DE4122968A1

DE4122968A1 - Mehrstufige matrizeneinheit

Info

Publication number: DE4122968A1
Application number: DE4122968A
Authority: DE
Inventors: Siegfried F Gruber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1992-05-21
Anticipated expiration: 2011-07-12
Also published as: CA2038139C; JPH04269118A; GB2249745B; DE4122968C2; GB2249745A; GB9108100D0; CA2038139A1; US5105697A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf mehrstufige Nachschneidematrizen und auf ein Verfahren zum Nach schneiden eines Werkstücks durch einen Stanzvorgang. Sie bezieht sich insbesondere auf ein neues und verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung, welche darauf gerich tet sind, Späne von der Matrize zu entfernen und in ein, einen Bestandteil der Matrizeneinheit bildendes Aufnah mebehältnis zu überfuhren.

In der US-PS-49 70 923 sind ein Verfahren und eine Vor richtung beschrieben, welche die Herstellung einer exakt bemessenen sich vertikal erstreckenden Seitenkante an einem flachen Werkstück betreffen. Bei diesem Verfahren weist die Matrizeneinheit eine Seitenumfangsfläche auf, die sich unmittelbar oberhalb einer kontinuierlichen Schneidkante befindet, über welche die Späne von dem Werkstück abgezogen werden, um das Entstehen von Werk stückspannungen zu vermeiden, welches bei früheren Stanzvorgängen festgestellt worden ist.

Nachdem die früheren Verfahren bei der Bearbeitung vertikaler Werkstückseiten bei Stanzvorgängen mit Erfolg angewandt worden sind, erscheint es wünschenswert, das gleiche Grundverfahren zum Nachschneiden extrem harter Metalle einzusetzen, wobei trotzdem genau bemessene Fertigteile entstehen sollen, und zwar ohne anschließen de Wärmebehandlung oder eine auf Oberflächenglättung gerichtete Nachbearbeitung.

Erfindungsgemäß wird demzufolge ein neues und verbesser tes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Nachschneiden der Seitenkanten eines Werkstücks entwor fen, welche mehrstufig ausgelegt sind, wobei der abge trennte Werkstoff von der Schneidkante der Matrize entfernt wird, um die Genauigkeit der Abmessungen des Werkstücks zu gewährleisten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine jede der mehreren Nachschneidema trizen eine Schneidkante auf, die sich benachbart zu einer an diese angepaßten Seitenfläche erstreckt, über welche die Späne von der Schneidkante entfernt werden, sobald sie von dem Werkstück abgetrennt worden sind, wobei die Nachschneidematrizen stapelartig übereinander angeordnet sind, und zwar zwischen einer Mehrzahl von Führungs- oder Positionierplatten, die ihrerseits je weils oberhalb einer jeden der Nachschneidematrizen angeordnet sind, und über welche eine Drehung des Werk stücks während des Stanzvorgangs, insbesondere während dessen Bewegung entlang der Schneidkanten der Matrizen verhindert wird.

Die erste Nachschneidematrize weist eine kontinuierliche Schneidkante auf und es ist die zugeordnete Führungs platte mit einem Schlitz versehen, der sich genau ober halb der Schneidkante der ersten Nachschneidematrize befindet und durch welchen hindurch ein zusammenhängen der, von dem Werkstück entfernter Werkstoffring aus der ersten Nachschneidematrize ausgeblasen wird.

Die zweite Nachschneidematrize ist mit einer Vielzahl von mit Abstand zueinander angeordneten Schneidkanten versehen, wobei den Schneidkanten benachbart eine ent sprechende Anzahl von Mulden vorgesehen ist. Die über diese zweiten Schneidkanten entwickelten Späne werden über angepaßte Seitenflächen oberhalb der Matrize abge zogen und in die Mulden überführt. Die Späne bewegen sich aus der jeweiligen Mulde unter dem Einfluß der Schwerkraft in ein Aufnahmebehältnis, welches sich unterhalb der zweiten Nachschneidematrize befindet.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer erfindungsge mäßen Matrizeneinheit;

Fig. 2 eine Darstellung des Querschnitts entlang einer vertikalen Mittelebene der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Führungsplatte der Matrizeneinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Führungsplatte der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die erste sowie oberste Matrize der Matrizeneinheit gemäß Fig. 1; Fig. 6 eine Draufsicht auf die zweite und unterste Matrize der Matrizeneinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des in dem Kreis 7 der Fig. 6 gezeigten Teils;

