EP2886218A1 - Method for punching holes in a multi-layer sheet metal and punching device - Google Patents

Method for punching holes in a multi-layer sheet metal and punching device Download PDF

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EP2886218A1
EP2886218A1 EP14198813.9A EP14198813A EP2886218A1 EP 2886218 A1 EP2886218 A1 EP 2886218A1 EP 14198813 A EP14198813 A EP 14198813A EP 2886218 A1 EP2886218 A1 EP 2886218A1
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EP
European Patent Office
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punching
punch
crown
mandrel
holes
Prior art date
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Application number
EP14198813.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP2886218B1 (en
Inventor
Klaus Reitzig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ws Wielaender & Schill
Original Assignee
MV MARKETING and VERTRIEBS-GMBH & Co KG WIELANDER and SCHILL
Mv Marketing & Vertriebs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MV MARKETING and VERTRIEBS-GMBH & Co KG WIELANDER and SCHILL, Mv Marketing & Vertriebs GmbH filed Critical MV MARKETING and VERTRIEBS-GMBH & Co KG WIELANDER and SCHILL
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    • 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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/34—Perforating tools; Die holders

Definitions

  • the invention relates to a method for punching holes in preferably multi-layered sheets, in particular in body panels of vehicles. Furthermore, the invention relates to a device for punching holes in sheets.
  • the punching of holes in sheets, especially in body panels, is known. Compared to drilling punching is usually much faster and is therefore particularly advantageous when a large number of holes are to be introduced into the sheet, as is required in particular for repair work when components are to be riveted in the connection.
  • Such multilayer sheets may in particular consist of pairings of different materials and have a large thickness, in particular a thickness of more than 5 mm.
  • a cover layer a or more aluminum layers, ie a layer or layers of aluminum or an aluminum alloy.
  • ultra-high-strength steel between the aluminum layers.
  • the problem is that the punch can be clamped in thick sheets and that high forces are required to pull back the punch. This problem is even more pronounced in multi-layered sheets, where especially softer cover layers such as aluminum are displaced to the side, since the high-strength steel liner does not begin to flow simultaneously and the material of these cover layers after introduction of the hole at least partially due to the elasticity flows back again and so clamps the punch.
  • Another disadvantage is the wear of the punch.
  • punching high-strength sheets it can be assumed that the tool has a punching time of only 20 - 30 holes and then has to be replaced.
  • the invention is based on the object, at least to reduce the disadvantages of the prior art.
  • the object of the invention is already achieved by a method for punching holes in a preferably multi-layered sheet metal, by a device for punching holes in sheets and by a punching crown according to one of the independent claims.
  • the invention relates to a method for punching holes.
  • the invention relates to a method for punching multilayer sheets, in particular with a thickness of 3 mm, preferably more than 5 mm and more preferably more than 7 mm.
  • a punch which has an undercut, wherein at least a part of the punch is taken after punching a hole on the side of a die or falls out and then an undercut part of the punch is pulled out through the punched hole.
  • the punch is thus formed at least in two parts and includes a front part which has a larger diameter than the part lying behind. This creates an undercut, so that the punch is formed thinner in the region of this undercut than that part as the punch, which falls out of the die or is removed.
  • the front part comprises in particular an applied punching crown.
  • This is in particular as a ring with a preferably substantially flat end face formed, which has an edge which serves as a cutting edge during punching.
  • the ring-shaped punching crown in particular has a substantially rectangular, in particular square, cross section.
  • the punch is not formed in several parts and only includes an undercut below the cutting edge.
  • the undercut reduces the risk of jamming.
  • the punch has a punch mandrel having a projection with a tip.
  • the punching crown is placed and lies with its underside on a transverse to the punching direction surface of the punching mandrel.
  • the actual punching takes place in an embodiment of the invention with the punching crown, which may be formed in particular as a disposable part.
  • the punching crown consists in particular of hardened steel, for example made of high-speed steel and can with a Hard material layer, for example, be coated with a nitrite layer.
  • the invention further relates to a device for punching holes in sheets, which comprises a punch with a punch and a die.
  • the punch mandrel comprises a removable punching crown and / or an undercut below the cutting edge.
  • the punching crown has a larger diameter than at least a front part of the punch mandrel.
  • the front part of the punch mandrel has a maximum of 0.9 times, preferably a maximum of 0.95 times the diameter of the adjacent punching crown.
  • the punch mandrel is undercut in particular additionally below the punching crown.
  • the risk of jamming is further reduced.
  • the diameter of the part of the punching mandrel below the punching crown is reduced to less than 0.95 times, preferably to less than 0.9 times the diameter at the point adjacent to the punching crown.
  • the device according to the invention is designed in particular as a handheld device and can be used, for example, for repair work.
  • the invention further relates to a punching crown which can be used for use with the method described above and / or with the device described above.
  • This is in particular formed annularly with a substantially rectangular cross-section and consists of hardened steel.
  • Fig. 1 shows a sectional view, based on which the principle of the inventive method and the device according to the invention is to be explained in more detail.
  • the corresponding punching tool comprises a punch 1 and a die 2.
  • a hole in the sheet 3 is punched.
  • the punched slug 7 drops out over an opening 4 in the die 2.
  • the punching mandrel 8 is provided with a punching crown 5, which is placed on an extension 19 with a tip 6.
  • the punching crown 5 is formed annularly with a substantially rectangular cross-section.
  • the tip 6 of the punching mandrel 8 ends substantially flush with the upper side of the punching crown 5.
  • the punching crown 5 may in particular have an outer diameter between 3 and 15 mm, preferably between 6 and 10 mm.
  • the punching crown has a height between 0.5 and 2 mm and a width between 0.5 and 2 mm.
  • a punching crown 5 with a rectangular cross-section allows in particular that this can be placed rotated arbitrarily. Further, for example, when the punch crown 5 is used several times, the underside shown here are up and serve as a cutting edge for punching.
  • the punching mandrel 8 is undercut by the punching crown 5 has a larger diameter than the punching mandrel 8 in the region of its penetration depth and / or by the punching mandrel 8 is undercut below the punching crown 5.
  • Fig. 2 shows a detailed representation of the Fig. 1 , Evident is the front lateral region of the punch mandrel 8, on which the punch crown 5 is placed.
  • punch crown 5 is laterally beyond the remaining punch mandrel 8 addition.
  • the punch mandrel 8 below the punch crown 5 has an undercut 9.
  • the undercut in a front region 9a does not taper or at least less than in a central region 9b.
  • the undercut does not taper.
  • the punching crown 5 in this embodiment has a corner chamfer 10 at the corner, on which it rests on the rest of the punch 8. It is understood that preferably the outer corner of the punching crown 5, which serves as a cutting edge 20, is not provided with a chamfer.
  • the punch crown 5 also allows a particularly inexpensive punching.
  • This can be made of hardened steel, in particular high-speed steel.
  • the remaining punch mandrel 8 is in this embodiment in one piece with the entire punch (1 in Fig. 1 ) and consists for example of cold work steel.
  • the punch can also be coated at least in the region of the mandrel with a layer of higher hardness, for example with a nitrite layer.
  • Fig. 3 shows a perspective view of an embodiment of a punch.
  • the piercing mandrel 8 thus tapers at least in the area below the undercut 9.
  • the undercut 9 is preferably at least 2 mm, particularly preferably at least 5 mm long ,
  • the punch mandrel 8 thickened again to be more stable and ensure a guide for the same during the stamping process to be able to.
  • the guide surfaces are reduced by a polygonal configuration of the punch mandrel below the undercut to a minimum, to achieve even here only small contact surfaces with the punched hole.
  • Fig. 4 shows a perspective view of a punch 12th
  • the pressure generator also includes the controls for initiating the punching operation.
  • the tool can be designed as a hand tool and has a bracket 15, are held within the die 2 and punches 1.
  • Fig. 5 shows a detailed representation of the area B of Fig. 4 .
  • the die 2 and the punch 1. Further to recognize is a counter-holder 16, which has a support surface 17 frontally.
  • the counter-holder 16 also serves as a guide sleeve for the punch 1.
  • Fig. 6 shows a further perspective view of individual components of the tool.
  • annular punching crown 5 which is placed on an extension 19 of the remaining punch 8.
  • the punch crown 5 has compared to the extension 19 so much game that they can be easily placed, is easily stripped after punching when retracting the punch and then falls out of the die side.
  • annular support surface 21 of the punching mandrel 8, on which the punching crown 5 is placed is transversely, in particular perpendicular, to the punching direction.
  • Fig. 7 shows an alternative embodiment of a punch 1, which is not formed in several parts, so has no removable punching crown.
  • the cutting edge 20 is part of the one-piece punch mandrel 8. Below the cutting edge 20, an undercut 9 is arranged, through which the tendency to jamming after completion of the punching operation is reduced. Centered a bit out. Below the undercut 9, the punch has a polygonal cross-section.
  • the punch has substantially the same geometry as the multi-part embodiment shown in the preceding drawings.
  • the invention has made it possible for the first time to punch holes in thick, multi-layered sheets without jamming the punch. Furthermore, the cost of a punching operation can be reduced in a surprisingly simple manner by the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

