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~Lochstanzvorrichtung in Betriebsmitteln" Die Erfindung betrifft eine
Lochstanzvorrichtung in Betriebsmitteln (Werkzeuge und Vorrichtungen) zum Stanzen
von Löchern durch Lochstempel in Preßteile oder Platinen verschie dener Werkstoffe,
insbesondere Blech, deren mit Stanzlöchern zu versehende Oberflächen schräg zu einer
Vertikalen oder vertikal oder horizontal verlaufen.
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Das Stanzen von Löchern in Preßteile oder Platinen ist an sich problemlos,
wenn dies mit Stößelhub in vertikaler Richtung beabsichtigt ist. Anders ist es,
wenn Löcher in steile oder gar senkrechte Preßteilflächen gestanzt werden sollen.
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Dann werden im allgemeinen Schieber eingesetzt, womit in vielen Fällen
wenigstens ein weiterer Arbeitsgang erspart wird. Schieber müssen aber mit hoher
Paßgenauigkeit hergestellt werden, damit die Serienfertigung störungsfrei ablaufen
kann. Trotz hoher Qualität und sonstiger vorbeugender Maßnahmen kann nicht verhindert
werden, daß hochwertige Schieber dem Verschleiß ausgesetzt sind oder zu Bruch gehen.
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Hohe Baukosten bei der Herstellung, ständige Wartung und trotzdem
häufige Reparaturen machen den Einsatz derartiger Maßnahmen entsprechend teuer.
Außerdem müssen bei Konstruktionsänderungen an Preßteile zuweilen in fertige Werkzeuge
nachträglich Schieber eingebaut werden. Dabei entstehen zusätzliche Kosten insbesondere
dann, wenn beengte Platzverhältnisse und raumfordernde Preßteilformen einen Schieber
nicht zulassen. Dann sind weitere Arbeitsgänge im Hinblick auf
das
Werkzeug und die Presse erforderlich, wodurch die Pressenkapazität eingeengt wird,
was sich erneut in Kosten niederschlägt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, derartige Nachteile zu vermeiden und
eine Lochstanzvorrichtung vorzuschlagen, die einfach ist im Aufbau und trotzdem
in Verbindung mit Pressen oder sonstigen Betriebsmitteln und mit deren üblichen
Teilen erlaubt, an schräg, lotrecht oder horizontal verlaufenden Oberflächen eines
Werkstückes Stanzlöcher anzubringen.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der Lochstempel
an einem verschwenkbaren Hebel angebracht ist, dessen Schwenkgelenk an einem säulengeführten
und im Enddruck distanzierten Niederhalter (ersatzweise Federplatte) befestigt,
oder auch an feststehenden Teilen eines Werkzeugs angelenkt ist und in beiden Fällen
durch Druckbacken verschwenkt wird, die am absenkbaren Werkzeugoberteil befestigt
sind. Im letzteren Fall kann das Verschwenken auch mit Rollen bewirkt werden.
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Damit der Lochstempel beim Verschwenken im Stanzloch nicht verklemmen
kann, wird die Schwenkachse in der Ebene des zu stanzenden Loches, mindestens in
einer Entfernung von der näheren Matrizenkante angeordnet, die etwa 2400mal dem
genormten Stempelspiel des zu stanzenden Werkstoffes entspricht. Diese Entfernung
ergibt sich beispielsweise bei einer Blechdicke von 0,8 mm, der gemäß Norm ein Stempelspiel
von 0,05 mm zugeordnet ist. Bei Blechstärken mit 0,8 mm sind derartige und größere
Radien der Schwenkhebel ausreichend und bei größeren Blechstärken ergeben sich noch
bessere Verhältnisse.
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Bei geringeren Blechstärken dagegen müßte bei gleicher Eintauchtiefe
des Lochstempels, die nicht mehr als 1,5 mm betragen soll, ein sehr viel größerer
Radius gewählt werden, der sich jedoch in der Praxis nur mit Umständen verwirklichen
läßt.
Deshalb sollten Bleche mit Stärken unter 0,8 mm nach der erfindungsgemäßen Methode
nicht gestanzt werden.
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Zur Übertragung des Schnittdrucks auf den Druckbacken müssen dieser
und/oder die daran anlegbaren Flächen des Schwenkhebels so gewölbt (z. B. bombiert)
ausgebildet sein, daß sie aufeinander abrollen oder leicht aneinander abgleiten
können.
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Ein am Werkzeug-Oberteil oder Druckbacken vorstehender Nocken sichert
den Schwenkhebel vor vorzeitigem Niederfall und untergreift ihn zugleich, um den
Rückzug des Lochstempels aus der Matrize im Pressen-Rückhub einzuleiten.
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Dies ist auch dann der Fall, wenn Lochstanzgelenke am Werkzeug-Unterteil
montiert sind (Fig. 7).
