EP3112042B1 - Stanzwerkzeug und stanzverfahren - Google Patents

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EP3112042B1
EP3112042B1 EP15174529.6A EP15174529A EP3112042B1 EP 3112042 B1 EP3112042 B1 EP 3112042B1 EP 15174529 A EP15174529 A EP 15174529A EP 3112042 B1 EP3112042 B1 EP 3112042B1
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EP
European Patent Office
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punching
cutting edge
cut
tool
tool part
Prior art date
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Active
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EP15174529.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3112042A1 (de
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Martin Walz
Yakup Coskun
Markus Hees
Thomas Burzig
Martin Steiner
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.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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Publication date
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Priority to CN201610563033.6A priority patent/CN106311865B/zh
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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
    • B21D28/26—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
    • 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
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/14—Dies
    • 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
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/06—Making more than one part out of the same blank; Scrapless working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/14—Punching tools; Punching dies

Definitions

  • the invention relates to a punching tool, in particular a punching tool, which is used in a universal punching machine in which punching waste, also called punched slugs, are disposed of by a tool lower part.
  • the cutting edges are extended on punching tools, so that in a single punching stroke a greater length of the workpiece can be processed.
  • the size of the separated material If it allows the size of the separated material, it is usually discharged through an opening in a lower tool part.
  • the size of this opening is limited by the size of the lower tool holder in connection with the structure of the lower tool part, so that it can not be increased arbitrarily. Therefore, it becomes more difficult to remove the separated material the longer it gets. There is then u.a. the risk that the separated material in the opening canted or jammed if its length is greater than the diameter of the opening.
  • the invention is therefore based on the object to provide a punching tool and a method that eliminate the above disadvantage and allow an economical, reliable punching processing.
  • At least one cutting edge of the punch has a discontinuity adapted to separate the separated material into a plurality of parts in the same punch stroke in which a material is separated from the workpiece, such that a length dimension of the respective one separated pieces of material shorter.
  • the length of the cutting edge can be increased and thus the efficiency of the stamping process can be increased, without resulting in the problems of jamming or jamming of too long separated material parts in its removal.
  • Fig. 1a is a partially sectioned side view of a tool upper part 1 and a lower tool part 2 of a punching tool shown.
  • the upper tool part 1 and the lower tool part 2 are shown in a state mounted in the punching machine and have an axis 3.
  • the upper tool part 1 and the lower tool part 2 are movable relative to each other along the axis 3.
  • the lower tool part 2 is received in a tool holder, not shown, and the punching machine has a discharge opening 10, can be disposed of by the separated material.
  • Fig. 1b shows the upper tool part 1 and the lower tool part 2 Fig. 1a after a completed punching stroke. Due to the disassembled state of the upper tool part 1 and the lower tool part 2 is an upper in this illustration To see cutting edge 6 of the upper tool part 1 and a lower cutting edge 7 of the lower tool part 2.
  • the upper cutting edge 6 defines an upper cutting surface 4 and the lower cutting edge 7 defines a lower cutting surface 5.
  • the cutting edges 6, 7 are complementary to each other and have a required cutting gap.
  • the cutting surfaces 4, 5 are respectively at end faces of the tool upper part 1 and of the tool lower part 2 in the direction of the axis 3, i. in the punching direction, provided.
  • the upper cutting surface 4 of the tool upper part 1 and the upper cutting edge 6 are divided along the cutting edge 6 into three sections 4a, 4b, 4c. As will be shown later, the upper cutting edge 6 may alternatively be divided into a different number of sections. However, at least two sections must be provided. Between the sections 4a, 4b, 4c, a transition point 8 is provided in each case.
  • the transition point 8 has a discontinuity in the direction of the axis 3 along the upper cutting edge 6. Unsteadiness is an abrupt change in the upper cutting surface. Discontinuities are, as shown later, for example, a step (a jump), a kink or a peak.
  • the lower cutting surface 5 of the tool lower part 2 can have transition points 8.
  • the tool lower part 2 is provided with a sprung scraper or the punching machine with an active lower tool holder, which allows an axial movement of the tool lower part 2.
  • the transition point 8 two of the sections 4a, 4b, 4c are separated.
  • the upper cutting edge 6 and the lower Cutting edge 7 have in the sections 4a, 4b, 4c in the direction of the axis 3 in a respective predetermined position of the upper tool part 1 and the lower tool part 2 a distance A from each other.
  • the distance A is in the in Fig. 1a and 1b shown embodiment within one of the sections 4a, 4b, 4c constant and increases along the cut edges 6, 7 alternately in stages or drops gradually.
  • a punching stroke of the tool upper part 1 is carried out in a punching position.
