DE3816739A1 - Stanzwerkzeug zum einlegen zwischen stoessel und aufspannplatte einer presse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug zum Ein­ legen zwischen Stößel und Aufspannplatte einer Presse mit Schnittstempel und Matrize.

Unter dem Begriff "Stanzen" werden Fertigungsver­ fahren zum Trennen von Blechen entlang einer ge­ schlossenen Schnittlinie mit Hilfe eines Schnitt­ stempels und einer Matrize bezeichnet. Im Gegen­ satz zum Lochen ist der hierbei erhaltene Aus­ schnitt das Fertigteil. In der Realisierung wer­ den Stanzarbeiten häufig durch Pressen vorge­ nommen, an deren Stößel der Schnittstempel und deren Aufspannplatte die mit diesem zusammen­ arbeitende Matrize unmittelbar befestigt ist. Im praktischen Einsatz ergeben sich Schnitt­ spaltungenauigkeiten, die in ihrer Größe ab­ hängig von der Materialstärke des Werkstückes sind. Als Faustformel gilt, daß bei einer Mate­ rialdicke von 1 m die Schnittspaltungenauigkeit 0,1 mm beträgt. Sie hat ihre tiefere Ursache in Relativbewegungen zwischen Schnittstempel und Matrize, die einmal von den Fertigungstoleranzen an den der Führung des Stößels dienenden Säulen, Hülsen, Buchsen sowie zum anderen von während der Produktion auftretenden thermisch bedingten Längenänderungen herrühren. Nachteiliges Ergeb­ nis ist ein Produkt von mangelhafter Qualität.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines mit höchster Präzisions arbeiten­ den Stanzwerkzeuges zur Aufgabe gemacht.

Gemäß dem Vorschlag der Erfindung wird diese Auf­ gabe durch ein Werkzeug gelöst, welches aus einem Ober- und Unterteil besteht, die aufeinander zube­ wegbar und am einen Ende über ein Zwischenstück miteinander verbunden sind und an dem Zwischenstück etwa gegenüberliegend am Oberteil der Schnittstem­ pel und am Unterteil die Matrize befestigt ist und zwischen Ober- und Unterteil eine öffnende Kraft wirkt.

Im Ergebnis erhält man ein Stanzwerkzeug, welches mit Ober- und Unterteil sowie Zwischenstück in sei­ ner Gesamtheit etwa die Form eines "U" ergibt. Ob­ wohl in funktioneller Hinsicht grundsätzlich belie­ big, wird während des Betriebes das Unterteil raum­ fest bleiben und das Oberteil relativ hiergegen be­ wegt werden, so daß der daran angeordnete Schnitt­ stempel in an sich bekannter Weise nach dem Durch­ trennen des Werkstückes in die am Unterteil be­ festigte Matrize eingreift. Ober- und Unterteil sind in jeder Gestalt beliebig und können im spe­ ziellen von gleicher Form sein. Um nach dem Er­ reichen des unteren Totpunktes des Schnittstem­ pels ein Öffnen des Werkzeuges und die Einlei­ tung des nächsten Arbeitstaktes zu erreichen, muß eine zwischen Ober- und Unterteil im Öffnungs­ sinne wirkende Kraft, bei der es sich im speziel­ len um eine Feder handeln kann, wirksam sein bzw. eingebracht werden.

Die Benutzung des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeu­ ges geschieht in der Weise, daß es lose und ohne Verbindung zwischen Stößel und Aufspannplatte in eine Presse einzubringen ist. Dann wird das Werk­ stück in an sich bekannter Weise zwischen Schnitt­ stempel und Matrize eingelegt, der Stößel abwärts bewegt, wobei er am Oberteil zur Anlage kommt, dieses mit sich nach unten führt, hierbei den Schnittstempel auf das Werkstück zu bewegt, durch­ trennt und in die Matrize eingreift. Dann bewegt sich der Stößel der Presse nach oben und die zwischen Ober- und Unterteil wirkende Kraft öff­ net das Stanzwerkzeug. Im Unterteil im Bereich der Matrize befinden sich ebenso wie in an sich bekannter Weise in der Aufspannplatte entspre­ chende Öffnungen, durch welche die mit Hilfe des Schnittstempels abgetrennten Teile des Werkstückes nach unten durchfallen und beseitigt werden können. Nach erfolgter Öffnung wird das nächste Werkstück eingelegt und der soeben beschriebene Arbeitszyklus erneut durchlaufen. Um eine Ent­ kopplung und Übertragung der Relativbewegungen und Verschiebungen innerhalb der Presse auf Schnittstempel und Matrize auszuschließen, ist zwingend erforderlich, daß das Stanzwerkzeug nur eingelegt und keine starre Verbindung zur Presse hin, also beispielsweise zwischen Oberteil und Stößel vorgenommen wird. Einzig die in vertika­ ler Richtung erfolgende Auf- und Abwärtsbewe­ gen des Stößels soll auf das Stanzwerkzeug über­ tragen werden.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind vielfältig:

