Beschreibung

[0001] Verfahren zum Herstellen von Feinschneideteilen in einem Feinschneidwerkzeug, bei dem ein Materialstreifen zwischen zwei Werkzeugteilen aus jeweils einer oberen und unteren Schneidplatte sowie einem oberen und unteren Schneidstempel eingeklemmt wird und das Schneiden im Zusammenwirken mit den oberen und unteren Schneidstempel als unvollständiger Komplettschnitt erfolgt, wobei die Feinschneidteile aus dem Werkzeuginnenraum des Werkzeugs in Laufrichtung des Materialstreifens abgeführt werden.

[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen von Feinschneidteilen aus einem Materialstreifen,

BESTATIGUNGSKOPIE mit mindestens einer Schneidplatte und einem Schneidstempel zum Ausschneiden des Feinschneidteils aus einem Materialstreifen,

Stand der Technik

[0003] Aus der DE 10 2004 032 826 Al ist ein Verfahren zum Herstellen von Stanzteilen in einem Werkzeug, insbesondere Feinschneidwerkzeug, mittels zumindest einem

Stempel, mit dem das Stanzteil aus einem Materialstreifen herausgedrückt wird, bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Stanzteil nach dem Herausdrücken aus dem Materialstreifen von diesem zu einem Austrag geschoben. Der

Stempel wirkt mit einem Gegenhalter in einer Schneidplatte beim Herausdrücken des Stanzteils zusammen, wobei der

Gegenhalter das Stanzteil beim Öffnen des Werkzeuges bis zur

Oberfläche der Schneidplatte und der Materialstreifen von der Schneidplatte angehoben wird. Der Materialstreifen wird von der Schneidplatte in einem definierten Abstand angehoben, der zumindest der Dicke der Stanzteile entspricht.

[0004] Zwar vermeidet dieser bekannte Stand der Technik das für Feinschneidteile nachteilige Zurückdrücken des

Feinschneidteils in den Materialstreifen, doch wird dieser

Vorteil durch Relativbewegungen innerhalb des

Werkzeuginnenraums senkrecht zur Laufrichtung des

Materialstreifens erkauft, was ein vollständiges Öffnen des Werkzeugs erfordert und zugleich den Aufbau des Werkzeugs verkompliziert. Das vollständige Öffnen des Werkzeugs verlangt einen größeren Öffnungsweg, wodurch die Anzahl der

Pressenhübe beschränkt wird. Dieser bekannte Stand der

Technik kann daher nicht auf Hochgeschwindigkeitspressen eingesetzt werden.

[0005] Andere bekannte Lösungen führen die Stanzteile durch Vereinzelungsvorrichtungen (siehe DE 27 48 228 Al) oder Ausblasen ab. Oftmals wird das Stanzteil wieder in den Materialstreifen zurückgedrückt und mit dem Materialstreifen ausgetragen. Ein solches Zurückdrücken hat aber den Nachteil, dass die durch das Feinschneiden erreichte hohe Schnittqualität erheblich verschlechtert wird. Die Rauheit der glattgeschnittenen Funktionsflächen und deren Toleranzgenauigkeit erleiden durch das Zurückdrücken entgegen der ursprünglichen Schnittrichtung und durch das Ausdrücken erhebliche Qualitätseinbußen.

[0006] Aus der JP 11309522 A ist ein Verfahren zum Ausstanzen eines Stanzteiles aus einem plattenförmigen Streifenmaterial bekannt, bei dem in einem ersten Schneidvorgang das Stanzteil entlang seines Umfang mit dem Streifenmaterial verbunden bleibt und in einem zweiten Arbeitsschritt das Halbfabrikat mit dem Hauptstempel fertiggeschnitten wird. Auch bei diesem bekannten Verfahren muss das Werkzeug vollständig geöffnet werden, was zur Limitierung der Anzahl der Pressenhübe führt und den Einsatz auf Pressen mit geringen Geschwindigkeiten beschränkt.

