STANZ- ODER NIETWERKZEUG

Abstract

 Die Offenbarung betrifft ein Stanz- oder Nietwerkzeug, umfassend einen Bügel mit einem bewegbaren Stempel und einer Matrize, wobei Stempel und Matrize in einer vom Bügel entkoppelten Führung geführt sind.

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Stanz- oder Nietwerkzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein hydraulisches Stanz- oder Nietwerkzeug. Weiter betrifft die Erfindung eine Führung für eine Matrize und einen Stempel für ein derartiges Stanz- oder Nietwerkzeug.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Stanz- oder Nietwerkzeuge, welche einen Bügel umfassen, sind bekannt.

[0003] So zeigt die Offenlegungsschrift DE 10 2011 111 533 A1 einen pneumatisch/hydraulischen Druckerzeuger, welcher mit einem Bügel zum Stanzen oder Setzen von zweiteiligen Nieten koppelbar ist.

[0004] Mit einem derartigen Werkzeug lassen sich bei gleichzeitig kompakter Bauweise hohe Presskräfte, insbesondere Presskräfte von über 10t, erzeugen.

[0005] Derartige Werkzeuge werden insbesondere zum Stanzen von Löchern in Karosseriebleche verwendet. Dabei wird mittels eines Hydraulikkolbens ein Stanzstempel in eine Stanzmatrize gefahren und so ein Loch herausgestanzt.

[0006] Beim Stanzen von hochfesten Blechen, insbesondere von Verbundmaterialien mit mehreren Lagen, kommt es beim Stanzen kaum noch zum Fließen des Materials. Aufgrund der Härte des Materials werden die Stanzbutzen quasi herausgebrochen.

[0007] Die Druckspannung steigt bereits bei Beginn des Stanzvorgangs abrupt an, was mit entsprechenden hohen, auf den Bügel einwirkenden Kräften, einhergeht.

[0008] Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials des Bügels (Hookesches Gesetz) weitet sich der Bügel beim Stanzen auf, was zur Folge hat, dass Stempel und Matrize nicht mehr genau axial zueinander ausgerichtet sind. In Folge dessen kann es insbesondere an den Kanten von Stempel und Matrize zu erhöhten Verschleiß oder sogar zu einer Zerstörung des Werkzeugs kommen. Zudem leidet die Präzision des Stanzvorgangs.

Aufgabe der Erfindung

[0009] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zu reduzieren. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung die Präzision beim Stanzen und Nieten zu verbessern sowie Beschädigungen des Stanz- oder Nietwerkzeugs zu vermeiden.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Stanz- oder Nietwerkzeug sowie durch eine für ein Stanz- oder Nietwerkzeug ausgebildete Führung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0011] Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen.

[0012] Die Erfindung betrifft ein Stanz- oder Nietwerkzeug. Dieses umfasst einen Bügel mit einem bewegbaren Stempel und einer Matrize.

[0013] Der Bügel dient letztlich der Aufnahme des Stempels und der Ausbildung eines Gegenhalters für die Matrize. Insbesondere hält der Bügel über einen Gegenhalter die Matrize fest, während der Stempel, der mit dem gegenüberliegenden Arm des Bügels gekoppelt ist, auf die Matrize zufährt.

[0014] Insbesondere kann an einem Arm des Bügels ein Hydraulikzylinder angeordnet sein, welcher einen Kolben umfasst, mittels dessen Druck auf den Stempel ausübbar ist.

[0015] Gemäß der Erfindung sind Stempel und Matrize in einer vom Bügel entkoppelten Führung geführt.

[0016] Das Grundprinzip der Erfindung basiert darauf, dass für die axiale Führung von Matrize und Stempel eine zusätzliche Führung verwendet wird, auf die während eines Stanz- oder Nietvorgangs keine Presskraft ausgeübt wird. Bei einem Stanz- oder Nietvorgang weitet sich mithin lediglich der Bügel, nicht aber die Führung auf.

