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VERFAHREN UND WERKZEUG ZUM STANZEN, STUFENWEISEN ZIEHEN UND TIEFZIEHEN
AUS BANDMATERIAL IN EINER ODER MEHREREN REIHEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und ein Werkzeug zum Stanzen, stufenweisen Ziehen und Tiefziehen aus Bandmaterial
in einer oder mehreren Reihen. Aus Bandmaterial können Werkstücke-in mehreren aufeinanderfolgenden
Schritten mittels Folgeschnitten hergestellt werden, wobei das zum Weiterleiten
der Werkstücke dienende und diese verbindende Abfallnetz im Laufe des Stanzprozesses
ausgestaltet wird.
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Bei der Konstruktion eines Nehrfachziehgerät genannten (französich
auch als "Schnitt" bekannten), stufenweise, in mehreren Schritten formenden Preßwerkzeuges
können der Abstand der Operationsstellen, der Platz des Anschlages (Seitenschneider)
sowie das das Werkstück umschließende Abfallnetz, das den Platz der das Abfallnetz
ausschneidenden Werkzeuge und die Breite des Bandes bestimmt, ferner die Größe des
Bandvorschubes nicht vernachlässigt werden, deshalb gelangt ein bedeutender Prozentsatz
des Bandmaterials als Abfall in die Schmelzanlage (vgl. Handbirhvon Oehler-Kaiser:
Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge, Springer-Verlag 1966, Berin (Heidelberg), New
York, Seiten 411-414, Fig. 436, 437, 439, 440, 441, 442; sowie Romanowski: Handbuch
der Stanzereitechnik, Berlin, Verlag Technik 1965, S. 23, Fig. 3; S. 139, Fig. 92;
S. 166, Fig. 114;, S. 167, Fig. 117;, S. 374, Fig. 376).
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Infolge der hohen Stückzahl der gepreßten Gegenstände sowie der Größe
des Abfallprozentsatzes ist die Menge des Abfalls überraschend groß. Zur Verminderung
des Abfalls wurden viele erfolglose Versuche unternommen, deshalb bildet das herlömmliche,
sog. Abfallnetz mit Aussparungen auch in unseren Tagen die Basis beim Projektieren
des technologischen Prozesses.
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Zweck der Erfindung ist die Verminderung des Abfa# anteils im Laufe
der mit Hilfe des Mehrfachziehgerätes verrichteten Arbeitsprozesse.
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Ein allgemein bekanntes Verfahren bei der Projektierung der mit dem
Mehrfachziehgerät zu verrichtenden Arbeitsprozesse besteht darin, daß die Breite
des Bandmaterials in Kenntnis der ausgebreiteten Abmessung des Werkstückes vor dem
Ziehen, der Breite des das Werkstück mit dem ragratmen verbindenden und die ßchrumpfung
zulassenden Netzes sowie der Abmessung des oben erwähnten deformationsfreien Iragrahmens
festgesetzt wird. Der Tragrahmen dient, wie bek#annt# zum Weit #rleit#n des sich
in mehreren aufeinanderfolgender
Schritten deformierenden Werkstückes-
und der letzte Arbeitsvorgang des Operations zyklus ist die Entfernung des Tragrahmens
von dem nützlichen Produkt, dem Wei stück. Die Aumessungen des Tragrahmens und des
Netzes bestimmen mit der ausgebreiteten Abmessung des Werkstückes zusammen auch
den Abstand zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen des Nehrfachziehgerätes,
d.h.
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die Vorschubgröße des Bandes.
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Das auf die Beseitigung des Tragrahmens gerichtete Bestreben ist
also verstcndlich und sein Erfolg würde eine bedeutende Materialersparnis zur Folge
haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; eine Möglichkeit für die
Beseitigung der Tragrahmen zu schaffen und eine solche Lösung zu finden, die einfach
und eben deshalb ökonomischer ist als die klassische, bereits seit einem Jahrhundert
iibliche Praxis, wonach der sog. zur Weiterbeforderung dienende Streifen oder Rahmen
in dem das ausgebreitete Werkstück umgebenden Material gesichert und die für den
Seitenschneider benötigte Werkstoffzugabe projektiert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß
das Aussckneidcn der Werkstücke im ausgebreiteten Zustand symmetrisch erfolgt und
daß Bandmaterial verwendet wird, dessen Breite der größten, senlcrech# #ur Längsrichtung
des Bandes gemessenen Breite des Flächenumrisses des Werkstückes vor der Verformung
entspricht, wobei die Seitenkanten des Werkstückes einander nach dem Ausschneiden
berühren und solche kreisbogenförmige Einschnitte und/oder Ausstanzungen aufweisen,
daß zwischen den Werkstückflächen Stege entstehen, die eine für das nachfolgende
Ziehen der Werkstücke notwendige Anderung der Bandlänge und Bandbreite zulassen.
