DE69407129T2

DE69407129T2 - Abstreifvorrichtung und Stanzzusammenbau mit dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE69407129T2
Application number: DE69407129T
Authority: DE
Inventors: Oriya Fujita
Original assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Current assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: EP0646427A1; JPH07144237A; TW272952B; US5553524A; EP0646427B1; JP2669787B2; DE69407129D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstreifvorrichtung für ein Stanzwerkzeug und einen Stanzzusammenbau, welche dieselbe Abstreifvorrichtung verwenden.
Fig. 1 zeigt einen für eine Stanzpresse verwendeten herkömmlichen Stanzzusammenbau. Dieser Stanzzusammenbau 101 besteht hauptsächlich aus den drei Teilen eines Stanzkörpers 103, einer Stanzführung 105 und einer Druckfeder 107. Der Stanzkörper 103 ist ausgebildet mit einem Stanzschaftbereich 109, einem Stanzkopfhaltebereich 111 mit einem kleinen Durchmesser, ausgebildet an einer oberen Seite des Stanzschaftbereiches 109, und einem Schneidkantenbereich 113, welcher an einer unteren Seite des Stanzschaftbereiches 109 ausgebildet ist. Die Stanzführung 105 ist in hohler zylindrischer Form und ferner mit einem Flanschbereich 115 und einer Stanzführungsöffnung 117 für die Führung des Stanzschaftbereiches 109 des Stanzkörpers 103 in dessen axialer Richtung ausgebildet. Ferner ist die Stanzführung 105 mit einer Keilnut 119 an einer inneren Wandseite der Stanzführungsöffnung 117 so ausgebildet, um sich vom Flanschbereich 115 bis in die Nahe des unteren Endes der Stanzführung 105 zu erstrecken.
Ein Keil 121 ist an dem Stanzschaftbereich 109 angebracht, um mit der in der Stanzführung 105 ausgebildeten Keilnut 119 in Eingriff zu sein. Deshalb ist der der Stanzführungsöffnung 117 der Stanzführung 105 eingepaßte Stanzschaftbereich 109 nur in axialer Richtung gleitend beweglich, und ohne Rotation unter der Hemmung des am Stanzkörper 103 angebrachten Keiles 121, der mit der in der Stanzführung 105 ausgebildeten Keilnut 119 in Eingriff steht, beweglich.
Der Stanzkopfhaltebereich 111 des Stanzkörpers 103 setzt sich vom oberen Ende der Stanzführung 105 fort. Der Stanzkopfhaltebereich 111 des Stanzkörpers 103 ist mit einem Außengewindebereich 123 an dessen oberen Ende ausgebildet. Ein Stanzkopf 125 ist mit diesem Außengewindebereich 123 des Stanzkörpers 103 so verschraubt, daß die Höhe des Stanzkopfes 125 verstellt werden kann. Ferner ist der Stanzkopf 125 mit einem Flanschbereich 131 und einem unteren und außen befindlichen konischen Bereich 127 ausgebildet. Eine Vielzahl (zwei oder drei) von Schraubenlöchern 133 sind in dem Flanschbereich 131 des Stanzkopfes 125 in gleichen Winkelintervallen ausgebildet. Ferner ist ein flaches ringförmiges Befestigungsteil 129 auf einen im Stanzkopf 125 ausgebildeten unteren konischen Bereich 127 aufgesetzt.
Weiterhin ist ein Rückhalte-Bundring 137 einem sich verjüngenden Bereich 135 angepaßt, welcher zwischen dem Stanzschaftbereich 109 mit großem Durchmesser und dem Stanzkopfhaltebereich 111 mit kleinem Durchmesser des Stanzkörpers 103 ausgebildet ist. Der Rückhalte-Bundring 137 ist in seiner Mitte mit einem Flanschbereich 139 ausgebildet, dessen Außendurchmesser ungefähr dem des flachen ringförmigen Befestigungsteiles 129 entspricht. Der Flanschbereich 139 befindet sich in Kontakt mit dem Flanschbereich 115 der Stanzführung 105. Ein O-Ring (Dichtungsteil) 141 ist zwischen dem Außenumfang des zylindrischen Bereiches des Rückhalte-Bundringes 137, welcher sich nach unten vom Flanschbereich 139 fortsetzt, und dem inneren Umfang der Stanzführungsöffnung 117 der Stanzführung 105 eingesetzt, so daß der Rückhalte Bundring 137 entfernbar in die Stanzführungsöffnung 117 der Stanzführung 105 eingesetzt werden kann.
Die Druckfeder 107 ist zwischen dem auf den Stanzkopf 125 aufgesetzten flachen ringförmigen Befestigungsteil 129 und dem Flanschbereich 139 des Rückhalte-Bundringes 137 unter einer vorbestimmten Federkraft eingesetzt, um als ein Abstreifer des Stanzkörpers 103 zu wirken. Ferner kann diese Abstreifer-Druckfeder 107 durch eine andere Feder, wie z.B. eine Urethanfeder oder eine Scheibenfeder, etc. ersetzt werden.
Des weiteren ist die Stanzführung 105 mit einer außeren Keilnut 143 ausgebildet, die mit einem keil (nicht gezeigt) in Eingriff ist, welcher in einem Schneideisenhalter einer Stanzpresse ausgebildet ist, um die Winkelstellung der Stanzpresse relativ zum Schneideisen zu bestimmen.
Der obengenannte Stanzzusammenbau (außenformartig) 101 wird zusammen mit einem zugehörigen Schneideisen (innenformartig) als ein zweiteiliges Stanzwerkzeug verwendet. Wird der Stanzkopf 125 von einem Schlagwerkzeug (nicht gezeigt) der Stanzpresse getroffen, kann deshalb Plattenmaterial mit Hilfe des Stanzwerkzeuges ausgestanzt werden.
In dem obengenannten, wie oben beschrieben konstruierten herkömmlichen Stanzzusammenbau 101 muß, wenn eine große Abstreifkraft (oder -last) zum Stanzen erforderlich ist, eine Druckfeder 107 mit einer großen Federkonstante verwendet werden. Wenn z.B. eine Stanzkraft von 30 t für ein Plattenmaterial mit einer Dicke von 6 mm benötigt wird, betragt die erforderliche Abstreifkraft zum Abstreifen der Stanze vom gestanzten Plattenmaterial 3000 kg. Da die erforderliche gesamte Verformung (Kompressionshub) der Druckfeder 107 ungefahr 10 mm betragt, wird die Federkonstante der Druckfeder 107 in diesem Fall 300 kg/mm.
