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Die
Erfindung betrifft ein Schwenkrad für eine Stanznietzange nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der Metall verarbeitenden Industrie, insbesondere der Kraftfahrzeugindustrie,
sind Verbindungen mittels Stanznieten weit verbreitet. Beim Stanznieten
wird ein Stanzniet von einer Setzeinheit in die flächig aufeinanderliegenden,
plattenförmigen Werkstücke so getrieben,
dass der Stanzniet das obere Werkstücke durchstanzt und in das
untere Werkstück
eindringt, ohne es zu durchstanzen. Hierbei werden die aufeinanderliegenden,
plattenförmigen
Werkstücke
von einer Matrize mit einer Gravur (Ausnehmung) abgestützt. Der
Stanzniet weitet sich während
des Nietvorgangs auf und verformt hierbei den Werkstoff der Werkstücke so,
dass dieser in die Gravur der Matrize verdrängt wird und hierbei einen sogenannten
Schließkopf
bildet, durch den der Niet und die Werkstücke formschlüssig miteinander
verbunden werden.
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Aus
der
DE 44 90 065 A1 ist
eine selbststanzende Befestigungsvorrichtung für sich überlappende Blechbauteile,
deren Wandstärken
unterschiedlich sind, bekannt. Dabei wird das dickere Blechbauteil
bis zu einer bestimmten Tiefe aufgeschnitten, um das Umformen des
dickeren Blechbauteils beim Stanznietvorgang zu erleichtern. Um
zu verhindern, dass das dünnere
Blechbauteil beim Stanznieten aufgeschnitten wird oder aufreißt, erfolgt
das Umformen des dünneren
Blechbauteil durch Umfalten an runden Kanten. In der vorgenannten
Druck schrift ist zwar der Nietvorgang an sich beschrieben, nicht
jedoch die konstruktiven Details der Befestigungsvorrichtung.
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In
der
DE 199 05 528
A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden
von Werkstoffen durch Stanznieten offenbart. Hierbei wird ein Stanzniet
mittels einer Setzeinheit in die flächig aufeinanderliegenden,
von einem Gegenhalter abgestützten Werkstücke getrieben.
Als Gegenhalter wird dazu nicht eine Matrize mit einer Gravur (Ausnehmung), sondern
entweder ein Amboss mit einer ebenen Gegenfläche verwendet, an der das untere
Werkstück
in einem Bereich fluchtend zur Wirkungslinie der Setzeinheit so
abgestützt
wird, dass die Unterseite des unteren Werkstücks beim Nietvorgang eben bleibt, oder
es wird als unteres Werkstück
ein massives Werkstück
verwendet, dessen Dicke gegenüber
der Dicke des oberen plattenförmig
ausgebildeten Werkstücks
so groß ist,
dass die Unterseite des unteren Werkstücks beim Nietvorgang unverformt
bleibt.
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Die
Vorrichtung erlaubt es somit, den Stanzniet – ähnlich wie einen Nagel – in die
Werkstoffe einzutreiben, ohne dass an der Unterseite des unteren Werkstücks ein
vorstehender Schließkopf
entsteht.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Schwenkrad einer Stanznieteinrichtung eine verbesserte Ausführungsform
anzugeben.
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Dieses
Problem wird durch die Gegenstände des
unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Führungsblättchen,
an dem eine Führungskontur
ausgebildet ist, mit einem Schwenkradkörper lösbar zu verbinden. Der Schwenkradkörper ist
ein wesentlicher Teil eines Schwenkrads einer Stanznietzange, das
zum Antrieb eines mit Hohlnieten bestückten Transportgurts dient
und um eine Schwenkachse verstellbar gelagert ist. Die sich parallel
zur Schwenkachse erstreckende Führungskontur
wird zum Verschwenken des Schwenkrades von einem quer zur Schwenkachse
hubverstellbaren, daran abgleitenden Stempel seitlich verdrängt und
damit einem sehr hohen Verschleiß ausgesetzt.
