EP2060336A1 - Werkzeug zum Beschneiden und Abstellen von flächigen Werkstücken sowie Schneide- und Abstellverfahren - Google Patents

Werkzeug zum Beschneiden und Abstellen von flächigen Werkstücken sowie Schneide- und Abstellverfahren Download PDF

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EP2060336A1
EP2060336A1 EP08019661A EP08019661A EP2060336A1 EP 2060336 A1 EP2060336 A1 EP 2060336A1 EP 08019661 A EP08019661 A EP 08019661A EP 08019661 A EP08019661 A EP 08019661A EP 2060336 A1 EP2060336 A1 EP 2060336A1
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EP
European Patent Office
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cutting
counter
punch
tool according
working direction
Prior art date
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EP08019661A
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English (en)
French (fr)
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EP2060336B1 (de
Inventor
Josip Galovic
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/08—Dies with different parts for several steps in a process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the invention relates to a tool for modifying and parking of flat workpieces according to the preamble of claim 1 and a cutting and Abstellvon according to claim 18th
  • planar sheet metal plates or boards are brought into their actual component form by deep drawing.
  • the waste wreath arising during deep drawing is separated off at the component circumference.
  • the edge of the component can be folded by an angle, whereby a form-fitting connection with another component is made possible.
  • a deep-drawing tool in which a sheet metal blank is deep-drawn into a predetermined component shape.
  • the tool has a fold holder, which cooperates as a cutting and Abstellbacken with a counter-cutting element against which the workpiece is pressed by the Abstell- and cutting jaws during the cutting process.
  • the invention is based on a cutting and Abstelltechnikmaschine for a sheet-like workpiece, in particular a drawn part, which between a stamp and a hold-down is fixed and has a parking and cutting jaws, which is guided in relation to the fixed workpiece in a working direction on the workpiece.
  • the parking and cutting jaws a counter cutting element is assigned, against which presses the workpiece during the cutting operation of the parking and cutting jaws.
  • the object of the invention is to provide a cutting and Abstelltechnikmaschinemaschine or a cutting and Abstell compiler in which in a simple and reduced-component manner workpiece flanges of different sizes can be folded.
  • the counter-cutting element is supported by a support element, such as a spring base, with which the counter-cutting element after the cutting process is coupled in a coupled manner with the parking and cutting jaws in the working direction feasible.
  • a support element such as a spring base
  • the parking and cutting jaws are guided in the cutting process relative to the support member to each other adjustable. In the shutdown, however, the parking and cutting jaws and the counter-cutting element are guided past as a motion-coupled composite on the workpiece to turn off orskekanten the workpiece side flange.
  • the trimming and stopping of the workpiece can be carried out in successive steps.
  • the shut-off process is carried out only after the cutting process. In this way it is prevented that the not yet trimmed workpiece side flange is folded in the stopping process, which can lead to a disadvantageous further material extension of the side flange.
  • a coupling element or spacing element can be provided between a tool part carrying the setting and cutting jaws and the support element of the counter-cutting element. After the cutting operation, the spacer formed about the tool part can be brought into abutment with the support element of the counter cutting element. When taking place after the cutting process further Abstellterrorism thus the support element of the counter-cutting element is motion-coupled with the Abstell- and cutting jaws entrained.
  • the tool support surfaces of the punch and the counter cutting element can be aligned flush with each other.
  • the workpiece can thus be fixed stress-free between the hold-down and the punch, without it comes due to a height offset to a deformation of lying on the counter-cutting element workpiece side flange.
  • the cutting and Abstellbacken be fixed to a stationary, in particular upper tool part.
  • the upper tool part can move downward with a cutting force in the working direction, while the counter cutting element with a counter force against the Working direction is acted upon.
  • the tool bearing surfaces are aligned flush with each other, as already described above. This is inventively achieved in that the punch is guided in the working direction movable on a second tool part.
  • the stamp can also be fixedly bolted to the lower part, if a leveling of the surfaces is ensured by the support element to the stamp.
  • the loaded with the counter force support member of the counter-cutting element may have a driver which raises the movable punch against the working direction by a vertical distance during the cutting operation. This ensures that the two tool support surfaces of the punch and the counter cutting element remain aligned flush with each other.
  • the shutdown can - as well as the cutting process - done in the same direction.
  • the composite of the counter cutting element and the parking and cutting jaws can be guided in a motion-coupled manner.