Der Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Karosseriebleche, wobei ein Stanzstempe (1)l eine abnehmbare Stanzkrone (5) aufweist, die nach Beendigung des Stanzvorgangs matrizenseitig heraus fällt.The invention relates to a method and an apparatus for punching holes in body panels, wherein a punching punch (1) has a detachable punching crown (5) which falls out of the die on completion of the punching operation.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stanzen von Löchern in vorzugsweise mehrlagige Bleche, insbesondere in Karosseriebleche von Fahrzeugen. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche.The invention relates to a method for punching holes in preferably multi-layered sheets, in particular in body panels of vehicles. Furthermore, the invention relates to a device for punching holes in sheets.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Das Stanzen von Löchern in Bleche, insbesondere in Karosseriebleche, ist bekannt. Gegenüber Bohren erfolgt das Stanzen in der Regel wesentlich schneller und ist daher insbesondere vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Löchern in das Blech eingebracht werden sollen, wie dies insbesondere bei Reparaturarbeiten erforderlich ist, wenn Bauteile im Anschluss vernietet werden sollen.The punching of holes in sheets, especially in body panels, is known. Compared to drilling punching is usually much faster and is therefore particularly advantageous when a large number of holes are to be introduced into the sheet, as is required in particular for repair work when components are to be riveted in the connection.

