Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen an Stanz- oder Feinschneidteilen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Grat (5,5.1) aufweisenden Schnittflächen (3,8) an gestanzten oder feingeschnittenen Werkstücken (1) mit einem Oberteil (10) und einem Unterteil (11), welche mindestens eine Schneidstufe (12) zum Schneiden der Außen- und/oder Innenkonturen (2,7) des Werkstücks (1) und mindestens eine Umformstufe (13) zum Verprägen der beim Schneiden entstandenen Grate (5, 5.1) bilden, wobei die Umformstufe (13) in ein feststehendes Gesenkoberteil (17) mit einer Prägeglocke (19) sowie ein in Hubrichtung (HR) bewegliches Gesenkunterteil (18) mit einem Prägeambos (28) aufgeteilt ist.
Die Umformstufe (3) umfasst einen Kalibrierstempel (21) der einen Kalibrierbereich (35) zum Glätten der Schnittfläche (3, 8) der Außen- oder Innenkontur (2,7) auf die Endform und eine Prägeschulter (36) zum Verprägen des Grates (5.1) der Außen- oder Innenkontur (2,7) aufweist, die so ausgebildet sind, dass der Kalibrierbereich (35) zunächst den Grat (5.1) an der Außen- oder Innenkontur (2,7) von der Schnittfläche (3,8) wegbiegt, dann die Schnittfläche (3,8) zum Aufweiten erfasst, wobei die Prägeschulter (36) des Kalibrierstempels (21) den Grat (5.1) an der Außen- oder Innenkontur (2,7) bei Beendigung des Aufweitens am Werkstück (1) verprägt und beim Entformen des Kalibrierstempels (21) vom Werkstück (1) den beim Verprägen entstehenden Prägewulst (47) egalisiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen an gestanzten oder feingeschnittenen Werkstücken wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe für Kupplungen o. dgl., mit einem Oberteil und einem Unterteil, welche mindestens eine Schneidstufe zum Schneiden der Außenund/oder Innenkonturen des Werkstücks und mindestens eine Umformstufe zum Verprägen der beim Schneiden entstandenen Grate bilden, wobei die Umformstufe in ein feststehendes Gesenkoberteil mit einer Prägeglocke sowie ein in Hubrichtung bewegliches Gesenkunterteil mit einem Prägeambos aufgeteilt ist

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen von gestanzten oder feingeschnittenen Werkstücken wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe o. dgl., bei dem die Außen- und/oder Innenkontur eines Werkstücks aus einem Bandstreifen innerhalb einer ein Ober- und Unterteil umfassende Vorrichtung in einer Stanz- oder Feinschneidstufe geschnitten, das geschnittene Werkstück durch einen Querschieber (16) nach Öffnen der Vorrichtung in eine Umformstufe verbracht und in dieser die Endform des Werkstücks erzeugt wird.

Stand der Technik

[0003] Stanz- und Feinschneidteile weisen bekanntlich an ihrer der Stempelseite entgegengesetzten Seite der Schnittfläche einen Grat auf, dessen Größe von verschiedenen Einflussfaktoren wie des Schneidspaltes zwischen Stempel und Schneidplatte, der Festigkeit des Werkstoffs und dem Verschleiß von Stempel und Schneidplatte abhängig ist (siehe DIN 6930 und VDI-Richtlinie 2906). Dieser Grat ist unerwünscht, weil dieser zu einer Einschränkung der Funktionsfähigkeit bei hochpräzisen Teilen führt. Der Grat muss daher durch Nacharbeit entfernt werden, was zusätzliche und aufwändige Arbeitsschritte wie beispielsweise ein Schleifen und Bürsten, ein Nachschneiden (CH 665 367 A5) oder ein Verprägen der Gratkanten (DE 41 13 165 A1, US 3 478 558 A, DE 10 2004 020 483 A1, DE 10 2006 018 847 B4).
Die Schnittflächen von Stanzteilen zeigen außerdem eine mehr oder weniger große Bruchfläche, die die Funktionsfläche, d.h. die Glattschnittzone, deutlich verringert, so dass neben der Gratentfernung auch die gesamte Schnittfläche unter Verlust von Material nachgearbeitet werden muss, um eine formgetreue Endkontur des Teils zu gewährleisten.
Insbesondere bei Teilen mit nicht kreisförmigen Innenkonturen wie nierenförmige oder elliptische Öffnungen, Durchbrüche oder Löcher im Werkstück, ist die Nacharbeit besonders aufwändig, da hier das nachträgliche Verprägen der Gratkanten mit Rollkörpern (DE 41 13 165, DE 10 2004 020 483 A1) ungeeignet und nur ein Schleifen und Bürsten der Schnittkanten die notwendige Genauigkeit gewährleistet. Außerdem hat das nachträglich Verprägen des Grates den Nachteil, dass sich eine Prägewulst ausbildet, die die Genauigkeit der Schnittfläche beeinträchtigt.