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Bei
herkömmlichen
Stanznietzangen, bei denen das Schwenkrad einteilig ausgebildet
ist, so dass die Führungskontur
einen integralen Bestandteil des Schwenkrads bildet, muss dieses
bei abgenutzter Führungskontur
komplett ausgetauscht werden, was zu hohen Wartungs- und Ersatzteilkosten
führt,
insbesondere im Hinblick auf die relativ kurze Standzeiten der Führungskonturen,
die im Betrieb sehr hohen Belastungen ausgesetzt sind.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung, die
ein lösbar
mit dem Schwenkradkörper
verbundenes Führungsblättchen aufweist,
muss bei abgenutzter Führungskontur
lediglich das Führungsblättchen vom Schwenkradkörper gelöst und ein
neues wieder angebracht werden. Hierdurch kann der ansonsten einwandfreie
Schwenkradkörper,
der einer weit weniger starken Abnutzung unterliegt mehrfach eingesetzt werden.
Lediglich das Führungsblättchen muss
nunmehr noch ausgetauscht werden, wodurch die Ersatzteilkosten erheblich
reduziert werden können.
Da der Arbeitsaufwand für
den Ein- und Ausbau des Schwenkrads nahezu unverändert bleibt; die Lagerkosten
jedoch aufgrund der, im Gegensatz zum Schwenkrad, wesentlich kleineren
Führungsplättchen,
ebenso wie die Materialkosten sinken, werden die Gesamtkosten reduziert.
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Gemäß einer
besonders günstigen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung ist
vorgesehen, das Führungsblättchen aus
gehärtetem
Metall auszubilden. Das Führungsblättchen ist
an der Führungskontur
bei jedem Stanznietvorgang einer großen mechanischen Belastung
ausgesetzt. Um die Nutzungsdauer eines Bauteils zu erhöhen, genügt es, die
schwächste
Stelle des Bauteils zu verbessern. Die schwächste Stelle des Schwenkrads
ist dabei die Führungskontur,
wogegen der übrige Schwenkradkörper einem
sehr viel geringeren Verschleiß unterliegt
und demnach wesentlich weniger häufig
ausgetauscht werden muss als das Führungsblättchen. Die Ausbildung des
Führungsplättchens aus
gehärtetem
Metall verlängert
somit die Einsatzzeit und verkürzt
die Intervalle, nach denen das Schwenkrad ausgebaut werden muss.
Hierdurch lässt
sich die Nutzungsdauer des Schwenkrades steigern und es können deutlich
mehr Stanznietvorgänge
mit einem Schwenkrad durchgeführt
werden, wodurch die Material-, Produktions- und Wartungskosten gesenkt
werden.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Verbindung zwischen dem Schwenkradkörper und dem Führungsblättchen als Schraubverbindung
ausgebildet. Hierdurch wird der Austausch des Führungsblättchens besonders einfach.
Nachdem das Schwenkrad ausgebaut ist, wird lediglich ein handelsüblicher
Schraubendreher, wie z.B. ein Kreuzschlitz-Schraubendreher oder
ein Inbusschlüssel,
benötigt,
um die Schraubverbindung, die das Führungsblättchen mit dem Schwenkradkörper verbindet,
zu lösen.
Ein neues Führungsblättchen wird
sodann an die dafür
vorgesehene Stelle des Schwenkradkörpers gesetzt und mit der Schraube
mit diesem fest verbunden. Unmittelbar danach, d.h. ohne weitere
Wartungsarbeiten, kann das Schwenkrad wieder in die Stanznietvorrichtung
eingebaut werden. Prinzipiell ist dabei denkbar, einen mit einer
Antriebseinrichtung versehenen Schraubendreher zu verwenden, um
somit den Schraubvorgang weiter zu vereinfachen und zu beschleunigen.
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Zweckmäßig ist
vorgesehen, dass der Schwenkradkörper
eine parallel und seitlich versetzt zur Drehachse angeordnete Fräsnut zur
Aufnahme des Führungsplättchens
aufweist. Durch diese Fräsnut
wird die Montage des Führungsblättchens
vereinfacht und zugleich sichergestellt, dass das Führungsblättchen mit
drei Seiten am Schwenkradkörper
anliegt und dadurch eine fixierte Position einnimmt. Zudem kann
durch eine geeignete Formgebung der Fräsnut erreicht werden, dass
das Führungsblättchen nur
in einer einzigen Position einbaubar ist, wodurch sich Fehler bei
der Montage und sich daraus ergebende Beschädigungen der Stanznietvorrichtung
ausschließen
lassen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Die
Figuren zeigen schematisch,
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1 eine Schrägansicht
des erfindungsgemäßen Schwenkrades,
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2 eine Schrägansicht
wie in 1, jedoch als
Explosionsdarstellung,
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3 eine Schrägansicht
wie in 1, jedoch mit
Stempel und Hohlniet.