Ungenauigkeiten innerhalb der Presse aufgrund von Fertigungstoleranzen der der Führung dienen­ den Säulen, Hülsen und Buchsen sowie die auf­ grund unterschiedlicher thermischer Erwärmun­ gen auftretenden zusätzlichen Verschiebungen werden wegen fehlender starrer Verbindungen nicht auf Schnittstempel und Matrize übertragen. Das Ergebnis ist eine hohe Präzision und folglich eine hohe Qualität des Werkstückes. Hinzu kommt, daß aufgrund fehlender Relativverschiebungen Schnittstempel und Matrizen nur noch in geringe­ rem Maße und wesentlich seltener im Bereich der Kanten gegeneinander stoßen, was zum raschen Ver­ schleiß des Werkzeuges führt. Die Lebensdauer des Werkzeuges wird dementsprechend wesentlich verlän­ gert. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug relativ einfach herstellbar wird, keinerlei Umbauten bei schon be­ stehenden Pressen erfordert und den Einsatz von Pressen geringerer Führungsgenauigkeit und damit kostengünstiger Pressen erlaubt.

Um innerhalb des Stanzwerkzeuges Relativverschie­ bungen zwischen Ober- und Unterteil im Bereich einzelner Verbindungsstellen mit Sicherheit aus­ zuschließen, wird in einer zweckmäßigen Weiter­ bildung die Einstückigkeit von Oberteil, Zwischen­ stück und Unterteil vorgeschlagen.

Daneben wird man den von den herkömmlichen Stanz­ werkzeugen her bekannten Niederhalter, der dem Abstreifen des Werkstückes während der Aufwärts­ bewegung des Schnittstempels dient, in vielen Fäl­ len als sinnvoll innerhalb des Stanzwerkzeuges an­ bringen.

Wie bereits im einzelnen erläutert, besteht ein Vorteil des vorgeschlagenen Stanzwerkzeuges da­ rin, die aufgrund unterschiedlicher Erwärmungen während des Betriebes auftretenden Verschiebun­ gen nicht auf Schnittstempel und Matrize zu über­ tragen. Thermische Ausdehnungen innerhalb des Stanzwerkzeuges werden jedoch nach wie vor auf Schnittstempel und Matrize übertragen. Um die hierdurch bedingten Schnittspaltungenauigkeiten zu beseitigen, wird empfohlen, in Ober- und Un­ terteil einen Wärmetauscher anzuordnen und die­ se so einzustellen, daß sich konstante Tempe­ ratur insbesondere gleiche Temperatur in Ober- und Unterteil einstellt. Thermische Verschie­ bungen sind dann mit Sicherheit ausgeschlossen oder bedingen bei gleicher Wärmeausdehnung, die gleiche Temperatur- und Längenverhältnisse zwi­ schen Ober- und Unterteil voraussetzt, keine Relativverschiebungen zwischen Schnittstempel und Matrize. Auch hierdurch wird die Stanzge­ nauigkeit erhöht.

Es dürfte den Regelfall darstellen, daß der ver­ änderliche Abstand zwischen Ober- und Unterteil durch Bewegung des Oberteiles eingestellt wird. Es empfiehlt sich deshalb die Anbringung einer dort vorzugsweise ringförmig, d.h. in einer in sich geschlossenen Kurve verlaufenden und in et­ wa die Schwenkachse des Oberteiles definierenden Nut anzubringen. Die Schwenkachse verläuft dann innerhalb des Oberteiles. Die Nut hat die Funk­ tion einer Feder.

Eine weitere Maßnahme zur Vermeidung von Rela­ tivverschiebungen innnerhalb des Stanzwerkzeuges besteht in dem Vorschlag, die Verbindung zwischen Oberteil und Zwischenstück und/oder Zwischenstück und Oberteil starr auszubilden. Verschraubungen und lösbare Verbindungen anderer Art lassen im höhe­ ren Maße Relativbewegungen gegeneinander zu.

Schließlich wird noch als bevorzugt angesehen, insbesondere Schnittstempel aber auch Matrize über Klebeverbindungen am Stanzwerkzeug zu befe­ stigen. Eine präzise Montage läßt sich dadurch erreichen, daß der Schnittstempel in die Matrize eingesetzt wird, auf Oberteil und Schnittstempel der Kleber aufgebracht und der Stößel nach unten bis zur Anlage bewegt wird und in dieser Stellung bis zur Aushärtung und Herstellung der Verbindung verbleibt. Durch die im Zustande des Eingriffes in die Matrize erfolgende Verklebung, lassen sich mit Sicherheit Ungenauigkeiten und seitliches Ver­ schieben, d.h. Relativbewegung zwischen Schnitt­ stempel und Matrize während der Montage verhin­ dern und ausschließen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher er­ läutert wird. Sie zeigt in schematischer Darstel­ lung einen Querschnitt durch ein erfindungsge­ mäßes Stanzwerkzeug im in der Presse eingesetzten Zustand.

Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug (1) besteht aus Oberteil (2), Zwischenstück (3) und dem Unterteil (4). Am Oberteil (2) ist über eine Kopfplatte (5) der Schnittstempel (6) sowie über Federn der Nie­ derhalter (7) angebracht. Die Verbindung zwischen Kopfplatte (5) und Unterteil (4) erfolgt mittels einer Klebverbindung (8). Gegenüber auf Unterteil (4) ist die Matrize (9) angebracht. In strichpunk­ tierter Linie ist zwischen Schnittstempel (6) bzw. Niederhalter (7) und Matrize (9) die Werkstückebene (10) angedeutet.

Zwischen Ober- (2) und Unterteil (4) befindet sich eine im Öffnungssinn wirkende Feder (11).

Ober- (2) und Unterteil (4) sind im wesentlichen baugleich, unterscheiden sich einmal durch die im Unterteil (4) befindlichen Öffnungen (12), durch welche der ausgestanzte Teil der Werkstücke nach unten durchfallen kann sowie im Hinblick auf Ober­ teil (2) durch eine Federwirkung erzeugende Ring­ nut (13) und einem im Bereich des Schnittstem­ pels (6) oberhalb angeordneten Druckstück (14).

Das Stanzwerkzeug (1) befindet sich innerhalb ei­ ner Presse, und zwar liegt der Stößel (15) vermit­ tels dem Druckstück (14) an Oberteil (2) an und das Unterteil (4) ruht auf der Aufspannplatte (16). Das Stanzwerkzeug (1) ist hierbei eingelegt, so daß nur eine Kraftübertragung in vertikaler Rich­ tung möglich ist. Aufgrund Fehlens einer starren Verbindung zum Stößel (15) bzw. zur Aufspannplat­ te (16) hin können Kräfte mit horizontalen Kom­ ponenten auf das Stanzwerkzeug (1) nicht über­ tragen werden.

Innerhalb von Ober- (2) und Unterteil (4) ist jeweils ein Wärmetauscher (17) angeordnet, mit dessen Hilfe bei entsprechender Regelung eine Konstanthaltung der Temperatur und Vermeidung ther­ misch bedingter Relativverschiebungen möglich wird. In ausgezogener Linienführung ist der Zustand "a" wiedergegeben, bei welchem sich Ober- (2) und Un­ terteil (4) in minimalem Abstand zueinander befin­ den, das Werkzeug also geschlossen ist. Anhand der gestrichelten Darstellung von Oberteil (2) erkennt man Position und Abstand im geöffneten Zustand (Bezugsbuchstabe "b"). Man erkennt, daß die Schräg­ bewegung des Oberteils (2) und sowie des daran be­ festigten Schnittstempels (6) vergleichsweise kurz­ wegig sein können.

Im Ergebnis erhält man ein Stanzwerkzeug, welches die Herstellung von Werkstücken höchster Präzision und Schnittspaltgenauigkeit erlaubt und sich in besonderem Maße für Werkstücke geringer Dicke eig­ net.

Claims (7)

1. Stanzwerkzeug zum Einlegen zwischen Stößel und Aufspannplatte einer Presse mit Schnittstempel und Matrize, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug (1) aus ei­ nem Ober- (2) und Unterteil (4) besteht, die aufeinander zu bewegbar und am einen Ende über ein Zwischenstück (3) miteinander verbunden sind und an dem Zwischenstück (3) etwa gegenüberliegend am Oberteil (2) der Schnittstempel (6) und am Un­ terteil (4) die Matrize (9) befestigt ist und zwi­ schen Ober- (2) und Unterteil (4) eine öffnende Kraft wirkt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch Einstückigkeit von Oberteil (2), Zwischenstück (3) und Unterteil (4).

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen am Oberteil (2) angeordneten Niederhalter (7).

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch in Ober- (2) und Unterteil (4) jeweils angeordnete und auf konstante Temperatur einregelnde Wärmetauscher (17).

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine im Oberteil (2) befindliche, vorzugsweise ring­ förmig verlaufende Nut (13).

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch star­ re Verbindung zwischen Oberteil (2) und Zwischen­ stück (3) und/oder Zwischenstück (3) und Unter­ teil (4) .

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Klebebefestigung von Schnittstempel (6) und/ oder Matrize (9).