EP3589432A1 - Stanzstempel - Google Patents

Stanzstempel

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Publication number
EP3589432A1
EP3589432A1 EP18700339.7A EP18700339A EP3589432A1 EP 3589432 A1 EP3589432 A1 EP 3589432A1 EP 18700339 A EP18700339 A EP 18700339A EP 3589432 A1 EP3589432 A1 EP 3589432A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punch
punching
workpiece
tool
section
Prior art date
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Granted
Application number
EP18700339.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3589432B1 (de
Inventor
Nathanael Sutter
Michael Geiger
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP3589432A1 publication Critical patent/EP3589432A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3589432B1 publication Critical patent/EP3589432B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/007—Layered blanks
    • 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
    • B21D45/00—Ejecting or stripping-off devices arranged in machines or tools dealt with in this subclass
    • B21D45/003—Ejecting or stripping-off devices arranged in machines or tools dealt with in this subclass in punching machines or punching tools

Definitions

  • the present invention relates to a punch, a punch, a punching tool, a punching set and a method of punching.
  • a punch extends from a first section to a second section along a punching direction, wherein the second portion having a cutting edge, and wherein between the first portion and the second portion, an engagement portion is provided or formed, which allows removal of the punch from a workpiece against the punching direction.
  • the engagement portion directly on the punch by the engagement portion given a way to extract the punch after punching from the workpiece or push or remove, for which purpose a suitable tool is used and not the punch itself.
  • the engaging portion is preferably circumferential and, looking at an overall length of the punch, also arranged approximately centrally, which benefits the stability of the punch.
  • the punch is short in relation to its diameter, which effectively can be avoided tearing off alone by the basic shape of the punch.
  • the second section which forms or comprises the cutting edge, is round, in particular circular, or also oval, triangular, quadrangular, or generally polygonal, etc.
  • the first portion is round or in particular circular, but may also have different geometries.
  • Typical diameters of the second portion and a circular cutting edge are in a range of about 2-12 mm, preferably in a range of about 4-10 mm.
  • a length of the punch is about 10-40 mm, preferably about 15-20 mm.
  • a diameter or a diagonal of the cutting edge is feasible.
  • a ratio of a length of the punch to its diameter in a range of about 1 to 10, more preferably in a range of about 1 to 6 or even in a range of about 1 to 4.
  • the diameter is in particular the diameter of the second From- Section or the cutting edge meant or the corresponding diagonal, if the cross section is not circular.
  • typical cutting materials for example of metal and / or ceramic
  • metal such as.
  • steel or carbide e.g., steel or carbide.
  • Hardened tool steel is particularly preferred because of its ease of manufacture, low tendency to break, and acceptable wear resistance.
  • High speed steel, such as HSS, is also suitable, especially since the wear resistance is higher than with tempered tool steel, but the tendency to break is higher and the production more expensive.
  • the engagement portion is round in cross-section, in particular circular, wherein the engagement portion has at least one circumferentially arranged engagement element, which is oriented inclined along the longitudinal axis of the punch.
  • the engagement element may be formed as a front and / or recess, which extends substantially obliquely to the longitudinal axis.
  • the engagement element as a groove or slot or as a web, etc. is formed.
  • the engagement section or the at least one engagement element is designed or constructed in such a way that a circumferential force applied to the engagement section by a tool, which acts on the engagement section or on the at least one engagement element substantially tangentially and transversely to the longitudinal axis, into a force is converted or deflected, which counteracts the punching direction acts on the punch, whereby ultimately a pushing out or pushing out of the punch is made possible from the workpiece after punching.
  • the force which acts circumferentially on the engagement section does not have a punctiform effect on its geometry, but rather preferably peripherally, which in particular results in a very exact withdrawal or pressing along the longitudinal axis, without jamming or the like.
  • the engagement portion is formed as a thread.
  • the thread is a metric thread, for example an M8 thread.
  • a diameter of the first portion is smaller than an outer diameter of the engagement portion.
  • This configuration facilitates the arrangement of a stamp receiving device as described below or a (peeling) tool, which is to be applied to the engagement portion, in particular on the thread, for removing the punch from a workpiece.
  • the tool or the punch holder
  • the tool can be easily slid over the first section, then screwed it, for example, in the case of a thread.
  • a diameter of the second portion is smaller than an outer diameter of the engagement portion. This advantageously makes it possible to use a simply constructed removal tool, which will be described in more detail below.
  • the first portion for example, frontally and / or circumferentially on an engagement region for the arrangement of a tool.
  • a slot, a cross slot or a hexagon socket is arranged frontally, which serves for the arrangement of a corresponding tool.
  • the first section can also be shaped in such a way that, for example, a nut can be attached.
  • the engagement area serves to unscrew the punch, for example, from a puller or, depending on the configuration of a corresponding punch receptacle for arrangement in the same.
  • the punch is designed such that the first section also has a cutting edge.
  • the first and the second section optionally have a different diameter or a different geometry, so that different contours can be punched with a punch.
  • the two cutting edges are also formed the same, wherein the punch can be reversed when one of the edges is worn etc.
  • the invention is also directed to a punch mandrel comprising a punch according to the invention and a punch holder, in which the punch is arranged or can be arranged.
