DE29811198U1 - Punch with bevel cut - Google Patents
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Stanzstempeleinheit mit einem Stanzstempel, einem Stempeltreiber, einer Führungsbuchse sowie elastischen Mitteln, die zwischen der Führungsbuchse und dem Stempeltreiber angeordnet sind und letzteren in Richtung seiner Ausgangsstellung vorbelasten.The invention relates to a punch unit with a punch, a punch driver, a guide bushing and elastic means which are arranged between the guide bushing and the punch driver and preload the latter in the direction of its initial position.
Derartige Stanzstempeleinheiten sind in verschiedenen konstruktiven Ausbildungen bekannt (siehe z. B. die DE 195. 05 754) und werden in verschiedenen Größen hergestellt, die in die standardisierten Aufnahmen der Werkzeughalter von Stanzpressen einsetzbar sind.Such punching units are known in various structural designs (see, for example, DE 195.05 754) and are manufactured in various sizes that can be inserted into the standardized tool holders of punching presses.
Ein Problem beim Stanzen besteht in der starken Lärmentwicklung. Zur Verringerung des Geräuschspegels werden in speziellen Stanzstempeleinheiten Stanzstempel mit einer mit einem Schrägschliff versehenen Schneidkante verwendet. Bei dieser Schlifform setzt der Stanzstempel zunächst nur punktuell oder linienförmig auf und dringt an einer Stelle in das zu bearbeitende Material ein, was den Stanzvorgang wesentlich leiser ablaufen läßt, als wenn der Stanzstempel gleichzeitig mit einer umlaufenden Schneidkante aufsetzt und das Material entsprechend gleichzeitig ausbricht.One problem with punching is the high level of noise. To reduce the noise level, punching punches with a cutting edge with a bevelled grind are used in special punching punch units. With this type of grinding, the punching punch initially only makes contact at certain points or in a line and penetrates the material to be processed at one point, which makes the punching process much quieter than if the punching punch made contact with a cutting edge all the way around and the material broke out at the same time.
Der Einsatz von Stanzstempeln mit Schrägschliff, der wenigstens 3 mm der Stanzstempellänge ausmachen sollte, ist jedoch oft deshalb nicht möglich, weil der Schrägschliff einen entsprechend längeren Hub des Stanzstempels erfordert und viele Stanzstempeleinheiten, wie z. B. die in der DE 195 05 754 beschriebene Stanzstempeleinheit,· nicht über die erforderlichen Federwegreserven verfügen. Beispielsweise verfügt die Stanzstempeleinheit gemäß der zitierten Patent-The use of punches with an oblique cut, which should make up at least 3 mm of the punch length, is often not possible because the oblique cut requires a correspondingly longer stroke of the punch and many punch units, such as the punch unit described in DE 195 05 754, do not have the necessary spring travel reserves. For example, the punch unit according to the cited patent
schrift in der Praxis über einen Federweg von 12 mm, d. h., wenn man ein Blech von 8 mm Stärke stanzt und von einem zusätzlichen Hub von 1 mm in die Matrize ausgeht, verbleibt eine Reserve von 3 mm, die einen Schrägschliff von wenigstens 3 mm Höhe nicht mehr zuläßt. Geringere Höhen des Schrägschliffes führen zu unbefriedigenden Ergebnissen. Hinzu kommt, daß man bei Tellerfedern den möglichen Federweg nicht ausschöpfen möchte, da hierdurch die Lebensdauer der Tellerfederpakete erheblich vermindert wird. Eine Änderung der Tellerfedern selbst ist wegen der vorgegebenen Abmessungen und der vorgegebenen, gewünschten Rückstellkraft nicht möglich.In practice, the spring travel is 12 mm, i.e. if you punch a sheet of 8 mm thickness and assume an additional stroke of 1 mm in the die, a reserve of 3 mm remains, which no longer allows a bevel cut of at least 3 mm in height. Smaller bevel cut heights lead to unsatisfactory results. In addition, you do not want to use the full spring travel of disc springs, as this significantly reduces the service life of the disc spring packages. Changing the disc springs themselves is not possible due to the specified dimensions and the specified, desired restoring force.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stanzstempeleinheit zu schaffen, die in die üblichen Aufnahmen von Werkzeughaltern paßt und dennoch geräuscharme Stanzvorgänge erlaubt.The object of the invention is to create a punching unit that fits into the usual tool holder receptacles and yet allows low-noise punching processes.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Stanzstempeleinheit der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welcher der Stanzstempel in einer Führungsbohrung in einer Abstreiferplatte geführt ist, die an der Führungsbuchse radial gepaßt festgelegt ist, der Stanzstempel mit einem Schrägschliff mit einer Höhe von wenigstens 3 mm versehen ist und als elastische Mittel eine den Stempeltreiber ringförmig umfassende Gasdruckfeder vorgesehen ist.According to the invention, the object is achieved by a punching die unit of the type described at the outset, in which the punching die is guided in a guide bore in a stripper plate which is fixed to the guide bushing in a radially fitted manner, the punching die is provided with a bevelled edge with a height of at least 3 mm and a gas pressure spring which surrounds the die driver in a ring shape is provided as elastic means.
