EP3235593A1 - Formgebungswerkzeug zur umformung von metall- oder nichtmetallwerkstoffen - Google Patents

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EP3235593A1
EP3235593A1 EP17000578.9A EP17000578A EP3235593A1 EP 3235593 A1 EP3235593 A1 EP 3235593A1 EP 17000578 A EP17000578 A EP 17000578A EP 3235593 A1 EP3235593 A1 EP 3235593A1
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EP
European Patent Office
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tool
engagement contour
suction
tool insert
opening
Prior art date
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Application number
EP17000578.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3235593B1 (de
Inventor
Robert Canti
Wilfried VETTE
Emmanuel Conter
Jörg Schneid
Rafael Dreier
Stefan Sanhieter
Christian Disch
Ludwig Schaller
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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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
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/04—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area from a small area, e.g. a tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action

Definitions

  • the invention relates to a forming tool for forming metal or non-metal materials with at least one base body on which at least one tool insert is arranged with an engagement contour.
  • Cutting, embossing, forming, bending or postforming processes are carried out using forming tools for forming metal or non-metal materials.
  • These shaping tools are used for the production of small, but in particular large sheet metal components of a vehicle.
  • thin-walled starting materials such as sheet steel or aluminum sheet trays are generally used, with special shaping tools being required for each individual body part.
  • the shaping tools comprise tool inserts with an engagement contour for realizing the cutting, embossing, bending or post-forming processes and are produced as separate components and connected to a base body, which may be a tool lower part, a tool upper part or else a slider.
  • baubles When forming or cutting sheet metal, in particular when separating sheets of aluminum alloys, so-called baubles are produced. This generally refers to material particles that can detach from the cut surface or surface of the sheet during the process of forming and material separation. Tinsel can arise in small particles as dust, but also in particular when dividing with larger particle size, for example in the form of chips.
  • Such a bauble formation is unfavorable during the production process, since baubles can come to a whirling up on component surfaces and / or tools and then lead to optically visible, impermissible chip marks on the component.
  • baubles can come to a whirling up on component surfaces and / or tools and then lead to optically visible, impermissible chip marks on the component.
  • an increased cost-intensive scrap in particular with aluminum body shell parts (in comparison to steel skin parts), an increased cost-intensive scrap.
  • tinsel leads to an increased cleaning effort during production and tool maintenance and thus to unfavorable longer and more frequent tool shutdowns.
  • a device for cutting moldings by means of a deep-drawing press for body parts which is equipped with a cutting knife with a designed as Venturi nozzle suction for sucking resulting from trimming material particles.
  • This Venturi nozzle comprises a suction channel which opens adjacent to the cutting edge, a supply channel which can be acted upon with compressed air and a discharge channel for material particles.
  • FIG. 1 The structure and operation of a Coanda effect using vacuum pump are based on the FIG. 1 explained.
  • a negative pressure is generated by means of a guided over a flow channel 11 of a tubular pump body 10.1 air flow.
  • this flow channel 11 begins with an inlet opening 12 with an inlet cross-sectional area, which tapers conically in the axial direction of the pump body 10.1 to a cross-sectional constriction 13 with a minimum passage area.
  • annular gap 14 Immediately before this narrowest point of the flow channel 11 is an annular gap 14 which is fed from a pressurized annular chamber 15 with compressed air 16.
  • the air entering from the annular chamber 15 through the annular gap 14 into the flow channel 11 and flowing along the widening wall of the flow channel 11 due to the Coanda effect causes a flow of air in the flow channel 11 which blocks the air in front of the gap 14 in the axial direction L1 sucks and pulls.
  • the outlet airflow L2 can be regulated solely by changing the annular gap 14 and the pressure of the compressed air 16. In particular, it is possible with such a vacuum pump 10 to realize a high suction capacity with low air consumption.
  • the shaping tool has a collecting container connected to the vacuum pump for receiving the sucked-out bauble. This prevents the bauble from being blown out of the pipes or hoses connected to the vacuum pump in an uncontrolled manner. Otherwise, the bauble could also be routed to an outlet shaft via an open end of the pipe or hose connected to the vacuum pump.
  • the tool insert is designed as a cutting blade with a cutting edge as an engagement contour for shearing, wherein the suction nozzle has a slit-shaped nozzle opening with a rectangular, oval or elliptical opening cross-section and extending in the region of the cutting edge.
  • the suction nozzle is arranged with respect to a cutting surface of the cutting blade opposite the cutting edge on the cutting blade such that the nozzle opening in the normal direction of an active surface of the engagement contour, i. a cutting surface of the cutting edge with respect to the plane of this active surface or cutting surface has a projection.