[0017] Aufgrund der unabhängigen Führung wird die koaxiale Ausrichtung von Stempel und Matrize nicht durch die ausgeübte Presskraft beeinträchtigt. Trotz einer Aufweitung des Bügels sind so Matrize und Stempel weiterhin axial zueinander ausgerichtet.

[0018] Die Führung wird vorzugsweise in den Bügel eingesetzt.

[0019] Vorzugsweise umfasst die Führung den Stempel und die Matrize und ist über eine schwimmende Lagerung in den Bügel eingesetzt.

[0020] Der Bügel umfasst insbesondere ein Druckstück, mittels dessen sich der Stempel bewegen lässt sowie einen Gegenhalter. Druckstück und Gegenhalter sind jeweils über eine schwimmende Lagerung mit dem Stempel bzw. der Matrize gekoppelt.

[0021] Bei der schwimmenden Lagerung kann es sich insbesondere um einen Stift handeln, der in eine Ausnehmung greift, wobei zwischen Ausnehmung und Stift Spiel vorhanden ist. So kann sich der Stift in der Ausnehmung derart bewegen, dass er einer Aufweitung des Bügels folgen kann.

[0022] Der Boden der Ausnehmung und die Stirnfläche des Stiftes können eben, konisch oder kalottenförmig ausgebildet sein.

[0023] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Führung als zweiter Bügel, nämlich als Führungsbügel ausgebildet, welcher in den Bügel eingesetzt ist.

[0024] Vorzugsweise umfasst ein Arm des Führungsbügels eine Stempelführung in welcher der Stempel verschiebbar angeordnet ist. Zum Rücksetzen des Stempels nach Abschluss des Stanz- oder Nietvorgangs kann die Stempelführung eine Feder, insbesondere eine Druckfeder, umfassen.

[0025] Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Führungsbügel zweigeteilt und umfasst zwei gegeneinander verschiebbare Hälften. Der Abstand der Arme des Führungsbügels ist so veränderbar. Hierdurch lässt sich der Führungsbügel auf einfache Weise im Bügel einbauen oder es kann eine Anpassung an unterschiedliche Bügelgrößen ermöglicht werden.

[0026] Die beiden Hälften sind insbesondere über einen Schiebesitz miteinander verbunden. Beispielsweise können die beiden Hälften über Passstifte miteinander verbunden sein, welche in entsprechende Passbohrungen greifen.

[0027] Vorzugsweise ist die Matrize- und/oder der Stempel gegenüber einem Kolben bzw. einem Gegenhalter, der mit dem Bügel verbunden ist, schwenkbar und/oder schwimmend gelagert.

[0028] Beispielsweise kann ein Druckstück, welches mit dem Kolben verbunden ist, über eine Spielpassung oder einen Konus auf den Stempel bzw. auf ein mit dem Stempel gekoppeltes Bauelement greifen. Entsprechend kann die Matrize ebenfalls über eine Spielpassung oder einen Konus mit dem Arm des Bügels gekoppelt sein.

[0029] Sowohl auf Seite des Stempels als auch auf Seite der Matrize können sich so die Arme des Bügels einschließlich Druckstück bzw. Gegenhalter gegeneinander aufweiten, ohne dass sich aufgrund dessen die axiale Ausrichtung von Matrize und Stempel ändert.

[0030] Das Stanz- oder Nietwerkzeug ist vorzugsweise als Hydraulikwerkzeug ausgebildet.

[0031] Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Gegenhalter, an dem sich die Matrize abstützt, axial verschiebbar. Insbesondere kann die Matrize mittels eines Exzenters axial verschiebbar sein. Dies ermöglicht ein einfacheren Einbau des Führungsbügels nebst Matrizenführung und Matrize. Zum Einsetzen des Führungsbügels kann der Gegenhalter zurückgefahren und im Anschluss durch Umlegen des Exzenters wieder festgespannt werden.

