DE3016140A1 - Verfahren zum herstellen von aus stahlband geformten loch- und schneidbzw. stanzwerkzeugen - Google Patents

Description

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~ T "" 25· April 1980 L-Hg/K

United Tool & Die, Inc. Columbia, South Carolina, V.St.A.

" Verfahren zum Herstellen von aus Stahlband geformten Loch- und Schneid- bzw. Stanzwerkzeugen "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von aus Stahlband geformten Loch- und Schneidwerkzeugen, und insbesondere eine Verbesserung des Verfahrens und der Vorrichtung, die in der US-PS 3 152 492 beschrieben sind.

Das in diesem Patent beschriebene Verfahren ist das folgende: Eine aus Stahlband geformte erste Matrize wird auf einem Matrizenblock hergestellt, der mit Paßstiftlöchern versehen

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ist, um die Matrize in einem üblichen Hauptstanzwerkzeug auszurichten. Ein Patrizenrohling wird auf eine Patrizenplatte aufgebracht, die entsprechende Ausrichtmittel aufweist, und mit einer festhaftenden, eindruckfähigen Schicht aus härtbarem Harz, wie Epoxypaste, belegt. Die Matrize und die Patrize werden dann in einer Einheit ausgerichtet und fluchtend in die gleichen Relativstellungen gebracht, die sie in dem Stanzwerkzeug haben, wobei die Schneidelemente der Matrize in die weiche Harzschicht auf der Patrize eingepreßt sind. Das Harz wird dann ausgehärtet, um in der Harzschicht auf dem Patrizenrohling einen exakten und genauen Eindruck der Schneidelemente der Matrize zu hinterlassen. Der Patrizenrohling wird dann entnommen, gesägt und gefeilt, um eine Patrize zu bilden, die dem Eindruck in dem Harz entspricht. Dieser letzte Arbeitsgang umfaßt normalerweise das Schneiden des Rohlings zur Bildung eines Spaltes, der der Eigenschaft und der Stärke des durch das Stanzwerkzeug zu lochenden und zu schneidenden Materials angemessen ist, d.h., daß die maschinelle Bearbeitung über die Harzränder hinaus ausgeführt werden muß, die durch den Eindruck der Schneidelemente der Matrize gebildet wurden. Um den entstandenen Spalt zu prüfen, wird eine zweite Schicht von härtbarem Kunststoff auf die Patrize, deren Ränder übergreifend aufgebracht und die Matrize und die Patrize werden dann ausgerichtet wieder zusammengefügt, wobei sich die Ränder der Patrize teleskopartik an den Arbeitskanten der· Schneidelemente vorbeibewegen. Die zweite Harzschicht wird dann gehärtet, um an den Rändern der Patrize

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eine Stärke von gehärtetem Harz zu bilden, die dem Spalt entspricht. Die Teile werden dann voneinander getrennt und die Spaltdicke wird direkt gemessen. Wenn eine Spaltkorrektur erforderlich ist, müssen die Spaltprüfschritte wiederholt werden und es kann erforderlich sein, daß diese Wiederholung mehrmals erfolgt.

Das in diesem Patent beschriebene Verfahren ist vorteilhaft zum Herstellen einer großen Anzahl von Loch- und Schneid- bzw. Stanzwerkzeugen, besonders zur Verwendung zum Stanzen und Schneiden von großen Blechplatten, wie die Seiten-und Türteile für Haushaltskühlschränke und andere Gehäuse, die Loch- und Ausschneidvorgänge in gewissen Bereichen erforderlich machen, die jedoch große Bereiche umfassen, in denen derartige Vorgänge nicht erforderlich sind.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen des vorbeschriebenen Verfahrens in einer Anzahl von Beziehungen. In erster Linie werden die Mittel zum Erlangen des erforderlichen Spaltes zwischen den Stahlband-Schneidelementen und den Schneidkanten der zugeordneten Patrize verbessert. Die Erfindung eliminiert die Mutmaßung bei der maschinellen Bearbeitung der Patrize über die Ränder der Harzschicht hinaus, die den Eindruck der Stahlbandschneidelemente darstellen, und eliminiert den zusätzlichen Schritt oder die zusätzlichen Schritte, die zum Prüfen des nach dem

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bekannten Verfahren hergestellten Spaltes erforderlich sind. Dies spart nicht nur Zeit, sondern erzeugt den erforderlichen Spalt mit größerer Genauigkeit. Ein zweites Merkmal der Erfindung erleichtert den maschinellen Bearbeitungsschritt und erhöht die Genauigkeit, mit der der Matrizenrohling zu den Eindruckrändern des gehärteten Harzes bearbeitet wird. Ferner werden gemäß der Erfindung Zeit und Material beim Bilden der eindruckfähigen weichen Schicht von härtbarem Harz gespart, und das Harz wird gezwungen, genauer die Form des Schneidwerkzeuges auszufüllen.