  • the punch is guided together with the composite against a movement stop of a second or lower tool part, while the motion-coupled composite of the parking and cutting jaws and the counter-cutting element is continued in the working direction.
  • Characterized the Abstell- and cutting jaws is passed with its Abstellkante on the workpiece side flange and folded accordingly at the edge of the die.
  • an insertion gap is provided between the punch and the counter-cutting element, can enter in the cutting process of the parking and cutting jaws.
  • the parking and cutting jaws can be supported transversely to the working direction between the punch and the counter-cutting element.
  • the parking and cutting jaws can in this case have separate cutting and Abstellkanten.
  • the cutting edge may be spaced from the punch over a cutting distance, while the shedding edge may be provided in a transverse direction to the working direction within the cutting distance. It can project beyond the hold-down and the punch laterally and rest on the counter-cutting element with a fixed workpiece to be cut off and ab wearde workpiece side flange.
  • the hold-down device may preferably press the workpiece against the punch in the upper tool part with a holding force. Both the holding force and the counteracting force exerted by the counter cutting element can be constant during the cutting and stopping process. As a result, the workpiece is held on the punch both during the cutting process and during the shutdown process, without affecting a Abstellzi or cutting movement of the punch.
  • a cutting and Abstelltechnikmaschine is shown having an upper tool part 1 and a lower tool part 3.
  • a hold-7 is slidably mounted in the vertical direction by means of pressure pin 5.
  • the hold-7 is opposite a punch 9, which is provided in the lower tool part 3.
  • a sheet metal part 11 which has already been deep-drawn in a previous process step in a deep-drawing tool, not shown.
  • the Fig. 1 presses the hold-down 7 with a hold-down force F 1, the sheet metal part 11 against the punch.
  • the sheet metal part 11 is folded in the cutting and Abstelltechnikmaschine. In addition, a peripheral material waste ring is separated from the sheet metal part 11.
  • the punch 9 is mounted movably in the tool lower part 3 by a vertical distance a. I'm in the Fig. 1 shown fixing state of the punch 9 is raised by the vertical distance a by means of a later described annular support member 13 and pressed with a counter force F 2 against the hold-7.
  • the stamp 9 rests on a support base 14 of the lower tool part 3 and is surrounded radially on the outside by the annular support element 13, on which a counter cutting element 15 is seated, which is provided with an opposite, on the tool upper part 1 provided cutting and Abstellbacken 17 cooperates.
  • the support element 13 is designed here as a so-called spring base. This is acted upon by an air cushion, not shown, via pressure pin 18 with the vertically upward opposing force F 2 .
  • the support member 13 has on its lower side a trained as an inner ring collar 21 driver on which the punch 9 is supported and with which the punch 9 is vertically movable upwards.
  • the support member 13 may also drive in a vertical movement downwards with its annular collar 21 on the outside over the support base 14 of the lower tool part 3.
  • counter-cutting element 15 is radially spaced from the punch 9 via an insertion gap 23.
  • a projection 25 of the cutting and Abstellbackens 17 is retracted into the insertion slot 23.
  • the gap width b is dimensioned such that the opposing gap walls with the projection 25 of the cutting and Abstellbackens 17 in a sliding contact and support this dimensionally stable.
  • the projection has a Abstellkante 29.
  • the parking and cutting jaws 17 is shown in the cross-sectional profile.
  • the integrally formed on the projection 25 of the parking and cutting jaws 17 cutting edge 27 runs in the direction of work I acute angle ⁇ in a clearance angle.
  • the clearance angle ⁇ is enclosed between a horizontal and a free surface 28 facing in the working direction I, which extends in the radial direction over a width d.
  • the free surface 28 is followed by a profile S-shaped back 30 back.
  • the back of the jaw 30 goes to the Abstellkante 29 rounded off with a Abstellradius R in the downholder 7 facing storage area 32 of the parking and cutting jaws 17 on.
  • the sheet metal part 11 is shown in its fixed state in which the punch 9 presses the sheet metal part against the hold-down 7 via the support element 13 and the pressure bolts 18.
  • the hold-down 7 exerts the oppositely directed holding force F 1 .
  • the tool support surfaces 31 and 33 of the punch 9 and the counter cutting element 15 are according to the Fig. 2 horizontally flush with each other to ensure a stress-free support of the sheet metal part 11 on the punch 9 and the counter-cutting element 15.