Aufgabenstellung

[0007] Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Feinschneidteilen derart zu verbessern, dass eine vertikale Relativbewegung zwischen Materialstreifen und Feinschneidteil völlig vermieden wird, der notwendige Öffnungs- und Schließweg der Vorrichtung reduziert und bei einfachem Aufbau der Vorrichtung ein Einsatz auf Hochgeschwindigkeitspressen möglich wird, wobei die Feinschneidteile keine Beschädigungen an den Funktionsflächen erleiden.

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.

[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

[0010] Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der unvollendete Komplettschnitt entlang des Umfangs des Feinschneidteils mit einer speziell geformten Schneidkante von Schneidstempel und/oder Schneidplatte so durchgeführt wird, dass das Feinschneidteil an mindestens einer partiellen Verbindungspartie am Materialstreifen etwa an dessen oberen oder unteren Ebene in einer Höhenlage gegenüber dem Materialstreifen zunächst stoffschlüssig angebunden bleibt und dann zusammen mit dem Materialstreifen in Laufrichtung des Streifens bis zu einer nachfolgenden Entformungsstufe (Ausstosser) bewegt wird, in der Feinschneidteil und Materialstreifen durch ein Ausbrechen des Feinschneidteils ohne vertikale Scherkraftkomponente und ohne ein Zurückdrücken senkrecht zur Laufrichtung des Materialstreifens nach unten voneinander getrennt werden, wobei das entformte Feinschneidteil durch einen Fallschacht in der Schneidplatte abgeführt wird. [0011] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Feinschneidteil zu etwa 80 bis 90% seines Umfanges komplett aus dem Materialstreifen ausgeschnitten. Es bestehen nur noch einzelne Verbindungsbereiche oder -punkte zwischen dem Feinschneidteil und dem Materialstreifen.

Das Feinschneidteil wird nach dem unvollendeten Komplettschnitt am Materialstreifen insbesondere durch zwei oder mehrere Verbindungspartien gehalten. Diese Verbindungspartien sind dabei so angeordnet, dass sie beim späteren Ausbrechen nicht in den Bereich der wichtigen Funktionsflächen des Feinschneidteils zu liegen kommen.

[0012] Die Verbindungspunkte zwischen Materialstreifen und Feinschneidteil entstehen durch die spezielle Formgebung an den Schneidkanten von Schneidstempel und/oder Schneidplatten in Verbindung mit der Kinematik der eingesetzten Feinschneidpresse, welche unabhängig von den Dickenschwankungen des Materialstreifens immer in dieselbe vertikale Position der beiden maßgebenden Schneidkanten fährt.

[0013] In eine Aufnahme der Schneidplatte ist ein Matrizeneinsatz austauschbar eingesetzt und ein dem Matrizeneinsatz Schneidstempel mit partiell ausgeformten Fasen entlang ihrer Schneidkanten zugeordnet.

Dies hat den außerordentlichen Vorteil, dass der Matrizeneinsatz durch ein stirnseitiges Nachschleifen mehrfach verwendbar ist, wobei der durch das Nachschleifen entstehende Höhen- bzw. Materialverlust des Matrizeneinsatzes durch eine oder mehrere in die Aufnahme eingesetzte Unterlagen leicht zu kompensieren ist, was wirtschaftliche Vorteile in der Ersatzbewirtschaftung mit sich bringt. [0014] Der Matrizeneinsatz wird entlang seines Umfanges in der Aufnahme gleichmäßig vorgespannt gehalten und überragt die Grundplatte der Schneidplatte derart, dass der Matrizeneinsatz punktuell den Materialstreifen beim Schließen der Vorrichtung am Stempel, d.h. vorbestimmten Stellen, festklemmen kann, ohne dass die Grundplatte zum Eingriff gelangen kann. Mit anderen Worten es wird das bisher übliche flächige Klemmen des Materialstreifens zwischen Ober- und Unterteil vermieden. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das auf der Bandoberfläche bereitgehaltene Feindschneidöl nicht durch das flächige Anpressen ungewollt verteilt wird und dann nicht mehr in ausreichendem Masse beim Schneiden zur Verfügung steht.