Gemäß der Erfindung werden diese Vorteile auf folgende Weise erreicht. Bevor die weiche Schicht aus härtbarem Harz auf den Patrizenrohling aufgebracht wird, werden Abdeckelemente auf die Oberfläche des Patrizenrohlings aufgeklebt, um auf diesem abgegrenzte Bereiche gegenüber den Schneidelementen des ersten Stanzwerkzeuges zu bilden, wonach die weiche Schicht aus härtbarem Harz nur auf diese abgegrenzten Bereiche aufgebracht wird und andere Bereiche des Matrizenrohlings, an denen kein Lochen oder Schneiden erfolgen muß, werden unbeschichtet gelassen. Die Abdeckelemente sparen nicht nur Zeit und Material, das sonst erforderlich wäre, um die gesamte Oberfläche des Patrizenrohlings zu bedecken, sondern die Abdeckelemente, die dicht an den Schneidelementen angeordnet sind, bilden Dämme, die das weiche Harz am Platz halten und dieses zwingen, den durch die Schneidelemente begrenzten

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Raum vollständiger zu füllen und das Harz in Taschen oder schmale Räume drücken, die dazu neigen, nach dem bekannten Verfahren nicht vollständig ausgefüllt zu werden.

Ferner werden die Schneidseitenflächen der Schneidelemente des ersten Formwerkzeugs, bevor diese in die weiche Schicht aus härtbarem Harz eingedrückt werden, mit einer oder mehreren Lagen eines Bandes vorbestimmter Dicke bedeckt, um an diesen Rändern eine zwischenraumerzeugende Lage gewünschter Stärke zu erzeugen. Wenn das aus Stahlband geformte erste Stanzwerkzeug dann verwendet wird, um einen Eindruck in der eindruckfähigen weichen Schicht aus härtbarem Harz auf dem Patrizenrohling zu machen, erzeugt diese Bandlage bei diesem Eindruck einen Spalt gemäß der Dicke der aufgebrachten Bandlage, so daß dann, wenn die Patrize danach maschinell an den bekannten Flächen des Eindruckes bearbeitet wird, dieses Bearbeiten den gewünschten Spalt erzeugt.

Ferner werden, nachdem der gehärtete Eindruck gebildet und die Matrize abgehoben worden ist, jedoch vor der maschinellen Bearbeitung, die breiten Randflächen dieses gehärteten Eindrucks mit einer färbenden Lösung bedeckt, die darauf eine Oberflächenschicht oder eine Farbschicht einer Farbe erzeugt, die von der darunterliegenden Harzfarbe absticht und die zu einem gewissen Ausmaß in die Oberflächenschicht des Harzes eindringt. Der

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maschinelle Bearbextungsschritt wird dann durchgeführt und durch Beobachten des Abhebens der Farbe von den breiten Harzrändern gesteuert, die den Eindruck der Schneidelemente der ersten Stanzform darstellen. Es ist beispielsweise als ausreichend gefunden worden, eine rotfärbende Lösung zu verwenden, wie diese, die gewöhnlich bei der Werkzeug-und Stanzformbearbeitung verwendet wird, um eine Farbschicht auf der Metalloberfläche für Anreißzwecke zu erzeugen. Beim maschinellen Bearbeiten des Patrizenrohlings, der einen derart gefärbten Eindruck auf sich trägt, wird der Endfeilschritt gestoppt, wenn das Feilen beginnt, die Rotfärbung abzuheben und sich die Farbe des den Eindruck begrenzenden Randes von Rot in Rosa verändert.

Die Zeichnungen illustrieren ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, das die beste Art und Weise erläutert, die vom Erfinder zur Ausübung des Verfahrens vorgeschlagen wird, und zeigen weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung. In diesen Zeichnungen sind,

Fig. 1 eine schaubildliche auseinandergezogene

Darstellung eines Stahlbandes, das der Außenlinie eines herzustellenden Stanzteiles entsprechend geformt ist, und eines Matrizenblockes, der zur Aufnahme des Stahlbandes geschlitzt ist, um eine Stanzform zu bilden;

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Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer üblichen Stanzform, die aus den in Fig. 2 veransahaulichten Teilen gebildet ist;

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht einer Zusammenbau-Vorrichtung, wie sie zur Ausübung des bekannten Verfahrens verwendet wird;

Fig. 4 eine perspektivische auseinandergezogene Vorderansicht eines Hauptstanzwerkzeuges, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stanzwerkzeuge umfaßt;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Einheit, der eine Patrizenrohling-Einheit, die auf die Zusammenbauvorrichtung nach Fig. aufgesetzt ist, zeigt, wobei die Stanzform nach Fig. 2 mit dieser vereinigt ist und deren Schneidelemente in die Harzschicht auf dem Patrizenrohling eingedrückt sind;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Patrizenrohlinge zum Ausschneiden eines großen Türzuschnittes, wobei Abdeckelemente neben den Linien angeordnet sind, an denen der Rohling zu bearbeiten ist, um eine Formpatrize zu bilden;

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Fig. 7 ein im Maßstab vergrößerter Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6, der das Verhältnis der Teile beim Formen eines gehärteten Harzeindruckes auf dem Patrizenrohling zum Ausführen und Kontrollieren des Patrizenrohling-Bearbeitungsvorganges veranschaulicht j

Fig. 8 eine diagrammartige Ansicht, die den Schritt des Sägens des Patrizenrohlings zu einer der durch den Eindruck gebildeten Harzschicht angenäherten Gestalt veranschaulicht;

Fig. 9 eine diagrammartige Ansicht, die den Schritt des Aufbringens einer Farblösung bzw. -beschichtung auf die den Eindruck begrenzenden Randflächen der Harzschicht erläutert, und

Fig.10 eine diagrammartige Ansicht, die den Endbearbeitungsschritt erläutert, bei dem der Rohling maschinell, beispielsweise durch Feilen der gefärbten Oberfläche der den Eindruck begrenzenden Randfläche der Harzschicht bearbeitet wird.

