EP2502716A1 - Werkzeug für eine Blechbearbeitungsmaschine und Verfahren zum Trennen einer Folie - Google Patents

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EP2502716A1
EP2502716A1 EP20110159046 EP11159046A EP2502716A1 EP 2502716 A1 EP2502716 A1 EP 2502716A1 EP 20110159046 EP20110159046 EP 20110159046 EP 11159046 A EP11159046 A EP 11159046A EP 2502716 A1 EP2502716 A1 EP 2502716A1
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EP
European Patent Office
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sheet
tool
ball
receptacle
film
Prior art date
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EP2502716B1 (de
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Oliver Steingrüber
Holger Kaczyna
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D3/08—Making a superficial cut in the surface of the work without removal of material, e.g. scoring, incising
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces
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    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9372—Rotatable type

Definitions

  • the invention relates to a tool for a sheet metal working machine and a method for separating a film, in particular a tool for a sheet metal working machine and a method for separating a film which is applied to a sheet to be processed for protection against scratching.
  • the scriber pin has a 90 ° point angle and is spring loaded to cut the film but not damage the surface of the sheet.
  • the necessary contact pressure can be varied by using compression springs with different contact pressures. Even with slight unevenness in the surface structure or differences in thickness of the sheet, however, increases the resistance, which is brought to the tool. This easily leads to scratches or marks on the sheet, especially in a processing direction transverse to the direction of a brushed sheet metal.
  • the invention has for its object to eliminate these disadvantages and to provide a tool that prepares a portion of a sheet for processing without the Surface of the sheet to damage, and can be generated with the arbitrary contours of a processing area.
  • the tool has a rotatably mounted ball.
  • the rotatably mounted ball has the advantage that the film is separated with a rolling separating movement. In the process, any obstacles that may occur are rolled over without causing any scratches or impressions. Due to the rolling movement, no sliding movement occurs between the cutting tool and the sheet metal surface, so that the wear of the ball is minimal. It is also possible to separate the film in any tracks, so even with tight radii. In addition, it is possible to apply stronger contact forces to the tool, since the rolling surface treats the sheet surface more gently than during a sliding movement. As a result, uneven films can be reliably separated.
  • Fig. 1 shows a punching machine 1 as a sheet metal working machine according to one embodiment.
  • laser processing machines such as laser cutting machines or laser welding machines, or combined punching / laser cutting machines are possible.
  • the punching machine 1 has a C-frame 2 as an essential part.
  • the C-frame 2 consists of a torsionally rigid welded steel construction.
  • a hydraulic unit 3 is arranged as an energy source for punching movements.
  • the punching machine 1 to a machine control device, not shown, which is connected to all the actuators of the punching machine 1 and controls the actuators.
  • a workpiece support 4 in the form of a machine table for placing a workpiece is provided on the lower inside of the C-frame 2.
  • the workpiece is here a plate-shaped plate 10th
  • a workpiece movement device 5 including a guide and a cross rail with clamps for Gripping and moving the sheet 10 on the workpiece support means 4, is provided.
  • a plunger 6 is provided with a plunger control 7.
  • the plunger 6 is controlled so that it can be stopped in the region of its stroke in a Z direction in any position, and thus the plunger can rest on a determinable distance between the plunger 6 and on the workpiece support means 4 Sheet 10 are moved, and the determinable distance can be maintained during movement of the sheet 10 by means of the workpiece moving means 5.
  • an upper tool holder 8 for receiving an upper part of a punching tool and other tools, such as. of forming tools or of the tool according to the invention.
  • a lower tool holder 9 for receiving a lower part of punching tools and other tools, e.g. of forming tools or of the tool according to the invention.
  • the sheet 10 is positioned for a machining operation by the workpiece moving means 5 moving the gripped sheet in an X-direction and a Y-direction.
  • the sheet 10 slides in the X direction on the machine table and is moved in the Y direction together with the machine table.
  • the machining process for example, a punching process, after the positioning of the sheet 10, so that the point to be machined of the sheet 10 at a defined position in the Area of the punching tool is triggered.
  • the plunger 6 moves downward a predetermined maximum or other defined stroke and punches an opening in the sheet 10. Then the plunger 6 moves back up to an upper position and the sheet 10 is repositioned for the next machining operation.
  • Fig. 2 is a systematic representation of a tool 11 for separating a protective film on the sheet 10.
  • the tool 11 has a ball receiving device 12, which here has a cylindrical portion and a frusto-conical portion.
  • the frusto-conical portion has a receiving space 14 at one end 13, which, as shown later, faces the sheet 10.
  • the receiving space 14 has at the end 13 an opening 15.
  • the receiving space is formed essentially spherical.
  • a ball 16 is received in the receiving space 14.
  • the receiving space 14 is designed with respect to the ball 16 so that the ball 16 is rotatably mounted in the receiving space 14 of the tool 11 but not displaceable.
  • the ball 16 protrudes through the opening 15 from the ball receiving device 12.
  • the ball 16 is made of a material that is harder than the material of the sheet 10 to avoid wear, such as flattening of the ball 16, if the ball 16 without rolling over the sheet 10 slides, which then causes problems a further rolling of the ball 16 leads.