Aufgabenstellung

[0004] Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen an Stanz- oder Feinschneidteilen wie Pendelgewichte, Lamellen oder Synchronringe o.dgl. zu schaffen, mit denen es möglich wird, eine hochpräzise Innen- und Außenkontur an Stanz- oder Feinschneidteilen form- und abmessungsgenau unter Wegfall von Nacharbeit bei gleichzeitiger Einsparung von Material und Kosten zu erreichen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

[0007] Der Kerngedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, innerhalb einer Stufe die gesamte mit Grat versehene Schnittfläche einer Außenkontur oder Innenkontur an einem Stanz- oder Feinschneidteil, wie beispielsweise eines elliptischen Loches, zuerst den Grat in solch eine Lage zu bringen, dass der Grat weg von der Schnittkante am Werkstück gebogen werden kann, dann die Schnittflächen an der Innenkontur mit einem Kalibierstempel definiert auf die Endform und -abmessung aufzuweiten und anschließend die beim Verprägen entstehende Prägewulst komplett zu egalisieren.

[0008] Dies wird dadurch erreicht, dass die Umformstufe einen Kalibrierstempel umfasst, der einen Kalibrierbereich zum Glätten der Schnittfläche der Außenoder Innenkontur auf die Endform und eine Prägeschulter zum Verprägen des Grates der Außen- oder Innenkontur aufweist, die so ausgebildet ist, dass der Kalibrierbereich zunächst den Grat an der Außen- oder Innenkontur von der Schnittfläche wegbiegt, dann die Schnittfläche zum Aufweiten erfasst, wobei die Prägeschulter des Kalibrierstempels den Grat an der Außen- oder Innenkontur bei Beendigung des Aufweitens am Werkstück unter Ausbildung einer Prägewulst verprägt und beim Entformen des Kalibrierstempels den Prägewulst egalisiert.

[0009] Von besonderem Vorteil ist, dass der Kalibrierstempel eine Form und Abmessung aufweist, die an die Außenkontur oder Innenkontur des Werkstücks), beispielsweise kreis- oder nichtkreisförmige Öffnungen wie Löcher, Bohrungen, Ausnehmungen, angepasst sind. Dies ermöglicht es, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Stanz- oder Feinschneidschneidteilen unterschiedlicher Konfiguration wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe o. dgl. einzusetzen.

[0010] Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kalibrierbereich des Kalibrierstempels aus einer an seinem Kopfende angeordneten kugelsegmentförmigen Verdickung gebildet, die ein definiertes Übermaß gegenüber der Außen- oder Innenkontur zum radialen Aufweiten der Schnittfläche und zum Egalisieren der Prägewulst aufweist. Bei der Hubbewegung des Werkstücks gelangt die Verdickung des Kalibrierbereichs in Eingriff mit der Schnittfläche und verdrängt das Material radial in das Werkstück, so dass die Schnittfläche der Innenkontur eine gleichmäßig glatte Oberfläche erhält und in die gewünschte Endform und -abmessung gebracht werden kann. Beim Entformen des Kalibrierstempels, d.h. der Rückbewegung des Kalibrierstempels entgegen der Hubrichtung, fährt der Kalibrierbereich am Prägewulst vorbei und egalisiert diesen.

[0011] In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Kalibrierstempel eine Form und Abmessung auf, die an die Innenkontur des Werkstücks, beispielsweise kreis- oder nichtkreisförmige Öffnungen wie Löcher, Bohrungen, Ausnehmungen, angepasst sind. Dies ermöglicht es, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Stanz- oder Feinschneidschneidteilen unterschiedlicher Konfiguration wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe o. dgl. einzusetzen.

[0012] In Weiterbildung der Erfindung ist die Prägeschulter am Kalibrierstempel in solch einer Höhe vom Kopfende des Kalibrierstempels angeordnet ist, dass der Kalibrierbereich des Kalibrierstempels bei der Vertikalbewegung des Werkstücks zuerst den an der Außenoder Innenkontur befindlichen Grat von der Schnittfläche weg anbiegt, dann die Schnittfläche der Außen- oder Innenkontur zum Aufweiten erfasst und beim Rückhub des Kalibrierstempels die Prägewulst egalisiert.

[0013] In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kalibrierstempel ortsfest an einem oberen Block des Oberteils festgelegt.

[0014] In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Prägeglocke mit einer Prägeschulter versehen ist, wobei in der Prägeglocke ein in Hubrichtung bewegbar ausgebildeter Auswerfer zur vertikalen Führung des Kalibrierstempels vorgesehen ist.
Zum Fixieren der Außenkontur des Werkstücks ist die Prägeglocke ringförmig ausgebildet und umschließt die Außenkontur des Werkstücks vollständig.
Die unter Federkraft stehende Fassung für den Prägeambos ist in einer von einer Matrizeneinfassung gehaltenen Prägepositionierplatte vertikal geführt und weist eine Aufstandsfläche auf, die einen Sitz für die Prägeglocke im geschlossenen Zustand von Gesenkoberteil und Gesenkunterteil bildet.

