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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Stanzeinheit,
insbesondere für
eine Stanzpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Aus der dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 zu Grunde liegenden
US 2 323
756 ist bereits seit langem eine Stanzeinheit bekannt,
bei der ein runder Schneidstempel zur Hälfte seiner Länge in einer
Halterung in der Halteplatte gehalten ist. Um eine zuverlässige Halterung
zu gewährleiste
ist der eigentliche Stempelkopf über
eine größere Länge hinterfüttert. Der
Schneidstempel ist in seiner Länge etwa
auf die Dicke der Führungsplatte
verkürzt.
Die erforderliche Präzision
ist jedoch allenfalls bei runden Schneidstempeln gewährleistet,
das System ist jedoch nicht auf profilierte Schneidstempel übertragbar.
Die starre Halterung und Hinterfütterung
erhöht die
Gefahr von Kippmomenten.
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Stanzpressen finden vielseitige Verwendung,
beispielsweise in Anlagen zur Herstellung von Kontaktelementen für die elektrische
Verbindungstechnik, wobei die entsprechende Kontur des Kontaktelements
aus einem zugeführten
Band durch Ausstanzen vereinzelt und dann gegebenenfalls weiterverarbeitet
z. B. verformt wird oder mit anderen Stanzteilen zusamengeführt wird.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der
DE 43 00 876 C2 beschrieben.
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Da hohe Taktzahlen zur wirtschaftlichen
Fertigung solcher Stanzteile erforderlich sind, können bestimmte
Minimalausführungen
der beteiligten Bauteile nicht ohne weiteres unterschritten werden.
Aufgrund der hohen Taktzahl ergeben sich aber auch Kräfte, die
nicht ohne weiteres bei minimalster Bauweise zu bewältigen sind.
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Schneidstempel, die zum Schnitt des
zugeführten
Materials eingesetzt werden, wur den daher lange Zeit in einer minimalen
Länge von
50 bis 70 mm ausgeführt,
da der Schneidstempel einerseits an seinem oberen Ende sicher gehalten
werden muss, durch eine Führungsplatte
durchgeführt
werden muss und auch zu einem wenigstens geringen Teil noch in den
Werkstückträger im Stanzvorgang
eintauchen muss. Berücksichtigt
man ferner, dass hier Präzisionsteile
gefertigt werden sollen, und insofern auch der Schneidstempel ein
Präzisionsteil
ist, ging man lange Zeit davon aus, dass unter dieser minimalen
Länge eine
Fertigung nicht möglich
ist.
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Andererseits wird der Schneidstempel
als Präzisionsteil
mit erheblichem technologischem Aufwand durch Erodierverfahren hergestellt,
wobei der Aufwand überproportional
mit der Länge
des Schneidstempels ansteigt und somit einen erheblichen Kostenfaktor
darstellt, der sich auch in den Herstellungskosten der zu fertigenden
Stanzteile niederschlägt.
