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Stanzvorrichtung zum Schneiden von Blechen durch schrittweises Ausstanzen
Es ist bekannt, Blechstücke verschiedener Form durch fortlaufendes Ausstanzen von
Material aus dem Blech entlang einer vorgeschriebenen Linie oder einer Kurve herzustellen.
Man benutzt dazu meistens Stanzeisen zylindrischen Querschnitts mit einer dementsprechend
kreisrunden Schneidkante. Demzufolge waren die Kanten des ausgeschnittenen Blechstücks
um so zackiger, je größer der Vorschub beim Stanzen war. Man hat aber auch schon
Stanzeisen mit rechtwinkligem oder länglichem Querschnitt verwendet, um eine gerade
oder annähernd gerade Schneidkante zu erzielen. Das Schneiden entlang einer Schablone
war aber mit diesen Stanzeisen sehr schwierig.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Vorrichtung so auszubilden,
daß das Ausschneiden entlang einer Schablone oder auch einer vorgeschriebenen Linie
erleichtert wird.
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Man hat bereits das Stanzeisen und die Matrize in den Schenkeln eines
Gförmigen Rahmens untergebracht. Der Rahmen konnte auf den Stanztisch unter den
Pressenstempel gestellt werden und das durch Abziehfedern abgestützte Stanzeisen
war aus demRahmen herausnehmbar. Da solcheStanzen
mit großer Geschwindigkeit
und Hubzahlen von 165 bis 8oo Hüben arbeiten, wurden die Stanzeisen verhältnismäßig
schnell stumpf und klemmten in dem Werkstück. Wenn dadurch das Herausziehen des
Stanzeisens aus dem Werkstück verzögert wurde, so kam es häufig vor, daß die Stanzeisen
aus ihrem Sitz im Rahmen unter dem Druck der Abziehfedern heraussprangen.
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Die Erfindung vermeidet auch diesen Nachteil durch eine besondere
Anordnung der Abziehfedern. Die Erfindung besteht darin, daß das runde Stanzeisen
einseitig abgeflacht und am Ende des abgeflachten Teiles die Schneidfläche vorgesehen
ist. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die so geschaffene, teils halbkreisförmige,
teils gerade oder angenähert gerade Schneidkante das Ausschneiden von Blechen wesentlich
erleichtert. Dies gilt vor allem für das Ausschneiden entlang einer Schablone.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Seitenansicht der Stanzeinheit, Fig. 2 einen
senkrechten Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 eine räumlicheDarstellung
des Stanzeisens, Fig. 4 einen Schnitt 4-4 gemäß Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt 5-5
gemäß Fig. 2, Fig. 5 a einen Schnitt 5A-5A gemäß Fig. 2. Fig. 6 einen Schnitt 6-6
gemäß Fig. 2, Fig. 7 a bis 7 c Schnitte durch die Matrize bei drei verschiedenen
Stellungen des Stanzeisens; Fig. 8 und g das Ausschneiden einer Ecke mit Hilfe einer
Schablone, Fig. io das Ausschneiden einer Kurve, Fig. i i das Ausschneiden einer
konkaven Kurve, Fig. 12 das Stanzeisen mit Matrize in eine-übliche Stanzmaschine
eingebaut, Fig. 1s einen senkrechten Schnitt durch eine Matrize mit einem Stanzeisen
durch eine Rillenführung verschlüsselt, Fig. 14 einen Schnitt 14-14 gemäß Fig. 13,
Fig. 15 einen senkrechten Schnitt durch eine Stanzeinrichtung mit in drehbaren Scheiben
angeordneter Matrize und Stanzeisen, Fig. 16 einen Schnitt 16-i6 gemäß Fig. 15,
Fig. 17 einen Schnitt 17-17 gemäß Fig. 15.