[0015] Die Matrizeneinfassung ist ortsfest am unteren Block fixiert, in dem die untere Zusatzhydraulik aufgenommen ist, die mit dem Prägeambos über eine zusätzlich mit Federkraft abgestützte untere Prägedruckplatte durch untere Druckbolzen wirkverbunden ist.

[0016] Eine weitere bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die in einem oberen Block aufgenommene, obere Zusatzhydraulik mit dem Auswerfer über eine obere Prägedruckplatte wirkverbunden ist und der Kalibrierstempel an der oberen Prägedruckplatte lagefixiert befestigt ist, wobei der Auswerfer über unter zusätzlicher Federkraft stehende Druckbolzen mit der oberen Zusatzhydraulik zum Lösen des fertigen Werkstücks wirkverbunden ist.

[0017] Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gelöst, bei dem in einem einzigen Arbeitsgang in der Umformstufe folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Anbiegen des an der Schnittfläche der Außen- oder Innenkontur befindlichen Grates von der Schnittfläche weg mit einem einen Kalibrierbereich aufweisenden Kalibrierstempel beim Ausführen einer Vertikalbewegung des Werkstücks in Hubrichtung,

b) Aufweiten der Schnittfläche der Außen- oder Innenkontur des Werkstücks durch den Kalibrierbereich des Kalibrierstempels auf die gewünschte Endform und -abmessung bis die Prägeschulter am Kalibrierstempel den Grat an der Schnittfläche der Außen- oder Innenkontur erfasst,

c) Erzeugen einer Prägewulst in der Schnittfläche durch Verprägen des Grates der Außen- oder Innenkontur am Werkstück mit der Prägeschulter des Kalibrierstempels,

d) Egalisieren der Prägewulst mit dem Kalibrierbereich des Kalibrierstempels bei seiner Entformung vom Werkstück durch eine Vertikalbewegung des Kalibrierstempels entgegen der Hubrichtung des Werkstücks.

[0018] Von besonderem Vorteil ist, dass das Aufweiten der Schnittfläche auf die gewünschte Endform und -abmessung an der vom Grat zugewandten Seite der Schnittfläche beginnt und an der gratlosen Schnittfläche endet, ohne dass der angebogene Grat während des Aufweitens seine Ausrichtung ändert.

[0019] In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Kalibrierstempel mit unterschiedlichen Formen und Abmessungen zum Einsatz gelangen. Voraussetzung ist lediglich, dass der Kalibrierstempel an die Innenkontur des Werkstücks, beispielsweise an kreis- oder nichtkreisförmige Öffnungen wie Löcher, Bohrungen, Ausnehmungen, mit einem definierten Übermaß angepasst ist. Dies ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren für Stanz- oder Feinschneidschneidteile unterschiedlicher Konfiguration wie Fliehgewichte, Lamellen, Synchronringe o. dgl. einzusetzen.

[0020] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass der Grat der Außenkontur synchron mit dem Grat der Innenkontur durch eine Prägeschulter der Prägeglocke verprägt wird, wobei die Außenkontur des Werkstücks durch die zum Gesenkoberteil gehörende Prägeglocke fixiert und das Werkstück auf dem Prägeambos des Gesenkunterteils lagegerecht abgelegt wird.

[0021] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Ausführungsbeispiel

[0022] Die Erfindung soll nachstehend an am Beispiel der Herstellung eines Pendelgewichtes mit elliptischen Löchern als Innenkontur näher erläutert werden. Es versteht sich, dass durch die Erfindung ebenso Stanz- oder Feinschneidteile mit anderen Formen der Außen- und Innenkontur erfasst sind, beispielsweise Lamellen.
Es zeigen

Fig. 1a und 1b eine perspektivische Ansicht und einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1a eines feingeschnittenen Werkstücks für ein handelsübliches Fliehgewicht,

Fig. 2 eine beispielhafte Anordnung von Feinschneidstufe und Umformstufe in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Draufsicht,

Fig. 3a eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe im geöffneten Zustand,

Fig. 3b eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe mit zurückgelaufenem Prägeambos,

Fig. 3c eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe im Klemmzustand,

Fig. 3d eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe im Zustand nach dem Gratverprägen,

Fig. 3e eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe mit teilweise vom Kalibrierstempel gelösten Werkstück,

Fig. 3f eine schematische Schnittdarstellung der Umformstufe beim Öffnen.

