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BESCHREIBUNG
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zu der Patentanmeldung Vorrichtung zum Ausstossen des Stanzabfalles
oder Stanzteils bei einem Stanzwerkzeug mit Abstreifer Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Ausstossen des Stanzabfalles oder Stan,zteils bei einem Stanzwerkzeug
mit Abstreifer, bei dem der Stanzstempel in einer entsprechend dem Stempelquerschnitt
geformten oeffnung in der auf der Werkstückoberfläche aufliegenden Stirnfläche des
Abstreifers geführt ist.
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Bei Stanzwerkzeugen der oben erwähnten Art besteht ein Problem darin,#den
Stanzabfall bzw. das Stanzteil sicher und störungsfrei aus der Stanzöffnung des
Werkstückes durch die Matrize nach unten auszustossen. Bei den bisher üblichen Stanzwerkzeugen
dieser Art besteht die Gefahr, dass der Stanzabfall oder das Stanzteil teilweise
im Werkstück und/oder in der Matrize hängen bleibt und dann das Werkstück zur Ausführung
des nächsten Stanzvorganges in der Werkstückebene nicht seitlich auf der Matrizenoberfläche
verschoben werden kann oder dass der Stanzabfall zusammen mit dem Stempel in die
Öffnung des Abstreifers zurückgezogen wird und dort verklemmt. Dies ist besonders
für solche Stanzmaschinen von Nachteil, die programmgesteuert aufeinanderfolgend
automatisch eine Vielzahl von verschiedenen Stanzvorgängen an einem Werkstück durchführen
müssen. Solche verklemmten Stanzabfälle
können nur durch Unterbrechen
des automatischen Stanzvorganges und Herausstossen nach abgenommenem Werkstück von
Hand beseitigt werden. Für grössere Stempelquerschnitte ist es bekannt, in der Stempelstirnfläche
einen etwa über die Stirnfläche herausragenden elastischen Druck#örper einzusetzen,
der beim Ausfahren des Stempels zusammengedrückt wird und der beim Zurückziehen
auf den Stanzabfall wirkt. Auch mit dieser nur für grössere Stempelquerschnitte
geeigneten Massnahme kann Jedoch kein sicheres Ausstossen des Stanzabfalles erreicht
werden und es können daher auch hier die oben erwähnten Nachteile nicht mit Sicherheit
ausgeschlossen werden. Letztere bekannte Massnahme besitzt ausserdem den Nachteil,
dass der Stempel erst nach Ausbau des Druckkörpers nachgeschärft werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung zu schaffen,
die bei Stanzwerkzeugen mit Abstreifer ein sicheres Ausstossen des Stanzabfalles
bzw. des Stanzteils aus dem Werkstück gewährleistet und damit die oben erwähnten
Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird automatisch unmittelbare'nach
dem Zurückziehen des Stempels in den Raum zwischen Stempelstirnfläche, Stanzloch
und dem gegebenenfalls noch mit seinem Rand mehr oder weniger teilweise im Werkstück
hängenden Stanzabfall Druckluft eingeleitet und hierdurch wird der Stanzabfall schnell
und sicher aus dem Stanzloch durch die Matrize hindurch
nach unten
ausgestossen. Der Stanzabfall kann sich also nicht zwischen Werkstück und Matrize
verklemmen und das Werkstück kann sofort wieder nach dem Zurückziehen des Stempels
in die nächste Stanzstellung bewegt werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet
sich daher insbesondere zum Einsatz bei Stanzmaschinen, bei denen die Stanzwerkzeuge
oder die zugeordneten Matrizen jeweils auf programmgesteuerten Drehtischen angeordnet
und nacheinander in die Stanzstellung unterhalb des Stanzmaschinenstössels verbringbar