  • the upper tool part 1 is acted upon by a cutting force F 3 .
  • the upper tool part 1 moves together with the cutting and Abstellbacken 17 in the working direction I down.
  • the punch 9 displaces the hold-down 7 against its holding force F 1 vertically upward.
  • the projection 25 of the cutting and Abstellbackens 17 is in the cutting process with a small cutting path e ( Fig. 4 ) in the insertion gap 23 between the punch 9 and the counter cutting element 15 retracted.
  • the cutting path e is kept comparatively small, whereby a total of the length of the Projection 25 of the cutting and Abstellbackens can be kept reduced.
  • this can be designed with a comparatively low material thickness, that is to say approximately the gap width b, and nevertheless its dimensional stability can be maintained. Due to the low material thickness of the projection 25 according to the invention even side flanges can be folded with a small wall height.
  • spacers 35 are provided on the upper tool part 1, which in the starting position according to the Fig. 1 are spaced from the designed as a spring base support member 13. In the cutting process, the spacer elements 35 are moved together with the upper tool part 1 in the working direction I down and come the spacer elements 35 into abutment with the support member 13th
  • the tool upper part 1 moving downwards in the working direction I with the cutting force F 3 displaces the supporting element 13 acted upon by the counterforce F 2 downwards. In this way, the tool upper part 1 is moved together with the hold-down 7, the punch 9 and the support member 13 as a motion-coupled composite in the working direction I down until the punch 9 touches on the support base 14 of the tool base 3, as shown in the Fig. 5 is shown.
  • the cutting and Abstellbacken 17 and the counter-cutting element 15 is guided for movement coupled in the working direction I, to edge the workpiece flange 41.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Beschneiden und Abstellen eines flächigen Werkstückes (11), insbesondere eines Ziehteiles, mit einem Stempel (9) und einem Niederhalter (7), zwischen denen das Werkstück (11) fixierbar ist, und mit einem in Bezug auf das fixierte Werkstück (11) in einer Arbeitsrichtung (I) bewegbaren Abstell- und Schneidbacken (17) mit zugeordnetem Gegenschneidelement (15), etwa einem Untermesser, auf dem beim Schneidvorgang das Werkstück (11) liegt. Erfindungsgemäß ist das Gegenschneidelement (15) von einem Tragelement (13), etwa einem Federboden, getragen, mit dem das Gegenschneidelement (15) nach erfolgtem Schneidvorgang bewegungsgekoppelt mit dem Abstell- und Schneidbacken (17) in der Arbeitsrichtung (I) führbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bescheiden und Abstellen von flächigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Schneide- und Abstellverfahren nach dem Patentanspruch 18.
  • Bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserieteilen werden ebenflächige Blechtafeln bzw. -platinen im Tiefziehverfahren in ihre eigentliche Bauteilform gebracht. In einem nachfolgenden Schneidevorgang wird der beim Tiefziehen entstehende Abfallkranz am Bauteilumfang abgetrennt. Anschließend kann in einem Abkant- oder Abstellvorgang der Bauteilrand um einen Winkel abgekantet werden, wodurch eine Formschlussverbindung mit einem anderen Bauteil ermöglicht wird.
  • Aus der DE 39 01 703 C1 ist ein Tiefziehwerkzeug bekannt, bei dem eine Blechplatine in eine vorgegebene Bauteilform tiefgezogen wird. Das Werkzeug weist einen Faltenhalter auf, der als ein Schneid- und Abstellbacken mit einem Gegenschneidelement zusammenwirkt, gegen das beim Schneidvorgang das Werkstück von dem Abstell- und Schneidbacken gedrückt wird.
  • Die Erfindung geht von einem Schneid- und Abstellwerkzeug für ein flächiges Werkstück, insbesondere ein Ziehteil aus, das zwischen einem Stempel und einem Niederhalter fixierbar ist und einen Abstell- und Schneidbacken aufweist, der in Bezug auf das fixierte Werkstück in einer Arbeitsrichtung am Werkstück vorbeigeführt wird. Dem Abstell- und Schneidbacken ist ein Gegenschneidelement zugeordnet, gegen das beim Schneidvorgang der Abstell- und Schneidbacken das Werkstück drückt.