Bei der Fertigung von Fahrzeugen werden in zunehmendem Umfang mehrlagige hochfeste Bleche verwendet. Dies gilt insbesondere für die tragenden Teile der Karosserie.In the manufacture of vehicles increasingly multi-layer high-strength sheets are used. This is especially true for the load-bearing parts of the body.

Derartige mehrlagige Bleche können insbesondere aus Paarungen verschiedener Materialien bestehen und eine große Dicke, insbesondere eine Dicke von über 5 mm, aufweisen. Insbesondere gibt es Bleche, welche als Deckschicht eine oder mehrere Aluminiumlagen, also eine Schicht oder Schichten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, aufweisen.
Zwischen den Aluminiumschichten befinden sich meist aus Stabilitätsgründen noch Bleche aus höchstfestem Stahl.Such multilayer sheets may in particular consist of pairings of different materials and have a large thickness, in particular a thickness of more than 5 mm. In particular, there are sheets, which as a cover layer a or more aluminum layers, ie a layer or layers of aluminum or an aluminum alloy.
For reasons of stability, there are still sheets of ultra-high-strength steel between the aluminum layers.

Um derartige Blechpaarungen zu stanzen sind hohe Kräfte erforderlich. So ist beispielsweise bei einer 8,6 mm dicken Blechkonfiguration aus einer Aluminium-Stahl-Kombination für eine Stanzung mit 8 mm Durchmesser eine Stanzkraft von 90 kN erforderlich.To punch such sheet pairings high forces are required. For example, with a 8.6 mm thick sheet metal configuration of an aluminum-steel combination for a punching of 8 mm diameter, a punching force of 90 kN is required.

Derartig hohe Kräfte lassen sich mit modernen Werkzeugen, welche auch als mobile Handgeräte ausgebildet sein können, erreichen.Such high forces can be achieved with modern tools, which can also be designed as mobile handsets.

Problematisch ist aber, dass sich der Stanzstempel in dicken Blechen festklemmen kann und dass hohe Kräfte erforderlich sind, um den Stanzstempel wieder zurück zu ziehen. Dieses Problem tritt in noch verstärktem Maße bei mehrlagigen Blechen auf, wo insbesondere weichere Decklagen wie Aluminium zur Seite hin verdrängt werden, da die hochfeste Zwischenlage aus Stahl nicht gleichzeitig zu fließen beginnt und wobei das Material dieser Decklagen nach Einbringen des Loches zumindest teilweise aufgrund Der Elastizität wieder zurück fließt und so den Stanzstempel festklemmt.The problem is that the punch can be clamped in thick sheets and that high forces are required to pull back the punch. This problem is even more pronounced in multi-layered sheets, where especially softer cover layers such as aluminum are displaced to the side, since the high-strength steel liner does not begin to flow simultaneously and the material of these cover layers after introduction of the hole at least partially due to the elasticity flows back again and so clamps the punch.

In diesem Falle besteht, selbst wenn das entsprechende Gerät die nötige Rückzugskraft aufbringen kann, die Gefahr, dass der Stempel beim Rückziehen abreißt, da der Stanzstempel aus technischen Gründen aus einem hoch ausgehärteten Stahl hergestellt werden muss.In this case, even if the appropriate device can muster the necessary retraction force, the risk that the punch tears off when pulling back because of For technical reasons, punches must be made from a highly hardened steel.

Weiter nachteilig ist der Verschleiß des Stanzstempels. Beim Stanzen von hochfesten Blechen kann davon ausgegangen werden, dass das Werkzeug eine Stanzzeit von lediglich 20 - 30 Löchern hat und danach ausgetauscht werden muss.Another disadvantage is the wear of the punch. When punching high-strength sheets, it can be assumed that the tool has a punching time of only 20 - 30 holes and then has to be replaced.

Der gleiche Prozess beim Stanzen von Aluminiumlegierungen bildet an der Stempelschneidkante eine Aufbauschneide und Verschweißungen auf dem Stempelschaft, was die Lebensdauer der Werkzeuge noch weiter reduziert. Die recht hohen Kosten eines Stanzstempels führen zu entsprechend hohen Kosten für jedes gestanzte Loch.The same process of punching aluminum alloys forms a built-up edge and welds on the punch shaft at the die cutting edge, further reducing tool life. The rather high costs of a punch lead to correspondingly high costs for each punched hole.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zu reduzieren.The invention is based on the object, at least to reduce the disadvantages of the prior art.

Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, auf effiziente Weise Löcher in dickere, insbesondere mehrlagige, Bleche einzubringen.It is a particular object of the invention to efficiently introduce holes in thicker, in particular multi-layer, sheets.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Verfahren zum Stanzen von Löchern in ein vorzugsweise mehrlagiges Blech, durch eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche sowie durch eine Stanzkrone nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object of the invention is already achieved by a method for punching holes in a preferably multi-layered sheet metal, by a device for punching holes in sheets and by a punching crown according to one of the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der Unteransprüche zu entnehmen.Preferred embodiments and further developments of the invention can be found in the subject matter of the subclaims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stanzen von Löchern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stanzen von mehrlagigen Blechen, insbesondere mit einer Dicke von 3 mm, vorzugsweise mehr als 5 mm und besonders bevorzugt mehr als 7 mm.The invention relates to a method for punching holes. In particular, the invention relates to a method for punching multilayer sheets, in particular with a thickness of 3 mm, preferably more than 5 mm and more preferably more than 7 mm.