Um die Druckfeder 107 wie oben entsprechend stark zwischen dem Stanzkopf 125 und dem Rückhalte-Bundring 137 einzuspannen, um eine vorbestimmte Vorspannung (eine ursprüngliche Auslösekraft) zu erhalten, ist dementsprechend eine große Kraft erforderlich, um die Druckfeder 107 mit einer großen Federkonstante zu verformen.
Außerdem muß die Druckfeder 107 immer, wenn der Schneidkantenbereich 113 des Stanzkörpers 103 geschliffen wird, zwischen dem Stanzkopf 125 und dem Rückhalte Bundring 137 entfernt werden. Da der Innengewindebereich des Stanzkopfes 125 mit dem Außengewindebereich 123 des Stanzkopfhaltebereiches 111 des Stanzkörpers 105 aufgrund einer Keilwirkung des ringförmigen Befestigungsteils 129 gegen den konischen Bereich 127 des Stanzkopfes 125 fest im Eingriff ist, stellt sich jedoch in diesem Fall der Ausbau der Druckfeder 107 aus dem Stanzzusammenbau 101 so dar, daß: Erstens zwei Schrauben in die im Stanzkopf 125 ausgebildeten Schraubenlöcher 133 gedreht werden und dann die beiden Schrauben angezogen werden, um das ringförmige Befestigungsteil 129 von der Druckfeder 107 zu lösen, wobei die schwierige Arbeit und die große Arbeitskraft, welche zum Entfernen des Stanzkopfes 125 vom Stanzkörper 103 erforderlich ist, ein Problem darstellen.
Nachdem der Schneidkantenbereich 113 abgeschliffen wurde, ist, da die Lange des Stanzkörpers 103 aufgrund des Abschleifens verringert ist, eine ähnliche schwierige Arbeit und große Ausbaukraft erforderlich, obwohl die Gesamtlänge des Stanzzusammenbaus 101 wieder eingestellt werden muß.
Ferner ist die Druckfeder 107 üblicherweise ausgehend von maximalen Dicke des zu stanzenden Plattenmaterials ausgelegt. Wenn ein Plattenmaterial mit einer relativ geringen Dicke gestanzt wird, entsteht, da eine Abstreifkraft, hervorgerufen durch die Druckfeder 107, einigermaßen verringert ist (weil die Verformung der Druckfeder klein ist), deshalb ein anderes Problem dadurch, daß unvollständige Abstreifung häufig auftritt. Sobald diese unvollständige Abstreifung auftritt, kann der Stanzkörper 103 nicht aus dem gestanzten Plattenmaterial entfernt werden.
Des weiteren wurde neuerdings, um den während dem Stanzvorgang auftretenden Lärm zu vermindern, eine solche Stanzpresse entwickelt, bei der ein hydraulischer Antrieb eingesetzt wird, um den Stanzzusammenbau der Stanzpresse anzutreiben. In diesem Fall vergrößert sich, da die Stanzgeschwindigkeit verringert ist, die Fläche der zweiten Scheroberfläche (im weiteren Verlauf beschrieben) unvermeidlich, so daß das Material am Schneidkantenbereich der Stanze aufgrund von Haftung hängenbleibt, wodurch ein anderes Problem dadurch verursacht wird, daß eine unvollständige Abstreifung leicht auftritt.
Um die unvollständige Abstreifung, die entsteht, wenn dünnes Material gestanzt wird, zu vermindern, wäre es möglich, die ursprüngliche Druckkraft der Druckfeder 107, welche als eine Abstreifvorrichtung für ein Stanzwerkzeug verwendet wird, zu erhöhen. In diesem Fall müssen jedoch, da die Vorspannung der Druckfeder 107 übermäßig ansteigt, wenn dickes Material zu stanzen ist, die gestanzten Produkte mit Hilfe von zusätzlichen Plattenmaterialausstoßteilen ausgestoßen werden, wodurch ein anderes Problem dadurch verursacht wird, daß die gestanzten Produkte durch die Plattenmaterialausstoßteile beschädigt werden (Kerben oder Rillen). Gleichzeitig ist die Lebensdauer der Druckfeder relativ kurz, da eine große innere Spannung unvermeidbar erzeugt und in der Druckfeder 107 konzentriert wird, und dadurch das Zusammen- und Auseinandersetzen des Stanzzusammenbaus aufwendiger und schwieriger ist.
Ferner wäre es als ein anderes Verfahren zur Lösung des obengenannten Problemes möglich, eine Vielzahl von kleinen Druckfedern zu verwenden. In diesem Fall kann jedoch, da ein großer Druckfederhalterungsraum erforderlich ist, dieses Verfahren die verschiedenen zuvor genannten Probleme nicht grundsätzlich lösen.
In der EP-A1-622135, welche eine Dokument im Sinne von Art 54 (3) EPC IST, ist ein Stanzzusammenbau mit einem Stanzkörper und einer Stanzführung offenbart, ferner mit rotationsbewegungshemmenden Einrichtungen zur Hemmung einer rotatorischen Bewegung des Stanzkörpers in der Stanzführung und ferner mit einer Abstreifvorrichtung vom Typ Gaszylinder, umfassend einen Gaszylinder, wobei die Stanzführung an einem unteren Ende dieses Zylinders angebracht ist, wobei axialbewegungshemmende Vorrichtungen zur Hemmung einer axialen Bewegung dieses Kolbens in diesem Gaszylinder vorgesehen sind, und ferner mit rotationsbewegungshemmenden Vorrichtungen zur Hemmung einer rotatorischen Bewegung dieses Kolbens in diesem Zylinderkörper.
Ein ähnlicher Stanzzusammenbau ist aus der vorveröffentlichten US-A-4,292,869 bekannt, wobei die Abstreiffeder für die Stanze einen Flüssigkeitszylinder umfaßt, welcher mit einem mit der Stanze integral ausgebildeten Gasbehälter kommuniziert und welcher angepaßt ist, um mit Gas bis zu einem vorbestimmten Druck gefüllt zu werden, um eine erwünschte Abstreifkraft an der Stanze zu erhalten.