sind und mit denen somit beispielsweise im Sekundenrhythmus nacheinander in einem
Werkstück die verschiedenartigsten Stanzungen durchgeführt werden können und bei
denen es wichtig ist, dass mit Sicherheit bei.der hierbei erforderlichen schnell
aufeinanderfolgenden Werkstückbewegung zwischen den einzelnen Stanzvorgängen das
Werkstück nicht in seiner Bewegung gehemmt ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung
kann auch sehr einfach bei bereits bestehenden Stanzwerkzeugen und Stanzmaschinen
verwirklicht werden, es ist beispielsweise lediglich erforderlich, am Stanzwerkzeug
im Sinne der Unteransprüche entsprechende Druckundd#i%ech luftkanäle auszubilden
undAdurch die Stanzmaschine hindurch mit einer geeigneten Druckluftquelle zu verbinden,
was ebenfalls bei den meisten handelsüblichen Stanzmaschinen auf einfache Weise
realisiert werden kann. Die erfindungsgemässe Vonichtung eignet sich auch noch für
Stanzwerkzeuge mit sehr kleinen Stempelquerschnitten wobei es in diesem Fall vorteilhaft
ist, den Druckluftkanal zum Raum oberhalb des Stanzabfalles nicht im Stempel sondern
in der diesen führenden Öffnung des Abstreifers auszubilden. Die erfindungsgemässe
Vorrichtung ist natürlich auch. für die verschiedenartigsten Stempelquerschnittesgeeignet.
Um zu vermeiden, dass während eines Stanzwerkzeugwechsels und während der Bewegung
des Werkstückes 'in die nächste Stanzstellung unnötig Druckluft aus dem Werkzeug
ausgeblasen wird, ist es gemäss einer Weiterbildung der Erfindung von Vorteil, in
der Druckluftzuleitung ein Ventil vorzusehen, das über die Steuervorrichtung des
Maschinenstössels entsprechend gesteuert ist.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin,
dass über den Druckluftkanal sehr einfach Schmiermittel an die bewegten Teile des
Stanzwerkzeuges zugeführt werden kann.
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Dadurch kann der Verschleiss erheblich verringert werden. Wegen des
sicheren Druckluftausstosses des Stanzabfalles kann die Schnittluft des Werkzeuges
grösser gewählt werden als dies bei den bekannten Stanzwerkzeugen zwecks Verhinderung
eines Zurückziehens des Stanzabfalles zusammen mit dem Stempel nötig war. Dadurch
kann auch die Ausrichttoleranz zwischen Stempel und Matrize grösser gewählt werden,
was vor allem bei programmgesteuerten Stanzmaschinen mit Revolvertellern zum Wechseln
der Werkzeuge von Vorteil ist. Es wird auch das sogenannte Aufschneiden der Stanzwerkzeuge
vermieden, der Stanzdruck und die Bruchgefahr kleiner Werkzeuge wird herabgesetzt
und die Erwähnung der Werkzeugschneide wird verringert.
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Durch das bekannte Problem der Kaltverschweissung bei Stanzwerkzeugen
dieser Art konnte bisher das Spiel zwischen Stempel und Austrittsöffnung des Abstreifers
nicht beliebig klein gewählt werden und mit den bekannten Werkzeugen war daher nur
ein Freischnitt möglich. Auch dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung
vermieden, da durch den stets sicheren Ausstoss des Stanzabfalles keine Materialablagerung
zwischen Stempel und. Abstreiferöffnung zu befürchten ist und somit die Toleranz
zwischen diesen Teilen so klein gewählt werden kann, dass der Stempel in dieser
Abstreiferöffnung bis in unmittelbare Nähe des Werkstückes gegen Seitendruck exakt
geführt ist. Damit ist erstmals bei solchen Stanzwerkzeugen ein Führungsschnitt
möglich.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei das Stanzwerkzeug
teilweise im Schnitt.