[0032] Das Sichern von Stempel und Matrize, insbesondere von Stempel und Matrizenführung, kann z.B. über einen seitlich eingeführten Stift erfolgen.

[0033] Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Führung, insbesondere ausgebildet als Führungsbügel, welche für vorstehend beschriebenes Stanz- oder Nietwerkzeug ausgebildet ist.

[0034] Die Führung kann insbesondere sämtliche vorstehend im Zusammenhang mit der Führung beschriebenen Merkmale umfassen.

[0035] Insbesondere kann die Führung eine Stempelführung umfassen, in welcher der Stempel axial verschiebbar angeordnet ist.

[0036] Die Stempelführung kann eine Feder umfassen, über die der Stempel wieder zurückgesetzt wird.

[0037] Weiter kann die Führung eine Matrizenführung umfassen, in welche die Matrize eingesetzt ist. Stempelführung und Matrizenführung sind vorzugsweise als Hülsen ausgebildet, welche jeweils in einen Arm des Führungsbügels eingesetzt sind. Dies verbessert die Präzision der axialen Ausrichtung zueinander.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0038] Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf die Zeichnungen Fig. 1 - Fig. 9 anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs.

Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Führung nebst Stempel, Matrize und entsprechenden Halterungen.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von Stempel, Matrize nebst Führungen in einer Explosionsdarstellung.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht von Stempel, Matrize und Führungen.

Fig. 6 ist eine Detaildarstellung von Druckstück und einem Zwischenstück, welches mit der Matrize gekoppelt ist.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Zwischenstücks.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Druckstücks.

Fig. 9 zeigt in einer perspektivischen Ansicht Gegenhalter und Matrize.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

[0039] Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug 1. Das Stanzwerkzeug 1 umfasst einen Bügel 100 mit dem Arm 101 und dem Arm 102.

[0040] Der Bügel 100 kann einen Ausleger 103 umfassen, über den der Bügel 103 an einer Handhabungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufgehängt werden kann.

[0041] In den Arm 101 eingesetzt ist ein Hydraulikzylinder 10, welcher über den Griff 14 festgelegt werden kann.

[0042] Der Hydraulikzylinder 10 umfasst den Hydraulikanschluss 12. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Kupplung mit einem selbstschließenden Hydraulikventil handeln.

[0043] Über den Hydraulikanschluss 12 kann das Stanzwerkzeug 1 mit Druck versorgt werden. Hierzu kann entweder ein tragbarer Druckerzeuger (nicht dargestellt) verwendet werden, welcher direkt mit dem Hydraulikanschluss 12 verbunden wird. Alternativ kann als Druckerzeuger auch eine stationäre Einheit (nicht dargestellt) verwendet werden, welche über einen Schlauch mit dem Hydraulikwerkzeug 12 verbunden ist.

[0044] Der Hydraulikzylinder 10 dient dem axialen Verfahren des Stempels, welcher in der Stempelführung 11 sitzt.

[0045] Am Arm 102 ist ein Gegenhalter 20 angeordnet, an welchem sich die Matrizenführung 22 abstützt.

[0046] In dem Bügel 100 eingesetzt ist ein Führungsbügel 200, welcher zwei gegeneinander verschiebbare Hälften 201, 202 umfasst. Die Stempelführung 11 ist über den seitlich eingesetzten Stift 13 gesichert. Ebenso ist die Matrizenführung 22 über einen seitlich eingeführten Stift 23 gesichert. Zum Einsetzen des Führungsbügels 200 kann über einen Exzenter 21 der Gegenhalter 20 zurückgefahren werden.

[0047] Nach dem Einsetzen wird der Gegenhalter 20 mittels des Exzenters 21 wieder festgespannt und der Führungsbügel 200 ist so mit dem Bügel 100 verbunden.