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Entsprechend 1 weist ein erfindungsgemäßes Schwenkrad 1 einer
im Übrigen
nicht dargestellten Stanznietvorrichtung einen metallischen Schwenkradkörper 2,
ein Führungsblättchen 3 und ein
Verbindungsmittel 4 auf, welches das Führungsblättchen 3 fest mit
dem Schwenkradkörper 2 verbindet.
Das Schwenkrad 1 besitzt in Richtung seiner Schwenkachse 5 eine
im wesentlichen flache Form und weist eine erste Seitenfläche 11 sowie
eine zweite Seitenfläche 12 auf.
Auf einer dem Führungsblättchen 3 abgewandten
Seite 21 ist der Schwenkradkörper 2 zwischen den
beiden Seitenfläche 11, 12 bogenförmig ausgebildet.
Zweckmäßig kann
diese Seite 21 bezüglich
der Schwenkachse 5 kreissegmentförmig ausgebildet sein, so dass
die Schwenkachse 5 von jedem Punkt des Bogens denselben
Abstand aufweist.
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An
die zweite Seitenfläche 12 schließt an dem
von der gebogenen Seite 21 abgewandten Ende eine Schräge 15 an,
die auf die erste Seitenfläche 11 in
Richtung des Führungsplättchens 3 zuläuft und
bis an dieses heran reicht. Die Schräge 15 ist von einer ovalen
oder langlochförmigen Öffnung 14 durchbrochen,
die den Schwenkradkörper 2 bis
zur bogenförmigen
Seite 21 durchdringt und durch die ein Stößel 8 (vgl. 3) hindurch ragt. Zwischen
der Schräge 15 und
der ersten Seitenfläche 11 ist
eine Fräsnut 6 ausgebildet,
welche das Führungsblättchen 3 aufnimmt.
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Das
Führungsblättchen 3 liegt
an drei Seiten an der Fräsnut 6 an,
wodurch eine bewegungshemmende Anordnung an dem Schwenkradkörper 2 erreicht
wird. Das Führungsblättchen 3 weist
eine parallel und seitlich versetzt zur Schwenkachse 5 angeordnete
Führungskontur 10 auf,
an der ein am Stößel 8 ausgebildeter
Stempel 20 abgleitet und diese seitlich verdrängt (vgl. 3).
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Des
Weiteren weist das Führungsblättchen 3 eine
erste Bohrung 7 auf, die quer zur Führungskontur 10 verläuft und
zur Durchführung
und zur versenkten Aufnahme des Verbindungsmittels 4, vorzugsweise
einer Schraube, ausgebildet ist. Die Bohrung 7 verläuft im Anschluss
an das Führungsblättchen 3 durch
einen Fräsnutboden 16 in
den Schwenkradkörper 2 und
quert dabei eine dritte Bohrung 17.
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Die
ovale Öffnung 14 ist
im Inneren des Schwenkradkörpers 2 derart
ausgebildet, dass der Stößel 8 (vgl. 3) um die Schwenkachse 5 zwischen
einem ersten und einem zweiten Anschlag verschwenkbar ist, bzw.
der Schwenkradkörper 2,
bei fixiertem Stößel 8,
zwischen einem ersten und einem zweiten Winkel verstellbar ist.
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In
der Explosionsdarstellung gemäß 2 ist deutlich die einfache
Montage bzw. Demontage des Führungsplättchens 3 erkennbar.
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Zur
Demontage des Führungsblättchens 3 wird
zunächst
das Verbindungsmittel 4, welches beispielhaft in 2 als Schraube dargestellt
ist, durch Herausdrehen aus der ersten Bohrung 7 entnommen.
Sodann kann das Führungsblättchen 3 aus
der Fräsnut 6 parallel
zur Schwenkachse 5 ausgeschoben bzw. parallel zur Bohrung 7 herausgezogen
werden. In umgekehrter Reihenfolge erfolgt die Montage des Führungsplättchens 3.
