DE7238751U - Kissen zur Verwendung als Matrize beim Stanzen oder Pressen von Blechen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE (

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DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WE 1 N HOLD · DR. D. CUDHL

6 FRANKFURTAM MAIN

CR. ESCtiENHEIMER STRASSE 39

19. Oktober 1972 ,

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ANVAR, AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE Courbevoie (Frankreich)

Kissen zur Verwendung als Matritrze beim Stanzen oder Pressen von Blechen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kissen zur Verwendung als Matrijze beim Stanzen oder Pressen von Blechen in einer Presse.

Das Stanzen und insbesondere Biegen 3owle das Pressen und insbesondere Tiefziehen von Blechen bzw. Walzblechen wird herkömmlich in Pressen durchgeführt, dia einen Stempel und eine Matritze in einem Profil haben, das derart ausgebildet ist, dass der Biegungswinkel oder die Kontur der gewünschten Stanzung oder des gewünschten Tiefziehens erreicht wird. Die Teile bestehen dabei aus Stahl mit einer ausreichenden Härte, um den starken auftretenden Kräften ohne zu starken Verschleiss zu widerstehen.

Seit kurzem ersetzt man auch die Stahlmatritze dieser Werkzeuge durch eine aus einem Elastomer hergestellte Matrize, die hierzu in einen Behälter eingesetzt wird, der allgemein als Container bezeichnet wird. Der Behälter richtet das Kriechen oder Fliessen der elastomeren Matrize unter der Kompressionskraft vom Beginn des Eintretens des Metallblattes unter dem Druck des Stempels. Die Behälterwände reflektieren die von der Presse der Matrize mitgeteilte Kraft, so dass die Matrize gegen den Stempel gebogen oder gepresst wird.

Erfindungsgemäss wurde festgestellt, dass bedeutend bessere Resultate durch die Verwendung eines prismatischen Kissens als Matrize erreicht werden können, das beispielsweise als Parallelepiped ausgebildet ist und aus einem Elastomer geeigneter Härte besteht, beispielsweise aus Polyurethan, und eine zylindrische, innere Aussparung hat, die die Matrize von einer Seite zur anderen durchquert. Die Abmessungen dieser Aussparung sind so, dass das Elastomer im Bereich elastischer Deformation arbeitet, und nicht mehr im Bereich des Widerstandes gegen die Kompressionskraft.

Die Aussparung ist vorzugsweise längs der Achse des Kissens angeordnet und ausreichend abgerundet, um Rissansätze zu vermeiden. Aus demselben Grunde sind die Winkel des Kissens ebenfalls vorzugsweise abgerundete Hat das Kissen einen runden oder quadratischen Querschnitt, so ist die Aussparung im Querschnitt kreisförmig. Hat das Kissen einen rechteckigen Querschnitt, ;;n >,;;1; die Aussparung länglich, und zwu:·.¹ parallel zu η-·,..! .i.äi.i.g.-.iSüiiλ::;..). des Kissenquerschnitts.

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Zum Biegen von Blechen mit einer Dicke unter 4 mm kann man als Behälter eine herkömmliche Metallmatrize in V-Form verwenden, die allgemein als V-förmige Matrize bezeichnet wird. Dieses Teil dient als Matrizenträger,und im Inneren des V des Teils befindet sich hierzu eine Matrize, die aus einem derartigen elastomeren, prismatischen Kissen mit V-förmigem Querschnitt besteht, und die eine innere, kreisförmige Aussparung hat, die das Kissen von einer Seite zur anderen -durchquert, und deren Achse sich in der Halbierungsebene befindet .

Des weiteren wurde erfindungsgemäss gefunden, dass das Biegen von Blechen mit einer Stärke grosser als 4 mm dadurch erreicht werden kann, dass als Matrize ein derartiges Kissen in Gestalt eines Parallelepipedes verwendet wird, das vorzugsweise einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt hat.

Systematische Versuche haben ergeben, dass mit einem Kissen -aus Polyurethan geeigneter Härte das Volumen der inneren Aussparung bei etwa 32,5 % des Volumens liegen soll, das von der Aussenfläche des Kissens begrenzt wird, und zwar mit einer Annäherung, die weiter unten noch näher präzisiert wird.