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Das Hauptstanzwerkzeug, das in Fig. 4 veranschaulicht ist, umfaßt eine obere Stanzenplatte 10 mit Führungshülsen an ihren hinteren Ecken und eine untere Stanzenplatte 14, die an ihren hinteren Ecken Führungssäulen 16 trägt, die von den Führungshülsen 12 aufgenommen werden, so daß die obere Stanzenplatte zur genauen Hin- und Herbewegung zur unteren Stanzenplatte lotrecht geführt wird.

Ein Stahlband-Schneidwerkzeug 20 ist an der oberen Stanzenplatte 10 angeordnet und durch Paßstifte 11, die in der Stanzenplatte befestigt sind und die von Paßstiftlöchern 22 aufgenommen werden, an dieser ausgerichtet und durch Schrauben 13 festgelegt , die in die Stanzenplatte eingeschraubt sind. Ein Patrizenwerkzeug 30 mit einer Patrize 39 ist auf Anpaßschienen 18 auf der unteren Stanzenplatte 14 angeordnet und auf dieser durch Paßstifte 15 ausgerichtet, die in der unteren Stanzenplatte 14 befestigt sind,und ist durch in die Stanzenplatte 14 eingeschraubte Schrauben17 festgelegt. Die Positionen der Paßstifte und der Schrauben liegen in einem üblichen Muster. Die Paßstifte 11 und 15 der beiden Stanzenplatten liegen in genau vertikaler Flucht und die Paßstiftlöcher 22 und 32 in den beiden Werkzeugen 20 und 30 fluchten koaxial, um als Bezugslöcher für die Ausrichtung der beiden Werkzeuge zu dienen.

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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Konstruktion von genau im Zusammenhang stehenden Stanzwerkzeugen 20 und 30 unter Verwendung eines Standartpreßwerkzeuges 10 bis 14 als Führungseinrichtung zum Ausrichten der Stanzwerkzeuge während der Herstellung ausgeführt werden. Alternativ können die Stanzwerkzeuge während der Herstellung mit einer einfachen Zusammenbauvorrichtung ausgerichtet werden, wie diese in der US-PS 3 152 492 erläutert und nachstehend beschrieben wird, wobei in diesem Falle die Verwendung des Standartwerkzeuges selbst nicht erforderlich ist.

Das obere Stahlband-Schneidwerkzeug 20 wird zuerst hergestellt und kann durch verschiedene bekannte Techniken ausgeführt werden. Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Schneidwerkzeug 20 umfaßt einen Schneidwerkzeugblock 21 aus Sperrholz mit einer Stärke von etwa 19 mm, vorzugsweise ein hochdichtes Material, das speziell für diesen Zweck hergestellt wird. Für schwerere Formwerkzeuge wird ein etwa 25 mm starkes Material verwendet. Die genaue Außenlinie des gewünschten Stanzteiles wird auf der Oberfläche des Schneidwerkzeugblockes 21 angerissen und ein Schlitz 23 wird dann genau in den Block längs der angerissenen Linien gesaägt, wobei diese Linien einen Rand des Schlitzes bilden, in diesem Falle den inneren Rand. Die Breite des Schlitzes ist so gewählt, daß sie das Stahlband mit leichtem Preßsitz aufnimmt. Der Schlitz ist vorzugsweise zur Bildung von

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Brücken 25 unterbrochen, die den Mittelteil einstückig mit dem äußeren Randteil des Schneidwerkzeugblocks verbinden. Er kann jedoch auch gewünschtenfalls kontinuierlich sein. Der Block wird dann genau zur Aufnahme von Lochsianpeln 28 gebohrt, wie Fig. 2 zeigt, und wird dann genau zur Bildung von Paßstiftlöchern 22 und Schraubenlöchern in genauerReIation zum Schlitz 23 so gebohrt, daß sie der Paßstift 11- und Schrauben 13-Anordnung der oberen Stanzenplatte 10 des Hauptstanzwerkzeuges oder dem Halter entsprechen, auf dem das Werkzeug 20 verwendet werden soll.