Mit diesen verschiedenen Problemen im Hintergrund, ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen haltbaren Stanzzusammenbau zu schaffen, an welchen und von welchem die Abstreifvorrichtung leicht anmontiert oder abmontiert werden kann und bei dem außerdem die Zusammenbaulänge des Stanzzusammenbaus leicht wieder eingestellt werden kann. Innerhalb der obengenannten Aufgaben ist der Stanzzusammenbau ausgelegt, um die unvollständige Abstreifung bei verschiedenen Plattenmaterialien von einer dünnen Platte bis zu einer dicken Platte zu eliminieren.
Die obengenannte Aufgabe wird durch die Vorrichtung im Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen und weitere Verbesserungen sind in den abhängigen Unteransprüchen 2-6 definiert.
Vorzugsweise sieht die vorliegende Erfindung einen Stanzzusammenbau vor, umfassend: einen mit einem Gas 7 gefüllten Gaszylinder 5 mit: einem Zylinderkopf 27; und einem luftdicht an einem unteren Bereich dieses Zylinderkopfes angebrachten Zylinderabschluß 17; einen Kolben 9 mit: einem Stanzkopf 11; einer Kolbenstange 15; und einem Stanzkörperbefestigungsbereich 21 ausgebildet mit einem Gewindebereich 23; axialbewegungshemmende Einrichtungen 13, 201 zur Hemmung einer axialen Bewegung dieses Kolbens in dem mit Gas gefüllten Gaszylinder; erste rotationsbewegungshemmende Einrichtungen 31; 205, 203 zur Hemmung einer Rotationsbewegung dieses Kolbens in dem Zylinderkörper, wobei eine Abstreifkraft der Abstreifvorrichtung aus einer elastischen Kraft erhalten wird, die dann erzeugt wird, wenn das Gas durch den Kolben in dem Gaszylinder für jeweils einen Stanzvorgang komprimiert wird; eine Stanzführung 33 ausgebildet mit einer hohlen Führungsöffnung 55 und an einem unteren Ende des Zylinderabschlußes 17 angebracht; einen Stanzkörper 19, welcher der hohlen Führungsöffnung der Stanzführung eingepaßt ist und welcher mit einer Schneidkante 63 an dessem unteren Ende und einem anderen Gewindebereich 61 ausgebildet ist, der mit dem unteren zugehörigen Gewindebereich 23, der am Stanzkörper-Befestigungsbereich 21 ausgebildet ist, in Eingriff ist; zweite rotationsbewegungshemmende Vorrichtungen 59, 57 zur Hemmung einer Rotationsbewegung des Stanzkörpers in der Stanzführung 33; und Einrichtungen, um die Zusammenbaulänge des Stanzzusammenbaus fein zu verstellen, wenn der Stanzzusammenbau zum Schleifen der Schneidkante des Stanzkörpers auseinandergebaut ist.
Ferner ist die zweite rotationsbewegungshemmende Einrichtung ein Keil 59, der am Stanzkörper 19 angebracht ist und im Eingriff mit einer Keilnut 57 steht, die in der Stanzführung 33 ausgebildet ist. Des weiteren umfaßt die Zusammenbau-Langenverstelleinrichtung: wenigstens einen Paßstift 41, der fest in einem Flansch 39 der Stanzführung 33 eingesetzt ist und verstellbar im Eingriff mit einer aus mehreren Paßöffnungen 43 ausgewahlten Paßöffnung steht, die im unteren Ende und entlang des Umfangs des Zylinderabschlusses 17 ausgebildet sind, wobei die Zusammenbaulange des Stanzzusammenbaus durch eine axiale Gewindeeingriffsbewegung zwischen dem Stanzkörper 19 und dem Stanzkörperbefestigungsbereich 21 des Kolbens verstellt wird.
Bei dem Stanzzusammenbau kann erfindungsgemaß, immer wenn der Stanzkopf von einem Schlagwerkzeug der Stanzpresse getroffen wird, da das Gas durch den in den Gaszylinder gedrückten Kolben komprimiert wird, eine elastische Kraft, wie in Fig. 4 gezeigt, vom Gaszylinder erzeugt werden. Da die Anstiegsrate (d.h. der Gradient oder die Federkonstante (KN/mm)) der elastischen Kraft (oder Druckkraft) (KN) des Kolbens bezüglich des Kolbenhubs (mm) (d.h., der Dicke der zu stanzenden Platte) ungefahr 1/2,5 mal kleiner ist als die der herkömmlichen Druckfeder, ist es in diesem Fall möglich, die Änderungsrate der Plattenauswurfskraft hinsichtlich der Änderungsrate der Plattendicke des gestanzten Arbeitsstückes zu verringern. Mit anderen Worten ist es möglich, eine relativ gleichförmige Plattenauswurfskraft zu erhalten, selbst wenn die Plattendicke des zu stanzenden Plattenmaterlals sich andert.
Ferner ist es bei dem erfindungsgemaßen Stanzzusammenbau möglich, da der Gasdruck als die Einrichtung, die die elastische Kraft erzeugt, anstelle der Druckfeder herangezogen wird, die Einrichtung, die die abstreifende Kraft erzeugt, vor einer konzentrierten inneren Spannung zu schützen.
Im erfindungsgemäßen Stanzzusammenbau ist es möglich, wenn der Stanzkörper auf die Abstreifvorrichtung montiert ist, eine zwischen der Abstreifvorrichtung und dem Stanzkörper eingesetzte axiale Kraft zu eliminieren. Weiterhin kann die Zusammenbaulange des Stanzzusammenbaus fein verstellt werden; indem die rotatorische Position der Abstreifvorrichtung relativ zum Stanzkörper verstellt wird.
Fig. 1 ist ein Querschnitt, der einen herkömmlichen Stanzzusammenbau mit einer Druckfeder zeigt;
Fig. 2 ist ein Querschnitt, der den Stanzzusammenbau mit einer ersten erfindungsgemaßen Ausführungsform der Abstreifvorrichtung für ein Stanzwerkzeug zeigt;
Fig. 3A ist ein Querschnitt, der nur die in Fig. 2 gezeigte Abstreifvorrichtung 2 zeigt, bei der der Stanzkörper entfernt ist;
