DE102019203499A1

DE102019203499A1 - Stanzwerkzeug, Stanzvorrichtung und Verfahren zum flusenfreien Stanzen von Kunststoffrohlingen

Info

Publication number: DE102019203499A1
Application number: DE102019203499.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Heidler; Manuel Schulz; Gerhard Lechler
Original assignee: Stanova Stanztechnik GmbH
Current assignee: Stanova Stanztechnik GmbH
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug (23), ein Verfahren und eine Stanzvorrichtung (17) zum Ausstanzen von Öffnungen (9) in Kunststoffrohlingen (5). Bekannte Stanzwerkzeuge (23) und Stanzvorrichtungen (17) hinterlassen beim Stanzen von Kunststoffrohlingen (5) oftmals Stanzrückstände (15) in Form von Häutchen (15a) oder Fäden (15b). Diese zu entfernen ist kostspielig und zeitaufwendig. Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug (23) verhindert Stanzrückstände (15) dadurch, dass das Stanzwerkzeug (23) ein erstes Schneidwerkzeug (31) zum Ausstanzen einer Vorläuferöffnung (61) mit einer ersten Stanzkontur (37) in den Kunststoffrohling (5) und ein zweites Schneidwerkzeug (33) zum Ausstanzen der Öffnungskontur (39) um die Vorläuferöffnung (61) in dem Kunststoffrohling (5) aufweist, wobei die Stanzkontur (37) vollständig innerhalb der Öffnungskontur (39) liegt. Die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung (17) umfasst eine Zuführöffnung (21) und eine Ausgabeöffnung (27) sowie ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug (23).

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug und eine Stanzvorrichtung zum Ausstanzen von Öffnungen in Kunststoffrohlingen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausstanzen von Öffnungen in Kunststoffrohlingen.
Stanzen ist ein spanloses Fertigungsverfahren, mittels welchem Rohlinge beispielsweise zerteilt, umgeformt oder gefügt werden können. Zum Zerteilen von Rohlingen kann beispielsweise das Scherschneiden mittels zweier sich aneinander vorbeibewegender Schneiden als eine spezielle Form des Stanzens verwendet werden. Diese Schneiden können an einem Schneidstempel und einer Schneidplatte bzw. Matrize des Stanzwerkzeugs ausgestaltet sein.
Elemente aus Kunststoff, wie beispielsweise und nicht einschränkend Kabelkanäle oder Verdrahtungskanäle sowie Lüftungsgitter werden bevorzugt aus selbstverlöschenden bzw. schwer entflammbaren Kunststoffen hergestellt. Beispiele solcher Kunststoffe sind das Polymerblend PC+ABS, ein homogenes Gemisch aus den Kunststoffen Polycarbonat und ABS, oder PVC. Auch werden zunehmend Biokunststoffe (biologisch abbaubare, biobasierte oder biologisch nicht abbaubare) für Elemente aus Kunststoff verwendet.
Die Bearbeitung von Kunststoffen wie PC+ABS - speziell mit Stanzverfahren - ist schwierig, da das Material beim Stanzen Flusen bilden kann. Das heißt, dass am Austritt eines Stanzwerkzeugs im unteren Totpunkt aus dem Material sehr dünne Fäden und Häutchen entstehen können. Diese Stanzrückstände (d.h. Flusen) werden oft auch Engelshaar genannt, sind sehr fest mit dem Grundmaterial verbunden und mechanisch kaum entfernbar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mittels welchen Elemente aus Kunststoff gestanzt werden können, die weniger bzw. gar keine Flusen oder Stanzrückstände aufweisen, wodurch die Herstellung gestanzter Elemente aus Kunststoff einfacher, schneller und günstiger wird.
Die obige Aufgabe wird durch die Erfindung für das eingangs genannte Stanzwerkzeug dadurch gelöst, dass das Stanzwerkzeug ein erstes Schneidwerkzeug zum Ausstanzen einer Vorläuferöffnung mit einer ersten Stanzkontur in den Kunststoffrohling und ein zweites Schneidwerkzeug zum Ausstanzen der Öffnungskontur um die Vorläuferöffnung in dem Kunststoffrohling aufweist, wobei die Stanzkontur vollständig innerhalb der Öffnungskontur liegt.
Somit ist das Stanzwerkzeug ausgestaltet, in einem ersten Arbeitsschritt mit der ersten Stanzkontur des ersten Schneidwerkzeugs die Vorläuferöffnung zu stanzen und in einem darauffolgenden zweiten Arbeitsschritt die Öffnung mit der Öffnungskontur des zweiten Schneidwerkzeugs zu stanzen, wobei die erste Stanzkontur vollständig innerhalb der Öffnungskontur liegt.