  • an extension in particular in the form of a tip or a cone, is arranged or provided on the front side on the second section.
  • the punching forces can advantageously be reduced.
  • Other advantages of the tip are the centering effect between punch and die and the centering / positioning when attaching to the
  • the punch can be arranged positively and / or non-positively in the punch holder.
  • a possibly circumferential groove is provided, which cooperates with a spring-loaded ball or a snap ring, which is provided in the punch holder.
  • the punch is arranged or can be arranged in the punch receptacle via the engagement section, in particular therefore via the thread.
  • the punch is screwed into the punch holder.
  • the punch holder is expediently designed such that the second portion of the punch completely or at least partially protrudes from the punch holder along the punching direction.
  • the stamp receiver comprises or forms a pressure shoulder, wherein the pressure shoulder essentially forms or comprises a support surface which extends perpendicularly or substantially perpendicularly or transversely to the longitudinal axis and is designed to transmit the punching force, completely or at least partially, from the punch holder on the punch, in particular on the first section to ensure.
  • the invention is also directed to a punching tool comprising a punch mandrel according to the invention.
  • the punching tool is a hand-held device, as used for example in workshops for vehicle or body repair of motor vehicles.
  • the basic structure of such a tool, comprising a die, etc., is known in the art and therefore will not be further described herein.
  • the invention is further directed to a punching set comprising a punching tool according to the invention and a removal tool, wherein the removal tool has an arrangement section corresponding to the engagement section of the punch and a stop.
  • the arrangement section is expediently designed as a thread corresponding to the engagement section.
  • the puller tool is adapted to effect by rotation a withdrawal or pressing of the punch from a workpiece.
  • This extraction or pressing is effected, in particular, by the fact that the removal tool projects beyond the stop, in particular special on the workpiece or the workpiece surface itself, which is punched, can support.
  • the tangential or circumferentially acting force which is acted upon by the rotation of the Abziehwerkmaschines and which would generally cause the Abziehwerkmaschine moves in the direction of the workpiece surface, converted / deflected in a force which counter to the punching direction Punch out.
  • the removal tool is at least partially sleeve-shaped or substantially sleeve-shaped, wherein the stop is formed as a stop surface end on the sleeve.
  • the stop surface is annular and oriented substantially perpendicular to the longitudinal axis.
  • the arrangement section is, as already mentioned, designed as a threaded section, wherein the arrangement section is preferably at least as long, for example 1, 5 or 2 times as long as the engagement section.
  • the invention is further directed to a method for punching, in particular for punching sheets, in particular multi-layer and possibly also high-strength sheets, wherein a punch is used, which initially remains in the workpiece after punching, wherein the punch has circumferentially an engaging portion, and wherein the punch is removed by means of the engagement portion after punching out of the workpiece counter to a punching direction.
  • the method comprises the step that, after the actual punching operation, a punch holder, which serves for the arrangement of the punch during punching, is removed, in particular, unscrewed in the case of a threaded engaging portion. In the workpiece or in the punched hole is then only the punch.
  • the method expediently comprises the steps:
  • the removal of the stamping punch against the punching direction is thus effected by the geometry or the interaction of the stamping punch with the removal tool. It is particularly advantageous here that a force is generated by the use of the Abziehtechnikmaschines or the interaction of the arrangement portion with the engaging portion of the punch, which acts exactly or substantially exactly along the longitudinal axis. In this respect, no tilting or the like of the punch occurs, which on the one hand, the quality of the punched hole is good and on the other hand, the forces necessary for removing low holds.
  • the punching tool according to the invention for the punch mandrel according to the invention, the punching set according to the invention as well as for the inventive Procedures apply the advantages mentioned in connection with the punch and features analogous and corresponding as well as vice versa and with each other. Further advantages and features will become apparent from the following description of a punch or a punch mandrel or a punching tool or a method with reference to the accompanying figures.
  • FIG. 2 shows the configuration from FIG. 1 after the punching process
  • Fig. 3 the known from Figures 1 and 2 punch, as it is arranged in the workpiece after punching;
  • Fig. 4 the interaction of a puller with that of the
  • FIG. 5 shows the removal tool known from FIG. 4 with the punch completely removed from the workpiece
  • Fig. 6 another embodiment of a punch.
  • Fig. 1 shows in a perspective view, and shown partially in section, a punch mandrel, comprising a punch holder 20, in which a punch 10 is arranged.
  • the entire arrangement extends along a longitudinal axis L, wherein a punching direction is sketched by the reference symbol S and the corresponding arrow.
  • the punching mandrel is attached to a workpiece 50, for example on a (multilayer) sheet metal. assigns, wherein opposite the punching mandrel a die 60 on the workpiece or sheet 50 rests.
  • the punch 10 comprises a first portion 1 1 and a second portion 12, wherein an engagement portion 16 is disposed therebetween.
  • this has an external thread or is formed as a thread, which, however, is not shown in the illustration sketched here for reasons of clarity.
  • the second section 12 comprises a round, in particular circular, cutting edge 14, while the first section 11 has an engagement region 40, which can be seen in FIG. 1 as a small slot.
