CH698239B1 - Verfahren zum Einsetzen von Stiften in gestanzte Werkstücke aus Blech und ein Stift zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, Stifte (9) innerhalb einer Stanz- und Biegepresse ausreisssicher in ein Werkstück (1) einzupressen. Aus dem Werkstück (1) fliesst während des Einpressens des jeweiligen Stiftes (9) oder im Anschluss daran Material in den Einstich (47) und festigt den Halt im Werkstück (1).

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Einsetzen von Stiften in gestanzte Werkstücke aus Blech gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Stift zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

[0002] Die Herstellung von Werkstücken aus Blech durch sich folgende Stanz- und allenfalls auch Biegeoperationen im Folgeschritt in einer Presse ist weit verbreitet. Sie stellt eine kostengünstige Herstellungsweise dar und ermöglicht die Herstellung von äusserst präzisen Teilen wie beispielsweise Aufnahmerahmen elektrischer und elektronischer Geräte in Computern, Druckern, aber auch in CD-Playern, MC-Playern und dergleichen. Die auf diese Weise hergestellten Werkstücke umfassen meist nicht nur Durchbrüche, Bohrungen, Laschen etc., sondern häufig müssen darin Stifte exakt positioniert eingesetzt werden, die entweder als Abstützung, z.B. federnde Abstützung bei CD-Playern, als Befestigungsmittel von separat aufgehängten Elementen oder als Achsen für Zahnräder dienen. Das Einsetzen von solchen Stiften in entsprechend vorbereitete Löcher, dies können runde oder einen andern Querschnitt aufweisende Löcher sein, erfolgt meist von Hand und das Einpressen danach bestenfalls halbautomatisch. Es sind auch Lösungen bekannt, bei denen die Stifte mittels Robotern oder – wie in der WO 2004/008 590 offenbart – direkt im Folgewerkzeug eingesetzt werden.

[0003] Bei allen Verfahren und Vorrichtungen zum Einsetzen der Stifte in Löcher stellt sich das Problem von Toleranzschwankungen. Die Toleranzen zwischen dem Lochdurchmesser und dem Stiftdurchmesser müssen äusserst gering gehalten werden, damit die Stifte nach dem Eindrücken in das Basismaterial in diesem sicher gehalten werden. Nicht nur die Toleranzen der Löcher und Stiftdurchmesser haben einen grossen Einfluss auf die Haltefestigkeit, sondern auch das Material der Basisplatte sowie des Stiftes. Sobald ein Parameter eine zu grosse Abweichung vom Sollwert aufweist, können sich die Stifte mit der Zeit lockern und dadurch eine ganze Vorrichtung, z.B. einen CD-Player oder dgl., unbrauchbar machen.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das ein einwandfreies, lockerungssicheres Einsetzen von Stiften in Löcher ermöglicht sowie ein Stift, der eine hohe Haltekraft gewährleistet.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Stift gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 4.

[0006] Durch das Anbringen von mindestens einem teilweise, vorzugsweise vollständig umlaufenden Einstich an den Stiften im Bereich des ins Grundmaterial der Aufnahmeplatte zu liegen kommenden Teils und allenfalls dem nachträglichen Verdichten des das Loch umgebenden Materials wird erreicht, dass ein solchermassen ausgebildeter Stift völlig unlösbar mit dem Grundmaterial verbunden wird. Letzteres fliesst in die Nut und wirkt dabei als Widerhaken, welcher nicht nur das Herausziehen des Stiftes, sondern auch das Lockern vollständig verhindert. Das Versetzen von Stiften mit entsprechenden Einstichen kann auf den vorhandenen Maschinen ohne Änderung durchgeführt werden. Soll eine zusätzliche Verdichtung des Materials um das Loch im Grundmaterial herum vorgenommen werden, so kann dieser Vorgang im Folgewerkzeug vorgenommen werden. Das Verdichten kann durch partielle Eindrücke um den eingesetzten Stift herum erfolgen oder durch eine ringförmige, den Stift umgebende Vertiefung bzw. Verdrängung des Materials von der Oberfläche in die ringförmige Nut bzw. den Einstich am Stift.