Die Erfindung löst die obige Aufgabe für die eingangs genannte Stanzvorrichtung, indem diese eine Zuführöffnung zum Einbringen des Kunststoffrohlings in die Stanzvorrichtung, eine Ausgabeöffnung zum Ausbringen des Kunststoffrohlings aus der Stanzvorrichtung, wobei eine Vorschubrichtung von der Zuführöffnung zur Ausgabeöffnung orientiert ist, und ein erfindungsgemäßes Stanzwerkzeug umfasst.
Die Erfindung löst die obige Aufgabe für das eingangs genannte Verfahren, indem es die folgenden Verfahrensschritte umfasst: das Einbringen eines Kunststoffrohlings in ein Stanzwerkzeug über eine Zuführöffnung; das Stanzen einer Vorläuferöffnung mit einem ersten Schneidwerkzeug des Stanzwerkzeugs; und das darauffolgende Stanzen der Öffnung mit einem zweiten Schneidwerkzeug des Stanzwerkzeugs, wobei die Vorläuferöffnung vollständig innerhalb der Öffnung liegt.
Gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug, sowie die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung, als auch das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass bei der Bearbeitung von Elementen aus Kunststoff, d.h. bei der Bearbeitung von Kunststoffrohlingen, mittels Stanzen keine Flusen oder sonstige Rückstände am aus dem Kunststoffrohling gebildeten Werkstück verbleiben. Ein weiterer Verfahrensschritt, in welchem Rückstände entfernt werden müssen, entfällt somit.
Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug, die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können durch die im Folgenden beschriebenen spezifischen Ausgestaltungen weiter verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug, die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können insbesondere zum Ausstanzen von Öffnungen ausschließlich in Kunststoffrohlingen ausgestaltet sein. Hierbei können jegliche Arten von Kunststoffen, d.h. beispielsweise schwerentflammbare Kunststoffe wie PC+ABS oder PVC sowie biologisch hergestellte oder recyclefähige Biopolymere verwendet werden.
Die Schneidwerkzeuge können jeweils einen Schneidstempel und eine Schneidplatte umfassen und die Schneidplatte kann als Matrize ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß können ein erster Schneidstempel und ein zweiter Schneidstempel vorgesehen sein. Der Schneidstempel weist eine Druckfläche auf, die beim Stanzen in eine Freifläche einer Schneidplatte gedrückt wird. Die Druckfläche und die Freifläche sind zumeist abschnittsweise von einer Schneide umgeben, wobei sich beim Stanzen die Schneide des Schneidstempels an der Schneide der Schneidplatte (bzw. der Matrize) vorbei bewegt und das Werkstück zerteilt. Erfindungsgemäß unterscheiden sich somit eine erste Druckfläche des ersten Schneidstempels des ersten Schneidwerkzeuges von der zweiten Druckfläche des zweiten Schneidstempels des zweiten Schneidwerkzeugs. Die erste Druckfläche kann eine Form bzw. Kontur (die Stanzkontur) aufweisen, die der Form bzw. Kontur der zweiten Druckfläche ähnelt. D.h., dass die Form der zweiten Druckfläche im Wesentlichen der Form der ersten Druckfläche entspricht, die zweite Druckfläche jedoch größer als die erste Druckfläche ist. Mit anderen Worten sind die Stanzkonturen (erste Stanzkontur und Öffnungskontur) der zwei Schneidwerkzeuge, abgesehen von einer nicht- zentrischen Vergrößerung der Öffnungskontur nahezu deckungsgleich. Die Stanzkonturen können in einer weiteren Ausgestaltung auch im mathematischen Sinn ähnlich zueinander sein.
Die Form der Stanzkonturen können somit ähnlich zueinander sein, sich jedoch in ihrer Größe unterscheiden. Erfindungsgemäß kann die Öffnungskontur maximal 50 % größer sein als die erste Stanzkontur, bevorzugt maximal 30 % größer als die erste Stanzkontur und weiter bevorzugt maximal 20 % größer als die erste Stanzkontur. Die Öffnungskontur kann auch als finale Kontur oder Endkontur bezeichnet werden. Diese entspricht der in den Kunststoffrohling zu stanzenden Öffnung.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Vorläuferöffnung mit dem ersten Schneidwerkzeug vorgestanzt, d.h. es wird nicht die gewünschte Endgeometrie der zu stanzenden Öffnung gestanzt, sondern eine Öffnung, deren Form zwar der gewünschten Endgeometrie entspricht, die jedoch kleiner ist als die gewünschte Endgeometrie.
