DE102016123550A1

DE102016123550A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Nockenstreifens

Info

Publication number: DE102016123550A1
Application number: DE102016123550.4A
Authority: DE
Inventors: Horst Dietz; Jürgen Ehrhardt
Original assignee: Kokinetics GmbH
Current assignee: Kokinetics GmbH
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107344194A; CA2966429A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens mit folgenden Schritten: – ein Metallstreifen wird mit einem ersten Stempel (1, 1.1) und mindestens einem weiteren parallel angeordneten Stempel geprägt, sodass auf der den Stempeln (1, 1.1) zugewandten Seite eine Einbuchtung entsteht und auf der den Stempeln (1, 1.1) abgewandten Seite je ein Nocken herausgedrückt wird, wobei die Stempel (1, 1.1) aus je einem Sockel (2) und je einer teilkegelförmigen Schulter (4) bestehen, wobei die Stempel (1, 1.1) eine Gesamthöhe von 7,6 mm aufweisen und dabei der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7,1 mm und die Schulter (4) eine weitere Höhe (h1) von 0,5 mm aufweisen und in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet sind, wobei an die Schulter (4) eine Stempelfläche (3) ausgeformt ist, wobei die Stempelfläche (3) einen Durchmesser von 6,55 mm aufweist und der erste Stempel (1, 1.1) zu dem weiteren Stempel einen ersten Abstand aufweist, – die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in den Metallstreifen eingedrückt, wodurch der erste Nocken und der zweite Nocken in den Metallstreifen geprägt werden, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken ein weiterer Abstand vorhanden ist, welcher im Wesentlichen dem ersten Abstand entspricht, – der Metallstreifen wird verschoben – die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in einem weiteren Schritt in den Metallstreifen gedrückt, sodass einer der beiden Stempel (1, 1.1) in den weiteren Abschnitt gedrückt, sodass ein dritter Nocken zwischen den ersten Nocken und dem zweiten Nocken geprägt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4, sowie einen Stempel nach Anspruch 6.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik werden Nockenstreifen durch aufwändige Kaltumformverfahren hergestellt. Diese Nockenstreifen werden im Bereich des Automobilbaus als Rasterung eingesetzt.
Nachteilig an den Nockenstreifen aus dem Stand der Technik ist die kostenintensive Herstellung.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es einen Nockenstreifen zur Verfügung zu stellen, welcher günstiger herstellbar ist und dabei zusätzlich weniger Ausschussware erzeugt wird.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach den Ansprüchen 1, 4 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens zeichnet sich dadurch aus, dass ein Metallstreifen mit einem Stempel derart geprägt wird, wodurch der dem Stempel zugewandten Seite des Metallstreifens eine Einbuchtung entsteht und auf der dem Stempel abgewandten Seite ein Nocken herausgedrückt wird. Der Metallstreifen kann hierbei aus Stahl, Aluminium oder einem anderen metallenen Werkstoff bestehen.
Der Nockenstreifen wird im Bereich des Automobilbaus als Verriegelung eingesetzt, insbesondere bei Fahrzeugsitzen.
Der Metallstreifen weist dabei bevorzugt eine Materialdicke von 7 bis 13 mm, besonders bevorzugt 10 mm auf. Die Angaben variieren je nach Legierung und eingesetztem Material.
Bevorzugt besteht der Stempel aus einem Sockel und einer Schulter, wobei der Sockel im Wesentlichen eine Höhe von 7,1 mm und im Wesentlichen einen Durchmesser von 7,55 mm aufweist. Die Schulter weist im Wesentlichen eine weitere Höhe von 0,5 mm auf. Die Schulter ist als Fase ausgeführt und bildet mit der Stempelfläche eine Teilkegelform auf.
Die Schulter ist in einem Winkel von 45° zu dem Sockel, insbesondere zu dem Sockelkragen, angeordnet. Die Stempelfläche weist einen Durchmesser von 4,5 mm auf. Die angegebenen Maße können bis zu +/–10 % abweichen.
In dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren wird zunächst ein erster Nocken und ein zweiter Nocken in den Metallstreifen eingeprägt. Dies erfolgt dadurch, dass zwei erfindungsgemässe Stempel parallel zueinander in einer Stanz- oder Feinschneidvorrichtung angeordnet. Dabei weisen die beiden Stempel einen ersten Abstand auf. Nachdem der erste Nocken und der zweite Nocken in den Metallstreifen gedrückt wurden, entsteht zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken ein weiterer Abstand. Der weitere Abstand entspricht im Wesentlichen dem ersten Abstand zwischen den beiden Stempeln. In einem weiteren Schritt wird der Metallstreifen verschoben, sodass einer der beiden Stempel über dem weiteren Abstand liegt. Im weiteren Schritt werden die beiden Stempel nochmals in den Metallstreifen gedrückt. Dadurch entsteht zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken ein dritter Nocken. Daneben entsteht auch ein vierter Nocken, welcher je nach Verschieberichtung des Metallstreifens entweder neben dem ersten Nocken oder neben dem zweiten Nocken eingeprägt wird.
Die Anzahl der nebeneinander anordenbaren Stempel ist beliebig und richtet sich nach der Anzahl der gewünschten Nocken oder der Länge des Materialstreifens. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind fünf Stempel.
Während des gesamten Prägevorgangs ist an dem Metallstreifen andernseits der Stempel je eine Negativform für jeden der Stempel vorgesehen, welche eine rechteckige Form aufweist, bei der die kürzeren Flanken der rechteckigen Form in konvexen Halbkreisen von einem Mittelpunkt des Metallstreifens aus ausgeformt sind, sodass beim Prägevorgang die entstehenden Nocken der Negativform entsprechen.
Dieser Ablauf kann beliebig oft wiederholt werden, um unterschiedlich lange Metallstreifen in einen Nockenstreifen umzuarbeiten.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren weist der eingesetzte Stempel eine Gesamthöhe von 7,6 mm auf, wobei der Stempel bis zu 6 mm in den Metallstreifen gedrückt wird. Dabei bestimmt sich die Eindrücktiefe nach eingesetztem Material, deren Vergütung und die Materialdicke.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Herstellen eines Nockenstreifens aus einem Metallstreifen weist zumindest zwei Stempel auf, wobei der Metallstreifen eine Materialdicke von 7 mm bis 13 mm, bevorzugt 10 mm aufweist. Der Stempel besteht aus einem Sockel und einem Stempelkopf, wobei der Sockel eine Höhe von bevorzugt 7mm bis 8 mm und besonders bevorzugt 7,1 mm und einen Durchmesser von 7 mm bis 8 mm und besonders bevorzugt 7,55 mm aufweist.
An den Sockel ist eine teilkegelförmige Schulter angeordnet. Die Schulter weist dabei eine weitere Höhe von im Wesentlichen 0,3 bis 1 mm, aber besonders bevorzugt 0,5 mm auf. Die Schulter ist in einem Winkel von 45° zu dem Sockel, insbesondere an einem Sockelkragen angeordnet. Die Schulter weist andernseits des Sockels eine Stempelfläche auf. Der Durchmesser der Stempelfläche weist bevorzugt einen Durchmesser von 6 bis 7 mm, aber besonders bevorzugt einen Durchmesser von 6,55 mm auf. Der Sockel ist in einem Winkel von 2° bis 4°, aber besonders bevorzugt 2,8° schräg zu einem Sockelboden angeordnet. Der Sockelboden ist das der Stempelfläche abgewandte Ende des Stempels.
Ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel eines Stempels unterscheidet sich durch einen dreigliedrigen, aber einstückigen Aufbau.
Zunächst ist ein Befestigungsboden und ein Mittelteil und ein Stempelkopf vorhanden. Der Befestigungsboden dient der Aufnahme in einem nicht näher gezeigten Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsmaschine. Der Befestigungsboden besteht wiederum aus einem Ring, wobei sich ein Flachkonus auf der vom Mittelteil abgewandten Seite des Ringes erstreckt. Auf der dem Flachkonus gegenüberliegenden Seite des Ringes erstreckt sich ein Konus, welcher in den zylindrischen Mitteilteil übergeht. Das Mittelteil hat einen Durchmesser von 10 mm.