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Kalibrierstempels mit Prägeschulter und am Kopf angeordneten Kalibrierbereich,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Gesenkoberteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Revolutionsdarstellung,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Prägeglocke mit Prägeschulter,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Gesenkunterteils,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Prägeambos mit Fassung ohne

Fig. 9a bis 9e den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit synchroner Verprägung des Grates an der Außen- und Innenkontur in schematischer Darstellung.

[0023] Die Fig. 1a und 1b zeigen beispielsweise ein Werkstück 1 für ein Pendelgewicht, das durch Feinschneiden hergestellt wurde. Es weist an der Außenkontur 2 Schnittflächen 3 mit Einzug 4 und Grat 5 auf, wobei sich der Grat 5 auf der vom Einzug abgewandten Seite 6 des Werkstücks 1 befindet. Die Innenkontur 7 ist durch die Schnittflächen 8 gebildet, die zu zwei ellipsoid geformten Löchern 9 gehören. Die Schnittflächen 8 weisen ebenfalls einen entsprechenden Grat 5.1. auf. Das Werkstück 1 hat beispielsweise eine Dicke D von 6 mm und besteht aus Stahl.

[0024] Das Werkstück 1 soll in einer Vorrichtung hergestellt werden, die ein Oberteil 10 und ein Unterteil 11 umfasst, die -wie Fig. 2 zeigt- aus mindestens einer Feinschneidstufe 12 und mindestens einer Umformstufe 13 besteht.
Das Oberteil 10 ist mit seinem oberen Block 14 (Fig. 3a) ortsfest an einem nicht dargestellten Maschinentisch und das Unterteil 11 mit seinem unteren Block 15 hubbeweglich an einem Stößel einer Presse festgelegt, so dass das Werkstück 1 von unten nach oben -das heißt in Richtung Oberteil- aus einem Bandstreifen in der Feinschneidstufe 12 feingeschnitten wird, die dem bekannten Stand der Technik entspricht und deshalb nicht näher erläutert zu werden braucht.
Der Schnittgrat 5 der Schnittfläche 3 der Außenkontur 2 ragt senkrecht nach unten ab, wohingegen der Schnittgrat 5.1 der Schnittfläche 8 der Innenkontur 7 senkrecht vom Werkstück 1 aufragt (siehe auch Fig. 1b).
Das feingeschnittene Werkstück 1 wird nach dem Ausstoßen aus der Feinschneidstufe 12 durch einen Querschieber 16 erfasst, mit diesem in die Umformstufe 13 transportiert und dort vor dem Umformen lagegenau abgelegt (siehe auch Fig. 3a-f).

[0025] Die Fig. 3a bis 3f zeigen den grundsätzlichen Aufbau der Umformstufe 13 in verschiedenen Bearbeitungszuständen. Die Umformstufe 13 besitzt ein Gesenkoberteil 17 und Gesenkunterteil 18.
Zum Gesenkoberteil 17 gehören eine ringförmige Prägeglocke 19, ein Auswerfer 20 und ein Kalibrierstempel 21. Die Prägeglocke 19 ist an einem oberen Prägeblock 22a ortsfest befestigt, welche ihrerseits am oberen Block 14 festliegt. Der Auswerfer 20 stützt sich an der Innenwand der Prägeglocke 19 vertikal und an der oberen Prägedruckplatte 22 horizontal ab, wobei der Auswerfer 20 eine vertikale Relativbewegung gegenüber der Prägeglocke 19 ausführen kann.
Die Wirkverbindung zwischen Auswerfer 20 und oberer Prägedruckplatte 22 wird durch zusätzlich unter Federkraft stehende Druckbolzen 25 hergestellt.
Im Auswerfer 20 ist der Kalibrierstempel 21 eingesetzt, der seinerseits ortsfest an dem oberen Prägeblock 22a gehalten ist.
Die Prägedruckplatte 22 ist im oberen Prägeblock 22a aufgenommen und steht mit einer oberen Zusatzhydraulik 23 und einem Druckbolzen 24 in Wirkverbindung. Der Auswerfer 20 ist einerseits an der Außenwand der Prägeglocke 19 und andererseits am Kalibrierstempel 21 vertikal geführt und abstützt.