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Aus diesem Grunde wurde bereits in
der
DE 197 02 882
A1 vorgeschlagen, den Schneidstempel entsprechend auf Längen zwischen
15 und 30 mm zu verkürzen
und im wesentlichen mittels einer Halterung zu halten. Der Stempel
ist dabei in einer Halteplatte gehalten, wobei sowohl Stempelkopf
als auch Stempel in einem Führungseinsatz
in der Führungsplatte
geführt
sind. Dies wurde als Konsequenz der Verkürzung des Stempels für erforderlich
gehalten. Allerdings hat diese Ausführung den Nachteil, dass es
aufgrund der doppelten Führung
und formschlüssigen,
noch verhältnismäßig breit
angelegten Befestigung in der Halteplatte zu Kippmomenten im Stempel
aufgrund eines gegebenenfalls auch nur leichten Verkantens von Halteplatte
und Führungsplatte
zueinander kommen kann. Da aber die Anforderungen an die Herstellung
von Präzisionsteilen
durch Stanzpressen ständig
steigen, sind derartige Kippmomente, die zu Ungenauigkeiten im Mikrometerbereich führen können, möglichst
auszuschließen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stanzeinheit
zu schaffen, die eine Fertigung mit höherer Präzi sion durch Reduzierung der
infolge der Befestigung des Stempels bisher auftretenden Kippmomente
auch bei hohen Taktzahlen erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stanzeinheit mit
den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Bewusst wird nun eine Trennung zwischen Halterung
einerseits und Führung
andererseits vorgenommen, in dem Halteelemente unterhalb der Halterung
vorgesehen sind, so dass lediglich noch die Halteelemente an der
Halterung, also an der bisherigen Halteplatte gehalten sind, während der
Stempel selbst über
seinen Stempelkopf über
die Halteelemente so nahezu punktförmig befestigt wird, dass der Stempel
im Wesentlichen nur in der Führungsplatte geführt ist,
während
der Stempelkopf nicht geführt
ist. Durch die punktförmige
Halterung bildet sich quasi ein ideeles Gelenk aus, das die Führung in
der Führungsplatte
selbst erleichtert und damit die Gefahr eines Verkantens des Stempels
selbst durch leichte Unparallelitäten von Halteplatte und Führungsplatte verringert.
In Versuchen konnte festgestellt werden, dass damit Präzisionsteile
selbst mit einem Schnittluftbereich von nur 1 μ hergestellt werden können.
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Durch die Zwischenschaltung der Halteelemente
liegt keine Aufhängung
der Stempel in der Halteplatte mehr vor, so dass auch eine Hebelwirkung oder
eine Kippwirkung, wie sie im Stand der Technik auftritt, vermieden
wird. Der Stempel kann damit durch Verkanten der Platten zueinander
in seiner genauen Führung
nicht beeinflusst werden. Dies schafft gleichzeitig die baulichen
Voraussetzungen für
eine weitere Verkürzung
des Stempels bis in einen Bereich von etwa 10 mm, was wiederum dazu
führt, dass
dieser genauer positioniert werden kann, da die überproportional mit der Länge des
Stempels auftretenden Kippmomente zurücktreten. Die damit mögliche Verkürzung des
Schnittstempels reduziert aber auch die Herstellungskosten, da für das kürzere Bauteil
ein geringerer Aufwand im Rahmen des Drahterosionsverfahrens betrieben
werden muss. Die Fertigung wird damit genauer, reproduzierbarer
und kostengünstiger.
Durch diese Technik können
Mikrostanzteile mit hoher Genauigkeit in Serie hergestellt werden.
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Bei einer Ausgestaltung nach Patentanspruch
2 oder 5 können
die Halteelemente zum Schnellwechsel der Stempel eingesetzt werden.
Sie können
beispielsweise als Schieber ausgebildet sein, die gesondert von
der restlichen Stanzeinheit zum Beispiel manuell angesteuert werden.
Das neuartige Befestigungssystem macht es nicht nur möglich, die Halteplatte
als geschlossene Einheit einzusetzen oder gegebenenfalls die Halteplatte
lediglich durch eine Halterung zu ersetzen, sondern es können auch im
aufgespannten Zustand Stempel aus- und wieder eingebaut werden.
Ein Abspannen und zeitaufwändiges
Demontieren bzw. Montieren des Werkzeuges entfällt damit ganz.
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Die Länge des Stempels lässt sich
gemäss Patentanspruch
3 noch weiter verkürzen,
wenn sich die Halterung bis in eine Ausnehmung der Führungsplatte
erstreckt. Die Herstellungskosten des kurzen Stempels können dann
bis in einem Bereich von etwa 10 % des langen Stempel reduziert
werden, wobei auch die Verkürzung
des Stempels eine reproduzierbare Herstellung durch Erosionsverfahren
ermöglicht.
Mit anderen Worten kann also auch der Stempel problemlos ausgetauscht
und erneuert werden, ohne dass die Präzision darunter leidet.
