DE4201713C2 - Vorrichtung zum Anbringen von lage- und formdefinierten Öffnungen in Blechwänden oder dergleichen Bauteilen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen von lage- und formdefinierten Öffnungen in Blechwänden o. dgl. Bauteilen nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bei einer derartigen aus der DE 37 21 446 A1 bekannten Vorrichtung sind die Matrize und die Patrize jeweils für sich massive Elemente, die mit einer umlaufenden Schneide bzw. Gegenschneide versehen sind und die je für sich insgesamt auswechselbar gehalten sind. Das Auswechseln jeweils der kompletten Matrize bzw. Patrize ist aufwendig und insbesondere dann kostspielig, wenn nur eine Schneidkante von Patrize bzw. Matrize stumpf oder beschädigt ist. Auch ein Nachschärfen einer einzelnen Schneidkante einer derartigen Matrize bzw. Patrize ist schwierig. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die ausgeschnittenen Blechstücke sich innerhalb der Matrize leicht verkanten und daher oft nur unter Schwierigkeiten entnommen werden können.

Aus der CH 564 385 A5 ist es bekannt, eine Schnittplatte (Matrize oder Patrize) geteilt auszuführen, mit dem Ziel, Öffnungen unterschiedlicher Querschnittsflächen herstellen zu können. Aus diesem Grunde sind einzelne Schneiden mittels Nuten und Rippen miteinander und gegenüber zwei ortsfesten Messerschneiden verstellbar verbunden. Durch diese relative Verstellbarkeit läßt die Stabilität dieser Schnittplatte zu wünschen übrig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung ein Auswechseln der stumpfgewordenen Schneidkante mit geringstmöglichem Aufwand zu gewährleisten und dabei die Stabilität der Matrize und/oder der Patrize nicht zu vermindern sowie die Herausnahme des ausgeschnittenen Blechstücks zu erleichtern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung zum Anbringen von lage- und formdefinierten Öffnungen in Blechwänden o. dgl. Bauteilen der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß die einzelnen Schneidbacken gesondert nachgeschärft oder ausgewechselt werden können und daß die Einzelschneidbacken ortsfest und stabil mit der Grundplatte der Patrize bzw. mit der Tragplatte der Matrize verbunden sind, wobei darüber hinaus die Schneidbacken der Patrize auch untereinander fest verbunden sind. Dabei gewährleisten die in den einzelnen Schneidbacken der Matrize vorgesehenen Hinterschneidungen eine schnelle und einfache Herausnahme der ausgeschnittenen Blechstücke.

Um beim Ausschneiden von Blechstücken die auftretenden Kraftspitzen auf ein Minimum zu reduzieren, sind gemäß weiterer Ausführungsbeispiele verschiedene Schneidengeometrien vorgesehen, wie sie durch die Merkmale gemäß Anspruch 2 bzw. Anspruch 3 vorgesehen sind. Eine dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vergleichbare Schneidengeometrie ist dabei aus der DE 37 21 446 A1 bekannt.

Entsprechend den Merkmalen gemäß Anspruch 4 bzw. denen gemäß Anspruch 5 können die einzelnen Schneidbacken unterschiedliche Konfigurationen besitzen.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6 ist eine weitere Erleichtertung bzw. Verbesserung beim Entnehmen der ausgeschnittenen Blechstücke erreicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der Grundplatte der Matrize der Vorrichtung von oben,

Fig. 4 eine Ansicht der Grundplatte nach Fig. 3 entlang des Schnittes A-A,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den unteren Schneiden­ teil der Vorrichtung,

Fig. 6 eine Ansicht längs des Schnittes B-B durch Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht in Richtung C der Fig. 5,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Tragplatte der Patrize der Vorrichtung, teilweise im Schnitt und mit gestrichelt angedeuteter Schneidbackenanordnung,

Fig. 9 eine Ansicht der Tragplatte gemäß Fig. 8 in Richtung D, teilweise im Schnitt,