[0007] Die Herstellung von Stiften mit einem zusätzlichen Einstich im Eintauchbereich verursacht einen geringen Mehraufwand, da die meisten Stifte ohnehin bereits an deren freien Ende einen Einstich aufweisen und folglich für die Erzeugung des Einstichs und meist auch das Abstechen von Stangenmaterial in eine entsprechende Drehvorrichtung eingespannt werden müssen.

[0008] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung eines durch Stanz- und Biegevorgänge hergestellten Werkstücks mit eingesetzten Stiften, <tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt durch ein Stiftsetz-Modul in einer Stanz- und Biegepresse, <tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt durch das Modul gemäss Fig. 2längs Linie III–III, <tb>Fig. 4<sep>den gleichen Querschnitt wie in Fig. 3, jedoch mit unter dem Einpressstempel positionierter Schieberbohrung und teilweise abgesenktem Werkzeugoberteil, <tb>Fig. 5<sep>den gleichen Querschnitt wie in Fig. 3, jedoch mit unter dem Einpressstempel positioniertem Stiftaufnahmeloch und vollständig abgesenktem Werkzeugoberteil, <tb>Fig. 6<sep>den gleichen Querschnitt wie in Fig. 3, jedoch mit unter dem Einpressstempel positioniertem Stiftaufnahmeloch und vollständig geschlossenem Werkzeug; Einpressstempel hat Stift eingepresst, <tb>Fig. 7<sep>einen Querschnitt durch ein plattenförmiges Werkstück und einen darin eingepressten Stift, <tb>Fig. 8<sep>eine perspektivische Darstellung des Stiftes gemäss Fig. 7.

[0009] Fig. 1 stellt ein nach dem Verfahren gemäss WO 2004/008 590 hergestelltes Werkstück 1 dar. Das Werkstück 1 besteht vorerst aus bandförmigem, einer Stanz- und Biegepresse (nicht dargestellt) zugeführtem Blech, bei dem beispielsweise mehrere Durchbrüche 5 unterschiedlicher Form und durch eine Biegeoperation nach oben oder unten umgebogene Laschen 7 ausgebildet sind. Weiter sind fünf Stifte 9 dargestellt, welche in eng tolerierte Löcher 11 im Blech eingepresst sind. Dabei können die in Fig. 1 nicht sichtbaren, bereits ins Blech eingepressten Enden der Stifte das Loch 11 ganz oder nur teilweise durchdringen. Sie können auch über die Unterseite des Blechs herausragen, sollte dies erwünscht oder notwendig sein.

[0010] Die Herstellung eines solchen Werkstücks 1, z.B. einer CD-Player-Aufnahme für ein Autoradio, erfolgt in mehreren Folge-Schritten, z.B. in einer Stufenpresse, in dem von einer Seite der Presse der Blechstreifen ab Coil zugeführt wird, aus dem vorerst Ausnehmungen 5 und allenfalls Aufnahmelöcher 11 für die Stifte 9 ausgestanzt werden. Gleichzeitig oder im folgenden Schnitt werden die Konturen der Abwicklung des Werkstücks 1 gestanzt, jedoch nur so weit, damit das Werkstück 1 stets an mehreren Stellen im Blechstreifen bzw. dem nun entstehenden Stanzgitter präzise gehalten bleiben, um durch dieses innerhalb der Presse von Werkzeugmodul zu Werkzeugmodul transportiert werden zu können. Kurz vor Vollendung der Stanz- und Biegeoperationen, jedoch vor dem Ausstanzen der Haltebrücken, die das Werkstück 1 noch mit dem Stanzgitter verbinden, gelangt das Werkstück 1 innerhalb der Presse in ein Einpressmodul 13, das nun nachfolgend beschrieben wird und in welchem die Stifte 9 in die eng tolerierten Löcher 11 eingepresst werden.