[0015] Die Konzentration der feinschneidspezifischen Klemmkräfte auf die Matrizeneinsätze hat weiterhin den Vorteil, dass die Erzeugung glattgeschnittener Trennflächen am Feinschneidteil unterstützt wird.

[0016] Durch eine von einem Ausstosser auf das Feinschneidteil ausgebrachte Federkraft wird sichergestellt, dass Feinschneidteil und Materialstreifen beim Öffnen des Werkzeugs abrissfrei gehalten werden.

[0017] Nach dem Entformen wird das vom Materialstreifen abgetrennte Feinschneidteil senkrecht nach unten zur Laufrichtung des Materialstreifens durch einen Fallschacht in der Schneidplatte abgeführt.

[0018] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und kompakt aufgebaut und hat den großen Vorteil, dass der erforderliche Weg zum Öffnen und Schließen von Ober- und Unterteil erheblich verringert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass in einem Aufnahmeraum der Schneidplatte ein unter gleichmäßiger Vorspannung kraftsschlüssig gehaltener Matrizeneinsatz angeordnet ist, dem der Schneidstempel zugeordnet ist, wobei die Schneidkanten des Matrizeneinsatzes und/oder des Schneidstempels mit einer partiell ausgeformten Fase zum unvollständigen Ausschneiden des Feinschneidteils aus dem Materialstreifen versehen sind und der Matrizeneinsatz gegenüber der Schneidplatte einen Höhenversatz zum partiellen Klemmen des Materialstreifens an einer Press- oder Führungsplatte aufweist, derart, dass das Feinschneidteil und der Materialstreifen durch mindestens eine partielle Verbindungspartie stoffschlüssig nach dem Schneiden verbunden ist, und dass in der Entformungsstufe ein Ausstosser zum Ausbrechen der mindestens einen partiellen Verbindungspartie vom Materialstreifen ohne Übertragung einer vertikalen Scherkraftkomponente auf die Verbindungspartie und in der Schneidplatte ein Fallschacht zum Abführen des abgetrennten Feinschneidteiles nach unten zur Laufrichtung des Materialstreifens vorgesehen ist.

[0019] Die spezielle Formgebung der Schneidkanten von Matrizeneinsatz und/oder Schneidstempel besteht aus einer partiell ausgeformten Fase, die in Länge und/Breite und/oder Neigung variieren kann und die Schneidkante von Matrizeneinsatz und/oder Schneidstempel entsprechend unterbricht, so dass das Feinschneidteil aus dem Materialstreifen nicht vollständig ausgeschnitten wird und an partiellen Verbindungspartien am Materialstreifen etwa an dessen oberen oder unteren Ebene in einer Höhenlage gegenüber dem Materialstreifen stoffschlüssig angebunden bleibt. [0020] Der für den Transport des Verbundes aus Materialstreifen und Feinschneidteil erforderliche Freiraum innerhalb des Innenraums der Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass der Matrizeneinsatz gegenüber der Schneidplatte einen Höhenversatz aufweist, der so bemessen ist, dass der erforderliche Platz für die um die Materialstärke nach unten herausstehenden, jedoch noch am Materialstreifen angebundenen Feinschneidteile sichergestellt ist, so dass die Feinschneidteile weder in vertikaler Richtung zurückgedrückt oder anderweitig bewegt werden können.

[0021] Die gegenüber der Schneidplatte hervorstehenden Matrizeneinsätze ermöglichen beim Klemmen des Materialstreifens auch eine Konzentration der feinschneidspezifischen Klemmkräfte um die Schneidgeometrie herum, was den Vorteil erbringt, dass die Qualität der Trennflächen am Feinschneidteil verbessert werden kann.