Fig. 8 eine Darstellung eines Querschnitts entlang einer Linie 8-8 der Fig. 7;

Fig. 9 eine teilweise Darstellung eines Querschnitts entlang einer Linie 9-9 der Fig. 7;

Fig. 10 eine teilweise Darstellung eines Querschnitts entlang einer Linie 10-10 der Fig. 7;

Fig. 11 eine teilweise Darstellung entlang einer Linie 11-11 der Fig. 7.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im Detail beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine mehrstufige Matrizeneinheit 20, welche zum Nachschneiden der Seiten eines Werkstücks 22 bestimmt ist, welches Werkstück in seinen Außenseiten eine Vielzahl radialer Zähne aufweist und welches wäh rend der Bearbeitung nach unten durch die in den Zeich nungen dargestellte Matrizeneinheit hindurchgeführt wird. Die Matrizeneinheit 20 besteht aus einer Führungs- oder Positionierplatte 23, welche eine, zu den Außensei ten des Werkstücks 22 komplementär ausgebildete Innenum fangsfläche 24 aufweist. Unmittelbar unterhalb dieser Führungsplatte 23 - an dieser anliegend - befindet sich eine erste Nachschneidematrize 26, die eine kontinuier liche Schabe- oder Schneidekante 28 und eine ringförmi ge, rinnenartige, der Schneidekante 23 unmittelbar benachbarte obere Fläche 30 aufweist, über welche der, von dem Werkstück abgetrennte Werkstoff in einer, in der US-PS-49 70 923 beschriebenen Weise abgeführt wird.

Die Führungsplatte 23 ist mit einer Ausnehmung 31 ver sehen, die sich in deren Unterseite unmittelbar oberhalb der Fläche 30 befindet, so daß ein Hohlraum gebildet wird, in welchen der von dem Werkstück 22 abgetrennte Werkstoff über die Fläche 30 eingeführt wird und aus der Matrizeneinheit 20 entfernt wird. Wie im folgenden noch näher beschrieben werden wird, wird während der Bewegung des Werkstücks 22 nach unten durch die Nachschneidema trize 26 hindurch mittels der Schneidkante 28 von dem Werkstück ein zusammenhängender Metallring abgeschnit ten.

Unmittelbar unterhalb der ersten Nachschneidematrize 26 befindet sich eine zweite Führungs- bzw. Positionier platte 32, wobei sich unmittelbar unterhalb der Füh rungsplatte 32 eine zweite Nachschneidematrize 34 befin det. Die Führungsplatte 32 ist mit einer Ringnut 36 versehen, welche sich unmittelbar oberhalb einer Ring rinne 38 (Fig. 11) der Nachschneidematrize 34 befindet, und zwar in unmittelbarer Nähe einer Reihe von Schneid kanten 40 (Fig. 7). Wie in Verbindung mit Fig. 6 noch genauer beschrieben werden wird, umfaßt die Nachschnei dematrize 34 eine Anzahl von Durchgängen 42, die an ihrem unteren Ende in eine Vielzahl vertikal verlaufen der Durchgangsbohrungen 44 einer Matrizenbasisplatte 46 einmünden. Die Durchgangsbohrungen 44 münden in eine Ringkammer 48 eines an der Matrizenbasisplatte 46 lösbar befestigten Aufnahmebehältnisses 50. Die Ringkammer bildet somit einen Abfallsammelraum.

Mittels der, die zweite Stufe bildenden Nachschneidema trize 34 wird von den Umfangsseiten des Werkstücks Metall in Form kleiner Späne abgetragen, welche auf die Oberfläche der Ringrinne 38 gelangen und anschließend unter dem Einfluß der Schwerkraft über die Durchgänge 42 und die Durchgangsbohrungen 44 in die Ringkammer 48 gelangen, in welche sie zwecks anschließender Entfernung aus der Matrizeneinheit gesammelt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Führungsplatte 23. Die Platte besteht aus einer Vielzahl von Durchgangsbohrun gen 52 welche zur Aufnahme von Schrauben bestimmt sind, über welche die Teile der Matrizeneinheit zusammengehal ten werden.