  • the material and the surface of the ball 16 are to be chosen so that, together with the material and the surface of the ball receiving device 12 is a low coefficient of friction.
  • the ball 16 is in this embodiment made of ceramic, but may alternatively consist of another suitable material.
  • the Ball 16 has a diameter which is smaller than 1 mm for separating the usual films. As favorable, a diameter of 0.5 mm or alternatively smaller has been found.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of another alternative embodiment of the tool 11 during the separation of a film 18.
  • the film 18 is adhesively applied to the sheet 10 to protect the sheet 10 from scratches.
  • the sheet 10 may be a flat sheet metal plate or have other shapes, for example, be curved.
  • the tool 11 in this embodiment in addition to the in Fig. 2
  • a cavity 17, which serves to receive a fluid In the embodiment shown a cavity 17, which serves to receive a fluid.
  • the cavity 17 is connected to the receiving space 14.
  • the fluid in this embodiment is a lubricant for reducing the coefficient of friction between a surface of the ball 16 and an inner surface of the receiving space 14. This further improves the rolling of the ball 16 on the plate.
  • the end 13 of the ball receiving device 12 faces the metal sheet 10.
  • the ball 16 completely penetrates the film 18 so that the ball 16 contacts the surface of the sheet 10.
  • the tool 11 is moved in a direction A. In the direction of movement A in front of the ball 16, the film 18 is shown before separation, whereas in the direction of movement A behind the ball 15, the film 18 is severed.
  • Fig. 4 shown embodiment of the tool 11 is formed so that the tool 11 can be received in the upper tool holder 8 of the punching machine 1.
  • the tool 11 at the upper end of a punch shaft 19 which is formed at its upper end cylindrical with a frusto-conical groove is so that it is recorded positively and without play in the tool holders 8.
  • the tool 11 is in Fig. 4 shown in an installed position in the upper tool holder 8.
  • the tool 11 also has a lower portion 20. Through the lower portion 20 and from the lower portion 20 through the punch shaft 19, a blind hole 27 extends.
  • Fig. 4 is at the lower end of the tool 11, the ball receiving device 12 is provided.
  • the tool also has a socket 21.
  • the bush 21 is slidably received substantially in the lower portion 20, wherein a guide is formed with a sliding bearing between an inner wall of the blind hole 27, substantially in the lower portion 20, and a peripheral surface of the sleeve 21.
  • a sleeve 22 is received in the socket 21, a sleeve 22 is received.
  • the sleeve 22 receives the ball receiving device 12 so that the ball receiving device 12 is fixedly disposed in the sleeve 22.
  • the sleeve 22 is releasably, ie interchangeable, by means of a pressure piece 23, secured in the socket 21.
  • the ball receiving device 12 is slidably received in the tool 11 in a direction to the sheet 10 facing the end 13 and in a direction away from the end 13 away.
  • a lower portion of a bolt 24 is also received.
  • the bolt 24 has a circumferential annular portion 25 with the lower portion adjacent thereto and an upper portion adjacent thereto.
  • the diameter of the ring portion 25 is greater than the diameter of the lower portion and the diameter of the upper portion of the bolt 24.
  • the upper portion of the bolt 24 is surrounded by a biasing member 26 which is supported at one end to the annular portion 25 in the form of a helical spring , Another end of the Biasing member 26 rests against the upper end of counterbore 27.
  • biasing members such as pneumatic cylinders or other shaped mechanical springs, are also possible.
  • the bush 21 has along its longitudinal direction a recess 28 in a defined length and in a defined axial position, into which a stop screw 29 engages. With the help of the length and the position of the recess 28 together with the stop screw 29, the path is determined by which the sleeve 21, and thus also the sleeve 22 and the ball receiving device 12, can move axially.
  • the biasing element 26 in this case a spiral spring, a biasing force is exerted on the bush 21 and thus on the ball receiving device 12 via the bolt 24 and the sleeve 22.
  • the biasing force is introduced via the recess 28 and the stopper screw 29 in the lower portion 20 of the tool 11. In its rest position, the ball receiving device 12 is located in the tool 11 in a lower position and is biased in the direction of the end 13 out.
  • a device not shown is provided in the tool 11, which makes it possible to adjust the biasing force on the ball receiving device 12.
  • the biasing force adjusting device or alternative suitable device of the tool 11 may be configured to provide a constant, predetermined adjustable biasing force independent of the way the ball receiving device 12 moves into the tool 11.
  • a device is, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder whose fluid used so controlled will be that regardless of the path of the ball receiving device 12 in the tool 11, a constant pressure of the fluid used is maintained.
  • a vote of the path of the plunger 6, so the distance between the upper tool holder 8 and the sheet 10, and the force occurring is possible, the plunger 6 is moved away from the sheet 10, when the force on the ball receiving device 12 too large is moved, and the plunger 6 is moved to the plate 10 when the force on the ball receiving device 12 is too small until the preset force is present again.
  • a provision of a biasing member 26 is possible here, but not mandatory.
  • the force on the ball receiving device 12 may alternatively be detected in the tool 11 or in the punching machine 1, and the plunger 6 is then controlled via the control device of the punching machine 1 and the plunger control 7 so that the set force is present.