Ein Werkzeug zum Durchführen dieses Verfahrens weist gemäß der Erfindung das Merkmal
auf, daß die auf die Stanz- bzw. Ausschneidebewegung der zum Stanzen bzw. Ausschneiden
des Abfallnetzes
dienenden Werkzeuge senkrechte Fläche des Werkzeuges
auf eine durch die dem sogenannten ausgebreiteten Zustand der Werkstücke vor der
Formung entsprechenden, einander berührenden Flächenumrisse frd gelassene Abfallfläche
beschränkt ist. Zweckmäßig weist das erfindungsgemäß Werkzeug zwei befestigte (ortsfeste)
Bandaiischläge auf und diese zwei Anschläge sind zwischen den Arbeitsstellen des
ersten Ziehvorganges und des in der Fortbewegungsrichtung des Bandes darauffolgenden
nächsten Ärbeitsvorganges angebrucht, und der Abstand zwischen den auf die Fortbeweguiigsrichtung
des Bandes senkrecht ange~-ordneten Anschlägen ist kleiner als das Breitenmaß des
Bandes, aber größer als das Breitenmaß desselben nach dem ersten Ziehen.
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Das Verfahren und die Werkzeuganordnung gemäß der Erfindung erfordert
im Gerrensatz zur jahrhundortelangen Praxis keinen Tragrahmen, bzw. kein Tragband
zum Verbinden der Werkstücke während der Formung; das Material des Abfallsteges
ist nämlich auf die von den Werkstücken benötigte und durch die Umrisse der einander
berührenden Flächen der Platten fra gelassene Fläche beschränkt, Die große Bedeutung
des Verfahrens und des Werkzeugs gemäß der Erfindung wird durch den Umstand begründet,
daß mit den Werkzeugen in der Regel eine Stückzahl von Hunderttausenden, aber oft
von mehreren Millionen hergestellt wird.
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Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten anhand der Zeichnung erläutert,
welche die Formung je eines Werkstückes in dem alten (herkömmlichen) und in dem
neuen, erfindungsgemäßen Werkzeug darstellt. In der Zeichnung zeigen Fig. ia die
Arbeitsgangpbasen des erfindungsgem~aßen einreihigen Werkzeuges; Fig. ib die Arbeitsgangphasen
einer Variante des erfindungsgemäßen einreihigen Werkzeuges; Fig 2a die Arbeitsgangphasen
des erfindungsgemäßen einreihigen Werkzeuges beim Tiefziehen; Fig. 2b die Arbeitsgangphasen
des
erfindungsgemäßen doppelreihige Werkzeuges beim Tiefziehen; Fig. 3a die Arbeitsgangphaseu
des herkömmlichen einreihigen Werkzeuges; Fig. 3b die Arbeitsgang; phasen des herkömmlichen
doppelreihigen Workzeuges; Fig.
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3c die Arbeitsgangphasen einer Variante des herkömmlichen einreihigen
Werkzeuges, und Fig. 4 die Arbeitsgangphasen des erfindungsgemäßen vierreihigen
Werkzeuges beim !L#iefziehen.
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Auf die durch die einander berührenden Umrisse der zur Herstellung
des zu ziehenden Bestandteiles nötigen ausgebreiteten Platten und den Rand der Platte
begrenzte Fläche werden solche Abfallstege konstruiert, die von dem Werkstück ausgehend
sich dem benachbarten anderen Werkstück nicht in gerader, sondern in gebrochener
Linie anschließen (Fig. 1a), wodurch der auf dem Fachgebiet des Pressens allgemein
bekannte starre, nicht deformierbare und die zwei Werkstücke zusammenfassende, viel
Material benötigende Rahmen weggelassen wird. Mit diesem Schritt wird im Gegensatz
zu dem bereits hundertjährigen Vorurteil (der Praxis) auf dem Fachgebiet die relative
Menge des Plattenabfalls vermindert. Diese Lösung hat die Möglichkeit geschaffen,
die A##11m#nge durch Weglassen des zum Anstoßen am Steinschneider nötigen Blechstreifens
weiter zu vermindern. Das Anstoßen des Blechbandes wird in diesem Fall mit Hilfe
eines ortsfesten Anschlages durchgeführt, der bei dem herkönmlichen, mit Aussparung@@
versehenen Abfallnetz nicht anwendbar ist.