Fig. 3B ist eine Unteransicht, die den in Fig. 3A gezeigten Zylinderabschluß zeigt, wenn man in Fig. 3A entlang des Pfeiles A blickt;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Spannkraft (Kraft) (KN) und der Verformung (Hub) (mm) der die abstreifende Kraft erzeugenden Einrichtung zeigt, wobei A die Beziehung für die erfindungsgemäße Abstreifvorrichtung (Gas) und B die Beziehung für die herkömmliche Abstreifvorrichtung (Druckfeder) bezeichnet;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Spannkraft (Abstreifkraft) (KN) und der Anzahl der Stanzungen zeigt, in der runde Markierungen die Beziehung für die erfindungsgemäße Abstreifvorrichtung (Gas) und viereckige Markierungen die Beziehung für die herkömmliche Abstreifvorrichtung (Druckfeder) repräsentieren;
Fig. 6A, 6B und 6C sind vergrößerte Seitenansichten, die jeweils den Schneidkantenbereich des Stanzkörpers zeigen, in denen Fig. 6A den zeigt, der erhalten wurde, nachdem der erfindungsgemaße Stanzzusammen bau N 223 mal verwendet wurde; Fig. 6B zeigt den, der erhalten wurde, nachdem der erfindungsgemäße Stanzzusammenbau N = 6351 mal verwendet wurde und Fig. 6C zeigt den, der erhalten wurde, nachdem der herkömmliche Stanzzusammenbau N = 223 mal verwendet wurde;
Fig. 7A, 7B und 7C sind vergrößerte Seitenansichten, die die erste Scherflache PS und die zweite Scherfläche SS an einer abgeschnittenen Oberfläche des jeweiligen Plattenmaterials zeigt, in denen Fig. 7A die Scherflächen zeigt, die erhalten wurden, nachdem das Plattenmaterial mit dem erfindungsgemäßen Stanzzusammenbau N = 223 mal gestanzt wurde; Fig. 6B zeigt die Scherflächen, die erhalten wurden, nachdem das Plattenmaterial mit dem erfindungsgemaßen Stanzzusammenbau N = 6351 mal gestanzt wurde und Fig. 7C zeigt die Scherflächen, die erhalten wurden, nachdem das Stanzmaterial mit dem herkömmlichen Stanzzusammenbau N = 223 mal gestanzt wurde;
Fig. 8A und 8B sind Querschnitte, die zur Unterstützung der Erklärung der ersten Abscherfläche und der zweiten Abscherfläche ein gerade im Abscheren begriffenes Plattenmaterial zeigen; und
Fig. 9 ist ein Querschnitt, der den Stanzzusammenbau mit einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Abstreifvorrichtung für ein Stanzwerkzeug zeigt.
Die erfindungsgemaßen Ausführungsformen des Stanzzusammenbaus werden im folgenden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 2 zeigt den Stanzzusammenbau mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemaßen Abstreifvorrichtung. In Fig. 2 besteht der Stanzzusammenbau 1 unter anderem aus einer Abstreifvorrichtung 3, einem Stanzkörper 19 und einer Stanzführung 33.
Zuerst wird die Abstreifvorrichtung 3 beschrieben. Die Abstreifvorrichtung 3 setzt sich unter anderem zusammen aus einem Gaszylinder 5 und einem Kolben 9. Der Gaszylinder 5 ist mit einem Zylinderkopf 27 ausgebildet und ferner mit Hilfe eines Zylinderabschlusses 17 an einem unteren Bereich des Zylinderkopfes 27 luftdicht abgeschlossen. Der Zylinderabschluß 17 ist am Gaszylinder 5 unter Verwendung eines Schnappringes 25 befestigt. Der Kolben 9 ist mit einem Stanzkopf 11, einem Eingriffsflansch 13, einer Kolbenstange 15 und einem Stanzkörperbefestigungsbereich 21 ausgebildet. Des weiteren ist ein Gas 7 im Gaszylinder 5 eingeschlossen. Der Stanzkopf 11 des Kolbens 9 setzt sich teilweise von einer oberen Seite des Gaszylinders 5 unter luftdichten Bedingungen fort. Der Eingriffsflansch 13 des Kolbens 9 ist vorgesehen um zu verhindern, daß der Kolben 9 aus dem Inneren des Gaszylinders 5 entfernt wird. Ferner setzt sich der Stanzkörperbefestigungsbereich 21 des Kolbens 9 vollstandig von dem Zylinderabschluß 17 aus unter luftdichten Bedingungen fort. Der Stanzkörperbefestigungsbereich 21 ist mit einem Außengewinde 23 ausgebildet.
Ferner ist eine axiale Stange 31 so vorgesehen, um durch eine im Eingriffsflansch 13 des Kolbens 9 ausgebildete Eingriffsöffnung 29 zu gehen und sich zwischen dem Zylinderkopf 27 und dem Zylinderabschluß 17 des Gaszylinders 5 parallel zur Kolbenstange 15 zu erstrecken.
Dementsprechend kann die Zylinderstange 15 des Kolbens 9 im Gaszylinder 5 nur in der axialen Richtung bewegt werden, aber aufgrund des Vorhandenseins der axialen Stange 31 nicht im Gaszylinder 5 um dessen Achse rotiert werden. In diesem Fall kann die im Eingriffsflansch 13 des Kolbens 9 ausgebildete Eingriffsöffnung 29 durch eine Eingriffsnut ersetzt werden, welche so geöffnet ist, daß sie mit der axialen Stange 31 in Eingriff steht.
Der Zylinderabschluß 17 ist mit einem unteren Eingriffsfortsatz 35 ausgebildet, welcher mit der Stanzführung 33 des Stanzzusammenbaus 1 in Eingriff ist. Der Zylinderabschluß 17 ist ferner mit einer Vielzahl von Paßöffnungen 43 an seiner unteren abschließenden Oberfläche und entlang seines Umfangs ausgebildet. Andererseits ist eine Vielzahl von Paßstiften 41 an der oberen abschließenden Oberfläche und entlang des Umfangs eines Flanschbereiches 39 der Stanzführung 33 des Stanzzusammenbaus 1 fest eingesetzt. Diese Paßstifte 41 der Stanzführung 33 sind in die im Zylinderabschluß 17 ausgebildeten Paßöffnungen 43 zur Positionierung der Stanzführung 33 bezogen auf die Abstreifvorrichtung 3 eingepaßt.