Eine spezi elle Formgebung für
die Fräsnut 6 und
das Führungsblättchen 3 ermöglicht dabei
eine verwechslungssichere Montage und/oder einen spielfreien Sitz
des Führungsplättchens 3 in
der Fräsnut 6.
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Im
folgenden wird mit Bezug auf 3 das Zusammenspiel
zwischen dem Stößel 8 und
dem Schwenkrad 1 sowie dem daran angeordneten Führungsblättchen 3 beschrieben.
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Der
Stößel 8 wie
auch das Schwenkrad 1 sind in eine im Übrigen in 3 nicht dargestellte Stanznietvorrichtung
integriert. Der Hohlniet 9 wird während des Stanznietvorgangs
mittels eines nicht dargestellten Transportgurts zugeführt.
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Beim
Stanznietvorgang bewegt sich der Stößel 8 von einer ersten
Endlage, parallel zu einer Längsachse 19 auf
den Hohlniet 9 bzw. auf eine zweite Endlage zu. Das heißt, der
Stößel 8 führt zusammen
mit seinem Stempel 20 eine Hubverstellung durch. Diese
Hubverstellung verläuft
parallel zur Stößellängsachse 19 und
somit quer zur Schwenkachse 5 bzw. quer zur Führungskontur 10.
Dabei erreicht der Stempel 20 mit einer an einer Unterseite
des Stempels 20 angeordneten Unterkante 18 die
Führungskontur 10.
Diese ist so ausgebildet und positioniert, dass der Stempel 20 daran
abgleiten kann und dadurch die Führungskontur 10 seitlich
verdrängt, was
durch die um die Schwenkachse 5 drehbare Lagerung des Schwenkradkörpers 2 ermöglicht wird. Bei
dieser Schwenkverstellung des Schwenkrads 1 wird gleichzeitig
eine nicht gezeigte Rückstellfeder gespannt.
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Seine
zweite Endlage hat der Stößel 8 erreicht,
wenn die Unterkante 18 des Stempels 20 parallel
an der Schräge 15 anliegt.
In dieser Position hat der Stößel 8 mit
seinem dem Stempel 20 abgewandten Ende den Hohlniet so
weit in die zu verbindenden Werkstücke eingedrückt, dass eine feste Verbindung entstanden
ist. Beim Zurückfahren
des Stößels 8 entlang
der Längsachse 19 wird
das von der Rückstellfeder
angetriebene Schwenkrad 1 in seine Ausgangsstellung zurück verschwenkt,
wobei die Führungskontur
wieder an der Unterkante 18 des Stempels 20 abgleitet
und wodurch gleichzeitig eine Transportbewegung des Transportgurts
mit den Hohlnieten 9 bewirkt wird.
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Durch
die bei dem Stanznietvorgang auftretenden hohen Drücke lässt sich
der Verschleiß des Führungsplättchens 3 bzw.
der Führungskontur 10 gut
nachvollziehen. Eine Ausbildung des Führungsplättchens 3 aus gehärtetem Metall
sowie eine einfache Montage bzw. Demontage stellt somit eine in technischer
Hinsicht deutlich verbesserte Ausführungsform der bisherigen Schwenkräder dar.
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Zusammenfassend
lässt sich
die erfindungsgemäße Lösung wie
folgt charakterisieren:
Das Schwenkrad 1 weist einen
metallischen Schwenkradkörper 2,
ein damit lösbar
verbundenes und aus gehärtetem
Metall ausgebildetes Führungsblättchen 3 sowie
ein Verbindungsmittel 4 auf, welches das Führungsblättchen 3 und
den Schwenkradkörper 2 fest
miteinander verbindet.
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Das
Führungsblättchen 3 liegt
an drei Seiten an der Fräsnut 6 an,
wodurch eine bewegungshemmende Anordnung an dem Schwenkradkörper 2 erreicht
wird.
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Entsprechend 2 ist anhand einer Explosionsdarstellung
die einfache Montage bzw. Demontage des Führungsplättchens 3 dargestellt,
wozu lediglich das Verbindungsmittel 4 durch Herausdrehen aus
der ersten Bohrung 7 entnommen wird, um dann das Führungsblättchen 3 aus
der Fräsnut 6 auszuschieben
bzw. auszuziehen.