Eine Stahlband-Schneidklinge 26 wird dann aus einem Stahlband gefertigt, das eine Stärke hat, die einen leichten Preßsitz im Schlitz 23 ermöglicht. Üblicherweise kann das Stahlband etwa ein 8. oder ein 10. Stahlband sein mit einer Stärke von 2,9 oder 7,6 mm und eine Breite von 32 oder 28 mm. Es wird am Boden mit Schlitzen 27 versehen, um die Brücken 25 des Werkzeugblockes 21 zu überbrücken. Die in die gewünschte Gestalt gebrachte Stahlbandschneidklinge 26 wird dann gehärtet und die gehärtete Schneidklinge wird dann in den Schlitz 23 eingesetzt. Das entstehende Stahlbandschneidwerkzeug wird dann auf Genauigkeit geprüft und wird, wenn Fehler gefunden werden, auf seine genauen Dimensionen und Toleranzen geschliffen und justiert. Die verwendete Stahlband-Schneidklinge kann von üblichem Querschnitt sein, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt und an ihrer Arbeitskante mit

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einer 45° Schräge versehen sein. Die geformte Schneidklinge 26 wird normalerweise geschliffen, um die scharfe Kante zu entfernen und einen schmalen flachen Steg 29, wie Fig. 5 zeigt, zu bilden. Die Breite dieses Steges 29 wird in Abhängigkeit von der Eigenschaft und der Stärke des zu schneidenden Materials abhängen und sollte groß genug sein, um den erforderlichen Scherdruck zu erzeugen, jedoch schmal genug, um mindestens sich selbst in solches Material einzudrücken, um sich mit diesem zu verblocken, um seitliche Biegebeanspruchung zu vermeiden. Die Lochstempel 28 werden dann in den Schneidwerkzeugblock 21 eingefügt und die Genauigkeit ihrer Stellung wird geprüft. Das erzeugte Stanzstück wird die gleichen Dimensionen haben, wie das Schneidwerkzeug 20 und dieses muß daher mit einer Genauigkeit sichergestellt werden, die den geforderten Toleranzen im fertigen Stanzstück entspricht.

Das dazugehörige Patrizenwerkzeug 30 wird danach gefertigt. Dazu wird das vollkommen fertiggestellte Stahlband-Schneidwerkzeug 20 verwendet. Ein Patrizenrohling 31 ist auf einer Elatte33 mittels Paßstiften 35 und Schrauben 36 angeordnet und relativ zu Paßstiftlöchern 32 in der Platte so ausgerichtet, daß er unter dem Stahlband-Schneidwerkzeug liegt, wenn die beiden Werkzeuge zusammengefügt sind, wobei die Paßstiftiöcher 22 und 32 fluchten, wie Fig. 5 zeigt. Zur weiteren Herstellung des Patrizenwerkzeuges für das Stanzwerkzeug werden Abdeckblöcke, wie Blöcke aus geschäumtem Kunststoff, der unter der Marken-

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bez eichnung "Styrofoam" vertrieben wird, auf die obere Fläche des Patrizenrohlings 31 in geringem Abstand von den Stellen aufgeklebt, an denen der Rohling von der Stahlband-Schneidkante 26 und den Lochstempeln 28 berührt wird, um begrenzte Bereiche an und neben diesen Stellen zu bilden. Die Abdeckblöcke 34 bilden einen Damm, durch den das weiche Harz in diesen begrenzten Bereichen gehalten und damit gezwungen wird, den Raum zwischen den Blöcken und den Stanzelementen 26 und 28 auszufüllen. Die Verwendung derartiger Blöcke verbessert die Vollständigkeit und Genauigkeit mit der sich das Harz an die Oberflächen der Stanzelemente anpaßt.

Der so vorbereitete Patrizenrohling wird dann auf eine Zusammenbauvorrichtung 40 montiert, wie dies in Fig. 3 und 5 veranschaulicht ist. Diese Zusammenbauvorrichtung umfaßt eine Grundplatte 42, auf der genau zwei senkrecht stehende Pfosten befestigt sind, die präzis in Größe und Lage den Paßstiften und 15 des Hauptstanzwerkzeuges 10-14 entsprechen, auf denen die Werkzeuge 20 und 30 verwendet werden sollen.

Zum Zwecke des Erzeugens des gewünschten Spaltes zwischen den Stanzelementen 26 und 28 des oberen Schneidwerkzeuges 20 und des Patrizenwerkzeuges, das aus dem Patrizenrohling 31 gefertigt werden soll, wird eine Lage oder mehrere Lagen eines Bandes 37 bekannter Dicke auf die innere oder Scherfläche

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der Stahltand-Schneidklinge 26 aufgebracht, vorzugsweise über dessen gesamte freiliegende Höhe, die von dem Schneidwerkzeugblock 21 vorspringt, wie dies Fig. 5 zeigt. Um einen entsprechenden Spalt zwischen den Lochstempeln 28 und dem Patrizenwerkzeug zu schaffen, wird eine Lage oder mehrere Lagen des Bandes 37 ebenfalls auf die Seitenfläche jedes Lochstempels 28 über seine gesamte vorspringende Länge aufgebracht, wie dies auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Es ist als günstig erkannt worden, einen Vorrat von druckempfindlichem Gellop^Hn oder Kunststoffband in verschiedenen Stärken in der Größenordnung von 0,025 mm bis 0,15 mm zur Verfügung zu haben und diese einzeln oder in Kombination zu verwenden, um die Spalt bildenden Lagen des Bandes 37 wie gewünscht auf den Stanzelementen aufzubauen.

