DE3721446C2 - Stanzwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stanzwerkzeug zum Ausstanzen einer Öffnung in einer Blechplatte für die Aufnahme eines Gegenstandes, mit einer der Öffnung in ihrer Gestalt angepaßten Primärpatrize und mit auf entgegengesetzten Seiten bezüglich der Primärpatrize vorgesehenen Sekundärpatrizen zum Ausstanzen von der Aufnahme einer Befestigungseinrichtung zur Halterung des Gegenstandes an der Blechplatte dienenden Montageöffnungen. Ein solches Stanzwerkzeug mit einem Patrizen/Matrizen-Werkzeugsatz ist insbesondere zum Ausstanzen von Öffnungen in Blechplatten für Chassis in der Elektrotechnik zur Aufnahme von insbesondere trapezförmigen Steckverbindern u. dgl. bestimmt.

Die US-PS 44 81 700 offenbart einen Patrizen/Matrizen-Werkzeugsatz zum Stanzen von Blechplatten, wobei die Patrize und Matrize, die sich auf entgegengesetzten Seiten der Blechplatte befinden, miteinander durch mehrere Gewindebolzen verbunden werden. Hierzu ist es jedoch erforderlich, vorher mehrere Löcher zur Durchführung der Gewindebolzen in die Blechplatte zu bohren. Die Patrize sowie Matrize weisen eine Gestalt auf, um eine allgemein trapezförmige Öffnung aus der Blechplatte zur Aufnahme des Hauptteils oder Körpers eines elektrischen Steckverbinders auszustanzen. Um diesen Steckverbinder dann tatsächlich am Chassis bzw. der Blechplatte zu befestigen, müssen, da keine Sekundärpatrize zum Stanzen von Montageöffnungen vorgesehen ist, in an den Stanzvorgang anschließenden eigenen Arbeitsvorgängen Löcher für Befestigungsschrauben gebohrt werden.

Ein Patrizen/Matrizen-Werkzeugsatz zur Stanzbearbeitung einer Blechplatte, wobei es erforderlich ist, lediglich ein Führungsloch für eine zwischen der Patrize sowie Matrize befindliche Zugstange in die Blechplatte zu bohren, ist in einem Katalog der Fa. Greenlee Tool Company (August 1985, Seite 102) dargestellt und als Blechstanzwerkzeug RS-232 bezeichnet. Von diesem Werkzeugsatz ausgehend wurde der Oberbegriff des Anspruchs 1 gebildet. Dieses Werkzeug trägt eine Primärpatrize zum Ausstanzen einer trapezförmigen Öffnung in der Blechplatte und auch ein Paar von kleinen, runden, die Sekundärpatrize bildenden Stanzeinsätzen, die lösbar am Patrizenkörper gehalten sind, und zwar an jeder Seite der trapezförmigen Öffnung sowie von dieser getrennt, um ein Paar von kreisförmigen Löchern, die von der trapezförmigen Öffnung einen Abstand haben und der Aufnahme von Befestigungsschrauben zur Halterung des Steckverbinders am Blech dienen, auszustanzen.

Wenngleich das in diesem Katalog gezeigte Werkzeug zufriedenstellend arbeitet, weist es den Nachteil auf, daß der für den Stanzvorgang mit diesem Werkzeugsatz, der aus einer Patrize und einer Matrize besteht, erforderliche Kraftaufwand sehr hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen, insbesondere ein Stanzwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß der für den Stanzvorgang erforderliche Kraftaufwand erheblich herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Stanzwerkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärpatrizen von den entgegengesetzten Stirnseiten der Primärpatrize ausgehen, so daß sich die Montageöffnungen von der Öffnung für die Aufnahme des Gegenstandes wegerstrecken und mit dieser unmittelbar verbunden sind. Die Sekundärpatrizen sind dazu bestimmt, schmale Kerben oder Schlitze, die sich einerseits von der trapezförmigen oder andersartig ausgestalteten Öffnung weg erstrecken, andererseits aber mit dieser Öffnung unmittelbar verbunden sind, aus der Blechplatte zu stanzen, wobei diese Kerben der Aufnahme von Befestigungselementen für den in der Öffnung zu haltenden Gegenstand dienen. Der hierfür erforderliche Kraftaufwand ist erheblich reduziert verglichen mit dem bekannten Stanzwerkzeug, bei dem die Primärpatrize und die Sekundärpatrize voneinander getrennt sind. In vor allem bevorzugter Weise sind die Sekundärpatrizen einstückig mit der Primärpatrize ausgebildet, von der sie sich hinwegerstrecken.