[0022] Der Matrizeneinsatz ist austauschbar und nach einem Nachschleifen auch mehrfach verwendbar. Der durch das Nachschleifen entstehende Höhen- bzw. Materialverlust am Matrizeneinsatz lässt sich durch in den Aufnahmeraum unter den Matrizeneinsatz gelegte Unterlagen verschiedener Dicke sehr leicht ausgleichen, ermöglicht eine flexible und kostengünstige Ersatzteilhaltung mit einer hoher Materialausnutzung der Matrizeneinsätze.

[0023] Als Vorteil ergibt sich des Weiteren, dass der einlaufseitig auf der Bandoberfläche bevorratete Schmierstoff für den Feinschneidvorgang beim Klemmen des Materialstreifens nicht vollständig weggedrückt wird, weil nur noch ein punktuelles Klemmen des Materialstreifens rund um die Schneidgeometrie erfolgt und das bisher übliche flächiges Klemmen des Materialstreifens zwischen Ober- und Unterteil der Vorrichtung entfällt.

[0024] Dem Schneidstempel ist ein im Pressenstößel angeordneter, durch ein Federpaket gespannter Auswerfer zugeordnet ist, der beim Öffnen des Werkzeugs, d.h. Zurücklaufen des Pressenstößels, durch Entspannung des Federpakets ein Abriss der mindestens einen Verbindungspartie vom Materialstreifen verhindert.

[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnen sich durch kleine

Öffnung- und Schließwege aus, so dass hohe Taktzahlen und hohe Ausbringleistungen erreicht werden können, wodurch der Einsatz von Hochgeschwindigkeitspressen ermöglicht wird.

[0026] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Ausführungsbeispiel

[0027] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

[0028]

Es zeigen die

[0029] Fig. Ia bis Id eine vereinfachte schematische 1 O

Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,

[0030] Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Gestaltung der

Verbindungspartie zwischen Feinschneidteil und

Materialstreifen einerseits und der Gestaltung von Matrizeneinsatz und Schneidstempel andererseits und

[0031] Fig. 3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Abrisses der Verbindungspartie vom Materialstreifen.

[0032] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen Feinschneidteile 1 aus einem Materialstreifen 2, vorzugsweise Feststellteile für Autositze, hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf solche Teile eingeschränkt und die Teile können auch andere geometrische Formen aufweisen.

[0033] Die Fig. Ia zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit eingeführten Materialstreifen 2 im geöffneten Zustand von oberem Werkzeugteil 3 und unterem Werkzeugteil 4. Zum unteren Werkzeugteil 4 gehört eine Schneidplatte 5, die einen Aufnahmeraum 6 für die Aufnahme eines Matrizeneinsatzes 7 besitzt, wobei die Schneidplatte 5 satt auf einer Grundplatte 8 aufliegt. Der Matrizeneinsatz 7 ist in der Fig. Ia als ein rohrartiger Einsatz gezeigt, kann aber auch andere kompliziertere Formen aufweisen. An seinem Umfang ist der Matrizeneinsatz 7 beispielsweise durch eine nicht dargestellte Verschraubung in der Schneidplatte 5 unter gleichmäßiger Vorspannung gehalten, so dass die beim Schneiden auftretenden Kräfte sicher von Matrizeneinsatz 7 aufgenommen werden können. Der Matrizeneinsatz 7 ist somit aus dem Aufnahmeraum 6 der Schneidplatte 5 entnehmbar und kann bei Bedarf entsprechend nachgeschliffen werden. Durch eine in den Aufnahmeraum 6 der Schneidplatte 5 eingelegte

Unterlage 8 wird der Höhenverlust des Matrizeneinsatzes 7 infolge des Nachschleifens ausgeglichen. Es werden

Unterlagen 8 mit unterschiedlichen Dicken bereitgehalten, so dass je nach Größe des Nachschliffs unterschiedliche Höhenverluste kompensiert werden können und der

Matrizeneinsatz 7 wieder die ursprüngliche Höhe erreicht.