  • first an inner region of a contour to be punched is stretched beyond its elastic limit or yield point by the section 4b with the smallest axial distance A between the upper cutting edge 6 and the lower cutting edge 7 until the material breaks and a segment 9a of a material to be separated through the discharge opening 10 falls down ( Fig. 1 ).
  • the separated material of the workpiece 9 By dividing the separated material of the workpiece 9 into three parts, the separated material, the entire length dimension of which would be greater than a diameter of the failure opening 10, can be disposed of safely through the failure opening 10 without jamming or jamming.
  • the division of the punching slugs on several levels during a punching stroke basically results from the speed of the punching stroke Punching strokes and the resistance of the material or material to be punched.
  • a resulting punching slug is partially deformed before being diced, thereby forming an enveloping circle (meaning the projected length of the punching slug, when taking the bent punching slug projected onto an underlying level) of the Butzens to be disposed is smaller than the failure opening 10 of the punching machine.
  • transitions 8 have an exact discontinuity, but slight deviations from an ideal jump, an ideal tip or an ideal kink is possible, as long as the resistance of the material to be punched or material in conjunction with the speed of Punching strokes allows a division.
  • Fig. 2 is a partially sectioned side view of the upper tool part 1 shown in another embodiment and the lower tool part 2 after the completed punching stroke.
  • the upper tool part 1 has in this embodiment, a transition point 8, which is formed as a tip.
  • the lower tool part 2 remains unchanged from the previous embodiment.
  • FIG Fig. 1a, 1b one segment punched out in advance.
  • the material is first stretched by the tip against its residual stress beyond its elastic limit or yield point until it is deformed or cut, and then the material to be separated is moved through the cutting edge 6 in the sections as the tool head 1 advances in the same punching stroke 4a, 4b separated from the workpiece 9, it also is divided into the two segments 9a, 9b.
  • the separated material whose entire length dimension is greater than a diameter of the failure opening 10, disposed of by dividing into the two segments 9a and 9b safely through the outlet opening 10 without jamming or tilting.
  • the cutting edges 6 of the sections 4a, 4b adjoining the tip-formed transition point 8 have a spacing A from the second cutting edge 7 in the punching direction which is not constant within the sections 4a, 4b.
  • the distance A increases in a non-linear manner and the cutting edges 6 in the sections 4a, 4b have a concave shape in this embodiment. Due to the non-linear change (concave shape), the segments 9a, 9b are additionally deformed so that a length dimension, ie a projected length, of the separated material is further shortened.
  • a saving of transition points 8 or a further enlargement of the cutting edges 4, 5 is possible, without increasing the risk of jamming or jamming in an opening of the tool lower part 2 or the outlet opening 10.
  • Transition points 8 and arrangements of sections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e are shown in various embodiments.
  • the lower cutting edge 7 of the lower tool part 2 is not shown here. With axial distance, the axial distance to this lower cutting edge 7 is meant.
  • Fig. 3a to 3c each show a tool upper part 1, the upper cutting surface 4 and upper cutting edge 6 by steps (jumps) as transition points 8 in the three sections 4a, 4b, 4c and the five sections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e is divided.
  • the distance A in the punching direction of the upper cutting edge 6 in the sections 4a, 4b, 4c (4d, 4e) rises in the Fig. 3a and 3b in a direction along the upper cutting edge 6 in each case from the center in stages.
  • the distances may also increase gradually starting from one end of the cutting edge 6.
  • the distance in the punching direction of the upper cutting edge 6 of the tool upper part 1 in the sections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e along the cutting edge 6 is gradually increasing and decreasing.
  • the distance A of the cutting edge 6 from one of the sections 4a, 4b, 4c, 4d, 4e in this embodiment is identical to the distance A of the cutting edge 6 of the next but one section 4a, 4b, 4c, 4d, 4e.
  • the distance A of the cutting edge 6 of the next but one section 4a, 4b, 4c, 4d, 4e is not identical.
  • Fig. 4a and 4b the upper cutting surface 4 and the upper cutting edge 6 of the tool upper part 1, the portions 4a, 4b, 4c ( Fig. 4a ) or the sections 4a, 4c ( Fig. 4b ), in which the distance A of the upper cutting edge 6 to the lower cutting edge 7 is not constant.
  • a sawtooth shape along the cutting edges is formed by the shape of the sections.
  • the distance A in the punching direction between the upper cutting edge 6 of the tool upper part 1 and the lower cutting edge 7 within the sections 4a, 4b, 4c, 4d is not constant.
  • the transition points 8 are formed here as discontinuities by kinks.
  • Fig. 6a to 6c is, as well as in Fig. 2 , the transition point 8 as a discontinuity of the cutting surface 4 of the upper tool part 1 in formed the shape of the tip.