Gemäß der Erfindung wird ein Stanzstempel verwendet, der einen Hinterschnitt aufweist, wobei zumindest ein Teil des Stanzstempels nach dem Stanzen eines Loches auf der Seite einer Matrize entnommen wird oder heraus fällt und sodann ein hinterschnittener Teil des Stanzstempels durch das gestanzte Loch heraus gezogen wird.According to the invention, a punch is used which has an undercut, wherein at least a part of the punch is taken after punching a hole on the side of a die or falls out and then an undercut part of the punch is pulled out through the punched hole.

Der Stanzstempel ist also zumindest zweiteilig ausgebildet und umfasst einen vorderen Teil, welcher einen größeren Durchmesser hat als der dahinter liegende Teil. Hierdurch entsteht ein Hinterschnitt, so dass der Stanzstempel im Bereich dieses Hinterschnitts dünner ausgebildet ist als derjenige Teil als des Stanzstempels, welcher matrizenseitig heraus fällt oder entnommen wird.The punch is thus formed at least in two parts and includes a front part which has a larger diameter than the part lying behind. This creates an undercut, so that the punch is formed thinner in the region of this undercut than that part as the punch, which falls out of the die or is removed.

Da nunmehr der dickere Teil nicht mehr zurückgesetzt werden muss, wird die Gefahr eines Verklemmens des Stanzstempels erheblich reduziert.Since now the thicker part does not have to be reset, the risk of jamming the punch is significantly reduced.

Der vordere Teil umfasst insbesondere eine aufgesetzte Stanzkrone. Diese ist insbesondere als Ring mit einer vorzugsweise im Wesentlichen ebenen Stirnfläche ausgebildet, welche eine Kante aufweist, die als Schneidkante beim Stanzen dient.The front part comprises in particular an applied punching crown. This is in particular as a ring with a preferably substantially flat end face formed, which has an edge which serves as a cutting edge during punching.

Die ringförmig ausgebildete Stanzkrone hat insbesondere einen im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt.The ring-shaped punching crown in particular has a substantially rectangular, in particular square, cross section.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Stanzstempel nicht mehrteilig ausgebildet und umfasst lediglich einen Hinterschnitt unterhalb der Schneidkante. Durch den Hinterschnitt wird die Gefahr eines Verklemmens reduziert.In an alternative embodiment of the invention, the punch is not formed in several parts and only includes an undercut below the cutting edge. The undercut reduces the risk of jamming.

Vorzugsweise weist der Stanzstempel einen Stanzdorn auf, der einen Fortsatz mit einer Spitze aufweist. Auf diesen Fortsatz wird die Stanzkrone aufgesetzt und liegt mit ihrer Unterseite auf einer quer zu Stanzrichtung stehenden Fläche des Stanzdorns auf.Preferably, the punch has a punch mandrel having a projection with a tip. On this extension, the punching crown is placed and lies with its underside on a transverse to the punching direction surface of the punching mandrel.

Beim Stanzen dringt nunmehr zunächst die Spitze des Stanzdorns in das Blechstück ein und fängt an, das Material zu verdrängen. Durch die Spitze des Stanzdornes werden die Stanzkräfte erheblich reduziert, da die Fließeigenschaften des zu stanzenden Objektes hierdurch positiv beeinflusst werden.When punching penetrates now first the tip of the punch mandrel in the piece of sheet metal and begins to displace the material. Due to the tip of the punch mandrel, the punching forces are significantly reduced, as the flow properties of the object to be punched are thereby positively influenced.

Das eigentliche Ausstanzen erfolgt bei einer Ausführungsform der Erfindung mit der Stanzkrone, welche insbesondere als Einwegteil ausgebildet sein kann.The actual punching takes place in an embodiment of the invention with the punching crown, which may be formed in particular as a disposable part.

Die Stanzkrone besteht insbesondere aus gehärtetem Stahl, beispielsweise aus Schnellarbeitsstahl und kann mit einer Hartstoffschicht, beispielsweise mit einer Nitritschicht beschichtet sein.The punching crown consists in particular of hardened steel, for example made of high-speed steel and can with a Hard material layer, for example, be coated with a nitrite layer.

Ein derartiges kleines Bauteil ist preiswert herzustellen und selbst, wenn die Stanzkrone lediglich einmalig verwendet wird, lassen sich die Kosten pro Stanzvorgang durch die Erfindung erheblich reduzieren.Such a small component is inexpensive to produce and even if the punch crown is used only once, the cost per punching process can be significantly reduced by the invention.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche, welche einen Stanzstempel mit einem Stanzdorn sowie eine Matrize umfasst.The invention further relates to a device for punching holes in sheets, which comprises a punch with a punch and a die.

Gemäß der Erfindung umfasst der Stanzdorn eine abnehmbare Stanzkrone und/oder einen Hinterschnitt unterhalb der Schneidkante.According to the invention, the punch mandrel comprises a removable punching crown and / or an undercut below the cutting edge.

Diese ist insbesondere auf einen Fortsatz des Stanzdorns mit einer hervorragenden Spitze aufgesetzt.This is placed in particular on an extension of the punch mandrel with an excellent tip.