Der Zylinderabschluß 17 wird von der Stanzführung 33 mit Hilfe eines O-Ringes (Dichtungsteil) 37 abgedichtet, welcher an der äußeren im unteren Eingriffsfortsatz 35 des Zylinderabschlusses 17 ausgebildete Umfangsnut angeordnet ist. Weiterhin ist ein anderes Dichtungsteil 45 zwischen dem Zylinderkopf 27 des Gaszylinders 5 und einer äußeren Gleitoberfläche des Stanzkopfes 11 des Kolbens 9 eingesetzt, um das Innere des Gaszylinders 5 unter luftdichten Bedingungen zu halten. Auf gleiche Weise sind die anderen Dichtungsteile 47 und 49 zwischen der Kolbenstange 15 des Kolbens 9 und jeweils der inneren und äußeren Oberfläche des Zylinderabschlusses 17 eingesetzt.
In der obengenannten Konstruktion ist eine Gasfüllkammer 51 zwischen dem Gaszylinder 5 und der Kolbenstange 15 ausgebildet und ferner mit einem Gas gefüllt, um eine Spannkraft (eine Abstreifkraft) zu erhalten, welche für die Abstreifvorrichtung 3 erforderlich ist. Das Gas wird in die Gasfüllkammer 51 durch eine geeignete Gaseinlaßöffnung (nicht gezeigt) unter einem geeigneten Druck eingebracht. In dieser Ausführungsform z.B. ist das Gas ein Hochdruckstickstoffgas, und die Abstreifvorrichtung 3 ist so ausgelegt, um eine Spannkraft (Abstreifkraft) von maximal ungefähr 3000 kg zu erhalten.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Spannkraft (Abstreifkraft) (KN), mit der der Kolben 9 beaufschlagt wird, und der Verformung (Kolbenhub) (mm), in welcher die Kurve A die Beziehung für die Abstreifvorrichtung des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 und die Kurve B die Beziehung für die Druckfeder des herkömmlichen Stanzzusammenbaus 101 wiedergibt.
Fig. 4 gibt an, daß bei der Abstreifvorrichtung des erfindungsgemaßen Stanzzusammenbaus die Anstieg rate der abstreifenden Kraft (Spannkraft) bezogen auf den Kolbenhub (Verformung), d.h., die Federkonstante, ungefahr 1/2,5 mal kleiner ist als die der Druckfeder des herkömmlichen Stanzzusammenbaus. An dieser Stelle sollte angemerkt werden, daß es bei der vorliegenden Erfindung möglich ist, die Federkonstante frei zu wahlen, indem das Volumen des Gaszylinders 5 geandert wird, ohne den Hub und die maximale Abstreifkraft der Abstreifvorrichtung zu andern.
Andererseits ist die Stanzführung 33 zu einer hohlen zylindrischen Form ausgebildet. Die Stanzführung 33 ist ausgebildet mit einer Führungsöffnung 55, um einen Schaftbereich 53 des Stanzkörpers 19 in dessen axialer Richtung zu führen, und mit einem Flanschbereich 39 an derem oberen Ende. Eine Keilnut 57 ist in der Seitenwand der Stanzführung 33 ausgebildet, um sich von deren oberen abschließenden Oberflache bis ungefahr zum mittleren Bereich der Stanzführung 33 in axialer Richtung zu erstrecken. Ein mit der Keilnut 57 in Eingriff stehender Keil 59 ist an der äußeren Umfangsoberfläche des Schaftbereiches 53 des Stanzkörpers 19 angebracht, welcher der Führungsöffnung 55 der Stanzführung 33 eingepaßt ist. Deshalb kann der Stanzkörper 19 in der Stanzführung 33 in dessen axialer Richtung bewegt, aber nicht darin rotiert werden.
Der Stanzkörper 19 ist mit einem Innengewinde 61 an seinem oberen Ende und mit einem Schneidkantenbereich 63 an seinem unteren Ende ausgebildet. Das Innengewinde 61 paßt mit einem Außengewinde 23, das am Stanzkörperbefestigungsbereich 21 des Kolbens 9 ausgebildet ist, zusammen, wenn der Stanzkörper 19 an der Kolbenstange 15 des Kolbens 9 befestigt ist. Ferner ist es natürlich umgekehrt möglich, das Innengewinde 61 in der Kolbenstange 15 und das Außengewinde 23 im Stanzkörper 19 auszubilden.
Die unterste abschließende Oberflache des Schneidkantenbereiches 63 ist hier so eingestellt, um von der untersten abschließenden Oberflache der Stanzführung 33 an ungefahr 2 mm nach innen angeordnet zu sein, wenn der Kolben 9 der Abstreifvorrichtung 3 sich in der höchsten Position, wie in Fig. 2 gezeigt, befindet.
Ferner ist die Stanzführung 33 mit einer äußeren Keilnut 65 ausgebildet, welche mit einem Keil (nicht gezeigt) eingreifbar ist, der in einem Schneideisenhalter einer Stanzpresse ausgebildet ist, um die Winkellage der Stanzführung 33 bezüglich des (nicht gezeigten) Schneideisens zu bestimmen, z.B. wenn der Stanzzusammenbau 1 (außenformartig) mit der Stanzpresse verwendet wird.
Wenn die Paßstifte 41, die am Flansch 39 der Stanzführung 33 fest eingesetzt sind, den im Zylinderabschluß 17 der Abstreifvorrichtung 3 ausgebildeten Paßöffnungen 43 eingepaßt sind, kann, wie oben zu verstehen war, in dem erfindungsgemäßen Stanzzusammen au 1 der am Kolben 9 mit Hilfe der Gewinde 23 und 61 befestigte Stanzkörper 19 relativ zur Stanzführung 33 in dessen axialer Richtung bewegt, aber nicht in der Stanzführung 33 rotiert werden.
Im Stanzzusammenbau 1 der vorliegenden Erfindung kann die axiale Länge (Zusammenbaulänge) des Stanzzusammenbaus 1 durch Rotieren des Kolbens 9 relativ zum Stanzkörper 19 fein verstellt werden; d.h., indem der Außengewindebereich 23 des Stanzkörper-Befestigungsbereiches 21 des Kolbens 9 in den Innengewindebereich 61 des Stanzschaftbereiches 53 des Stanzkörpers 19 verstellbar geschraubt wird. Detaillierter wird zuerst die Abstreifvorrichtung 3 und der Stanzkörper 19 nach oben weg von der Stanzführung 33 bewegt, um die Paßstifte 41 aus den Paßöffnungen 43 zu lösen, und dann wird der Kolben 9 relativ zum Stanzkörper 19 rotiert, um eine geeignete Zusammenbaulänge durch die zusammenpassenden Gewinde 23 und 61 zu bestimmen, bevor die Paßstifte 41 in die Paßöffnungen 43 eingesetzt werden. Mit anderen Worten kann die axiale Länge des Stanzzusammenbaus 1 durch Bestimmung der Winkellage des Kolbens 9 relativ zum Stanzkörper 19 fein verstellt werden.