[0034] Gegenüber der Schneidplatte 5 weist der Matrizeneinsatz 7 einen Höhenversatz H auf, so dass der Matrizeneinsatz 7 deutlich über dem Niveau der Schneidplatte 5 liegt. Dieser Höhenversatz H ist so bemessen, dass er etwa der Materialstärke des Materialstreifens 2 entspricht. Das obere Werkzeugteil 3 und untere Werkzeugteil 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind soweit geöffnet, dass der eingeführte Materialstreifen mit dem angebundenen Feinschneidteil 1 ausreichend Platz in Laufrichtung R des Materialstreifens 2 besitzt.

[0035] In der unteren Schneidplatte 5 ist dem Matrizeneinsatz 7 ein Fallschacht 9 zum Abführen der Feinschneidteile 1 etwa senkrecht nach unten zur Laufrichtung R des Materialstreifens 2 nachgeordnet.

[0036] Dem Matrizeneinsatz 7 ist ein Schneidstempel 11 im oberen Werkzeugteil 3 zum Ausschneiden des Feinschneidteils 1 aus dem Materialstreifen 2 und dem Fallschacht 9 ein

Ausstosser 12 zugeordnet.

Zum oberen Werkzeugteil 3 gehört eine Press- oder

Führungsplatte 10, in der mindestens ein Schneidstempel 11 und mindestens ein Ausstosser 12 geführt sind.

[0037] Fig. Ib zeigt den geschlossenen Werkzeugoberteil 3 und Werkzeugunterteil 4 mit zwischen Matrizeneinsatz 7 und der Führungsplatte 10 geklemmten Materialstreifen 2. Die Klemmung erfolgt rings um die Schneidgeometrie, so dass die feinschneidspezifischen Klemmkräfte auf einen schmalen Bereich konzentriert sind. Dies unterstützt die Erzeugung glattgeschnittener Trennflächen am Feinschneidteil 1. Durch den gegenüber der Schneidplatte 5 höher gelegten Matrizeneinsatz 7 bleiben die in der Schneidplatte angeordneten Schmiertaschen 13 auch im geklemmten Zustand des Materialstreifens 2 unbeeinflusst, wodurch der Schmierstoffvorrat in den Taschen ausschließlich für den Feinschneidvorgang zur Verfügung steht.

[0038] Die Fig. Ic zeigt den Arbeitsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der Schneidstempel 5 einen unvollständigen Komplettschnitt im Materialstreifen 2 ausgeführt hat und das Feinteilschneidteil 1 zu etwa 80 bis 90% seines Umfanges ausgeschnitten ist. Es wird jetzt auf Fig. 2 Bezug genommen, in der das Feinschneidteil 1 an beispielsweise einer schmalen Verbindungspartie 14 mit dem Materialstreifen 2 stoffschlüssig nach dem Schnitt verbunden bleibt.

Der unvollständige Komplettschnitt wird durch eine entsprechende Präparation der Schneidkanten 15 von Matrizeneinsatz 7 und/oder Schneidstempel 11 in Verbindung mit der Kinematik der eingesetzten Feinschneidpresse, welche unabhängig von den Dickenschwankungen des Materialstreifens immer in die dieselbe vertikale Position der Schneidkanten von Matrizeneinsatz 7 und Schneidstempel 11 fährt, erreicht. Die Schneidkante 15 des Matrizeneinsatzes 7 kann beispielsweise entlang ihres Kantenverlaufs durch eine oder mehrere Fasen 16 gebrochen sein. Es gehört natürlich zur erfindungsgemäßen Lösung, wenn die Breite und/oder Länge und/oder Neigung dieser Fasen variieren. Dies richtet sich nach der Größe, Geometrie und nach ihrer Verteilung auf dem Matrizeneinsatz 7 und/oder Schneidstempel 11 sowie nach der Dicke und Qualität des Materialstreifens und nach den zulässigen Formtoleranzen radial und axial an den Anbindungspunkten des Feinschneidteils 1, was durch die Maße h und i am Matrizeneinsatz 7 und die Maße 1 und k am Schneidstempel verdeutlicht ist. Das gilt auch für die Einschertiefe T des Schneidstempels 11 in den Matrizeneinsatz 7.