Vorzugsweise weist die Stanzkrone einen größeren Durchmesser auf als zumindest ein vorderer Teil des Stanzdorns. Insbesondere weist der vordere Teil des Stanzdorns maximal den 0,9-fachen, bevorzugt maximal den 0,95-fachen Durchmesser der anliegenden Stanzkrone auf.Preferably, the punching crown has a larger diameter than at least a front part of the punch mandrel. In particular, the front part of the punch mandrel has a maximum of 0.9 times, preferably a maximum of 0.95 times the diameter of the adjacent punching crown.

Bereits hierdurch weist der Stanzdorn einen Hinterschnitt auf.Already hereby the punch has an undercut.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Stanzdorn insbesondere zusätzlich unterhalb der Stanzkrone hinterschnitten. Hier wird die Gefahr des Verklemmens weiter reduziert. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich der Durchmesser des unter der Stanzkrone liegenden Teils des Stanzdorns auf weniger als das 0,95-fache, bevorzugt auf weniger als 0,9-fache des Durchmessers an der Stelle, die an die Stanzkrone angrenzt, reduziert.In a further embodiment of the invention, the punch mandrel is undercut in particular additionally below the punching crown. Here, the risk of jamming is further reduced. In particular, it is envisaged that the diameter of the part of the punching mandrel below the punching crown is reduced to less than 0.95 times, preferably to less than 0.9 times the diameter at the point adjacent to the punching crown.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere als Handgerät ausgebildet und kann beispielsweise für Reparaturarbeiten verwendet werden.The device according to the invention is designed in particular as a handheld device and can be used, for example, for repair work.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Stanzkrone, welche zur Verwendung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und/oder mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung verwendet werden kann.The invention further relates to a punching crown which can be used for use with the method described above and / or with the device described above.

Diese ist insbesondere ringförmig mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet und besteht aus gehärtetem Stahl.This is in particular formed annularly with a substantially rectangular cross-section and consists of hardened steel.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Die Erfindung soll im Folgenden, Bezug nehmend auf die Figuren Fig. 1 bis Fig. 7, anhand eines beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be described below with reference to the figures Fig. 1 to Fig. 7 , Be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht, anhand welcher das Prinzip des erfindungsgegenständlichen Verfahrens sowie der erfindungsgegenständlichen Vorrichtung näher erläutert werden soll. Fig. 1 shows a sectional view, based on which the principle of the inventive method and the device according to the invention is to be explained in more detail.

Zu sehen in dieser Schnittansicht ein mehrlagiges Blech 3, in welches in dieser Ansicht bereits ein Loch gestanzt wurde.To see in this sectional view of a multi-layer sheet 3, in which in this view, a hole has already been punched.

Hierzu umfasst das entsprechende Stanzwerkzeug einen Stanzstempel 1 sowie eine Matrize 2. Über den Stanzstempel 1 wird ein Loch in das Blech 3 gestanzt. Der Stanzbutzen 7 fällt über einer Öffnung 4 in der Matrize 2 heraus.For this purpose, the corresponding punching tool comprises a punch 1 and a die 2. About the punch 1 a hole in the sheet 3 is punched. The punched slug 7 drops out over an opening 4 in the die 2.

Erfindungswesentlich ist insbesondere die Ausgestaltung des Stanzdorns 8.Particularly important to the invention is the design of the punch mandrel 8.

Der Stanzdorn 8 ist mit einer Stanzkrone 5 versehen, welche auf einen Fortsatz 19 mit einer Spitze 6 aufgesetzt ist. Die Stanzkrone 5 ist ringförmig mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Die Spitze 6 des Stanzdorns 8 endet im Wesentlichen bündig mit der Oberseite der Stanzkrone 5.The punching mandrel 8 is provided with a punching crown 5, which is placed on an extension 19 with a tip 6. The punching crown 5 is formed annularly with a substantially rectangular cross-section. The tip 6 of the punching mandrel 8 ends substantially flush with the upper side of the punching crown 5.

Die Stanzkrone 5 kann insbesondere einen Außendurchmesser zwischen 3 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 6 und 10 mm aufweisen.The punching crown 5 may in particular have an outer diameter between 3 and 15 mm, preferably between 6 and 10 mm.

Vorzugsweise hat die Stanzkrone eine Höhe zwischen 0,5 und 2 mm sowie eine Breite zwischen 0,5 und 2 mm.Preferably, the punching crown has a height between 0.5 and 2 mm and a width between 0.5 and 2 mm.

Die Verwendung einer Stanzkrone 5 mit rechteckigem Querschnitt ermöglicht insbesondere, dass diese beliebig gedreht aufgesetzt werden kann. Weiter kann z.B. wenn die Stanzkrone 5 mehrfach verwendet wird, die hier dargestellte Unterseite oben liegen und so als Schneide zum Stanzen dienen.The use of a punching crown 5 with a rectangular cross-section allows in particular that this can be placed rotated arbitrarily. Further, for example, when the punch crown 5 is used several times, the underside shown here are up and serve as a cutting edge for punching.

Der Stanzdorn 8 ist hinterschnitten, indem die Stanzkrone 5 einen größeren Durchmesser als der Stanzdorn 8 im Bereich seiner Eindringtiefe aufweist und/oder indem der Stanzdorn 8 unterhalb der Stanzkrone 5 hinterschnitten ist.The punching mandrel 8 is undercut by the punching crown 5 has a larger diameter than the punching mandrel 8 in the region of its penetration depth and / or by the punching mandrel 8 is undercut below the punching crown 5.