Ferner wird eine der Patrize angepaßte Matrize vorgesehen, welche einen Primärhohlraum zur Aufnahme der Primärpatrize unter Wahrung eines vorbestimmten Zwischenraumes sowie enge, kerben- oder schlitzartige Sekundärhohlräume, die von den entgegengesetzten Enden des Primärhohlraumes ausgehen, zur Aufnahme der Sekundärpatrizen unter Wahrung eines vorbestimmten Zwischenraumes hat.

Insbesondere soll im Hinblick auf das Ziel, den Kraftbedarf zum Durchtreiben der Patrize durch die Blechplatte erheblich zu vermindern, die Gestalt der Sekundärpatrizen so gewählt werden, daß diese in die Primärpatrize glatt und frei von Unterbrechungen übergehen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung der Patrize und Matrize gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die zusammengebaute Anordnung von Patrize und Matrize vor dem Eintreten der Patrize in das Werkstück;

Fig. 3 eine zu Fig. 2 gleichartige Darstellung nach dem Eintritt der Patrize in das Werkstück;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Stirnansicht in der Pfeilrichtung 4-4 von Fig. 2;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie 5-5 in der Fig. 2;

Fig. 6 den Schnitt nach der Linie 6-6 in der Fig. 2;

Fig. 7 eine Draufsicht auf das gestanzte Blech.

Die Fig. 1 zeigt einen Werkzeugsatz mit einer Patrize 10, einer Matrize 12, einer Zugstange 14 mit einem vergrößerten Kopf 14a, einer Patrizenfolge­ platte 16, einer Matrizenausrichtplatte 18 und einer Mut­ ter 20. Ein Teil eines zu stanzenden Blechs P befindet sich zwischen der Patrize sowie der Matrize und weist ein Führungsloch H mit einer zur Aufnahme der Zugstange 14 geeigneten Größe auf. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, wer­ den die Patrize 10 und die Matrize 12 Beziehung auf entgegengesetzten Seiten der Blechplatte P in bekannter Weise angeordnet, wobei die Patrize letztlich nach dem Ausstanzen der Öffnung T in der Matri­ ze aufgenommen wird.

Die Patrize 10 umfaßt eine Primärpatrize 32 in der gezeig­ ten Ausgestaltung, um eine allgemein trapezförmige Öff­ nung T in die Blechtafel P zu stanzen. An den entgegen­ gesetzten Stirnseiten der Primärpatrize 32 ragen Sekundär­ patrizen 34 nach außen, um allgemein U-förmige Kerben S auszustanzen, welche sich von den entgegengesetzten Stirn­ seiten der trapezförmigen Öffnung nach außen erstrecken und in diese Öffnung eingehen (s. Fig. 7).

Die Primärpatrize 32 ist im einzelnen mit querliegenden Arbeitsflächen 40 und 42, die geringfügig zueinander hin und zur Grundfläche 48 (Fig. 4) geneigt sind, versehen, wobei die Arbeitsfläche 40 eine kürzere Länge hat als die Arbeitsfläche 42, um die Trapezform zu erlangen. Die quer­ liegenden Arbeitsflächen 40, 42 sind an einander gegen­ überliegenden Enden durch stirnseitige Arbeitsflächen 44 und 46 verbunden, die von der querliegenden Arbeits­ fläche 42 sowie von der querliegenden Arbeitsfläche 40 ausgehend zueinander hin geneigt verlaufen und von denen die Sekundärpatrizen 34 ausgehen.