  • the tool 11 accommodated here in the upper tool holder 8 is moved downwards in the Z direction, ie it is delivered until the ball 16 penetrates the film 18 (see FIG Fig. 3 ). This position in the Z direction is then maintained.
  • the sheet 10 with the film 18 is then moved so that the film 18 is separated along the path of the ball 16 on the sheet 10 by the rolling movement of the ball 16 on the sheet 10. Any paths, even with small radii, are possible.
  • By closing the path or by the course of the path to sheet edges and / or openings in the sheet creates a separated area of the film, which can be deducted to perform there processing of the sheet can.
  • On the opposite side of the tool 11 of the sheet 10 is used as a counter-holder a flat die or a die used with a ball roller or the like.
  • the machining conditions of the tool 11 improve.
  • the ball 16 can escape against the biasing force, creating a risk of damage to the sheet 10th is further reduced.
  • the biasing force is slightly increased, but this can cause scratches or marks on the sheet in a boundary region of the force.
  • the force with which the ball 15 penetrates the film 18 can be optimally adjusted so that the film is securely separated, but the surface of the sheet 10 is not damaged.
  • the tool 11 does not necessarily have to be received in the upper tool holder 8 of a punching machine 1.
  • a recording in the lower tool holder 9 is possible to separate the film 18 on an underside of the sheet 10.
  • the tool 11 may alternatively be received in a receptacle that is not a tool holder 8, 9 for punching tools, but is provided specifically for the tool 11, for example.
  • This recording can also be provided in one of the alternative sheet metal working machines, for example the laser processing machine.
  • it is not absolutely necessary that the tool 11 is moved toward the sheet 10, but conversely it is possible for the sheet 10 to be moved towards the tool 11.
  • the sheet 10 moves to separate the film, but alternatively, the tool 11 may be accommodated so that it is movable relative to a fixed plate 10.
  • the etchant can be applied by means of the ball 16 to preferably metallic foils, this use being a replacement of the shear cutting of contours in metallic foils.
  • the etchant may also be applied to the surface of the sheet 10 and corresponding surface structures may be etched by means of the tool 11.

Abstract

Ein Werkzeug (11) zum Trennen einer Folie (18) auf einem Blech (10) wird bereitgestellt. Das Werkzeug (11) weist eine drehbar gelagerte Kugel (16) auf, die aus einer Kugelaufnahmeeinrichtung (12) des Werkzeugs (11) vorsteht. Die Kugel (16) des Werkzeugs (11) durchdringt die Folie (18) und dann wird eine gewünschte Bahn relativ zwischen dem Werkzeug (11) und dem Blech (10) abgefahren, um einen gewünschten Bereich der Folie (18) abzutrennen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für eine Blechbearbeitungsmaschine und ein Verfahren zum Trennen einer Folie, insbesondere ein Werkzeug für eine Blechbearbeitungsmaschine und ein Verfahren zum Trennen einer Folie, die auf einem zu bearbeitenden Blech zum Schutz gegen Verkratzen aufgebracht ist.
  • Es sind Werkzeuge zum Trennen der Schutzfolie auf Blechen bekannt, die eine Anreißnadel aufweisen. Die Anreißnadel weist einen Spitzenwinkel von 90° auf und ist federbelastet, um die Folie zu durchtrennen, aber die Oberfläche des Blechs nicht zu beschädigen. Die notwendige Anpresskraft kann durch die Verwendung von Druckfedern mit verschiedenen Anpresskräften variiert werden. Schon bei leichten Unebenheiten in der Oberflächenstruktur oder Dickenunterschieden des Blechs erhöht sich aber der Widerstand, der dem Werkzeug entgegengebracht wird. Dabei kommt es leicht zu Kratzern oder Abdrücken auf dem Blech, insbesondere bei einer Bearbeitungsrichtung quer zur Schliffrichtung eines gebürsteten Blechs.
  • Auch sind Werkzeuge bekannt, bei denen ein federbelastetes Schneidrad auf der Blechoberfläche abwälzt und dabei die Folie trennt. Problematisch ist hier, dass Konturen von Kurven mit engen Radien nicht bearbeitet werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu eliminieren und ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das einen Bereich eines Blech für eine Bearbeitung vorbereitet ohne die Oberfläche des Blechs zu beschädigen, und mit dem beliebige Konturen eines Bearbeitungsbereichs erzeugt werden können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Werkzeug gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Ein System aus einem Werkzeug und einer Blechbearbeitungsmaschine ist im Anspruch 11 beansprucht.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Werkzeug eine drehbar gelagerte Kugel auf. Die drehbar gelagerte Kugel bietet den Vorteil, dass die Folie mit einer abwälzenden Trennbewegung getrennt wird. Dabei werden eventuell auftretende Hindernisse überrollt, ohne dass es zu Kratzern und Eindrücken kommt. Durch die abwälzende Bewegung tritt auch keine Gleitbewegung zwischen dem Trennwerkzeug und der Blechoberfläche auf, so dass der Verschleiß der Kugel minimal ist. Außerdem ist es möglich, die Folie in beliebigen Bahnen, also auch mit engen Radien zu trennen. Darüber hinaus ist es möglich, stärkere Anpresskräfte auf das Werkzeug aufzubringen, da durch die abwälzende Bewegung die Blechoberfläche schonender behandelt wird als bei einer gleitenden Bewegung. Dadurch können ungleichmäßige Folien prozesssicher getrennt werden.
