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Die Erfindung betrifft eine Stempeleinheit, insbesondere eine Stanz-, Präge- oder Schneidstempeleinheit, die einen Stempel aufweist, der in einem Stempelkopf aufgenommen ist.
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Eine derartige Stempeleinheit ist aus der
DE 102 56 430 bekannt und wird vielfach z. B. in Stanzpressen verwendet. Diese finden vielseitige Verwendung, beispielsweise zur Herstellung von Kontaktelementen für die elektrische Verbindungstechnik, wobei die entsprechende Kontur des Kontaktelements aus einem zugeführten Band durch Ausstanzen vereinzelt und dann gegebenenfalls weiter verarbeitet oder mit anderen Stanzteilen zusammengeführt wird. Eine solche Vorrichtung ist z. B. in der
DE 43 00 876 beschrieben. Da hohe Taktzeiten zur wirtschaftlichen Fertigung solcher Stanzteile erforderlich sind, können bestimmte Minimalausführungen der beteiligten Bauteile nicht unterschritten werden, wobei aber aufgrund der hohen Taktzahl sich Kräfte ergeben, die nicht ohne weiteres bei minimaler Bauweise zu bewältigen sind. Dies betrifft insbesondere die Halterung des Stempels im Stempelkopf, da zur nachhaltigen Erreichung der für die Stanzteile erforderlichen Präzision auch der Stempel als ein Präzisionsteil gefertigt und präzise im Stempelkopf gehalten werden muss. Die vorgenannte Druckschrift offenbart die konventionelle Art und Weise der Halterung eines Stempels im Stempelkopf, nämlich, dass der Außendurchmesser des Stempels geringfügig kleiner als eine ihn aufnehmende Öffnung des Stempelkopfs ist, so dass dann der Stempel in diese Aufnahmeöffnung des Stempelkopfs eingesetzt und mit dieser verlötet werden kann. Um einen sicheren Halt des Stempels im Stempelkopf zu gewährleisten und die beim Stanzvorgang auf den Stempel einwirkenden Kräfte in den Stempelkopf ableiten zu können, ist bei den bekannten Stempeleinheiten vorgesehen, dass der Stempel Vorsprünge oder sonstige Halterungselemente aufweist, die im oder am Stempelkopf eingreifen. Da – wie bereits ausgeführt – ein Stempel ein Präzisionsteil ist, werden durch die vorstehend beschriebenen Halterungselemente die Herstellungskosten eines derartigen Stempels deutlich erhöht, was sich auch auf die Fertigungskosten der fertigen Stanzteile niederschlägt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stempeleinheit der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Stempeleinheit und insbesondere der Stempel einfach herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stempelkopf eine innere Spannhülse mit einer konischen Außenkontur aufweist, die eine Aufnahme besitzt, in der der Stempel aufgenommen ist, dass die Außenkontur des Stempels auf die Kontur der Ausnehmung der inneren Spannhülse derart abgestimmt ist, dass der Stempel durch eine Eintrittsöffnung der inneren Spannhülse in deren Ausnehmung einschiebbar ist, wobei sein vorderes Ende durch die Eintrittsöffnung aus der Spannhülse hervortritt, dass der Stempelkopf eine äußere Spannhülse aufweist, die eine Ausnehmung besitzt, in welche die innere Spannhülse aufnehmbar ist, dass die Ausnehmung der äußeren Spannhülse einen auf die konische Außenkontur der inneren Spannhülse abgestimmten konischen Verlauf besitzt, und dass die innere Spannhülse in der äußeren Spannhülse durch eine Pressung und dadurch der Stempel in der inneren Spannhülse klemmend gehalten ist.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird in vorteilhafter Art und Weise eine Stempeleinheit geschaffen, die sich durch ihre einfache Ausbildung auszeichnet. Indem nun vorgesehen ist, dass der Stempel im Stempelkopf klemmend gehalten ist, wird erreicht, dass der Stempel nicht mehr mit Haltevorsprüngen oder ähnlichen seine Halterung im Stempelkopf bewirkenden Elementen ausgebildet werden muss. Dies verringert seine Herstellungskosten deutlich.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht darin, dass durch die innere und die äußere Spannhülse des den Stempel aufnehmenden Spannkopfes eine gute Ableitung der beim Arbeitsvorgang auf den Stempel einwirkenden Kräfte in den Stempelkopf erzielt wird. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Maßnahmen besteht daher darin, dass die beim Zurückziehen des Stempels auftretenden Kräfte nicht – wie bei den bekannten Stempeleinheiten – leicht zum Abreißen des Stempelkopfs führen können, sondern zum umso festeren Klemmen des Stempels dienen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme besteht darin, dass die innere und die äußere Spannhülse des Stempelkopfes als Standardbauteile gefertigt werden können und somit kostengünstig in ihrer Herstellung sind. Die Anpassung der Stempeleinheit an die jeweils durchzuführende Bearbeitungsaufgabe erfolgt im wesentlichen durch die Ausgestaltung des Stempels, so dass bei der erfindungsgemäßen Stempeleinheit jeweils nur der Stempel auf die speziellen Anforderungen des Bearbeitungsvorgangs abgestimmt werden muss. Ein weiterer Vorteil der Erfindung der erfindungsgemäßen Stempeleinheit besteht darin, dass der Stempel einfach auszuwechseln ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die innere Spannhülse eine Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen aufweist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise eine Klemmung des in der inneren Spannhülse aufgenommenen Stempels ermöglicht wird.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Stempeleinheit,
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2: ein Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Stempeleinheit entlang der Linie I-I der 2,
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3: eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel, und
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4: eine schematische Darstellung des Zusammenbauvorgangs.
