 ein. Am Ende des Prägevorgangs korrespondiert hier der jeweilige Abschnitt des Durchgangslochs 4 mit dem des Einsenkprofils 6. Durch die Form der Abschnitte 62 und 63 sowie des dazwischen angeordneten Radius entsteht die Kontur des Durchgangslochs 4 in Form des Abschnitts 42 sowie der Schutzprägung 43. Dadurch ist in dem Durchgangsloch 4 einerseits die gewünschte Fase in Form des Abschnittes 42 hervorgerufen; zudem ist zur Vermeidung der Bildung einer Wulst nach dem Prägevorgang die Schutzprägung 43 geschaffen. Zudem bewirkt die Schutzprägung 43 einen sanften Eintritt des Fluids in das Loch 4. Außerdem weist vom Boden der Schutzprägung 43 gemessen der die Fase bildende Abschnitt 42 eine gleich bleibende Länge auf, und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Maschine, da je nach Betriebszustand die Kreisfläche 63 unterschiedlich tief in das Blech 1 eindringt, wovon jedoch die Länge der Fase unberührt bleibt.
Die sehr geschmeidige Ausführung des Durchgangslochs 4 führt zu einer turbulenzfreien Durchströmung der das Loch 4 durchfließenden Medien. Die aufgrund des Fehlens der Wulst ohnehin nur geringen Geräusche beim Durchströmen eines Fluids durch das Loch 4 unter hoher Geschwindigkeit oder hohem Druck werden dadurch zusätzlich reduziert. Außerdem ist eine vom Betriebszustand unabhängige Länge der Fase gewährleistet.

Claims

Vorrichtung zum Stanzen eines Lochs in Blechen mit einer Fase in einem bandförmigen Blech (1), bei dem in einem Folgewerkzeug in einer ersten Stufe zur Formung eines Durchgangslochs (3) ein Lochstempel (2) mit einem etwa der Blechdicke (a) entsprechenden Durchmesser und in einer zweiten Stufe zentrisch zur Achse des Durchgangslochs (3) ein Prägeeinsatz (5) mit einem Einsenkprofil (6), das die Kontur der Fase aufweist, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einsenkprofil (6) eine Kreisfläche (63) vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Fase ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einsenkprofil (6) ein Abschnitt (62) vorgesehen ist, der den Fasenwinkel nachbildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergang von Abschnitt (62) und Kreisfläche (63) ein Radius ausgebildet ist