  • Die Erfindung wird nun mit Hilfe von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren erläutert.
  • Insbesondere zeigt:
    • Fig. 1
    eine Stanzmaschine als Ausführungsbeispiel für eine Blechbearbeitungsmaschine;
    Fig. 2
    einen Querschnitt einer systematischen Darstellung eines Trennwerkzeugs;
    Fig. 3
    einen Querschnitt einer systematischen Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Trennwerkzeugs beim Trennen einer Folie;
    Fig. 4
    einen Querschnitt einer Ausführungsform des Werkzeugs, die zum Aufnehmen in eine Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine geeignet ist.
  • Fig. 1 zeigt eine Stanzmaschine 1 als Blechbearbeitungsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel. Darüber hinaus sind z.B. auch Laserbearbeitungsmaschinen, wie Laserschneidmaschinen oder Laserschweißmaschinen, oder kombinierte Stanz-/Laserschneidmaschinen möglich.
  • Die Stanzmaschine 1 weist als wesentlichen Bestandteil einen C-Rahmen 2 auf. Der C-Rahmen 2 besteht aus einer torsionssteifen Schweißkonstruktion aus Stahl. Am hinteren Ende des C-Rahmens 2 ist ein Hydraulikaggregat 3 als Energiequelle für Stanzbewegungen angeordnet.
  • Weiterhin weist die Stanzmaschine 1 eine nicht gezeigte Maschinensteuerungsvorrichtung auf, die mit sämtlichen Aktuatoren der Stanzmaschine 1 verbunden ist und die Aktuatoren steuert.
  • Auf der unteren Innenseite des C-Rahmens 2 ist eine Werkstückauflageeinrichtung 4 in Form eines Maschinentischs zum Auflegen eines Werkstücks vorgesehen. Das Werkstück ist hier ein plattenförmiges Blech 10.
  • An dem Maschinentisch ist eine Werkstückbewegungseinrichtung 5, die u.a. eine Führung und eine Querschiene mit Spannpratzen zum Greifen und Bewegen des Blechs 10 auf der Werkstückauflageeinrichtung 4 aufweist, vorgesehen.
  • Am vorderen Ende des oberen Schenkels des C-Rahmens 2 ist ein Stößel 6 mit einer Stößelsteuerung 7 vorgesehen. Durch die Stößelsteuerung 7 ist der Stößel 6 so ansteuerbar, dass er im Bereich seines Hubwegs in einer Z-Richtung in jeder beliebigen Position gestoppt werden kann, und somit kann der Stößel auf einen bestimmbaren Abstand zwischen dem Stößel 6 und dem auf der Werkstückauflageeinrichtung 4 aufliegenden Blech 10 bewegt werden, und der bestimmbare Abstand kann während einer Bewegung des Blechs 10 mit Hilfe der Werkstückbewegungseinrichtung 5 beibehalten werden.
  • In dem Stößel 6 ist eine obere Werkzeugaufnahme 8 zum Aufnehmen eines oberen Teils von einem Stanzwerkzeug und von sonstigen Werkzeugen, wie z.B. von Umformwerkzeugen oder von dem erfindungsgemäßen Werkzeug, vorgesehen.
  • An dem vorderen Ende des unteren Schenkels des C-Rahmens 2 ist eine untere Werkzeugaufnahme 9 zum Aufnehmen eines unteren Teils von Stanzwerkzeugen und von sonstigen Werkzeugen, wie z.B. von Umformwerkzeugen oder von dem erfindungsgemäßen Werkzeug, vorgesehen.
  • Im Betrieb wird das Blech 10 für einen Bearbeitungsvorgang positioniert indem die Werkstückbewegungseinrichtung 5 das gegriffene Blech in einer X-Richtung und einer Y-Richtung verfährt. Dabei gleitet das Blech 10 in der X-Richtung auf dem Maschinentisch und wird in der Y-Richtung gemeinsam mit dem Maschinentisch bewegt. Der Bearbeitungsvorgang, z.B. ein Stanzvorgang, wird nach dem Positionieren des Blechs 10, so dass sich die zu bearbeitende Stelle des Blechs 10 an einer definierten Stelle im Bereich des Stanzwerkzeugs befindet, ausgelöst. Der Stößel 6 bewegt sich um einen vorbestimmten maximalen oder anderen definierten Hubweg nach unten und stanzt eine Öffnung in das Blech 10. Dann bewegt sich der Stößel 6 wieder nach oben in eine obere Stellung und das Blech 10 wird für den nächsten Bearbeitungsvorgang neu positioniert.
