BESCHREIBUNG
TITEL
Verfahren zum gratfreien Schneiden von Blechen
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gratfreien Schneiden von Blechen, bei welchem das Blech entlang der gewünschten Schneidlinie mit einem Prägestempel und einer Prägematritze ohne gegenseitige Durchdringung derselben unter Ausbildung einer Stufe in einer ersten Richtung zunächst nur verpresst und erst nachfolgend mit einem Schneidstempel und einer Schneidmathtze in der entgegengesetzten Richtung vollends durchtrennt wird, und wobei zwischen dem Schneidstempel und der Schneidmatritze ein Schneidspalt vorgesehen ist.
STAND DER TECHNIK
Beim konventionellen Schneiden von Blechen mittels eines Schneidstempels und einer zu diesem komplementären Schneidmatritze durchdringen sich diese Schneidmittel gegenseitig, indem der Schneidstempel z.B ein Stück weit in die Schneidmatritze eintaucht. Damit dies ohne die Gefahr einer Kollission möglich ist, wird zwischen den Schneidmitteln stets ein Schneidspalt vorgesehen. Je grösser dieser Spalt gewählt wird, desto geringer ist die Kollissionsgefahr. Auf Grund des Schneidspalts kommt es andererseits jedoch zu einem teilweisen Abreissen des Bleches in der Spaltzone unter Ausbildung eines Grates. Derartige Grate sind unerwünscht, weil sie zu Problemen bei der weiteren Verarbeitung der Teile führen können und auch am Endprodukt in der Regel nicht toleriert werden. Allzu gross darf der Schneidspalt daher auch nicht gewählt werden. Typischerweise wird der Schneidspalt auf einige wenige Prozent der Blechdicke und höchstens auf etwa 10 % der Blechdicke eingestellt.
Fig 1 a) zeigt als Beispiel einen konventionellen Schneidprozess an einem sogenannten Aerosoldom aus einem dünnen Blech 10, wie er nach weiteren Umformschritten an Spraydosen zur Aufnahme und Halterung des Ventilteilers verwendet wird Das Blech 10 hat hierbei z B eine Dicke von 0 30 mm oder ist allenfalls noch etwas dunner Unter anderem muss in einer Fertigungsstufe dieser Aerosoldome deren ausserer Rand beschnitten werden 20 bezeichnet den hierzu verwendeten Schneidstempel und 30 eine zu diesem komplementäre Schneidmatrize, von denen in Fig 1 allerdings nur die für die weitere Betrachtung relevanten Teile dargestellt sind Ein Schneidspalt zwischen zwischen dem Schneidstempel 20 und der Scneidmatπtze 30 ist mit 50 bezeichnet
Fig 1 b) zeigt in einer Ausschnittsvergrosserung A von Fig 1 a) Details der Verhaltnisse am Schneidspalt 50 in einer Art Momentaufnahme, in welcher der nach dem Beschneiden verbleibende Teil 11 des Aerosoldomes, im folgenden auch Rohling genannt, von dem Beschneidabfall 12 bereits getrennt ist Mit D ist die Dicke des Blechs 10 und mit ^ die Breite des Schneidspaltes 50 bezeichnet Die Bewegungsrichtung der Schneidmatritze 30 gegenüber dem hier als ruhend angenommenen Schneidstempel 20 ist mit dem Pfeil 60 angegeben Beim Trennen der beiden Blechteile 11 und 12 voneinander ist es einerseits zu einer durchaus erwünschten Verrundung 13 an der in Bewegungsrichtung 50 vorderen Kante des Rohlings 11 , andererseits aber auch zu der erwähnten, unerwünschten Gratbildung mit einem Grat 14 an dessen rückwärtiger Abrisskante gekommen