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Die Fig. i und 2 zeigen eine Stanzeinheit, bestehend aus einem C-förmigen
Rahmen 2o, in dessen oberen Schenkel 2 1 das in einem Abstreifrohr 42 gelagerte
Stanzeisen 32 gehalten ist, während in dem unteren Schenkel die Matrize 5o angeordnet
ist. Die so gebildete Einheit kann auf dem Tisch einer Stanzmaschine unter dem Stempel
aufgestellt werden. Die Stanzvorrichtung 3o, bestehend aus dem Stanzeisen 32, dem
Führungsrohr 42 und den Abstreiffedern 57 und 58, ist aus dem oberen Arm :2 i des
Rahmens 2o herausnehmbar.
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Die Stanzvorrichtung 3o besteht aus dem Stanzeisen 32 mit einem Gewindekopfende
33 und der Stanzeisenschneidfläche 35; welches mit der Matrizenöffnung 51 der Matrize
5o beim Stanzen des Blechstücks 6o zusammenwirkt. Die zusammenwirkenden Schneidflächen
35 und 51 des Stanzeisens 32 und der Matrize 5o haben eine halbkreisförmige Gestalt.
Diese Gestalt und geringe Abweichungen derselben sind wesentlich, da sie die Anwendungsmöglichkeiten
von Stanzmaschinen mit runden Stanzeisen mit denen eines rechtwinkligen Stanzeisens
vereinen. Diese Konstruktion erfordert auch eine geringere Abziehkraft als solche
mit runden Stanzeisen. Hierzu kommt, daß die Form des Stanzeisens jeden Schablonenumriß
mit einer glatten Kante zu schneiden ermöglicht. Die Gründe für diese Vielseitigkeit
beim schrittweisen Stanzen und die Art der Herstellung als Ergebnis dieser besonderen
Form werden nachstehend näher erläutert.
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Von der Stanzeisenschneidfläche 35 erstreckt sich nach unten ein Anschlag
36 für das Werkstück. In Richtung der Schneidkante 35 erstreckt sich vom Anschlag
36 aus der an dessen Ende angeordnete Keil 37, welcher dazu dient, die Matrize 5o
mit der Stanzeiseneinrichtung 30 zu verschlüsseln (Fig. 5). Der Keil
37 hat gegen die flache Oberfläche 5:2 der Matrize 5o Anlage, so daß
die halbrunde Schneidfläche 35 der Stanzeisenvorrichtung 30 immer in einer
Linie mit der zugehörigen halbkreisförmigen öffnung 5 i der :Matrize 5o ist, so
daß diese miteinander verschlüsselt sind, wenn die Stanzeinrichtung 30 sich
gegenüber der Matrize 50 bei der Stanzarbeit bewegt und keine Drehbewegung gegeneinander
machen kann. Das Stanzeisen 32 der Vorrichtung 3o hat eine relativ einfache Form
einschließlich des Keiles 37, der mit dem Locheisen aus einem Stück besteht. Umgekehrt
würde die Matrize 50 eine komplizierte innere Bearbeitung erforderlich machen.
Um dies zu vermeiden, wird eine einfache Rundform 54 verwendet, welche eine Schneidkante
51 besitzt und eine erweiterte Bohrung 53 aufweist. In diese runde Form 54 bzw.
ihre Bohrung 53 wird ein querschnittsabgestufter Zapfen 55 halbkreisförmig eingeführt,
welcher ein Teil eines Drehteils ist. Es ist einleuchtend, daß der Zapfen 55 angeschweißt
oder angelötet sein kann an die Form 54 oder auch als loses Stück in die Form 54
eingesetzt sein kann, da der Keil 37 ihn immer in der richtigen Lage hält. Er wird
abgestützt von dem Tisch der Stanzpresse 26. Es ist einleuchtend, daß, wenn das
Stanzeisen 32 sich mit dem losen Zapfen 55 dreht, es nur notwendig ist, den Zapfen
55 einer Schablone folgend zu drehen, besser, als daß die ganze Matrize 51 in der
später beschriebenen Weise gedreht wird. Diese lose Konstruktion vergrößert auch
die Lebensdauer der Form, da die vollständige Rundung der Schneidkante 51 ausgenutzt
werden kann.