Im darauffolgenden Verfahrensschritt des Stanzens der Öffnung mit dem zweiten Schneidwerkzeug werden die finalen Abmessungen der zu stanzenden Öffnung, d.h. der gewünschten Endgeometrie gestanzt. Das Stanzen der Öffnung erfolgt derart, dass vom Kunststoffrohling ein die Vorläuferöffnung umgebender Rand entfernt wird. Durch das Entfernen dieses Randes wird die gewünschte Endgeometrie der Öffnung erreicht.
Bei der Initiierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das heißt nach dem Einbringen des Kunststoffrohlings in das Stanzwerkzeug stanzt das erste Schneidwerkzeug die Vorläuferöffnung in den Kunststoffrohling, wohingegen das zweite Schneidwerkzeug sozusagen in die Luft stanzt, d.h. nicht in den Kunststoffrohling.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darauffolgend der zu bearbeitende Kunststoffrohling in Vorschubrichtung um einen Abstand bewegt werden, welcher dem Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schneidwerkzeug entspricht.
Hiernach erfolgt das Stanzen der Öffnung durch das zweite Schneidwerkzeug und optional das Stanzen einer weiteren Vorläuferöffnung durch das erste Schneidwerkzeug.
Die oben beschriebenen Verfahrensschritte zum Stanzen der Vorläuferöffnung und zum Nachstanzen der Öffnung über diese Vorläuferöffnung können wiederholt angewandt werden, um mehrere Öffnungen in den Kunststoffrohling zu stanzen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeuges kann die Stanzkontur an zumindest einigen Stellen von der Öffnungskontur beabstandet sein.
Bevorzugt kann ein Abstand der Stanzkontur von der Öffnungskontur wenigstens 0,5 mm betragen. Weiterhin kann ein Abstand der Stanzkontur von der Öffnungskontur höchstens 5 mm betragen.
Ferner kann die Öffnungskontur des zweiten Schneidwerkzeugs umlaufend und um den Abstand größer als die erste Stanzkontur des ersten Schneidwerkzeuges sein. Mit anderen Worten ist ein Größenunterschied zwischen der ersten Stanzkontur und der Öffnungskontur unabhängig von der Größe der Stanzkonturen an sich, sondern erfolgt durch einen absoluten, vorbestimmten Betrag, um welchen eine Ausdehnung der Öffnungskontur größer ist als die erste Stanzkontur.
Bevorzugt kann dieser Abstand konstant sein, sodass bei einer Vergrößerung der ersten Stanzkontur um diesen konstanten Abstand eine Stanzkontur erhalten wird, die deckungsgleich mit der Öffnungskontur ist. Hierbei ist der Abstand jeweils senkrecht zur Stanzkontur hinzugefügt, sodass der Abstand unabhängig von einer Krümmung oder Neigung der Stanzkontur sein kann.
Der Abstand kann zwischen 0,5 mm und 5,0 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1,5 mm und besonders bevorzugt im Wesentlichen 1,0 mm betragen.
In der entsprechenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit beim Stanzen der Öffnung ein Rand von der Vorläuferöffnung des Kunststoffrohlings entfernt werden, wobei der Rand mit einer Randdicke von 0,5 mm bis 5,0 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt im Wesentlichen von 1,0 mm entfernt werden kann.
Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug kann weiter dadurch verbessert werden, dass das erste Schneidwerkzeug vom zweiten Schneidwerkzeug beabstandet ist.
Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug kann weiter dadurch verbessert werden, dass die Öffnungskontur und/oder die Stanzkontur jeweils eine offene Stanzkontur oder eine geschlossene Stanzkontur ist.
Offene Stanzkonturen können beispielsweise und nicht einschränkend beim Stanzen von Kabel- und Verdrahtungskanälen verwendet werden, um bevorzugt zu einer Seite hin offene Durchbrüche in den Schenkeln eines solchen Kanals, die sich zwischen Fingern des Kanals befinden, durch das Stanzen zu erzeugen.
In der entsprechenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit beim Stanzen der Öffnung, oder beim Stanzen der Vorläuferöffnung und beim Stanzen der Öffnung eine offene Kontur oder eine geschlossene Kontur der jeweiligen Öffnung gestanzt werden.
Geschlossene Stanzkonturen können beispielsweise bei der Bearbeitung von Preisschildern verwendet werden.
Eine geschlossene Kontur der Öffnung weist geschlossene Schnittkanten auf und führt zu Öffnungen innerhalb einer Fläche des Kunststoffrohlings. Eine offene Kontur kann hingegen verwendet werden, wenn sich die Öffnung im Randbereich des Kunststoffrohlings nach außerhalb des Kunststoffrohlings öffnen soll.
Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug kann weiter dadurch verbessert werden, dass das erste und/oder das zweite Schneidwerkzeug als Scherschneidwerkzeug ausgestaltet sind, bzw. ist und eine Matrize aufweisen bzw. aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung des Stanzwerkzeuges kann sich die Öffnungskontur zu einem Rand des Kunststoffrohlings erstrecken.
Die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Stanzwerkzeuges können in einer Stanzvorrichtung vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung können das erste und das zweite Schneidwerkzeug in Vorschubrichtung voneinander beabstandet sein.
In Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeuges, der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchem lediglich eine Öffnung in den Kunststoffrohling gestanzt werden soll, kann der Abstand zwischen dem ersten Schneidwerkzeug und dem zweiten Schneidwerkzeug bevorzugt größer sein als die Ausdehnung des Kunststoffrohlings entlang der Vorschubrichtung auf Höhe der zu stanzenden Öffnung.
Dennoch sind mechanische Positioniervorrichtungen denkbar, die das Stanzen einer einzelnen Öffnung in einen Kunststoffrohling ermöglichen, der größer ist als der Abstand zwischen den Schneidwerkzeugen. In einer solchen spezifischen Ausgestaltung ist es zum Beispiel denkbar, dass der Kunststoffrohling linear durch das Stanzwerkzeug hindurchbewegt wird und synchronisiert mit dieser linearen Bewegung das erste Schneidwerkzeug im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung an eine entsprechende Position des Kunststoffrohlings bewegt wird, die Vorläuferöffnung an dieser Position gestanzt wird und das erste Stanzwerkzeug darauffolgend wieder in dessen Ausgangslage zurückbewegt wird. Nach erfolgter Bewegung des Kunststoffrohlings in Vorschubrichtung um einen Abstand, der dem Abstand zwischen den Schneidwerkzeugen entspricht, wird auch das zweite Schneidwerkzeug senkrecht zur Vorschubrichtung zur entsprechenden Position der Vorläuferöffnung bewegt und die Öffnung, welche die Vorläuferöffnung vollständig umfasst, gestanzt. Trotz einer komplizierteren Mechanik besteht auch in dieser Ausgestaltung der Vorteil, dass eine flusenfreie Öffnung erzeugt werden kann und ein weiterer Bearbeitungsschritt nicht notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung kann insbesondere eine Verdrahtungskanal- oder Kabelkanalstanzvorrichtung zum Ausstanzen wenigstens einer Öffnung in wenigstens einen Schenkel eines Verdrahtungskanals oder eines Kabelkanals sein.
Entsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere das Ausstanzen wenigstens einer Öffnung in wenigstens einen Schenkel eines Verdrahtungskanals oder eines Kabelkanals mittels der oben genannten Verfahrensschritte betreffen.
Sofern zwei oder mehr Öffnungen in den Kunststoffrohling gestanzt werden sollen, sind die Schneidwerkzeuge bevorzugt in einem Abstand zueinander im Stanzwerkzeug angeordnet, der dem Abstand der zu stanzenden Öffnungen entspricht.
Des Weiteren kann eine Vielzahl von N Öffnungen, d.h. zwei oder mehr Öffnungen, zeitgleich gestanzt werden. In einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise N identische erste Schneidwerkzeuge vorgesehen sein, die jeweils in einem Öffnungsabstand, das heißt einem Abstand zwischen mindestens zwei Öffnungen, die in den Kunststoffrohling gestanzt werden sollen, voneinander beabstandet sind. Ferner sind N identische zweite Schneidwerkzeuge vorgesehen, wobei das N-te erste Schneidwerkzeug im Öffnungsabstand zum 1. zweiten Schneidwerkzeug angeordnet ist. Im Verfahren werden mit dieser Ausgestaltung der Stanzvorrichtung im ersten Schritt N Vorläuferöffnungen gestanzt, der Kunststoffrohling darauffolgend um N mal den Öffnungsabstand in Vorschubrichtung verschoben, sodass das zweite Stanzwerkzeug die N Öffnungen stanzt. Die Vorläuferöffnungen liegen dabei vollständig innerhalb der entsprechenden Öffnung. Zeitgleich können im zweiten Schritt durch das erste Schneidwerkzeug erneut N Vorläuferöffnungen gestanzt werden. Eine solche Ausgestaltung erlaubt eine beschleunigte aber dennoch flusenfreie Bearbeitung eines Kunststoffrohlings.
Die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung kann insbesondere zum Stanzen von Verdrahtungskanälen aus Kunststoff und/oder Kabelkanälen aus Kunststoff und/oder Lüftungsgittern aus Kunststoff verwendet werden.