Vermeiden lasst sich ein solcher Grat 14 mit einem zweistufigen Verfahren der eingangs genannten Art, welches auch als Konterschneiden bezeichnet wird Fig 2a) und Fig 2b) verdeutlichen die beiden Verfahrensschritte des Konterschneidens, wobei die beiden Figuren wieder Detaildarstellungen der Art von Fig 1 b) sind Gemass Fig 2a) wird das Blech 10 in einem ersten Verfahrensschritt entlang der gewünschten Schneidlime 70 mit einem Prägestempel 80 und einer Pragematntze 90 jedoch ohne gegenseitige Durchdringung dieser Mittel, und unter Ausbildung einer Stufe 100 in einer ersten Richtung nur verpresst Die Verformungsrichtung ist in Fig 2a) entsprechend der Bewegung des Prägestempels 80 angenommen und mit dem Pfeil 110 bezeichnet Die Pragematntze 90 ist als ruhend angenommen Erst nachfolgend wird das Blech 10 gemass Fig 2b) in einem zweiten Verfahrensschritt mit einem Schneidstempel 120 und einer Schneidmatritze 130 der Art von Fig 1 , diesmal jedoch in der entgegengesetzten Richtung, in die Teile 11 und 12 durchtrennt Zur Verdeutlichung dieses Richtungswechseis ist mit dem Pfeil 140 wieder die
Bewegungsrichtung des Stempels, d.h. hier des Schneidstempels 120 gegenüber der Schneidmatritze 130, bezeichnet. In der werkzeugtechnischen Praxis wird man jedoch eher den Schneidstempel 120 festhalten und die Schneidmatritze 130 von oben nach unten bewegen, damit die als Abfall anfallenden Teile nach unten fallen und aus dem Werkzeug einfach entfernt werden können. Zwischen dem Schneidstempel 120 und der Schneidmatritze 130 ist auch hierbei wieder ein Schneidspalt 150 vorgesehen. Ein Grat wird bei dieser Art des Schneidens jedoch vermieden, indem die bezüglich der Richtung 140 hintere Kante des Rohlings 11 durch das vorgängige stufige Verpressen in der Richtung 110 eine Verrundung 15 erfahren hat. Im zweiten Verfahren seh ritt erhält die in Richtung 140 vordere Kante eine Verrundung 16.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schlägt ebenfalls ein Verfahren zum gratfreien Schneiden von Blechen vor, bei welchem das Blech entlang der gewünschten Schneidlinie mit einem Prägestempel und einer Prägematritze ohne gegenseitige Durchdringung derselben unter Ausbildung einer Stufe in einer ersten Richtung zunächst nur verpresst und erst nachfolgend mit einem Schneidstempel und einer Schneidmatritze in der entgegengesetzten Richtung vollends durchtrennt wird, und wobei zwischen dem Schneidstempel und der Schneidmatritze ein Schneidspalt vorgesehen ist. Erfindungsgemäss ist hierbei jedoch vorgesehen, dass sich der Prägestempel und die Prägematritze gegenseitig überlappen.
Hierdurch wird es möglich, das Blech entlang der gewünschten Schneidlinie wesentlich stärker, d.h. auf eine geringere Restdicke zu verpressen als dies beim Konterscheiden möglich ist. Durch die geringere Restdicke kann dann im zweiten Verfahrensschritt, auch wieder im Vergleich mit dem Konterschneiden, ein grösserer Schneidspalt zwischen dem Schneidstempel und der Schneidmatritze eingestellt werden.
Beim Konterschneiden kann die im ersten Schritt des Verfahrens vorgenommene . Verpressung des Blechs unter Ausbildung einer Stufe entlang der gewünschten Schneidlinie, insbesondere bei dünneren Blechen mit Dicken um 0.3 mm oder weniger, nur sehr vorsichtig ausgeführt werden, weil das Blech ansonsten bereits in diesem Schritt reisst. Im Bereich der Schneidlinie ergibt sich beim Konterschneiden eine eher geringe Reduktion der Blechdicke. Entsprechend kann die Breite b2 des Schneidspaltes 150 im zweiten Verfahrensschritt wegen der zu durchtrenπenden, immer noch recht erheblichen Blechdicke nicht wesentlich grösser
als die Breite bi des Schneidspalts 50 von Fig 1 b), d h auf allenfalls ca 10% der Blechdicke D, bemessen werden
Beim erfindungsgemassen Verfahren kann das Blech dagegen im Uberlappungsbereich von Prägestempel und Pragematntze auf lediglich noch 15% und 30% seiner Anfangsdicke verpresst und die Schneidspaltbreite im zweiten Verfahrensschritt auf bis zu 15% und 30% der Blechdicke eingestellt werden, ohne dass hierdurch die Schneidqua tat beeinträchtigt wird