Die Grundfläche 48 verbindet die Arbeitsflächen 40, 42, 44 und 46 auf derjenigen Seite der Patrize, die im zusam­ mengebauten Zustand von der Matrize abgewandt ist. Auf der der Grundfläche 48 gegenüberliegenden Seite sind ge­ neigte Arbeitsflächen 50 und 52 und eine ebene, schmale Mitnehmer- oder Arbeitsfläche 54 ausgebildet. Die geneig­ ten Arbeitsflächen 50, 52 erstecken sich von der ebenen Arbeitsfläche 54 nach auswärts divergierend zu den stirn­ seitigen Enden der Primärpatrize unter gleichen Winkeln, z. B. etwa unter 24,5° zur Ebene der Arbeitsflä­ che 54, bis sie die jeweiligen endseitigen Arbeitsflächen 44 und 46 schneiden. Selbstverständlich schneiden die ge­ neigten Arbeitsflächen 50 und 52 auch die parallelen, quer­ liegenden Arbeitsflächen 40 und 42, wie in den Zeichnun­ gen zu erkennen ist.

Von der Grundfläche 48 erstreckt sich eine Bohrung oder Öffnung 60 zur ebenen, schmalen Arbeitsfläche 54 der Patri­ ze, um die Zugstange 14 aufzunehmen, wenn die Patrize und Matrize auf entgegengesetzten Seiten der Blechplatte P in ihrer Arbeitslage zusammengebaut werden. Der Quer­ schnitt der Öffnung 60 ist komplementär zum Querschnitt der Zugstange 14 ausgebildet, jedoch ist die Öffnung 60 etwas größer bemessen, um einen festgesetzten Zwischenraum zwischen diesen Teilen zu bilden. Die Öffnung 60 hat paral­ lele Seiten 60a, die durch eine gerade Seite 60b sowie eine gekrümmte Seite 60c verbunden sind, um einen D-förmi­ gen Öffnungsquerschnitt zu schaffen, so daß die Zugstange 14 durch diese nur in einer bestimmten Richtung geführt werden kann.

Die Sekundärpatrizen 34 sind einstückig mit der Primärpa­ trize 32 ausgestaltet und erstrecken sich quer in entgegen­ gesetzten Richtungen von den jeweiligen stirnseitigen Ar­ beitsflächen 44 und 46. Jede Sekundärpatrize 34 weist eine Grundfläche 70 auf, die sich an die Grundfläche 48 der Primärpatrize anschließt. Ferner ist jede Sekundärpatrize 34 mit einer Arbeitsfläche 72 versehen, die von den zugeord­ neten stirnseitigen Arbeitsflächen 44 sowie 46 der Primärpatrize 32 ausgeht und ebene, querliegende Mitnehmer- oder Arbeitsflächen 72a sowie eine diese Arbeitsflächen 72a verbindende radia­ le, stirnseitige Arbeitsfläche 72b umfaßt. Diese radialen Arbeitsflächen 72b sind geneigt und fallen zueinander sowie zur Grundfläche 70 hin ab. Die ebenen Arbeitsflächen 72a weisen eine geringfügige Neigung zur Grundfläche 70 und zueinander hin auf.

Auf der der Grundfläche 70 entgegengesetzten Seite einer jeden Sekundärpatrize 34 befindet sich die Arbeitsfläche 74, die eine äußere, ebene Arbeitsfläche 74a und eine von dieser Arbeitsfläche 74a an einer Schnittlinie 74c ausgehende bogenförmi­ ge Arbeitsfläche 74b aufweist, die in die jeweiligen di­ vergierenden Arbeitsflächen 50 und 52 der Primärpatrize 32 übergehen. Die bogen­ förmige Arbeitsfläche 74b wird durch den Radius R bestimmt und verläuft in die jeweils zugehörige geneigte Arbeits­ fläche, wie die Zeichnungen zeigen. Es ist klar, daß jede bogenförmige Arbeitsfläche 74b einer jeden Sekundärpatri­ ze eine bogenförmige Vertiefung zwischen den äußeren ebenen Arbeitsflächen 74a und jeder angrenzenden geneigten Ar­ beitsfläche 50, 52 bildet. Jede dieser bogenförmigen Ver­ tiefungen ist von der Grundfläche 70 ab- und der zu stan­ zenden Blechplatte P zugewandt.