  • the distance A in the punching direction between the upper cutting edge 6 and the lower cutting edge 7 is not constant within the individual portions 4a, 4b adjacent to the tip.
  • transition points 8 in the form of a discontinuity mainly at a transition point 8, which is designed as a stage, a different edge indentation may be present, so that in the punching process no clean edge can be produced.
  • a punching tool is shown which, in addition to the upper cutting edge 6 and the lower cutting edge not shown here, has a further upper cutting edge 11 on the upper die 1 and a further lower cutting edge (not shown) on the lower tool part 2, each with a continuous course.
  • the further upper cutting edge 11 and the further lower cutting edge are set back in the axial direction with respect to the upper cutting edge 6 and the lower cutting edge 7, respectively and, like in Fig. 7b shown, laterally adjacent to the upper and lower cutting edge 6, 7 outside the upper cutting surface 4 on the upper die 1, and also arranged laterally outside the lower cutting surface 5 on the lower tool part 2.
  • the lateral offset between the upper cutting edge 6 and further upper cutting edge 11 or between the lower cutting edge 7 and the further lower cutting edge is a few tenths of a millimeter.
  • the lateral offset may alternatively have a different dimension, provided that the function of separating or deforming the separated material and a uniform cut are made possible.
  • a part of the material to be separated by the upper cutting edge 6 and lower cutting edge 7 separated, and divided and possibly deformed, but a different edge indentation can occur.
  • a continuation of the same punching stroke breaks in a second section through the further upper continuous cutting edge 11 and the further lower continuous cutting edge another part of the material to be separated, namely remaining material residues between a pre-punching contour and a finished punching contour, and a punching edge is formed with a continuous edge feed.
  • the material separated from the workpiece 9 is divided into the segments 9a, 9b, 9c. Since a width of the remaining material remnants is only very small, they are also divided, and the segments 9a, 9b, 9c with the respective material residues can be disposed of through the discharge opening 10 without the risk of jamming or tilting.

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  • Punching Or Piercing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug, insbesondere ein Stanzwerkzeug, das in einer Universalstanzmaschine verwendet wird, in der Stanzabfälle, auch Stanzbutzen genannt, durch ein Werkzeugunterteil entsorgt werden.
  • Um die Wirtschaftlichkeit des Stanzprozesses zu verbessern, werden die Schneidkanten an Stanzwerkzeugen verlängert, so dass in einem einzelnen Stanzhub eine größere Länge des Werkstücks bearbeitet werden kann. Durch die Verlängerung der Schneidkanten in Stanzwerkzeugen für Universalstanzmaschinen verlängert sich aber auch das von einem plattenförmigen Werkstück abgetrennte Material.
  • Sofern es die Größe des abgetrennten Materials zulässt, wird es üblicherweise durch eine Öffnung in einem Werkzeugunterteil abgeführt. Die Größe dieser Öffnung ist jedoch durch die Größe der unteren Werkzeugaufnahme in Verbindung mit dem Aufbau des Werkzeugunterteils beschränkt, so dass sie nicht beliebig erhöht werden kann. Daher wird es schwieriger, das abgetrennte Material abzuführen, je länger es wird. Es besteht dann u.a. die Gefahr, dass sich das abgetrennte Material in der Öffnung verkantet oder verklemmt, wenn seine Länge größer als der Durchmesser der Öffnung ist.
  • Dokument EP 2 662 160 A1 offenbart ein Stanzwerkzeug zum Nibbeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stanzwerkzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die den obigen Nachteil ausräumen und die eine wirtschaftliche, prozesssichere Stanzbearbeitung ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist zumindest eine Schneidkante des Stanzwerkzeugs eine Unstetigkeit auf, die dazu angepasst ist, dass in demselben Stanzhub, in dem ein Material von dem Werkstück abgetrennt wird, das abgetrennte Material in mehrere Einzelteile abgetrennt wird, so dass eine Längenabmessung der jeweiligen abgetrennten Materialteile kürzer ausfällt. Dadurch kann die Länge der Schneidkante vergrößert werden und somit die Wirtschaftlichkeit des Stanzprozesses erhöht werden, ohne dass sich die Probleme durch Verkanten oder Verklemmen von zu langen abgetrennten Materialteilen bei dessen Abführen ergeben.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
  • Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 2 und 6 dargestellt. Die übrigen Figuren stellen nicht erfindungsgemäße Ausgestaltungen dar.
