DE4034278A1 - Presswerkzeug mit einer abfallschneideinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug mit einer Abfallschneideinrichtung.

Um ein gepreßtes Metallblech in ein gepreßtes Werkstück und einen dieses umgebenden Abfall zu trennen, wird das Metallblech entlang einer Schnittlinie beschnitten, die sich entlang eines Außenumfangs des gepreßten Werk­ stücks erstreckt. Um die Nachbehandlung des Abfalls zu erleichtern, haben herkömmliche Preßwerkzeuge Schneid­ mechanismen, um den Abfall in mehrere Stücke zu schneiden.

Um einen solchen Schneidvorgang mit einem einzigen Hub des Oberstempels auszuführen, enthält ein typisches Beispiel eines herkömmlichen Schneidmechanismus mehrere Sätze erster Abfallschneidklingen (Kanten) und zweiter Abfallschneidklingen. Die ersten Abfallschneidklingen sind einstückig mit einer oberen Klinge ausgebildet, die an dem Oberstempel vorgesehen ist, während die zweiten Abfallschneidklingen an einem Unterstempel befestigt sind, um mit den zugehörigen ersten Abfall­ schneidklingen zusammen zu wirken und den Abfall in mehrere Teile zu trennen. Die obere Klinge ist mit ausgesparten Abschnitten versehen, die eine geringere Höhe haben als der übrige Teil. Die zweiten Abfall­ schneidklingen können nach dem Durchtrennen des Ab­ falls in die entsprechenden ausgesparten Abschnitte eintreten. Da die ersten Abfallschneidklingen eine größere Höhe haben als die obere Klinge, werden die ersteren vor den letzteren in Kontakt mit dem Metall­ blech gebracht, wenn das Metallblech beschnitten wird. Dies kann dazu führen, daß das gepreßte Werkstück von den ersten Abfallschneidklingen teilweise gebrochen oder verformt wird, wobei in einem solchen Fall das gepreßte Werkstück so von dem Abfall getrennt wird, daß Grate an den abgekanteten Flächen des gepreßten Werkstücks zusammen mit mehreren Spänen entstehen. Einige der Späne werden an dem Preßwerkzeug anhaften und erzeugen dann Schrammen in gepreßten Werkstücken oder werden während des Preßvorgangs in diese einge­ bettet.

Um dieses Problem zu lösen, ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 62 (1987)-61 326 ein Preßwerkzeug offenbart, das einen Unterstempel und eine obere Klinge ausweist, die um den Unterstempel herum paßt. Auf dem Unterstempel liegt ein Werkstück aus Metallblech auf. Ein Umfangsabschnitt des gepreßten Werkstücks wird ringförmig als Abfall abgeschnitten, indem die obere Klinge abgesenkt wird. Der abge­ schnittene Abfall fällt auf Schneidklingen von Abfall­ schneidkörpern, die um den Unterstempel herum ange­ ordnet sind. Anschließend werden Abfallschneidklingen, die an den zugehörigen Abfallschneidkörpern schwenk­ bar gehalten sind, durch zugehörige Antriebseinheiten verschwenkt, um den Abfall in Zusammenwirkung mit Schneidklingen der jeweiligen Abfallschneidkörper in mehrere Teile zu trennen.

Bei diesem früheren Vorschlag haben die gepreßten Pro­ dukte eine ausgezeichnete Qualität ohne Formänderung, deformierte Abschnitte oder Grate, jedoch müssen um den Unterstempel herum Antriebseinheiten wie Zylinder angeordnet werden, um die Abfallschneider anzutreiben, wodurch das Preßwerkzeug große Abmessungen erhält. Außerdem muß eine Antriebskraft-Erzeugungseinheit an­ geordnet sein, um die Antriebseinheiten zu betätigen, was zu beträchtlichen Kosten der Anlage führt und einen beträchtlichen Einbauraum erfordert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerkzeug anzugeben, bei dem die Entstehung von Formänderungen, Spänen und Graten bei einem ge­ preßten Werkstück zuverlässig vermieden ist. Außerdem soll das Preßwerkzeug eine verringerte Größe haben und billiger herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Preßwerkzeug enthält einen Unter­ stempel, einen Oberstempel, der auf den Unterstempel zu und von diesem weg vertikal bewegbar ist, eine Be­ wegungseinrichtung zur vertikalen Bewegung des Ober­ stempels, eine an dem Oberstempel angebrachte obere Klinge, eine an dem Unterstempel angeordnete Abkant­ klinge zum Abkanten eines Werkstücks in Zusammenwir­ kung mit der oberen Klinge, um einen Abfall von einem gepreßten Produkt zu trennen, wenn der Oberstempel durch die Bewegungseinrichtung abgesenkt wird, um das Werkstück zu pressen, eine Abfallschneideinrichtung un­ terhalb der Abkantklinge, die den Abfall in Stücke schneidet, und eine Kraftumwandlungseinrichtung zum Umsetzen eines Teils einer von der Bewegungseinrichtung auf den Oberstempel ausgeübten, abwärts gerichteten Kraft in eine Antriebskraft zur Betätigung der Abfall­ schneideinrichtung.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines wesentlichen Teils eines Preßwerkzeugs mit Abfallschnei­ dern gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein zu pressendes Metallblech auf einem Unterstempel angeordnet ist;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt des wesentlichen Teils des Preßwerkzeugs gemäß Fig. 1, wobei ein gepreßtes Werkstück und ein Abfall voneinander getrennt sind;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des wesentlichen Teils des Preßwerkzeugs gemäß Fig. 1, wobei der Abfall in mehrere Stücke ge­ trennt ist, obwohl nur ein Stück durch die gestrichelte Linie dargestellt ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 3;