[0011] In den Fig. 2 bis 6 sind die Presse und deren Antriebe nicht dargestellt, sondern nur das Einpressmodul 13, welches zum Setzen und Einpressen der Stifte 9 ausgebildet ist. Das Einpressmodul 13 umfasst einen oberen Block 15 und einen unteren Block 17, d.h. eine obere und eine untere Werkzeughälfte. Die beiden Blöcke 15 und 17 sind mit dem Pressenoberteil bzw. Pressenunterteil (beide nicht dargestellt) fest verbunden. Am oberen Block 15 sind vertikal ausgerichtete Führungsstangen 19 verschiebbar befestigt. An deren unterem Ende sind eine Abstreiferplatte 21 und eine Führungsplatte 23 aufgehängt. Zwischen der Abstreiferplatte 21 und dem oberen Block 15 sind Federn 25 eingespannt, vorzugsweise Federn 25, welche die Führungsstangen 19 umschlingen. Die Federn 25 halten die Abstreiferplatte 21 und die Führungsplatte 23 zeitweilig in einem Abstand zum oberen Block 15. Am oberen Block 15 sind weiter Einpressstempel 27 befestigt, welche einen Zuführblock 29 durchdringen. Der Zuführblock 29 ist mit der Abstreiferplatte 21 verbunden und weist im vorliegend dargestellten Beispiel stirnseitig je eine Nut auf, die Zuführkanäle 31 bilden. Die Zuführkanäle 31 entstehen durch eine Abdeckplatte 33, die über den Nuten liegt. Die Zuführkanäle 31 enden an ihrem tiefstliegenden Punkt über einem Schieber 35. Dieser ist zwischen der Abstreiferplatte 21 und der Führungsplatte 23 verschiebbar gelagert. Als Antriebsmittel für den Schieber 35 kann ein Elektromagnet verwendet werden. Alternativ kann die Verschiebung des Schiebers 35 auch durch eine Feder (nicht gezeigt) im Spalt 45 erfolgen, wenn an der gegenüberliegenden Seite des Schiebers 35 beispielsweise ein Keil (nicht dargestellt) beim Niederfahren der Presse die Verschiebung auslöst. Im Schieber 35 sind eine der Anzahl der zu versetzenden Stifte 9 entsprechende Anzahl von Stiftaufnahmelöchern 37 eingelassen. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in den Figuren jeweils nur ein Kanal 31 dargestellt. Das Stiftaufnahmeloch 37 liegt in einer gemeinsamen Ebene mit einer Stiftführungsbohrung 39 in der Führungsplatte 23 (vgl. Fig. 2). Die beiden Bohrungen 37, 39 liegen jedoch nicht fluchtend übereinander, sondern, wie Fig. 3zeigt, leicht versetzt. Diese Versetzung bewirkt, dass ein durch den Zuführkanal 31, z.B. mittels Pressluft, zugeführter Stift 9 zwar bis in die Stiftaufnahmebohrung 37 im Schieber 35 gelangen kann, jedoch nicht weiter zur Stiftführungsbohrung 39. Der Stift 9 bleibt folglich innerhalb des Schiebers 35, d.h. in der Stiftaufnahmebohrung 37, gehalten. Er liegt an der Oberfläche der Führungsplatte 23 auf (vgl. Fig. 3).

[0012] Zu diesem Zeitpunkt liegt das Werkstück 1 noch beabstandet zur Unterseite der Führungsplatte 23 auf mehreren gefederten Bandabhebern 41, welche die bereits teilweise bearbeiteten Werkstücke 1, die noch im Stanzgitter des Bandes gehalten werden, auch beabstandet zur Matrize 43 hält. Dies ermöglicht den Transport des Bandes 3 in Richtung des Pfeiles, auch wenn am Werkstück 1 bereits Biegeoperationen durchgeführt worden sind und Laschen 7 über die Oberfläche des Bandes hinausragen.

[0013] Der zweite, rechts neben dem ersten Zuführkanal 31 liegende Zuführkanal (sichtbar in Fig. 2) und das darunterliegende Stiftaufnahmeloch 37 ermöglichen es, jeweils einen Stift 9 in das eine Stiftaufnahmeloch 37 einzuführen, kurz nachdem der Stift 9 im anderen Aufnahmeloch 37 bereits in das Werkstück 1 eingepresst ist. Dadurch kann die Versetzkadenz erhöht werden.