[0026] Das Gesenkunterteil 18 ist durch eine Matrizeneinfassung 26, eine Fassung 27 und einen Prägeambos 28 gebildet. Die Matrizeneinfassung 26 ist am unteren Block 15 befestigt. Der Prägeambos 28 liegt auf einer unteren Prägedruckplatte 29 auf, die ihrerseits über eine untere Zusatzhydraulik 30 in Wirkverbindung steht. Die Wirkverbindung zwischen der Prägedruckplatte 29 und der unteren Zusatzhydraulik 30 wird durch untere Druckbolzen 32 sichergestellt. Zusätzlich ist die untere Prägedruckplatte 29 über einen mit einer Druckfeder 44 unter Federkraft gesetzten Bolzen 38 mit dem unteren Block 15 gehalten.
Die Fassung 27, die den Prägeambos 28 enthält, ist mit einer von einem Bolzen 43 geführten Druckfeder 31 an einer Zwischenplatte 42 federnd gehalten, so dass die Fassung 27 gegenüber dem Prägeambos 28 und der Prägepositionierplatte 29 eine vertikal gerichtete Relativbewegung ausführen kann. Des Weiteren hat die Fassung 27 eine Aufstandsfläche 46, die einen Sitz für die Prägeglocke 199 im geschlossenen Zustand von Gesenkoberteil 17 und Gesenkunterteil 18 bildet.
Die Fig. 3b zeigt den Zustand der Prägestufe 13, in dem der Prägeambos 28 zurückgelaufen ist. Dazu entlastet die untere Zusatzhydraulik 30 den unteren Druckbolzen 32, so dass der Prägeambos 28 gegenüber der Fassung 27 in Richtung OT soweit zurückfährt, dass das feingeschnittene Werkstück 1 in der Fassung 127 lagegerecht einliegt.
Nach Fig. 3c ist das Werkstück 1 zwischen Auswerfer 20 und Prägeambos 28 im geklemmten Zustand gezeigt, das Voraussetzung für den Beginn des Kalibrierens durch den Kalibrierstempel 21 ist.
Die Fig. 3d zeigt den Zustand nach dem Beenden des Gratverprägens.

[0027] In Fig. 3e hat die obere Zusatzhydraulik 24 den Kalibrierstempel 21 in Richtung unteren Totpunkt in Bezug auf das gratverprägte Werkstück 1 zurückgefahren. Das gratverprägte Werkstück 1 ist teilweise gelöst, jedoch noch nicht ausgeworfen.
Die Fig. 3f zeigt den Zustand der geöffneten Umformstufe vor dem Einfahren des Querschiebers 16 zum Austragen des Werkstücks 1.

[0028] Wie in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist, ist der Kalibrierstempel 21 an die Innenkontur 7 des Werkstücks 1 entsprechend angepasst, d.h. er hat eine ellipsoide Form wie das Loch 9. Der Kopf 33 des Kalibrierstempels 21 ist als eine kugelsegmentförmige Verdickung 34 ausgeformt, die gegenüber der Innenkontur 7 (Löcher 9) ein geringfügiges definiertes Übermaß hat. Diese Verdickung 34 am Kalibrierstempel 21 bildet einen Kalibrierbereich 35. Sobald sich das zwischen Auswerfer 20 und Prägeambos 28 geklemmte Werkstück 1 beim Hub von unten nach oben bewegt, drückt der Kalibrierbereich 35 zuerst den Grat 5.1 an der Innenkontur nach außen in Richtung des Grates 5 an der Außenkontur 2 und gelangt dann in Eingriff zu den Schnittflächen 8 der Innenkontur 7, so dass die Innenkontur 7 entlang ihres Umfanges durch Materialverdrängung in das Werkstückinnere in einem definierten Maß aufgeweitet wird und die Innenkontur 7 die gewünschte Form und Abmessung erhält (siehe auch Fig. 9a-9f).
Der Kalibrierstempel 21 hat außerdem eine Prägeschulter 36, die in einer vom Kopfende 45 des Kalibrierstempels 21 vertikal beabstandeten Höhe H angeordnet ist, welche etwas größer ist als die Dicke D des Werkstücks 1. Hat sich die Schnittfläche 8 beim Hub des Werkstücks 1 am Kalibrierbereich 35 vorbeibewegt, ist die Innenkontur 7 (Loch 9) um ein definiertes Maß aufgeweitet und geglättet. Die Prägeschulter 36 des Kalibrierstempels 21 hat den Grat 5.1 an der Innenkontur erfasst und in die Oberseite des Werkstücks 1 verprägt, so dass eine Prägewulst 47 an der Schnittfläche 8 entsteht.

[0029] Die Fig. 5 und 6 zeigen den Aufbau des Gesenkoberteils 17. In die Prägeglocke 19 ist der Auswerfer 20 eingesetzt, der an der Innenwand 37 der Prägeglocke 19 vertikal geführt und der durch die Druckbolzen 25 zum Ausführen einer Relativbewegung gegenüber der feststehenden Prägeglocke 19 beaufschlagt wird (siehe Fig. 5).
Die Prägeglocke 19 hat eine Form, die an die Außenkontur 2 des Werkstücks 1 angepasst ist, wodurch die Außenkontur 2 umfangsmäßig durch die Innenwand 37 der Prägeglocke 19 vollständig eingefasst werden kann.
Die Kalibrierstempel 21 sind an der oberen Prägedruckplatte 22 durch Schraubenbolzen 38a befestigt und im Auswerfer 20 vertikal geführt, so dass die Kalibrierstempel 21 an dem oberen Prägeblock 22a ortsfest fixiert sind.
Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt der Prägeglocke 19 entlang der Linie B-B der Fig. 5. In die Innenwand 37 der Prägeglocke 19 ist entlang ihres Umfangs eine Prägeschulter 39. Diese Prägeschulter 39 ist so ausgebildet, dass sie den aufragenden Grat 5 an der Außenkontur 2 verprägen kann, sobald das Werkstück 1 bei seiner Hubbewegung den aufragenden Grat 5.1 erfasst. Die Prägeschulter 39 befindet sich in einer Höhe h die der Höhe H der Kalibrierstempel 21 entspricht. Dies stellt sicher, dass die Verprägung an der Innenkontur 7 und er Außenkontur 8 synchron am Werkstück 1 erfolgt.