Fig. 5 u. 6 vertikale Querschnittsansichten herkömm­ licher Preßwerkzeuge mit Abfallschneidern, von denen nur einer dargestellt ist;

Fig. 7 ein gepreßtes Metallblech und

Fig. 8 eine Ansicht entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7.

Bevor eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, werden nachfolgend bekannte Preß­ werkzeuge bzw. Preßstempel, die oben diskutiert sind, zum besseren Verständnis des Standes der Technik und seiner Nachteile kurz beschrieben.

Um ein gepreßtes Metallblech M in ein gepreßtes Werk­ stück W und einen dieses umgebenden Abfall S zu trennen, (siehe Fig. 7 und 8) wird das Metallblech M entlang einer Trimmlinie oder Schneidlinie geschnitten, die sich entlang eines Außenumfangs des gepreßten Werk­ stücks W erstreckt. Um die Nachbehandlung des Abfalls S zu erleichtern, enthalten herkömmliche Preßwerkzeuge einen Schneidmechanismus, um den Abfall S in mehrere Stücke entlang den Schneidlinien b zu schneiden.

Um einen Schneidvorgang durch lediglich einen Hub eines oberen Preßstempels auszuführen, enthält ein typisches Beispiel bekannter Schneidmechanismen mehrere Sätze erster Abfallschneidkanten 1b und zweiter Abfallschneidkanten oder -klingen 2b, wie Fig. 5 zeigt. Die ersten Abfallschneidkanten 1b sind einstückig mit einer oberen Klinge bzw. einem oberen Messer 1a aus­ gebildet, das an dem oberen Preßstempel angeordnet ist, während die zweiten Abfallschneidkanten 2b an einem Unterstempel 12 befestigt sind, um mit den entsprechen­ den ersten Abfallschneidkanten 1b zusammen zu wirken und den Abfall S in mehrere Stücke zu trennen. Die obere Klinge 1a ist mit ausgesparten Abschnitten 1a′ mit einer Höhe versehen, die kleiner ist als diejenige des anderen Abschnitts. Die zweiten Abfallschneidkanten oder -klingen 2b können in die entsprechenden ausge­ sparten Abschnitte 1a′ nach Abtrennen des Abfall S eintreten. Da die ersten Abfallschneidkanten 1b eine größere Höhe haben als die obere Klinge 1a, geraten die ersteren vor den letzteren in Kontakt mit dem Me­ tallblech, wenn das Metallblech beschnitten wird. Dies kann dazu führen, daß das gepreßte Werkstück W von den ersten Abfallschneidklingen 1b teilweise gebrochen oder verformt werden kann, wobei in einem solchen Fall das gepreßte Werkstück W von dem Abfall S so abgeteilt wird, daß Grate in den Schneidflächen des gepreßten Werkstücks W gemeinsam mit zahlreichen Spänen ent­ stehen. Einige dieser Späne können an dem Preßstempel anhaften und Schrammen in den gepreßten Werkstücken W erzeugen oder während des Preßvorgangs in diese ein­ gebettet werden.

Zur Lösung dieses Problems wurde das in Fig. 6 abge­ bildete Preßwerkzeug in der japanischen Gebrauchs­ musterveröffentlichung Nr. 62 (1989)-61 326 offenbart, das einen Unterstempel 12 und eine obere Klinge 11a aufweist, die um den Unterstempel 12 herum paßt. Ein Werkstück W liegt auf dem Unterstempel 12 auf und wird einem Preßvorgang unterworfen. Ein Umfangsabschnitt des gepreßten Werkstücks W wird ringförmig als Abfall S abgetrennt, in dem die obere Schneidklinge 11a abge­ senkt wird. Der abgeschnittene Abfall S fällt auf Schneidklingen von Abfallschneidkörpern 4 herab, die um den Unterstempel 12 herum angeordnet sind, worauf­ hin Abfallschneidklingen 6, die schwenkbar an den je­ weiligen Abfallschneidkörpern 4 gehalten sind, in eine Schließstellung verschwenkt werden durch Betätigung zu­ gehöriger Zylinder 4B, um den Abfall S im Zusammenwirken mit Schneidklingen der jeweiligen Abfallschneidkörper 4 in mehrere Stücke zu teilen.