  • Üblicherweise erfolgen die Schneid- und Abstellvorgänge werkzeugtechnisch aufwändig mit separaten Schneid- und Abstellwerkzeugen in unterschiedlichen Arbeitsschritten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schneide- und Abstellwerkzeug bzw. ein Schneide- und Abstellverfahren bereitzustellen, bei dem in einfacher und bauteilreduzierter Weise Werkstück-Flansche unterschiedlicher Größen abgekantet werden können.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Gegenschneidelement von einem Tragelement, etwa einem Federboden, getragen, mit dem das Gegenschneidelement nach erfolgtem Schneidvorgang bewegungsgekoppelt mit dem Abstell- und Schneidbacken in der Arbeitsrichtung führbar ist. Erfindungsgemäß sind daher der Abstell- und Schneidbacken im Schneidvorgang gegenüber dem Tragelement zueinander verstellbar geführt. Im Abstellvorgang werden dagegen der Abstell- und Schneidbacken sowie das Gegenschneidelement als ein bewegungsgekoppelter Verbund am Werkstück vorbeigeführt, um den Werkstück-Seitenflansch abzustellen bzw. abzukanten.
  • Für eine bewegungsgekoppelte Verstellbewegung des oben genannten Verbunds aus Abstell- und Schneidbacken und Gegenschneidelement kann der Abstell- und Schneidbacken an einem Werkzeugoberteil und/oder das Tragelement des Gegenschneidelements in der Arbeitsrichtung bzw. Abstellrichtung bewegbar sein. Bevorzugt kann das Beschneiden und Abstellen des Werkstücks in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten erfolgen. Fertigungstechnisch bevorzugt ist es hierbei, wenn der Abstellvorgang erst nach dem Schneidvorgang durchgeführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der noch nicht beschnittene Werkstück-Seitenflansch im Abstellvorgang abgekantet wird, wodurch es zu einer nachteiligen weiteren Materialstreckung des Seitenflansches kommen kann.
  • Zwischen einem den Abstell- und Schneidbacken tragenden Werkzeugteil und dem Tragelement des Gegenschneidelements kann ein Kupplungselement bzw. Distanzelement vorgesehen sein. Nach erfolgtem Schneidvorgang kann das etwa am Werkzeugteil ausgebildete Distanzelement in Anschlag mit dem Tragelement des Gegenschneidelements gebracht sein. Bei einer nach dem Schneidvorgang erfolgenden weiteren Abstellbewegung wird somit das Tragelement des Gegenschneidelements bewegungsgekoppelt mit dem Abstell- und Schneidbacken mitgeführt.
  • Für einen ordnungsgemäßen Schneidvorgang können die Werkzeugauflageflächen des Stempels und des Gegenschneidelements flächenbündig zueinander ausgerichtet sein. Das Werkstück kann somit spannungsfrei zwischen dem Niederhalter und dem Stempel fixiert werden, ohne dass es aufgrund eines Höhenversatzes zu einer Verformung des auf dem Gegenschneidelement liegenden Werkstück-Seitenflansches kommt.
  • Bevorzugt kann beim Schneidvorgang der Schneid- und Abstellbacken ortsfest an einem, insbesondere oberen Werkzeugteil festgelegt sein. Das obere Werkzeugteil kann sich mit einer Schneidkraft in der Arbeitsrichtung nach unten bewegen, während das Gegenschneidelement mit einer Gegenkraft entgegen der Arbeitsrichtung beaufschlagt ist. Für ein günstiges Schneidergebnis ist es bevorzugt, wenn während des Schneidvorgangs die Werkzeugauflageflächen zueinander flächenbündig ausgerichtet sind, wie es bereits oben beschrieben ist. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Stempel in der Arbeitsrichtung bewegbar auf einem zweiten Werkzeugteil geführt ist.
  • Der Stempel kann auch ortsfest am Unterteil verschraubt sein, wenn ein Niveauausgleich der Oberflächen vom Tragelement zum Stempel gewährleistet ist.
  • Das mit der Gegenkraft beaufschlagte Tragelement des Gegenschneidelements kann einen Mitnehmer aufweisen, der beim Schneidvorgang den bewegbaren Stempel entgegen der Arbeitsrichtung um einen Vertikalabstand anhebt. Dadurch ist gewährleistet, dass die beiden Werkzeugauflageflächen des Stempels und des Gegenschneidelements zueinander flächenbündig ausgerichtet verbleiben.