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Außerdem kann, bei am Werkzeug-Unterteil montierten Gelenken die Funktion
des Druckbackens auch von einer Rolle (oder von einer Doppelrolle) (Fig. 8) übernommen
werden, welche am Werkzeugoberteil angebracht ist und die in einer entsprechenden
Nut oder Rille im Schwenkhebel abrollt. Damit wird zwangsläufig das Zuführen und
Wegschwenken des Gelenkhebels gesteuert und auf diese Weise Lochstanzen und Stempelrückzug
aus der Matrize bewirkt.
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Bei Löchern, die in einer Lage von 120 - 1800 gestanzt werden müssen,
übernimmt die Funktion des Lochstanzgelenks eine Wippe (Fig. 13). Diese wird vom
Druckbacken (am Oberteil montiert) betätigt. Die Wippe hat dieselbe Funktion wie
der Schwenkhebel.
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Über den Lochstempel kann eine federnde Kunststoff- oder Gummimuffe
oder, wenn mehrere Lochstempel dicht nebeneinander arbeiten, eine Gummimatte über
die Lochstempel gestreift werden, die beim Rückgang der Druckbacken den Lochstempel
mitwirkend aus der Matrize herausbewegen, grundsätzlich aber das gestanzte Preßteil
vom Stempel abstreifen.
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Um die Schnittkanten an sich zu schonen, den Lochstempel besser in
das Matrizenzentrum zu führen und die Arbeit des Werkzeugs in der Presse möglichst
geräuscharm durchführen zu können, ist es zweckmäßig, dem Lochstempel besondere
Ausbildung zu geben. Dementsprechend kann der Lochstempel als Dachformstempel oder
als Stempel mit einer Scherschnittform ausgebildet sein, wie sie die Stempel eines
Brieflochers aufweisen.
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Damit der Lochstempel in Extremfällen nicht mit einer der Schwenkachse
nahen Kante an Werkzeugteilen, insbesondere nicht an der Matrize anschlägt, kann
der Lochstempel auch mit einer Auflaufschutzrille versehen sein.
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Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des
Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen Fig. 1 eine Skizze
mit den geometrischen Verhältnissen eines Lochstempels im Hinblick auf seine Lage
zu einer Matrize, Fig. 2 bis 6 Ausführungsbeispiele, bei denen das Lochstanzgelenk
am Niederhalter oberhalb des anzubringenden Stanzloches angelenkt ist, Fig. 7 und
8 Ausführungsbeispiele, bei denen das Schwenkgelenk an einem festen Unterteil des
Werkzeugs angelenkt ist, Fig. 9 bis 12 Lochstempel mit Stanzschäften verschiedener
Ausführungsformen.
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Fig.13 Extrembeispiel, bei dem ein Loch von unten in der horizontalen
Lage gestanzt werden kann, Schwenkhebel als Wippe ausgebildet.
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In der in Fig. 1 dargestellten Skizze ist ein Lochstempel in vergrößertem
Maßstab gezeigt. Der Lochstempel i hat einen Stanzschaft 2 mit einem Durchmesser
von 8 mm. Er soll Löcher z. B. in ein Blech 3 von 0,8 mm Stärke stanzen. Bei einem
Blech von 0,8 mm Stärke ist ein Stempelspiel "Sp" von 0,05 mm genormt. Das heißt,
zu beiden Seiten des Stanzschaftes 2 kann üblicherweise ein Stempelspiel von je
0,025 mm bis zur Matrize 4 freibleiben.
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Die Schwenkachse A eines in erfindungsgemäßer Weise verschwenkbaren
Hebels 5 wird nun in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig in der Ebene
der Oberfläche 6 der Matrize 4 oder des zu stanzenden Bleches 3 mindestens in einer
Entfernung von der näheren Matrizenkante 7 angeordnet, die etwa 2400 mal dem genormten
Stempelspiel entspricht. Das heißt, bei einer Blechstärke von 0,8 mm beträgt der
Radius von der Schwenkachse A bis zu der näheren Kante 8 des Stanzschaftes 2 bei
einem genormten Stempelspiel von 0,05 mm = 120 mm.
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Das gesamte Stempelspiel "Sp" von 0,05 mm wird nun gemäß der Erfindung
so aufgeteilt, daß zwischen der der Schwenkachse A näheren Kante 8 des Stanzschaftes
2 3/5 des Stempelspiels Sp eingehalten werden, während auf der anderen Seite zwischen
der Kante 9 des Stanzschaftes 2 und der Kante 11 der Matrize 4 nur 2/5 des Stempelspiels
Sp verbleiben. Der um die Schwenkachse A und durch den Punkt 8 des Stanzschaftes
2 geschlagene Kreis schneidet eine durch den Punkt 7 der Matrize senkrecht auf den
Radius R gelegte Sehne ab, die bei den hier gegebenen Verhältnissen eine Länge von
5,36 mm aufweist. Diese Sehne S ist deshalb von Bedeutung, weil sie gedrittelt einen
mittleren Bereich 12 angibt, in dem der Lochstempel sich hin und her bewegen darf,
ohne daß die Kanten 7 oder 11 der Matrize 4 den Stanzschaft 2 des Lochstempels 1
berühren. Dieser Bereich 12 ist in der Skizze der Fig. i schraffiert wiedergegeben.