Bei diesem früheren Versuch zur Lösung des Problems werden gepreßte Produkte ausgezeichneter Qualität ohne Formänderung, verformte Abschnitte oder Grate erhalten, jedoch erhält das Preßwerkzeug durch die Antriebseinheiten wie Zylinder große Abmessungen und benötigt sehr viel mehr Einbauraum, wobei auch die Kosten der Anlage hoch sind.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Preßwerzeug mit Abfall­ schneideinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Preßwerkzeug enthält einen Oberstempel 11 und einen Unterstempel 12. Der Unterstempel 12 hat eine obere Fläche 12a, deren Form mit der Form eines fertigen Pro­ duktes eines Werkstücks W übereinstimmt. Der Unter­ stempel 12 hat an einem Rand der oberen Fläche 12a eine Schneidkante 12b. Der Oberstempel 11 wird von einem herkömmlichen Hubmechanismus 19 vertikal bewegt. Der Oberstempel 11 hat an einem Rand bzw. Umfang der nicht dargestellten Bearbeitungsfläche eine obere Klinge 11a, die Abfall S von einem gepreßten Werkstück W in Zusammenwirkung mit der Abgratkante oder Beschneide­ kante 12b des Unterstempels 12 abschneidet. Der Ober­ stempel 11 ist ferner mit einem Werkstückhaltepuffer 13 versehen, der das Werkstück W gegen die obere Fläche 12a des Unterstempels 12 hält, bevor der Abfall S von dem gepreßten Werkstück W getrennt wird.

Der Unterstempel 12 weist an Stellen unter der oberen Fläche 12a Abfallschneideinrichtungen 10 auf, von denen nur eine in den Fig. 1 bis 4 abgebildet ist. Jede Abfallschneideinrichtung 10 enthält einen Abfallschneid­ körper 14 mit einer Schneidkante 14a. Der Abfallschneid­ körper 14 jeder Abfallschneideinrichtung 10 ist so um den Unterstempel 12 angeordnet, daß sich die Schneid­ kante 14a in einer Richtung erstreckt, die senkrecht die Abgratkante 12b schneidet. Der Abfallschneidkörper 14 hat eine Abfallschneidklinge 16, die schwenkbar auf einer Achse 15 sitzt, so daß die Schneidkante 16a der Abfallschneidklinge 16 und die Schneidkante 14a des Abfallschneidkörpers 14 sich wie eine Schere öffnen und schließen können.

Die Abfallschneidklinge 16 jeder Abfallschneideinrich­ tung 10 wird von einer Feder 18 so beaufschlagt, daß sie normalerweise in der offenen Position gemäß Fig. 1 gehalten ist. Der Oberstempel 11 ist mit herab­ hängenden Nockenteilen 17 versehen. Jedes Nockenteil 17 hat eine Nockenfläche 17a an seinem unteren Ende, die auf einen Stift 16b einwirken kann, der an einem nahen Abschnitt der zugehörigen Abfallschneidklinge 16 befestigt ist, wie weiter unten noch beschrieben wird. Die Nockenfläche 17a ist gegenüber der Horizontalen geneigt.

Das auf der oberen Fläche 12a des Unterstempels 12 liegende Werkstück W (siehe Fig. 1) wird von dem Werkstückhalteteil 13 gegen den Unterstempel 12 ge­ halten, wenn der Oberstempel 11 herab bewegt wird. Anschließend wird das Werkstück W von dem Oberstempel und dem Unterstempel 11, 12 gepreßt, und ein Umfangs­ abschnitt des gepreßten Werkstücks W wird ringförmig als Abfall S abgeschnitten, wobei die obere Klinge 11a und die Abgratkante 12b zusammenwirken, wie Fig. 2 zeigt. Der abgeschnittene Abfall S liegt auf den Ab­ fallschneidkörpern 14 der Abfallschneideinrichtungen 10 auf. Danach drückt die Nockenfläche 17a jedes Nockenteils 17 den Stift 16b der zugehörigen Abfall­ schneidklinge 16 herab, so daß die Abfallschneidklinge 16 gegen die Rückstellkraft der Feder 18 um die Achse 15 verschwenkt wird, um den Spalt zwischen der Schneid­ kante 16a und der Schneidkante 14a des Abfallschneid­ körpers 14 zu schließen. Auf diese Weise setzen die Nockenteile 17 und die Stifte 16 einen Teil der ab­ wärts gerichteten Kraft, die von dem Hubmechanismus 19 auf den Oberstempel 11 ausgeübt wird, in eine An­ triebskraft zur Betätigung der Abfallschneideinrich­ tungen 10 zum Schneiden des Abfalls um. Hierdurch wird der Abfall S durch die Schneidkante 14a des Abfallschneidkörpers 14 und die Schneidkante 16a der Abfallschneidklinge 16 in mehrere Stücke geschnitten, und dann wird die Abfallschneidklinge 16 an einer ge­ schlossenen Position gemäß Fig. 3 angeordnet, wenn der Oberstempel 11 in eine untere Totmittenposition abgesenkt wird.