  • the reference numeral 22 is further outlined a pressure shoulder of the punch holder 20, which serves to distribute the punching force, which is finally transmitted via the punch holder 20 in or on the punch 10, evenly distributed (and for example not only on the engaging portion 16 of the punch 10).
  • FIG. 2 essentially shows the configuration known from FIG. 1 after the punching process.
  • the punch 10 has penetrated the workpiece 50 in this view and formed a punched block 52, which is trapped by the die 60, for example, or can be.
  • the punch holder 20 can now be removed from the punch 10, which is inserted in the workpiece 50, in particular be unscrewed.
  • Fig. 3 shows the punch 10 after removal of the punch receiving 20.
  • the engaging portion 16 which is preferably designed as a thread or includes a thread, a removal of the punch 10 against the punching direction S.
  • a removal tool 30 is now arranged on the punch 10.
  • the removal tool 30 is screwed on, wherein for this purpose it has an arrangement section 32, which has a geometry corresponding to the engagement section 16, in the present case, therefore, preferably designed as an internal thread.
  • the removal tool 30 has in the sentlichen a sleeve shape, wherein it ends along the punching direction S frontally in a stop or a stop surface 34 which rests against a surface of the workpiece 50. This forms, so to speak, the opposite stop. If the punch holder 30 is further rotated in this configuration, the punch 10 is moved out of the workpiece 50 counter to the punching direction S.
  • this advantageously has an engagement region 40 'which serves, for example, for the arrangement of an open-end wrench. While the threads of the engaging portion 16 and the arrangement portion 32 according to preferred embodiments, for. B. is an M8 thread, is a wrench size of the engagement portion 40 'z. B. 27 mm.
  • FIG. 5 shows how the punch 10 is now removed from the workpiece 50 counter to the punching direction S, it being well understood that, in particular by the arrangement or support of the removal tool 30 via the stop surface 34 on the workpiece 50, an exact moving out along the longitudinal axis L is possible without jamming or the like. About an engaging portion 40 in the punch 10 this can now be easily unscrewed from the punch holder 30. It can also be seen in this view, in particular in comparison to FIG. 4, that the arrangement section 32 is significantly longer than the engagement section 16, thereby ensuring that the punch 10 is held securely in the punch seat 30 even after removal from the workpiece 50 is.
  • Fig. 6 shows another embodiment of a punch 10, comprising a first portion 1 1, an engagement portion 16 and a second portion 12.
  • the end face of the second portion 12, which forms a cutting edge 14, a tip 15 is provided or arranged, whereby the Stamping forces can be reduced, since the flow properties of the workpiece are thereby positively influenced.

Landscapes

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

Abstract

Stanzstempel, welcher sich von einem ersten Abschnitt zu einem zweiten Abschnitt entlang einer Stanzrichtung erstreckt, wobei der zweite Abschnitt eine Schneidkante aufweist, und wobei zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Eingriffsabschnitt vorgesehen/ausgebildet ist, welcher ein Entfernen des Stanzstempels aus einem Werkstück entgegen der Stanzrichtung ermöglicht.

Description

Stanzstempel
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stanzstempel, einen Stanzdorn, ein Stanzwerkzeug, ein Stanz-Set sowie ein Verfahren zum Stanzen.
Im Karosserie- und Fahrzeugbau werden zunehmend hochfeste Bleche, insbesondere auch mehrlagige hochfeste Bleche, eingesetzt. Diese erschweren den Einsatz bekannter Stanzwerkzeuge, da sehr hohe Kräfte erforderlich sind, um den Stanzstempel nach dem Stanzen wieder zurückzuziehen. Gerade mehrlagige Bleche sind hierbei problematisch, insbesondere bei Verwendung unterschiedlicher Materialien, beispielsweise Aluminium und Stahl, da die verschiedenen Lagen ein unterschiedliches Fließverhalten aufweisen. Zwar sind auch Stanzwerkzeuge bekannt, welche durchaus hohe Rückzugskräfte bereitstellen können, beispielsweise über eine entsprechend ausgelegte Hydraulik, allerdings besteht dabei das Problem bzw. die Gefahr, dass die Stanzstempel, aufgrund deren Sprödheit, beim Heraus- bzw. Zurückziehen abreißen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stanzstempel, einen Stanzdorn, ein Stanzwerkzeug, ein Stanz-Set sowie ein Verfahren zum Stanzen anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und dabei einfach und kostengünstig sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Stanzstempel gemäß Anspruch 1 , durch einen Stanzdorn gemäß Anspruch 6, durch ein Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 8, durch ein Stanz-Set gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren zum Stanzen gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß erstreckt sich ein Stanzstempel von einem ersten Abschnitt zu einem zweiten Abschnitt entlang einer Stanzrichtung, wobei der zweite Abschnitt eine Schneidkante aufweist, und wobei zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Eingriffsabschnitt vorgesehen bzw. ausgebildet ist, welcher ein Entfernen des Stanzstempels aus einem Werkstück entgegen der Stanzrichtung ermöglicht. Mit Vorteil ist also direkt am Stanzstempel durch den Eingriffsabschnitt eine Möglichkeit gegeben, den Stanzstempel nach dem Stanzen aus dem Werkstück herauszuziehen oder herauszudrücken bzw. zu entfernen, wobei hierfür insbesondere ein geeignetes Werkzeug verwendet wird und nicht das Stanzwerkzeug selbst. Bezogen auf eine Längsachse des Stanzstempels ist der Eingriffsabschnitt bevorzugt umfänglich und, eine Gesamtlänge des Stanzstempels betrachtend, auch in etwa mittig angeordnet, was der Stabilität des Stanzstempels zugutekommt. Vorteilhafterweise ist der Stanzstempel bezogen auf seinen Durchmesser kurz, wodurch effektiv allein durch die Grundform des Stanzstempels ein Abreißen wirksam vermieden werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Abschnitt, welcher die Schneidkante ausbildet bzw. umfasst, rund, insbesondere kreisrund, bzw. auch oval, dreieckig, viereckig, oder allgemein mehreckig etc. Dies gilt analog und entsprechend auch für die Form bzw. Geometrie der Schneidkante. Bevorzugt ist auch der erste Abschnitt rund bzw. insbesondere kreisrund ausgebildet, kann aber ebenfalls unterschiedliche Geometrien aufweisen.