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Die lose Anordnung des Zapfens 55 eignet sich nur zum schrittweisen
Ausstanzen von härteren Legierungen, da die kleine Abstufung 56 an der Matrizenöffnung
51 dann nicht erforderlich ist, da hierbei keine Gefahr besteht, daß sich ein Grat
bildet, der in die Matrize hineinfaßt. In der Zeichnung dargestellt ist die Konstruktion,
welche sowohl für weiche als auch für harte Materialien geeignet ist, bei welchen
die Matrize 5o mit einer Abstufung 56 vorgesehen sein muß, wie in Fig. 5 a gezeigt.
Bei dieser Konstruktion wird der ebenfalls
abgestufte Zapfen 55
angelötet oder in anderer Weise an der Bohrung 54. befestigt. Zwischen der abgestuften
Oberfläche 56 der Matrize und dem Werkstück 6o ist dann ein derartiger Zwischenraum
für einen abwärts gerichteten Grat des Werkstücks, daß das Werkstück zu dem Anschlag
36 des Stanzeisens 32 ungehindert vorgeschoben werden kann. Dies hat sich als wertvoll
erwiesen, da andererseits der Grat, der sich gewöhnlich bei weichem Material bildet,
in die Matrize 5o vorspringt und den Vorschub des Werkstücks verhindert.
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Das Spiel von etwa ioo/o der Dicke des zu stanzenden Materials, das
beim Stanzen vorgesehen sein muß, wird vorteilhaft am Stanzeisen 32 von der Schneidkante
35 aufwärts auf die Länge der Abflachung 34 berücksichtigt.
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Um verschiedene Dicken zu stanzen, werden besser Stanzeisen mit verschiedenem
Spiel angewendet als Matrizen mit verschiedenem Spiel.
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Bei Verwendung einer Stanzeinheit, bestehend aus dem Rahmen 2o mit
eingebauter Stanzeisenführung 30 und Matrize 5o, ist der Hub des Preßkolbens
25 größer als der des Stanzeisens 32. Da beim fortschreitenden Stanzen 165 bis 8oo
Hübe je Minute ausgeführt werden, werden Stanzeisen und Matrize schnell stumpf und
das Stanzeisen klemmt. Dies kann zur Folge haben, daß das festgeklemmte Stanzeisen
von der Abstreiffeder verzögert gelöst wird und zufolge der aufgespeicherten Federenergie
aus seiner Führung springt. Dies kann zur Zerstörung des Stanzeisens beim nächsten
Hub führen und der Verschlüsselungskeil 37 kann beschädigt werden. Um dies zu vermeiden,
sind zum Zurückziehen des Stanzeisens entgegengesetzt gewickelte Federn vorgesehen,
die derart bemessen sind, daß die Abstreifkraft, die beim Stanzen einer bestimmten
Blechstärke erforderlich ist, durch die Kraft der zusammengedrückten Federn 57 und
58 während des Hubes des Stanzeisens völlig ausgeglichen wird. Außerdem ist die
Länge der stärkeren Abstreiffeder 58 derart, daß sie unter keiner Belastung in dem
Augenblick steht, wo das Stanzeisen 32 sich von dem Werkstück entfernt. Die federnde
Kraft, die bei nur kleinem Abstreifdruck, beispielsweise bei dünnem Blech, erforderlich
ist, wird völlig durch die leichte Feder 57 aufgebracht. Wenn nur noch die leichte
Feder 57 auf das Stanzeisen wirkt, sobald es vom Werkstück zurückgezogen ist, ist
die Gefahr des Zurückprallens des Stanzeisens nicht mehr vorhanden. Um diesen Zustand
zu erreichen, sind die Stellschrauben 40, 41 vorgesehen, um dieselbe Beziehung zwischen
der Schneidfläche 35 des Stanzeisens und Abstreifer 42 und Federn 57 und 58 aufrechtzuerhalten.