Wenn der Oberstempel 11 von der unteren Totmitten­ position angehoben wird, gibt die Nockenfläche 17a jedes Nockenteils 17 zunehmend den Stift 16b der zugehörigen Abfallschneidklinge 16 frei, so daß die Schneidklinge 16 durch die Rückstellkraft der Feder 18 in die offene Position zurückkehrt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Abfälle nach dem Abschneiden des gepreßten Werkstücks ge­ trennt, so daß das Werkstück eine hohe Qualität erhält. Es treten keine Belastungen, Verformungen oder Grate auf. Da ferner die Schneidklingen von dem Stempel ge­ steuert werden, ist keine zusätzliche Kraftquelle er­ forderlich. Somit sind die Kosten minimiert, und die Anlage wird zum praktischen Gebrauch kleiner.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Aus­ führungsform beschränkt, vielmehr liegen zahlreiche Modifikationen und Änderungen im Rahmen des Erfindungs­ gedankens.

Claims (5)

1. Preßwerkzeug, gekennzeichnet durch einen Unterstempel (12), einen Oberstempel (11), der auf den Unterstempel zu und von diesem weg vertikal bewegbar ist, eine Oberstempelbewegungseinrichtung (19) zur vertikalen Bewegung des Oberstempels, eine obere Klinge (11a), die an dem Oberstempel befestigt ist, eine Abkantklinge (12a), die an dem Unterstempel befestigt ist, um ein auf dem Unterstempel liegendes Werkstück im Zusammenwirken mit der oberen Klinge ab­ zukanten, um einen Abfall (S) von dem gepreßten Produkt abzutrennen, wenn der Oberstempel abgesenkt wird, um das Werkstück mittels der Oberstempel-Bewegungsein­ richtung zu pressen, Abfallschneideinrichtungen (10), die unterhalb der Abkantklinge angeordnet sind, um den Abfall in Stücke zu schneiden, und eine Kraftumsetzungs­ einrichtung (17, 17a, 16b) zum Umsetzen eines Teils der abwärts gerichteten Kraft, die von der Oberstempel- Bewegungseinrichtung auf den Oberstempel ausgeübt wird, in eine Antriebskraft zur Betätigung der Abfallschneid­ einrichtungen, damit diese den Abfall schneiden.

2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallschneideinrichtungen mehrere Abfall­ schneider aufweisen, die um den Unterstempel (12) herum angeordnet sind, um den Abfall (S) in Querrich­ tung zu schneiden.

3. Preßwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abfallschneider ferner einen stationären Abfallschneidkörper (14) zum Halten des von dem Werk­ stück abgeschnittenen Abfalls (S) und eine Abfall­ schneidklinge (16) aufweist, die an dem Abfallschneid­ körper vertikal schwenkbar befestigt ist und auf die durch die Kraftumsetzungseinrichtung die Antriebskraft übertragen wird, um die Abfallschneidklinge zum Schnei­ den des Abfalls in eine geschlossene Position zu be­ wegen, und zwar im Zusammenwirken mit dem Abfallschneid­ körper, wobei der Abfall von dem Abfallschneidkörper gehalten ist.

4. Preßwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftumsetzungsmaschine eine an dem Ober­ stempel (11) befestigte Nockeneinrichtung (17, 17a) und einen Nockenfolger (16b) aufweist, der an der zu­ gehörigen Abfallschneidklinge (16) befestigt ist, um der Nockeneinrichtung zu folgen, wodurch die Abfall­ schneidklinge betätigt wird.

5. Preßwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nockeneinrichtung einen Nockenstab (17) auf­ weist, der von dem Oberstempel (11) herabhängt und an seinem unteren Ende eine Nockenfläche (17a) aufweist,
daß jeder Nockenfolger einen Vorsprung (16b) aufweist, der an der zugehörigen Abfallschneidklinge befestigt ist, um der Nockenfläche des zugehörigen Nockenstabs zu folgen, und daß eine Federeinrichtung (18) die Ab­ fallschneidklinge in eine offene Position beaufschlagt, um den Abfall zwischen den Abfallschneidklingen und den zugeordneten Abfallschneidkörpern aufzunehmen.