Die begrenzten Bereiche zwischen den Abdeckblöcken J>h- und den Rändern des Patrizenrohlings 31 werden dann mit einer dicken Schicht 38 eines eindruckfähigen rohen Harzes, beispielsweise

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Epoxyharz bedeckt. Das Harz wird nicht ausgehärtetem Zustand aufgebracht und wird vorzugsweise teilweise zu einem weichen eindruckfähigen Zustand vorgehärtet. Die Harzschicht hat vorzugsweise mindestens eine Stärke von etwa 3 mm und kann stärker aufgetragen werden etwa bis zu 6 mm.

Der Patrizenrohling 31» der auf der Platte 33 angeordnet ist und eine weiche eindruckfähige Harzschicht 38 trägt, wird auf die Zusammenbauvorrichtung aufgebracht, wobei die Platte 33

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auf der Grundplatte 42 ruht und durch das Einführen der Pfosten 44 in die Paßstiftlöcher 32 ausgerichtet ist. Die Stanzelemente des oberen Schneidwerkzeuges 20, nämlich die Stahlband-Schneidklinge 26 und die Lochstempel 28, die alle an ihren Schneidflächen die spalterζeugenden Lagen des Bandes 37 tragen, sind mit Wachs oder anderen Komponenten überzogen, um Adhäsion durch das Harz zu verhindern. Das vollständige obere Werkzeug 20 wird dann auf die Zusammenbauvorrichtung 40 durch Aufbringen der Paßstiftlöcher 22 auf die Pfosten 44 aufgesetzt, wobei der Steg 29 des Stahlbandes abwärts gerichtet ist. Das obere Werkzeug wird dann auf den Pfosten 44 abgesenkt, um die Arbeitskanten der Stanzelemente 26 und 28 mit der Harzschicht 38 in Berührung zu bringen. Danach wird das obere Werkzeug 20 niedergedrückt, um ein Eindrücken der Stanzelemente selbst in das weiche Harz zu bewirken, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Dieser Druck kann manuell erzeugt werden, es wurde jedoch festgestellt, daß es günstiger ist, eine Druckluftpresse zu benutzen.

Die so zusammengefügte Einheit wird dann auf Raumtemperatur belassen, wobei das obere Werkzeug 20 in das weiche Harz eingedrückt bleibt, bis das Harz vollständig zu einem harten Zustand ausgehärtet ist. Dies erzeugt in der Harzschicht einen bleibenden Eindruck der Stanzelemente des oberen Werkzeuges 20 mit einem aufgrund des Bandes 37 auf den Elementen erzeugten

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Spalt , der durch die Stärke der Bandlagen bestimmt ist. Dieser Eindruck ist durch breite Randflächen 48 der Harzschicht 38 begrenzt. Danach werden die Werkzeuge 20 und 30 von der Zusammenbauvorrichtung 40 gelöst und der den Eindruck der Stanzelemente 26 und 28 des oberen Werkzeuges 20 in der Harzschicht 38 tragende Patrizenrohling 31 wird von der Platte 33 entfernt.

Die nächsten beiden Verfahrensschritte, die in Fig. 8 und 9 dargestellt sind, können in beliebiger Weise ausgeübt werden. Wie in Fig. 8 angedeutet ist, wird der Randteil 31a des Patrizenrohlings 31 weggeschnitten, beispielsweise durch Sägen längs eines Sägeschnittes S dicht an den Randflächen 48 der Kunststoffschicht 38, jedoch in einem Abstand von diesen. Die sich ergebenden, freistehenden Flächen 48 werden dann mit einem färbenden Material oder einer Farbe entweder mit einem Pinsel oder einer Sprühvorrichtung 46 (Fig. 9) beschichtet. Die aufgebrachte Beschichtung 49 hat vorzugsweise eine Farbe, die von der Farbe des Harzes in der Schicht 38 absticht, beispielsweise ist die Farbe der Beschichtung 49 vorzugsweise rot, wenn der Kunststoff eine graue oder weiße Farbe hat. Ein vorteilhaftes Beschichtungsmaterial ist eine Anreißflüssigkeit oder Tinte, wie sie üblich zum Bedeken von Metalloberflächen verwendet wird, wenn auf diesen Oberflächen Anreißlinien angebracht werden sollen. Ein derartiges Material ist unter

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dem Handelsnamen "Dykema" erhältlich. Diese Farbe bildet eine dünne Beschichtung der Randfläche 48 des Harzes und kann in geringem Umfang ein kurzes Stück von der Oberfläche aus in das Harz eindringen, wie dies in Fig. 9 angedeutet ist.