Falls erforderlich, kann ein Spielraum eingeführt werden zwischen den Schrauben
40 und 41, welcher irgendwelche Veränderungen zwischen den Längen der Federn 57
und 58 ausgleichen kann, so daß diese nur bewirken können, daß der gewünschte Abziehzustand
erreicht wird. Die Verringerung oder Beseitigung des Zurückprallens des Stanzeisens
32 ist äußerst wichtig bei der Vorrichtung nach Fig. i bis i i, da, wenn das Stanzeisen
32 zurückprallt, beim Vorschub der Keil 37 infolge eines Stoßes beschädigt werden
kann. Bisher hat man das Stanzeisen in dem Halter derart gegen Verdrehung gesichert,
daß seine Führungshülse beispielsweise durch einen Federkeil gegenüber dem Halter
gegen Verdrehung gesichert war und das Stanzeisen zufolge seines unrunden Querschnitts
sich in der Führung nicht drehen konnte. Gemäß der Erfindung hat das Stanzeisen
32 eine Querbohrung mit einem Führungsstift 46, der durch einen Schlitz 43 in der
Abstreifhülse 42 hindurch in einen Führungsschlitz 27 des Halters ragt. Dadurch
wird ein zweifaches Spiel wie bei der bekannten Konstruktion, nämlich zwischen Stanzeisen
und Führung und zwischen Führung und Halter vermieden. Lediglich der Führungsstift
46 hat noch in dem Führungsschlitz 27 Spiel. Gemäß der Erfindung ist der Führungsstift
46 verschiebbar in der Bohrung 39 des Stanzeisens 32 angeordnet. Er kann so weit
zurückgeschoben werden, daß er nicht mehr in den Führungsschlitz 27 des Rahmens
2o ragt. Dann kann sich also die Stanzeinheit 30 in dem Halter drehen.
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Der Führungsstift 46 wird vorgeschoben, wenn längs einer geraden Linie
oder längs einer Kreislinie geschnitten werden soll, deren Mittelpunkt auf der Senkrechten
zur Abflachung 34 des-Stanzeisens 32 liegt. Der Stift 46 ist mit einem nachgiebigen
Spalt 47 versehen und kann aus der Bohrung 39 des Stanzeisens 32 und aus dem Schlitz
43 der Abstreifführung 42 herausgeschoben werden, dadurch, daß der Stift 46 durch
die Bohrung 59 der Führung 42 vorgestoßen wird. Der Stift 46 kann entweder mit dem
Führungsschlitz 27 oder 28 des Halterarmes 21 in Eingriff gebracht werden, um die
Stanzeinrichtung 30 und damit die Matrize 5o in zwei senkrecht zueinander
liegenden Stellungen festzuhalten. Wenn der Stift 46 zurückgeschoben wird, ragt
er nur in den Schlitz 43 der Führung 42, so daß nur Stanzeisen 32, Führung 43 und
Matrize 50 miteinander verschlüsselt sind. Aber sie sind als Einheit frei
drehbar im Rahmen 2o, um einer Schablone 70 zu folgen. Das mit der Matrize
frei drehbare Stanzeisen hat den Vorteil, daß das Stanzen eines längeren Werkstückes
als bisher möglich ist. Wenn beispielsweise ein Loch innerhalb eines großen rechtwinkligen
Bleches ausgestanzt wird, kann das Werkstück in jeder Richtung vorgeschoben werden.
Dies erlaubt den Gebrauch einer Maschine mit einer kürzeren Auskehlungstiefe, da
der kürzeste Abstand bis zur Werkstückkante immer in den ausgekehlten Raum der Maschine
gebracht werden kann.