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Aus den 1 bis 3 ist nun ein allgemein mit 1 bezeichnetes Ausführungsbeispiel einer Stempeleinheit dargestellt, in die sich insbesondere für einen Einsatz in eine Stanzpresse eignet. im folgenden wird davon ausgegangen, dass die Stempeleinheit 1 als eine Stanzeinheit ausgebildet ist. Dies schränkt die Allgemeinheit der folgenden Überlegungen nicht ein, da dem Fachmann klar ersichtlich ist, wie er zu verfahren hat, wenn mit der Stempeleinheit 1 anstelle eines Stanzvorgangs ein Schneid- oder Prägevorgang durchgeführt werden soll. Wie sich aus der nachstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels ergibt, besitzt der beschriebene Stempelkopf 1 den Vorteil, dass die Anpassung an den speziell von der Stempeleinheit 1 durchzuführenden Bearbeitungsvorgang im wesentlichen durch die Ausgestaltung eines in einem Stempelkopf 2 aufgenommenen Stempels 10 durchgeführt wird. Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch eine einfache Ausbildung der Stempeleinheit 1 ermöglicht wird.
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Der Stempel 10 weist eine Stanzfläche 11 auf, die entsprechend der Form des herzustellenden Stanzteils konfiguriert ist. Im hier gezeigten Fall weist die Stanzfläche 11 eine U-förmige Ausgestaltung auf. Dieser Stempel 10 wird vorzugsweise dadurch hergestellt, dass aus einem blockförmigen Rohling eine Nut 13 – z. B. durch Drahterodieren, Schneiden oder Schleifen – eingebracht wird. Wie am besten aus der 2 ersichtlich ist, weist der Stempel 10 eine konische Form auf, sie verringert sich also von der Stanzfläche 11 ausgehend zu einer dieser Stanzfläche 11 gegenüberliegenden Seitenfläche 12.
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Wie aus der 4 ersichtlich ist, wird zur Herstellung der Stempeleinheit 1 der Stempel 10 in eine innere Spannhülse 20 des Stempelkopfs 2 eingesetzt, indem er in eine Ausnehmung 21 derselben eingebracht wird. Diese weist – wie ebenfalls am besten aus 2 ersichtlich ist – eine zylindrische Form auf. Es ist aber auch möglich, dass der Stempel 10 eine konische Form aufweist, die sich dann von einer Eintrittsöffnung 22a der inneren Spannhülse 20 bis zu ihrer Austrittsöffnung 22b verjüngt. Der Stempel 10 kann somit in die Ausnehmung 21 der inneren Spannhülse 20 eingeschoben werden und ragt mit seinem vorderen Ende 10a aus der inneren Spannhülse 20 hervor. Die innere Spannhülse 20 weist eine konisch verlaufende Außenkontur auf, so dass der Außendurchmesser der inneren Spannhülse 20 von ihrem ersten Ende 20a bis zu ihrem zweiten Ende 20b abnimmt.
