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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung, insbesondere für ein Metallband
zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Stanzvorrichtungen
gehören
zum Bereich der klassischen Blechbearbeitung, wobei der Begriff „Stanzen" ein Trennverfahren
bezeichnet, bei dem durch einen Hub einer Stanzmaschine oder Presse ein
Blech durchtrennt wird. Das Stanzen kann ein Lochen oder Ausstanzen
im Sinne von Scherschneiden umfassen, bei dem sich das Blech zwischen
zwei Werkzeugschneiden befindet, die sich parallel aneinander vorbeibewegen
und dabei das Blech durchtrennen. Das Oberwerkzeug (Stanzstempel)
taucht dabei soweit in das Unterwerkzeug (Stanzeinsatz oder Matrize)
ein, dass es das Blech durchstanzt. Zum Stanzen gehört je nach
Werkzeug aber auch ein Umformen, bei dem das Werkstück plastisch
verformt wird.
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Die
Stanzvorrichtung stanzt in schneller Hubfolge die gewünschten
Teile aus dem Material. Nicht nur, aber insbesondere dann wenn es
sich bei den gestanzten Teilen um Teile zur Herstellung von Kontakt-
oder Schaltelementen handelt, werden die Kosten für den Herstellungsaufwand
der Teile wesentlich durch die Ausnutzung der verwendeten Stanzvorrichtung
und Pressen bestimmt, die einen erheblichen Anschaffungswert haben.
Folglich wird das fertig gestellte Bauteil, üblicherweise ein Schalt- oder
Kontaktelement, insbesondere für
die Automobilindustrie umso günstiger,
je höher
die Taktrate ist, mit der die zur Herstellung verwendeten Maschinen arbeiten
können.
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Die
erzielbare Taktrate oder der Durchsatz wird unter anderem auch durch
die Rüstzeiten
und Wartungszeiten der Maschinen mitbestimmt, insbesondere wenn
es darum geht, Verschleißteile
auszutauschen. Derartige Verschleißteile sind insbesondere die
Werkzeuge, die zum Stanzen eingesetzt werden, grundsätzlich aber
alle Werkzeugbauteile wie Schneid, Biege-, Präge-, Montageelemente und dergleichen,
die den zu stanzenden vorzugsweise metallischen Streifen bearbeiten.
Um entsprechende Standzeiten zu erreichen, müssen diese Verschleißteile exakt
positioniert sein und bedarfsweise auch geschärft werden. Die beim Betrieb
erwünschten
hohen Taktraten machen zudem eine äußerst hohe Präzision auch
bei den Verschleißteilen
erforderlich, um den gewünschten,
zunehmend steigenden Durchsatz zu verwirklichen. Derartige hoch
präzise
Verschleißteile
müssen
bisher durch Komplettausbau aus dem Stanzsystem entnommen und nach
anschließendem
Zerlegen auf der Werkbank demontiert bzw. montiert werden. Die Folge
ist ein hoher Zeitaufwand und ein langer Stillstand des Stanzsystems.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung zu schaffen, die ein schnelles
Auswechseln von Verschleißteilen
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Stanzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
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Das
gewünschte
Schnellwechselsystem für Verschleißteile wird
dadurch geschaffen, dass den Verschleißteilen ein Schieber zugeordnet
wird. Schieber und Verschleißteil
weisen ein Profil aus, das in der einen Stellung, wenn die Profile
mit gleichmäßigem Abstand
zueinander angeordnet sind, ein Ineinandergleiten der Profile von
Schieber und Verschleißteil
ermöglicht.
Wird der Schieber jedoch, der gemeinsam mit dem Verschleißteil in
einer Aufnahme des Werkzeugs angeordnet ist, in der Aufnahme verschoben,
verriegeln die Profile kraftschlüssig
miteinander, sodass das Verschleißteil leicht einzusetzen und
zu entnehmen ist. Dadurch kann die Wartungszeit beziehungsweise
der Austausch eines Verschleißteils
auf wenige Minuten, wenn nicht Sekunden reduziert werden. Dennoch
ist im verriegelten Zustand die Fixierung der Verschleißteile einerseits so
genau, dass die gewünschte
Präzision
erreicht wird, und andererseits auch so exakt, dass selbst die bei
zyklisch arbeitenden Maschinen, – wie es auch Stanzvorrichtungen
sind – auftretenden
Vibrationen nicht zu einem unbeabsichtigten Entriegeln und Lösen der
Verschleißteile
und damit gegebenenfalls zur Zerstörung des Werkzeugs führen können.
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Der
gewünschte
schnelle Austausch wird insofern durch die grundsätzlich gegengleichen
Profile unterstützt,
die es dem Schieber einerseits ermöglichen, in der einen Richtung
leicht entlang des gegengleichen Profils des Verschleißteils eingeführt zu werden,
andererseits aber nach einem Aufgleiten der Profile die gewünschte kraftschlüssige Verbindung und
damit das Einklemmen von Schieber und Verschleißteil in der Aufnahme zu bewirken.