Typische Durchmesser des zweiten Abschnitts bzw. einer kreisringförmigen Schneidkante liegen in einem Bereich von etwa 2-12 mm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 4-10 mm. Dabei beträgt eine Länge des Stanzstempels etwa 10-40 mm, bevorzugt etwa 15-20 mm. Abhängig von dem Durchmesser bzw. einer Diagonalen der Schneidkante sind aber auch andere Längen realisierbar.
Bevorzugt liegt ein Verhältnis einer Länge des Stanzstempels zu dessen Durchmesser in einem Bereich von etwa 1 bis 10, besonders bevorzugt in einem Bereich von etwa 1 bis 6 oder sogar in einem Bereich von etwa 1 bis 4. Mit dem Durchmesser ist insbesondere der Durchmesser des zweiten Ab- Schnitts bzw. der Schneidkante gemeint bzw. auch die entsprechende Diagonale, wenn der Querschnitt nicht kreisrund ist.
Hinsichtlich des verwendeten Materials werden typische Schneidwerkstoffe, beispielsweise aus Metall und/oder Keramik, vorgeschlagen. Bevorzugt ist die Verwendung von Metall, wie z. B. Stahl oder Hartmetall. Besonders bevorzugt ist gehärteter Werkzeugstahl aufgrund der einfachen Herstellung, der geringen Bruchneigung und der akzeptablen Verschleißfestigkeit. Schnellar- beitsstahl, wie HSS, ist ebenfalls geeignet, insbesondere da die Verschleißfestigkeit höher ist als bei gehärtetem Werkzeugstahl, allerdings ist die Bruchneigung höher und die Herstellung teurer.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Eingriffsabschnitt im Querschnitt rund, insbesondere kreisrund, wobei der Eingriffsabschnitt zumindest ein umfänglich angeordnetes Eingriffselement aufweist, welches geneigt entlang der Längsachse des Stanzstempels orientiert ist. Das Eingriffselement kann als Vor- und/oder Rücksprung ausgebildet sein, welcher sich im Wesentlichen schräg zu der Längsachse erstreckt. Beispielsweise ist das Eingriffselement als Rille oder Schlitz oder als Steg etc. ausgebildet. Grundsätzlich ist der Eingriffsabschnitt bzw. das zumindest eine Eingriffselement dahingehend ausgelegt bzw. ausgebildet, dass eine durch ein Werkzeug auf den Eingriffsabschnitt aufgebrachte Umfangskraft, welche im Wesentlichen tangential und quer zur Längsachse auf den Eingriffsabschnitt bzw. auf das zumindest eine Eingriffselement wirkt, in eine Kraft umgewandelt bzw. umgelenkt wird, welche entgegen der Stanzrichtung auf den Stanzstempel wirkt, wodurch letztendlich ein Herausdrücken oder ein Herausschieben des Stanzstempels aus dem Werkstück nach dem Stanzen ermöglicht wird.
Hervorzuheben ist, dass die Kraft, die am Eingriffsabschnitt umfänglich wirkt, durch dessen Geometrie nicht punktuell, sondern bevorzugt umfänglich wirkt, wodurch insbesondere ein sehr exaktes Herausziehen- oder Drücken entlang der Längsachse erfolgt, ohne ein Verkanten oder dergleichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingriffsabschnitt als Gewinde ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da die Herstellung von Gewinden fertigungstechnisch gut beherrscht ist. Zudem lässt sich beispielsweise über die Steigung des Gewindes sehr genau die Werkzeugkraft einstellen, welche nötig ist, um den Stanzstempel aus dem Werkstück herauszuziehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gewinde ein metrisches Gewinde, beispielsweise ein M8- Gewinde.