  • Fig. 2 ist eine systematische Darstellung eines Werkzeugs 11 zum Trennen einer Schutzfolie auf dem Blech 10. Das Werkzeug 11 weist eine Kugelaufnahmeeinrichtung 12 auf, die hier einen zylindrischen Abschnitt und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist. Der kegelstumpfförmige Abschnitt weist an einem Ende 13, das, wie später gezeigt, dem Blech 10 zugewandt ist, einen Aufnahmeraum 14 auf. Der Aufnahmeraum 14 weist an dem Ende 13 eine Öffnung 15 auf.
  • Der Aufnahmeraum ist im Wesentlichen teilsphärisch ausgebildet. In dem Aufnahmeraum 14 ist eine Kugel 16 aufgenommen. Der Aufnahmeraum 14 ist in Bezug zu der Kugel 16 so gestaltet, dass die Kugel 16 in dem Aufnahmeraum 14 des Werkzeugs 11 drehbar aber nicht verschiebbar gelagert ist. Die Kugel 16 steht durch die Öffnung 15 aus der Kugelaufnahmeeinrichtung 12 vor.
  • Die Kugel 16 ist aus einem Werkstoff hergestellt, der härter als der Werkstoff des Blechs 10 ist, um einen Verschleiß, z.B. eine Abflachung der Kugel 16 zu vermeiden, falls die Kugel 16 ohne sich abzuwälzen über das Blech 10 gleitet, was dann zu Problemen bei einem weiteren Abwälzen der Kugel 16 führt. Der Werkstoff und die Oberfläche der Kugel 16 sind so zu wählen, dass zusammen mit dem Werkstoff und der Oberfläche der Kugelaufnahmeeinrichtung 12 ein geringer Reibungskoeffizient vorliegt. Die Kugel 16 besteht in dieser Ausführungsform aus Keramik, kann aber alternativ auch aus einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. Die Kugel 16 weist einen Durchmesser auf, der zum Trennen der üblichen Folien kleiner als 1 mm ist. Als günstig hat sich ein Durchmesser von 0,5 mm oder alternativ kleiner erwiesen.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 11 während des Trennens einer Folie 18. Die Folie 18 ist auf dem Blech 10 adhäsiv aufgebracht, um das Blech 10 vor Kratzern zu schützen. Das Blech 10 kann eine ebene Blechplatte sein oder andere Formen aufweisen, z.B. gekrümmt sein.
  • Das Werkzeug 11 weist in dieser Ausführungsform zusätzlich zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform einen Hohlraum 17 auf, der zum Aufnehmen eines Fluids dient. Der Hohlraum 17 ist mit dem Aufnahmeraum 14 verbunden. Das Fluid ist in dieser Ausführungsform ein Schmiermittel zum Reduzieren des Reibungskoeffizienten zwischen einer Oberfläche der Kugel 16 und einer Innenfläche des Aufnahmeraums 14. Hierdurch wird das Abwälzen der Kugel 16 auf dem Blech zusätzlich verbessert. Das Ende 13 der Kugelaufnahmeeinrichtung 12 ist dem Blech 10 zugewandt.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt durchdringt die Kugel 16 die Folie 18 vollständig, so dass die Kugel 16 die Oberfläche des Blechs 10 berührt. Das Werkzeug 11 wird in einer Richtung A bewegt. In der Bewegungsrichtung A vor der Kugel 16 ist die Folie 18 vor dem Trennen gezeigt, wohingegen in der Bewegungsrichtung A hinter der Kugel 15 die Folie 18 durchtrennt ist.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Werkzeugs 11 ist so ausgebildet, dass das Werkzeug 11 in die obere Werkzeugaufnahme 8 der Stanzmaschine 1 aufnehmbar ist. Dazu weist das Werkzeug 11 am oberen Ende einen Stempelschaft 19 auf, der an seinem oberen Ende zylindrisch mit einem kegelstumpfförmigen Einstich geformt ist, so dass er in die Werkzeugaufnahmen 8 formschlüssig und spielfrei aufgenommen wird. Das Werkzeug 11 ist in Fig. 4 in einer Einbaulage in der oberen Werkzeugaufnahme 8 dargestellt.
  • Das Werkzeug 11 weist weiterhin einen unteren Bereich 20 auf. Durch den unteren Bereich 20 und von dem unteren Bereich 20 aus durch den Stempelschaft 19 erstreckt sich ein Sackloch 27.
  • In Fig. 4 ist am unteren Ende des Werkzeugs 11 die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 vorgesehen. Das Werkzeug weist weiterhin eine Buchse 21 auf. Die Buchse 21 ist im Wesentlichen in dem unteren Bereich 20 verschiebbar aufgenommen, wobei eine Führung mit einer Gleitlagerung zwischen einer Innenwand des Sacklochs 27, im Wesentlichen in dem unteren Bereich 20, und einer Umfangsfläche der Buchse 21 ausbildet ist. In der Buchse 21 ist eine Hülse 22 aufgenommen. Die Hülse 22 nimmt die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 so auf, dass die Kugelaufnahmevorrichtung 12 in der Hülse 22 fest angeordnet ist. Die Hülse 22 ist mit Hilfe eines Druckstücks 23 lösbar, also auswechselbar, in der Buchse 21 befestigt. Somit ist die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 in dem Werkzeug 11 in einer Richtung zu dem dem Blech 10 zugewandten Ende 13 hin und in einer Richtung von dem Ende 13 weg verschiebbar aufgenommen.