Fig. 3A zeigt nur die in Fig. 2 gezeigte Abstreifvorrichtung 3 und Fig. 3B zeigt eine Untersicht der in Fig. 3A gezeigten Abstreifvorrichtung 3, wenn man in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3A blickt. In Fig. 3B sind 15 Stück der Paßöffnungen 43 entlang des Umfangs des Zylinderabschlusses 17 angeordnet. Wenn die Gewinde 23 und 61 mit M16 (Ganghöhe = 2,0 mm) für den Stanzkörperbefestigungsbereich 21 der Kolbenstange 15 und den Stanzkörper 19 verwendet werden, ist es deshalb möglich, die Zusammenbaulänge oder -höhe in ungefähr 0,1 mm großen Schritten fein zu verstellen.
Die empirischen Ergebnisse des Stanzzusammenbaus 1 mit der ersten erfindungsgemaßen Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Abstreifvorrichtung 3 werden im folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Vergleich mit den empirischen Ergebnissen des Stanzzusammenbaus 101 des Standes der Technik mit der in Fig. 1 gezeigten Druckfeder 107 naher erlautert.
Die empirischen Voraussetzungen sind wie folgt:
(a) Stanzgeschwindigkeit: 25 mm/s
(b) verwendetes Plattenmaterial: SPHC. 6t
(c) Stanzgröße und Form: 30 x 30 mm²
(d) Schneideisenabstand: 0,9 mm
Fig. 5 zeigt die Änderungsrate der Abstreifkraft bezüglich der Anzahl der Stanzungen, in welcher die Abszisse die Anzahl der Stanzungen und die Ordinate die Abstreifkraft [KN] angibt.
Ferner ist die maximale Anzahl der Stanzungen definiert als die Anzahl der Stanzungenv bei denen die unvollständige Abstreifung zuerst wahrend kontinuierlicher Stanzungen auftritt. In diesem Fall betrug bei dem Stanzzusammenbau 101 des Standes der Technik die maximale Anzahl der Stanzungen 223, hingegen bei dem Stanzzusammenbau 1 der vorliegenden Erfindung 6351. Weiterhin zeigt Fig. 5, daß die abstreifende Kraft bei dem Stanzzusammenbau 101 des Standes der Technik im Vergleich mit der abstreifenden Kraft des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 stark ansteigt. Die abstreifende Kraft steigt hauptsachlich an, wenn der Schneidkantenbereich des Stanzkörpers am gestanzten Material aufgrund von Haftung hangenbleibt. Deshalb zeigt Fig. 5 an, daß die Haftung beim erfindungsgemaßen Stanzzusammenbau 1 verglichen mit dem Stanzzusammenbau 101 des Standes der Technik langsam fortschreitet. Der Grund für das Phanomen der langsamen Haftung des erfindungsgemaßen Stanzzusammenbaus wird genauer unter Bezug auf die Fig. 6A, 6B und 6C beschrieben, von denen jede eine vergrößerte Seitenansicht ist, die das Haftungsphänomen bei dem Schneidkantenbereich 63 (gezeigt an der untersten Seite) des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 (Fig. 6A und 6B) und bei dem Schneidkantenbereich 113 des Stanzzusammenbaus 101 des Standes der Technik zeigt, welche alle nach der Untersuchung erhalten wurden.
Fig. 6A zeigt das Haftphänomen des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1, welches erhalten wird, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 223 erreicht. Fig. 68 zeigt das Haftphänomen des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1, welches erhalten wird, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 6351 (die maximale Stanzanzahl) erreicht; und Fig. 6C zeigt ein Haftphänomen des herkömmlichen Stanzzusammenbaus 101, welches erhalten wird, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 223 (die maximale Stanzanzahl) erreicht. Im Vergleich zwischen den Fig. 6A und 6C wird es offensichtlich, daß das Haftphänomen des in Fig. 6A gezeigten erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 geringer ist als das des in Fig. 6C gezeigten herkömmlichen Stanzzusammenbaus 101, mit dem Ergebnis, daß die abstreifende Kraft des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 klein ist und deshalb die maximale Anzahl der Stanzungen groß ist verglichen mit dem herkömmlichen Stanzzusammenbaus 101.
Fig. 7A, 7B und 7C sind vergrößerte Seitenansichtenu welche die ausgestanzten Oberflächen des Materials (Arbeitsstück) W, das mit Hilfe des Stanzzusammenbaus gestanzt wurde, zeigen, in denen PS die erste Scherfläche, SS die zweite Scherfläche und der weiße Bereich eine gebrochene Fläche BA bezeichnet und in denen die Stanzseite auf der oberen Seite und die Seite des Schneideisens auf der unteren Seite gezeigt sind. Fig. 7A zeigt die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 erhaltene ausgestanzte Oberfläche, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 223 erreicht; Fig. 7B zeigt die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 erhaltene ausgestanzte Oberfläche, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 6351 (die maximale Stanzanzahl) erreicht; und Fig. 7C zeigt die mit Hilfe des herkömmlichen Stanzzusammenbaus 101 erhaltene ausgestanzte Oberfläche, wenn die Anzahl der Stanzungen N = 223 (die