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Verfahren und Vorrichtung zum Stanzschneiden formgefertigter, Bratloser
Gegenstände Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stanzschneiden
von formfertigen Bratlosen Gegenständen aus einem scheibenförmigen Ausgangsmaterial,
z. B. Zahnrädern und anderen Maschinenelementen, Platten u. dgl., insbesondere für
Registrierkassen.
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Beim Schneiden solcher Teile in üblicher Weise wird gegen deren Außenflächen
ein Druck von allen Seiten etwa senkrecht zur Schneidrichtung ausgeübt. Die Kanten
des geschnittenen Gegenstandes werden trotzdem nicht völlig gleichmäßig und gerade
geschnitten, was u. a. auf Spannungen und Streckungen .im Blechmaterial zurückzuführen
ist. Dies ist ein bedeutender Nachteil, wenn es sich um Teile für Präzisionsmaschinen,
z. B. Elemente von Rechenmaschinen, handelt. In diesen Fällen ist man daher bisher
oft gezwungen gewesen, eine andere Formgebung als das Starnzschneiden, z. B. Fräsen,
anzuwenden. oder die geschnittenen Teile einer Nachbehandlung zu unterziehen, um
völlig glatte Kanten zu erhalten. Diese beiden Auswege bedeuten eine erhebliche
Erhöhung der Kosten.
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Gemäß der Erfindung hates sich überraschenderweise herausgestellt,
daß die genannten Nachteile
vermieden werden können, wenn man Maßnahmen
ergreift, die das Abreißen des Materials dadurch verhindern, daß der Druck senkrecht
zur Schneidrichtung so hoch .gewählt wird, daß das Ausgangsmaterial in der Schnittzone
während des Schneidens die Streckgrenze nicht erreicht.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. besteht am bestem,
wie bekannt, aus einem Schneidstempel und einer mit diesem zusammenwirkenden Matrize.
Eine solche Vorrichtung ist gemäß der Erfindung so eingerichtet, daß die Matrize
mit einem für Kompression. des Stanzmaterials etwa senkrecht zur gegenseitigen Bewegung
von Stempel und Matrize ausgebildeten Halter versehen ist, der auf der gleichen
Seite der Matrize wie der Schneidstempel liegt und unter Druck das Material entlang
praktisch dessen gesamtem Umfang umschließt. Die Wände des Halters oder eine von
ihnen können beweglich, d. h. als Schieber, ausgeführt sein, um den Druck einstellbar
zu machen. Es hat sich gezeigt, daß man dank dieses Druckes völlig glatte Außenkanten
an dem geschnittenen Gegenstande erhält, so daß eine Nachbearbeitung in Form von
Putzen, Schleifen oder Polieren nicht erforderlich ist. Hierdurch erhält man eine
erhebliche Kostenersparnis.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt
eine Ausführungsform eines Stanzschneidwerkzeuges der Erfindung, und zwar ist Fig.
i eine Seitenansicht, Fig. a eine Aufsicht auf die Matrize und die auf dieser befestigten
Teile und Fig. 3 eine andere Ausführungsform.