  • Der Abstellvorgang kann - wie auch der Schneidvorgang - in gleicher Arbeitsrichtung erfolgen. Während des Abstellvorgangs kann der Verbund aus Gegenschneidelement sowie Abstell- und Schneidbacken bewegungsgekoppelt geführt sein. Hierbei wird der Stempel zusammen mit dem Verbund gegen einen Bewegungsanschlag eines zweiten bzw. unteren Werkzeugteils geführt, während der bewegungsgekoppelte Verbund aus dem Abstell- und Schneidbacken sowie dem Gegenschneidelement in der Arbeitsrichtung weitergeführt wird. Dadurch wird der Abstell- und Schneidbacken mit seiner Abstellkante am Werkstück-Seitenflansch vorbeigeführt und an der Stempelkante entsprechend abgekantet.
  • Zur Steigerung der Formstabilität kann es von Vorteil sein, wenn zwischen dem Stempel und dem Gegenschneidelement ein Einführspalt vorgesehen ist, in den im Schneidvorgang der Abstell- und Schneidbacken einfahren kann. In diesem Fall kann der Abstell- und Schneidbacken quer zur Arbeitsrichtung zwischen dem Stempel und dem Gegenschneidelement abstützbar sein. Der Abstell- und Schneidbacken kann hierbei voneinander separate Schneid- und Abstellkanten aufweisen. Die Schneidkante kann über einen Schnittabstand vom Stempel beabstandet sein, während die Abstellkante in einer Querrichtung zur Arbeitsrichtung innerhalb des Schnittabstandes vorgesehen sein kann. Dabei kann bei fixiertem Werkstück der abzuschneidende und abzustellende Werkstück-Seitenflansch den Niederhalter und den Stempel seitlich überragen und auf dem Gegenschneidelement aufliegen.
  • Der Niederhalter kann vorzugsweise im oberen Werkzeugteil das Werkstück mit einer Haltekraft gegen den Stempel drücken. Sowohl die Haltekraft als auch die vom Gegenschneidelement ausgeübte, entgegengesetzt wirkende Gegenkraft können während des Schneid- und Abstellvorgangs konstant sein. Dadurch ist sowohl beim Schneidvorgang als auch beim Abstellvorgang das Werkstück auf dem Stempel gehalten, ohne eine Abstellbewegung bzw. Schneidbewegung des Stempels zu beeinträchtigen.
  • Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren gezeigt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    in einer Gesamtseitenansicht sowie in einer vergrößerten Einzelheit das erfindungsgemäße Schneide- und Abstellwerkzeug bei durch einen Niederhalter fixiertem Werkstück;
    Fig. 3 und 4
    entsprechende Ansichten des Werkzeugs zur Veranschaulichung des Schneidevorgangs;
    Fig. 5 und 6
    jeweils Ansichten zur Veranschaulichung des nach dem Schneidevorgang erfolgenden Abstellvorgangs; sowie
    Fig. 7
    in vergrößerter Querschnittsansicht den Schneid- und Abstellbacken.
  • In der Fig. 1 ist ein Schneid- und Abstellwerkzeug gezeigt, das ein oberes Werkzeugteil 1 und ein unteres Werkzeugteil 3 aufweist. Im oberen Werkzeugteil 1 ist ein Niederhalter 7 in Vertikalrichtung mittels Druckbolzen 5 verschiebbar gelagert. Dem Niederhalter 7 liegt ein Stempel 9 gegenüber, der im unteren Werkzeugteil 3 vorgesehen ist. Zwischen dem Niederhalter 7 und dem Stempel 9 ist als ein zu bearbeitendes Werkstück ein Blechformteil 11 fixiert, das bereits in einem vorangegangenen Verfahrensschritt in einem nicht dargestellten Tiefziehwerkzeug tiefgezogen worden ist. In der Fig. 1 drückt der Niederhalter 7 mit einer Niederhaltekraft F1 das Blechformteil 11 gegen den Stempel 9.
  • Das Blechformteil 11 wird im Schneid- und Abstellwerkzeug abgekantet. Außerdem wird ein umfangsseitiger Material-Abfallkranz vom Blechformteil 11 abgetrennt.