Es ergibt sich eine wartungsfreundliche und schnelle Lösung.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den weiteren Ansprüchen.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt aus einer Stanzvorrichtung im Bereich einer Verschleißstelle
mit einem erfindungsgemäß verriegelten
Verschleißteil,
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2 eine
Darstellung gemäß 1 mit
entriegeltem Schieber,
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3 eine
Darstellung gemäß 2 mit
in Bewegungsrichtung herausgezogenem Schieber,
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4 ein
Werkzeug nach dem Stand der Technik mit daran angeordneten Verschleißteilen,
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5 einen
vergrößerten Ausschnitt
aus 4 im Bereich eines Verschleißteils,
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6, 7 ein
Stanzwerkzeug mit Schnitt-, Führungs-
und Stempelhalteplatte mit daran entriegeltem bzw. verriegelten
Verschleißteil.
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8 eine
Draufsicht auf eine an einer Stanzvorrichtung angeordnete Führungsleiste
mit daran entlang geführtem
Metallband,
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9 einen
Schnitt durch die Stanzvorrichtung nach Linie 9-9 von 8,
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Die
Figuren zeigen den Ausschnitt einer Stanzvorrichtung, wobei unterstellt
wird, dass der Fachmann den üblichen
Aufbau einer Stanzvorrichtung kennt, wie er z.B. in den 6 und 7 mit Schnitt-,
Führungs-
und Stempelhalteplatte dargestellt ist. Eine derartige Stanzvorrichtung,
die hier zum Stanzen von Bandmaterial, insbesondere für ein Metallband
zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen eingesetzt wird,
weist üblicherweise
wenigstens einen Stanzstempel und einen Stanzeinsatz sowie gegebenenfalls
weitere Teile wie einen Abstreifer, eine Matrize, eine Werkzeugaufnahme
und dergleichen auf. An all diesen Teilen können grundsätzlich Verschleißteile vorgesehen
sein, die regelmäßig auszutauschen
sind. Derartige Verschleißteile sind
insbesondere die Werkzeuge, die zum Stanzen eingesetzt werden, grundsätzlich aber
alle Werkzeugbauteile wie Schneid, Biege-, Präge-, Montageelemente und dergleichen,
die den zu stanzenden vorzugsweise metallischen Streifen bearbeiten.
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Gemäß 4 sind
an einer derartigen Stanzvorrichtung mehrere Verschleißstellen 10 angeordnet,
an denen diese Verschleißteile
vorgesehen sind. Ihr Austausch führt üblicherweise
zu einem entsprechenden Maschinenstillstand, insbesondere wenn zum
Austausch der Verschleißteile
wie bisher das gesamte Werkzeug von der Maschine genommen werden
muss.
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Gemäß den 1 bis 3 wird
an den Verschleißstellen 10,
an denen das Verschleißteil 11 in einer
Aufnahme 12 angeordnet ist, das Verschleißteil 11 neben
einem Schieber 13 in der Aufnahme 12 angeordnet.
Die spezifische Anordnung selbst ergibt sich allerdings im Einzelfall
aus der Zugänglichkeit
im oder am Werkzeug. Wie insbesondere aus den vergrößerten Darstellungen
im Anlagebereich zwischen Verschleißteil 11 und Schieber 13,
aber auch in 3 zu erkennen, weisen die aufeinander
zu zeigenden Flächen
von Schieber 13 und Verschleißteil 11 jeweils ein
Profil 11a, 13a auf, das zur bedarfsweisen kraftschlüssigen Verbindung
und damit Festlegung des Verschleißteils 11 mit dem
Schieber 13 an der Verschleißstelle 10 zusammen
wirkt. Dieses Profil ist so gestaltet, dass der Schieber 13 durch
das Verschieben in eine Entnahmeposition gemäß 2 überführt werden
kann, in der er leicht zu entnehmen ist, so dass ein Zugang zum
beziehungsweise eine Entnahme des Verschleißteils 11 möglich wird.
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Im
verriegelten Zustand gemäß 1 liegen die
Profile 11a, 13a kraftschlüssig aneinander an. Dies wird
dadurch erreicht, dass die Profile 11a, 13a über entsprechende
Aufgleitwinkel verfügen,
die es ermöglichen,
diese kraftschlüssige
Verbindung in folge einer vorzugsweise rein manuellen Verschiebung des
Schiebers in der Aufnahme 12 relativ zum Verschleißteil 11 herzustellen.