Die an den verschiedenen Arbeitsflächen der Patrize wie auch der Matrize vorgesehene Verjüngung oder Konvergenz dient dazu, den ausgestanzten Butzen B von der Patrize abzu­ streifen.

Wie die Fig. 2-5 zeigen, weist die Matrize 12 einen Primärhohlraum 82, der in seiner Gestalt dem äußeren Profil der Primärpatrize 32 genau entspricht, und Sekundärhohl­ räume 84, die sich auswärts von gegenüberliegenden Seiten des Primärhohlraumes erstrecken und in ihrer Form dem äußeren Profil der jeweiligen Sekundärpatrizen 34 mit der Ausnahme entsprechen, daß die Hohlräume 82 und 84 in ihren Abmessungen etwas größer sind als das Profil der Patrizen 32 und 34, auf, so daß diese Patrizen während des Stanz­ vorgangs mit geringem Zwischenraum in den Hohlräumen auf­ genommen werden können. Das "Profil" bezieht sich auf die querliegenden und stirnseitigen Arbeitsflächen der Patrizen 32 und 34, die oben beschrieben wurden.

Die inneren Arbeitsflächen der Matrize 12 sind mit Nei­ gungen versehen, die zu den Neigungen an den querliegenden Seitenflächen der Patrizen 32, 34 im allgemeinen komple­ mentär sind.

Die Fig. 1-3 zeigen die Patrizenfolgeplatte 16, die mit ihrer Oberfläche 80 gegen die Grundflächen 48 und 70 an der Patrize 10 anliegt und ein Loch 87 zur Aufnahme der Zugstan­ ge 14 aufweist. Die der Oberfläche 80 gegenüberliegende Unterfläche 83 der Patrizenfolgeplatte 16 liegt am vergrößerten Kopf 14a der Zugstange 14 an, wenn die Patrize 10 und Matrize 12 zusammengebaut sind.

Die Matrizenausrichtplatte 18 deckt die Matrize 12 auf der den Stirnflächen 86, die der Patrize zugewandt sind und an der Blechtafel P im für ein Stanzen zusammengebauten Zustand anstoßen, gegenüberliegenden Seite ab. In der Ma­ trizenausrichtplatte 18 sind in diagonaler Anordnung Boh­ rungen 90 ausgebildet, die Maschinenschrauben 92 aufneh­ men, welche ihrerseits in Gewindebohrungen 94 in der Ma­ trize 12 eingeschraubt werden. Die Matrizenausrichtplatte 18 ist mit einem mittigen Loch 95 versehen, das zur Auf­ nahme der Zugstange 14 ausgestaltet ist. Die Oberseite 96 der Matrizenausrichtplatte liegt im zusammengebauten Zu­ stand von Patrize und Matrize gegen die Mutter 20 an der Zugstange 14 an.

Wie die Fig. 1-3 und 6 zeigen, hat die Zugstange 14 ein­ ander entgegengesetzte Endabschnitte 100 mit entgegenge­ setzt verlaufendem Gewinde, auf die einmal die Mutter 20 und zum anderen der vergrößerte Zugstangenkopf 14a ge­ schraubt sind. Ein Zwischenschaft 102 ist ohne Gewinde ausgebildet. Die Zugstange 14 hat ein Querschnittsprofil mit parallelen ebenen Seitenflächen 106, die durch die ebene Stirnfläche 108 und die gekrümmte Stirnfläche 110 verbunden sind, um den allgemein D-förmigen Querschnitt zu bestimmen, so daß die Zugstange in die Öffnungen in der Patrize, Matrize, Patrizenfolgeplatte und Matrizen­ ausrichtplatte nur in einer bestimmten Richtung einge­ setzt werden kann.