[0048] Beim Stanzen werden die entstehenden Presskräfte, welche zwischen Stempel und Matrize wirken, über den Bügel 100 abgefangen. Hierdurch kommt es zu einer Aufweitung der gegenüberliegenden Arme 101, 102.

[0049] Für die axiale Führung der Stempelführung 11 sowie der Matrizenführung 22 dient allein der Führungsbügel 200.

[0050] Eine Aufweitung der Arme 101, 102 gegeneinander führt daher zu keiner Veränderung der axialen Position von Stempelführung 11 und Matrizenführung 22 und damit von Stempel und Matrize.

[0051] Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung des Stanzwerkzeugs 1. Zu erkennen ist nunmehr der Stempel 15, welcher in der Stempelführung 11 sitzt sowie die Matrize 24, welche in der Matrizenführung 22 sitzt.

[0052] In der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist der Bügel ausgeblendet.

[0053] Der Führungsbügel 200 umfasst die beiden Hälften 201 und 202, welche gegeneinander bewegbar sind. Hierzu sind an der Basis des Führungsbügels 200 Passstifte 203 vorgesehen, welche in entsprechende Passbuchsen der jeweilige Hälfte 201, 202 greifen.

[0054] Der Abstand der Arme des Führungsbügels 200 kann so verändert werden.

[0055] Die Arme bzw. Hälften 201, 202 des Führungsbügels 200 umfassen an ihren Enden die beiden Halbschalen 204 und 205, welche die Montage erleichtern.

[0056] Über den Hydraulikzylinder 10 ist ein Hydraulikkolben mit einem Druckstück 16 gekoppelt, welches den in der Stempelführung 11 geführten Stempel 15 zum Durchführen eines Stanzvorgangs nach vorne setzt. Bei einem Stanzvorgang taucht der Stempel 15 in die Matrize 24 ein, welche in der Matrizenführung 22 sitzt, die in die Hälfte 202 des Führungsbügels 200 eingesetzt ist.

[0057] Die entstehenden Kräfte werden über einen Gegenhalter 26 an den Arm des Bügels (102 in Fig. 1) weitergeleitet.

[0058] Der Gegenhalter 2 kann entgegen der Vorspannung der Feder 25 festgespannt werden, wenn der Führungsbügel 200 eingesetzt wird.

[0059] In der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 4 ist nunmehr auch der Führungsbügel ausgeblendet. Über das Druckstück 16 wird ein Zwischenstück 18 nach vorne geschoben, welches den in die Stempelführung 11 eingesetzten Stempel 15 antreibt.

[0060] Das Druckstück 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel über einen Kunststoffring 17 aus elastischen Material axial geführt. Zwischen Druckstück 16 und Zwischenstück 18 befindet sich eine Spielpassung, welche derart ausgebildet ist, dass sich eine Änderung der axialen Position des Druckstücks 16 sich nicht auf die axiale Ausrichtung des Zwischenstücks 18 und damit des Stempels 15 auswirkt. Druckstück 16 und Zwischenstück 18 sind mithin über eine schwimmende Lagerung gekoppelt.

[0061] Auch der Gegenhalter 20 ist schwimmend bezüglich der in die Matrizenführung 22 eingesetzten Matrize 24 gelagert.

[0062] In der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 5 sind nunmehr auch Stempelführung und Matrizenführung ausgeblendet.

[0063] Wie bereits vorstehend ausgeführt ist das Druckstück 16 schwimmend gegenüber dem Zwischenstück 18 gelagert.

[0064] Der Stempel 15 sitzt in einer Stempelaufnahme 19.

[0065] Nach Durchführung eines Stanzvorgangs wird die Stempelaufnahme 19 nebst Stempel 15 über die Feder 30 zurückgesetzt. Die Feder 30 sitzt im Gehäuse der Stempelführung.

[0066] Die Stempelaufnahme 19 ist als entgegen der Druckkraft der Feder 30 im Gehäuse der Stempelführung verschiebbare Hülse ausgebildet. Diese kann mit einem Passstift 19a gesichert sein.