  • Insbesondere zeigen
    • Fig. 1a
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Werkzeugoberteils und eines Werkzeugunterteils während eines Stanzhubs, bei dem ein Abschnitt von Schneidkanten einen Teil eines abzutrennenden Materials abteilt;
    Fig. 1b
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils von Fig. 1a nach einem vollendeten Stanzhub mit dem zerteilten abgetrennten Material;
    Fig. 2
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils nach einem vollendeten Stanzhub mit zerteiltem und verformtem abgetrennten Material;
    Fig. 3a bis Fig. 3c
    schematische Seitenansichten des Werkzeugoberteils mit stufenförmigen Übergängen und mit Abschnitten der Schneidkanten mit jeweils in einer Stanzrichtung konstantem Abstand zu einer Schneidkante des nicht gezeigten Werkzeugunterteils;
    Fig. 4a und Fig. 4b
    schematische Seitenansichten des Werkzeugoberteils mit stufenförmigen Übergängen und mit Abschnitten mit jeweils in der Stanzrichtung nicht konstantem Abstand zu der Schneidkante des nicht gezeigten Werkzeugunterteils;
    Fig. 5a und Fig. 5b
    schematische Seitenansichten des Werkzeugoberteils mit Knicken als Übergänge und mit Abschnitten mit jeweils in der Stanzrichtung nicht konstantem Abstand zu der Schneidkante des nicht gezeigten Werkzeugunterteils;
    Fig. 6a
    eine schematische Seitenansicht des Werkzeugoberteils mit einer Spitze als Übergang und mit Abschnitten mit in der Stanzrichtung jeweils nicht konstantem Abstand zu der Schneidkante des nicht gezeigten Werkzeugunterteils;
    Fig. 6b
    eine schematische Seitenansicht des Werkzeugoberteils mit einer Spitze als Übergangsstelle und mit Abschnitten mit einer konkaven Form;
    Fig. 6c
    eine schematische Seitenansicht des Werkzeugoberteils mit einer Spitze als Übergangsstelle und mit Abschnitten mit einer konvexen Form;
    Fig. 7a
    eine schematische Seitenansicht des Werkzeugoberteils mit Abschnitten mit stufenförmigen Übergangsstellen und mit jeweils konstantem Abstand in der Stanzrichtung zu der Schneidkante des nicht gezeigten Werkzeugunterteils und mit zusätzlichen weiteren Schneidkanten;
    Fig. 7b
    eine schematische Vorderansicht des Werkzeugoberteils von Fig. 7a.
  • In Fig. 1a ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Werkzeugoberteils 1 und eines Werkzeugunterteils 2 eines Stanzwerkzeugs gezeigt. Das Werkzeugoberteil 1 und das Werkzeugunterteil 2 sind in einem in der Stanzmaschine montierten Zustand gezeigt und weisen eine Achse 3 auf. Das Werkzeugoberteil 1 und das Werkzeugunterteil 2 sind entlang der Achse 3 relativ zueinander bewegbar.
  • Das Werkzeugunterteil 2 ist in einer nicht gezeigten Werkzeugaufnahme aufgenommen und die Stanzmaschine weist eine Ausfallöffnung 10 auf, durch die abgetrenntes Material entsorgt werden kann.
  • Fig. 1b zeigt das Werkzeugoberteil 1 und das Werkzeugunterteil 2 aus Fig. 1a nach einem vollendeten Stanzhub. Auf Grund des auseinandergefahrenen Zustands des Werkzeugoberteils 1 und des Werkzeugunterteils 2 ist in dieser Darstellung eine obere Schneidkante 6 des Werkzeugoberteils 1 sowie eine untere Schneidkante 7 des Werkzeugunterteils 2 zu sehen.
  • Die obere Schneidkante 6 begrenzt eine obere Schneidfläche 4 und die untere Schneidkante 7 begrenzt eine untere Schneidfläche 5. Die Schneidkanten 6, 7 sind zueinander komplementär und weisen einen erforderlichen Schneidspalt auf.
  • Die Schneidflächen 4, 5 sind jeweils an Stirnseiten von dem Werkzeugoberteil 1 und von dem Werkzeugunterteil 2 in Richtung der Achse 3, d.h. in der Stanzrichtung, vorgesehen. Die obere Schneidfläche 4 des Werkzeugoberteils 1 und die obere Schneidkante 6 sind entlang der Schneidkante 6 in drei Abschnitte 4a, 4b, 4c unterteilt. Wie später gezeigt ist, kann die obere Schneidkante 6 alternativ auch in eine andere Anzahl von Abschnitten unterteilt sein. Es müssen jedoch mindestens zwei Abschnitte vorgesehen sein. Zwischen den Abschnitten 4a, 4b, 4c ist jeweils eine Übergangsstelle 8 vorgesehen. Die Übergangsstelle 8 weist eine Unstetigkeit in Richtung der Achse 3 entlang der oberen Schneidkante 6 auf. Unter Unstetigkeit ist eine abrupte Änderung der oberen Schneidfläche zu verstehen. Unstetigkeiten sind, wie später gezeigt, beispielsweise eine Stufe (ein Sprung), ein Knick oder eine Spitze.