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Nachdem erörtert worden ist, wie die Stanzeinrichtung 30 und
die Matrize 50 frei rotieren können, um einer Schablone 70 zu folgen,
oder mit dem Halter 2o verschlüsselt sein kann, um eine Linie parallel einer Meßstange
oder einen Kreis mit dem Mittelpunkt senkrecht zu der Abflachung 34 des Stanzeisens
32 zu schneiden, wird in den Fig. i und 7a bis 7c die Schablonenarbeit im einzelnen
gezeigt. Gemäß Fig. i stößt die Schablone 70 gegen die Abflachung 44 am Abstreifrohr
42.
Infolge der Kupplung des Abstreifrohres q.2 mit dem Stanzeisen
32 durch den Führungsstift 46 wird das Werkstück 6o entlang einer Linie geschnitten,
die durch die Schablone 70 bestimmt wird. Dabei stößt die Schablone 7o auch
gegen den flachen Teil 34 des Stanzeisens 32. Die Wirkung ist aber besser, wenn
sie gegen die Abstufung 44 anliegt, -um das Stanzeisen zu steuern.
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Wie Fig. 7 a zeigt, stößt das Werkstück 6o gegen den Anschlag 36 des
Stanzeisens 32 und die Schablone 70 gegen die Abflachung 42. Fig. 7b zeigt,
daß das Stanzeisen 32 nach abwärts bewegt worden ist, wodurch das Abfallstück61
aus demWerkstück ausgestanzt wurde. Fig. 7 c zeigt die nächste Stanzstrecke, bei
welcher das Abfallstück 61 aus der Matrizenöffnung 51 nach unten fällt und von dem
abgeschrägten Teil 38 des Keiles 37 in den offenen Raum 53 abgelenkt wird. Einmal
frei, fällt das Abfallstück dann aus der Maschine heraus.
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Fig. 8 zeigt das Stanzen rundum um eine viereckige Schablone 70, wobei
Stanzeisen 32 das Ab-
fallstück 66 aus dem Werkstück 6o herausschneidet, wonach
das Stanzeisen 32 von Hand in der eigenen Lochung, die es gerade gemacht hat, gedreht
wird. Das Stanzen wird um die Ecke herum fortgesetzt, wie Fig.9 erkennen läßt. Dadurch
wird eine glatte Kante 75 erzielt. Man kann um eine rechtwinklige Ecke herumschneiden,
ohne daß Stanzeisen oder Matrize Schaden erleiden. Bei dieser Herstellung einer
glatten Kante kann das Stanzeisen größer sein, und es kann mit einer viel kleineren
Geschwindigkeit gearbeitet werden, als es bisher gebräuchlich war. Dadurch wird
die Lebensdauer des Stanzeisens und der Matrize sehr erheblich vergrößert.
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Bei der beschriebenen Arbeitsweise können das -Werkstück 6o und die
Schablone 70 gleichzeitig gedreht werden, wozu gleichzeitig die Stanzeiseneinrichtung
30 und die Matrize gedreht werden.
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Wie oben beschrieben, gestattet ein rotierendes Stanzeisen das Stanzen
von längeren Werkstücken. Fig.ro zeigt das Stanzen im Innern eines Bleches von einer
Bohrung 69 aus. Zum Einführen des Stanzeisens bzw. seines Anschlages 36 in das Loch
wird die Stanzeinrichtung 3o aus ihrem Sitz im Rahmen 2o herausgehoben und wieder
eingesetzt. Das ermöglicht ein schnelles Arbeiten, was bei am Preßstempel25 fest
angebrachtem Stanzeisen nicht möglich wäre.
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Zum Stanzen entlang einer konkaven Schablonenkurve 73 wird vorteilhaft
ein Stanzeisen 32 mit einer konvex gekrümmten Fläche an der Abflachung 74 statt
einer planen Fläche bei entsprechender Ausbildung der Matrizenöffnung gewählt.
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In Fig. 12 wird die Anwendung des halbrunden Stanzeisens mit entsprechender
Matrize bei einer üblichen Stanzmaschine erläutert.