  • Der Stempel 9 ist um einen Vertikalabstand a beweglich im Werkzeugunterteil 3 gelagert. Im in der Fig. 1 gezeigten Fixierzustand ist der Stempel 9 um den Vertikalabstand a mittels eines später beschriebenen ringförmigen Tragelements 13 angehoben und mit einer Gegenkraft F2 gegen den Niederhalter 7 gedrückt.
  • Der Stempel 9 liegt im Ruhezustand auf einem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 auf und ist radial außenseitig von dem ringförmigen Tragelement 13 umgeben, auf dem ein Gegenschneidelement 15 sitzt, das mit einem gegenüberliegenden, am Werkzeugoberteil 1 vorgesehenen Schneid- und Abstellbacken 17 zusammenwirkt.
  • Das Tragelement 13 ist hier als ein sogenannter Federboden ausgebildet. Dieser ist von einem nicht gezeigten Luftkissen über Druckbolzen 18 mit der vertikal nach oben gerichteten Gegenkraft F2 beaufschlagbar. Das Tragelement 13 weist an seiner unteren Seite einen als innenseitiger Ringbund 21 ausgebildeten Mitnehmer auf, auf dem sich der Stempel 9 abstützt und mit dem der Stempel 9 vertikal nach oben bewegbar ist. Das Tragelement 13 kann außerdem bei einer Vertikalbewegung nach unten mit seinem Ringbund 21 außenseitig über den Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 fahren.
  • Bei einer Kraftbeaufschlagung des Tragelements 13 durch die Druckbolzen 18 untergreift das Tragelement 13 mit seinem Ringbund 21 den vertikal bewegbaren Stempel 9 und hebt diesen in die in der Fig. 1 gezeigte Ausgangslage an.
  • Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist das am Tragelemt 13 vorgesehene Gegenschneidelement 15 über einen Einführspalt 23 radial von dem Stempel 9 beabstandet. Beim Schneidvorgang wird ein Vorsprung 25 des Schneid- und Abstellbackens 17 in den Einführspalt 23 eingefahren. Die Spaltbreite b ist dabei derart dimensioniert, dass die gegenüberliegenden Spaltwände mit dem Vorsprung 25 des Schneid- und Abstellbackens 17 in einem Gleitkontakt sind und diesen formstabil abstützen.
  • Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, weist der Abstell- und Schneidbacken 17 an seinem Vorsprung 25 eine über einen Schnittabstand c vom Stempel 9 beabstandete Schneidkante 27 auf. An seiner dem Niederhalter 7 zugewandten Seite weist der Vorsprung eine Abstellkante 29 auf.
  • In der Fig. 7 ist der Abstell- und Schneidbacken 17 im Querschnittsprofil gezeigt. Die am Vorsprung 25 des Abstell- und Schneidbackens 17 angeformte Schneidkante 27 läuft in Arbeitsrichtung I spitzwinklig in einem Freiwinkel α zu. Der Freiwinkel α ist zwischen einer Horizontalen und einer in Arbeitsrichtung I weisenden Freifläche 28 eingeschlossen, die sich in Radialrichtung über eine Breite d erstreckt. An die Freifläche 28 schließt sich ein im Profil S-förmiger Backenrücken 30 an. Der Backenrücken 30 geht an der mit einem Abstellradius r abgerundeten Abstellkante 29 in die dem Niederhalter 7 zugewandte Abstellfläche 32 des Abstell- und Schneidbackens 17 über.
  • Nachfolgend ist der von dem Werkzeug durchgeführte Schneidvorgang und der darauffolgende Abstellvorgang beschrieben. In der Fig. 1 und 2 ist das Blechteil 11 in seinem fixierten Zustand gezeigt, in welchem der Stempel 9 über das Tragelement 13 und die Druckbolzen 18 das Blechteil gegen den Niederhalter 7 drückt. Der Niederhalter 7 übt die entgegengesetzt ausgerichtete Haltekraft F1 aus. Die Werkzeugauflageflächen 31 und 33 des Stempels 9 und des Gegenschneidelements 15 sind gemäß der Fig. 2 horizontal flächenbündig zueinander ausgebildet, um eine spannungsfreie Auflage des Blechteils 11 auf dem Stempel 9 und dem Gegenschneidelement 15 zu gewährleisten.