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Gemäss Patentanspruch 7 muss der
Stempelkopf dabei nicht mit dem Stempel gemeinsam gefertigt werden,
sondern kann lediglich am Stempel angeklebt oder auf geeignete andere
Weise daran befestigt sein.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
der beigefügten
Figuren näher
erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Stanzeinheit,
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2 einen
Schnitt nach Linie A-A von 1,
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Details X aus 1,
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4 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Details Y aus 3,
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5, 6 einen Schnitt durch eine
Stanzeinheit in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem anderen
Halteelement im geschlossenen und geöffneten Zustand,
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7 einen
Schnitt nach Linie A-A von 5,
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8, 9 eine Darstellung gemäß 5, 6 in einer dritten Ausführungsform,
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10 einen
Schnitt durch Halteplatte und Stempelkopfhalter nach Linie A-A von 8,
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11 einen
Schnitt durch eine Darstellung gemäß 5 in einer vierten Ausführungsform,
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12, 13 einen Schnitt nach Linie
A-A von 11 bei geschlossenem
und geöffnetem
Schieber.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Die Figuren zeigen eine Stanzeinheit
insbesondere für
eine Stanzpresse mit verschiedenen Halteelementen 16,17.
Die Stanzeinheit weist einen Schneidstempel 10 auf, der
mit seinem Stempelkopf 15 an einer Halteplatte 11 gehalten
ist und beim Stanzen an einer unter der Halteplatte 11 angeordneten Führungsplate 12 in
einem Schnitteinsatz 13 einer Schnittplatte 14 geführt ist.
Die Halterung 11 hält
den Stempelkopf 15 mittels wenigstens einem Halteelement 16, 17 unterhalb
der Halterung, so dass die als Halterung 11 vorgesehene
Halteplatte diesbezüglich nicht
mehr beansprucht wird. Sie dient lediglich als Halterung und führt in keinster
Weise Stempelkopf oder Stempel. Diese Führung, vorzugsweise nur des Stempels 10 erfolgt
nur noch in der Führungsplatte 12.
Dies wird dadurch problemlos möglich,
dass die Länge
des Stempels 10 gegenüber
vorbekannten Stempeln weiter verkürzt werden kann. Stempellängen bis
in einen Bereich von 10 mm Länge
sind durchaus möglich,
so dass auch eine kurze Führung in
der Führungsplatte
zu dem gewünschten
Ziel einer erhöhten
Präzision
beiträgt.
Es findet also eine Trennung der bisher miteinander verkoppelten
Führungsfunktion
und Haltefunktion statt.
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Diese Trennung wird insbesondere
durch die Halteelemente 16, 17 ermöglicht,
die vorzugsweise quer zur Stanzrichtung beweglich an der Halterung 11 gelagert
sind.
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Es kann sich zum Beispiel um verschiedene Schieberelemente
handeln, wobei für
die Funktion aufgrund der von der Halterung 11 getrennten
Führung
auch nur ein Schieber gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der 5 bis 7 genügt.
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Die Halteelemente 16 erstrecken
sich in 1, 2 unter Verkürzung des
Stempels 10 bis in eine Ausnehmung 21 der Führungsplatte 12.
Die Halteelemente 16 halten den Stempelkopf nahezu punktförmig, was
insbesondere die 3 und 4 verdeutlichen. Das Halteelement 16 besitzt
dazu eine Klaue 16a, die in die entsprechenden Ausnehmungen
des Stempelkopfs 15 eingreift. Die eigentliche Fixierung
erfolgt damit im Bereich dieser Anlenkung, so dass sich ein nahezu
ideeles Gelenk ausbildet, das ebenfalls zur Trennung zwischen Befestigung
und Führung
beiträgt.
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Die Halterung 11 ist durch
eine Halteplatte gebildet, an der als Halteelemente 16, 17 ausgebildete
Schieber parallel zur Fläche
der Halteplatte beweglich sind. In 1 sind
insofern zwei Schieber 16 zu erkennen, die mit einem Klemmbereich 16b in
die Stempelführung 20 eindringen.
