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EP2411168B1 - Stanzverfahren - Google Patents

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EP2411168B1
EP2411168B1 EP10717503.6A EP10717503A EP2411168B1 EP 2411168 B1 EP2411168 B1 EP 2411168B1 EP 10717503 A EP10717503 A EP 10717503A EP 2411168 B1 EP2411168 B1 EP 2411168B1
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EP
European Patent Office
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workpiece
pressure plate
lower die
sides
counter
Prior art date
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Application number
EP10717503.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2411168A2 (de
Inventor
Kurt Meyer
Jörg Meyer
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Gustav Meyer Stanztechnik & Co KG GmbH
Original Assignee
Gustav Meyer Stanztechnik & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/32—Perforating, i.e. punching holes in other articles of special shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/06—Making more than one part out of the same blank; Scrapless working
    • B21D28/08—Zig-zag sequence working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/26—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
    • B21D28/265—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts with relative movement of sheet and tools enabling the punching of holes in predetermined locations of the sheet, e.g. holes punching with template
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/30—Perforating, i.e. punching holes in annular parts, e.g. rims
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/26—Making machine elements housings or supporting parts, e.g. axle housings, engine mountings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K23/00—Making other articles
    • B21K23/04—Making other articles flanged articles

Definitions

  • the invention relates to a stamping method for producing a bushing in a planar sheet-metal workpiece with both sides outwardly directed collar of a flat sheet-metal workpiece.
  • a disadvantage of such a sheet metal passage is in particular that if it is introduced into a several millimeters thick sheets and the resulting through hole is to be used as a bearing seat for a shaft bearing, that only a single-ended force can be introduced into the sheet.
  • the sheet in order to accommodate permanently high bearing forces, the sheet must be dimensioned thick accordingly, which adversely affects the overall weight and cost of a device constructed therewith.
  • EP 2 043 178 A1 Also known is a battery lid with a projection around a through hole and its manufacturing method, EP 2 043 178 A1
  • the projection extends only asymmetrically in an inward or outward direction.
  • the object of the invention is to provide a stamping method with which a collar with through-hole can be produced on both sides of a workpiece in a single workstation.
  • a pressure plate and a counter-pressure plate with cylindrical recesses with identical inner contours and with each other to the recesses mutually facing beads include the intermediate workpiece and press on both sides a circumferential groove therein, with a lower punch and an upper punch a punch with each cylindrical cross sections are the same and with the inner contours of the recesses matching inner contours are guided therein, which also include the workpiece, so that behind the groove a first, both sides circumferential thickening of the sheet is produced.
  • the recesses and the punch can optionally have circular cylindrical, oval or polygonal cross-sectional contours.
  • the lower punch and the counter-pressure plate move upwards, wherein the base plate remains relative to the lower punch and the pressing force between the pressure plate and the counter-pressure plate are maintained, so that the distance between the lower punch and upper punch is reduced and the volume of the workpiece located therebetween to the outside pressed and the double-sided circumferential thickening is increased.
  • the upper punch moves first down and presses there again another part of the volume of the workpiece to the outside and brings so the double-sided circumferential thickening to its final dimension, wherein the workpiece is punched out with continued movement of the upper punch and then removed after moving apart of the punch and plates from the punch.
  • a two-sided sheet metal passage or a double-sided collar can be introduced into a metal sheet which, unlike single-sided passes, allows a symmetrical introduction of force into the workpiece.
  • a function reversal can take place in which the counter-pressure plate on a support plate firmly resting as a die and the lower punch acts as a counter-holder, said function reversal by a mechanical, electrical, hydraulic, pneumatic or other changing device in the Punching can be done.
  • the workpiece can also be provided with a pre-hole, which significantly reduces the forces required for deformation.
  • the sheet-like workpiece produced by the punching process several millimeters thick is then provided on both sides with a circumferentially tightened collar in which a cylindrical through hole punched and pressed in the transition from the collar to the workpiece a circumferential groove.
  • the collar has the same height on both sides, so that a symmetrical introduction of force into the metal sheet is possible.
  • the workpiece produced by the punching method according to the invention further has a through hole with an inner contour with such a good and dimensionally accurate wall quality that it can be used eg as final dimensions for the seat of an outer ring of a shaft bearing to be inserted therein, without the through hole having to be further processed. Deviating from the circular cylindrical Qüeritessform cross-sectional shapes of the through hole are also displayed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stanzverfahren zur Herstellung einer Buchse in einem ebenen blechförmigen Werkstück mit beidseitig nach außen gerichtetem Kragen aus einem ebenen blechförmigen Werkstück.
  • Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Blechdurchzuges und ein entsprechendes Blechteil mit Blechdurchzug bekannt, DE 197 46 477 A1 , welcher sich einseitig eines Bleches erstreckt.
  • Nachteilig an einem solchen Blechdurchzug ist insbesondere dass dann, wenn er in ein mehrere Millimeter dickes Bleche eingebracht und das entstandene Durchgangsloch als Lagersitz für ein Wellenlager verwandt werden soll, dass nur eine unsymmetrische Krafteinleitung in das Blech erfolgen kann. Um jedoch dauerhaft hohe Lagerkräfte aufnehmen zu können, muss das Blech entsprechend dick dimensioniert werden, was sich nachteilig auf das Gesamtgewicht und die Wirtschaftlichkeit einer damit konstruierten Vorrichtung auswirkt.
  • Bekannt ist ebenfalls ein Batteriedeckel mit einem Vorsprung um ein Durchgangsloch sowie dessen Herstellungsverfahren, EP 2 043 178 A1 , wobei sich der Vorsprung allerdings nur unsymmetrisch in eine Richtung nach innen oder außen erstreckt.
  • Ein anderes bekanntes Verfahren betrifft das Schmieden eines Kupplungsgehäuses aus einem massiven Metallblock, US 2004/250593 A1 , welches in einer Schmiedepresse unter der Verwendung mehrerer unterschiedlicher Schmiedegesenke in mehreren separaten Arbeitsschritten und bei einer zum plastischen Verformen erforderlichen Materialtemperatur von mehreren 100°C erfolgt.
  • Weiterhin ist ein Stanzverfahren zur Herstellung eines Kettenblattes bekannt, DE 10 2007 005 847 A1 , mit dessen Hilfe ein flaches Kettenblatt erzeugbar ist, welches keinerlei vorstehende Buchsen aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stanzverfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem sich in einer einzigen Arbeitsstation beidseitig eines Werkstücks ein Kragen mit Durchgangsloch erzeugen lässt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass im ersten Verfahrensschritt eine Andruckplatte und eine Gegendruckplatte mit jeweils zylindrischen Ausnehmungen mit identischen Innenkonturen und mit jeweils um die Ausnehmungen zueinander gewandten Wülsten das dazwischen liegende Werkstück einschließen und beidseitig eine umlaufende Nut darin eindrücken, wobei ein Unterstempel und ein Oberstempel einer Stanze mit jeweils zylindrischen Querschnitten gleichen und mit den Innenkonturen der Ausnehmungen übereinstimmenden Innenkonturen darin geführt sind, die ebenfalls das Werkstück einschließen, so dass hinter der Nut eine erste, beidseitig umlaufende Verdickung des Bleches erzeugt wird. Die Ausnehmungen und die Stempel können dabei wahlfrei kreiszylindrische, ovale oder auch mehreckige Querschnittskonturen aufweisen.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt verfahren der Unterstempel und die Gegendruckplatte nach oben, wobei die Grundplatte relativ zum Unterstempel zurück bleibt und die Presskraft zwischen Andruckplatte und Gegendruckplatte erhalten bleiben, so dass sich der Abstand zwischen Unterstempel und Oberstempel verringert und das dazwischen befindliche Volumen des Werkstücks nach außen gedrückt und die beidseitig umlaufende Verdickung vergrößert wird.
  • In einem dritten Verfahrensschritt, bei dem die Andruckkraft der Andruckplatte und die Gegenhaltekraft des Unterstempels aufrecht erhalten wird, fährt der Oberstempel zunächst nach unten und drückt dort nochmals einen weiteren Teil des Volumens des Werkstücks nach außen und bringt so die beidseitig umlaufende Verdickung auf ihr Endmaß, wobei bei fortgesetzter Bewegung des Oberstempels das Werkstück ausgelocht und anschließend nach Auseinanderfahren der Stempel und Platten aus der Stanze entnommen wird.
  • Mit diesem Verfahren lässt sich ein beidseitiger Blechdurchzug bzw. ein beidseitiger Kragen in ein Blech einbringen, der im Gegensatz zu einseitigen Durchzügen eine symmetrische Krafteinleitung in das Werkstück ermöglicht.
  • Bei einem Zwischenschritt zwischen dem zweiten und dritten Verfahrensschritt kann entweder eine Funktionsumkehr erfolgen, in dem die Gegendruckplatte auf einer Stützplatte fest aufliegend als Matrize und der Unterstempel als Gegenhalter fungiert, wobei diese Funktionsumkehr durch eine mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische oder sonstige Wechselvorrichtung in der Stanze erfolgen kann.
  • In einem vorbereitenden Arbeitsschritt kann das Werkstück zudem mit einem Vorloch versehen werden, was die zu Verformung erforderlichen Kräfte wesentlich reduziert.
  • Das mit dem Stanzverfahren hergestellte blechartige Werkstück mehrerer Millimeter Dicke ist anschließend beidseitig mit einem umlaufend angezogenen Kragen versehen, in dem ein zylindrisches Durchgangsloch eingestanzt und im Übergang vom Kragen zum Werkstück eine umlaufende Nut eingedrückt ist.
  • Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Werkstück ist, dass der Kragen zu beiden Seiten die gleiche Höhe aufweist, so dass eine symmetrische Krafteinleitung in das Blech möglich ist. Das mit dem erfindungsgemäßen Stanzverfahren hergestellte Werkstück weist des Weiteren ein Durchgangsloch mit einer Innenkontur mit einer so guten und maßgenauen Wandqualität auf, das diese z.B. als Endmaße für den Sitz eines Außenringes eines darin einzusetzenden Wellenlagers genutzt werden kann, ohne dass das Durchgangsloch weiter bearbeitet werden müsste. Von der kreiszylindrischen Qüerschnittsform abweichende Querschnittsformen des Durchgangsloches sind ebenfalls darstellbar.
  • Nachfolgend wird der Verfahrensablauf anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    den ersten Verfahrensschritt,
    Fig. 2
    den zweiten Verfahrensschritt,
    Fig. 3
    den Zwischenschritt zwischen Verfahrensschritt 2 und 3,
    Fig. 4
    den dritten Verfahrensschritt und
    Fig. 5
    einen Schnitt durch ein Blech mit dem beidseitig eingebrachten Kragen.