Die elastischen Mittel der erfindungsgemäßen Stanzstempeleinheit werden vorzugsweise von einer Gasdruckfeder gemäß der EP 0 708 267 gebildet, die sich aufgrund ihrer Abmessungen und Kenndaten als Ersatz für die üblichen Stahlfedern eignet, so daß die konstruktiven Änderungen der Stanz-Stempeleinheit gering ausfallen können. Der Vorteil von Gasdruckfedern besteht darin, daß sie in dem hier relevan-The elastic means of the punching stamp unit according to the invention are preferably formed by a gas pressure spring according to EP 0 708 267, which is suitable as a replacement for the usual steel springs due to its dimensions and characteristics, so that the structural changes to the punching stamp unit can be minimal. The advantage of gas pressure springs is that they can be used in the relevant area.
ten Anwendungsfall gegenüber konventionellen Federelementen größere Federwegreserven besitzen und dabei vergleichbare Rückstellkräfte ermöglichen. Der vergrößerte Federweg erlaubt einen größeren Stanzhub und damit den Einsatz von Stanzstempeln mit Schrägschliff zur Geräuschreduzierung auch bei Stanzstempeleinheiten üblicher Bauart. Der Schrägschliff des Stanzstempels macht dessen Führung im Bereich der Abstreiferplatte erforderlich, um die durch den Schrägschliff entstehenden Kippmomente auf den Stanzstempel mit geringem Hebelweg aufnehmen zu können. Um eine exakte Führung des Stanzstempels zu erzielen, ist die Abstreiferplatte radial gepaßt an der Führungsbuchse festgelegt.In this application, they have greater spring travel reserves compared to conventional spring elements and enable comparable restoring forces. The increased spring travel allows a larger punch stroke and thus the use of punching punches with beveled grinding to reduce noise even with punching punch units of conventional design. The beveled grinding of the punching punch requires its guidance in the area of the stripper plate in order to be able to absorb the tilting moments on the punching punch caused by the beveled grinding with a small lever travel. In order to achieve precise guidance of the punching punch, the stripper plate is fixed radially to the guide bush.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Stanzstempeleinheit besteht auch darin, daß der Stempeltreiber mit seiner Anordnung in der Führungsbuchse konstruktiv von bekannten Ausführungsformen übernommen werden kann, so daß keine Neukonstruktion beispielsweise des Verstellmechanismus zur Längeneinstellung des Stanzstempels erforderlich ist. Die Austauschbarkeit von Teilen ist im Sinne einer rationellen Fertigung von Vorteil.The advantage of the punch unit according to the invention is that the punch driver with its arrangement in the guide bush can be structurally adopted from known designs, so that no new design of the adjustment mechanism for adjusting the length of the punch is required, for example. The interchangeability of parts is an advantage in terms of efficient production.