Diese Kissen sind insbesondere wegen ihrer Wirtschaftlichkeit bei ihrer Einrichtung und Wiederbeschaffung gut geeignet. Bei der Verwendung derartiger Kissen benötigen die Stanzpressen nicht mehr Leistung als bei herkömmlichen Anordnungen. Sie gestatten das Stanzen oder Ziehen auch von sehr dicken Blechen,

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_ 4 -beispielsweise einer Dicke von 15 mm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 einen-Schnitt durch eine Matrize mit V-förmigen Schenkeln vor Beginn des Biegevorgangs;

Fig. 2 und 3 entsprechende Ansichten in späteren Stadien des Biegevorgangs;

Fig. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsfcrmen, ebenfalls im Schnitt, ,jeweils vor dem Biege Vorgang;

Fig. 6 und 7 entsprechende Schnittdarstellungen zu Fig. 4 5 beim Biegevorgang;

■Fig.* 8 -eine Darstellung zur Erläuterung 4er optimalen Dimensionen für Aussparungen verschiedenen Querschnitts.

Die__in_den Figuren 1-3 dargestellte herkömmliche V-förmige Matrize 1 hat eine Anzahl von V-förmigen Schenkeln 2, die alle denselben Öffnungswinkel ^ haben, deren Öffnungsbreite I^ jedoch verschieden ist. Dadurch können verschieden dicke Bleche, bearbeitet werden.

In jedem dieser V-förmigen Schenkel kann ein Kunst^torx"-stück 3 angeordnet sein, das die Matrize vollständig ;.;.r:.i'üllt. Die Oberfläche 4 des KunststoffStücks fluchtet mit der Oberfläche 5 der Matrize. Das Kunststoffstück kann aus Polyurethan bestehen. Es ist vollständig mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Loch 6 durchbohrt, wodurch die Information des Kunststoff Stücks beim Biegen zu seiner I-IalLo erungsebene erleichtert wird.

Wird der Stempel 7, dessen Öffnungswinkel j3kleiner oder gleich dem Winkel o<, sein kann,und dessen Breite fühlbar kleiner als die der Öffnung des V-förmigen Schenkels sein kenn, in Kontakt mit dem zu biegenden Blech 8 gebracht, das mit seiner Oberfläche 4 auf die der V-förmigen Matrize 1 gelegt ist, und wird dem Stempel über die Presse eine; Kraft in Pfeilrichtung _f mitgeteilt, so biegt sich das Plech 8, dessen Kante 9 eine Vertiefung in der Oberfläche 4 der. Stücks 3 hervorruft. Die Deformation folgt einem Flächcnv.'inkel, der im Verlauf des Biegevorgangs genau dem des Bleche S entspricht. Die Materie, aus der das Stück 3 besteht, fliesst, Dessen Oberfläche nimmt, wie gesagt, die Form der Unterseite des Blechs 8 an, während das 3ich in Längsrichtung erstreckende Loch 6 gleichzeitig seine Gestalt ändert und herzförmig wird, bis die Seiten 10 und 11 des Stücks 3 nach und nach von den Seitenflächen des entsprechenden V-förmigen Schenkels abheben.

Diese Deformation verstärkt sich, bis das Bleel· 8 genau die Kontur des Stempels 7 annimmt, v/ie es in Fig 5 gezeigt ist.

Das Kissen 21 in Fig. 4 hat einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Kanten, sowie eine mittlere Aussparung 22 mit kreisförmigem Querschnitt. Das Kissen wird auf den Tisch 23 einer Presse gelegt und wird mittels eines Stempels 26 über eine Ziehplatine oder ein Blech 24 gebogen bzw. gestanzt.

Das Kissen 27 der Fig. 5 hat einen rechteckigen Querschnitt mit ebenfalls abgerundeten Kanten. Auch dieses Kissen hat eine mittlere Aussparung 28, die sich parallel zu den Längsseiten des rechteckigen Querschnitts dieses Kissens erstreckt. Es wird ebenfalls auf den Tisch 23 einer Presse gelegt und wird mittels eines Stempels 30 über ein Blech 29 gebogen.

