DE2637562A1

DE2637562A1 - Verfahren zum stanzen eines kleinen loches in ein feinmechanisches werkstueck

Info

Publication number: DE2637562A1
Application number: DE19762637562
Authority: DE
Inventors: Urs Giger
Original assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Current assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Priority date: 1975-09-16
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1977-03-24
Also published as: US4048835A; FR2324424B1; DE2637562C3; GB1543952A; JPS5236382A; FR2324424A1; JPS5617174B2; DE2637562B2; CH609827B; CH609827GA3

Description

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Eta A.G. Ebauches-Fabrik Grenchen / SO (Schweiz)

Verfahren zum Stanzen eines kleinen Loches in ein feinmechanisches Werkstück

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stanzen eines kleinen Loches in ein feinmechanisches Werkstück, insbesondere in ein Uhrwerkteil, wobei auf eine Zone des Werkstückes ein Druck ausgeübt wird, damit ein Teil des Materials des Werkstückes ausweicht und verdrängt wird, damit die Dicke der dem Druck ausgesetzten Zone des Werkstückes kleiner wird, als die Dicke des restlichen Teiles des Werkstückes.

Beim Stanzen von kleinen Löchern darf bekanntlich der Durchmesser der Löcher verglichen mit der Dicke des Werkstückes nicht zu klein sein, wenn die Standzeit des Stanzwerkzeuges innerhalb annehmbaren Grenzen liegen soll.

Es ist bekannt, dass beim Stanzen von Löchern, mit einem Durchmesser in der Grössenordnung von 0,1 mm an aufwärts, beispiels-

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weise in Uhrwerkteile, die Materialdicke und der Lochdurchmesser in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen. Wenn das Werkstück bzw. das Uhrwerkteil aus Messing besteht, so ist das genannte Verhältnis

Materialdicke

: = 1.50

Lochdurchmesser

Dieses Verhältnis ist von der Qualität des Materials, aus dem das Werkstück bzw. das Uhrwerkteil besteht, vom Material und der Qualität des zum Stanzen benützten Stanzwerkzeuges sowie der zulässigen Standzeit des Stanzwerkzeuges abhängig. Im allgemeinen ist es so, dass dieses Verhältnis zum Stanzen von Löchern mit einem Durchmesser von 0,1 mm sich höchstens dem Wert 1 und zum Stanzen von Löchern mit einem Durchmesser von 0,3 mm sich eher · dem Wert 1,5 nähert.

Sehr oft ist jedoch das Werkstück bzw. das Uhrwerkteil wesentlich dicker als jene Dicke, die sich zum Stanzen eines kleinen Loches eignet. Deshalb war es bisher üblich, die Dicke des Werkstückes bzw. des Uhrwerkteils in jenem Bereich, in dem das Loch gestanzt werden soll, zuvor durch eine spanabhebende Bearbeitung, z.B. durch Fräsen, zu verringern. Diese spanabhebende Bearbeitung ist unrationell.

Es wurde daher auch schon vorgeschlagen, zuerst eine in bezug auf die Dicke des Uhrwerkteiles problemlos dimensionierte runde Oeffnung zu stanzen, wobei der Durchmesser wesentlich grosser ist als der Durchmesser des letztendlich gewünschten kleinen Loches. Dann wird mit einem Prägestempel, dessen Durchmesser grosser ist als , der Durchmesser der gestanzten Oeffnung, eine zu dieser konzentrische Vertiefung in das Uhrwerkteil gepresst, wobei einerseits die Dicke dee Uhrwerkteiles auf den zum Stanzen des kleinen Loches angepassten Wert verringert und andererseits der Durchmesser der vorgestanz-

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ten Oeffnung auf einen Wert reduziert wird, der kleinen\st? alre der Durchmesser des gewünschten Loches. Anschliessend wird dasselbe konzentrisch zur genannten Vertiefung gestanzt. Dieses Verfahren weist gegenüber dem weiter oben beschriebenen Verfahren den Vorteil auf, dass das gewünschte Loch rationeller hergestellt werden kann. Jedoch lässt die Qualität der auf diese Weise hergestellten Löcher zu wünschen übrig, weil das beim Prägen der Vertiefung gegen die Mitte der Oeffnung verdrängte Material eine Randzone aufweist, die qualitativ schlecht ist.