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Das Stanzeisen 82 hat eine Abflachung 84 und endet in einer Schneidkante
85 und einem Werkstückanschlag 86, der in eine entsprechende Matrize ragt. Das Stanzeisen
82 ist starr an dem Stoßstempel 76 einer üblichen Stanzmaschine 83 befestigt, so
daß es nicht gedreht werden kann. Die Matrize 8o ist starr an dem Maschinentisch
87 in einer bestimmten Lager zum Stanzeisen 82 gehalten. Bei dieser Ausführung ist
nur der Werkstückanschlag 86 am Stanzeisen erforderlich, aber kein Verschlüsselungsglied.
Ein Abstreifer 88 ist am Stanzmaschinenrahmen 83 fest angebracht und hat eine Öffnung
89, durch welche das Stanzeisen 82 hindurchragt. Bei dieser Einrichtung müssen Schablone
und Werkstück beim Schneiden einer Kurve in der Ebene des Tisches gedreht werden.
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In Fig. 13 und 14- wird eine neue weitere Verschlüsselungsart gezeigt.
Bei dieser Ausführung entspricht die Stanzeinrichtung go der Stanzeinrichtung 3o
der Fig. i mit der Ausnahme, daß das Stanzeisen 92 eine an ihm vorgesehene Führung
97 aufweist, welche mit den Führungsflächen 102 im Eingriff ist, die in dem halbrunden
Teil ioi der Matrize ioo gebildet sind. Die hier erläuterte Konstruktion ist besonders
geeignet beim Stanzen schwerer Werkstücke nach einer Schablone, da kein Verschlüsselungsglied
unter der Schneidkante 95 des Stanzeisens 92 vorspringt und gegebenenfalls hindert.
Jedoch ist die Matrizenöffnung roi mit den Flächen rot viel schwieriger herzustellen
als die Matrize nach Fig. i.
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In Fig. 15, 16 und 17 wird eine Einrichtung gezeigt, welche eine neue
und viel einfachere Verschlüsselung vorsieht und welche das Schneiden einer Kurve
ohne Schablone mit dem gemäß der Erfindung geformten Stanzeisen ermöglicht.
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Mit 12o ist ein selbständiger Halter bezeichnet, welcher die Drehscheiben
145 und 155 aufnimmt, die in Nadellagern 146 und 156 gelagert sind, um ein leichtes
Drehen der Drehscheiben zu sichern. Die Drehscheiben 145 und 155 rotieren leicht
um eine Achse 16o. In die Drehscheibe 145 ist die Stanzeinrichtung 13o eingesetzt
und gegen Verdrehung gegenüber der Drehscheibe durch den Stift 147 gesichert, der
nach der Drehachse 16o zu angebracht ist. Das Stanzeisen 132 hat nur einen Anschlag
136 ähnlich demjenigen 36 des Stanzeisens 32 gemäß Fig.2, jedoch ohne besonderen
Verschlüsselungskeil 37.
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Dieser Anschlag 136 erstreckt sich in die Matrize i5o nach unten,
wie in Fig. 16 gezeigt, und dient zur Verschlüsselung des Stanzeisens 132 mit der
Matrize 150, welche bei 157 gegen Verdrehung gegenüber der Drehscheibe 155 gesichert
ist. Die durch den Anschlag 136 geschaffene Verschlüsselung bewirkt, daß die Drehscheiben
145 und 15,9 sich nur gleichförmig drehen können, wie wenn sie starr gekuppelt wären.
Infolge der entfernten Anordnung der Achse des Stanzeisens von der Rotationsachse
16o verursacht der Werkstückvorschub gegen den Anschlag 136, daß das Stanzeisen
132 und die Stanzform 150 sich gemeinsam um die Achse 16o drehen. Dadurch
muß das Stanzeisen der Richtung des Vorschubes durch den Bedienungsmann folgen.
Weil keine Schablone erforderlich ist bei dieser Ausführung gemäß der Erfindung,
hat das Abstreifrohr 142 am Ende 143 eine Öffnung entsprechend der Form 134 des
Stanzeisens
z32. Dadurch wird das Abstreifen von dünnem Blech erleichtert.