  • the bauble can be sucked in the cutting direction directly into the nozzle opening before it can spread in the forming tool.
  • the suction nozzle is arranged on the cutting blade such that the nozzle opening is opposite to a plane of an active surface of the engagement contour, i. a cutting surface of the cutting edge is offset in relation to the tool insert or the cutting blade inwards.
  • a cutting surface of the cutting edge is offset in relation to the tool insert or the cutting blade inwards.
  • the shaping tool is designed with a collecting container connected to the vacuum pump for receiving the sucked-out bauble. This prevents the bauble from being blown out of the pipes or hoses connected to the vacuum pump in an uncontrolled manner. Otherwise, the bauble could also be routed to an outlet shaft via an open end of the pipe or hose connected to the vacuum pump.
  • the tool insert is designed as a cutting blade with a cutting edge as an engagement contour for shearing.
  • FIG. 1 illustrated vacuum pump using the Coanda effect has been described to explain the principle of operation already in the introduction to the description. Therefore, if appropriate, reference will be made hereinafter only.
  • FIGS. 2 and 3 show from a forming tool 1 for shearing a cutting blade as a tool insert 3 with a cutting edge as engagement contour 3.1, said tool insert 3 is arranged on a schematically indicated base body 2 as a tool lower part of the forming tool 1.
  • suction nozzle 4 In order to suck off and dissipate the baubles resulting from the shear cutting is in accordance with Figures 2 and 3 arranged in the region of the engagement contour 3.1 a suction nozzle 4.
  • This suction nozzle 4 has a gap-shaped nozzle opening 4.1 with a rectangular, oval or elliptical opening cross-section and extends in the direction of the engagement contour 3.1, ie the cutting edge, for example. Parallel to the direction of the engagement contour 3.1. Trained as a slit nozzle suction 4 is formed in the direction of the engagement contour 3.1, ie in the direction of the cutting edge conically widening.
  • a hose 5 is connected, which is connected to a Coanda effect using vacuum pump 10.
  • These components, ie the suction nozzle 4, the tube 5 and the vacuum pump 10 form part of a suction device for sucking off baubles, as described below with reference to FIG FIG. 4 is explained.
  • Such a suction device provided for the suction of a shaping tool 1 with a tool insert 3 according to the Figures 2 and 3 includes according to FIG. 4 as a central unit using the Coanda effect using vacuum pump 10 with a corresponding from FIG. 1 illustrated basic structure.
  • This vacuum pump 10 has a compressed air connection 17 for supplying compressed air 16 into the annular chamber 15.
  • This vacuum pump 10 is connected to the suction nozzle 4 arranged in the region of the engagement contour 3.1 of the tool insert 3 of the forming tool via the hose 5, so that the tinsel F produced in the region of the engagement contour 3.1 is sucked off.
  • the exhaust air containing this tinsel F is passed via a pipe or a hose 6 into a collecting container 7, in which the tinsel F is collected.
  • the vacuum pump 10 is thus integrated between the region of the cutting edge as an engagement contour 3.1 and the collecting container 7 in the forming tool 1, wherein by the position of the vacuum pump 10 the Suction power, for example. By the length of the hoses used 5 and 6 can be adjusted.
  • the arrangement of the suction nozzle 4 on the cutting insert formed as a tool insert 3 can according to the Figures 2 and 3 done in different ways.
  • the cutting edge as engagement contour 3.1 merges into an active surface 3.2, which represents the cutting surface of the cutting edge and in the Figures 2 and 3 is designated as level E.
  • the suction nozzle 4 arranged opposite the engagement contour 3.1 in the region of the active surface 3.2 is offset inwardly in relation to the plane E in the direction of the tool insert 3 in such a way that the plane E does not intersect the nozzle opening 4.1.
  • a part separated from a workpiece by means of the cutting edge as an engagement contour 3.1 is not hindered by the suction nozzle 4 from falling down, since the suction nozzle 4 does not project beyond this active surface 3.2.
  • the suction nozzle 4 is arranged on the tool insert 3 in such a way that a projection a is produced.
  • the nozzle opening 4.1 is offset in the normal direction of the active surface 3.2 of the engagement contour 3.1 with respect to the plane E with respect to the tool insert 3 to the outside.
  • the bauble F can be sucked in the cutting direction directly into the nozzle opening 4.1 before it can spread in the forming tool 1.