Fig. 10 eine Draufsicht auf den oberen Schneidmes­ serteil,

Fig. 11 eine Ansicht in Richtung E der Fig. 10,

Fig. 12 eine Variante der Schneidmesserkontur,

Fig. 13 eine Variante der Schneidbackenausgestal­ tung in Draufsicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 14 eine Ansicht des Schneidbackens nach Fig. 13 in Richtung F.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht die Vorrichtung zum Anbringen von lage-und formdefinierten Öffnungen, im nach­ stehenden als Vorrichtung bezeichnet, aus einem Unterteil 10 (Matrize) und einem Oberteil 11 (Patrize). Die Matrize 10 enthält eine Grundplatte 12, die mittels Schrauben 13 unter Verwendung von Paß- bzw. Zentrierstiften 14 mit dem unteren Schneidmesserteil 15 verbunden ist, der, wie Fig. 2 erkennen läßt, vier auswechselbare Schneidbacken 16; 17; 18; 19 aufweist. Die Patrize 11 ist mit einer Tragplatte 20 versehen, an der vier Schneidbacken 21; 22; 23; 24 auswechselbar befestigt sind. In der Grundplatte 12 der Matrize 10 sowie in der Tragplatte 20 der Patrize 11 ist jeweils eine durchgehende Vierkantaus­ nehmung 27; 28 mit aufgebohrten Ecken angebracht, in die der Vierkant einer Zugstange 29 formschlüssig paßt. Die Zugstange 29 besitzt an ihrem oberen Ende einen Gewindezapfen 29′ für die Aufnahme einer als Rändelmutter ausgebildeten Einstell­ mutter 30 und enthält an ihrem unteren Ende einen Gewindezap­ fen 29′′ für die Vereinigung mit dem Kolben eines Hydraulikzy­ linders 31 oder für die Handbetätigung mittels einer Mutter. Zum Ausschneiden einer lage- und größendefinierten Öffnung mit beispielsweise quadratischem Querschnitt aus einer hier strichpunktiert angedeuteten Blechwand 32 wird zunächst die Zugstange 29 bei abgenommener Einstellmutter 30 mit ihrem un­ teren Gewindezapfen 29′′ in das passende Aufnahmegewinde 33 im Kolben des Hydraulikzylinders 31 eingeschraubt. Daraufhin wird die Zugstange 29 durch die Vierkantausnehmung 27 in der Grund­ platte 12 der Matrize 10 der Vorrichtung, eine zuvor in der Blechwand angebrachte Durchgangsöffnung und schließlich durch die Vierkantausnehmung 28 in der Tragplatte 20 hindurch­ gesteckt und die Matrize 10 der Vorrichtung an die Blechwand angelegt. Anschließend wird die Patrize 11 schneidbacken­ seitig zur Anlage an die Gegenseite der Blechwand 32 gebracht, mittels der Einstellmutter 30 an die Blechwand angedrückt und der Hydraulikzylinder 31 bzw. im Falle der Handbedienung die entsprechende Mutter betätigt. Infolge der auf die Schneid­ backen 21; 22; 23; 24, der Patrize 11 und die Schneidbacken 16; 17; 18; 19 der Matrize 10 der Vorrichtung ausgeübten Zug­ bzw. Druckkraft wird ein Blechstück 34 entsprechender Konfi­ guration aus der Blechwand 32 herausgeschnitten, das in den Aufnahmeraum 35 der Matrize 10 hineinfällt.

Um ein Verhaken des ausgeschnittenen Blechstücks 34 in der Grundplatte 12 der Matrize 10 der Vorrichtung zu vermeiden und ein problemloses Entnehmen des Blechstücks 34 zu gewähr­ leisten, ist, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, die Grundplatte 12 in ihren vier Eckbereichen mit Sackbohrungen 36 versehen, in welche die in der Regel etwas nach unten umge­ bogenen Ecken des ausgeschnittenen Blechstücks 34 eintauchen.

Die vier beim Ausführungsbeispiel gleich lang bemessenen Schneidbacken 16 bis 19 des unteren Schneidmesserteils 15 der Vorrichtung sind, wie aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist, auf Stoß aneinander angelegt und weisen jeweils eine Hinter­ schneidung 37 sowie Gewindebohrungen 13′ und Zentrierbohrungen 14′ zur Verbindung mit der Grundplatte 12 auf. Die Hinter­ schneidungen 37 erleichtern den Schneidvorgang und das Heraus­ nehmen des Blechstücks 34 aus der Grundplatte 12.

Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, weist die mit der Vierkantaus­ nehmung 28 versehene Tragplatte 20 der Patrize 10 der Vor­ richtung einen Ansatz 20′ auf, an dem die vier Schneidbacken 21 bis 24 mittels Schrauben 38 unter Verwendung von Paß- bzw. Zentrierstiften 39 auswechselbar befestigt sind. Die Anordnung der Paß- bzw. Zentrierstifte 39 sowie der Verbindungsschrauben 38 hinsichtlich ihrer Anzahl und Richtung richtet sich jeweils nach den kräftemäßigen und den montagegerechten Voraussetzung­ en.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 bis 11 sind die vier Schneidbacken 21 bis 24 der Patrize 11 bei gleicher Schneidbackenlänge jeweils stumpf aneinandergefügt. Die Schnittlinien bzw. Schneidkanten 21′; 22′; 23′; 24′ der Schneidbacken weisen einen bezogen auf die Ebene der Trag­ platte 20 konkaven Verlauf auf und bilden einen durchgehenden Radius. Die Ecken 40 der Diagonalkanten 41 sind jeweils ge­ brochen, um einem Ausbrechen der Schneidbackenecken vorzubeu­ gen.