  • Alternativ kann auch die untere Schneidfläche 5 des Werkzeugunterteils 2 Übergangsstellen 8 aufweisen. Hierbei ist es dann erforderlich, dass das Werkzeugunterteil 2 mit einem gefederten Abstreifer oder die Stanzmaschine mit einer aktiven unteren Werkzeugaufnahme versehen ist, die eine axiale Bewegung des Werkzeugunterteils 2 ermöglicht.
  • Durch die Übergangsstelle 8 werden jeweils zwei der Abschnitte 4a, 4b, 4c getrennt. Die obere Schneidkante 6 und die untere Schneidkante 7 weisen in den Abschnitten 4a, 4b, 4c in Richtung der Achse 3 in einer jeweils vorbestimmten Position des Werkzeugoberteils 1 und des Werkzeugunterteils 2 einen Abstand A voneinander auf. Der Abstand A ist in der in Fig. 1a und 1b gezeigten Ausführungsform innerhalb eines der Abschnitte 4a, 4b, 4c konstant und steigt entlang der Schnittkanten 6, 7 abwechselnd stufenweise an bzw. fällt stufenweise ab.
  • Im Betrieb wird nach einem Positionieren eines plattenförmigen Werkstücks 9, beispielsweise einer Blechplatte, in einer Stanzposition ein Stanzhub des Werkzeugoberteils 1 durchgeführt. Dabei wird während des Stanzhubs zunächst durch den Abschnitt 4b mit dem geringsten axialen Abstand A zwischen der oberen Schneidkante 6 und der unteren Schneidkante 7 ein Innenbereich einer auszustanzenden Kontur gegen seine Eigenspannung über seine Elastizitätsgrenze oder Streckgrenze hinaus gedehnt, bis das Material reißt und ein Segment 9a eines abzutrennenden Materials durch die Ausfallöffnung 10 nach unten fällt (Fig. 1).
  • Bei einem weiteren Bewegen des Werkzeugoberteils 1 während des Stanzhubs werden weitere Segmente 9b, 9c des restlichen abzutrennenden Materials durch denselben Mechanismus abgetrennt und fallen durch die Ausfallöffnung 10 nach unten (Fig. 2).
  • Durch das Zerteilen des abgetrennten Materials des Werkstücks 9 in drei Teile kann das abgetrennte Material, dessen gesamte Längenabmessung größer als ein Durchmesser der Ausfallöffnung 10 wäre, sicher durch die Ausfallöffnung 10 entsorgt werden, ohne zu verklemmen oder zu verkanten.
  • Das Zerteilen der Stanzbutzen auf mehreren Ebenen während eines Stanzhubs resultiert grundsätzlich aus der Geschwindigkeit des Stanzhubs und dem Widerstandsvermögen des zu stanzenden Materials bzw. Werkstoffs. In dem Fall, in dem das Widerstandsvermögen des zu stanzenden Materials bzw. Werkstoffs relativ gering ist, wird ein entstehender Stanzbutzen teilweise verformt bzw. gebogen, bevor er zerteilt wird, wodurch ein Hüllkreis (damit ist die projizierte Länge des Stanzbutzens gemeint, wenn man den gebogenen Stanzbutzen auf eine darunterliegende Ebene projiziert) des zu entsorgenden Butzens kleiner als die Ausfallöffnung 10 der Stanzmaschine ist. Es ist aber nicht zwingend erforderlich, dass die Übergänge 8 eine exakte Unstetigkeit aufweisen, sondern geringfügige Abweichungen von einem idealen Sprung, einer idealen Spitze oder einem idealen Knick ist möglich, solange das Widerstandsvermögen des zu stanzenden Materials bzw. Werkstoffs in Verbindung mit der Geschwindigkeit des Stanzhubs ein Zerteilen ermöglicht.
  • In Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Werkzeugoberteils 1 in einer anderen Ausführungsform und des Werkzeugunterteils 2 nach dem vollendeten Stanzhub gezeigt.
  • Das Werkzeugoberteil 1 weist in dieser Ausführungsform eine Übergangsstelle 8 auf, die als Spitze ausgebildet ist. Das Werkzeugunterteil 2 bleibt gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform unverändert.