Bevorzugt ist ein Durchmesser des ersten Abschnitts kleiner als ein äußerer Durchmesser des Eingriffsabschnitts. Diese Konfiguration erleichtert die Anordnung einer wie nachfolgend noch beschriebenen Stempelaufnahme oder eines (Abzieh-)Werkzeugs, welches am Eingriffsabschnitt, insbesondere am Gewinde, angesetzt werden soll, zum Entfernen des Stanzstempels aus einem Werkstück. Mit anderen Worten kann das Werkzeug (oder die Stempelaufnahme) einfach über den ersten Abschnitt geschoben werden, um es dann beispielsweise im Fall eines Gewindes, aufzuschrauben.
Zweckmäßigerweise ist ein Durchmesser des zweiten Abschnitts kleiner als ein äußerer Durchmesser des Eingriffsabschnitts. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Verwendung eines einfach aufgebauten Abziehwerkzeugs, welches im Folgenden noch genauer beschrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Abschnitt, beispielsweise stirnseitig und/oder umfänglich einen Eingriffsbereich zur Anordnung eines Werkzeugs auf. Beispielsweise ist stirnseitig ein Schlitz, ein Kreuzschlitz oder auch ein Innensechskant angeordnet, welcher der Anordnung eines entsprechenden Werkzeugs dient. Umfänglich kann der erste Abschnitt ebenfalls derart geformt sein, dass beispielsweise eine Nuss angesetzt werden kann. Mit Vorteil dient der Eingriffsbereich dazu, den Stanzstempel beispielsweise aus einem Abziehwerkzeug herauszudrehen bzw. je nach Ausgestaltung einer entsprechenden Stempelaufnahme zur Anordnung in derselben. Gemäß einer Ausführungsform ist der Stanzstempel dahingehend ausgebildet, dass auch der erste Abschnitt eine Schneidkante aufweist. In diesem Fall weisen der erste und der zweite Abschnitt ggf. einen unterschiedlichen Durchmesser bzw. eine unterschiedliche Geometrie auf, sodass mit einem Stanzstempel unterschiedliche Konturen gestanzt werden können. Alternativ sind die beiden Schneidkanten auch gleich ausgebildet, wobei der Stanzstempel umgedreht werden kann, wenn eine der Kanten verschlissen ist etc.
Die Erfindung richtet sich auch auf einen Stanzdorn, umfassend einen erfindungsgemäßen Stanzstempel sowie eine Stempelaufnahme, in welcher der Stanzstempel angeordnet oder anordenbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist stirnseitig am zweiten Abschnitt ein Fortsatz, insbesondere in Form einer Spitze bzw. eines Kegels, angeordnet bzw. vorgesehen. Dadurch können mit Vorteil die Stanzkräfte reduziert werden. Weitere Vorteile der Spitze sind die Zentrierwirkung zwischen Stempel und Matrize und die Zentrierung/ Positionierung beim Ansetzen an das
Blech/Werkstück.
Zweckmäßigerweise kann der Stanzstempel form- und/oder kraftschlüssig in der Stempelaufnahme angeordnet werden. Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise im Bereich des ersten Abschnitts eine, ggf. umlaufende, Nut vorgesehen, welche mit einer federbelasteten Kugel oder einem Sprengring zusammenwirkt, der bzw. die in der Stempelaufnahme vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stanzstempel über den Eingriffsabschnitt, insbesondere also über das Gewinde, in der Stempelaufnahme angeordnet bzw. anordenbar. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau des Stanzdorns, da insbesondere der Stanzstempel wenig Funktionsflächen aufweisen muss. Bevorzugt wird der Stanzstempel in die Stempelaufnahme eingeschraubt. Die Stempelaufnahme ist zweckmäßigerweise derart gestaltet, dass der zweite Abschnitt des Stanzstempels ganz oder zumindest teilweise aus der Stempelaufnahme entlang der Stanzrichtung herausragt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Stempelaufnahme eine Druckschulter bzw. bildet diese aus, wobei die Druckschulter im Wesentlichen eine Abstützfläche bildet bzw. umfasst, welche sich senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht oder quer zur Längsachse erstreckt und ausgelegt ist, die Übertragung der Stanzkraft, ganz oder zumindest teilweise, von der Stempelaufnahme auf den Stanzstempel, insbesondere auf den ersten Abschnitt, sicherzustellen.
Die Erfindung richtet sich auch auf ein Stanzwerkzeug, umfassend einen erfindungsgemäßen Stanzdorn. Insbesondere handelt es sich bei dem Stanzwerkzeug um ein Handgerät, wie es beispielsweise in Werkstätten zur Fahrzeug- bzw. Karosserieinstandsetzung von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der grundlegende Aufbau eines derartigen Werkzeugs, umfassend eine Matrize etc., ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird daher vorliegend nicht weiter beschrieben.