[0067] Die Stempelaufnahme 19 kann als Gewindehülse ausgebildet sein, in die der Stempel 15 eingeschraubt ist.

[0068] Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich die Matrize 24, welche schwimmend im Gegenhalter 26 gelagert ist.

[0069] Details der schwimmenden Lagerung von Stempel und Matrize sollen im folgenden bezugnehmend auf Fig. 6 - Fig. 9 näher erläutert werden.

[0070] Fig. 6 ist eine Detaildarstellung von Druckstück 16 und Zwischenstück 18.

[0071] Das Druckstück 16 greift in eine Ausnehmung 18a des Zwischenstücks 18.

[0072] Es handelt sich dabei um eine Spielpassung.

[0073] Wie in Fig. 7 dargestellt, kann die Ausnehmung konische Wände aufweisen. Auch eine kalottenförmige Ausgestaltung ist denkbar (nicht dargestellt).

[0074] In diesem Ausführungsbeispiel ist der Boden der Ausnehmung 18a eben ausgebildet.

[0075] Das in Fig. 8 dargestellte Druckstück 16 kann beispielsweise konisch- der kalottenförmig ausgestaltet sein. So kann ein Verkippen oder Versatz der Mittelachsen von Druckstück 16 und Zwischenstück 18 ausgeglichen werden.

[0076] In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stirnfläche 16a des Druckstücks 16 eben ausgebildet. Die Seitenwände können konisch ausgebildet sein.

[0077] Die axiale Position des Zwischenstücks 18 wird allein durch den Führungsbügel bestimmt.

[0078] Eine entsprechenden Entkopplung ist, wie in Fig. 9 dargestellt, auch auf der Seite der Matrize 24 vorhanden. Der Gegenhalter 26 greift schwimmend in eine Ausnehmung 24a auf der Rückseite der Matrize 24.

[0079] Der Kopf des Gegenhalters 26 bzw. die Ausnehmung auf der Rückseite der Matrize 24 kann, wie hier dargestellt, ebenfalls eine konische Wand umfassen oder kalottenförmig ausgebildet sein.

[0080] Durch die Erfindung konnte auf einfache Weise eine präzise Führung von Stempel- und Matrize auch beim Stanzen in hochfesten Materialien sichergestellt werden.

Ansprüche

1. Stanz- oder Nietwerkzeug, umfassend einen Bügel mit einem bewegbaren Stempel und einer Matrize,
dadurch gekennzeichnet, dass Stempel und Matrize in einer vom Bügel entkoppelten Führung geführt sind.

2. Stanz- oder Nietwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung als Führungsbügel ausgebildet ist.

3. Stanz- oder Nietwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel zweigeteilt ist und zwei gegeneinander verschiebbare Hälften umfasst.

4. Stanz- oder Nietwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hälften über einen Schiebesitz verbunden sind.

5. Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize und/oder der Stempel gegenüber einem Kolben oder einem Gegenhalter, der mit dem Bügel verbunden ist, schwenkbar und/oder schwimmend gelagert ist, insbesondere mittels einer Spielpassung, die eine Ausnehmung und ein in die Ausnehmung greifendes Bauelement umfasst.

6. Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanz- oder Nietwerkzeug als Hydraulikwerkzeug ausgebildet ist.

7. Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize axial verschiebbar ausgebildet ist.

8. Stanz- oder Nietwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenhalter für die Matrize mittels eines Exzenters axial verschiebbar ist.

9. Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung mit einer Stempel- und/oder Matrizenführung koppelbar ist, insbesondere mittels eines seitlich einsteckbaren Stiftes.

10. Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel axial verschiebbar in der Führung angeordnet ist.

11. Stanz- oder Nietwerkzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel mittels einer Feder rücksetzbar in der Führung angeordnet ist.

12. Führung, insbesondere Führungsbügel, ausgebildet für ein Stanz- oder Nietwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Zeichnung