maximale Stanzanzahl) erreicht. Wenn die Stanzgeschwindigkeit niedrig ist, wachsen die ersten und zweiten Scherflächen PS und SS im allgemeinen und ebenso tritt das Haftphänomen leicht auf. Im Vergleich zwischen den Fig. 7A und 7C wird es offensichtlich, daß die mit Hilfe des in Fig. 7A gezeigten erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 erhaltene zweite Scherfläche SS kleiner ist als die, die mit Hilfe des in Fig. 7C gezeigten Stanzzusammenbaus 101 des Standes der Technik erhalten wird, mit dem Ergebnis, daß die Abstreifkraft des erfindungsgemäßen Stanzzusammenbaus 1 klein ist und deshalb die maximale Anzahl der Stanzungen groß ist, verglichen mit dem Stanzzusammenbaus 101 des Standes der Technik. Ferner ist im Vergleich zwischen den Fig. 7B und 7C die in Fig. 7B (N = 6351) gezeigte zweite Scherflache SS, die mit Hilfe des erfindungsgemaßen Stanzzusammenbaus 1 erhalten wird, ungefahr die gleiche, wie die in Fig. 7C (N = 223) gezeigte, zweite Scherfläche SS, die mit Hilfe des Stanzzusammenbaus 101 des Standes der Technik erhalten wird.
Ferner sind Fig. 8A und 8B Querschnitte, die zur Unterstützung der Erklarung des Verlaufs der Herstellung der zweiten Scherung SS das gerade gestanzt werdende Arbeitsstück W zeigen, in denen P die Stanze und D das Schneideisen bezeichnen. Bei der Stanzgeschwindigkeit von 25 mm/s (in dieser Untersuchung) kann hauptsächlich die erste Scherflache PS erhalten werden, wenn das Haftphänomen nicht (vor der maximalen Anzahl der Stanzungen), wie in Fig. 7A gezeigt, auftritt, da die obere und untere abgeschnittene Seite U und L des zu stanzenden Arbeitsstückes W leicht zusammenhangen. Andererseits wird, wenn das Haftproblem, wie in Fig. 7B gezeigt, auftritt (bei und nach der maximalen Anzahl der Stanzungen), da die obere und untere abgeschnittene Seite U und L des zu stanzenden Arbeitsstückes W nicht zusammenhangend sind, auch die zweite Scherflache SS erhalten.
Fig. 9 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Abstreifvorrichtung 3 des Stanzzusammenbaus 1. Diese zweite Ausführungsform ist im Aufbau und in der Funktion grundsätzlich dieselbe wie die erste Ausführungsform, abgesehen davon, daß der Eingriffsflansch 13 der Kolbenstange 15 (der ersten Ausführung) durch einen Schnappring 201 und die rotationsbewegungshemmende Einrichtung ersetzt wurde. Dementsprechend wurden dieselben Bezugsnummern für ahnliche Teile oder Elemente beibehalten, die die gleichen Funktionen wie bei der obenbeschriebenen ersten Ausführung besitzen, ohne eine genaue Beschreibung zu wiederholen.
In Fig. 9 ist der Schnappring 201 am unteren Ende der Kolbenstange 15 des Kolbens 9 anstelle des Eingriffsflansches 13 angebracht, welcher am oberen Ende der in Fig. 2 gezeigten Kolbenstange 15 angebracht ist, um zu verhindern, daß der Kolben 9 aus dem Gaszylinder 5 entfernt wird. Zusatzlich ist, anstelle der Verwendung der in Fig. 2 gezeigten axialen Stange 31 eine Keilnut 203 in der Kolben stange 15 ausgebildet und ein mit der Keilnut 203 in Eingriff stehender Keil ist an der inneren Oberfläche des unteren Eingriffsfortsatzes 35 des Zylinderabschlusses 17 angebracht. Ferner ist die axiale Lange der Keilnut 203 so bestimmt, um etwas langer als der Hub der Kolbenstange 15 zu sein. In dieser zweiten Ausführungsform ist es möglich, den gleichen Effekt, wie die rotationsbewegungshemmende Einrichtung zu erzielen, insofern als der Kolben 9 in axialer Richtung ohne Rotation relativ zum Gaszylinder 5 bewegt werden kann.
Wie oben bei der erfindungsgemäßen Abstreifvorrichtung des Stanzzusammenbaus ist es möglich, selbst wenn die Dicke des Plattenmatenals sich andert, d.h. selbst wenn der Kolbenhub (Verformung) des Kolbens sich andert, eine relativ gleichförmige Abstreifkraft in einem großen Bereich von dickem Plattenmaterial bis zu dünnem Plattenmaterial zu erhalten. Daraus ergibt sich, daß es möglich ist, eine unvollstandige Abstreifung zu vermeidenu welche durch das Fehlen der erforderlichen Abstreifkraft verursacht wird, wenn relativ dünnes Plattenmaterial ausgestanzt ist.
Ferner ist bei der herkömmlichen Abstreifvorrichtung, die eine Druckfeder oder eine Scheibenfeder verwendet, die Lebensdauer der Feder kurz, da eine hohe Spannung erzeugt und ferner lokal in der Feder entsprechend einer Zunahme der Verformung konzentriert wird. Bei der erfindungsgemäßen Abstreifvorrichtung kann jedoch, da die Abstreifkraft mit Hilfe eines Gaszylinders erzeugt wird, die Haltbarkeit der die abstreifende Kraft hervorrufenden Einrichtung verbessert werden.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Stanzzusammenbau, immer wenn der Schneidkantenbereich der Stanze geschliffen werden muß, da die Zusammenbaulange des Stanzzusammenbaus mit Hilfe von Paßstiften und Paßöffnungen fein verstellt werden kann, die Arbeit für die Wiederverstellung der Stanzzusammenbaulange ohne den Einsatz einer großen Kraft vereinfacht werden.
Ferner ist es möglich bei dem erfindungsgemäßen Stanzzusammenbau, da die Haftung des Materials am Schneidkantenbereich des Stanzkörpers vermindert werden kann, die Schleifanzahl des Schneidkantenbereiches zu verringern und ferner die Lebenserwartung des Stanzwerkzeuges zu verbessern.