[0039] In der Fig. Id ist gezeigt, dass der Ausstosser 12 der Entformungsstufe die Verbindungspartien 14 zwischen Feinschneidteil 1 und Materialstreifen 2 scherkraftfrei getrennt hat und das Feinschneidteil 1 durch den Fallschacht 9 senkrecht zur Laufrichtung R des Materialstreifens 2 nach unten abgeführt wird. Der Verbindungspartien 14 werden durch den Ausstosser 12 weitgehend beschädigungsfrei ausgebrochen. Vorteilhafterweise werden die Verbindungspartien 14 so am Umfang des Feinschneidteils 1 verteilt, dass diese nicht an den Funktionsflächen des Feinschneidteils liegen.

[0040] Der Materialstreifen 1 bildet nach dem Schneidvorgang mit dem angebundenen Feinschneidteil 1 einen Verbund, der ohne eine irgendeine Relativbewegung in vertikaler Richtung bei geöffneter erfindungsgemäßer Vorrichtung in Laufrichtung R bis zur Entformungsstufe transportiert werden kann, weil durch die gegenüber dem Matrizeneinsatz 7 tiefer gelegte Schneidplatte 5 ein ausreichender Platz der um etwa die Materialstärke des

Materialstreifens 2 nach unten herausstehenden

Feinschneidteile 1 vorhanden ist. Dies ist mit dem sehr großen Vorteil verbunden, dass der notwendige Öffnungsweg bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung so klein gehalten werden kann, dass die Taktzahlen massiv erhöht werden können. Dies ermöglicht, den Einsatz von Hochgeschwindigkeitspressen.

[0041] Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Abrisses der Verbindungspartien 14 vom Materialstreifen 2 und des Zurückdrückens des Feinschneidteils 1 in den Materialstreifen 2 beim Öffnen des Werkzeugs, die insbesondere für Bauteile mit kleinen Auswerferkräften vorteilhaft ist.

[0042] Dem Schneidstempel 11 ist ein Auswerfer 20 zugeordnet, der über Druckbolzen 21 mit der Gegenhalterkraft FHG beaufschlagt wird.

Im Pressenstößel 17 ist ein Einlegerring 18 aufgenommen, in dem ein Federpaket 19 angeordnet ist, dass in Richtung der hydraulischen Gegenhalterkraft FGH wirkt und somit diese unterstützt. Beim Zurücklaufen des Pressenstößels, d.h. beim Öffnen des Werkzeug, kann sich das Federpaket 19 entspannen, so dass Verbindungspartie 14 zwischen Feinschneidteil 1 und Materialstreifen 2 unversehrt, d.h. ohne Abriss aus der Schneidplatte, ausgestoßen werden kann. Der Schneidstempel 11 und die Führungsplatte 10 verbleiben während dieser Phase unverändert in ihrer Höhenlage, wodurch ein Zurückdrücken des Feinschneidteiles 1 in den Materialstreifen 2 verhindert wird. [0043] Bezugszeichenliste

Feinschneidteil 1

Materialstreifen 2

Oberes Werkzeugteil 3

Unteres Werkzeugteil 4

Schneidplatte 5

Aufnahmeraura in 5 6

Matrizeneinsatz 7

Unterlage 8

Fallschacht 9

Press- oder Führungsplatte 10

Schneidstempel 11

Ausstosser 12

Schmiertasche 13

Verbindungspartie 14

Schneidkante 15

Fasen 16

Pressenstößel 17

Einlegering 18

Federpaket 19

Auswerfer 20

Druckbolzen 21

Gegenhalterkraft FGH

Höhenversatz H

Einschertiefe T

Laufrichtung des Materialstreifens 2 R

Maße der Fase 16 an 7 h, i

Maße der Fase 16 an 12 1, k

-Hierzu 6 Blatt Zeichnungen-