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Fig. 1 zeigt ein Stanzwerkzeug 1 mit Abstreifer 7, das in üblicher
Weise zwischen einem schematisch angedeuteten Stössel 2 und einer Matrize 3 einer
Stanzmaschine angeordnet ist und über dessen Stanzstempel 4 aus einem Werkstück
5 Löcher oder Stanzteile verschiedenen Querschnitts ausstanzbar sind. Das Stanzwerkzeug
1 ist beispielsweise zusammen mit anderen ähnlichen Stanzwerkzeugen auf einem Drehteller
einer numerisch gesteuerten Stanzmaschine angeordnet, ebenso die zugeordneten Matrizen
3, so dass nacheinander aus dem Werkstück durch entsprechende Bewegung des Werkstückes
5 der Stanzwerkzeuge 1 und der zugehörigen Matrizen 3 unterhalb des Stössels 2 die
verschiedenartigsten Stanzungen durchgeführt werden können. Der Stanzstempel 4 des
Stanzwerkzeuges 1 ist in üblicher Weise beispielsweise über einen Führungsabschnitt
6 innerhalb eines hülsenförmigen Abstreifers 7 gleitend geführt. Der Abstreifer
7 besitzt in seiner Stirnfläche 8, die plan ausgebildet ist und beim Stanzen flach
auf der Oberfläche des Werkstückes 5 aufliegt, eine- Öffnung 9, in welcher der Stanzstempel
4 gleitend geführt ist.
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Der verlängerte Führungsabschnitt 10 führt zu einer Druckplatte 11,
zwischen der Druckplatte 11 und dem Abstreifer 7 ist ein elastischer Druckkörper
oder eine Druckfeder 12 angeordnet, die den Stempel nach dem Zurückziehen des Stössels
2 automatisch in seine Ausgangsstellung anhebt.
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Nach Fig. 1 ist der Raum 13, der bei zurückgezogenem Stempel 4 sich
unterhalb der Stirnfläche des Stempels 4 und innerhalb der Öffnung 9 des Abstreifers
7 bzw. innerhalb des Stanzloches des Werkstückes 5 bildet, über einen im Werkzeug
ausgebildeten Kanal 16 mit einer Druckluftquelle 14 verbunden. Wenn nach Beendigung
des Stanzvorganges der Stempel 4 zurückgezogen wirdwShrend die ebene Stirnfläche
8 des Abstreifers 7 weiterhin flach und damit im wesentlichen luftdicht auf der
Oberfläche des Werkstückes 5 aufliegt, also den Raum 13 seitlich abdichtet, wird
Druckluft in diesen Raum 13 gepumpt und damit der Stanzabfall 15 bzw. das
Stanzteil
aus der Stanzöffnung des Werkstückes 5 durch die Öffnung der Matrize 3 hindurch
nach unten ausgestossen. Der Stanzabfall kann sich daher nicht zwischen Werkstück
und Matrize verklemmen. Für die Führung des Druckluftkanals innerhalb des Stanzwerkzeuges
1 und der Stanzmaschine zur Druckluftquelle 14 gibt es an sich die verschiedenartigsten
Möglichkeiten. Die einfachste Möglichkeit ist, den Druckluftkanal 16 im Sinne der
Fig. 1 im Stempel 4,6,10 als durchgehende Bohrung auszubilden. Dieser durchgehende
Kanal 16 mündet in der Stirnfläche des Stempels 4 und steht am anderen Ende über
eine Leitung 17 mit der Druckluftquelle 14 in Verbindung. Bei fest eingebauten Stanzwerkzeugen,
die also fest mit dem Stössel 2 der Maschine verbunden sind, könnte über einen seitlichen
Stutzen im Abschnitt 10 und eine damit verbundene Leitung der Kanal. 16 mit der
Druckluftquelle 14 verbunden sein. Bei Stanzwerkzeugen, die in einer oben erwähnten
gesteuerten Stanzmaschine eingesetzt werden, ist es von Vorteil, diesen Kanal 16
unmittelbar in der oberen Stirnfläche der Druckplatte 11 münden zu lassen und im
Stössel 2 einen entsprechenden Kanal 16? auszubilden, so dass beim Aufsetzen der
ebenen Stirnfläche des Stössels 2 auf der ebenfalls plan ausgebildeten Stirnfläche
der Druckplatte 11 der Kanal 16' mit dem Kanal 16 des Werkzeugs zur Fluchtung gelangt
und so über die in den Stössel 2 mündende Leitung 17 die Verbindung mit der Druckluftquelle
14 hergestellt wird.