Ferner können die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zum Stanzen von Abstandshaltern aus Kunststoff; und/oder Terassendielen aus Kunststoff; und/oder Medizinischen Produkten aus Kunststoff; und/oder Dichtungen aus Kunststoff; und/oder Kunststoff-Stanzteilen für Schienenfahrzeuge; und/oder Rollos aus Kunststoff; und/oder Positionierhilfen aus Kunststoff; und/oder Distanzringen aus Kunststoff; und/oder Preisschildern aus Kunststoff verwendet werden. Die obige Auflistung ist nicht abgeschlossen und rein beispielhaft.
In allen Ausgestaltungen der Erfindung erfolgt das Stanzen durch die Schneidwerkzeuge bevorzugt entlang einer Stanzrichtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung orientiert ist.
Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen sind exemplarische Ausgestaltungen dargestellt, die jeweils eine mögliche Ausführungsform darstellen und den angestrebten Schutzumfang nicht auf besagte dargestellte Ausgestaltungen einschränken sollen. In den Zeichnungen werden gleiche Elemente und Elemente gleicher Funktion mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf eine redundante wiederholte Beschreibung einzelner Merkmale wird verzichtet, wohingegen auf Unterschiede zwischen den Zeichnungen explizit hingewiesen wird.
Es zeigen:

1 Ein beispielhaftes, aus einem Kunststoffrohling gestanztes Kunststoffwerkstück;
2 Eine geschnittene Ansicht A-A der 1;
3 Eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung
4-7 Verschiedene Ansichten einer Ausgestaltung eines Stanzwerkzeuges der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung; und
8a-8c Eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist eine schematische Seitenansicht eines als Verdrahtungs- oder Kabelkanal 1 ausgestaltetes Kunststoffwerkstücks 3 gezeigt. Im Folgenden wird lediglich von einem Verdrahtungskanal 1 gesprochen, wobei sich die Beschreibung auch auf einen Kabelkanal beziehen kann. Der Verdrahtungskanal 1 ist aus einem Kunststoffrohling 5 (siehe z.B. 3 und 4) hergestellt und weist an seinen Enden 7 eine gerade Schnittkante und nach einem Abstand S₁ vom ersten Ende 7a des Verdrahtungskanals 1 eine Öffnung 9 auf, die in den Kunststoffrohling 5 gestanzt wurde.
Diese Öffnung 9 ist durch eine Öffnungsbreite E und eine Öffnungshöhe H beschrieben. Nach einem Abstand S₁ plus E weist der Verdrahtungskanal 1 einen ersten kompletten Verdrahtungskanalfinger 11 auf, welcher die Breite F und im Wesentlichen die gleiche Höhe H wie die Öffnung 9 besitzt.
Über eine gesamte Verdrahtungskanallänge L werden mit einer Periodizität P Öffnungen 9 und Verdrahtungskanalfinger 11 bis zu einem zweiten Ende 7b des Verdrahtungskanals 1 wiederholt. Die Periodizität P stellt somit einen Abstand benachbarter Öffnungen 9 dar. Sowohl der Abstand zum ersten Ende S₁ als auch die Öffnungsbreite E und Breite F des Verdrahtungskanals 1 sind vor dem Stanzen wähl- und programmierbar, so dass sich der Abstand zum zweiten Ende S₂ aus den genannten Abständen und der Kabelkanallänge L ergibt.
Die Verdrahtungskanalfinger 11 sind mit einem unteren Ende U des Verdrahtungskanals 1 verbunden.
In 2 ist der Verdrahtungskanal 1 der 1 in einem Schnitt entlang A-A gezeigt. Schematisch ist dargestellt, dass beim Stanzen eines Verdrahtungskanalfingers 11 mit Stanzvorrichtungen zum Stanzen aus dem Stand der Technik das sogenannte Engelshaar 13 als Stanzrückstand 15 in Form von Häutchen 15a oder dünnen Fäden 15b auftreten kann. Diese Stanzrückstände 15 können auch beim Stanzen anderer Kunststoffwerkstücke 3 (nicht gezeigt) auftreten, nicht nur beim Stanzen des beispielhaft gezeigten Verdrahtungskanals 1.
In 3 ist eine schematische, stark vereinfachte Seitenansicht einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung 17 zum Stanzen von Öffnungen in Kunststoffrohlinge gezeigt.
Die Stanzvorrichtung 17 weist einen Zuführbereich 19 auf, mittels welchem die Kunststoffrohlinge 5 (hier ist beispielhaft ein Kunststoffrohling 5 eines Verdrahtungskanals 1 gezeigt) über eine Zuführöffnung 21 in ein Stanzwerkzeug 23 eingebracht werden. Das Einbringen kann entweder manuell oder mit einem Handhabungsgerät (nicht gezeigt) oder vollautomatisch geschehen.