  • Im Betrieb wird in dieser Ausführungsform nicht, wie in Fig. 1a, 1b, ein Segment vorab ausgestanzt. Hier wird während des Stanzhubs das Material durch die Spitze zunächst gegen seine Eigenspannung über seine Elastizitätsgrenze oder Streckgrenze hinaus gedehnt bis es verformt oder zerteilt ist, und dann wird das abzutrennende Material bei einem Weiterbewegen des Werkzeugoberteils 1 in demselben Stanzhub durch die Schneidkante 6 in den Abschnitten 4a, 4b von dem Werkstück 9 abgetrennt, wobei es auch in die zwei Segmente 9a, 9b zerteilt wird. Auch hier wird das abgetrennte Material, dessen gesamte Längenabmessung größer als ein Durchmesser der Ausfallöffnung 10 ist, durch das Zerteilen in die zwei Segmente 9a und 9b sicher durch die Ausfallöffnung 10 entsorgt, ohne zu verklemmen oder zu verkanten.
  • Die Schneidkanten 6 der an die als Spitze ausgeführten Übergangsstelle 8 angrenzenden Abschnitte 4a, 4b haben in der Stanzrichtung einen Abstand A zu der zweiten Schneidkante 7, der innerhalb der Abschnitte 4a, 4b nicht konstant ist. Der Abstand A vergrößert sich in einer nicht linearen Weise und die Schneidkanten 6 in den Abschnitten 4a, 4b weisen in dieser Ausführungsform eine konkave Form auf. Durch die nicht lineare Veränderung (konkave Form) werden die Segmente 9a, 9b zusätzlich verformt, so dass eine Längenabmessung, also eine projizierte Länge, des abgetrennten Materials weiter verkürzt wird. Dadurch ist ein Einsparen von Übergangsstellen 8 oder eine weitere Vergrößerung der Schneidkanten 4, 5 möglich, ohne die Gefahr des Verklemmens oder Verkantens in einer Öffnung des Werkzeugunterteils 2 oder der Ausfallöffnung 10 zu vergrößern.
  • In den Figuren 3 bis 6 sind Übergangsstellen 8 und Anordnungen von Abschnitten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt. Die untere Schneidkante 7 des Werkzeugunterteils 2 ist hier nicht dargestellt. Mit axialem Abstand ist der axiale Abstand zu dieser unteren Schneidkante 7 gemeint.
  • Fig. 3a bis 3c zeigen jeweils ein Werkzeugoberteil 1, dessen obere Schneidfläche 4 und obere Schneidkante 6 durch Stufen (Sprünge) als Übergangsstellen 8 in die drei Abschnitte 4a, 4b, 4c bzw. die fünf Abschnitte 4a, 4b, 4c, 4d, 4e unterteilt ist.
  • Der Abstand A in der Stanzrichtung der oberen Schneidkante 6 in den Abschnitten 4a, 4b, 4c (, 4d, 4e) steigt in den Fig. 3a und 3b in einer Richtung entlang der oberen Schneidkante 6 jeweils von der Mitte aus stufenweise an. Alternativ können die Abstände auch ausgehend von einem Ende der Schneidkante 6 stufenweise ansteigen.
  • In Fig. 3c ist der Abstand in der Stanzrichtung der oberen Schneidkante 6 des Werkzeugoberteils 1 in den Abschnitten 4a, 4b, 4c, 4d, 4e entlang der Schneidkante 6 stufenweise ansteigend und abfallend. Der Abstand A der Schneidkante 6 von einem der Abschnitte 4a, 4b, 4c, 4d, 4e ist in dieser Ausführungsform identisch mit dem Abstand A der Schneidkante 6 des übernächsten Abschnitts 4a, 4b, 4c, 4d, 4e. In einer alternativen Ausführungsform ist der Abstand A der Schneidkante 6 des übernächsten Abschnitts 4a, 4b, 4c, 4d, 4e nicht identisch.
  • In Fig. 4a und 4b weisen die obere Schneidfläche 4 und die obere Schneidkante 6 des Werkzeugoberteils 1 die Abschnitte 4a, 4b, 4c (Fig. 4a) bzw. die Abschnitte 4a, 4c (Fig. 4b) auf, bei denen der Abstand A der oberen Schneidkante 6 zu der unteren Schneidkante 7 nicht konstant ist. Hierbei wird durch die Form der Abschnitte eine Sägezahnform entlang der Schneidkanten gebildet.
  • Auch in Fig. 5a und 5b ist der Abstand A in der Stanzrichtung zwischen der oberen Schneidkante 6 des Werkzeugoberteils 1 und der unteren Schneidkante 7 innerhalb der Abschnitte 4a, 4b, 4c, 4d nicht konstant. Die Übergangstellen 8 werden hier als Unstetigkeiten durch Knicke gebildet.