  • In der Buchse 21 ist außerdem ein unterer Abschnitt eines Bolzens 24 aufgenommen. Der Bolzen 24 weist einen umlaufenden Ringabschnitt 25 mit dem daran angrenzenden unteren Abschnitt und einem daran angrenzenden oberen Abschnitt auf. Der Durchmesser des Ringabschnitts 25 ist größer als der Durchmesser des unteren Abschnitts und der Durchmesser des oberen Abschnitts des Bolzens 24. Der obere Abschnitt des Bolzens 24 ist von einem Vorspannelement 26 umgeben, das sich mit einem Ende an dem Ringabschnitt 25 in Form einer Schraubenfeder abstützt. Ein anderes Ende des Vorspannelements 26 stützt sich am oberen Ende der Senkung 27 ab.In alternativen Ausführungsformen sind auch andere Vorspannelemente, wie z.B. pneumatische Zylinder oder anders geformte mechanische Federn, möglich.
  • Die Buchse 21 weist entlang ihrer Längsrichtung eine Aussparung 28 in einer definierten Länge und in einer definierten axialen Position auf, in die eine Anschlagschraube 29 eingreift. Mit Hilfe der Länge und der Position der Aussparung 28 wird zusammen mit der Anschlagschraube 29 der Weg festgelegt, um den sich die Buchse 21, und damit auch die Hülse 22 und die Kugelaufnahmeeinrichtung 12, axial bewegen können.
  • Mittels des Vorspannelements 26, hier einer Spiralfeder, wird über den Bolzen 24 und die Hülse 22 eine Vorspannkraft auf die Buchse 21 und damit auf die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 ausgeübt. Die Vorspannkraft wird über die Aussparung 28 und die Anschlagschraube 29 in den unteren Bereich 20 des Werkzeugs 11 eingeleitet. In ihrer Ruhelage befindet sich die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 in dem Werkzeug 11 in einer unteren Position und ist in Richtung des Endes 13 hin vorgespannt.
  • Optional ist in dem Werkzeug 11 eine nicht gezeigte Vorrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, die Vorspannkraft auf die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 einzustellen.
  • Als eine weitere Option kann die Vorrichtung zum Einstellen der Vorspannkraft oder eine alternative geeignete Vorrichtung des Werkzeugs 11 so ausgebildet sein, dass sie unabhängig von dem Weg, um den sich die Kugelaufnahmeeinrichtung 12 in das Werkzeug 11 bewegt, eine konstante, vorbestimmt einstellbare Vorspannkraft bereitstellt. Eine solche Vorrichtung ist z.B. ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, dessen verwendetes Fluid so angesteuert wird, dass unabhängig von dem Weg der Kugelaufnahmevorrichtung 12 in das Werkzeug 11 ein konstanter Druck des verwendeten Fluids aufrechterhalten wird.
  • Alternativ ist auch eine Abstimmung des Wegs des Stößels 6, also des Abstands zwischen der oberen Werkzeugaufnahme 8 und dem Blech 10, und der auftretenden Kraft möglich, wobei der Stößel 6 von dem Blech 10 wegbewegt wird, wenn die Kraft auf die Kugelaufnahmevorrichtung 12 zu groß wird, und der Stößel 6 zu dem Blech 10 hinbewegt wird, wenn die Kraft auf die Kugelaufnahmevorrichtung 12 zu klein wird, bis die voreingestellte Kraft wieder vorliegt. Ein Vorsehen eines Vorspannelements 26 ist hier möglich, aber nicht zwingend erforderlich. Die Kraft auf die Kugelaufnahmevorrichtung 12 kann alternativ in dem Werkzeug 11 oder in der Stanzmaschine 1 erfasst werden, und der Stößel 6 wird dann über die Steuerungsvorrichtung der Stanzmaschine 1 und die Stößelsteuerung 7 so angesteuert, dass die eingestellte Kraft vorliegt.
  • Im Betrieb wird das hier in die obere Werkzeugaufnahme 8 aufgenommene Werkzeug 11 in der Z-Richtung nach unten gefahren, also zugestellt, bis die Kugel 16 die Folie 18 durchdringt (siehe Fig. 3). Diese Position in der Z-Richtung wird dann beibehalten. Das Blech 10 mit der Folie 18 wird dann so bewegt, dass durch die abwälzende Bewegung der Kugel 16 auf dem Blech 10 die Folie 18 entlang dem Weg der Kugel 16 auf dem Blech 10 getrennt wird. Dabei sind beliebige Wege, auch mit kleinen Radien, möglich. Durch Schließen des Wegs oder durch den Verlauf des Wegs zu Blechkanten und/oder Öffnungen in dem Blech entsteht ein abgetrennter Bereich der Folie, der abgezogen werden kann, um dort eine Bearbeitung des Blechs durchführen zu können. Auf der dem Werkzeug 11 gegenüberliegenden Seite des Blechs 10 wird als Gegenhalter eine ebene Matrize oder eine Matrize mit einer Kugelrolle oder ähnlichem verwendet.