Die Vergrosserung des Schneidspaltes hat den eingangs bereits angesprochenen Vorteil, dass zerstörerische Kollisionen zwischen Schneidstempel und Schneidmatritze weniger zu besorgen und/oder dass gegenseitige Verschiebungen von Schneidstempel und Schneidmatritze, beispielsweise auf Grund zu geringer Steifigkeit und Präzision des Werkzeugs oder der Presse, weitaus weniger kritisch sind
Wie beim Konterschneiden wird bei dem Verfahren nach der Erfindung ein Grat vermieden Auch enstehen am Rand des Rohlings wie beim Konterscheiden an beiden Kanten Verrundungen
In einer ersten bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Prägestempel durch eine Verrundung gebrochen und die Pragematntze entlang der gewünschten Schneidlime scharfkantig ausgebildet, so dass sichergestellt ist, dass das Blech im zweiten Verfahrensschritt an der durch die Pragematntze erzeugten scharfkantigen Ecke reisst, die insofern eine Art Sollbruchlime darstellt Die verrundete Form des Prägestempels verhindert andererseits, dass das Blech nicht schon im ersten Verfahrensschritt durchbricht und/oder im zweiten Verfahrensschritt unkontrolliert an der durch den Prägestempel erzeugten Ecke reisst
Die Ausbildung der Pragematntze scharfkantig und des Prägestempels verrundet ist lediglich eine Möglichkeit, das Reissen des Blechs im zweiten Verfahrensschritt entlang der gewünschten Schneidlime sicherzustellen Anstatt verrundet konnte der Prägestempel z B auch dadurch gebrochen sein, dass er mit einem Konus versehen oder facettiert ist Zusätzlich oder alternativ konnte auch er auch mit einem Schneidgrat entlang der gewünschten Schneidlime versehen sein Durch eine solche Ausbildung des Prägestempels
kann mit Vorteil auch die Bildung von Lackfaden beim Schneidprozess vermieden werden, die entstehen können, wenn die zu beschneidenden Teile vorlackiert sind
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird das Blech mit dem Prägestempel und der Pragematntze im Uberlappungsbereich derselben auf 15% - 30%, bevorzugt auf 25%, seiner Dicke verpresst
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidspalt zwischen dem Schneidstempel und der Schneidmatritze hinsichtlich seiner Breite entsprechend auf 15% - 30%, insbesondere jedoch auf etwa 25%, der Blechdicke eingestellt wird
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung naher erläutert werden
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN In der Zeichnung zeigen
Fig 1-2 jeweils unter a) und b) die bereits erläuterten Figuren zur Verdeutlichung der
Verhaltnisse beim Stand der Technik an einem Aerosoldom, Fig 3a) den ersten Schritt des erfindungsgemassen Verfahrens in einer Darstellung gemass Fig 2a), Fig 3b) den zweiten Schritt des erfindungsgemassen Verfahrens in einer Darstellung gemass Fig 2b) Fig 4a) den ersten Schritt des erfindungsgemassen Verfahrens in einer Darstellung gemass Fig 3a), jedoch mit einem modifizierten Prägestempel, Fig 4b) den zweiten Schritt des erfindungsgemassen Verfahrens mit dem modifizierten
Prägestempel in einer Darstellung gemass Fig 3b)
WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
Gemass Fig 3a) wird das Blech 10 in einem ersten Schritt bei dem erfindungsgemassen Verfahren entlang der gewünschten Schneidlime 160 mit einem Prägestempel 170 und einer Pragematntze 180, die sich gegenseitig überlappen aber sich gegenseitig nicht durchdringen unter Ausbildung einer verdünnten Zone 190 sowie einer Stufe 200 in einer ersten Richtung