  • FIG. 5 shows a cutting blade as a tool insert 3 with a cutting edge as engagement contour 3.1.
  • This tool insert 3 is arranged on a base body 2 of a shaping tool 1, wherein the base body forms a tool lower part of this shaping tool 1.
  • the resulting in the processing of a workpiece tinsel is not of a corresponding Figures 2 and 3 sucked externally arranged suction nozzle, but via a running in the tool insert 3 suction channel 8, which connects a arranged in the region of the engagement contour 3.1 suction 8.1 with a disposed in the lower region of the tool insert 3 discharge opening 8.2.
  • this suction channel 8 is shown with the suction opening 8.1 and the discharge opening 8.2 as a separate element. It can be seen that the suction channel 8, starting with the discharge opening 8.2 initially has a circular cross section, which then merges into a rectangular cross-section, which then ends in the slot-shaped cross section of the suction opening 8.1. It is also possible to realize a plurality of suction openings 8. 1 in the tool insert 3. 1 by, for example, branching off from the section of the suction channel 8 with a circular cross section a plurality of sections with rectangular cross sections, each terminating in a suction opening.
  • the individual cross sections can have any geometry.
  • the suction opening 8.1 is in accordance with FIGS. 5 and 6 designed as a slit nozzle with a narrow slot and extending in the direction of the cutting edge designed as a 3.1 engagement contour, for example. Parallel to the direction of the engagement contour 3.1.
  • opening cross section other geometries, such as, for example, rectangular, oval or elliptical cross sections can be used.
  • this suction channel 8 is a component of in FIG. 4 shown suction device of the forming tool 1 is.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formgebungswerkzeug (1) zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen mit wenigstens einem Grundkörper (2), an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz (3) mit einer Eingriffskontur (3.1) angeordnet ist, einer im Bereich der Eingriffskontur (3.1) zur Absaugung von Flitter (F) angeordnete und eine Düsenöffnung (4.1) aufweisende Absaugdüse (4), die mit einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe (10) verbunden ist. Bei einem alternativen Formgebungswerkzeugs ist zum Absaugen von Flitter (F) ein Absaugkanal (8) mit einer im Bereich einer Eingriffskontur (3.1) vorgesehenen Absaugöffnung (8.1) und eine Abführöffnung (8.2) in einen Werkzeugeinsatz (3) integriert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Formgebungswerkzeug zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen mit wenigstens einem Grundkörper, an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz mit einer Eingriffskontur angeordnet ist.
  • Mit Formgebungswerkzeugen zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen werden Schneid-, Präge-, Umform-, Abkant- oder Nachformprozesse durchgeführt. Diese Formgebungswerkzeuge werden zur Herstellung von kleinen, insbesondere jedoch großen Blechbauteilen eines Fahrzeugs eingesetzt. Dabei werden in der Regel dünnwandige Ausgangsmaterialien, wie Stahlblech- oder Aluminiumblechbahnen verwendet, wobei für jedes einzelne Karosserieteil spezielle Formgebungswerkzeuge erforderlich sind.
  • Die Formgebungswerkzeuge umfassen Werkzeugeinsätze mit einer Eingriffskontur zur Realisierung der Schneid-, Präge-, Abkant- oder Nachformprozesse und werden als separate Bauteile hergestellt und mit einem Grundkörper, der ein Werkzeugunterteil, ein Werkzeugoberteil oder auch ein Schieber sein kann, verbunden.
  • Beim Umformen oder Zerteilen von Blechen, insbesondere beim Trennen von Blechen aus Aluminiumlegierungen entsteht sogenannter Flitter. Damit werden allgemein Werkstoffpartikel bezeichnet, die sich beim Vorgang des Umformens und der Materialtrennung aus der Schnittfläche oder Oberfläche des Blechs ablösen können. Flitter kann dabei in kleinen Partikeln als Staub, aber auch insbesondere beim Zerteilen mit größerer Partikelgröße zum Beispiel in Form von Spänen entstehen.
  • Eine solche Flitterentstehung ist während des Produktionsprozesses ungünstig, da Flitter nach einer Aufwirbelung auf Bauteiloberflächen und/oder Werkzeugen gelangen und dann zu optisch sichtbaren, unzulässigen Spanabdrücken am Bauteil führen kann. Dadurch ergibt sich insbesondere bei Aluminium-Karosserieaußenhautteilen (im Vergleich zu Stahlaußenhautteilen) ein erhöhter kostenintensiver Ausschuss. Zudem führt Flitter zu einem erhöhten Reinigungsaufwand bei der Produktion und Werkzeugwartung und damit zu ungünstigen längeren und häufigeren Werkzeugstillständen.