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In der Zeichnung bezeichnet i den Sch:neidstempel, der einen beliebigen,
gemäß der Form des geschnittenen Gegenstandes ausgebildeten Umriß, im vorliegenden
Falle beispielsweise zum Stanzschneiden eines Zahnrades, besitzt. Der Unterteil
des Schneidwerkzeuges besteht aus einem Gestell, das zweckmäßig in zwei Teilen 2
und 3 ausgeführt ist, die durch Schrauben q. zusammengehalten werden. Im unteren
Teil 2 sind eine Anzahl. Ausnehmungcn 5 mit Federn 6 angebracht, die die Matrize
7 federnd tragen, welche gemäß der dargestellten Ausführungsform als ein Ring mit
einer entsprechend dem ausgeschnittenen Gegenstand geformten Ausnehmung 13 ausgebildet
ist. Auf dieser Matrize 7 ruht eine in den Teil 3 eingepaßte Druckvorrichtung (Halter),
die aus beispielsweise drei ringförmig angebrachten, radial verschiebbaren Schiebern
8 besteht, die zusammen eine zentrale Öffnung 8" fast umschließen. Die Anzahl der
Schieber kann im übrigen von zwei einander diametral gegenüber angebrachten bis
zu -einer beliebigen Anzahl variieren. Weiterhin können die Schieber durch einen
ganzen, in einem Stück ausgeführten Ring ersetzt werden, dessen Ausnehmung konisch
ist und dessen engster Durchgang etwas geringer ist. als das Ausgangswerkstück,
wobei dieses vor dem Stanzen in den Ring eingeklemmt und einem Kompressionsdruck
von diesem ausgesetzt wird. Die Außenkante der Schieber stützt sich gegen die innere
Mantelfläche des ringförmigen Oberteils 3 ab. Diese Mantelfläche 'hat oben bei 7a
einen etwas größeren Durchmesser als unten bei 7b. Jeder Schieber ist mit einer
etwa radialen Ausne'hmung 9 mit einer Feder 9" versehen, die zwischen die Außenwand
der Ausnehmung und- einen in die Ausnehmung eingreifenden Stift io eingespannt ist,
der in einem Deckring i i befestigt ist. Dieser ist seinerseits an der beweglichen
Matrize mittels Schrauben 1q. befestigt und hindert die Schieber 8 an einer Aufwärtsbewegung.
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Soll ein Stanzschneidprozeß ausgeführt werden, so wird das Ausgangswerkstück
1a in die zentrale Öffnung 8" des Halters 8 eingeführt; die Öffnung ist ausreichend
groß, um das Material mit etwas Spielraum umschließen zu können. Darauf wird der
Schneidstempel i auf das Material i2 herabgesenkt und nimmt dieses zusammen mit
der verschiebbaren Matrize 7 gegen die Wirkung der Federn 6 mit. Gleichzeitig werden
auch die Schieber 8 abwärts geführt und "verden in die Öffnung 7b des Ringes 3 mit
dem geringeren Durchmesser mitgenommen, wodurch die Schieber 8 gegen die Wirkung
der Federn 9" radial einwärts geführt werden und hierbei mit ihrer Peripherie einen
Kompressionsdruck auf das Material 1a senkrecht zu dem vom Schneidstempel i ausgeübten
Druck ausüben. Hierauf übt der Sehneidstempel seine Schneidfunktion aus und preßt
das komprimierte Material 12 in die profilierte Ausnehmung in der Matrize 7 hinein,
so daß das Material die vorgesehene Form erhält, worauf es aus der Matrize ausgestoßen
wird und diese zusammen mit dem Kompressionshalter 8 nach oben zurückgeführt wird.
Sobald die Schieber 8 den Teil 7a mit dem größeren Durchmesser erreichen, werden
sie von den Federn 9, nach außen geführt; der verbleibende Rest des Materials
kann entfernt und neues Material kann eingeführt werden. Der gesamte Verlauf kann
kontinuierlich durchgeführt werden. Dadurch, daß das Material bei Beginn des Schneidens
und gegebenenfalls während des gesamten Schneidprozesses sich in der beschriebenen
Weise unter Druck befindet, werden die Kanten des geschnittenen Gegenstandes völlig
glatt.
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Wenn der Halter 8 aus einem einzigen Stück besteht, erfolgt die Kompression
dadurch, daß das Ausgangswerkstück unter starkem Druck in diesen vor dem Schneiden
eingepreßt wird: Das zu schneidernde Material kann z. B. Blech oder eine scheibenförmige
Kunstmasse sein.
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Bei Entwicklung der Erfindung hat es sich gezeigt, daß an dem Werkstück
gerade und rohe Kanten deswegen. entstehen, weil der Schneidprozeß ein Abschußstadium
hat, das nicht völlig mit dem Einleitungsstadium beim Schneiden übereinstimmt. Im
Einleitungsstadium üben der Stempel und die Matrize im Zusammenwirken miteinander
eine reine Schneidwirkung aus, so daß in diesem Teil des Prözesses keine Gefahr
für unklare Umrisse entsteht. Allmählich erreicht jedoch das Material in der Bearbeitungszone
die Streckgrenze, wobei die Sch,neidwirkung mehr oder weniger aufhört
und
das Material statt dessen abgerissen wird, wobei die, .rohen Kanten entstehen.