[0030] Das Gesenkunterteil 18 ist in den Fig. 7 in einer Revolutionsdarstellung gezeigt. Es setzt sich aus dem Prägeambos 28, einer Fassung 27 für den Prägeambos 28, einer Prägepositionierplatte 40, einer Abstimmplatte 41, der unteren Prägedruckplatte 29 und einer Zwischenplatte 42 zusammen.
Die Fig. 8 zeigt einen Schnitt des Gesenkunterteils 18. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Fassung 27 an der Zwischenplatte 42 mit der Druckfeder 31 in Verbindung mit dem Schraubenbolzen 43 und die Zwischenplatte 42 mit einer Druckfeder 44 und einem Bolzen 43 federnd am unteren Block 15 der Umformstufe 13 gehalten ist (siehe auch Fig. 3a).

[0031] Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Fig. 9a bis 9e dargestellt.
Die Fig. 9a geht vom geöffneten Zustand der Vorrichtung aus. Der Auswerfer 20 und der Prägeambos 28 sind aus Vereinfachungsgründen nicht weiter dargestellt. Der Kalibrierstempel 21 mit seinem Kalibrierbereich 35 und seiner Prägeschulter 36 sowie die Prägeglocke 19 mit ihrer Prägeschulter 39 befinden sich in einer Nichteingriffslage oberhalb des Werkstücks 1.
Die Fig. 9b zeigt den Zustand, in dem das Werkstück 1 beim Hub den Schnittgrat 5.1 an der Schnittfläche 8 der Innenkontur 7 erreicht hat. Der aufragende Schnittgrat 5.1 wird durch die kugelsegmentförmige Verdickung 34 mit dem Gratprägeradius GR nach außen in Richtung Außenkontur 2 angebogen, so dass das nachfolgende Verprägen des Grates 5.1 von der Innenkontur 7 weg nach außen verläuft.
Nach weiterem Hub des Werkstücks 1 erfasst die kugelsegmentförmige Verdickung 34 des Kalibrierbereiches 35 die Schnittfläche 8 der Innenkontur 7 und verdrängt Material in das Innere des Werkstückes 1. Es entsteht eine definierte Aufweitung der Innenkontur 7 am Werkstück 1. Die definierte Aufweitung bestimmt sich durch das Übermaß des Kalibrierbereichs 35 gegenüber der Innenkontur 8 bzw. Loch 9 (siehe Fig. 9c.). Das Aufweiten der Innenkontur ist beendet, sobald die Schnittfläche 8 nicht mehr im Eingriff mit dem Kalibrierbereich 35 steht, also sich der Kalibrierbereich 35 des Kalibrierstempels 21 durch die Innenkontur 7 hindurchbewegt hat.
In der Fig. 9d ist gezeigt, dass die Prägeschulter 36 des Kalibrierstempels 21 den angebogenen Schnittgrat 5.1 weg von Innenkontur 7 am Werkstück 1 verprägt hat. Synchron mit der Prägeschulter 36 des Kalibrierstempels 21 gelangt die Prägeschulter 39 der Prägeglocke 19 in Eingriff mit dem Schnittgrat 5 der Schnittfläche 3 der Außenkontur 2, so dass der Schnittgrat 5 in Richtung Innenkontur 7 am Werkstück 1 verprägt wird.
Soll nur eine Außenkontur 2 wie beispielsweise eine Lamelle herstellt werden, entfällt natürlich das synchrone Verprägen, ohne das erfindungsgemäße Verfahren zu verlassen.
Die Fig. 9e zeigt den Zustand, in dem der Kalibrierstempel 21 eine Rückhubbewegung entgegen der Hubrichtung HR ausführt, um den Kalibrierstempel 21 vom Werkstück zu 1 entformen. Der Kalibrierbereich 35 erfasst beim Rückhub die Prägewulst 47 und ebnet diese auf das Endmaß ein.