  • In der DE 103 57 923 A1 ist ein Umformwerkzeug als Zerteilwerkzeug beschrieben, bei dem Flitter durch werkzeugintegrierte Kanäle abgesaugt wird. Bei diesem bekannten Zerteilwerkzeug werden ein Stempel und ein Niederhalter gegenüber einer Matrize bewegt, wobei ein Werkstück zwischen den Niederhalter und der Matrize geklemmt und anschließend zerteilt wird. Um den bei der Zerteilung entstehenden Flitter zu entfernen, sind in der Matrize als auch in dem Stempel unter dem Niederhalter Absaugöffnungen vorgesehen, die mit Absaugkanälen in der Matrize, in dem Stempel und dem Niederhalter verbunden sind. Diese Absaugkanäle sind außenseitig mit einer gemeinsamen Abführleitung verbunden. Ein Vakuum im Bereich der Absaugöffnungen wird mittels einer Vakuumpumpe bereitgestellt, die in der Abführleitung installiert ist. Als Nachteil kann bei dieser Absaugvorrichtung für Flitter angesehen werden, dass eine Abdichtung des gesamten Werkzeugs erforderlich ist, um die nötige Saugleistung im Bereich der Schneidkanten des Werkzeugs zu erreichen.
  • Aus der DE 10 2009 051 461 B4 ist eine Vorrichtung zum Beschneiden von Formteilen mittels einer Tiefziehpresse für Karosserieteile bekannt, die mit einem Schneidmesser mit einer als Venturidüse ausgebildeten Absaugeinrichtung zum Absaugen von beim Beschneiden entstehenden Werkstoffpartikeln ausgerüstet ist. Diese Venturidüse umfasst einen benachbart zur Schneidkante mündenden Absaugkanal, einen mit Druckluft beaufschlagbaren Zuführkanal und einen Abführkanal für Werkstoffpartikel. Nachteilig ist jedoch, dass aufgrund des begrenzten Bauraums in einem Werkzeugeinsatz eine Venturidüse sich nicht immer integrieren lässt.
  • Schließlich beschreibt die EP 0 958 092 B1 eine Fräseinrichtung zum Befräsen des Schweißbereichs von schweißverbundenen Blechteilen, die eine Unterdruckpumpe zum Absaugen von während des Befräsens erzeugten Spänen aufweist. Hierzu werden Unterdruckpumpen vorgeschlagen, die zur Erzeugung eines Unterdrucks den Coanda-Effekt oder den Bernoulli-Effekt verwenden.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe werden anhand der Figur 1 erläutert. Bei einer solchen Unterdruckpumpe 10 wird mittels eines über einen Strömungskanal 11 eines rohrförmigen Pumpenkörpers 10.1 geführten Luftstroms ein Unterdruck erzeugt. In Strömungsrichtung R beginnt dieser Strömungskanal 11 mit einer Eintrittsöffnung 12 mit einer Eintrittsquerschnittsfläche, die sich in axialer Richtung des Pumpenkörpers 10.1 konisch bis zu einer Querschnittsverengung 13 mit einer minimalen Durchtrittsfläche verjüngt. Unmittelbar vor dieser engsten Stelle des Strömungskanals 11 befindet sich ein ringförmiger Spalt 14, der aus einer unter Überdruck stehenden Ringkammer 15 mit Druckluft 16 gespeist wird. Die aus der Ringkammer 15 durch den ringförmigen Spalt 14 in den Strömungskanal 11 eintretende und durch den Coanda-Effekt an der sich erweiternden Wandung des Strömungskanals 11 entlang strömenden Luft verursacht im Strömungskanal 11 einen Luftstrom, der die in axialer Richtung vor dem Spalt 14 liegende Luft L1 ansaugt und mitreißt. Der Austrittsluftstrom L2 kann allein durch Veränderung des ringförmigen Spaltes 14 und dem Druck der Druckluft 16 reguliert werden. Insbesondere ist es mit einer solchen Unterdruckpumpe 10 möglich, ein großes Saugvermögen bei kleinem Luftverbrauch zu realisieren.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Formgebungswerkzeug zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen anzugeben, mit welchem in konstruktiv einfacher Weise die bei der Umformung der Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen entstehenden Partikel, insbesondere Flitter abgesaugt werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Formgebungswerkzeug zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
  • Erfindungsgemäß wird nach der erstgenannten Lösung ein Formgebungswerkzeug zur Umformung von Metall- und Nichtmetallwerkstoffen geschaffen, mit
    • wenigstens einem Grundkörper, an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz mit einer Eingriffskontur angeordnet ist, und
    • einer im Bereich der Eingriffskontur zur Absaugung von Flitter angeordnete und eine Düsenöffnung aufweisende Absaugdüse, die mit einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe verbunden ist.