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Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß diese Abreißerscheinung
sieh beseitigen läßt, wenn man verhindert, daß das Material in der Bearbeitungszone
die Streckgrenze erreicht, indem man im Verlauf der Bearbeitung neues Material der
Bearbeitungszone zuführt.
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Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß im Zusammenhang mit dem Durchgang
des Stempels durch das Material das am nächsten um ihn herum belogene Material zwangsweise
nach dem bzw. unter den Stempel geführt,. so daß ein Abreißen des Materials beim
Schneiden. verhindert wird und der ausgeschnittene Teil statt dessen durch reine
Schneidwirkung ausgepreßt wird.
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Ein zum Schneiden gemäß diesem Verfahret geeignetes Werkzeug mit Stempel
und Matrize kann mit einem den Stempel umgebenden Preßwerkzeu:g versehen sein, das
eine auf das Material zu berichtete Kante besitzt, die in das dem Stempel am nächsten
liegende, diesen umgebende Materialgebiet eindringt, um es nach dem bzw. unter den
Stempel zu führen.
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Es ist zwar bekannt, daß man beim Festnieten von Reibungsbelägen auf
Bremsbändern ein Perforierungswerkzeug benutzt, dessen Perforierungsstift mit einem
Gegenorgan zusammenwirkt, das mit einem in den Belag eindringenden Ansatz versehen
ist, der den Perforierungsstift umgibt und das Fasermaterial zusammenklemmt; in
diesem Fall arbeitet man jedoch-in einem zusammendrückbaren Material, das bleibend
zusammengeklemmt wird. Diese Anordnung ist auch im wesentlichen dazu bestimmt, die
Niete im Perforierungsloch auszurichten. Gemäß der Erfindung wird jedoch in einem
Material gearbeitet, das nicht zusaarbmendrückbar ist, und außerdem betrifft die
Erfindung .ein völlig anderes Problem, nämlich Teile zu pressen, deren beim Pressen
entstehende Randumrisse möglichst reingeschnitten sein sollen.
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Ein gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung hergestelltes Werkzeug
zeigt Fig. 3.
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Das Werkzeug soll zum Stanzschneiden von Teilen mit geschlossenem
Umriß aus einem Materialstück 31, z. B. einem Blechband, angewandt werden. Das Werkzeug
besteht aus einer Matrize 32 mit einem Abstreifer 29 und einem Stempel 22, der an
einem Stanzenhalter 28 befestigt ist. .Die miteinander zusammienwirkenden Schneiden
von Stempel und Matrize sind mit 21 bzw. 30 bezeichnet. Der Stempel 22 ist
von einem ringförmigen Preßwerkzeug 26 umgeben, das mittels Bolzen 2.7 am Stanzenhalter
28 befestigt ist und eine nach der Matrize zu gerichtete Schneide 23, 24 besitzt,
die in dem Stempel 22 am nächsten liegenden und diesen umgehenden Teil des Blechs
32 eindringt, um diesen Teil, der mit der gestrichelten Linie 33 gezeigt ist, nach
dem bzw, unter den Stempel zu führen. Zu diesem Zweck ist die Kante durch eine nach
dem Stempel zu geneigte Fläche 23 und eine von ihm weg geneigte Fläche 24 gebildet.
Das Teil 26 dient beim Rückgang des Stempels als Abstreifer. Die Schneide liegt
in gegenüber der Dicke des Blechmaterials geringerem Abstand hinter der Stirnfläche
des Schneidstempels. Hierdurch wird verhindert, daß Materialgebiete abgeschnitten
werden und in der, inneren Nut 25 zwischen Stempel und Schneide verbleiben. Das
Preßwerkzeug 26 ist zweckmäßig axial gegenüber dem Stempe122 einstellbar.