Die Erfindung richtet sich weiter auf ein Stanz-Set, umfassend ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug sowie ein Abziehwerkzeug, wobei das Abziehwerkzeug einen zum Eingriffsabschnitt des Stanzstempels korrespondierenden Anordnungsabschnitt und einen Anschlag aufweist. Zweckmäßigerweise ist der Anordnungsabschnitt als zum Eingriffsabschnitt korrespondierendes Gewinde ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Abziehwerkzeug ausgelegt, durch Rotation ein Herausziehen- oder Drücken des Stanzstempels aus einem Werkstück zu bewirken. Dieses Herausziehen- oder Drücken wird insbesondere dadurch bewirkt, dass sich das Abziehwerkzeug über den Anschlag, insbe- sondere an dem Werkstück bzw. der Werkstückoberfläche selbst, welches gestanzt wird, abstützen kann. Hierbei wird die tangential bzw. umfänglich wirkende Kraft, welche durch die Rotation des Abziehwerkzeugs wirkt bzw. aufgebracht wird und welche grundsätzlich dazu führen würde, dass sich das Abziehwerkzeug in Richtung der Werkstückoberfläche bewegt, in eine Kraft umgewandelt/umgelenkt, welche entgegen der Stanzrichtung den Stanzstempel herausdrückt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass es grundsätzlich unerheblich ist, ob das Gewinde als Links- oder als Rechtsgewinde ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Abziehwerkzeug zumindest bereichsweise hülsenförmig bzw. im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet, wobei der Anschlag als Anschlagfläche endseitig an der Hülse ausgebildet ist. Insbesondere ist die Anschlagfläche ringförmig ausgebildet und im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse orientiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Anordnungsabschnitt, wie bereits erwähnt, als Gewindeabschnitt ausgebildet, wobei der Anordnungsabschnitt bevorzugt zumindest so lang, beispielsweise 1 ,5- oder 2mal so lang, wie der Eingriffsabschnitt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Stanzstempel nach dem Herausdrehen aus dem Werkstück im Abziehwerkzeug gehalten ist. Um den Stanzstempel aus dem Abziehwerkzeug zu entfernen, kann mit Vorteil der stirnseitig am ersten Abschnitt vorhandene Eingriffsbereich des Stanzstempels verwendet werden.
Die Erfindung richtet sich weiter auf ein Verfahren zum Stanzen, insbesondere zum Stanzen von Blechen, insbesondere von mehrlagigen und ggf. auch hochfesten Blechen, wobei ein Stanzstempel verwendet wird, welcher nach dem Stanzen zunächst im Werkstück verbleibt, wobei der Stanzstempel umfänglich einen Eingriffsabschnitt aufweist, und wobei der Stanzstempel mittels des Eingriffsabschnitts nach dem Stanzen aus dem Werkstück entgegen einer Stanzrichtung entfernt wird. Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren den Schritt, dass nach dem eigentlichen Stanzvorgang eine Stempelaufnahme, welche der Anordnung des Stanzstempels beim Stanzen dient, entfernt wird, insbesondere, bei einem als Gewinde ausgebildeten Eingriffsabschnitt, abgeschraubt wird. In dem Werkstück bzw. in dem gestanzten Loch steckt dann allein der Stanzstempel.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren die Schritte:
- Anordnen, insbesondere Aufschrauben, eines Abziehwerkzeugs auf den Eingriffsabschnitt bis ein Anschlag erreicht, an welchem sich das Abziehwerkzeug abstützen kann, wobei der Anschlag insbesondere durch die Werkstückoberfläche des Werkstücks gebildet wird;
- Weiteres Anordnen, insbesondere Weiterdrehen, des Abziehwerkzeugs, sodass bzw. wodurch der Stanzstempel aus dem Werkstück herausgedrückt wird.
Zweckmäßigerweise wird durch die Geometrie bzw. das Zusammenwirken des Stanzstempels mit dem Abziehwerkzeug also das Entfernen des Stanzstempels entgegen der Stanzrichtung bewirkt. Besonders von Vorteil ist es hierbei, dass durch die Verwendung des Abziehwerkzeugs bzw. das Zusammenwirken dessen Anordnungsabschnitts mit dem Eingriffsabschnitt des Stanzstempels eine Kraft erzeugt wird, welche exakt bzw. im Wesentlichen exakt entlang der Längsachse wirkt. Insofern tritt kein Verkanten oder dergleichen des Stanzstempels ein, was zum einen der Qualität des gestanzten Loches zu Gute kommt und zum anderen die zum Entfernen nötigen Kräfte niedrig hält.
In der Folge kann mit einem äußerst einfachen mechanischen Aufbau ein effektives Stanzverfahren realisiert werden. Stanzwerkzeuge, welche hohe Rückzugskräfte bereitstellen, sind nicht mehr notwendig, da die Geometrie des Stanzstempels einen gänzlich anderen Ansatz ermöglicht.