  • In Fig. 6a bis 6c ist, wie auch in Fig. 2, die Übergangsstelle 8 als Unstetigkeit der Schneidfläche 4 des Werkzeugoberteils 1 in der Form der Spitze ausgebildet. Der Abstand A in der Stanzrichtung zwischen der oberen Schneidkante 6 und der unteren Schneidkante 7 ist innerhalb der an die Spitze angrenzenden einzelnen Abschnitte 4a, 4b nicht konstant.
  • In Fig. 6a vergrößert sich der Abstand A in der Stanzrichtung der oberen Schneidkante 6 von der unteren Schneidkante 7, ausgehend von der Spitze, entlang der oberen Schneidkante 6 innerhalb der Abschnitte 4a, 4b linear.
  • In Fig. 6b und 6c vergrößert sich der Abstand A nicht linear. Auch hier wird, wie zu Fig. 2 beschrieben, durch die in der Stanzrichtung konkave Form (Fig. 6b) bzw. konvexe Form (Fig. 6c) das abgetrennte Material zusätzlich zum Zerteilen auch verformt, wodurch die Längenabmessung zusätzlich verringert wird.
  • Durch die Übergangsstellen 8 in Form einer Unstetigkeit, hauptsächlich bei einer Übergangsstelle 8, die als Stufe ausgeführt ist, kann ein unterschiedlicher Kanteneinzug vorliegen, so dass bei dem Stanzprozess keine saubere Kante hergestellt werden kann.
  • In Fig. 7a und 7a ist exemplarisch ein Stanzwerkzeug gezeigt, das zusätzlich zu der oberen Schneidkante 6 und der hier nicht gezeigten unteren Schneidkante eine weitere obere Schneidkante 11 am Werkzeugoberteil 1 und eine nicht gezeigte weitere untere Schneidkante am Werkzeugunterteil 2 mit jeweils einem stetigen Verlauf aufweist.
  • Die weitere obere Schneidkante 11 und die weitere untere Schneidkante sind in der axialen Richtung gegenüber der oberen Schneidkante 6 bzw. der unteren Schneidkante 7 zurückversetzt und, wie in Fig. 7b gezeigt, seitlich neben der oberen und unteren Schneidkante 6, 7 außerhalb der oberen Schneidfläche 4 am Werkzeugoberteil 1, und auch seitlich außerhalb der unteren Schneidfläche 5 am Werkzeugunterteil 2 angeordnet. Der seitliche Versatz zwischen der oberen Schneidkante 6 und weiteren oberen Schneidkante 11 bzw. zwischen der unteren Schneidkante 7 und der weiteren unteren Schneidkante beträgt wenige Zehntelmillimeter. Der seitliche Versatz kann alternativ auch eine andere Abmessung haben, sofern die Funktion des Trennens bzw. Verformens des abgetrennten Materials sowie ein gleichmäßiger Schnitt ermöglicht werden.
  • Im Betrieb wird in dieser Ausführungsform in ein- und demselben Stanzhub in einem ersten Schritt, wie zu Fig. 1 beschrieben, ein Teil des abzutrennenden Materials durch die obere Schneidkante 6 und untere Schneidkante 7 abgetrennt, und zerteilt und ggf. verformt, wobei aber ein unterschiedlicher Kanteneinzug auftreten kann. Bei einem Weiterführen desselben Stanzhubs bricht in einem zweiten Schnitt durch die weitere obere stetige Schneidkante 11 und die weitere untere stetige Schneidkante ein weiterer Teil des abzutrennenden Materials, nämlich verbliebene Materialreste zwischen einer Vorstanzkontur und einer Fertigstanzkontur ab, und eine Stanzkante mit einem durchgängigen Kanteneinzug entsteht. Das von dem Werkstück 9 abgetrennte Material wird in die Segmente 9a, 9b, 9c geteilt. Da eine Breite der verbleibenden Materialreste nur sehr gering ist, werden diese ebenfalls geteilt, und die Segmente 9a, 9b, 9c mit den jeweiligen Materialresten können durch die Ausfallöffnung 10 ohne der Gefahr des Verklemmens oder Verkantens entsorgt werden.
  • Die unterschiedlichen Ausführungsformen können untereinander kombiniert werden.