Zentral angeordnet ist eine kreisförmige Öffnung 54, die gestaltlich derart an das Werkstück angepaßt ist, daß dieses durch die Öffnung hindurchführbar ist, jedoch während der Durchführung unverdrehbar gehalten ist. Das Werkstück weist eine Reihe von im Umfangsbereich ange ordneter voneinander jeweils einen gleichen Abstand aufweisender Zähne auf, so daß die Führungsplatte 23 dementsprechend eine Anzahl von Ausnehmungen 56 auf weist, die jeweils einen gleichen Abstand voneinander aufweisen und von ihrer Lage her den Zähnen des Werk stücks entsprechen. Man sieht, daß sich die Ausnehmung 31 von der einen Seite 58 der Führungsplatte 23 bis zu der gegenüberliegenden Seite 60 erstreckt, daß deren Breitenabmessung deutlich größer ausgelegt ist als der größte Durchmesser der Öffnung 54 und daß die Ausnehmung 31 zu der genannten Seite 60 hin offen ist, so daß der von dem Umfang des Werkstücks entfernte Metallring aus der Matrizeneinheit herausgelangen kann. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist oberhalb der Matrizeneinheit eine Düse 62 vorgesehen, durch welche ein Luftstrahl gegen die innere Begrenzung des genannten, aus abgeschnittenem Metall bestehenden Ringes gerichtet werden kann, so daß dieser über die Ausnehmung 31 aus der Matrizeneinheit zwischen der unteren Oberflä che der Führungsplatte 23 und der oberen Oberfläche der die erste Stufe bildenden Nachschneidematrize 26 ausge stoßen werden kann.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die, die erste Stufe bildende Nachschneidematrize 26, die mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 64 versehen ist, die fluchtend zu den Durchgangsbohrungen 52 der Führungsplatte 23 verlaufen und der Aufnahme von Schrauben dienen, über welche die Führungsplatten sowie die Nachschneidematri zen zusammengehalten werden. Man erkennt, daß die Schneidkante 28 im wesentlichen komplementär zu der Umfangsgestaltung des Werkstücks ausgebildet ist. Es sind jedoch die Innenabmessungen etwas kleiner bemessen als diejenige des Werkstücks, so daß ein dünner kontinu ierlicher Metallring von der Außenfläche des Werkstücks abgetragen wird, während dieses nach unten über die Schneidkante 28 hinaus bewegt wird. Aufgrund der Um fangsgestaltung des benachbarten Ringraumes und der Tatsache, daß der Scherwinkel der Schneidkante über deren gesamte Erstreckung konstant ist, wird das abge schnittene Metall während der Schneidbewegung von dem Werkstück entfernt, so daß die Bildung von Spannungen in dem Werkstück als Folge des Schneidvorgangs vermieden wird. Wie vorstehend ausgeführt wurde, gelangt der aus abgetrenntem Metall bestehende Ring auf die genannte, rinnenartige Fläche 30 und in den, durch die Ausnehmung 31 definierten Hohlraum, aus welchem er mittels eines Luftimpulses der Düse 62 entfernt wird.

Fig 6. zeigt, daß die Nachschneidematrize 34 mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 65 versehen ist, die fluchtend zu den Durchgangsbohrungen 52, 64 der anderen Matrizen- und Führungsplatten verlaufen. Die Schneidkan te 40 der, die zweite Stufe bildenden Nachschneidematri ze 34 ist gestaltlich ähnlich zu der Schneidkante 28 der die erste Stufe bildenden Nachschneidematrize ausgebil det. Es weisen jedoch die Seiten der Zähne dieser zwei ten Nachschneidematrize 34 einen geringeren Abstand voneinander auf als diejenigen der die erste Stufe bildenden Nachschneidematrize, wobei die innerst gele genen Kanten denjenigen der ersten Nachschneidematrize entsprechen, so daß durch die zweite Nachschneidematrize 34 kein Metall aus den Grundbereichen zwischen den Zähnen des Werkstücks entfernt wird. Es wird demzufolge Metall nur über die Seiten der Zähne abgetragen, so daß sich eher einzelne Späne als ein zusammenhängender Ring wie im Fall der ersten Nachschneidematrize ergeben.

Es ist die Nachschneidematrize 34 mit einer Vielzahl von Mulden 66 versehen, die sich auf ihrer oberen Oberfläche befinden, und zwar unmittelbar benachbart zur Außenseite der Schneidkanten 40. Die Mulden erstrecken sich radial in auswärtiger Richtung ausgehend von einer Position unterhalb der Seiten der Ringrinne 38 bis zu den Ein mündungen der Durchgangsbohrungen 44. Die Nachschneide matrize 34 umfaßt zylindrische Bohrungen 68 bei den unteren Bereichen der Durchgänge 42, die mit den Durch gangsbohrungen 44 der Matrizenbasisplatte 46 ausgerich tet sind.