Ein Patrizen/Matrizen-Werkzeugsatz mit der oben beschrie­ benen Ausbildung erbrachte eine Verminderung von etwa 25% im Kraftbedarf, um ein Stanzen durchzuführen, im Vergleich zum Kraftbedarf für ein Stanzen des gleichen Materials mit dem Werkzeug RS-232 nach dem Stand der Technik, das oben erwähnt wurde, wobei keine Verminderung in der Quali­ tät der ausgestanzten Öffnung festzustellen war.

Diese erhebliche Verminderung in der erforderlichen Stanz­ kraft geht zum größten Teil auf die einstückige Ausbildung der Primärpatrize 32 und der Sekundärpatrize 34 zu einer einteiligen Patrize 10 und auf das Ineinanderübergehen sowie die Ausgestaltung der Arbeitsflächen der Patrize miteinander und in bezug zueinander zurück.

Um einen Stanzvorgang auszuführen, wenn der Patrizen/Ma­ trizen-Werkzeugsatz zusammengebaut ist, wird die Mutter 20 durch einen Schlüssel auf der Zugstange 14 gedreht, um die Patrize 10 zum Eindringen in die Blechplatte P und letz­ lich in die Matrize 14 zu bringen. Der Patrizen/Matrizen- Werkzeugsatz kann auch mit anderen Einrichtungen betrie­ ben werden, wie z.B. einem Kugelspindelantrieb und einem Hydrostempel.

Claims (8)

1. Stanzwerkzeug zum Ausstanzen einer Öffnung in einer Blechplatte für die Aufnahme eines Gegenstandes, mit eine der Öffnung in ihrer Gestalt angepaßten Primärpatrize und mit auf entgegengesetzten Seiten bezüglich der Primärpatrize vorgesehenen Sekundärpatrizen zum Ausstanzen von der Aufnahme einer Befestigungseinrichtung zur Halterung des Gegenstandes an der Blechplatte dienenden Montageöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärpatrizen (34) von den entgegengesetzten Stirnseiten der Primärpatrize (32) ausgehen, so daß sich die Montageöffnungen von der Öffnung (T) für die Aufnahme des Gegenstands wegerstreckten und mit dieser unmittelbar verbunden sind.

2. Stanzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sekundärpatrizen (34) zur Ausbildung einer von den entgegensetzten Enden der Öffnung (T) ausgehenden U-förmigen Kerbe (S) in der Blechplatte (P) ausgestaltet ist.

3. Stanzwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärpatrize (32) eine mittige, ebene Arbeitsfläche (54) sowie von dieser zu den jeweiligen Enden der Primärpatrize verlaufende divergierende, geneigte Arbeitsflächen (50; 52) und jede der Sekundärpatrizen (34) eine gekrümmte, zu den jeweiligen Enden der Primärpatrize hin verlaufende Arbeitsfläche (74b), die in die zugeordnete geneigte Arbeitsfläche (50; 52) der Primärpatrize (32) übergeht, umfaßt.

4. Stanzwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sekundärpatrize (34) eine ebene Arbeitsfläche (74a) an ihrem äußeren Ende umfaßt und die gekrümmte Arbeitsfläche (74b) von der ebenen Arbeitsfläche (74a) übergeht.

5. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Arbeitsfläche (74b) als ein Kreisbogen ausgebildet ist, der in die benachbarte geneigte Arbeitsfläche (50, 52) übergeht und eine der zu stanzenden Blechplatte (P) zugewandte Vertiefung an der Sekundärpatrize (34) bestimmt.

6. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Primär- sowie Sekundärpatrize (32; 34) gebildete Patrize (10) eine durchgehende Öffnung (60) aufweist, deren Querschnitt einer die Patrize (10) mit einer Matrize (12) verbindenden Zugstange (14) angepaßt ist und die Zugstange (14) aufnimmt.

7. Stanzwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (60) einen D-förmigen Querschnitt hat.

8. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (12) einen Primärhohlraum (82) zur Aufnahme der Primärpatrize (32) sowie von entgegengesetzten Enden des Primärhohlraumes ausgehende Sekundärhohlräume (84) zur Aufnahme je einer Sekundärpatrize (34) aufweist.