Andernends des Konus schliesst sich an das Mittelteil der Stempelkopf an, wobei ein Teilumfang des Stempelkopfes konisch bis zu der Stempelfläche zuläuft. Dabei ist vor allem der Teilumfangsbereich um eine Aussparung gerade ausgebildet und verläuft nicht konisch.
Was die konische Verjüngung des Stempelkopfes angeht, so weist der Stempelkopf im Bereich des Mittelteils einen Durchmesser von 8.3 mm auf. Im Bereich der Stempelfläche weist der Stempelkopf nun noch einen Durchmesser von 7,55 mm auf. Damit weist ein nicht näher gezeigter Winkel zwischen den beiden Durchmessern 5,65° auf.
Die Stempelfläche verjüngt sich von der Schulter nochmals konisch von dem Stempelkopf weg. Wie oben bereits erwähnt, weist die Stempelfläche einen Durchmesser von 6,55 mm auf. Dabei weist der Winkel zwischen dem Stempelkopf und der Stempelfläche 45° auf.
Der Stempel hat eine Gesamthöhe von 47 mm, wobei der Stempelkopf und die Stempelfläche gemeinsam eine Höhe von 12,2 mm und das Mittelteil mit dem Befestigungsboden gemeinsam eine Höhe von 34,8 mm aufweisen. Fertigmass bei Einbau beträgt 46,5 mm.
Die Aussparung ist im Bereich des Befestigungsbodens und des Mittelteils als Teil-Langloch ausgebildet. Im Bereich des Stempelkopfes verläuft die Aussparung V-förmig zusammen. Oberhalb der Aussparung ist eine Nase ausgebildet.
FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der folgenden Figuren. Diese zeigen im Einzelnen in
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Stempels;
2 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Stempels;
3a und 3b eine um 90° gedrehte andere Seitenansicht des Stempels nach 2;
4 eine vergrösserte Teilansicht des Stempels in 2.
In der Figur ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Stempels 1 gezeigt. Der Stempel 1 besteht in erster Linie aus einem Sockel 2 und einer Schulter 4. An der Schulter 4 ist andernseits des Sockels 2 eine Stempelfläche 3 angeordnet.
Die Schulter 4 weist dabei einen Winkel α von 45° zu einem Sockelkragen 5 auf. Die Schulter 4 ist als Fase ausgeführt. Dabei weist die Schulter 4 bevorzugt eine Höhe h1 von im Wesentlichen 0,5 mm auf. Der Sockel 2 weist eine weitere Höhe h2 von bevorzugt im Wesentlichen 5,75 mm auf. Die Gesamthöhe des Sockels 2 mit der Schulter 4 beträgt danach im Wesentlichen 7 mm. Der Sockel 2 weist im Wesentlichen einen Durchmesser von 7 mm auf.
Die Sockelwandung 6 ist in einem Winkel β von bevorzugt 3° zu einem Sockelboden 7 angeordnet.
Die Stempelfläche 3 weist einen Durchmesser d1 von 6,55 mm auf. Dabei ist die Stempelfläche 3 im gezeigten Ausführungsbeispiel kreisrund ausgeführt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Stempelfläche 3 aus zwei halbrunden Enden besteht, welche über zwei parallel verlaufende Geraden jeweils miteinander verbunden sind und dabei die Form eines Rechtecks bildet, dessen kürzere Flanken halbkreisförmig ausgebildet sind.
Der hier gezeigte Stempel 1 ist in einer erfindungsgemässen Vorrichtung eingesetzt werden. Daneben kann der Stempel 1 auch in dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden.
Die 2 bis 4 zeigen eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels eines Stempels 1.1. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich durch einen dreigliedrigen, aber einstückigen Aufbau.
Zunächst ist ein Befestigungsboden 8 und ein Mittelteil 9 und ein Stempelkopf 10 zu erkennen. Der Befestigungsboden 8 dient der Aufnahme in einem nicht näher gezeigten Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsmaschine. Der Befestigungsboden 8 besteht wiederum aus einem Ring 11, wobei sich ein Flachkonus 12 auf der vom Mittelteil 9 abgewandten Seite des Ringes 11 erstreckt. Auf der dem Flachkonus 12 gegenüberliegenden Seite des Ringes 11 erstreckt sich ein Konus 13, welcher in den zylindrischen Mitteilteil 9 übergeht. Das Mittelteil 9 hat einen Durchmesser d2 von 10 mm.