Als vorteilhaft haben sich Führungsspalte zwischen Stanzstempel und Abstreiferplatte erwiesen, die weniger als 3/100 mm breit sind. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Führungsfläche in der Bohrung der Abstreiferplatte wenigstens 6 mm lang ist. Beide Merkmale dienen der Verbesserung der Führung des Stanzstempels, wobei eine Kombination beider Merkmale für höchste Beanspruchungen zu empfehlen ist.Guide gaps between the punch and stripper plate that are less than 3/100 mm wide have proven to be advantageous. It is also advantageous if the guide surface in the hole in the stripper plate is at least 6 mm long. Both features serve to improve the guidance of the punch, with a combination of both features being recommended for the highest demands.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Stanzstempeleinheit ist vorgesehen, daß der Innendruck der Gasdruckfeder variierbar ist. Damit kann die Stanzstempeleinheit der Härte und der Stärke des zu bearbeitenden Materials angepaßtIn a further preferred embodiment of the punching unit, it is provided that the internal pressure of the gas pressure spring is variable. This allows the punching unit to be adapted to the hardness and thickness of the material to be processed.
werden, indem man bei weicheren oder dünneren Materialien den Innendruck absenkt. Neben einer weiteren Verbesserung des Geräuschverhaltens bei der Bearbeitung weniger widerstandsfähiger Materialien sorgt der verminderte Innendruck der Gasdruckfeder auch für eine geringere Belastung der Materialoberflächen, so daß auch Werkstücke mit bereits fertig bearbeiteten Oberflächen gestanzt werden können. Bei entsprechend niedrig gewähltem Innendruck der Gasdruckfeder bleiben diese Oberflächen unversehrt.by reducing the internal pressure for softer or thinner materials. In addition to further improving noise levels when machining less resistant materials, the reduced internal pressure of the gas pressure spring also ensures less stress on the material surfaces, so that workpieces with already finished surfaces can also be punched. If the internal pressure of the gas pressure spring is set to a correspondingly low level, these surfaces remain intact.
Zweckmäßigerweise ist die Gasdruckfeder mit einem Anschluß zum Verbinden mit einem Druckvorrat versehen. Die Umrüstzeit der Stanzpresse bei der Umstellung auf ein anderes zu bearbeitendes Material lassen sich damit auf ein Minimum reduzieren.The gas pressure spring is conveniently provided with a connection for connecting to a pressure supply. The changeover time of the punch press when changing to a different material to be processed can thus be reduced to a minimum.
Bei einer bevorzugten Anordnung sind mehrere erfindungsgemäße Stanzstempeleinheiten mit einer gemeinsamen Druckvorratsleitung verbunden, die an eine Druckgasquelle anschließbar ist. Hierdurch ist es möglich, sämtliche in einem Werkzeughalter angeordnete Stanzstempeleinheiten gemeinsam auf den zu bearbeitenden Werkstoff einzustellen. Regelventile zwischen der Druckgasquelle und der Versorgungsleitung und/oder zwischen der Versorgungsleitung und einer oder mehreren Gasdruckfedern können zur Einstellung individueller Druckwerte in den Druckkammern zum Einsatz kommen.In a preferred arrangement, several punching stamp units according to the invention are connected to a common pressure supply line, which can be connected to a compressed gas source. This makes it possible to adjust all punching stamp units arranged in a tool holder together to the material to be processed. Control valves between the compressed gas source and the supply line and/or between the supply line and one or more gas pressure springs can be used to adjust individual pressure values in the pressure chambers.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Die Abbildung zeigt den Querschnitt einer Stanzstempeleinheit 10, die in einer Aufnahme 12 eines Werkzeughalters 14 sitzt. Die Stanzstempeleinheit 10 besitzt einen Stempel 16,The figure shows the cross-section of a punch unit 10, which sits in a holder 12 of a tool holder 14. The punch unit 10 has a punch 16,
der in einer ihn aufnehmenden Führungsbuchse 18 axial verschieblich geführt ist. Das hintere bzw. obere Ende des Stempels 16 ist durch eine axiale Befestigungsschraube 20 mit dem Unterteil 22 eines im dargestellten Beispiel zweiteiligen Stempeltreibers verbunden. Das Stempeltreiber-Unterteil 22 wird zusammen mit dem Stempel 16 durch einen zwischen beiden montierten Führungskeil 24, der mit seinem radial äußeren Ende in eine axiale Längsnut 26 in der Führungsbuchse 18 eingreift, drehfest gehalten. Die Stanzkräfte werden über die durch die Schraube 2 0 miteinander verspannten Flächen des Stempels 16 und des Stempeltreiber-Unterteils 22 übertragen.which is guided axially displaceably in a guide bushing 18 that accommodates it. The rear or upper end of the punch 16 is connected by an axial fastening screw 20 to the lower part 22 of a punch driver, which is two-part in the example shown. The punch driver lower part 22 is held together with the punch 16 in a rotationally fixed manner by a guide wedge 24 mounted between the two, which engages with its radially outer end in an axial longitudinal groove 26 in the guide bushing 18. The punching forces are transmitted via the surfaces of the punch 16 and the punch driver lower part 22, which are clamped together by the screw 20.