Alternativ kann, wie Fig. 12 zeigt, die Kontur der Schnittli­ nien bzw. Schneidkanten in der Mitte und an den beiden Eckbe­ bereichen einen Radius aufweisen, wobei die Schnittlinien der Schneidbacken jeweils als sich an den Radius 43 in der Schneidbackenmitte und an die Radien 44 in den Endbereichen der Schneidbacken anschließende Tangenten 45; 46 ausgebildet sind. Eine derartige Ausgestaltung der Schnittlinien bzw. der Schneidkanten bringt den Vorteil mit sich, daß die erforder­ liche Schneidkraft geringer wird.

Die sich an die Schneidkanten der Schneidbacken 21 bis 24 nach innen anschließenden Schrägflächen 21′′ bis 24′′ sind gegen die Ebene der Tragplatte 20 hin um einen geeigneten Winkel ϕ ge­ neigt, der beispielsweise 10° beträgt (siehe hierzu Fig. 10).

In den Fig. 13 und 14 ist eine Ausführungsform der Schneid­ backen 21 bis 24 dargestellt, bei der die Schneidbacken in der Weise überlappend aneinandergefügt werden bzw. sind, daß jeweils eine Schneidbacke in die Ausnehmung 47; 48 der an­ grenzenden Schneidbacke eingreift. Die Befestigung dieser unsymmet­ risch ausgebildeten Schneidbacken am Ansatz 20′ der Tragplatte 20 erfolgt mittels den Gewinde- und Durchgangsbohrungen 49; 42 zugeordneten Verbindungsschrauben und mit Hilfe von Zentrier­ stiften, die in die Durchgangsbohrungen 50 und in die Sackboh­ rung 51 eingreifen.

Die Schneidbacken von Patrize und Matrize 11; 10 können je­ weils auch aus zwei L-förmigen Backenhälften gebildet sein. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß weniger Schrauben und weniger Einzelbacken erforderlich sind. Eine solche Ausbil­ dung der Schneidbacken ist vor allem bei kleineren Schneidbak­ kenabmessungen zweckmäßig. Die geometrische Grundform der Schneidbacken ist entsprechend der jeweiligen Anforderung rea­ lisierbar, also außer quadratisch oder rechteckförmig auch kreis- oder polygonförmig.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Anbringen von lage- und formdefinierten Öffnungen in Blechwänden oder dergleichen Bauteilen bestehend aus einer mit einer Schneide versehenen, an einer Grundplatte (12) auswechselbar gehaltenen Matrize und einer eine Gegenschneide aufweisenden, an einer Tragplatte (20) auswechselbar gehaltenen Patrize, wobei die Patrize mittels einer durch eine Kraft betätigbaren Zugstange relativ zur Matrize bewegbar und aus einem zwischen Patrize und Matrize befindlichen Blech ein Blechstück heraustrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide der Matrize (10) und die der Patrize (11) der Vorrichtung durch einzelne auswechselbare Schneidbacken (16; 17; 18; 19; 21; 22; 23; 24) gebildet sind und daß die Schneidbacken (21; 22; 23; 24) der Patrize (11) in der Weise unsymmetrisch ausgebildet sind, daß an ihrer Ober- und Unterseite jeweils eine Ausnehmung (47; 48) für den Eingriff und die Verbindung mit den benachbarten Schneidbacken vorgesehen ist und daß die Schneidbacken (16; 17; 18; 19) der Matrize (10) mit Hinterschneidungen (37) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (21′; 22′; 23′; 24′) jedes Schneidbackens (21; 22; 23; 24) der Patrize (11) einen bezogen auf die Ebene der Tragplatte (20) konkaven Verlauf mit durchgehendem Radius aufweist und daß die sich an die Schneidkante (21′; 22′; 23′; 24′) anschließende Fläche (21′′; 22′′; 23′′; 24′′) jedes Schneidbackens unter einem Winkel ϕ gegen die Ebene der Tragplatte (20) nach innen geneigt verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (21′; 22′; 23′; 24′) jedes Schneidbackens (21; 22; 23; 24) der Patrize (11) durch in der Mitte und an den Randbereichen vorgesehene Radien (43; 44) und sich an diese Radien anschließende Tangenten (45; 46) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbacken (16; 17; 18; 19; 21; 22; 23; 24) der Patrize (11) und/oder der Matrize (10) geradlinig ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidbacken der Patrize (11) und/oder der Matrize (10) L-förmig ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rechteckförmigen Grundplatte (12) jeweils in den Eckbereichen eine Sackbohrung (36) zur Aufnahme der nach unten umgebogenen Enden des ausgeschnittenen Blechteils (34) angeordnet ist.