Claims (10)

  1. Stanzwerkzeug für eine Stanzmaschine zum Stanzen eines plattenförmigen Werkstücks (9) aufweisend, ein Werkzeugoberteil (1) und ein Werkzeugunterteil (2), die in einem in der Stanzmaschine montierten Zustand des Stanzwerkzeugs in Stanzrichtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei
    das Werkzeugoberteil (1) eine obere Schneidkante (6) und das Werkzeugunterteil (2) eine zu der oberen Schneidkante (6) komplementär geformte gegenüberliegende untere Schneidkante (7) aufweist, so dass bei einem Stanzhub durch die Schneidkanten (6, 7) Material vom Werkstück (9) abgetrennt wird, und
    die obere Schneidkante (6) und die untere Schneidkante (7) entlang ihres Verlaufs in dem in der Stanzmaschine montierten Zustand des Stanzwerkzeugs in einer vorbestimmten Position des Werkzeugoberteils (1) und des Werkzeugunterteils (2) in der Stanzrichtung einen sich verändernden Abstand (A) aufweisen, wobei
    die obere Schneidkante (6) und/oder die untere Schneidkante (7) entlang ihres Verlaufs an mindestens einer Übergangsstelle (8) in mindestens zwei Abschnitte (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) unterteilt ist/sind,
    die Übergangsstelle (8) zwischen zwei benachbarten Abschnitten (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) in der Stanzrichtung eine Unstetigkeit relativ zu den jeweils benachbarten Abschnitten aufweist, und
    die Übergangsstelle (8) eine Spitze ist,
    wobei der Abstand (A) in den zu der Spitze benachbarten Abschnitten (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) nicht konstant ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Übergangsstelle (8) dazu angepasst ist, dass das von dem Werkstück (9) abgetrennte Material (9a, 9b, 9c) in demselben Stanzhub durch die Unstetigkeit an der Übergangsstelle in mehrere Einzelteile zerteilt wird.
  2. Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Abstand (A) an der Übergangsstelle (8) kleiner als in zumindest einem von den benachbarten Abschnitten ist.
  3. Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Abstand (A) in dem jeweils benachbarten Abschnitt (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) entlang der Schneidkante (6, 7) linear vergrößert.
  4. Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Abstand (A) in dem Abschnitt (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) entlang der Schneidkante (6, 7) anders als linear vergrößert, so dass eine Längenabmessung des von dem Werkstück (9) abgetrennten Materials (9a, 9b) in demselben Stanzhub durch ein Verformen in der Stanzrichtung durch die Schneidkante (6, 7) verringert wird.
  5. Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 4, wobei die Schneidkante (6, 7) in dem Abschnitt (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) in der Stanzrichtung eine konvexe Form aufweist.
  6. Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 4, wobei die Schneidkante (6, 7) in dem Abschnitt (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) in der Stanzrichtung eine konkave Form aufweist.
  7. Stanzwerkzeug gemäß einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei, in der Stanzrichtung, jeweils das Werkzeugoberteil (1) eine obere Schneidfläche (4) und das Werkzeugunterteil eine untere Schneidfläche (5) aufweisen, und die obere Schneidkante (6) die obere Schneidfläche (4) und die untere Schneidkante (7) die untere Schneidfläche (5) begrenzen,
    das Werkzeugoberteil (1) eine weitere obere Schneidkante (11) und das Werkzeugunterteil (2) eine weitere untere Schneidkante aufweisen, und
    die weitere obere Schneidkante (11) und die weitere untere Schneidkante einen stetigen Verlauf aufweisen und in der Stanzrichtung gegenüber der oberen Schneidkante (6) und der unteren Schneidkante (7) jeweils entgegengesetzt zur Stanzrichtung zurückgesetzt und seitlich außerhalb der oberen und unteren Schneidfläche (4, 5) neben der oberen und unteren Schneidkante (6, 7) vorgesehen sind, um während desselben Stanzhubs der Stanzmaschine einen zweiten Schnitt auszuführen.
  8. Verfahren zum Abtrennen von Material von einem Werkstück und Verringern einer Längenabmessung des von dem Werkstück (9) abgetrennten Materials (9a, 9b, 9c) durch Ausführen eines Stanzhubs mit einem Stanzwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem ein Teil eines abzutrennenden Materials durch eine unstetige Schneidkante (6) abgetrennt und in demselben Stanzhub die Längenabmessung durch ein Zerteilen des abgetrennten Materials (9a, 9b, 9c) durch die Unstetigkeit an der Spitze, an der zunächst das abzutrennende Material gegen seine Eigenspannung über seine Elastizitätsgrenze oder Streckgrenze hinaus gedehnt wird, bis es verformt oder zerteilt ist, und dann das abzutrennende Material, bei einem Weiterführen des Stanzhubs, durch die Schneidkante in zu der Spitze benachbarten Abschnitten (4a, 4b) von dem Werkstück abgetrennt wird, wobei es in zwei Segmente (9a, 9b) zerteilt wird, verringert wird.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, mit einem Stanzwerkzeug gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Längenabmessung durch ein Verformen des abgetrennten Materials (9a, 9b, 9c) weiter verringert wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9 mit einem Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 7, wobei ein weiterer Teil des abzutrennenden Materials in demselben Stanzhub anschließend durch eine stetige Schneidkante (11) abgetrennt wird.
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