Der Verdrahtungskanal 1 kann mit einer ersten Vorschubeinheit 25a erfasst und getaktet weiter in Vorschubrichtung V bewegt werden.
In Vorschubrichtung V hinter der ersten Vorschubeinheit 25a passiert der Verdrahtungskanal den Stanzbereich 23, in welchem er bearbeitet wird.
Die erste Vorschubeinheit 25a bewegt den als Verdrahtungskanal 1 ausgestalteten Kunststoffrohling 5 durch den Stanzbereich 23 und zum Ausbringen des Kunststoffrohlings 5 aus dem Stanzbereich 23 wird dieser durch eine Ausgabeöffnung 27 durch eine zweite Vorschubeinheit 25b erfasst und somit zumindest temporär mittels beider Vorschubeinheiten 25a, 25b in einen Ausgabebereich 29 bewegt.
Wenn das zweite Ende 7b (nicht gezeigt) des Verdrahtungskanals 1 die erste Vorschubeinheit 25a in Vorschubrichtung V verlässt, wird dieses Ende 7b allein durch die zweite Vorschubeinheit 25b durch den Stanzbereich 23 bewegt.
Das Stanzwerkzeug 23 weist ein erstes Schneidwerkzeug 31 und ein zweites Schneidwerkzeug 33 auf. Diese sind im Abstand D voneinander beabstandet. Der Stanzbereich 23 ist in einem Kreis 35 schematisch und vergrößert dargestellt. Gezeigt ist eine erste Stanzkontur 37. Diese erste Stanzkontur 37 ist rein beispielhaft als offene Stanzkontur 38 gezeigt. Auch die Form der Stanzkontur 37 und deren Symmetrie zu einer Mittenachse 41 ist rein beispielhaft. Erfindungsgemäß können beliebige Stanzkonturen 37 verschiedenster Form, symmetrisch oder asymmetrisch sowie als geschlossene Stanzkontur (nicht gezeigt) verwendet werden.
Das zweite Schneidwerkzeug 33 weist eine Öffnungskontur 39 auf, welche in Vorschubrichtung V von der ersten Stanzkontur 37 beabstandet ist, wobei die erste Stanzkontur 37 vollständig innerhalb der Öffnungskontur 39 liegt. Die erste Stanzkontur 37 ist lediglich für den Vergleich der Stanzkonturen 37,39 schematisch durch eine gestrichelte Linie im zweiten Schneidwerkzeug 33 angedeutet. Die jeweiligen Mittenachsen 41 der Schneidwerkzeuge 31,33 sind im Abstand D voneinander beabstandet.
Die Öffnungskontur 39 ist um einen Abstand 40 größer als die erste Stanzkontur 37. Dieser Abstand 40 ist bevorzugt umlaufend um die Stanzkontur 37 konstant.
Die Schneidwerkzeuge 31, 33 sind entlang einer Stanzrichtung S beweglich. Die Stanzrichtung S ist senkrecht zur Vorschubrichtung orientiert.
In den 4 bis 7 ist eine weitere Ausgestaltung des Stanzwerkzeuges 23 der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung 17 gezeigt.
Das Stanzwerkzeug 23 umfasst das erste Schneidwerkzeug 31 und das zweite Schneidwerkzeug 33, die in einem Befestigungselement 43 aufgenommen und befestigt sind.
Die Schneidwerkzeuge 31, 33 umfassen einen Schneidstempel 45, das erste Schneidwerkzeug 31 einen ersten Schneidstempel 45a, das zweite Schneidwerkzeug 33 einen zweiten Schneidstempel 45b, wobei die Schneidstempel 45 die jeweilige erste Stanzkontur 37 bzw. die Öffnungskontur 39 an einem freien Ende 47 der Schneidstempel 45 aufweisen (siehe 7).
Die Schneidstempel 45 sind in einer Stempelführung 49 aufgenommen, um die Schneidstempel 45 zu führen, wobei die Stempelführung 49 zeitgleich als Niederhalter 51 für den Kunststoffrohling 5 dient, um diesen von der Zufuhröffnung 21 zur Ausgabeöffnung 27 (siehe 6) zu führen.
Dem Befestigungselement 43 gegenüberliegend ist eine Matrize 53 angeordnet, in welcher sich zwei Schneidplatten 55 befinden, in welche die entsprechenden Schneidstempel 45 eingreifen können. Eine erste Freifläche 57 einer ersten Schneidplatte 55a ist mit dem ersten Schneidstempel 45a ausgestaltet, eine Vorläuferöffnung 61 in den Kunststoffrohling 5 zu stanzen. Das gezeigte Stanzwerkzeug 23 ist somit ein Scherschneidwerkzeug 50.