Demgemäß beträgt die größte Eintauchtiefe des Stanzschaftes 2 des Lochstempels 1
hier etwa 0,89 mm, im Höchstfall kann die Eintauchtiefe bis zu 1,5 mm betragen.
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Bei der erfindungsgemäßen Lochstanzvorrichtung ist nun ein Lochstempel
1 vorgesehen, der an einem verschwenkbaren Hebel 5 angebracht ist, dessen Schwenkgelenk--
13 beispielsweise an einem Niederhalter 14 einer Presse angebracht ist, der sich,
wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt, oberhalb des in eine schräge, lotrechte oder horizontale
Oberfläche 6 eines Werkstoffs 3 zu stanzenden Loches befindet.
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Durch das Niederfahren des Pressenstößels eilt der Niederhalter 14
oberluftbetätigt dem Werkzeugoberteil 10 voraus, bis er von Zentrierpuppen zentriert
und distanziert wird und das Oberteil 10 durch weiteres Tieferfahren (bis Pressenhubgrenze)
seinen Druck- bzw. Lochstanzvorgang über Druckbacken 15 und Schwenkhebel 5 ausführen
kann.
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Durch die Verschwenkung des Schwenkhebels 5 wird gleichzeitig der
Lochstempel 1 bewegt, so daß dieser mit dem Stanzscbaft 2 das Loch in das Preßteil
3 stanzt. Der Druckbacken 15 und/oder die daran anlegbaren Flächen 16 des Schwenkhebels
5 sind gewölbt ausgebildet, so daß sie aufeinander abrollen oder leicht aneinander
abgleiten können. Am Druckbacken 15 kann, wie in Fig. 8 dargestellt ist, auch eine
Rolle 17 angebracht werden, die in einer entsprechenden Nut 18 gleitet. Durch diese
Nut 18 und die darin abrollende Rolle 17 wird beim Niedergehen des Druckbackens
der Schwenkhebel 5 sowohl nach unten verschwenkt, so daß dadurch das Loch gestanzt
wird, als auch derselbe wieder nach oben zurückgenommen, wenn der Druckbacken 15
wieder nach oben geht. Andererseits kann wie in den Fig. 2 - 7 dargestellt ist,
am Druckbacken 15 oder am Oberteil 10 ein vorstehender und am Schwenkhebel 5 angreifender
Nocken 19 angebracht werden, der den Schwenkhebel mit zurück in die Ausgangsstellung
nimmt, wenn der Druckbacken wieder nach oben geht.
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Mit Vollendung des Lochstanzvorgangs beginnt der Rückfahrhub der Presse
und somit des Werkzeugoberteils. Nachdem die Nocken oder Rollen den Stempelrückzug
aus der Matrize
bewirkt haben, übernehmen zum Abstreifen des Preßteils
vom Lochstempel die über ihn gestreiften Gummi- oder Kunststoffmuffen 20 den weiteren
Rückfahrweg, bis beim Abheben des Werkzeugoberteils vom Werkzeugunterteil der Schwenkhebel
durch seine Schwerkraft auf den Rückhaltenocken fällt.
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Bei mehreren dicht nebeneinander stehenden Lochstempeln ist es zweckmäßig,
anstelle von Muffen, Gummimatten über die Stempel zu streifen.
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In den Fig. 7, 8 und 13 sind nun Ausführungsbeispiele dargestellt,
bei denen das Schwenkgelenk 13 unterhalb des zu stanzenden Loches am festen Unterteil
der Presse angebracht ist. In allen Figuren 2 bis 8 und 13 können die Flächen, in
die Löcher gestanzt werden sollen, unter einem 0 Winkel von 30 bis zu 1800 gegenüber
einer Horizontalen verlaufen. Räumliche Verhältnisse in Werkzeugen oder Vorrichtungen
sind bestimmend darüber, ob Lochstanzgelenke oben oder unten montiert werden können.
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Um nun die Schnittkante zu schonen und gegebenenfalls mit geringerer
Lautstärke arbeiten zu können, können die Lochstempel selbst in verschiedenen Ausführungsformen
ausgebildet werden. So ist beispielsweise in Fig. 9 ein Formstempel mit einer Dachform
21 dargestellt, und in Fig. 10 ein Formstempel mit einer Scherschnittform 22. Außerdem
ist in Fig. 11 ein Lochstempel dargestellt, der einen Stanzschaft 2 mit einer Auflaufrille
23 aufweist, durch die verhindert wird, daß die Kante 7 der Matrize 4 den Stanzschaft
2 berührt.
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Fig. 12 stellt einen handelsüblichen Normstempel dar.
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