Als nächster Verfahrensschritt wird der rohe, vorspringende Randteil des Patrizenrohlings 31 maschinell bis zur Randfläche 48 entfernt, die durch den Eindruck im Harz 38 gebildet ist. Dies kann auf jede übliche Weise erfolgen, wird jedoch mindestens in den letzten Abschnitten vorzugsweise mit einer angetriebenen Feile 50 ausgeführt, die in einer senkrecht zu einem Auflagetisch 52 stehenden Ebene hin- und herbewegt wird, wie Fig. zeigt. Diese Endbearbeitung wird durch Beobachten der Randfläche 48 kontrolliert und wird solange fortgeführt, bis das Werkzeug die Randfläche 48 berührt und beginnt die darauf befindliche Farbe zu entfernen. Wenn rote "Dykema^M-Anreißfarbe als Farbstoff verwendet wird, ist es als günstig festgestellt worden, die Endbearbeitung solange fortzusetzen, bis die rote Oberflächenbeschichtung auf der Randfläche 48 zumindest zum Teil entfernt ist und die Farbe der Oberfläche sich von Rot in Rosa ändert.

Eine derartige Endbearbeitung wird über den gesamten Umfang des Patrizenrohlings 31 ausgeführt, um dessen Umfangsflache in Übereinstimmung mit dem Eindruck zu bringen, der von den bandbedeckten Schneidflächen der Stahlband-Schneidklinge 26

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in der Harzschicht 38 erzeugt wurde. In einer ähnlichen Weise wird der Patrizenrohling 31 gebohrt und maschinell an der Randfläche 48 bearbeitet, die durch den Eindruck des bandbedeckten Lochstempels 28 gebildet ist, um eine Öffnung darin für den Lochstempel 28 auszubilden. In jedem Falle wird die fertige an dem Patrizenrohling 31 erzeugte Scherfläche koplanar mit der Randfläche 48 der Harzschicht 38 sein, die durch die mit einer Spalt bildenden Lage des Bandes 37 auf den Scherflächen des oberen ¥erkzeuges 20 erzeugt ist, so daii diese Scherflächen am Patrizenrohling 31 einen Abstand von den Scherflächen des oberen Schneidwerkzeuges 20 haben werden, wobei dieser Zwischenraum bzw. dieser Spalt gleich der Stärke der Lage des Bandes 37 ist. Die Verwendung des Bandes erzeugt auf diese Weise genau einen Spalt, der durch die Stärke der Lagen des Bandes 37 bestimmt ist, das zur Vorbereitung des oberen oder ersten Schneidwerkzeuges 20 zum Herstellen des Eindruckes in der Harzlage 38 verwendet worden ist, auf den der Patrizenrohling 31 maschinell bearbeitet worden ist.

Um den fertiggestellten Patrizenrohling 31 als Werkzeugpatrize 39 verwenden zu können, werden die Abdeckblöcke 34 und der Rest der Harzschicht 38 von der Oberfläche des Patrizenrohlings 31 entfernt und die fertige Werkzeugpatrize 39 wieder auf die Platte 33 montiert. Diese Einheit bildet ein Patrizenwerkzeug 30, das dann auf die untere

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Stanzenplatte 14 montiert wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das zur Bildung des Eindruckes auf dem Patrizenrohling 31 benutzte Band 37 wird von den Stanzelementen des oberen Schneidwerkzeuges 20 entfernt und dieses dann an der oberen Stanzenplatte 10 befestigt. Die beiden Stanzwerkzeuge werden durch Paßstifte 11 und 15 ausgerichtet, die in die Paßstiftlöcher 22 und 32 in den beiden Werkzeugblöcken eindringen, so daß beide Werkzeuge in der Flucht die gleiche Beziehung haben, wie auf der in Fig. 5 dargestellten Zusammenbauvorrichtung.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines größeren Stanzwerkzeuges ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Fig. 6 zeigt einen großen Patrizenrohling 131» der zum Ausschneiden eines Türteiles aus einer Blechplatte verwendet werden soll. Bei dem fertigen Patrizenwerkzeug werden die Ränder des Türteiles an den Stellen abgetrennt . sein, die durch unterbrochene Linie 133 gekennzeichnet sind. Eine Fensteröffnung wird an der Stelle eingebracht sein, die durch unterbrochene Linie 135 bezeichnet ist und eine Türhandgrifföffnung wird an der Stelle eingestanzt sein, die durch den unterbrochenen Kreis 137 angezeichnet ist. Abdeckblöcke 140 aus geschäumtem Kunststoff sind auf die Fläche des Patrizenrohlinges I3I in einem geringen Abstand einwärts von den Linien 133 aufgeklebt und weitere Blöcke 142 sind auf die Oberfläche des Patrizenrohlings 131 um die Linie 135 für die Fensteröffnung und ein Füllblock 143 ist in die Mitte der Fensteröffnung aufgeklebt. Ein Ring 144 aus Abdeckmaterial ist auf

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die Oberfläche des Patrizenrohlinges I3I um die Linie 137 für den Türhandgriff herumgeklebt. Wenn sich die Abdeckelemente alle an ihrem Platz befinden, werden die durch die Blöcke 142 bis 144 begrenzten Bereiche, die die Linien 133, 135 und 137 enthalten, mit einer eindruckfähigen Schicht 138 eines rohen Harzes, beispielsweise von Epoxyharz beschichtet.