Eine zweite Freifläche 59 einer zweiten Schneidplatte 55b ist mit dem zweiten Schneidstempel 45b ausgestaltet, eine Öffnung 63 in den Kunststoffrohling 5 zu stanzen. Diese Öffnung 63 entspricht der Öffnung 9.
In der gezeigten Ausgestaltung sind die Freiflächen 57, 59 an die jeweiligen Schneidstempel 45 angepasst und weisen eine unterschiedliche Größe auf. In anderen (nicht gezeigten) Ausgestaltungen können beide unterschiedlich große Schneidstempel 45a, 45b in zwei Schneidplatten 55 mit identischen Freiflächen 57, 59 eingreifen. Das Stanzen erfolgt entlang einer Stanzrichtung S, die im Wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung orientiert ist.
Anhand der 8a bis 8c soll das erfindungsgemäße Verfahren schematisch beschrieben werden. Diese Figuren sind nicht maßstabsgerecht.
In 8a ist ein Zustand gezeigt, in welchem der Kunststoffrohling 5 über die Zuführöffnung 21 in das Stanzwerkzeug 23 eingebracht wurde und in welchem vom ersten Schneidwerkzeug 31 die Vorläuferöffnung 61 gestanzt wurde. Das zweite Schneidwerkzeug 33 stanzt in diesem Schritt nicht den Kunststoffrohling 5, sondern in die Luft.
Auf dem Kunststoffrohling 5 ist ferner eine optische Markierung 65 gezeigt, die lediglich für die Beschreibung des Verfahrens und zum Nachverfolgen der Bewegung des Kunststoffrohlings 5 dient.
Darauffolgend wird der Kunststoffrohling 5 in Vorschubrichtung V durch das Stanzwerkzeug um den Abstand D (siehe 3) 23 bewegt, sodass die Vorläuferöffnung 61 bevorzugt zentriert zum zweiten Schneidwerkzeug 33 positioniert wird.
Danach wird die Öffnung 63 mit dem zweiten Schneidwerkzeug 33 gestanzt, wobei zeitgleich eine weitere Vorläuferöffnung 61a durch das erste Schneidwerkzeug 31 gestanzt werden kann. In 8b ist innerhalb der Öffnung 63 die ursprüngliche Vorläuferöffnung 61 angedeutet. Die Größenverhältnisse sind hierbei zur besseren Veranschaulichung übertrieben dargestellt.
In diesem Schritt wird somit ein Rand 67 um die Vorläuferöffnung 61 herum ausgestanzt, wobei der Rand 67 einer Randdicke 69 aufweist. Die Vorläuferöffnung 61 liegt somit vollständig innerhalb der Öffnung 63.
Darauffolgend wird der Kunststoffrohling 5 erneut um den Abstand D in Vorschubrichtung V bewegt. In 8c ist der Zustand gezeigt, in welchem der Kunststoffrohlingen 5 bewegt wurde, der Verfahrensschritt des weiteren Stanzens jedoch noch nicht erfolgt ist.
Am Ende des Stanzvorganges wird das Kunststoffwerkstück 3, welches durch das Stanzen des Kunststoffrohlings 5 entstanden ist aus dem Stanzwerkzeug 23 aus der Ausgabeöffnung 27 ausgegeben.
Bezugszeichenliste

1: Verdrahtungs- oder Kabelkanal
3: Kunststoffwerkstück
5: Kunststoffrohling
7: Ende
7a: erstes Ende
7b: zweites Ende
9: Öffnung
11: Verdrahtungskanalfinger
13: Engelshaar
15: Stanzrückstand
15a: Häutchen
17: Stanzvorrichtung
19: Zuführbereich
21: Zuführöffnung
23: Stanzwerkzeug
25a: erste Vorschubeinheit
25b: zweite Vorschubeinheit
27: Ausgabeöffnung
29: Ausgabebereich
31: erstes Schneidwerkzeug
33: zweites Schneidwerkzeug
35: Kreis
37: erste Stanzkontur
38: offene Stanzkontur
39: Öffnungskontur
40: Abstand
41: Mittelachse
43: Befestigungselement
45: Schneidstempel
45a: erster Schneidstempel
45b: zweiter Schneidstempel
47: freies Ende
49: Stempelführung
50: Scherschneidwerkzeug
51: Niederhalter
53: Matrize
55: Schneidplatten
57: erste Freifläche
59: zweite Freifläche
61: Vorläuferöffnung
61a: weitere Vorläuferöffnung
63: Öffnung
65: optische Markierung
67: Rand
69: Randdicke
D: Abstand
E: Öffnungsbreite
F: Breite des Verdrahtungskanalfingers
H: Öffnungshöhe
L: Verdrahtungskanallänge
P: Periodizität
S: Stanzrichtung
S₁: Abstand zum ersten Ende
S₂: Abstand zum zweiten Ende
U: unterer Bereich
V: Vorschubrichtung

Claims

Stanzwerkzeug (23) zum Ausstanzen einer Öffnung (9) mit einer Öffnungskontur (39) in einem Kunststoffrohling (5), wobei das Stanzwerkzeug (23) ein erstes Schneidwerkzeug (31) zum Ausstanzen einer Vorläuferöffnung (61) mit einer ersten Stanzkontur (37) in den Kunststoffrohling (5) und ein zweites Schneidwerkzeug (33) zum Ausstanzen der Öffnungskontur (39) um die Vorläuferöffnung (61) in dem Kunststoffrohling (5) aufweist, wobei die Stanzkontur (37) vollständig innerhalb der Öffnungskontur (39) liegt.