Claims

1.Stanzzusammenbau mit einer Stanzführung (33), gebildet aus einer hohlen Führungsöffnung (55); einem Stanzkörper (19), der der hohlen Führungsöffnung der Stanzführung eingepaßt und mit einer Schneidkante (63) an dessen unterem Ende ausgebildet ist; und ersten rotationsbewegungshemmenden Teilen (59, 57) zur Hemmung einer Rotationsbewegung des Stanzkörpers in der Stanzführung (33), wobei der Stanzzusammenbau eine Abstreifvorrichtung vom Typ Gaszylinder aufweist, umfassend:

einen mit einem Gas (7) gefüllten Gaszylinder (5) mit:

einem Zylinderkopf (27) und

einem Zylinderabschluß (17), luftdicht angebracht an einem unteren Bereich dieses Zylinderkopfes,

einen Kolben (9) mit:

einer Kolbenstange (15) und

axialbewegungshemmenden Einrichtungen (13, 201) zur Hemmung einer axialen Bewegung dieses Kolbens in dem mit dem Gas gefüllten Gaszylinder;

und wobei eine abstreifende Kraft der Abstreifvorrichtung aus einer elastischen Kraft erhalten wird, die dann erzeugt wird, wenn das Gas durch den Kolben in dem Gaszylinder für jeweils einen Stanzvorgang komprimiert wird,

gekennzeichnet durch

den Kolben (9), ferner umfassend einen Kolbenkopf (11) und einen Stanzkörperbefestigungsbereich (21) zur Befestigung des Stanzkörpers (19) an einem unteren Ende der Kolbenstange (15), wobei der Stanzkörperbefestigungsbereich (21) mit einem Gewindebereich (23) ausgebildet ist, der im Eingriff mit einem anderen im Stanzkörper (19) ausgebildeten Gewindebereich steht;

eine zweite rotationsbewegungshemmende Einrichtung (31; 205, 203) zur Hemmung einer Rotationsbewegung des Kolbens in dem Zylinderkörper, wobei die erste rotationsbewegungshemmende Einrichtung ein Keil (59) ist, der am Stanzkörper (19) angebracht und im Eingriff mit einer Keilnut (57) ist, welche in einer an einem unteren Ende des Zylinderabschlusses (17) angebrachten Stanzführung (33) ausgebildet ist, wobei die Abstreifvorrichtung und die Stanzführung mit Hilfe von Einrichtungen verstellbar zusammengebaut sindu um die Zusammenbaulänge des Stanzzusammenbaus fein zu verstellen, wenn der Stanzzusammenbau zum Schleifen der Schnittkante des Stanzkörpers auseinandergebaut ist, wobei diese Verstellungseinrichtung der Zusammenbaulänge umfaßt: wenigstens einen Paßstift (41), der fest in einen Flansch (39) der Stanzführung (33) eingesetzt ist und verstellbar im Eingriff mit einer aus mehreren Paßöffnungen (43) ausgewählten Paßöffnung steht, die im unteren Ende und entlang des Umfangs des Zylinderabschlusses (17) ausgebildet sind, wobei die Zusammenbaulänge des Stanzzusammenbaus durch eine axiale Gewindeeingriffsbewegung zwischen dem Stanzkörper (19) und dem Stanzkörperbefestigungsbereich (21) des Kolbens verstellt wird.

2. Stanzzusammenbau nach Anspruch 1, wobei die axialbewegungshemmende Einrichtung ein Eingriffsflansch (13) ist, ausgebildet zwischen der Kolbenstange und dem Stanzkopf und angeordnet im Innenraum des Gaszylinders.

3. Stanzzusammenbau nach Anspruch 2, wobei die rotationsbewegungshemmende Einrichtung eine axiale Stange (31) ist, vorgesehen zwischen dem Zylinderkopf (27) und dem Zylinderabschluß (17) und in loser Passung durch eine im Eingriffsflansch (13) ausgebildete Eingriffsöffnung gehend.

4. Stanzzusammenbau nach Anspruch I, wobei die axialbewegungshemmende Vorrichtung ein Schnappring (201) ist, angebracht am unteren Ende der Kolbenstange und angeordnet auf einer Außenseite des Gaszylinders.

5. Stanzzusammenbau nach Anspruch 4, wobei die rotationsbewegungshemmende Einrichtung ein Keil (205) ist, zugeordnet einer Innenoberfläche des Zylinderabschlusses (17) und einer Keilnut (203), die auf einer Außenoberfläche der Kolbenstange (15) in axialer Richtung ausgebildet ist.

6. Stanzzusammenbau nach Anspruch 1, wobei der Zylinderabschluß (17) ferner einen unteren Eingriffsfortsatz (35) umfaßt, der im Eingriff mit der Führungsöffnung (55) einer am Zylinderabschluß (17) angebrachten Stanzführung (33) steht.