  • Durch das optionale verschiebbare Aufnehmen der Kugelaufnahmeeinrichtung 12 in dem Werkzeug 11 verbessern sich die Bearbeitungsbedingungen des Werkzeugs 11. Beim Überfahren von Unebenheiten im Blech 10 oder von Dickenunterschieden des Blechs 10 kann die Kugel 16 gegen die Vorspannkraft ausweichen, wodurch ein Risiko der Beschädigung des Blechs 10 weiter vermindert wird. Beim Überfahren der Unebenheiten im Blech 10 oder der Dickenunterschiede im Blech 10 wird die Vorspannkraft leicht erhöht, wodurch aber in einem Grenzbereich der Kraft Kratzer oder Abdrücke auf dem Blech entstehen können.
  • Durch die weitere optionale Einstellbarkeit der Vorspannkraft kann die Kraft, mit der die Kugel 15 die Folie 18 durchdringt, optimal eingestellt werden, so dass die Folie sicher getrennt wird, die Oberfläche des Blechs 10 aber nicht beschädigt wird.
  • Um diese Beschädigung zu vermeiden, besteht als eine weitere Möglichkeit alternativ eine Abstimmung des Abstands zwischen der oberen Werkzeugaufnahme 8 und dem Blech 10 auszuführen. Der Abstand wird hier so abgestimmt, dass immer eine annähernd konstante Kraft der Kugel 16 auf das Blech 10 vorliegt. Die Abstimmung wird alternativ über das Ansteuern des Stößels 6 durch die Steuerungsvorrichtung der Stanzmaschine 1 durchgeführt, oder durch eine spezielle Vorrichtung in dem Werkzeug 11 realisiert.
  • Das Werkzeug 11 muss nicht zwangsläufig in die obere Werkzeugaufnahme 8 einer Stanzmaschine 1 aufgenommen werden. Alternativ ist auch ein Aufnehmen in die untere Werkzeugaufnahme 9 möglich, um die Folie 18 auf einer Unterseite des Blechs 10 zu trennen. Weiterhin kann das Werkzeug 11 alternativ in eine Aufnahme aufgenommen werden, die keine Werkzeugaufnahme 8, 9 für Stanzwerkzeuge ist, sondern z.B. speziell für das Werkzeug 11 vorgesehen ist. Diese Aufnahme kann auch in einer der alternativen Blechbearbeitungsmaschinen, z.B. der Laserbearbeitungsmaschine, vorgesehen sein. Weiterhin ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Werkzeug 11 zu dem Blech 10 hin bewegt wird, sondern es ist umgekehrt möglich, dass das Blech 10 zu dem Werkzeug 11 hin bewegt wird. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Blech 10 zum Trennen der Folie verfährt, sondern alternativ kann das Werkzeug 11 so aufgenommen sein, dass es relativ zu einem feststehenden Blech 10 verfahrbar ist.
  • Als alternative Anwendung zu dem den Trennen der Folie ist es weiterhin möglich, in der Ausführungsform des Werkzeugs 11, das den Hohlraum 17 zum Aufnehmen eines Fluids aufweist, ein Fluid einzufüllen, das eine ätzende Wirkung hat. Dabei kann das Ätzmittel mit Hilfe der Kugel 16 auf vorzugsweise metallische Folien aufgebracht werden, wobei diese Verwendung einen Ersatz des Scherschneidens von Konturen in metallischen Folien darstellt. Darüber hinaus kann das Ätzmittel auch auf die Oberfläche des Blechs 10 aufgebracht werden und entsprechende Oberflächenstrukturen können mit Hilfe des Werkzeugs 11 geätzt werden.

Claims (16)

  1. Werkzeug (11), für eine Blechbearbeitungsmaschine (1) zum Trennen von einer auf einem zu bearbeitenden Blech (10) aufgebrachten Folie (18), mit
    einer drehbar gelagerten Kugel (16) zum Trennen der Folie (18) mit einer abwälzenden Bewegung der Kugel (16).
  2. Werkzeug (11) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Werkzeug (11) eine Kugelaufnahmeinrichtung (12) aufweist, die so ausgebildet ist, dass die Kugelaufnahmeeinrichtung (12) an einem dem Blech (10) zugewandten Ende (13) einen Aufnahmeraum (14) aufweist, der die Kugel (16) aufnimmt, und der so ausgebildet ist, dass die Kugel (16) drehbar aber nicht verschiebbar gelagert ist, und der Aufnahmeraum (14) an dem dem Blech (10) zugewandten Ende (13) eine Öffnung (15) aufweist und die Kugel (16) durch die Öffnung (15) aus der Kugelaufnahmeeinrichtung (12) vorsteht.
  3. Werkzeug (11) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelaufnahmeeinrichtung (12) einen weiteren Hohlraum (17) zum Aufnehmen eines Schmiermittels zum Reduzieren eines Reibungskoeffizienten zwischen einer Oberfläche der Kugel (16) und einer Innenfläche des Aufnahmeraums (14) aufweist, wobei der Hohlraum (17) mit dem Aufnahmeraum (14) verbunden ist.