  • Bei einem solchen erfindungsgemäßen Formgebungswerkzeug ist für die Absaugung von Flitter nur ein konstruktiv geringer Aufwand erforderlich, da die realisierte Absaugeinrichtung lediglich aus einer im Bereich der Eingriffskontur angeordneten Absaugdüse und einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe aufgebaut ist, wobei diese Baugruppen über Rohrleitungen oder Schläuche miteinander verbunden sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn weiterbildungsgemäß das Formgebungswerkzeugs einen mit der Unterdruckpumpe verbundenen Auffangbehälter zur Aufnahme des abgesaugten Flitters aufweist. Damit wird verhindert, dass der Flitter aus den mit der Unterdruckpumpe verbundenen Rohrleitungen oder den Schläuchen unkontrolliert ausgeblasen wird. Ansonsten könnte der Flitter auch über ein offenes Ende der/des mit der Unterdruckpumpe verbundenen Rohrleitung oder Schlauchs in einen Abfallschacht geleitet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach der erstgenannten Lösung ist zum Scherschneiden der Werkzeugeinsatz als Schneidmesser mit einer Schneidkante als Eingriffskontur ausgebildet, wobei die Absaugdüse eine spaltförmige Düsenöffnung mit einem rechteckigen, ovalen oder elliptischen Öffnungsquerschnitts aufweist und sich im Bereich der Schneidkante erstreckt.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn weiterbildungsgemäß die Absaugdüse bezüglich einer Schneidfläche des Schneidmessers gegenüberliegend zur Schneidkante derart an dem Schneidmesser angeordnet ist, dass die Düsenöffnung in Normalenrichtung einer Aktivfläche der Eingriffskontur, d.h. einer Schneidfläche der Schneidkante gegenüber der Ebene dieser Aktivfläche bzw. Schneidfläche einen Überstand aufweist. Damit kann der Flitter in Schneidrichtung unmittelbar in die Düsenöffnung abgesaugt werden, bevor er sich in dem Formgebungswerkzeug verbreiten kann.
  • Alternativ ist weiterbildungsgemäß die Absaugdüse an dem Schneidmesser derart angeordnet, dass die Düsenöffnung gegenüber einer Ebene einer Aktivfläche der Eingriffskontur, d.h. einer Schneidfläche der Schneidkante In Bezug auf den Werkzeugeinsatz bzw. dem Schneidmesser nach innen versetzt ist. Damit wird das von dem Werkstück abgetrennte Teil durch die Absaugdüse beim Herabfallen nicht behindert.
  • Erfindungsgemäß wird nach der zweitgenannten Lösung ein Formgebungswerkzeug zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen geschaffen, mit
    • wenigstens einem Grundkörper, an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz mit einer Eingriffskontur angeordnet ist,
    • einem in dem Werkzeugeinsatz verlaufenden Absaugkanal, welcher eine im Bereich der Eingriffskontur angeordnete Absaugöffnung zum Absaugen von Flitter mit einer Abführöffnung verbindet, und
    • einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe, die mit der Abführöffnung verbunden ist.