Die in Ver- beziehungsweise Entriegelungsrichtung 16 gegenüber den
dazwischenliegenden Abschnitten verhältnismäßig langen Anlageflächen 11b, 13b sind
so positioniert, dass sie den beim Betrieb der Maschine auftretenden
Kräften
und Vibrationen gewachsen sind. Einerseits erlaubt das hochpräzise Profil
damit eine exakte Positionierung des Verschleißteils, andererseits ist über die
flächige
Anlage ein Entriegeln der Profile 11a, 13a von
Verschleißteil 11 und
Schieber 13 erst durch gezielte manuelle Betätigung des
Betätigungselementes 15 möglich. Im
Ausführungsbeispiel
liegt die Präzision
im Zusammenspiel zwischen Schieber, Aufnahme und Profilen im entriegelten
Zustand im Bereich von wenigen hunderstel Millimetern (konkret 0,02
mm), im verriegelten Zustand von wenigen tausendstel Millimetern
(konkret 0,002 mm). Eine solche Präzision ist durch andere Befestigungsarten
nicht oder nur schwerlich zu erzielen.
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Wird
damit der Schieber des Betätigungselements 15 aus
der verriegelten Stellung gemäß 1 in
die entriegelte Stellung in Entriegelungsrichtung 16 gemäß 2 bewegt,
ergibt sich eine Darstellung der Profile gemäß den vergrößerten Bereichen in 2.
In dieser Position kann der Schieber leicht in Bewegungsrichtung 14 gemäß 3 entnommen werden.
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Die
Profile von Schieber 13 und Verschleißteil 11 sind grundsätzlich gegengleich
und andererseits so ausgebildet, dass die kraftschlüssige Verbindung
infolge einer manuellen Verschiebung des Schiebers relativ zum Verschleißteil aufgehoben
werden kann.
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Der
Schieber 13 ist in Bewegungsrichtung 14 in die
Aufnahme 12 einsetzbar und aus ihr entfernbar, wobei der
Querschnitt der Profile entlang des Schiebers in Bewegungsrichtung,
also in 3 in vertikaler Richtung eintauchend
in die Aufnahme 12 gleich bleibt. Mit anderen Worten verlaufen
die Profillinien parallel zur Bewegungsrichtung, um dadurch die
Ein- oder Ausführbewegung
zu ermöglichen.
Der Querschnitt des Schiebers bleibt damit entlang der Bewegungsrichtung 14 vorzugsweise
gleich. Der Schieber 13 kann aus einer freigesetzten Stellung
gemäß 2 in
der Aufnahme 12 und entlang des Verschleißteils 11 in
eine verriegelte Stellung überführt werden.
Die Verriegelungsrichtung oder Entriegelungsrichtung 16 verläuft damit
quer, im Ausführungsbeispiel
im rechten Winkle zur Bewegungsrichtung 14. Um die manuelle
Betätigung
zu ermöglichen,
ist selbst im eingebauten Zustand der Schieber 13 so angeordnet,
dass das wenigstens eine Betätigungselement 15 aus
der Aufnahme 12 herausragt.
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6 und 7 zeigen
eine Verschleißstelle 10 an
einem Stanzwerkzeug mit Schnitt-, Führungs- und Stempelhalteplatte.
Im vergrößerten Ausschnitt
der 6 ist dabei der Schieber 13 in der Aufnahme 12 zu
erkennen, der das Verschleißteil 11 festlegt.
Die 6 und 7 zeigen auch das Zusammenspiel
mit einer Führungsleiste 17,
die federbelastet an dem hakenförmigen
Klemmelement 18 fixierbar ist. Gemäß 7 kann diese
ebenfalls leicht abnehmbare Führungsleiste
auch so festgelegt werden, dass der Schieber 13 zumindest
mit seinem Betätigungselement 15 in
ihr aufgenommen und vorzugsweise durch sie verdeckt ist.
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Die
Stanzvorrichtung dient im Ausführungsbeispiel
zur Bearbeitung von bandförmigen
Material, insbesondere zur Bearbeitung eines Metallbands 110 zur
Herstellung von Kontakt- und Schaltelementen 111. Diese
Kontakt- und Schaltelemente sollen bedarfsweise vor, während oder
nach der Bearbeitung entlang dieser Führungsleisten geführt werden.
Bei der Ausführungsform
gemäß den 8 und 9 sind
für die
Festlegung der Führungs-
und/oder Halteleiste 17 mehrere in die Oberfläche 112 der
Stanzvorrichtung einsetzbare und aus dieser Oberfläche herausragende
Klemmelemente 18 vorgesehen, die in erste Ausnehmungen 115 der
Führungsleiste 17 zur
Fixierung derselben eingreifen. Diese Klemmelemente wirken mit einem
elastischen Element 116 zusammen, unter dessen Wirkung
die Führungs-
und Halteleisten in der jeweiligen Stellung fixiert ist, sobald
der Eingriff von Klemmelementen 18 und Führungsleiste 17 statt
findet. Das elastische Element ist im Ausführungsbeispiel ein Federrastbolzen,
es können
jedoch auch andere elastische Elemente, z.B. auch gummiartige Elemente
oder Silikon eingesetzt werden, sofern eine von der Oberfläche 112 weg
wirkende Kraft auf die Führungs-
und/oder Halteleiste aufgebracht werden kann.