Nach Beendigung des Stanzvorgangs fällt neben dem Stanzbutzen 7 auch die Stanzkrone 5 durch die Öffnung 4 heraus.After completion of the punching process next to the punched slug 7 and the punch crown 5 falls through the opening 4 out.

Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung der Fig. 1. Zu erkennen ist der vordere seitliche Bereich des Stanzdorns 8, auf welchen die Stanzkrone 5 aufgesetzt ist. Fig. 2 shows a detailed representation of the Fig. 1 , Evident is the front lateral region of the punch mandrel 8, on which the punch crown 5 is placed.

Zu erkennen ist, dass die Stanzkrone 5 seitlich über den restlichen Stanzdorn 8 hinaus steht.It can be seen that the punch crown 5 is laterally beyond the remaining punch mandrel 8 addition.

Weiter weist auch der Stanzdorn 8 unterhalb der Stanzkrone 5 einen Hinterschnitt 9 auf. In diesem Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Hinterschnitt in einem vorderen Bereich 9a nicht oder zumindest weniger als in einem mittleren Bereich 9b. In einem hinteren Bereich 9c verjüngt sich der Hinterschnitt nicht.Next, the punch mandrel 8 below the punch crown 5 has an undercut 9. In this embodiment, the undercut in a front region 9a does not taper or at least less than in a central region 9b. In a rear region 9c, the undercut does not taper.

Zu erkennen ist weiterhin, dass die Stanzkrone 5 in diesem Ausführungsbeispiel eine Eckfase 10 an der Ecke aufweist, an welcher sie auf dem restlichen Stanzstempel 8 aufliegt. Es versteht sich, dass vorzugsweise die äußere Ecke der Stanzkrone 5, welche als Schneidkante 20 dient, nicht mit einer Fase versehen ist.It can also be seen that the punching crown 5 in this embodiment has a corner chamfer 10 at the corner, on which it rests on the rest of the punch 8. It is understood that preferably the outer corner of the punching crown 5, which serves as a cutting edge 20, is not provided with a chamfer.

Aufgrund des größeren Durchmessers der Stanzkrone 5 sowie aufgrund des Hinterschnitts 9 kann der Stanzdorn 8, nach dem die Stanzkrone 5 matrizenseitig herausgefallen ist, leicht aus dem gestanzten Loch heraus gezogen werden, auch wenn sich dessen Durchmesser durch rückfließendes Material nach Beendigen des Stanzvorgangs wieder etwas verringert hat.Due to the larger diameter of the punching crown 5 and due to the undercut 9 of the punching mandrel 8, after the punching crown 5 has fallen out of the die, are easily pulled out of the punched hole out, even if its diameter is slightly reduced by refluxing material after completion of the punching process Has.

Weiter ermöglicht die Stanzkrone 5 auch eine besonders preiswerte Stanzung. Diese kann aus gehärtetem Stahl, insbesondere aus Schnellarbeitsstahl, hergestellt sein.Next, the punch crown 5 also allows a particularly inexpensive punching. This can be made of hardened steel, in particular high-speed steel.

Der restliche Stanzdorn 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem gesamten Stanzstempel (1 in Fig. 1) ausgebildet und besteht beispielsweise aus Kaltarbeitsstahl. Der Stanzstempel kann auch zumindest im Bereich des Dorns mit einer Schicht höherer Härte beschichtet sein, beispielsweise mit einer Nitritschicht.The remaining punch mandrel 8 is in this embodiment in one piece with the entire punch (1 in Fig. 1 ) and consists for example of cold work steel. The punch can also be coated at least in the region of the mandrel with a layer of higher hardness, for example with a nitrite layer.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Stanzstempels. Fig. 3 shows a perspective view of an embodiment of a punch.

Zu erkennen ist die über die Stanzkrone 5 ragende Spitze 6 sowie der darunter angeordnete Hinterschnitt 9 des Stanzdorns 8. Der Stanzdorn 8 verjüngt sich also zumindest im Bereich unterhalb des Hinterschnitts 9. Der Hinterschnitt 9 ist vorzugsweise mindestens 2 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm lang.The piercing mandrel 8 thus tapers at least in the area below the undercut 9. The undercut 9 is preferably at least 2 mm, particularly preferably at least 5 mm long ,

Unterhalb des Hinterschnitts 9 verdickt sich der Stanzdorn 8 wiederum, um stabiler ausgebildet zu sein und im Verlauf des Stanzprozesses eine Führung für denselben gewährleisten zu können. Hierbei sind die Führungsflächen durch eine polygonale Ausgestaltung der Stanzdorns unterhalb des Hinterschnitts auf ein Minimumreduziert, um auch hier nur kleine Berührungsflächen mit dem Stanzloch zu erreichen.Below the undercut 9, the punch mandrel 8 thickened again to be more stable and ensure a guide for the same during the stamping process to be able to. Here, the guide surfaces are reduced by a polygonal configuration of the punch mandrel below the undercut to a minimum, to achieve even here only small contact surfaces with the punched hole.