  • Zur Durchführung des Schneidvorgangs wird das obere Werkzeugteil 1 mit einer Schneidkraft F3 beaufschlagt. Dadurch bewegt sich das obere Werkzeugteil 1 zusammen mit dem Schneid- und Abstellbacken 17 in der Arbeitsrichtung I nach unten. Gleichzeitig verdrängt der Stempel 9 den Niederhalter 7 entgegen seiner Haltekraft F1 vertikal nach oben. Der Vorsprung 25 des Schneid- und Abstellbackens 17 wird beim Schneidvorgang mit einem geringen Schneidweg e (Fig. 4) in den Einführspalt 23 zwischen dem Stempel 9 und dem Gegenschneidelement 15 eingefahren. Der Schneidweg e ist vergleichsweise geringfügig gehalten, wodurch insgesamt auch die Länge des Vorsprunges 25 des Schneid- und Abstellbackens reduziert gehalten werden kann. Aufgrund der reduzierten Länge des Vorsprunges 25 kann dieser mit vergleichsweise geringer Materialstärke, das heißt in etwa die Spaltbreite b, ausgeführt sein, und trotzdem seine Formstabilität aufrechterhalten werden. Aufgrund der geringen Materialstärke des Vorsprungs 25 können erfindungsgemäß selbst Seitenflansche mit geringer Wandhöhe abgekantet werden.
  • Wie aus den Figuren hervorgeht, sind am Werkzeugoberteil 1 Distanzelemente 35 vorgesehen, die in der Ausgangslage gemäß der Fig. 1 von dem als Federboden ausgeführten Tragelement 13 beabstandet sind. Im Schneidvorgang werden die Distanzelemente 35 zusammen mit dem Werkzeugoberteil 1 in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegt und kommen die Distanzelemente 35 in Anschlag mit dem Tragelement 13.
  • Das sich mit der Schneidkraft F3 weiter in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegende Werkzeugoberteil 1 verdrängt dabei das mit der Gegenkraft F2 beaufschlagten Tragelement 13 nach unten. Auf diese Weise wird das Werkzeugoberteil 1 zusammen mit dem Niederhalter 7, dem Stempel 9 sowie dem Tragelement 13 als ein bewegungsgekoppelter Verbund in der Arbeitsrichtung I nach unten bewegt, bis der Stempel 9 auf dem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 aufsetzt, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist.
  • Nach dem Aufsetzen des Stempels 9 auf dem Stützsockel 14 des Werkzeugunterteils 3 löst sich das von dem oberen Werkzeugteil 1 mit der Kraft F3 beaufschlagte Tragelement 13 mit seinem Ringbund 21 vom Stempel 9. Dadurch kann der auf dem oberen Werkzeugteil 1 sitzende Schneid- und Abstellbacken 17 mit seiner Abstellkante 29 am Werkstück-Seitenflansch 41 vorbeifahren und diesen abkanten.
  • Wie oben beschrieben ist, wird der Schneid- und Abstellbacken 17 und das Gegenschneidelement 15 bewegungsgekoppelt in der Arbeitsrichtung I geführt, um den Werkstück-Flansch 41 abzukanten.
  • Durch diese Bewegungskopplung ist vermieden, dass der Schneid- und Abstellbacken 17 während seiner Abstellbewegung in der Arbeitsrichtung I gegen ein ortsfest abgestütztes Gegenschneidelement 15 fährt. Um im Falle eines solchen, während des Abstellvorgangs ortsfest angeordneten Gegenschneidelements 15 eine Kollision mit dem Schneid- und Abstellbacken 17 zu vermeiden, müsste der Schneid- und Abstellbacken 17 nachteilig mit einer zusätzlichen Einführaussparung vorgesehen werden, in die das Gegenschneidelement 15 einfahren kann. In diesem Fall müsste jedoch zwangsläufig die freie Höhe des Vorsprungs 25 gesteigert werden, was dessen Formstabilität beträchtlich reduzieren würde.

Claims (18)

  1. Werkzeug zum Beschneiden und Abstellen eines flächigen Werkstückes (11), insbesondere eines Ziehteiles, mit einem Stempel (9) und einem Niederhalter (7), zwischen denen das Werkstück (11) fixierbar ist, und mit einem in Bezug auf das fixierte Werkstück (11) in einer Arbeitsrichtung (I) bewegbaren Abstell- und Schneidbacken (17) mit zugeordnetem Gegenschneidelement (15), etwa einem Untermesser, auf dem beim Schneidvorgang das Werkstück (11) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenschneidelement (15) von einem Tragelement (13), etwa einem Federboden, getragen ist, mit dem das Gegenschneidelement (15) nach erfolgtem Schneidvorgang bewegungsgekoppelt mit dem Abstell- und Schneidbacken (17) in der Arbeitsrichtung (I) führbar ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (13) des Gegenschneidelements (15) in der Arbeitsrichtung (I) bewegbar ist.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bewegung des Abstell- und Schneidebackens (17) in der Arbeitsrichtung (I) der Abstellvorgang nach dem Schneidvorgang erfolgt.