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Diese Ausbildung des Druckluftkanals unmittelbar im Stanzstempelabschnitt
4 eignet sich im wesentlichen nur für grössere Stempelquerschnitte, wie dies in
Fig. 2 in Zusammenhang mit einem runden und einem quadratischen Stempeiquerschnitt
in Draufsicht auf die ebene Stirnfläche 8 des Abstreifers 7 dargestellt ist.
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Für kleinere Stempelquerschnitte, wie sie für runde oder viereckige
Ausstanzungen wiederum in Draufsicht auf die Stirnfläche 8
des
Abstreifers 7 in den Figuren 4 und 6 dargestellt sind, eignet sich eine in den Figuren
3 und 5 dargestellte Führung des Druckluftkanals. Der innerhalb der Stempelabschnitte
6,10 ausgebildete Druckluftkanal 16, der an seinem oberen Ende vorzugsweise wieder
über den Kanal 16' mit der Druckluftquelle 14 verbunden ist, mündet nach Fig. 3
über den Kanalabschnitt 18 in dem Raum 19 zwischen dem Führungsabschnitt 6 und dem
unteren geschlossenen Ende des Abstreifers 7 und die Stempelführungsöffnung 9 ist
mit mindestens einer zusätzlichen Nut 20 versehen, die ausserhalb des eigentlichen
Stanzstempelquerschnittes liegt und somit eine Verbindung zwischen dem Raum 19 und
dem Raum 13 herstellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind für den in Fig.
4 dargestellten runden Stempelquerschnitt zwei derartige Nuten 20 gegenüberliegend
angeordnet, bei dem Ausführungsbeispiel für einen rechteckigen Querschnitt nach
Fig. 4 sind Jeweils an den Ecken des Querschnitts vier derartige Nuten 20 vorgesehen.
Wenn der Stanzstempel 4 seine unterste voll ausgefahrene Stanzstellung einnimmt
und damit in die Stanzöffnung des Werkstückes 5 hineinragt, sind diese Kanäle 20
an der dicht auf dem Werkstück aufsitzenden Stirnfläche 8 des Abstreifers 7 abgedichtet
und es kann daher keine Druckluft an der Stirnseite des Abstreifers austreten. Erst
wenn der Stempel 4 etwas zurückgezogen wird, wird der Zugang von Raum 19 über die
Nuten 20 zum, Raum 13 frei und es kann damit Druckluft aus der Druckluftquell e#n
diesen Raum 13 gelangen und so wieder den Stanzabfall 15 nach unten ausstossen.
Die Nuten 20 brauchen nicht unbedingt, wie in Fig. 3 dargestellt, bis auf die Stirnfläche
8 des Abstreifers zu münden, sie könnten auch nur bis kurz vor die Stirnfläche 8
geführt sein, so dass die Druckluftzufuhr erst nach dem Zurückziehen des Stempels
4 bis hinter diese Nutenden die Druckluftzufuhr möglich ist.