Zu erkennen ist ferner eine Werkzeugaufnahme 11, welche beliebig ausgestaltet sein kann.Evident is also a tool holder 11, which can be configured arbitrarily.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stanzwerkzeugs 12. Fig. 4 shows a perspective view of a punch 12th

Dieses weist einen Anschluss 13 für einen Druckerzeuger (nicht dargestellt). Der nicht dargestellte Druckerzeuger umfasst auch die Bedienelemente zum Einleiten des Stanzvorgangs.This has a connection 13 for a pressure generator (not shown). The pressure generator, not shown, also includes the controls for initiating the punching operation.

Weiter zu erkennen ist das Gehäuse 14 eines Hilfskolbens, welcher dem Rücksetzen des Stanzstempels 1 dient. Zu erkennen ist, dass das Werkzeug als Handwerkzeug ausgebildet sein kann und einen Bügel 15 aufweist, innerhalb dessen Matrize 2 und Stanzstempel 1 gehalten sind.Next to recognize the housing 14 of an auxiliary piston, which serves to reset the punch 1. It can be seen that the tool can be designed as a hand tool and has a bracket 15, are held within the die 2 and punches 1.

Fig. 5 zeigt eine Detaildarstellung des Bereichs B der Fig. 4. Fig. 5 shows a detailed representation of the area B of Fig. 4 ,

Zu erkennen ist die Matrize 2 sowie der Stanzstempel 1. Weiter zu erkennen ist ein Gegenhalter 16, welcher stirnseitig eine Abstützfläche 17 aufweist. Der Gegenhalter 16 dient gleichzeitig als Führungshülse für den Stanzstempel 1.Evident is the die 2 and the punch 1. Further to recognize is a counter-holder 16, which has a support surface 17 frontally. The counter-holder 16 also serves as a guide sleeve for the punch 1.

Fig. 6 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einzelner Bauteile des Werkzeugs. Fig. 6 shows a further perspective view of individual components of the tool.

Zu erkennen ist die Matrize 2 und der Gegenhalter 16, innerhalb welchem der Stanzstempel 1 geführt wird.Evident is the die 2 and the counter-holder 16, within which the punch 1 is guided.

Weiter zu erkennen ist die Werkzeugaufnahme 11 des Stanzstempels, über die der Stanzstempel 1 mittels einer Kupplung 18 mit einem Hydraulikkolben des Werkzeugs verbunden wird (nicht dargestellt).Further to recognize is the tool holder 11 of the punch through which the punch 1 is connected by a coupling 18 with a hydraulic piston of the tool (not shown).

Zu erkennen ist ferner die ringförmig ausgebildete Stanzkrone 5, welche auf einen Fortsatz 19 des restlichen Stanzstempels 8 aufgesetzt wird. Die Stanzkrone 5 hat gegenüber dem Fortsatz 19 so viel Spiel, dass sie leicht aufgesetzt werden kann, nach dem Stanzen bei Rückziehen des Stanzstempels leicht abgestreift wird und sodann matrizenseitig herausfällt.Evident is also the annular punching crown 5, which is placed on an extension 19 of the remaining punch 8. The punch crown 5 has compared to the extension 19 so much game that they can be easily placed, is easily stripped after punching when retracting the punch and then falls out of the die side.

Hier zu sehen ist eine ringförmige Abstützfläche 21 des Stanzdorns 8, auf welcher die Stanzkrone 5 aufgelegt wird. Die Abstützfläche 21 steht quer, insbesondere senkrecht, zur Stanzrichtung.Here is an annular support surface 21 of the punching mandrel 8, on which the punching crown 5 is placed. The support surface 21 is transversely, in particular perpendicular, to the punching direction.

Fig. 7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Stanzstempels 1, welcher nicht mehrteilig ausgebildet ist, also keine abnehmbare Stanzkrone aufweist. Die Schneidkante 20 ist Teil des einteiligen Stanzdorns 8. Unterhalb der Schneidkante 20 ist ein Hinterschnitt 9 angeordnet, durch welchen die Neigung zum Verklemmen nach Abschluss des Stanzvorgangs reduziert wird. Mittig ragt eine Spitze hervor. Unterhalb des Hinterschnitts 9 hat der Stanzstempel einen polygonalen Querschnitt. Fig. 7 shows an alternative embodiment of a punch 1, which is not formed in several parts, so has no removable punching crown. The cutting edge 20 is part of the one-piece punch mandrel 8. Below the cutting edge 20, an undercut 9 is arranged, through which the tendency to jamming after completion of the punching operation is reduced. Centered a bit out. Below the undercut 9, the punch has a polygonal cross-section.

Mithin hat der Stanzstempel im Wesentlichen dieselbe Geometrie wie die in den vorangehenden Zeichnungen dargestellte mehrteilige Ausführungsform.Thus, the punch has substantially the same geometry as the multi-part embodiment shown in the preceding drawings.