In seinem hinteren bzw. oberen Bereich enthält das Stempeltreiber-Unterteil 22 eine Gewindebohrung 28, in der der mit einem Außengewinde versehene Schaft eines Stempeltreiber-Oberteils 30 einschraubbar ist. Letzteres ist an seinem hinteren Ende mit einem radial vorspringenden Kopf 32 ausgebildet. Das Stempeltreiber-Unterteil 22 ist in einer Gleitbuchse 34 axial verschieblich geführt, die ihrerseits im hinteren Bereich der Führungsbuchse 18 geführt ist. Eine am vorderen Ende der Gleitbuchse 34 ausgebildete, flanschartige Erweiterung kommt, wenn die Gleitbuchse 34 nach hinten gezogen wird, zur Anlage an der hinteren bzw. oberen Endwand der Führungsbuchse 18, wodurch der Verschiebeweg der Gleitbuchse 3 0 nach hinten begrenzt wird. Die Gleitbuchse 34 wird durch eine nicht näher dargestellte Verdrehsicherung relativ zur Führungsbuchse 18, dem Stempel 16 und dem Stempeltreiber-Unterteil 22 drehfest gehalten.In its rear or upper area, the punch driver lower part 22 contains a threaded hole 28 into which the shaft of a punch driver upper part 30, which is provided with an external thread, can be screwed. The latter is designed with a radially projecting head 32 at its rear end. The punch driver lower part 22 is guided axially displaceably in a sliding bush 34, which in turn is guided in the rear area of the guide bush 18. A flange-like extension formed at the front end of the sliding bush 34 comes to rest on the rear or upper end wall of the guide bush 18 when the sliding bush 34 is pulled backwards, thereby limiting the displacement path of the sliding bush 30 to the rear. The sliding bush 34 is held in a rotationally fixed manner relative to the guide bush 18, the punch 16 and the punch driver lower part 22 by an anti-twist device (not shown in more detail).
Die Gleitbuchse 34 ist am hinteren bzw. oberen Ende mit einem Innengewinde versehen, in welches ein mit einem Außengewinde ausgebildeter kragenförmiger Teil eines ringförmigen Federlagers 36 einschraubbar ist. Er steht radial nachThe sliding bush 34 is provided with an internal thread at the rear or upper end, into which a collar-shaped part of an annular spring bearing 36, which is designed with an external thread, can be screwed. It projects radially
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außen über den äußeren Umfang der Gleitbuchse 34 vor und bildet eine Abstützung für eine Gasdruckfeder 38. Die Druckfeder 38 ist zwischen der hinteren Endwand der Führungsbuchse 18 und dem Federlager 36 eingespannt.outside over the outer circumference of the sliding bush 34 and forms a support for a gas pressure spring 38. The pressure spring 38 is clamped between the rear end wall of the guide bush 18 and the spring bearing 36.