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Der Kern der konstruktiven Lösung des Anschlages besteht darin daß
das Mehrfachziehgerät zwischen den Arbeitsstellen des ersten Ziehvorganges und des
darauffolgenden nächsten Arbeitsvorganges angeordnet ist, aus zwei Teilen besteht
und diese auf den zwei Seiten des Blechstreifens, denselben in die Mitte nehmend,
in kleinerem Abstand voneinander als die Breite des Blechbandes angebracht den schon
au6geschhittenen flach#n Plattenabschnitt
infolge des größeren Breitenmaßes
nicht durch @@ en, wobei nach der ersten Ziehstufe die verengte Abmessung des Bandes
zwischen den zwei Anschlägen schon hindurchkommt.
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Durch diese Lösung wird der Abfall beim Zuschneiden der Platte nicht
erhöht.
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Erfolgt die Weiterbeförderung des Bandes automatisch, dann sind die
Anschläge nicht nötig.
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Bei Anwendung des in Fig. 2a dargestellten erfindungsgemäßen einreihigen
Mehrfachziehgerätes ist das Verhältnis des zu einem Werkstiick verbrauchten Materials
und des nötigen Materials 78 %. Bei dem in Fig. 3a gezeigten herkömmlichen einreihigen
Mehrfachziehgerät ist dieses Verhältnis 45 %. Die klassische Lösung ist al mit einem
55 %-igen, die erfindungsgemäße mit einem 22 %-igen Materialverlust verbunden.
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Das in Fig. 2b veranschaulichte erfindungsgemäße doppelreihige flehrfachziehgerät
verursacht bloß einen 28 zeigen Materialverlust, während bei der Anwendung der in
Fig. 3b dargestellten herkömmlichen Lösung 47 % Verlust auftritt. Außerdem ist die
Ausbildung des Abfallsteges gemäß Fig. 3b nicht geeignet, großen Werkstückdeformationen
ohne Riß zu folgen, so, daß dieser Abfallsteg zur Herstellung von Werkstücken von
größerer Ziehtiefe (z.B. 10 bis 15 mm), als sie z.B. mit der Variante gemäß Fig.
2b gesichert werden kann, nicht geeignet ist. Es sei noch erwähnt, daß durch das
Einsetzen der Werkstücke der einen Reihe zwischen die Werkstücke der anderen Reihe
eine günstigere Ausführungsvariante der Werkstückanorinung gem~aß Fig, 3b erzielt
wird, welche die Wirtschaftlichkeit des Naterialverbrauches erhöht. Die auf den
Vergleich der zwei doppelreihigen Anordnungen bezüglichen Zahlenangaben sind auf
Grund der zuletzt erläuterten, günstigeren Variante der herkönunlichen Anordnung
errechnet worden.
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Die bereits angeführten Beispiele werden noch durch den Vergleich
der herkömmlichen und der erl'indungsgemaßen
Anordnung eines ebenfalls
in großer Menge benötigten Be;taniteiles ergänzt. Die herkömmliche Anordnung mit
Aussparungen ist in Fig. 3c und die erfindungsgemäße in Fig. Ib dargestellt,' woraus
leicht ersichtlich ist, daß die Materialersparnis auch in diesem Fall sehr bedeutend
ist. Nach den Berechnungen erreicht das Maß der Plattenersparnis' 39,89 %. Schließlich
sind in'Fig. 4 die Arbeitsgangphasen eines erfindungsgemäßen vierreihigen Werkzeuges
beim Tiefziehen dargestellt, woraus ebenfalls die besonders gute Ausnützung des
Bandmaterials erkennbar ist.
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Es sei noch bemerkt, daß das erfindungsgemäße Verfahren und das Werkzeug
zur Durchführung desselben nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist.