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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum Stanzen, stufenweisen Ziehen und Tiefziehen aus Bandmaterial in einer oder mehreren Reihen. Aus Bandmaterial können Werkstücke in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten mittels Folgeschnitten hergestellt werden, wobei das zum Weiterleiten der
Werkstücke dienende und diese verbindende Abfallnetz im Laufe des Stanzprozesses ausgestaltet wird.
Bei der Konstruktion eines Mehrfachziehgerät genannten (französisch auch als "Schnitt" bekannten), stufenweise, in mehreren Schritten formenden Presswerkzeuges können der Abstand der Operationsstellen, der
Platz des Anschlages (Seitenschneider) sowie das das Werkstück umschliessende Abfallnetz, das den Platz der das
Abfallnetz ausschneidenden Werkzeuge und die Breite des Bandes bestimmt, ferner die Grösse des
Bandvorschubes nicht vernachlässigt werden, deshalb gelangt ein bedeutender Prozentsatz des Bandmaterials als
Abfall in die Schmelzanlage (vgl.
Handbuch von Oehler-Kaiser : Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge, Springer
Verlag 1966, Berlin/Heidelberg/New Y ork, SA11 bis 414, Fig. 436, 437,439, 440,441, 442 ; sowie Romanowski :
Handbuch der Stanzereitechnik, Berlin, Verlag Technik 1965, S. 23, Fig. 3 ; S. 139, Fig. 92 ; S. 166, Fig. 114 ; S. 167, Fig. 117 ; S. 374, Fig. 376).
Infolge der hohen Stückzahl der gepressten Gegenstände sowie der Grösse des Abfallprozentsatzes ist die
Menge des Abfalles überraschend gross. Zur Verminderung des Abfalles wurden viele erfolglose Versuche unternommen, deshalb bildet das herkömmliche sogenannte Abfallnetz mit Aussparungen auch in unseren Tagen die Basis beim Projektieren des technologischen Prozesses.
Zweck der Erfindung ist die Verminderung des Abfallanteiles im Laufe der mit Hilfe des
Mehrfachziehgerätes verrichteten Arbeitsprozesses.
Ein allgemein bekanntes Verfahren bei der Projektierung der mit dem Mehrfachziehgerät zu verrichtenden
Arbeitsprozesse besteht darin, dass die Breite des Bandmaterials in Kenntnis der ausgebreiteten Abmessung des
Werkstückes vor dem Ziehen, der Breite des das Werkstück mit dem Tragrahmen verbindenden und die
Schrumpfung zulassenden Netzes sowie der Abmessung des oben erwähnten deformationsfreien Tragrahmens festgesetzt wird. Der Tragrahmen dient, wie bekannt, zum Weiterleiten des sich in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten deformierenden Werkstückes und der letzte Arbeitsvorgang des Operationszyklus ist die Entfernung des Tragrahmens von dem nützlichen Produkt, dem Werkstück.
Die Abmessungen des Tragrahmens und des Netzes bestimmen mit der ausgebreiteten Abmessung des Werkstückes zusammen auch den Abstand zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen des Mehrfachziehgerätes, d. h. die Vorschubgrösse des Bandes.
Das auf die Beseitigung des Tragrahmens gerichtete Bestreben ist also verständlich und sein Erfolg würde eine bedeutende Materialersparnis zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für die Beseitigung der Tragrahmen zu schaffen und eine solche Lösung zu finden, die einfach und eben deshalb ökonomischer ist als die klassische, bereits seit einem Jahrhundert übliche Praxis, wonach der sogenannte zur Weiterbeförderung dienende Streifen oder Rahmen in dem das ausgebreitete Werkstück umgebenden Material gesichert und die für den Seitenschneider benötigte Werkstoffzugabe projektiert werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass das Ausschneiden der Werkstücke im ausgebreiteten Zustand symmetrisch erfolgt und dass Bandmaterial verwendet wird, dessen Breite der grössten, senkrecht zur Längsrichtung des Bandes gemessenen Breite des Flächenumrisses des Werkstückes vor der Verformung entspricht, wobei die Seitenkanten des Werkstückes einander nach dem Ausschneiden berühren und solche kreisbogenförmige Einschnitte und/oder Ausstanzungen aufweisen, dass zwischen den Werkstückflächen Stege entstehen, die eine für das nachfolgende Ziehen der Werkstücke notwendige Änderung der Bandlänge und Bandbreite zulassen. Ein Werkzeug zum Durchführen dieses Verfahrens weist gemäss der Erfindung das Merkmal auf, dass die auf die Stanz- bzw. Ausschneidebewegung der zum Stanzen bzw.
Ausschneiden des Abfallnetzes dienenden Werkzeuge senkrechte Fläche des Werkzeuges auf eine durch die dem sogenannten ausgebreiteten Zustand der Werkstücke vor der Formung entsprechenden, einander berührenden Flächenumrisse freigelassene Abfallfläche beschränkt ist. Zweckmässig weist das erfindungsgemässe Werkzeug zwei befestigte (ortsfeste) Bandanschläge auf und diese zwei Anschläge sind zwischen den Arbeitsstellen des ersten Ziehvorganges und des in der Fortbewegungsrichtung des Bandes darauffolgenden nächsten Arbeitsvorganges angebracht, und der Abstand zwischen den auf die Fortbewegungsrichtung des Bandes senkrecht angeordneten Anschlägen ist kleiner als das Breitenmass des Bandes, aber grösser als das Breitenmass desselben nach dem ersten Ziehen.
Das Verfahren und die Werkzeuganordnung gemäss der Erfindung erfordert im Gegensatz zur jahrhundertelangen Praxis keinen Tragrahmen bzw. kein Tragband zum Verbinden der Werkstücke während der Formung ; das Material des Abfallsteges ist nämlich auf die von den Werkstücken benötigte und durch die Umrisse der einander berührenden Flächen der Platten freigelassene Fläche beschränkt.
Die grosse Bedeutung des Verfahrens und des Werkzeuges gemäss der Erfindung wird durch den Umstand begründet, dass mit den Werkzeugen in der Regel eine Stückzahl von Hunderttausenden, aber oft von mehreren Millionen hergestellt wird.
Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten an Hand der Zeichnungen erläutert, welche die Formung je eines Werkstückes in dem alten (herkömmlichen) und in dem neuen, erfindungsgemässen Werkzeug darstellt. In den
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Zeichnungen zeigen Fig. la die Arbeitsgangphasen des erfindungsgemässen einreihigen Werkzeuges ; Fig. 1b die Arbeitsgangphasen einer Variante des erfindungsgemässen einreihigen Werkzeuges ; Fig. 2a die Arbeitsgangphasen des erfindungsgemässen einreihigen Werkzeuges beim Tiefziehen ; Fig. 2b die Arbeitsgangphasen des erfindungsgemässen doppelreihigen Werkzeuges beim Tiefziehen ; Fig. 3a die Arbeitsgangphasen des herkömmlichen einreihigen Werkzeuges ;
Fig. 3b die Arbeitsgangphasen des herkömmlichen doppelreihigen Werkzeuges und Fig. 3c die Arbeitsgangphasen einer Variante des herkömmlichen einreihigen Werkzeuges.
Auf die durch die einander berührenden Umrisse der zur Herstellung des zu ziehenden Bestandteiles nötigen ausgebreiteten Platten und den Rand der Platte begrenzte Fläche werden solche Abfallstege konstruiert, die von dem Werkstück ausgehend sich dem benachbarten andern Werkstück nicht in gerader, sondern in gebrochener Linie anschliessen (Fig. 1a), wodurch der auf dem Fachgebiet des Pressens allgemein bekannte starre, nicht deformierbare und die zwei Werkstücke zusammenfassende, viel Material benötigende Rahmen weggelassen wird. Mit diesem Schritt wird im Gegensatz zu dem bereits hundertjährigen Vorurteil (der Praxis) auf dem Fachgebiet die relative Menge des Plattenabfalles vermindert. Diese Lösung hat die Möglichkeit geschaffen, die Abfallmenge durch Weglassen des zum Anstossen am Seitenschneider nötigen Blechstreifens weiter zu vermindern.
Das Anstossen des Blechbandes wird in diesem Fall mit Hilfe eines ortsfesten Anschlages durchgeführt, der bei dem herkömmlichen, mit Aussparungen versehenen Abfallnetz nicht anwendbar ist. Der Kern der konstruktiven Lösung des Anschlages besteht darin, dass das Mehrfachziehgerät zwischen den Arbeitsstellen des ersten Ziehvorganges und des darauffolgenden nächsten Arbeitsganges angeordnet ist, aus zwei Teilen besteht und diese auf den zwei Seiten des Blechstreifens, denselben in die Mitte nehmend, in kleinerem Abstand voneinander als die Breite des Blechbandes angebracht den schon ausgeschnittenen flachen Plattenabschnitt infolge des grösseren Breitenmasses nicht durchblasen, wobei nach der ersten Ziehstufe die verengte Abmessung des Bandes zwischen den zwei Anschlägen schon hindurchkommt. Durch diese Lösung wird der Abfall beim Zuschneiden der Platte nicht erhöht.
Erfolgt die Weiterbeförderung des Bandes automatisch, dann sind die Anschläge nicht nötig.
Bei Anwendung des in Fig. 2a dargestellten erfindungsgemässen einreihigen Mehrfachziehgerätes ist das Verhältnis des zu einem Werkstück verbrauchten Materials und des nötigen Materials 78%. Bei dem in Fig. 3a gezeigten herkömmlichen einreihigen Mehrfachziehgerät ist dieses Verhältnis 45%. Die klassische Lösung ist also mit einem 55% eigen, die erfindungsgemässe mit einem 22% eigen Materialverlust verbunden.
Das in Fig. 2b veranschaulichte erfindungsgemässe doppelreihige Mehrfachziehgerät verursacht bloss einen 28%igen Materialverlust, während bei der Anwendung der in Fig. 3b dargestellten herkömmlichen Lösung 47% Verlust auftritt. Ausserdem ist die Ausbildung des Abfallsteges gemäss Fig. 3b nicht geeignet, grossen Werkstückdeformationen ohne Riss zu folgen, so dass dieser Abfallsteg zur Herstellung von Werkstücken von grösserer Ziehtiefe (z. B. 10 bis 15 mm), als sie z. B. mit der Variante gemäss Fig. 2b gesichert werden kann, nicht geeignet ist. Es sei noch erwähnt, dass durch das Einsetzen der Werkstücke der einen Reihe zwischen die Werkstücke der andern Reihe eine günstigere Ausführungsvariante der Werkstückanordnung gemäss Fig. 3b erzielt wird, welche die Wirtschaftlichkeit des Materialverbrauches erhöht.
Die auf den Vergleich der zwei doppelreihigen Anordnungen bezüglich Zahlenangaben sind auf Grund der zuletzt erläuterten, günstigeren Variante der herkömmlichen Anordnung errechnet worden.
Die bereits angeführten Beispiele werden noch durch den Vergleich der herkömmlichen und der erfindungsgemässen Anordnung eines ebenfalls in grosser Menge benötigten Bestandteiles ergänzt. Die herkömmliche Anordnung mit Aussparungen ist in Fig. 3c und die erfindungsgemässe in Fig. lb dargestellt, woraus leicht ersichtlich ist, dass die Materialersparnis auch in diesem Fall sehr bedeutend ist. Nach den Berechnungen erreicht das Mass der Plattenersparnis 39, 89%.
Es sei noch bemerkt, dass das erfindungsgemässe Verfahren und das Werkzeug zur Durchführung desselben nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Stanzen, stufenweisen Ziehen und Tiefziehen aus Bandmaterial in einer oder mehreren
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symmetrisch erfolgt und dass Bandmaterial verwendet wird, dessen Breite der grössten, senkrecht zur Längsrichtung des Bandes gemessenen Breite des Flächenumrisses des Werkstückes vor der Verformung entspricht, wobei die Seitenkanten des Werkstückes einander nach dem Ausschneiden berühren und solche kreisbogenförmige Einschnitte und/oder Ausstanzungen aufweisen, dass zwischen den Werkstückflächen Stege entstehen, die eine für das nachfolgende Ziehen der Werkstücke notwendige Änderung der Bandlänge und Bandbreite zulassen.
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