Die Gasdruckfeder 3 8 besteht im wesentlichen aus einem ringförmigen Gehäuse 40 mit einem umlaufenden Kanal 42, der über einen Anschluß 44 und ein Steuerventil an ein Druckreservoir (nicht gezeigt) anschließbar ist. Das Gehäuse 40 weist eine Anzahl über den Umfang verteilter, axial ausgerichteter Bohrungen 4 6 auf, die mit dem umlaufenden Kanal 42 in Verbindung stehen und in denen jeweils ein axial beweglicher Kolben 48 aufgenommen ist, die mit Hilfe von Dichtringen 50 gegen die Wandungen der Bohrungen 46 abgedichtet sind. Die Vorspannung der Gasdruckfeder 38 läßt sich über die Höhe des Innendrucks variieren, der über das Druckreservoir steuerbar ist. Ist zwischen dem Anschluß 44 und dem Steuerventil (nicht gezeigt) ein großes Gasvolumen vorhanden, ergibt sich eine flache Federkennlinie, während sich bei einem kleinen Volumen eine steiler ansteigende Federkennlinie ergibt.The gas pressure spring 38 essentially consists of an annular housing 40 with a circumferential channel 42, which can be connected to a pressure reservoir (not shown) via a connection 44 and a control valve. The housing 40 has a number of axially aligned bores 46 distributed around the circumference, which are connected to the circumferential channel 42 and in each of which an axially movable piston 48 is accommodated, which are sealed against the walls of the bores 46 by means of sealing rings 50. The preload of the gas pressure spring 38 can be varied via the level of the internal pressure, which can be controlled via the pressure reservoir. If there is a large gas volume between the connection 44 and the control valve (not shown), a flat spring characteristic curve results, while a small volume results in a steeper rising spring characteristic curve.
Bei einer Gasdruckfeder mit kleinem Volumen, beispielsweise ohne externen Anschluß 44 und mit einem kleinen Volumen des umlaufenden Kanals 42, kann eine Variation der Vorspannung auch durch Drehung des Federlagers 3 6 relativ zur Gleitbuchse 34 erfolgen. Ein Sicherungsring 52, z. B. ein Sprengring, der in einer ringförmigen Nut in der Umfangsflache des Stempeltreiber-Oberteils 3 0 sitzt, verhindert, daß dieses nach hinten aus der Gleitbuchse 34 herausgeschraubt oder herausgezogen werden kann. Ein gegen die Kraft einer Druckfeder 54 radial nach innen betätigbarerIn the case of a gas pressure spring with a small volume, for example without an external connection 44 and with a small volume of the circumferential channel 42, the preload can also be varied by rotating the spring bearing 36 relative to the sliding bushing 34. A locking ring 52, e.g. a snap ring, which sits in an annular groove in the peripheral surface of the punch driver upper part 30, prevents it from being screwed out of the sliding bushing 34 or pulled out. A
Druckknopf 56 verriegelt in der Ruhestellung das Stempeltreiber-Oberteil 3 0 in Drehrichtung relativ zur Gleitbuchse 34 und dem Federlager 36.In the rest position, push button 56 locks the punch driver upper part 3 0 in the direction of rotation relative to the sliding bush 34 and the spring bearing 36.
Der Stanzstempel 16 ist in einer Abstreiferplatte 58 geführt, die ihrerseits radial gepaßt an der Führungsbuchse 18 festgelegt ist. Die Führung des Stanzstempels 16 in der Nähe der Schneidkante, die mit einem Schrägschliff versehen ist, eignet sich besser für die Aufnahme von Kippmomenten als die unmittelbare Führung des Stanzstempels 16 in der Führungsbuchse 18 an einer von der Schneidkante weiter entfernten Stelle. Die Länge der Führung in der Abstreiferplatte 58 beträgt 6.mm, der Führungsspalt besitzt eine Breite von 3/100 mm.The punch 16 is guided in a stripper plate 58, which in turn is fixed to the guide bush 18 with a radial fit. The guidance of the punch 16 in the vicinity of the cutting edge, which is provided with a bevelled edge, is better suited to absorbing tilting moments than the direct guidance of the punch 16 in the guide bush 18 at a point further away from the cutting edge. The length of the guide in the stripper plate 58 is 6 mm, the guide gap has a width of 3/100 mm.
Statt der gezeigten Ausführungsform einer Stanzstempeleinheit 10 lassen sich die wesentlichen Konstruktionsmerkmale auch bei anderen Konstruktionen einsetzen, indem die vorhandenen Federelemente durch eine Gasdruckfeder entsprechend der zuvor beschriebenen Gasdruckfeder 38 ersetzt werden, der Stanzstempel 16 mit einem Schrägschliff versehen wird und die Führung des Stanzstempels unmittelbar in der Abstreiferplatte 58 erfolgt.Instead of the embodiment of a punch unit 10 shown, the essential design features can also be used in other designs by replacing the existing spring elements with a gas pressure spring corresponding to the previously described gas pressure spring 38, by providing the punch 16 with a beveled edge and by guiding the punch directly in the stripper plate 58.
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