    Bei dieser erfindungsgemäßen zweitgenannten Lösung ist die Absaugdüse der Absaugeinrichtung für Flitter in den Werkzeugeinsatz und den Grundkörper als Absaugkanal realisiert, dessen Absaugöffnung im Bereich der Eingriffskontur angeordnet ist und dessen Abführöffnung, die über eine Rohrleitung oder einen Schlauch mit der Unterdruckpumpe verbunden ist, im Bereich des Grundkörpers ist. Auch bei diesem erfindungsgemäßen Formgebungswerkzeug wird bei der Unterdruckpumpe der Coanda-Effekt genutzt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dieser zweitgenannten Lösung weiterbildungsgemäß das Formgebungswerkzeugs mit einem mit der Unterdruckpumpe verbundenen Auffangbehälter zur Aufnahme des abgesaugten Flitters ausgebildet ist. Damit wird verhindert, dass der Flitter aus den mit der Unterdruckpumpe verbundenen Rohrleitungen oder den Schläuchen unkontrolliert ausgeblasen wird. Ansonsten könnte der Flitter auch über ein offenes Ende der/des mit der Unterdruckpumpe verbundenen Rohrleitung oder Schlauchs in einen Abfallschacht geleitet werden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach der zweitgenannten Lösung ist zum Scherschneiden der Werkzeugeinsatz als Schneidmesser mit einer Schneidkante als Eingriffskontur ausgebildet.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach der zweitgenannten Lösung ist zum Prägen, Abkanten oder zum Einstellen der Werkzeugeinsatz als Formbacke mit wenigstens einer Formungsfläche als Eingriffskontur ausgebildet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe,
    Figur 2
    eine schematische Schnittdarstellung eines Werkzeugeinsatzes mit einer Eingriffskontur und einer Absaugdüse zum Absaugen von Flitter als erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,
    Figur 3
    eine schematische Schnittdarstellung eines Werkzeugeinsatzes mit einer Eingriffskontur und einer Absaugdüse zum Absaugen von Flitter als weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel,
    Figur 4
    eine Prinzipdarstellung einer Absaugeinrichtung eines Formgebungswerkzeugs gemäß der Erfindung,
    Figur 5
    eine perspektivische Teildarstellung eines Werkzeugeinsatzes mit einer Eingriffskontur und einer in dem Werkzeugeinsatz integrierten Absaugöffnung zum Absaugen von Flitter als weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, und
    Figur 6
    eine perspektivische Darstellung eines mit der Absaugöffnung verbundenen Absaugkanals des Werkzeugeinsatzes nach Figur 5.
  • Die in Figur 1 dargestellte den Coanda-Effekt verwendende Unterdruckpumpe wurde zur Erläuterung des Funktionsprinzips bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben. Daher wird nachfolgend gegebenenfalls lediglich hierauf referenziert.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen von einem Formgebungswerkzeugs 1 zum Scherschneiden ein Schneidmesser als Werkzeugeinsatz 3 mit einer Schneidkante als Eingriffskontur 3.1, wobei dieser Werkzeugeinsatz 3 auf einem schematisch angedeuteten Grundkörper 2 als Werkzeugunterteil des Formgebungswerkzeugs 1 angeordnet ist.
  • Um den beim Scherschneiden entstehenden Flitter abzusaugen und abzuführen ist gemäß den Figuren 2 und 3 im Bereich der Eingriffskontur 3.1 eine Absaugdüse 4 angeordnet. Diese Absaugdüse 4 weist eine spaltförmige Düsenöffnung 4.1 mit einem rechteckigen, ovalen oder elliptischen Öffnungsquerschnitt auf und erstreckt sich in Richtung der Eingriffskontur 3.1, also der Schneidkante, bspw. parallel zur Richtung der Eingriffskontur 3.1. Die als Spaltdüse ausgebildete Absaugdüse 4 ist in Richtung der Eingriffskontur 3.1, also in Richtung der Schneidkante konisch verbreiternd ausgebildet.
  • An dieser Absaugdüse 4 ist ein Schlauch 5 angeschlossen, der mit einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe 10 verbunden ist. Diese Komponenten, also die Absaugdüse 4, der Schlauch 5 sowie die Unterdruckpumpe 10 bilden einen Teil einer Absaugeinrichtung zum Absaugen von Flitter, wie nachfolgend anhand der Figur 4 erläutert wird.
  • Eine solche zum Absaugen von Flitter vorgesehene Absaugeinrichtung eines Formgebungswerkzeugs 1 mit einem Werkzeugeinsatz 3 gemäß den Figuren 2 und 3 umfasst gemäß Figur 4 als zentrale Einheit die den Coanda-Effekt verwendende Unterdruckpumpe 10 mit einem entsprechend von Figur 1 dargestellten prinzipiellen Aufbau. Diese Unterdruckpumpe 10 weist einen Druckluftanschluss 17 zur Zuführung von Druckluft 16 in die Ringkammer 15 auf. Diese Unterdruckpumpe 10 ist mit der im Bereich der Eingriffskontur 3.1 des Werkzeugeinsatzes 3 des Formgebungswerkzeugs angeordneten Absaugdüse 4 über den Schlauch 5 verbunden, so dass der im Bereich der Eingriffskontur 3.1 entstehende Flitter F abgesaugt wird. Die diesen Flitter F enthaltende Abluft wird über eine Rohrleitung oder einen Schlauch 6 in einen Auffangbehälter 7 geleitet, in welcher der Flitter F gesammelt wird.
  • Die Unterdruckpumpe 10 ist also zwischen dem Bereich der Schneidkante als Eingriffskontur 3.1 und dem Auffangbehälter 7 in das Formgebungswerkzeug 1 integriert, wobei durch die Position der Unterdruckpumpe 10 die Saugleistung, bspw. durch die Länge der verwendeten Schläuche 5 und 6 eingestellt werden kann.
  • Die Anordnung der an Absaugdüse 4 an dem als Schneidmesser ausgebildeten Werkzeugeinsatz 3 kann gemäß den Figuren 2 und 3 in unterschiedlicher Weise erfolgen.
  • Die Schneidkante als Eingriffskontur 3.1 geht in eine Aktivfläche 3.2 über, die die Schneidfläche der Schneidkante darstellt und in den Figuren 2 und 3 als Ebene E bezeichnet ist.
  • Gemäß Figur 2 ist die gegenüberliegend zur Eingriffskontur 3.1 im Bereich der Aktivfläche 3.2 angeordnete Absaugdüse 4 derart gegenüber der Ebene E in Richtung des Werkzeugeinsatzes 3 nach innen versetzt, dass die Ebene E die Düsenöffnung 4.1 nicht schneidet. Damit wird ein von einem Werkstück mittels der Schneidkante als Eingriffskontur 3.1 abgetrennte Teil durch die Absaugdüse 4 beim Herabfallen nicht behindert, da die Absaugdüse 4 an dieser Aktivfläche 3.2 nicht übersteht.
  • Im Gegensatz hierzu ist gemäß Figur 3 die Absaugdüse 4 an dem Werkzeugeinsatz 3 derart angeordnet, dass ein Überstand a erzeugt wird. Die Düsenöffnung 4.1 ist in Normalenrichtung der Aktivfläche 3.2 der Eingriffskontur 3.1 gegenüber der Ebene E in Bezug auf den Werkzeugeinsatz 3 nach außen versetzt. Damit kann der Flitter F in Schneidrichtung unmittelbar in die Düsenöffnung 4.1 abgesaugt werden, bevor er sich in dem Formgebungswerkzeug 1 verbreiten kann.
  • Die Figur 5 zeigt ein Schneidmesser als Werkzeugeinsatz 3 mit einer Schneidkante als Eingriffskontur 3.1. Dieser Werkzeugeinsatz 3 ist auf einem Grundkörper 2 eines Formgebungswerkzeugs 1 angeordnet, wobei der Grundkörper ein Werkzeugunterteil dieses Formgebungswerkzeugs 1 bildet.
  • Bei diesem Werkzeugeinsatz 3 wird der bei der Bearbeitung eines Werkstücks anfallende Flitter nicht von einer entsprechenden Figuren 2 und 3 extern angeordneten Absaugdüse abgesaugt, sondern über einen in dem Werkzeugeinsatz 3 verlaufenden Absaugkanal 8, der eine im Bereich der Eingriffskontur 3.1 angeordnete Absaugöffnung 8.1 mit einer im unteren Bereich des Werkzeugeinsatzes 3 angeordnete Abführöffnung 8.2 verbindet.
  • In Figur 6 ist dieser Absaugkanal 8 mit der Absaugöffnung 8.1 und der Abführöffnung 8.2 als separates Element dargestellt. Hieraus ist erkennbar, dass der Absaugkanal 8 beginnend mit der Abführöffnung 8.2 zunächst einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der anschließend in einen rechteckförmigen Querschnitt übergeht, der dann in dem schlitzförmigen Querschnitt der Absaugöffnung 8.1 endet. Es können auch mehrere Absaugöffnungen 8.1 in dem Werkzeugeinsatz 3.1 realisiert werden, indem bspw. von dem Abschnitt des Absaugkanals 8 mit kreisförmigen Querschnitt mehrere Abschnitte mit rechteckförmigen Querschnitten abzweigen, die jeweils in einer Absaugöffnung enden. Die einzelnen Querschnitte können dabei jede beliebige Geometrie aufweisen.
  • Die Absaugöffnung 8.1 ist gemäß den Figuren 5 und 6 als Spaltdüse mit einem schmalen Schlitz ausgeführt und erstreckt sich in Richtung der als Schneidkante ausgeführten Eingriffskontur 3.1, bspw. parallel zur Richtung der Eingriffskontur 3.1. Als Öffnungsquerschnitts können auch andere Geometrien, wie bspw. rechteckige, ovale oder elliptische Querschnitte verwendet werden.