Der in 3 dargestellte,
vergrößerte Ausschnitt
X aus 1 zeigt einen
Schieber im geschlossenen Zustand und einen Schieber im geöffneten
Zustand. Hiervon ist das Detail Y in 4 dargestellt,
wobei deutlich zu erkennen ist, dass der Schieber 16 eine
Klaue 16a aufweist, die in eine gegengleiche Ausnehmung
des Stempelkopfs 15 eingreift. Der Stempelkopf 15 ist
mit dem Stempel verbunden, wobei es hier genügt, wenn der Stempelkopf am
Stempel 10 angeklebt ist, so dass die aufwändige Herstellung
tatsächlich
auf den Stempel 10 reduziert werden kann.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der 5 bis 7 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel
zunächst
dadurch, dass lediglich nur ein Schieber 16 vorhanden ist.
Ferner ist ein Stempelkopfhalter 22 zwischen Halteelement
und Stempelkopf 15 zwischengeschaltet. Da nur ein Schieber 16 vorgesehen
ist, der bedarfsweise manuell oder auch hydraulisch, pneumatisch
oder auf geeignete andere Weise betätigt werden kann, liegt der
Stempelkopfhalter 22 auf der gegebenüberliegenden Seite an einem
Anschlag 23 an. Der Stempelkopfhalter taucht in die Führungsplatte 12 ein
und hält
dort den Stempelkopf 15 des Stempels 10. Auch
dadurch wird die eigentliche Anlenkung des Stempels von der Halteplatte (Halterung 11)
nach unten bis in den Bereich der Führungsplatte 12 verlegt.
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Im dritten Ausführungsbeispiel der 8 bis 10 sind wiederum zwei Schieber als Halteelemente 16 und
ebenfalls ein Stempelkopfhalter 22 vorgesehen. Wie ein
Vergleich der geschlossenen Version gemäß 8 mit der geöffneten Version gemäß 9 zeigt, kann durch ein
nach außen
Fahren der Schieber der Stempelkopfhalter 22 freigesetzt
werden. Ansonsten besitzt die Vorrichtung die gleichen Vorteile
wie das zweite Ausführungsbeispiel.
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Dem gegenüber sind im vierten Ausführungsbeispiel
der 11 bis 13 Schieber vorgesehen, die
sich quer zur Richtung der Schieber 16 der ersten drei
Ausführungsbeispiele
erstrecken. Während
sich also die Halteelemente 16 der ersten drei Ausführungsbeispiele
im wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Materials erstrecken,
das in 11 durch den
Spalt zwischen Führungsplatte 12 und Schnittplatte 14 geführt wird,
erstrecken sich die als Schieber ausgebildeten Halteelemente 17 quer
zu dieser Laufrichtung. Auch hier ist ein Stempelkopfhalter 22 vorgesehen,
der den Stempelkopf 15 zwar unterhalb der Halterung 11 hält, jedoch
bis in eine Ausnehmung der Halterung 11 eintaucht. 12 und 13, die einen Schnitt nach den Linien
A-A von 11 darstellen,
zeigen, wie der Stempelkopfhalter 22 zu lösen ist.
Die Schieber besitzen nämlich
einen Bereich, mit dem sie gemäß 11 in den Stempelkopfhalter
eingreifen. Wird der Schieber jedoch quer zur Zeichenebene verschoben,
wird der Stempelkopfhalter in einen Bereich überführt, in dem er nicht mehr mit
den Schiebern in Eingriff steht.
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Allen Ausführungsbeispielen ist damit
durch den Einsatz der Halteelemente 16,17 eine
einfache Montage und Demontage des Stempels 10 gemeinsam, ohne dass
das komplette Werkzeug demontiert werden muss.
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- 10
- Schneidstempel
- 11
- Halterung
- 12
- Führungsplatte
- 13
- Schnitteinsatz
- 14
- Schnittplatte
- 15
- Stempelkopf
- 16,
17
- Halteelement
- 16a
- Klaue
- 16b
- Klemmbereich
- 20
- Stempelführung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Stempelkopfhalter
- 23
- Anschlag