Der entstehende Patrizenrohling wird auf eine Zusammenbauvorrichtung oder ein Hauptstanzwerkzeug aufgebracht und ein zugehöriges Stanzwerkzeug 120, das durch die Zusammenbauvorrichtung oder das Hauptstanzwerkzeug fluchtend gehalten ist, wird abwärts zur Oberfläche des Patrizenrohlinges 131 in der gleichen vorbeschriebenen Weise bewegt, wie Fig. 7 zeigt. Das obere Schneidwerkzeug 120 umfaßt einen Schneidwerkzeug-block 121, der eine Stahlband-Schneidklinge 126 trägt, um längs der in Fig. angegebenen Linie 133 zu schneiden, und weist ferner einen Lochstempel 128 zum Ausstanzen der Türhandgriff Öffnung auf, die durch die Linie 137 in Fig. 6 angedeutet ist. Vorher werden die Schneidflächen der Stanzelemente 126 und 128 mit einer einen Spalt erzeugenden Lage eines Bandes 37 vorbestimmter Stärke bedeckt, um einen gewünschten Spalt zwischen den Stanzwerkzeugen auszubilden. Die vorspringenden Enden der Stanzelemente 126 und 128 werden dann in die e'indruckfähige Schicht 138 des weichen Harzes eingedrückt und dieses mit dem in das Harz ein und gegen die Oberfläche des Patrizenrohlings I3I gepreßten Elementen zum Aushärten gebracht. Wie vorbeschrieben erzeugt

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dies einen genauen Eindruck der Stanzelemente des oberen Schneidwerkzeuges mit einem Spalt, der durch die Lage des Bandes 37 erzeugt wird, wobei dieser im ausgehärteten Harz festgelegte Eindruck durch die breiten Randflächen 48 begrenzt ist. Der den festen Eindruck des oberen Formwerkzeuges tragende Rohling wird dann entnommen und durch die in Fig. 8 bis 10 veranschaulichte Folgg^von Schritten fertiggestellt. Der Rohling wird dabei längs der Sägeschnittbreite S geschnitten, die dicht an dem durch die Randfläche 48 begrenzten Eindruck verläuft, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Diese Randflächen 48 werden dann mit einer färbenden Flüssigkeit (Fig. 9) beschichtet und der Rohling wird dann maschinell fertigbearbeitet bis zu den gefärbten Randflächen 48, beispielsweise mit einer Feile oder einem anderen Maschinenwerkzeug, wie dies in Fig. 10 veranschaulicht ist. Das aus dem Patrizenrohling 131 gefertigte Patrizenwerkzeug wird auf eine Stanzenplatte montiert und bildet ein Stanzwerkzeug, das zusammen mit dem Stahlband-Schneidwerkzeug 120 verwendbar ist und das genau so ausgebildet ist, daß es ein Gegenstück zu dem oberen Schneidwerkzeug 120 darstellt und einen Abstand bzw. einen Spalt aufweist, der durch die Stärke der Lagen des verwendeten Bandes 37 bestimmt ist.

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Claims (9)

3016U0 25. April 1980 L-Hg/K United Tool & Die, Inc. Columbia, South Carolina, V.St.A. Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von aus Stahlband geformten Stanzwerkzeugen, dad urch gekennzeichnet, daß ein erstes Stahlband-Stanzwerkzeug geformt wird, das Stanzelemente, die Schneidseitenflächen aufweisen, und Einrichtungen zum Positionieren des Werkzeuges in einem Halter umfaßt,

dann ein Patrizenrohling auf einem Support angeordnet wird, der Kinrichtungen zum fluchtenden Positionieren des Rohlings mit dem ersten Stanzwerkzeug hat, dann auf die Schneidseitenflächen der Stanzelemente eine Windung oder mehrere Windungen eines Klebbandes vorbestimmter Stärke zur Bildung einer einen Spalt bildenden Lage auf diesen aufgebracht wird,

dann eine Schicht eines klebenden, eindrückfähigen, weichen aushärtbaren Harzes auf den Patrizenrohling in Bereichen aufgebracht wird, die den Stanzelementen des ersten Stanzwerkzeuges gegenüberliegen, wobei die Schicht von einer wesentlichen Dicke ist, um einen Stanzelementeindruck zu

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bilden, der durch Randflächen von wesentlicher Breite begrenzt ist,

dann das erste Stanzwerkzeug fluchtend mit dem Patrizenrohling zusammengefügt und mit seinen Stanzelementen tief in die weiche eindrückfähige Harzschicht eingepreßt wird und in der Schicht breite Randflächen bildet, die den Außenflächen der den Spalt bildenden Bandlage auf den Schneidseitenflächen der Stanzelemente entsprechen, danach die Harzschicht mit den so eingebetteten Teilen zur Bildung eines gehärteten Eindruckes ausgehärtet wird, der durch die breiten Randflächen begrenzt ist, und schließlich der Patrizenrohling zur Bildung einer zum ersten Stanzwerkzeug passenden und mit einem der Dicke des Bandes sprechenden Spalt von diesem beanstandeten Stanzpatrize spanabhebend bis zum gehärteten Eindruck bearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die breiten Randflächen des gehärteten Eindruckes eine dünne Schicht aus Kontrastfarbe vor dem spanabhebenden maschinellen Bearbeiten aufgebracht wird und das spanabhebende Bearbeiten des Patrizenrohlings durch das Abheben der Farbe von den Randflächen kontrolliert wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abdeckblöcke auf die Oberfläche des Patrizenrohlings zur Bildung von begrenzten Bereichen auf dieser aufgeklebt werden, die den Stanzelementen des ersten Formwerkzeuges gegenüberliegt,und daß die Schicht aus klebendem, eindrückfähigen, weichen härtbaren Harz nur in den begrenzten Bereichen auf die Oberfläche des Patrizenrohlings aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckblöcke Dämme dicht neben der Lage der Schneidseitenflächen des ersten Stanzwerkzeuges bilden und das Harz in enge Übereinstimmung mit den besagten Seitenwänden bringen.