Claims (4)

  1. Stanzverfahren zur Herstellung einer Buchse in einem ebenen blechförmigen Werkstück (6), mit beidseitig nach außen gerichtetem Kragen (9), dadurch gekennzeichnet, dass im 1. Verfahrensschritt eine Andruckplatte (3) und eine Gegendruckplatte (2) mit jeweils zylindrischen Ausnehmungen mit identischen Innenkonturen mit jeweils um die Ausnehmungen zueinander gewandten Wülsten das Werkstück (6) einschließen und beidseitig eine Nut darin eindrücken, wobei ein Unterstempel (1) und ein Oberstempel (4) mit jeweils zylindrischen Querschnitten gleichen und mit den Innenkonturen der Ausnehmung übereinstimmenden Innenkonturen darin geführt sind, die ebenfalls das Werkstück (6) einschließen, so dass hinter der Nut (11) eine erste beidseitige umlaufende Verdickung des Werkstücks (6) erzeugt wird, im 2. Verfahrensschritt der Unterstempel (1) und die Gegendruckplatte (2) nach oben verfahren, wobei die Gegendruckplatte (2) relativ zum Unterstempel (1) zurückbleibt und die Presskraft zwischen Andruckplatte (3) und Gegendruckplatte (2) erhalten bleibt, so dass sich der Abstand zwischen Unterstempel (1) und Oberstempel (4) verringert und das dazwischen befindliche Volumen nach außen gedrückt wird und so die beidseitig umlaufende Verdickung vergrößert wird und im 3. Verfahrensschritt bei Aufrechterhaltung der Andruckkraft der Andruckplatte (3) und der Gegenhaltekraft des Unterstempels (1) der Oberstempel (4) zunächst einen Teil des Volumens des Werkstücks (6) nach unten und außen drückt und die beidseitig umlaufende Verdickung auf ihr Endmaß vergrößert und anschließend das Werkstück (6) im gleichen Verfahrensschritt ausgelocht wird.
  2. Stanzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschritt zwischen dem 2. und 3. Verfahrensschritt eine Funktionsumkehr erfolgt, in dem die Gegendruckplatte (2) auf einer Stützplatte (5) fest aufliegt und nun als Matrize und der Unterstempel (1) als Gegenhalter fungiert.
  3. Stanzverfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorbereitungsschritt vor dem 1. Verfahrensschritt ein Vorloch (8) in das Werkstück (6) eingestanzt wird.
  4. Stanzverfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsumkehr im Zwischenschritt durch eine Wechselvorrichtung in der Stanze erfolgt.
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