Für den erfindungsgemäßen Stanzdorn, das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug, das erfindungsgemäße Stanz-Set sowie für das erfindungsgemäße Verfahren gelten die im Zusammenhang mit dem Stanzstempel erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend sowie umgekehrt und untereinander. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Stanzstempels bzw. eines Stanzdorns bzw. eines Stanzwerkzeugs bzw. eines Verfahrens mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
Es zeigen:
Fig. 1 : eine Anordnung eines Stanzdorns nebst Matrize an einem
Werkstück in einer perspektivischen Darstellung vor dem Stanzen;
Fig. 2: die Konfiguration aus Fig. 1 nach dem Stanzvorgang;
Fig. 3: den aus den Figuren 1 und 2 bekannten Stanzstempel, wie er nach dem Stanzen in dem Werkstück angeordnet ist;
Fig. 4: das Zusammenwirken eines Abziehwerkzeugs mit dem aus den
Figuren 1 bis 3 bekannten Stanzstempel;
Fig. 5: das aus Fig. 4 bekannte Abziehwerkzeug mit dem vollständig aus dem Werkstück entfernten Stanzstempel;
Fig. 6: eine weitere Ausführungsform eines Stanzstempels.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung, und teilweise geschnitten dargestellt, einen Stanzdorn, umfassend eine Stempelaufnahme 20, in welcher ein Stanzstempel 10 angeordnet ist. Die gesamte Anordnung erstreckt sich entlang einer Längsachse L, wobei mit dem Bezugszeichen S und dem entsprechenden Pfeil eine Stanzrichtung skizziert ist. Der Stanzdorn ist an einem Werkstück 50, beispielsweise an einem (mehrlagigen) Blech, ange- ordnet, wobei gegenüberliegend dem Stanzdorn eine Matrize 60 am Werkstück bzw. Blech 50 anliegt. Der Stanzstempel 10 umfasst einen ersten Abschnitt 1 1 und einen zweiten Abschnitt 12, wobei dazwischenliegend ein Eingriffsabschnitt 16 angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist dieser ein Außengewinde auf bzw. ist als Gewinde geformt, welches allerdings in der hier skizzierten Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt ist. Der zweite Abschnitt 12 umfasst eine runde, insbesondere kreisrunde, Schneidkante 14, während der erste Abschnitt 1 1 einen Eingriffsbereich 40 aufweist, der in der Fig. 1 als kleiner Schlitz zu erkennen ist. Mit dem Bezugszeichen 22 ist weiter eine Druckschulter der Stempelaufnahme 20 skizziert, welche dazu dient, die Stanzkraft, welche letztendlich über die Stempelaufnahme 20 in bzw. auf den Stanzstempel 10 übertragen wird, gleichmäßiger zu verteilen (und beispielsweise nicht nur über den Eingriffsabschnitt 16 des Stanzstempels 10).
Fig. 2 zeigt im Wesentlichen die aus Fig. 1 bekannte Konfiguration nach dem Stanzvorgang. Der Stanzstempel 10 hat in dieser Ansicht das Werkstück 50 durchdrungen und einen Stanzbutzen 52 geformt, welcher beispielsweise durch die Matrize 60 aufgefangen wird oder werden kann. Die Stempelaufnahme 20 kann nun von dem Stanzstempel 10, welcher in dem Werkstück 50 steckt, entfernt werden, insbesondere abgeschraubt werden.
Fig. 3 zeigt den Stanzstempel 10 nach Entfernen der Stempelaufnahme 20. Zweckmäßigerweise ermöglicht nun der Eingriffsabschnitt 16, welcher bevorzugt als Gewinde ausgebildet ist bzw. ein Gewinde umfasst, ein Entfernen des Stanzstempels 10 entgegen der Stanzrichtung S.
In der Fig. 4 ist nun ein Abziehwerkzeug 30 auf dem Stanzstempel 10 angeordnet. Insbesondere ist das Abziehwerkzeug 30 aufgeschraubt, wobei es hierfür einen Anordnungsabschnitt 32 aufweist, welcher eine zum Eingriffsabschnitt 16 korrespondierende Geometrie aufweist, vorliegend also bevorzugt als Innengewinde ausgebildet ist. Das Abziehwerkzeug 30 weist im We- sentlichen eine Hülsenform auf, wobei es entlang der Stanzrichtung S stirnseitig in einem Anschlag bzw. einer Anschlagfläche 34 endet, welche an einer Oberfläche des Werkstücks 50 anliegt. Diese bildet sozusagen den Ge- gen-Anschlag. Wird nun in dieser Konfiguration die Stempelaufnahme 30 weiter gedreht, wird der Stanzstempel 10 entgegen der Stanzrichtung S aus dem Werkstück 50 bewegt. Um die erforderliche Kraft auf das Abziehwerkzeug 30 aufzubringen, weist dieses mit Vorteil einen Eingriffsbereich 40' auf, welcher beispielsweise der Anordnung eines Maulschlüssels dient. Während das Gewinde des Eingriffsabschnitts 16 bzw. des Anordnungsabschnitts 32 gemäß bevorzugten Ausführungsformen z. B. ein M8-Gewinde ist, beträgt eine Schlüsselweite des Eingriffsbereichs 40' z. B. 27 mm.