nur verpresst Diese Verformungsrichtung ist in Fig 3a) wieder entsprechend der Bewegung des Prägestempels 170 angenommen und mit dem Pfeil 210 bezeichnet Der Prägestempel 170 ist an seiner wirksamen Kante bei 171 verrundet wahrend die Pragematntze 180 an ihrer wirksamen Kante bei 181 scharfkantig ausgebildet ist Entsprechend entsteht an dem Blech 10 einerseits eine abgerundete und andererseits eine scharfe Ecke oder Abstufung In der verdünnten Zone 190 weist das Blech nur noch eine Dicke d auf, welche etwa 15% bis 30%, insbesondere jedoch etwa 25%, der Blechdicke D entspricht Die gegenseitige Überlappung des Prägestempels 170 und der Pragematntze 180 und damit die Breite b3 der verdünnten Zone 190 betragt z B ebenfalls zwischen 15% und 30%, bevozugt auch wieder 25%, der Blechdicke D
Gemass Fig 3b) wird das Blech in einem zweiten, nachfolgenden Verfahrensschritt mit einem Schneidstempel 220 und einer Schneidmatritze 230 in der entgegengesetzten Richtung in die Teile 1 1 und 12 durchtrennt Zur Verdeutlichung dieses Richtungswechsels ist mit dem Pfeil 240 wieder die Bewegungsrichtung des Stempels, d h hier des Schneidstempeis 220 gegenüber der Schneidmatritze 230, bezeichnet, obwohl man in der Praxis den Schneidstempel 220 festhalten und die Schneidmatritze 230 von oben nach unten bewegen wurde, damit die als Abfall anfallenden Teile nach unten fallen und aus dem Werkzeug einfach entfernt werden können Zwischen dem Schneidstempel 220 und der Schneidmatritze 230 ist hierbei ein Schneidspalt 250 vorgesehen, der bezüglich seiner Breite b etwa entsprechend der gegenseitigen Überlappung b3 des Prägestempels 170 und der Pragematrrze 180 bzw der Breite der Zone 190 und damit vergleichsweise gross bemessen ist Indem der Prägestempel 170 verrundet und die Pragematntze 180 scharfkantig ausgebildet ist, wird jedoch sichergestellt, dass das Blech im zweiten Verfahrensschritt definiert an der durch die Pragematntze 180 erzeugten scharfkantigen Ecke reisst, wie dies in Fig 3b) auch dargestellt ist Eine Gratbildung wird vermieden Vielmehr entstehen am Rand des Rohlings 1 1 an beiden Kanten Verrundungen, die wieder mit 15 und 16 bezeichnet sind
Fig 4 zeigt unter a) und b) eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, wobei gemass Fig 4 a) der Prägestempel 170' etwas anders geformt ist und anstelle einer Verrundung bei 171' einen Konus sowie direkt entlang der gewünschten Schneidlime 160 noch ein scharfen Grat 172' aufweist Durch diese Ausbildung des Prägestempels wird der Vorteil erreicht, dass eine allfallig vorhandene Lackschicht 17 auf dem zu beschneidenden Blech 10 beim Pragevorgang im ersten Verfahrensschritt aus dem Bereich der gewünschten Schneidlime
160 verdrängt wird, so wie dies in Fig. 4a) auch erkennbar ist. Im nachfolgenden zweiten Verfahrensschritt gemass Fig. 4 b) erfolgt dann die Trennung des Blechs 10 in die Teile 1 1 und 12 sowohl ohne Gratbildung wie vorstehend beschrieben als auch ohne Bildung von Lackfäden (Fusseln). Es kann jedoch wieder ein breiter Schneidspalt belassen werden.
BEZEICHNUNGSLISTE
10 Blech
1 1 Rohling
12 Beschneidabfall
13 Verrundung
14 Grat
15 Verrundung
16 Verrundung
17 Lackschicht
20 Schneidstempel
30 Schneidmatritze
50 Schneidspalt
60 Bewegungsrichtung der Schneidmatritze 30
70 Schneidlinie
80 Prägestempel
90 Prägematritze
100 Stufe
110 Bewegungsrichtung des Prägestempels 80
120 Schneidstempel
130 Schneidmatritze
140 zur Bewegungsrichtung des Prägestempels entgegengesetzte Richtung
150 Schneidspalt
160 Schneidlinie
170 Prägestempel
171 Kante des Prägestempels 170
170' Prägestempel
171' Kante des Prägestempels 170
172' Grat am Prägestempel 170'
180 Prägematritze
181 scharfe Kante der Prägematritze
190 verdünnte * Zone
200 Stufe
210 Verformungsrichtung
220 Schneidstempel
230 Scheidmatritze
240 zur Verformungsrichtung entgegengesetzte Richtung
250 Schneidspalt
D Blechdicke d Blechdicke in der verdünnten Zone 190 bi Breite des Schneidspalts 50 b2 Breite des Schneidspalts 150 b3 Überlappung von Prägestempel 170 und Prägematritze 180 b4 Breite des Schneidspalts 250