  4. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneidvorgang der Abstell- und Schneidbacken (17) bewegungsentkoppelt vom Gegenschneidelement (15) ist, und beim Abstellvorgang der Abstell- und Schneidbacken (17) zusammen mit dem Gegenschneidelement (15) einen bewegungsgekoppelten Verbund bildet.
  5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem den Abstell- und Schneidbacken (17) tragenden Werkzeugteil (1) und dem Tragelement (13) des Gegenschneidelements (15) ein Kupplungselement bzw. Distanzelement (35) vorgesehen ist, mittels dem nach erfolgtem Schneidvorgang das Werkzeugteil (1) das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) zur Durchführung des Abstellvorganges verstellt.
  6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidvorgang der Abstell- und Schneidbacken (17) mit einer Schneidekraft (F3) in der Arbeitsrichtung (I) gegen das Gegenschneidelement (15) bewegbar ist.
  7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneidvorgang das den Abstell- und Schneidbacken (17) tragende Werkzeugteil (1) über das Distanzelement (35) das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) verstellt.
  8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Schneidvorgang die Werkzeugauflageflächen (31, 33) des Stempels (9) und des Gegenschneidelements (15) flächenbündig ausgerichtet sind.
  9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (9) auf einem zweiten Werkzeugteil (3) in der Arbeitsrichtung (I) bewegbar geführt ist.
  10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (13) einen Mitnehmer (21) aufweist, der beim Schneidvorgang den bewegbaren Stempel (9) mit einer Gegenkraft (F2) vom zweiten Werkzeugteil (3) entgegen der Arbeitsrichtung (I) anhebt.
  11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim nach dem Schneidvorgang folgenden Abstellvorgang der mit dem Gegenschneidelement (15) bewegungsgekoppelte Abstell- und Schneidbacken (17) weiter in der ersten Arbeitsrichtung (I), insbesondere vertikal nach unten, führbar ist.
  12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeugteil (3) einen Bewegungsanschlag (14) für den Stempel (9) aufweist, gegen den der Stempel (9) bei einer Bewegung in der Arbeitsrichtung (I) anschlägt, während das Tragelement (13) in der Arbeitsrichtung (I) weiterführbar ist.
  13. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stempel (9) und dem Gegenschneidelement (15) ein Einführspalt (23) vorgesehen ist, in den der Abstell- und Schneidbacken (17) beim Schneidvorgang einführbar ist.
  14. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwischen dem Niederhalter (7) und dem Stempel (9) fixiertem Werkstück (11) ein abzuschneidender bzw. abzustellender Seitenflansch des Werkstücks (11) den Niederhalter (7) und den Stempel (9) seitlich überragt.
  15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstell- und Schneidbacken (17) eine Schneidkante (27) und eine Abstellkante (29) aufweist.
  16. Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkante (27) über einen Schnittabstand (c) vom Stempel (9) beabstandet ist, und die Abstellkante (29) in einer Querrichtung zur Arbeitsrichtung innerhalb des Schnittabstands (c) angeordnet ist.
  17. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (7) im Werkzeugteil (1) mit einer Haltekraft (F1) beaufschlagt ist, die kleiner als die vom Gegenschneidelement (15) ausgeübte, entgegengesetzt ausgerichtete Gegenkraft (F2) ist.
  18. Verfahren zum Beschneiden und Abstellen eines flächigen Werkstückes (11), insbesondere eines Ziehteiles, mit einem Schneide- und Abstellwerkzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Schneidevorgang und einem Abstellvorgang, in welchem Verfahren im Schneidevorgang ein Abstell- und Schneidebacken (17) und ein damit zusammenwirkendes Gegenschneidelement (15) unabhängig voneinander verstellt werden, und im Abstellvorgang der Abstell- und Schneidbacken (17) und das Gegenschneidelement (15) bewegungsgekoppelt verstellt werden.
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