Bezugszeichenliste

[0032] 

Werkstück

1

Außenkontur

2

Schnittfläche von 2

3

Einzug

4

Grat an 3

5

Grat an 8

5.1

Oberseite

6

Innenkontur

7

Schnittfläche von 7

8

Löcher

9

Oberteil

10

Unterteil

11

Feinschneidstufe

12

Umformstufe

13

Oberer Block

14

Unterer Block

15

Querschieber

16

Gesenkoberteil

17

Gesenkunterteil

18

Prägeglocke

19

Auswerfer

20

Kalibrierstempel

21

Obere Prägedruckplatte

22

Oberer Prägeblock

22a

Obere Zusatzhydraulik

23

Oberer Druckbolzen

24

Druckbolzen für Auswerfer

25

Matrizeneinfassung

26

Fassung

27

Prägeambos

28

Untere Prägedruckplatte

29

Untere Zusatzhydraulik

30

Druckfeder

31

Untere Druckbolzen

32

Kopf des Kalibrierstempels

33

Kugelsegmentförmige Verdickung

34

Kalibrierbereich

35

Prägeschulter von 21

36

Innenwand von 19

37

Bolzen

38

Schraubenbolzen für 21

38a

Prägeschulter von 19

39

Prägepositionierplatte

40

Abstimmplatte

41

Zwischenplatte

42

Bolzen

43

Druckfedern

44

Kopfende von 21

45

Ringfläche von 27

46

Prägewulst

47

Dicke des Werkstücks

D

Gratprägeradius

GR

Höhe der Prägeschulter von 36

H

Höhe der Prägeschulter von 39

h

Hubrichtung

HR

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Kalibrieren von Grat (5,5.1) aufweisenden Schnittflächen (3,8) an gestanzten oder feingeschnittenen Werkstücken (1) wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe für Kupplungen o. dgl., mit einem Oberteil (10) und einem Unterteil (11), welche mindestens eine Schneidstufe (12) zum Schneiden der Außen- und/oder Innenkonturen (2,7) des Werkstücks (1) und mindestens eine Umformstufe (13) zum Verprägen der beim Schneiden entstandenen Grate (5, 5.1) bilden, wobei die Umformstufe (13) in ein feststehendes Gesenkoberteil (17) mit einer Prägeglocke (19) sowie ein in Hubrichtung (HR) bewegliches Gesenkunterteil (18) mit einem Prägeambos (28) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformstufe (3) einen Kalibrierstempel (21) umfasst, der einen Kalibrierbereich (35) zum Glätten der Schnittfläche (3, 8) der Außen- oder Innenkontur (2,7) auf die Endform und eine Prägeschulter (36) zum Verprägen des Grates (5.1) der Außen- oder Innenkontur (2,7) aufweist, die so ausgebildet sind, dass der Kalibrierbereich (35) zunächst den Grat (5.1) an der Außen- oder Innenkontur (2,7) von der Schnittfläche (3 oder 8) wegbiegt, dann die Schnittfläche (3,8) zum Aufweiten erfasst, wobei die Prägeschulter (36) des Kalibrierstempels (21) den Grat (5.1) an der Außen- oder Innenkontur (2,7) bei Beendigung des Aufweitens am Werkstück (1) verprägt und beim Entformen des Kalibrierstempels (21) vom Werkstück (1) den beim Verprägen entstehenden Prägewulst (47) egalisiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierstempel (21) eine Form und Abmessung aufweist, die an die Außenkontur (2) oder Innenkontur (7) des Werkstücks (1), beispielsweise kreis- oder nichtkreisförmige Öffnungen wie Löcher, Bohrungen, Ausnehmungen, angepasst sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierbereich (35) des Kalibrierstempels (21) aus einer an seinem Kopfende (45) angeordneten kugelsegmentförmigen Verdickung (34) gebildet ist, die ein definiertes Übermaß gegenüber der Außen- oder Innenkontur (7) zum radialen Aufweiten der Schnittfläche (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeschulter (36) am Kalibrierstempel (21) in solch einer Höhe (H) vom Kopfende (45) des Kalibrierstempels (21) angeordnet ist, dass der Kalibrierbereich (35) des Kalibrierstempels (21) bei der Vertikalbewegung des Werkstücks zuerst den an der Außen- oder Innenkontur (7) befindlichen Grat (5.1) von der Schnittfläche (3,8) weg anbiegt und dann die Schnittfläche (3,8) der Außen- oder Innenkontur (2,7) zum Aufweiten erfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierstempel (21) ortsfest an einem oberen Block (22a) des Oberteils (10) festgelegt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeglocke (19) mit einer Prägeschulter (39) versehen ist, und dass in der Prägeglocke (19) ein in Hubrichtung (HR) bewegbar ausgebildeter Auswerfer (20) zur vertikalen Führung des Kalibrierstempels (21) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägeambos (28) von einer unter Federkraft stehenden Fassung (27) vertikal geführt und auf einer unteren Prägedruckplatte (29) angeordnet ist, die mit einer unteren Zusatzhydraulik (30) zum Bewegen des Prägeambos (28) in Hubrichtung (HR) und zurück wirkverbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, dass der Auswerfer (20) von der Prägeglocke (19) vertikal geführt und mit einer oberen Zusatzhydraulik (23) über Druckbolzen (24) und einer oberen Prägedruckplatte (22) zum Bewegen des Auswerfers (20) in Bezug auf den Kalibrierstempel (21) wirkverbunden verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeglocke (19) zum Fixieren der Außenkontur (2) des Werkstücks (1) ringförmig ausgebildet ist und die Außenkontur (2) des Werkstücks (1) vollständig umschließt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (27) für den Prägeambos (28) in einer von einer Matrizeneinfassung (26) gehaltenen Prägepositionierplatte (40) vertikal geführt ist und eine Ringfläche (46) aufweist, die einen Sitz für die Prägeglocke (19) im geschlossenen Zustand von Gesenkoberteil (17) und Gesenkunterteil (18) bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizeneinfassung (26) ortsfest am unteren Block (15) fixiert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Zusatzhydraulik (30) im unteren Block (15) aufgenommen ist, die mit dem Prägeambos (28) über eine zusätzlich durch Federkraft abgestützte untere Prägedruckplatte (29) durch untere Druckbolzen (32) wirkverbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Block (14) eine obere Zusatzhydraulik (23) aufgenommen ist, die mit dem Auswerfer (20) über eine obere Prägedruckplatte (22) wirkverbunden ist und der Kalibrierstempel (21) an der oberen Prägedruckplatte (29) lagefixiert befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (20) über unter zusätzlicher Federkraft stehende Druckbolzen (25) mit der oberen Zusatzhydraulik (23) zum Lösen des fertigen Werkstücks (1) wirkverbunden ist.