Andernends des Konus 13 schliesst sich an das Mittelteil 9 der Stempelkopf 10 an, wobei ein Teilumfang 14 des Stempelkopfes 10 konisch bis zu der Stempelfläche 3 zuläuft. Dabei ist vor allem der Teilumfangsbereich 15 um eine Aussparung 16 gerade ausgebildet und verläuft nicht konisch.
Was die konische Verjüngung des Stempelkopfes 10 angeht, so weist der Stempelkopf 10 im Bereich des Mittelteils 9 einen Durchmesser d3 von 8.3 mm auf. Im Bereich der Stempelfläche 3 weist der Stempelkopf 10 nun noch einen Durchmesser d4 von 7,55 mm auf. Damit weist ein nicht näher gezeigter Winkel zwischen den beiden Durchmessern d3 und d4 5,65° auf.
Die Stempelfläche 3 verjüngt sich von der Schulter 4 nochmals konisch von dem Stempelkopf 10 weg. Wie oben bereits erwähnt, weist die Stempelfläche 3 einen Durchmesser d1 von 6,55 mm auf. Dabei weist der Winkel α zwischen dem Stempelkopf 10 und der Stempelfläche 3 45° auf.
Der Stempel 1.1 hat eine Gesamthöhe h3 von 47 mm, wobei der Stempelkopf 10 und die Stempelfläche 3 gemeinsam eine Höhe h4 von 12,2 mm und das Mittelteil 9 mit dem Befestigungsboden 8 gemeinsam eine Höhe von h5 34,8 mm aufweisen. Fertigmass bei Einbau beträgt 46,5 mm.
Die Aussparung 16 ist im Bereich des Befestigungsbodens 8 und des Mittelteils 9 als Teil-Langloch ausgebildet. Im Bereich des Stempelkopfes 10 verläuft die Aussparung 16 V-förmig zusammen. Oberhalb der Aussparung 16 ist, wie insbesondere in 3b sichtbar, eine Nase 17 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Stempel
2: Sockel
3: Stempelfläche
4: Schulter
5: Sockelkragen
6: Sockelwandung
7: Sockelboden
8: Befestigungsboden
9: Mittelteil
10: Stempelkopf
11: Ring
12: Flachkonus
13: Konus
14: Teilumfang
15: Teilumfangsbereich
16: Aussparung
17: Nase
h1: Höhe
h2: Höhe
h3: Höhe
h4: Höhe
h5: Höhe

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens gekennzeichnet durch folgende Schritte: – ein Metallstreifen wird mit einem ersten Stempel (1, 1.1) und mindestens einem weiteren parallel angeordneten Stempel geprägt, sodass auf der den Stempeln (1, 1.1) zugewandten Seite eine Einbuchtung entsteht und auf der den Stempel (1, 1.1) abgewandten Seite ein Nocken herausgedrückt wird, wobei die Stempel (1, 1.1) aus je einem Sockel (2) und je einer teilkegelförmigen Schulter (4) bestehen, wobei die Stempel (1, 1.1) eine Gesamthöhe von 7 mm aufweisen und dabei der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 bis 8 mm, insbesondere 7,1 mm und die Schulter (4) eine weitere Höhe (h1) von 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere 0,5 mm aufweisen und in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet sind, wobei an die Schulter (4) eine Stempelfläche (3) ausgeformt ist, wobei die Stempelfläche (3) einen Durchmesser von 6 mm bis 7 mm, insbesondere 6,55 mm aufweist, wobei der erste Stempel (1, 1.1) zu dem weiteren Stempel einen ersten Abstand aufweist, – die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in den Metallstreifen eingedrückt, wodurch der erste Nocken und der zweite Nocken in den Metallstreifen geprägt werden, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken ein weiterer Abstand vorhanden ist, – der Metallstreifen wird verschoben – die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in einem weiteren Schritt in den Metallstreifen gedrückt, sodass einer der beiden Stempel (1, 1.1) in den weiteren Abschnitt gedrückt, sodass ein dritter Nocken zwischen den ersten Nocken und dem zweiten Nocken geprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen in einer Materialdicke von 7 mm bis 13 mm, insbesondere von 10 mm zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (1, 1.1) eine Gesamthöhe von 7 mm aufweisen, wobei