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Gemäß 9 sind
die jeweiligen Klemmelemente 18 in Bohrungen 117 oder Öffnungen
der Oberfläche 112 der
Stanzvorrichtung eingeklebt, und zwar auf Anschlag eingeklebt. Eine
andere Befestigung als durch Kleben ist denkbar, solange eine – bedarfsweise
auch lösbare – Fixierung
der Klemmelemente bei entsprechend hoch präziser Positionierung gewährleistet
ist. Bei entsprechenden Reibkräften
ist auch eine bloße
Steckverbindung möglich.
Die Klebeverbindung erlaubt eine erheblich höhere Präzision im Bereich von +/- 0,01
mm in Vergleich zu den vorbekannten Verschraubungen, bei denen Präzisionen
im Bereich von +/- 0,2 mm möglich
sind. Diese Präzision
ist erforderlich, um auch bei hohen Taktraten noch zuverlässig entsprechende
Kontakt- und Schaltelemente oder auch sonstige mit hohen Taktraten
herzustellende Bauteile zu erzeugen.
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Die
Klemmelemente 18 weisen gemäß 9 Haltenasen 18a auf,
die mit entsprechenden Untergriffen 17a der Führungsleisten 17 zusammenwirken.
Dazu sind die Ausnehmungen 115 so ausgebildet, dass das
Klemmelement mit Haltenase beim Befestigen der Führungsleiste zunächst durch
die Öffnung
hindurch treten kann, dann jedoch die Führungsleiste mit ihrem Untergriff 17a unter
die Haltenase 18a geschoben werden kann. Die Vorrichtung ist
so ausgebildet, dass bei der dabei erfolgenden Montagebewegung in 9 also
nach rechts, bei der der Untergriff 17a an dem Klemmelement 18 vorzugsweise
zur Anlage kommt, gleichzeitig das elastische Element, im Ausführungsbeispiel
der mit der Feder 116 belastete Federrastbolzen 118 in
die weitere Ausnehmung 119 eingreift und damit die Führungs-
und/oder Halteleiste 17 auch in Montagerichtung positioniert.
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Die
Untergriffe 17a der Führungsleiste 17 sind
so von der Oberseite der Führungsleiste
zurückgesetzt,
dass die in den ersten Ausnehmungen 115 angeordneten Klemmelemente 18 bündig mit
oder in der Oberseite der Führungsleiste
versenkt sind. Vorzugsweise sind, wie in 8 ersichtlich,
die ersten Ausnehmungen 115 für die Klemmelemente 18 mit der
weiteren Ausnehmung 119 für den Eingriff des elastischen
Elements 116 auf einer Linie angeordnet. Dies ermöglicht eine
Bewegung in einer Richtung, bei der die Klemmelemente zum Beispiel
in die vorzugsweise schlüssellochförmigen ersten
Ausnehmungen 115 eingreifen, wobei bei der Montagebewegung dann
das Einrasten stattfindet.
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Für die Montage
ist die Führungsleiste
auf die Klemmstücke
zu setzen und dabei der Federbolzen nach unten zu drücken. Dann
wird die Führungsleiste
unter die Haltenase der Klemmelemente geschoben, bis der Federrastbolzen 118 hörbar einrastet.
Zur Demontage ist der Federrastbolzen 118 mittels eines
Imbusschlüssels
oder einem anderen Werkzeug in der weiteren Ausnehmung 119 so
weit nach unten zu drücken,
dass die Demontagebewegung in 9 nach links
ausgeführt
werden kann. Die Führungsleiste
wird dann den Haltenasen 18a entgegengesetzt verschoben,
bis die Leiste heraus genommen werden kann.
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- 10
- Verschleißstelle
- 11
- Verschleißteil
- 11a
- Profil
- 11b
- Anlagefläche
- 12
- Aufnahme
- 13
- Schieber
- 13a
- Profil
- 13b
- Anlagefläche
- 14
- Bewegungsrichtung
- 15
- Betätigungselement
- 16
- Entriegelungsrichtung
- 17
- Führungsleiste
- 17a
- Untergriff
- 18
- Klemmelement
- 18a
- Haltenase
- 110
- Metallband
- 111
- Kontaktelement
- 112
- Oberfläche der
Stanzvorrichtung
- 114
- Klemmelement
- 115
- erste
Ausnehmung
- 116
- elastisches
Element
- 117
- Bohrung
- 118
- Federrastbolzen
- 119
- weitere
Ausnehmung