15. Verfahren zum Kalibrieren von Grat aufweisenden Schnittflächen von gestanzten oder feingeschnittenen Werkstücken wie Pendelgewichte, Lamellen, Synchronringe o. dgl. mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Außen- und/oder Innenkontur (2,7) eines Werkstücks (1) aus einem Bandstreifen innerhalb einer ein Ober- und Unterteil (10,11) umfassende Vorrichtung in einer Stanz- oder Feinschneidstufe (12) geschnitten, das geschnittene Werkstück (1) durch einen Querschieber (16) nach Öffnen der Vorrichtung in eine Umformstufe (13) verbracht und in dieser die Endform des Werkstücks erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umformstufe (13) in einem einzigen Arbeitsgang folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Anbiegen des an der Schnittfläche (3,8) der Außen- oder Innenkontur (2,7) befindlichen Grates (5.1) von der Schnittfläche (3,8) weg mit einem einen Kalibrierbereich (35) aufweisenden Kalibrierstempel (35) beim Ausführen einer Vertikalbewegung des Werkstücks (1) in Hubrichtung (HR),

b) Aufweiten der Schnittfläche (8) der Innenkontur (7) des Werkstücks (1) durch den Kalibrierbereich (35) des Kalibrierstempels (21) auf die gewünschte Endform und -abmessung bis die Prägeschulter (36) am Kalibrierstempel (21) den Grate (5.1) an der Schnittfläche der Außen- oder Innenkontur (2,7) erfasst,

c) Erzeugen einer Prägewulst (47) in der Schnittfläche (3,8) durch Verprägen des Grates (5.1) der Außen- oder Innenkontur (2,7) am Werkstück (1) mit der Prägeschulter (36) des Kalibrierstempels (21),

d) Egalisieren der Prägewulst (47) mit dem Kalibrierbereich (35) des Kalibrierstempels (21) bei seiner Entformung vom Werkstück (1) durch eine Vertikalbewegung des Kalibrierstempels (21) entgegen der Hubrichtung (HR) des Werkstücks (1).

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweiten nach Schritt b) an der dem Grat (5.1) zugewandten Seite der Schnittfläche (8) beginnt und an der dem Grat (5.1) abgewandten Seite des Werkstücks (1) endet.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Kalibrierstempel (21) mit unterschiedlichen Formen und Abmessungen verwendet werden, die an die Außenkontur (2) oder Innenkontur (7), beispielsweise an kreis- oder nichtkreisförmige Öffnungen wie Löcher, Bohrungen des Werkstücks (1) mit einem definierten Übermaß angepasst sind.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Grat (5)) der Außenkontur (2) synchron mit dem Grat (5.1) der Innenkontur (7) durch eine Prägeschulter (39) der Prägeglocke (19) verprägt wird, wobei die Außenkontur (2) des Werkstücks (1) durch die zum Gesenkoberteil (17) gehörende Prägeglocke (19) fixiert und das Werkstück (1) auf dem Prägeambos (28) des Gesenkunterteils (18) lagegerecht abgelegt wird.

Zeichnung