5. Verfahren zum Herstellen von aus Stahlband geformten Stanzwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Stanzwerkzeug hergestellt wird, das Stanzelemente mit Schneidflächen und Einrichtungen zum Positionieren des Werkzeuges in einem Halter umfaßt, dann ein Patrizenrohling auf einem Support angeordnet wird, der Einrichtungen zum fluchtenden Positionieren des Rohlings mit dem ersten Stanzwerk hat, dann eine Schicht aus klebendem eindruckfähigem, weichen härtbaren Harz auf den

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Patrizenrohling in den Stanzelementen des ersten Stanz- · Werkzeuges gegenüberliegenden Bereichen aufgebracht wird, wobei die Schicht von einer erheblichen Dicke ist, um einen Stanzelementeindruck zu bilden, der durch Randflächen größerer Breite begrenzt ist, dann das erste Stanzwerkzeug fluchtend mit dem Patrizenrohling zusammengefügt und mit den Stanzelementen des ersten Stanzwerkzeuges tief in die weiche eindrückfähige Harzschicht eingepreßt wird, um in der Schicht breite Randflächen zu bilden, die den Außenflächen der den Spalt bildenden Bandlage auf den Schneidseitenflächen der Steuerelemente entsprechen, danach die Harzschicht mit dem so eingebetteten Teilen zur Bildung eines harten Eindruckes, der durch die breiten Randflächen begrenzt ist, ausgehärtet wird, dann auf die breiten Seitenflächen des harten Eindruckes eine Kontrastfarbe aufgebr acht und schließlich der Patrizenrohling bis zum besagten harten Eindruck maschinell bearbeitet wird, wobei die Bearbeitung bis zum Abheben der Farbe von den Randflächen kontrolliert wird.

6. Verfahren zum Herstellen eines Patrizenstanzwerkzeuges, das zu einem ersten Stanzwerkzeug mit Stanzelementen paßt, die Schneidseitenflächen haben, bei dem ein Patrizenrohling mit einer dicken Schicht aus einem weichen eindrückfähigen und aushärtbaren Harz im Bereich bedeckt

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wird, die den Stanzelementen des ersten Stanzwerkzeuges gegenüberliegen, diese Stanzelemente dann in die Harzschicht eingedrückt und die Harzschicht zur Bildung eines harten Eindruckes der Stanzelemente, der durch breite Randflächen ausgehärtetem Harz begrenzt ist, ausgehärtet wird und der Patrizenrohling schließlich bis zu den Randflächen spanabhebend bearbeitet wird, um ein Patrizenwerkzeug zu schaffen, das zu den Stanzelementen des ersten Stanzwerkzeuges paßt, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schneidseitenflächen der Stanzelemente eine einen Spalt bildende Lage eines Bandes oder dergleichen vor dem Eindrücken der Stanzelemente in die Harzschicht aufgebracht wird, so daß die Randflächen des Eindruckes einen Abstand zwischen der ersten Stanzform und dem erzeugten Patrizenstanzwerkzeug haben, das durch spanabhebendes Bearbeiten des Patrizenrohlinges bis zu den besagten Randflächen erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge ken nzei c hn e t, daß auf die breiten Seitenflächen des ausgehärteten Harzes vor der maschinellen Bearbeitung des Patrizenrohlings bis zu den Randflächen hin ein Kontrastfarbmittel aufgebracht wird und dann die maschinelle

in
Bearbeitung Abhängigkeit vom Abheben des Kontrastfarbmittels

von den Randflächen gesteuert wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Äbdeckelemente auf den Patrizenrohling zur Bildung von begrenzten Bereichen auf diesem ° anstellen, die neben den Stanzelementen des ersten Formwerkzeuges liegen, daß dann das Harz nur auf diese begrenzten Bereiche aufgebracht wird, wobei die Abdeckelemente dazu dienen, das Harz in dichter Übereinstimmung mit den Schneidseitenflächen der in dieses einzudrückenden Stanzelemente zu begrenzen.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzei chnet, daß auf die breiten Randflächen des gehärteten Harzes vor der maschinellen Bearbeitung des Patrizenrohlinges bis zu den Randflächen ein Kontrastfarbmittel aufgebracht wird und daß die maschinelle Bearbeitung bis zum Abheben von Kontrastfarbmittel durch das Bearbeiten gesteuert wird.

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