Beim Arbeiten der Presse bewirken die Stempel 26 bzw. 30, dass die Bleche 24 bzw. 29 in die Kissen 21 bzw. 27 eintreten, wie dies die Figuren 6 bzw. 7 zeigen. Sie rufen eine Deformation der Kissen mit derartigen Dehnungen hervor, dass deren Mittelpartie oberhalb der Aussparung sich zur Aussparung hin durchbiegt. Die Seitenflächen des Kissens biegen sichjund wandern in Richtung auf den Stempel. Die Oberfläche legt sich gegen die Unterfläche der Bleche, die ihrerseits gegen die Aussenfläche des Stempels gelegt sind, so dass der Stempel sie stanzt, biegt oder zieht, je nachdem ob ein spitzer oder stumpfer Winkel verwendet wird.

Um die -optimalen Dimensionen der zentralen Aussparungen dieser Kissen zu bestimmen, wurden systematische Versuche mit Kissen mit verschiedenen Querschnitten durchgeführt.

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Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Fig. 8 dargestellt.

Das Volumen der Aussparung muss hinreichend gross sein, um auch in deformiertem Zustand noch welter zu bestehen. Ausserdem muss die Aussparung so beschaffen sein, dass das Kissen

!stets unter Dehnung oder Verlängerung, und niemals unter —Kompression arbeitet. Andererseits muss es ausreichend klein sein, damit der Widerstand des Kissens grosser als der Widerstand des Blechs ist, so dass überhaupt eine Biegung stattfindet.

In der Darstellung der Fig. 8 sind in der Abszisse die Oberflächen der Querschnitte der Aussparungen im Massstab 1 cm = 5 cm aufgetragen. Als Ordonnate sind die Oberflächen

der Querschnitte der Kissen einschliesslich Aussparung im

Massstab 1 cm = 10 cm aufgetragen, und zwar für quadratische und rechteckige Kissen der angegebenen Dimensionen.

~Dle Punkte zeigen die gefundenen optimalen Dimensionen für die Aussparungen aller dieser Kissen an. Es ergibt sich, dass diese Punkte um eine Gerade verteilt liegen, die einem Verhältnis von 32,5 % des Querschnitts der Aussparungen bezogen

auf den Querschnitt der Kissen ohne Aussparungen entspricht, ·■■— ■- + 2

mit einem Fehler von - 7,5 cm bei Kissen mit einer Gesamt-

P
__öberflache kleiner als 100 cm , und mit einem Fehler von

2 2

+ 10 cm , wenn die gesamte Oberfläche kleiner als 200 cm

.— ist.-Darüber -beträgt-der- Fehler - 20 cm .

- Ansprüche

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Claims (3)

1. 19. Oktober 1972 ANVAR

   Gu/cl

   Ansprüche

   Kissen zur Verwendung als Matrize beim Stanzen oder Prossen von Blechen in einer Presse, dadurch gekennzeichnet, dass das Kissen (3, 21, 27) prismatisch ist und aus einem Elastomer geeigneter Härte hergestellt ist, beispielsweise aus Polyurethan, und dass es eine innere zylindrische Aussparung (6, 22, 28) hat, die das Kissen ganz durchdringt, und die so dimensioniert ist, dass das Elastomer im Bereich elastischer Deformation arbeitet.
2. 2. Kissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Aussparung (6, 22, 28) längs der Achse des Kissens (3, 21, 27) angeordnet und ausreichend abgerundet ist, um Rissansätze zu vermeiden.
3. 3. Kissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen dreieckigen Querschnitt hat derart, dass es in die Schenkel (2) einer herkömmlichen, V-förmigen Metallmatrize gelegt werden kann.

   A. Kissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Parallelepiped mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt

   Kissen nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Aussparung (6, 2?., 28) etwa 32,5 % desjenigen Volumens ausmacht, das von der Aussenflache des Kissens (3, 21, 27) begrenzt wird.

   72387SiUi₁₇₃ ⁰-