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Wie ebenfalls der 4 zu entnehmen ist, wird die innere Spannhülse 20 in die äußere Spannhülse 30 eingebracht. Diese weist hierzu eine Ausnehmung 31 auf, die einen konischen Verlauf besitzt, so dass der Durchmesser der Ausnehmung 31 von ihrer oberen Eintrittsöffnung 32a bis zu ihrer unteren Austrittsöffnung 32b abnimmt. Die Außenkontur der inneren Spannhülse 20 ist derart auf die Kontur der Ausnehmung 31 der äußeren Spannhülse 30 abgestimmt, dass die Außenkontur der inneren Spannhülse 20 geringfügig größer als die Kontur der Ausnehmung 31 der äußeren Spannhülse 30 ist, so dass beim Einpressen der inneren Spannhülse 20 in die äußere Spannhülse 30 die beiden Hülsen 20 und 30 miteinander verklemmt werden und die innere Spannhülse 20 in der äußeren Spannhülse 30 mit Presssitz gehalten ist. Die dabei auftretende Klemmkraft überträgt sich über die innere Spannhülse 20 auf den Stempel 10, so dass auch dieser im Stempelkopf 2 der Stempeleinheit 1 geklemmt ist. Hierzu wird bevorzugt, dass die innere Spannhülse 20 eine Anzahl von in ihrer Längsrichtung verlaufende Schlitze 24 (siehe 4) aufweist, die beim Einpressvorgang der inneren Spannhülse 20 in die äußere Spannhülse 30 zusammengedrückt werden und derart den Stempel 10 in der innerem Spannhülse 20 klemmen.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, liegt durch die Klemm-Halterung des Stempels 10 im Stempelkopf 2 die Außenfläche 10' des Stempels 10 an dieser an und die Außenfläche 20' der inneren Spannhülse 20 an der die Ausnehmung 31 begrenzenden Innenfläche der äußeren Spannhülse 30 an. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die auf den Stempel 10 beim Bearbeitungsvorgang einwirkenden Kräfte großflächig in den Stempelkopf 2 abgeleitet werden. Die beim Zurückziehen des Stempels 10 auftretenden Kräfte können daher nicht leicht zum Abreißen des Stempelkopfs 2 führen, sondern dienen zum umso festeren Klemmen des Stempels 10 im Stempelkopf 2.
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Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass die Außenkontur der inneren Spannhülse 20 und somit die Kontur der Ausnehmung 31 der äußeren Spannhülse 30 einen kreisförmigen Querschnitt mit sich stetig verringernden Durchmesser haben. Dies ist aber nicht erforderlich, es ist z. B. auch möglicht, die innere Spannhülse 20 mit einer im Querschnitt polygonalen oder ovalen Außenkontur auszubilden. Wichtig ist nur, dass durch die Konik der inneren Spannhülse 20 und der Ausnehmung 31 der äußeren Spannhülse 30 die innere Spannhülse 20 und die äußere Spannhülse 30 des Stempelkopfs 2 bei ihrem Einpressvorgang miteinander verklemmt werden.
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Im hier gezeigten Fall weist der Stempel 10 eine im Querschnitt rechteckige Kontur auf. Auch dies ist nicht zwingend erforderlich. So ist es z. B. auch möglich, den Stempel 10 mit einem anderen polygonalen Querschnitt als einem Viereck auszubilden, auch eine kreisförmige, eine elliptische oder sonst wie gekrümmte Ausbildung desselben sind möglich. Wichtig ist auch hier, dass durch die Konik der Ausnehmung 21 der inneren Spannhülse 20 und des Stempels 10 dieser in der inneren Spannhülse 20 verklemmt wird.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen eine Stempeleinheit 1 geschaffen wird, welche sich durch ihre einfache Herstellung auszeichnet. Indem nun vorgesehen ist, dass der Stempel 10 im Stempelkopf 2 durch einen Presssitz gehalten ist, ist es nicht mehr erforderlich, wie bei den bis jetzt bekannten Stempeleinheiten den Stempel mit entsprechenden Haltevorsprüngen zu versehen oder in den Stempelkopf 2 einzulöten. Dieser Umstand verringert die Herstellungskosten des Stempels, insbesondere bei einem als Präzisionsteil ausgeführten Stempel, beträchtlich. Die beim Bearbeitungsvorgang auf den Stempel 10 einwirkenden Kräfte werden großflächig über die innere Spannhülse 20 und die äußere Spannhülse 30 des Stempelkopfes 2 abgeleitet, so dass die beschriebene Stempeleinheit 1 sich auch für einen Einsatz bei hohen Taktzahlen eignet. Die innere Spannhülse 20 und die äußere Spannhülse 30 können als Standardbauteile ausgeführt werden, so dass auch hierdurch eine Verringerung der Herstellungskosten der Stempeleinheit 1 gegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10256430 [0002]
- DE 4300876 [0002]