[0014] In der Darstellung gemäss Fig. 4ist der obere Block 15 teilweise abgesenkt und die Führungsplatte 23 gelangt in Anlage mit der Oberseite des Werkstücks 1. Das Werkstück 1 wird durch die gefederten Bandabheber 41 an die Führungsplatte 23 angepresst. Sobald das Werkstück 1 an der Führungsplatte 23 anliegt, wird der Schieber 35 nach rechts geführt, so dass das Stiftaufnahmeloch 37 mit dem darinliegenden Stift 9 über die Stiftführungsbohrung 39 in der Führungsplatte 23 zu liegen kommt und der Stift in diese hineingleiten kann. Die Stiftführungsbohrung 39 kommt exakt über das Loch 11 im Werkstück 1 zu liegen (Fig. 4).

[0015] Beim weiteren Absenken des oberen Blocks 15 werden die gefederten Bandabheber 41 in die Matrize 43 eingeschoben und das Werkstück 1 gelangt auch in Auflage mit der oben liegenden Fläche der Matrize 43 (Fig. 5). Beim weiteren Absenken des oberen Blocks 15 bis zum unteren Totpunkt der Presse schiebt sich der Einpressstempel 27 durch den Schieber 35 und teilweise die Führungsplatte 23 hindurch und presst den Stift 9 in das Loch 11 im Werkstück 1. Je nach gewählter Länge des Einpressstempels 27 wird der Stift 9 mehr oder weniger tief in das Werkstück 1 eingepresst.

[0016] Der erfindungsgemässe Stift 9 weist im Bereich, der in das Werkstück 1 zu liegen kommt, einen umlaufenden oder mindestens teilweise umlaufenden Einstich 47 auf. Der Einstich kann parallel verlaufende Flanken aufweisen oder halbkreisförmig, wie in Fig. 7 dargestellt, ausgebildet sein. Einstiche 47 dieser Art sind häufig auch im Bereich des oberen Endes 49 des Stiftes vorhanden, um beispielsweise ein elastisch zu lagerndes Element aufzunehmen. In den Fig. 7 und 8 ist ein solcher Einstich mit Bezugszeichen 47 dargestellt. Beim Einführen des Stiftes 9 in das Werkstück, wie oben beschrieben, kann bereits ein Teil des Materials des Werkstücks 1 in den Freiraum um den Einstich 47 herum in diesen einfliessen. Vorzugsweise wird aber durch ein im Folgewerkzeug, dort insbesondere im oberen Block 15, angeordneter Stempel 51 mit einer umlaufenden Raupe 53 oder mit ringförmig angeordneten Spitzen ein um den Stift 9 herum verlaufender Eindruck 55 erzeugt. Das aus dem Eindruck 55 verdrängte Material fliesst dabei in den Raum, gebildet durch den Einstich 47, und bildet sozusagen einen Widerhaken, der ein Ausziehen und ein Lockern des Stiftes 9 verhindert.

Claims (5)

1. Verfahren zum Einsetzen von Stiften (9) in Werkstücke (1) aus Blech in einer Stanz- und Biegepresse mit einem Stanz- und Biegewerkzeug (13), umfassend folgende Verfahrensschritte: – Durchführen von mindestens einem Stanzhub zur Erzeugung von einem oder mehreren Löcher (11) für die jeweilige Aufnahme vom mindestens einem Ende eines Stiftes (9), – Einsetzen und Einpressen des mindestens einen Stiftendes in das mindestens eine Loch (11), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen des Stiftendes des mindestens einen Stiftes (9) am Stiftende, welches in das Loch (11) zu liegen kommt, ein Einstich (47) angebracht ist, in welchen nach dem Einbringen des Stiftes (9) in das Loch (11) Material aus dem Werkstück (1) eingepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Stempel (51) mit einer wulstförmigen Raupe (53) oder mit ringförmig angeordneten Spitzen ein Eindruck (55) um den eingesetzten Stift (9) herum erzeugt und das durch Eindruck verdrängte Material in den Einstich (47) gepresst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufender Eindruck (55) oder mehrere um den Stift (9) herum angebrachte einzelne Eindrücke (55) erzeugt werden.

4. Stift zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an dem im Werkstück (1) zu liegen kommenden Stiftabschnitt ein Einstich (47) angebracht ist.

5. Stift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstich (47) ganz oder teilweise umlaufend ausgebildet ist.