  4. Werkzeug (11) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (16) aus einem Werkstoff hergestellt ist, der härter als der Werkstoffs des Blechs (10) ist.
  5. Werkzeug (11) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (16) aus Keramik hergestellt ist.
  6. Werkzeug (11) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (16) einen Durchmesser von weniger als einem Millimeter aufweist.
  7. Werkzeug (11) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelaufnahmeeinrichtung (12) in dem Werkzeug (11) in eine Richtung zu dem dem Blech (10) zugewandten Ende (13) hin und in eine Richtung von dem Ende (13) weg verschiebbar aufgenommen ist, und das Werkzeug (11) ein Vorspannelement (26) aufweist, durch das die Kugelaufnahmeeinrichtung (12) in die Richtung zu dem Ende (13) hin vorgespannt ist.
  8. Werkzeug (11) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (11) eine Vorspannkraft-Einstellvorrichtung aufweist, die angepasst ist, eine Vorspannkraft des Vorspannelements (26) in die Richtung des Endes (13) in unterschiedlichen Größen einzustellen.
  9. Werkzeug (11) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (26) angepasst ist, eine Vorspannkraft in die Richtung des Endes (13) unabhängig von einer Verschiebung der Kugelaufnahmeeinrichtung (12) in dem Werkzeug (11) konstant zu halten.
  10. Werkzeug (11) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (11) so ausgebildet ist, dass es in eine Stanzwerkzeugaufnahme (8, 9) einer Stanzmaschine aufnehmbar ist.
  11. System aus einer Blechbearbeitungsmaschine (1) und einem Werkzeug (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbearbeitungsmaschine (1) eine Aufnahme zum Aufnehmen des Werkzeugs (11) und eine Werkstückauflageeinrichtung (4) zum Auflegen des Blechs (10) aufweist, und die Blechbearbeitungsmaschine (1) so angepasst ist, dass die Aufnahme (8, 9) oder die Werkstückauflageeinrichtung (4) so bewegbar ist, dass ein bestimmbarer Abstand zwischen der Aufnahme (8, 9) und der Oberfläche des Blechs (10) anfahrbar ist, so dass die Kugel (16) die Folie (18) durchdringen kann, und der bestimmbare Abstand beibehaltbar ist, während das Blech (10) relativ zu der Aufnahme (8, 9) bewegbar ist, um die Folie zu trennen.
  12. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbearbeitungsmaschine (1) eine Stanzmaschine ist, die eine Werkstückbewegungseinrichtung (5) aufweist, und die Stanzmaschine (1) so angepasst ist, dass der bestimmbare Abstand beibehaltbar ist, während das Blech (10) mittels der Werkstückbewegungseinrichtung (5) in einer Ebene bewegbar ist.
  13. System gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbearbeitungsmaschine (1) eine Laserbearbeitungsmaschine ist.
  14. Verfahren zum Trennen von einer auf einem Blech (10) aufgebrachten Folie (18), ausgeführt mit einem System gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 mit einem Werkzeug (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das die Schritte aufweist:
    Zustellen der Aufnahme (8, 9) zu dem Blech oder Zustellen des Blechs (10) zu der Aufnahme (8, 9) bis zu einem vorbestimmten Abstand zwischen der Aufnahme (8, 9) und der Oberfläche des Blechs (10), so dass die Kugel (16) die Folie (18) durchdringt,
    Bewegen der Aufnahme oder des Blechs (10), so dass zwischen dem Werkzeug (11) und dem Blech (10) eine relative Bewegung ausgeführt wird, wobei der vorbestimmte Abstand beibehalten wird, so dass die Kugel (16) die Folie (18) in einer abwälzenden Bewegung durchtrennt.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14 mit einem Werkzeug gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das Zustellen der Aufnahme(8, 9) zu dem Blech (10) oder das Zustellen des Blechs (10) zu der Aufnahme (8, 9) so erfolgt, dass der vorbestimmte Abstand zwischen der Aufnahme und der Oberfläche des Blechs (10) so bestimmt ist, dass die Kugelaufnahmeeinrichtung (12) in dem Werkzeug (11) in die Richtung weg von dem dem Blech (10) zugewandten Ende (13) verschoben wird bis eine definierte Vorspannkraft des Vorspannelements (26) auf die Kugelaufnahmevorrichtung (12) aufgebracht wird, so dass die Kugel (16) die Folie (18) durchdringt.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 14 mit einem Werkzeug gemäß Anspruch 9, wobei das Zustellen der Aufnahme (8, 9) zu dem Blech oder das Zustellen des Blechs (10) zu der Aufnahme (8, 9) bis zu einem Abstand zwischen der Aufnahme und der Oberfläche des Blechs (10) ausgeführt wird, so dass die Kugel (16) die Folie (18) durchdringt, wobei die Vorspannkraft des Vorspannelements (26) vorab bestimmt wird und während der relativen Bewegung zwischen der Aufnahme (8, 9) und dem Blech (10) die vorbestimmte Vorspannkraft des Vorspannelements (26) anstatt des vorbestimmten Abstands zwischen der Aufnahme (8, 9) und der Oberfläche des Blechs (10) konstant bleibt.
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