Fig. 5 zeigt abschließend, wie der Stanzstempel 10 nun entgegen der Stanzrichtung S aus dem Werkstück 50 entfernt ist, wobei gut nachvollziehbar ist, dass insbesondere durch die Anordnung bzw. Abstützung des Abziehwerkzeugs 30 über dessen Anschlagfläche 34 an dem Werkstück 50 ein exaktes Herausbewegen entlang der Längsachse L möglich ist, ohne ein Verkanten oder dergleichen. Über einen Eingriffsbereich 40 im Stanzstempel 10 kann dieser nun leicht aus der Stempelaufnahme 30 herausgedreht werden. Zu erkennen ist in dieser Ansicht außerdem, insbesondere im Vergleich zu Fig. 4, dass der Anordnungsabschnitt 32 deutlich länger ist als der Eingriffsabschnitt 16, wodurch sichergestellt ist, dass der Stanzstempel 10 auch nach dem Entfernen aus dem Werkstück 50 sicher in der Stempelaufnahme 30 gehalten ist.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stanzstempels 10, umfassend einen ersten Abschnitt 1 1 , einen Eingriffsabschnitt 16 sowie einen zweiten Abschnitt 12. Stirnseitig am zweiten Abschnitt 12, welcher eine Schneidkante 14 ausbildet, ist eine Spitze 15 vorgesehen bzw. angeordnet, wodurch die Stanzkräfte reduziert werden können, da die Fließeigenschaften des Werkstücks hierdurch positiv beeinflusst werden. Bezugszeichenliste
10 Stanzstempel
1 1 erster Abschnitt
12 zweiter Abschnitt
14 Schneidkante
15 Spitze
16 Eingriffsabschnitt
20 Stempelaufnahme
22 Druckschulter
30 Abziehwerkzeug
32 Anordnungsabschnitt
34 Anschlag, Anschlagfläche
40, 40' Eingriffsbereich
50 Werkstück
52 (Stanz-)Butzen
60 Matrize
L Längsachse
S Stanzrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Stanzstempel (10),
welcher sich von einem ersten Abschnitt (1 1 ) zu einem zweiten Abschnitt (12) entlang einer Stanzrichtung (S) erstreckt,
wobei der zweite Abschnitt (12) eine Schneidkante (14) aufweist, und
wobei zwischen dem ersten Abschnitt (1 1 ) und dem zweiten Abschnitt (12) ein Eingriffsabschnitt (16) vorgesehen/ausgebildet ist,
welcher ein Entfernen des Stanzstempels (10) aus einem Werkstück (50) entgegen der Stanzrichtung (S) ermöglicht.
2. Stanzstempel (10) nach Anspruch 1 ,
wobei der Eingriffsabschnitt (16) im Querschnitt rund ist, und
wobei der Eingriffsabschnitt (16) zumindest ein umfänglich angeordnetes Eingriffselement aufweist, welches geneigt entlang einer Längsachse (L) des Stanzstempels (10) orientiert ist.
3. Stanzstempel (10) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Eingriffsabschnitt (16) als Gewinde ausgebildet ist.
4. Stanzstempel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Durchmesser des ersten Abschnitts (1 1 ) kleiner ist als ein äußerer Durchmesser des Eingriffsabschnitts (16).
5. Stanzstempel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste Abschnitt (1 1 ) einen Eingriffsbereich (40) zur Anordnung eines Werkzeugs aufweist.
6. Stanzdorn,
umfassend einen Stanzstempel (10) nach einem der Ansprüche 1 -5 sowie eine Stempelaufnahme (20) in welcher der Stanzstempel (10) angeordnet oder anordenbar ist.
7. Stanzdorn nach Anspruch 6,
wobei der Stanzstempel (10) über den Eingriffsabschnitt (16) in der Stempelaufnahme (20 angeordnet oder anordenbar ist.
8. Stanzwerkzeug,
umfassend einen Stanzdorn nach einem der Ansprüche 6-7.
9. Stanz-Set,
umfassend ein Stanzwerkzeug nach Anspruch 8 sowie ein Abziehwerkzeug (30),
wobei das Abziehwerkzeug (30) einen zum Eingriffsabschnitt (16) korrespondierenden Anordnungsabschnitt (32) und einen Anschlag (34) aufweist.
10. Stanz-Set nach Anspruch 9,
wobei das Abziehwerkzeug (30) ausgelegt ist, durch Rotation ein Herausziehen des Stanzstempels (10) aus einem Werkstück (50) zu bewirken.
1 1 . Stanz-Set nach einem der Ansprüche 9-10,
wobei das Abziehwerkzeug (30) zumindest bereichsweise hülsenförmig ist, und
wobei der Anschlag (34) als Anschlagfläche endseitig an der Hülse ausgebildet ist.
12. Stanz-Set nach einem der Ansprüche 9-1 1 ,
wobei der Anordnungsabschnitt (32) als Gewindeabschnitt ausgebildet ist, und wobei der Anordnungsabschnitt (32) bevorzugt zumindest so lang wie der Eingriffsabschnitt (16) ist.
13. Verfahren zum Stanzen,
wobei ein Stanzstempel (10) verwendet wird, welcher nach dem Stanzen in einem Werkstück (50) verbleibt,
wobei der Stanzstempel (10) umfänglich einen Eingriffsabschnitt (16) aufweist, und
wobei der Stanzstempel (10) mittels des Eingriffsabschnitts (16) nach dem Stanzen aus dem Werkstück (50) entgegen einer Stanzrichtung (S) entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
umfassend den Schritt:
- Aufschrauben eines Abziehwerkzeugs (30) auf den Eingriffsabschnitt (16) bis ein Anschlag erreicht ist, an welchem sich das Abziehwerkzeug (3) abstützen kann;
- Weiterdrehen des Abziehwerkzeugs (30), sodass/wodurch der Stanzstempel (10) aus dem Werkstück (50) herausgedrückt wird.
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