Während das Werkstück durch die Nachschneidematrize 34 hindurchgeführt wird, wird mittels der Schneidkanten 40 Metall in der Form einzelner Späne abgetragen, welche von dem Werkstück über die Ringrinne 30 entfernt werden und anschließend in die Mulden GG gelangen, aus denen sie unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Ringkammer 48 gelangen. Das Aufnahmebehältnis 50 kann von Zeit zu Zeit von der Matrizenbasisplatte 46 gelöst und nach Entleerung seiner Späne wieder eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung wurde mit Hinblick auf eine besondere Ausführungsform derselben hin beschrieben. Es erscheint für den Fachmann jedoch selbstverständlich, daß Veränderungen bzw. Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas sen.

Claims

1. Matrizeneinheit, gekennzeichnet durch

- eine erste, mit einer Vielzahl von mit Abstand zueinander angeordneten Schneidkanten (40) versehene Nachschneidematrize (34), deren Schneidkanten (40) zur Entfernung von Spänen eines Werkstücks (22) dienen,
- wobei die Nachschneidematrize (34) mit einer Viel zahl von Durchgängen (42) versehen ist, die den Schneidkanten (40) benachbart angeordnet sind und
- mit einem lösbar an der Matrizeneinheit befestigten, mit den genannten Durchgängen (42) in Verbindung stehenden Aufnahmebehältnis (50) für die Späne.

2. Matrizeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Durchgänge (42) an ihren oberen Enden mit Mulden (66) zur Aufnahme und Überführung der Späne in die Durchgänge (42) versehen sind.

3. Matrizeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß - angrenzend an die genannten Schneidkanten und diesen angepaßt - sich in Umfangsrichtung er streckende Seitenflächen zum Abzug der Späne von dem Werkstück (22) vorgesehen sind, sobald sie von diesem abgetrennt worden sind.

4. Matrizeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß sich das genannte Aufnahmebehältnis (50) unterhalb des Durchgangs (42) befindet, so daß die Späne unter dem Einfluß der Schwerkraft durch den Durchgang (42) hindurch in das Aufnahmebehältnis (50) fallen.

5. Matrizeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Schneidkanten (40) entlang eines Kreises angeordnet sind, wobei für jeweils zwei Schneidkanten (40) eine Mulde (66) angeordnet ist und wobei die Mulden (66) kreisförmig angeordnet sind.

6. Mehrstufige Matrizeneinheit nach Anspruch 1, gekenn zeichnet ferner durch

- eine zweite Nachschneidematrize (26), die mit einer kontinuierlichen Schneidkante (23) zur Entfernung eines Werkstoffringes von dem genannten Werkstück (22) ausgerüstet ist,
- wobei die zweite Nachschneidematrize (26) in Be ziehung zu der ersten Nachschneidematrize (34) derart angeordnet ist, daß das Werkstück (22) zuerst durch die zweite und anschließend durch die erste Nach schneidematrize bearbeitet wird.

7. Mehrstufige Matrizeneinheit nach Anspruch 6, gekenn zeichnet ferner

- durch eine oberhalb der zweiten Nachschneidematrize (26) angeordnete Platte,
- einen in der Platte - angrenzend an die zweite Nachschneidematrize (26) - angeordneten Durchgang und
- Mittel zur Ausrichtung eines Luftstrahls in Rich tung auf den genannten Ring hin, um diesen durch den Durchgang hindurch aus der Matrizeneinheit auszubla sen.

8. Matrizeneinheit, gekennzeichnet durch die Kombination

- einer Nachschneidematrize (26), die mit einer kontinuierlichen Schneidkante (28) zur Entfernung eines Werkstoffrings von dem genannten Werkstück (22) versehen ist,
- einer oberhalb der genannten Nachschneidematrize (26) angeordneten Platte,
- einen in der Platte in der Nähe der Nachschneidema trize (26) angeordneten Durchgang und
- Mittel zur Ausrichtung eines Luftstrahls in Rich tung auf den genannten Ring hin, um diesen durch den genannten Durchgang hindurch aus der Matrizeneinheit auszublasen.