  • An die Abführöffnung 8.2 des Absaugkanals 8 des Werkzeugeinsatzes 3 wird ein Anschlussstutzen angeflanscht, der über einen Schlauch 5 mit einer Unterdruckpumpe 10 verbunden ist. Somit stellt dieser Absaugkanal 8 eine Komponente der in Figur 4 dargestellten Absaugeinrichtung des Formgebungswerkzeugs 1 dar.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Formgebungswerkzeugs
    2
    Grundkörper
    3
    Werkzeugeinsatz
    3.1
    Eingriffskontur
    3.2
    Aktivfläche der Eingriffskontur
    4
    Absaugdüse
    4.1
    Düsenöffnung der Absaugdüse 4
    5
    Schlauch
    6
    Schlauch
    7
    Auffangbehälter
    8
    Absaugkanal
    8.1
    Absaugöffnung
    8.2
    Abführöffnung
    10
    Unterdruckpumpe
    10.1
    Pumpenkörper
    11
    Strömungskanal
    12
    Eintrittsöffnung
    13
    Querschnittsverengung
    14
    ringförmiger Spalt
    15
    Ringkammer
    16
    Druckluft
    a
    Überstand
    E
    Ebene
    F
    Flitter
    L1
    Luft
    L2
    Ausgangsluftstrom
    R
    Strömungsrichtung

Claims (9)

  1. Formgebungswerkzeug (1) zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen mit
    - wenigstens einem Grundkörper (2), an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz (3) mit einer Eingriffskontur (3.1) angeordnet ist, und
    - einer im Bereich der Eingriffskontur (3.1) zur Absaugung von Flitter (F) angeordnete und eine Düsenöffnung (4.1) aufweisende Absaugdüse (4), die mit einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe (10) verbunden ist.
  2. Formgebungswerkzeug (1) nach Anspruch 1 mit einem mit der Unterdruckpumpe (10) verbundenen Auffangbehälter (7) zur Aufnahme des abgesaugten Flitters (F).
  3. Formgebungswerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem
    - zum Scherschneiden der Werkzeugeinsatz (3) ein Schneidmesser mit einer Schneidkante als Eingriffskontur (3.1) ist, und
    - die Absaugdüse (4) eine spaltförmige Düsenöffnung (4.1) mit einem rechteckigen, ovalen oder elliptischen Öffnungsquerschnitts aufweist und sich im Bereich der Eingriffskontur (3.1) als Schneidkante erstreckt.
  4. Formgebungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Absaugdüse (4) derart an dem Werkzeugeinsatz (3) angeordnet ist, dass die Düsenöffnung (4.1) in Normalenrichtung einer Aktivfläche (3.2) der Eingriffskontur (3.1) gegenüber der Ebene (E) dieser Aktivfläche (3.2) einen Überstand aufweist.
  5. Formgebungswerkzeug (1) nach Ansprüche 1 bis 3 einem der, bei welchem die Absaugdüse (4) an dem Werkzeugeinsatz (3) derart angeordnet ist, dass die Düsenöffnung (4) gegenüber einer Ebene (E) einer Aktivfläche (3.2) der Eingriffskontur (3.1) in Bezug auf den Werkzeugeinsatz (3) nach innen versetzt ist.
  6. Formgebungswerkzeug (1) zur Umformung von Metall- oder Nichtmetallwerkstoffen mit
    - wenigstens einem Grundkörper (2), an welchem wenigstens ein Werkzeugeinsatz (3) mit einer Eingriffskontur (3.1) angeordnet ist,
    - einem in dem Werkzeugeinsatz (3) verlaufenden Absaugkanal (8), welcher eine im Bereich der Eingriffskontur (3.1) angeordnete Absaugöffnung (8.1) zum Absaugen von Flitter (F) mit einer Abführöffnung (8.2) verbindet,
    - einer den Coanda-Effekt nutzenden Unterdruckpumpe (10), die mit der Abführöffnung (8.2) verbunden ist.
  7. Formgebungswerkzeug (1) nach Anspruch 6 mit einem mit der Unterdruckpumpe (10) verbundenen Auffangbehälter (7) zur Aufnahme des abgesaugten Flitters (F).
  8. Formgebungswerkzeug (1) nach Anspruch 7, bei welchem zum Scherschneiden der Werkzeugeinsatz (3) ein Schneidmesser mit einer Schneidkante als Eingriffskontur (3.1) ist.
  9. Formgebungswerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zum Prägen, Abkanten oder zum Einstellen der Werkzeugeinsatz (3) eine Formbacke mit wenigstens einer Formungsfläche als Eingriffskontur (3.1) ist.
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