Stanzwerkzeug (23) nach Anspruch 1, wobei die Stanzkontur (37) an zumindest einigen Stellen von der Öffnungskontur (39) beabstandet ist.
Stanzwerkzeug (23) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abstand (40) der Stanzkontur (37) von der Öffnungskontur (39) wenigstens 0,5 mm beträgt.
Stanzwerkzeug (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abstand (40) der Stanzkontur (37) von der Öffnungskontur (39) höchstens 5 mm beträgt.
Stanzwerkzeug (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Schneidwerkzeug (31) vom zweiten Schneidwerkzeug (33) beabstandet ist.
Stanzwerkzeug (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste und/oder das zweite Schneidwerkzeug (31, 33) als Scherschneidwerkzeug (50) ausgestaltet sind/ist und eine Matrize (53) aufweisen/aufweist.
Stanzwerkzeug (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnungskontur (39) sich zu einem Rand des Kunststoffrohlings (5) erstreckt.
Stanzvorrichtung (17) zum Ausstanzen von Öffnungen in Kunststoffrohlingen, umfassend - eine Zuführöffnung (21) zum Einbringen des Kunststoffrohlings (5) in die Stanzvorrichtung (17); - eine Ausgabeöffnung zum Ausbringen des Kunststoffrohlings aus der Stanzvorrichtung (17), wobei eine Vorschubrichtung (V) von der Zuführöffnung (21) zu einer Ausgabeöffnung (27) orientiert ist; und - ein Stanzwerkzeug (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 7
Stanzvorrichtung (17) nach Anspruch 8, wobei das erste (31) und das zweite Schneidwerkzeug (33) in Vorschubrichtung (V) voneinander beabstandet sind.
Stanzvorrichtung (17) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Stanzvorrichtung (17) eine Verdrahtungskanal- oder Kabelkanalstanzvorrichtung (17) zum Ausstanzen wenigstens einer Öffnung (9) in wenigstens einen Schenkel eines Verdrahtungskanals (1) oder eines Kabelkanals (1) ist.
Verfahren zum Ausstanzen von Öffnungen (9) in Kunststoffrohlingen (5), umfassend - das Einbringen eines Kunststoffrohlings (5) in ein Stanzwerkzeug (23) über eine Zuführöffnung (21); - das Stanzen einer Vorläuferöffnung (61) mit einem ersten Schneidwerkzeug (31) des Stanzwerkzeugs (23); und - das darauffolgende Stanzen der Öffnung (9) mit einem zweiten Schneidwerkzeug (33) des Stanzwerkzeugs (23), wobei die Vorläuferöffnung (61) vollständig innerhalb der Öffnung (9) liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei zwischen den Verfahrensschritten des Stanzens der Kunststoffrohling (5) von der Zuführöffnung (21) zu einer Ausgabeöffnung (27) entlang einer Vorschubrichtung (V) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei beim Stanzen der Öffnung (9) ein Rand (67) von der Vorläuferöffnung (61) des Kunststoffrohlings (5) entfernt wird und wobei der Rand (67) mit einer Randdicke (69) von 0,1 mm bis 5,0 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 1,5 mm und besonders bevorzugt im Wesentlichen von 1,0 mm entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei beim Stanzen der Öffnung (9), oder beim Stanzen der Vorläuferöffnung (61) und beim Stanzen der Öffnung (9) eine offene oder eine geschlossene Kontur der jeweiligen Öffnung (9, 61) gestanzt wird.
Verwendung einer Stanzvorrichtung (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zum Stanzen von Verdrahtungskanälen (1) aus Kunststoff und/oder Kabelkanälen (1) aus Kunststoff und/oder Lüftungsgittern aus Kunststoff.