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Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Führung der
Druckluft-Zufuhrkanäle. In den zylindrischen Stempelabschnitten 6
und
10 ist wieder der Kanal 16 vorgesehen, der am Ende des Führungsiaschnittes 6 in
den Raum 19 mündet. Der dünne Stempel 4, der über eine flache Befestigungsvorrichtung
am Führungsabschnitt 6 befestigt ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine
elastische Hülse 27 geführt, die sich an der Stirnwand des Abstreifers 7 abstützt
und während des Stanzvorganges zusammengedrückt wird. Damit können auch noch genaue
und sichere Stanzungen mit sehr geringen Stempelquerschnitten durchgeführt werden,
wie dies für einen rechteckigen und einen runden Stempelquerschnitt in Fig. 6 dargestellt
ist. Die Zufuhr der Druckluft aus dem Raum 19 in den Raum 13 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel
über Bohrungen 22, die in offenen Nuten in der Stirnfläche 8 des Abstreifers münden.
Auch hier könnte gegebenenfalls anstelle der offenen Nut in der Stirnwand des Abstreifers
7 eine radial nach innen gerichtete Bohrung vorgesehen sein, die erst Druckluft
in den Raum 13 gelangen lässt, wenn der Stempel 4 ein vorbestimmtes Stück über die
Stirnfläche nach oben zurückgezogen ist.
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Der Stempel 4 wirkt an sich gleichzeitig als Absperrventil für die
Druckluft. Solange er am Werkstück aufliegt, wird die Druckluft zufuhr gesperrt,
erst wenn der Stempel zurückfährt, wird die Druckluft zufuhr freigegeben. Um zu
vermeiden, dass warend des Übergangs von einem Stanzvorgang zum nächsten, bei dem
also das Stanzwerkzeug mit seinem Abstreifer 7. vom Werkstück abgehoben ist und
das Werkstück in die nächste Stanzstellung bewegt wird, unnötig Druckluft aus den
Kanälen ausströmt, ist es von Vorteil, in die Druckluftleitung 17 ein zusätzliches
Ventil 21 einzusetzen, das in nicht näher dargestellter Weise in Abhängigkeit von
der Auf- und Abbewegung des Stössels 2 der Maschine bzw. in Abhängigkeit von der
die Werkstückbewegung bzw. die Stanzwerkzeugbewegung steuernden Steuervorrichtung
der Stanzmaschine automatisch so gesteuert wird, dass Druckluft aus der Quelle 14
in den Raum 13 nur während bzw. unmittelbar nach Abschluss eines Stanzvorganges
gelangen
kann, bei abgehobenem Abstreifer 7 Jedoch die Druckluft
zufuhr unterbunden ist. Uber dieses Ventil 21 wird also immer nur kurzzeitig während
Jedes einzelnen Stanzvorganges ein Druckluftimpuls in den Raum 13 eingebracht, der
ausreicht, um den Abfall 15 aus.zustossen.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es gemäss einer Weiterbildung
der Erfindung auf einfache Weise, an die besonders dem Verschleiss unterworfenen
Teile des Stanzwerkzeugs Schmiermittel zuzuführen. Es genügt nämlich, die Druckluft
in bestimmten Zeitabständen mit Öl anzureichern, beispielsweise nach. Jedem zehnten
Stanzhub etwas Öl in den Kanal 16,17 einzuspritzen. Dieser Öltropfen gelangt dann
zerstäubt über den Kanal 16 inden Raum 19 und von dort zu den bewegten Werkzeugteilen.
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Fig. 7 bis 9 zeigen die Verwirklichung der Erfindung bei einem Stanzwerkzeug,
bei dem mehrere Stempel 4 an einer gemeinsamen Stempelhalterplatte 23 gehalten und
in eine Führungsplatte 24 geführt sind. Die zugehörigen Stempelquerschnittsformen
zeigen die Figuren 8 und 9, Fig. 9 zeigt auch das damit hergestellte fertige Stanzteil
26. Der Druckluftkanal 16 ist zwischen Führungsplatte 24 und der darunter angeordneten
Abstreiferplatte 25 ausgebildet.
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Die Druckluft wird aus dem Kanal 16 wieder über die Nuten 20 der Abstreiferöffnungen
wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 in die Stanzöffnungen 13 geblasen.
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Patentansprüche