die Stempel (1, 1.1) zwischen 5 mm und 6,5 mm, besonders bevorzugt 6 mm in den Metallstreifen gedrückt wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines Nockenstreifen aus einem Metallstreifen mit einem ersten Stempel (1, 1.1) und einem weiteren Stempel, wobei der Metallstreifen eine Materialdicke von 7 mm bis 13 mm, bevorzugt 10 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stempel (1) aus einem Sockel (2) und einer Schulter (4) besteht, wobei der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,1 mm und einen Durchmesser von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,6 mm aufweist, und die Schulter (4) eine 0,3 mm bis 1 mm hohe, insbesondere 0,5 mm hohe Teilkegelform ist, wobei die Schulter (4) in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet ist, wobei die Schulter (4) andernseits des Sockels (2) eine Stempelfläche (3) mit einem Durchmesser von 6 mm bis 7 mm, insbesondere 6,5 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sockelwandung (6) des Sockels (2) in einem Winkel von 3° schräg zu einem Sockelboden (7) angeordnet ist.
Stempel für eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (1, 1.1) aus einem Sockel (2) und einer Schulter (4) besteht, wobei die Schulter (4) andernseits des Sockels (2) eine Stempelfläche (3) aufweist, wobei der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,1 mm und einen Durchmesser von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,55 mm aufweist und die teilkegelförmige Schulter (4) eine weitere Höhe (h1) von 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere 0,5 mm und einen Durchmesser von 6 mm bis 7 mm, insbesondere 6,5 mm aufweist, wobei die Schulter (4) in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet ist, wobei eine Sockelwandung (6) des Sockels (2) in einem Winkel von 2° bis 4°, insbesondere 2,8° schräg zu einem Sockelboden (7) angeordnet ist.
Stempel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreigliedriger einstückiger Aufbau vorhanden ist, wobei zunächst ein Befestigungsboden (8), ein Mittelteil (9) und ein Stempelkopf (10) vorhanden ist, wobei der Befestigungsboden (8) aus einem Ring (11) besteht, wobei sich ein Flachkonus (12) auf der vom Mittelteil (9) abgewandten Seite des Ringes (11) erstreckt und sich auf der dem Flachkonus (12) gegenüberliegenden Seite des Ringes (11) ein Konus (13) erstreckt, welcher in den zylindrischen Mitteilteil (9) übergeht.
Stempel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich andernends des Konus (13) an das Mittelteil (9) der Stempelkopf (10) anschliesst, wobei ein Teilumfang (14) des Stempelkopfes (10) konisch bis zu der Stempelfläche (3) zuläuft und ein Teilumfangsbereich (15) um eine Aussparung (16) gerade ausgebildet ist, wobei die Aussparung (16) im Bereich des Befestigungsbodens (8) und des Mittelteils (9) als Teil-Langloch ausgebildet ist und im Bereich des Stempelkopfes (10) V-förmig zusammen verläuft und wobei oberhalb der Aussparung (16) eine Nase (17) ausgebildet ist.
Stempel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (9) einen Durchmesser (d2) von 10 mm aufweist und der Stempelkopf (10) im Bereich des Mittelteils (9) einen Durchmesser (d3) von 8.3 mm und im Bereich der Stempelfläche (3) einen Durchmesser (d4) von 7,55 mm aufweist, wobei Winkel zwischen den beiden Durchmessern (d3) und (d4) 5,65° aufweist.
Stempel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamthöhe (h3) von 47 mm aufweist, wobei der Stempelkopf (10) und die Stempelfläche (3) gemeinsam eine Höhe (h4) von 12,2 mm und das Mittelteil (9) mit dem Befestigungsboden (8) gemeinsam eine Höhe von (h5) 34,8 mm aufweisen, wobei das Fertigmass bei Einbau 46,5 mm beträgt.