Durch die Erfindung wurde es erstmals ermöglicht, Löcher in dicke, mehrlagige Bleche zu stanzen, ohne dass sich der Stanzstempel verklemmt. Weiter können durch die Erfindung auf überraschend einfache Weise die Kosten eines Stanzvorgangs reduziert werden.The invention has made it possible for the first time to punch holes in thick, multi-layered sheets without jamming the punch. Furthermore, the cost of a punching operation can be reduced in a surprisingly simple manner by the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  1. 1 Stanzstempel1 punch
  2. 2 Matrize2 matrix
  3. 3 Blech3 sheet metal
  4. 4 Öffnung4 opening
  5. 5 Stanzkrone5 punching crown
  6. 6 Spitze6 tip
  7. 7 Stanzbutzen7 punches
  8. 8 Stanzdorn8 punching punch
  9. 9 Hinterschnitt9 undercut
  10. 10 Fase10 chamfer
  11. 11 Werkzeugaufnahme11 tool holder
  12. 12 Stanzwerkzeug12 punching tool
  13. 13 Anschluss Druckerzeuger13 Connection of pressure generator
  14. 14 Gehäuse Hilfskolben14 housing auxiliary piston
  15. 15 Bügel15 stirrups
  16. 16 Gegenhalter16 counterholds
  17. 17 Abstützfläche17 support surface
  18. 18 Kupplung18 clutch
  19. 19 Fortsatz19 extension
  20. 20 Schneidkante20 cutting edge
  21. 21 Abstützfläche21 support surface

Claims (11)

Verfahren zum Stanzen von Löchern in ein vorzugsweise mehrlagiges Blech (3), wobei Stanzstempel (1) verwendet ist, der einen Hinterschnitt (9) aufweist und wobei zumindest ein Teil des Stanzstempels nach dem Stanzen eines Lochs auf der Seite einer Matrize (2) entnommen wird oder herausfällt und sodann nur ein hinterschnittener Teil des Stanzstempels (1) durch das gestanzte Loch herausgezogen wird.A method for punching holes in a preferably multi-layered sheet (3), wherein punch (1) is used, which has an undercut (9) and wherein at least a portion of the punch after punching a hole on the side of a die (2) or falls out and then only an undercut part of the punch (1) is pulled out through the punched hole. Verfahren zum Stanzen von Löchern in ein Blech (3) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stanzstempel (1) verwendet wird, der einen Stanzdorn (8) mit einer aufgesetzten Stanzkrone (5) aufweist, wobei die Stanzkrone (5) einen größeren Durchmesser als der Stanzdorn (8) zumindest im Bereich seiner Eindringtiefe ins das Blech aufweist (3) aufweist und wobei die Stanzkrone (5) auf der Seite der Matrize herausfällt.A method of punching holes in a sheet (3) according to the preceding claim, characterized in that a punch (1) is used, which has a punching mandrel (8) with an attached punching crown (5), wherein the punching crown (5) a has larger diameter than the punching mandrel (8) at least in the region of its penetration into the sheet metal (3) and wherein the punching crown (5) falls out on the side of the die. Verfahren zum Stanzen von Löchern in ein Blech (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blech mit zumindest einer Aluminiumlage gestanzt wird.A method of punching holes in a sheet (3) according to any one of the preceding claims, characterized in that a sheet is punched with at least one aluminum layer. Verfahren zum Stanzen von Löchern in ein Blech (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Loch in ein mehrlagiges Blech (3) mit einer Dicke von mehr als 3 mm, vorzugsweise mehr als 5 mm und besonders bevorzugt mehr als 7 mm gestanzt wird.A method of punching holes in a sheet (3) according to any one of the preceding claims, characterized in that a hole in a multi-layer sheet (3) with a thickness of more than 3 mm, preferably more than 5 mm and more preferably more than 7 mm is punched. Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche, umfassend einen Stanzstempel (1) mit einem Stanzdorn (8) sowie eine Matrize, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzdorn (8) eine abnehmbare Stanzkrone (5) aufweist.Device for punching holes in sheets, comprising a punch (1) with a punching mandrel (8) and a die, characterized in that the punching mandrel (8) has a removable punching crown (5). Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzdorn (8) eine Spitze (6) aufweist, welche über die Stanzkrone (5) ragt.Device for punching holes in sheets according to the preceding claim, characterized in that the punching mandrel (8) has a point (6) which projects beyond the punching crown (5). Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzkrone (5) einen größeren Durchmesser als zumindest ein vorderer Teil des Stanzdorn (8) aufweist.Device for punching holes in sheets according to one of the preceding claims, characterized in that the punching crown (5) has a larger diameter than at least one front part of the punching mandrel (8). Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzdorn (8) einen Hinterschnitt (9) aufweist.Device for punching holes in sheets according to one of the preceding claims, characterized in that the punching mandrel (8) has an undercut (9). Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzkrone (5) ringförmig und mit ebener Stirnfläche ausgebildet ist.Device for punching holes in sheets according to one of the preceding claims, characterized in that the punching crown (5) is annular and has a flat end face. Vorrichtung zum Stanzen von Löchern in Bleche, insbesondere mit einem oder mehreren Merkmalen gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend einen Stanzstempel (1) mit einem Stanzdorn (8) sowie eine Matrize, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzdorn (8) unterhalb einer Schneidkante einen Hinterschnitt (9) aufweist.Apparatus for punching holes in sheets, in particular with one or more features according to one of the preceding claims, comprising a punch (1) with a punch mandrel (8) and a die, characterized in that the punch mandrel (8) below a cutting edge has an undercut (9). Stanzkrone zur Verwendung für eine Vorrichtung nach einem Ansprüche 5 bis 9 und/oder ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Stamping crown for use in a device according to one of Claims 5 to 9 and / or a method according to one of Claims 1 to 4.
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