Das gewünschte Loch wird ausgerechnet aus dieser Undefinierten Randzone ausgestanzt, wodurch die Innenwand des gestanzten Loches in der Regel Unregelmässigkeiten aufweist. Derartige Löcher eignen sich deswegen nicht zur Aufnahme von Wellenzapfen und können nicht als Passitz für Stifte dienen.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das gestattet, qualitativ sehr gute, kleine Löcher auf rationelle Weise in feinmechanische Werkstücke bzw. ührwerkteile zu stanzen.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf das Werkstück so ausgeübt wird, dass das Material in Richtung des Druckes verdrängt wird und quer zur Druckrichtung ausweicht, und dass das kleine Loch derart in die genannte Zone gestanzt wird, dass der Abstand zwischen dem Rand des kleinen Loches und dem Rand der Zone wenigstens dem Durchmesser des kleinen Loches entspricht.

Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Fig. "1 einen Teil eines Werkstückes im Schnitt und in drei Arbeitsphasen,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Werkstückteil nach Fig. 1, in dem ein Loch mit kleinem Durchmesser gestanzt worden ist,

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Fig· 3 einen Teil eines anderen Werkstückes im Schnitt und in drei Arbeitsphasen,

Fig. 4 die Draufsicht auf den Werkstückteil nach Fig. 3, in dem ein Loch mit kleinem Durchmesser gestanzt worden ist und

Fig. 5 die Draufsicht auf einen Teil eines anderen Werkstückes, in dessen Randbereich'eine Vertiefung eingeprägt wurde.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Werkstück 1, das beispielsweise eine Werkplatte oder eine Brücke für ein Uhrwerk sein kann, teilweise und in einem .stark vergrösserten Massstab dargestellt. Gemäss der Fig. la wird vorerst eine runde Oeffnung 2, deren Durchmesser ungefähr doppelt so gross ist wie die Dicke des Werkstückes 1, längs einer Achse 3 ausgestanzt, Anschliessend wird mittels eines nicht dargestellten Prägestempels ein Teil des Randbereiches der Oeffnung 2 zusammengepresst, wobei der vorzugsweise zylindrische Prägestempel längs einer weiteren Achse 4 bewegt wird, bis sich die Dicke des vom Prägestempel beeinflussten Randbereiches der Oeffnung 2 auf das gewünschte · Mass reduziert hat. Ein Teil des Materials unterhalb des Prägestempels wird dabei in die Oeffnung 2 verdrängt und bildet einen Vorsprung 5j der den Boden einer Vertiefung 6 bildet, siehe Fig. Ib.

Die Durchmesser der Oeffnung 2 und der Vertiefung 6 sowie der Abstand zwischen den beiden Achsen 3 und 4. sind so gewählt, dass die Vertiefung 6 und die Oeffnung 2 einander überlappen. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Vertiefung 6 gleich dem Durchmesser der Oeffnung 2,

Erst nach der Bildung des Vorsprunges 5 wird das gewünschte, kleine Loch 7 in den Boden der Vertiefung 6 gestanzt und zwar vorzugs-

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weise längs der Achse 4, so dass die Vertiefung 6 und das Loch 7 konzentrisch zueinander angeordnet sind, wie dies aus den Fig. Ic und 2 ersichtlich ist. Das Loch 7 befindet sich nicht im Undefinierten Randbereich des deformierten Materials, sondern in einer Zone des deformierten Materials mit homogener Struktur, wobei die Härte des deformierten Materials durch das Prägen, verglichen mit dem nicht deformierten Material, grosser ist. Aus diesem Grunde ist die Qualität des auf diese Weise hergestellten Loches 7 sehr gut und die Innenwand weist keine Unregelmässigkeiten auf. Deshalb kann das Loch 7 zur Lagerung eines Wellenzapfens oder als Passitz für einen Stift dienen.

Anstelle von nur einer Oeffnung 2 kann noch eine zweite Oeffnung 2¹ in das Werkstück 1 gestanzt werden, wie dies in der Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Oeffnungen 2 und 2' wird so gewählt, dass diese Oeffnungen durch einen Steg getrennt sind. Mit dem nicht dargestellten Prägestempel wird dann die Vertiefung 6 im Bereich des genannten Steges eingeprägt. Dieses modifizierte Verfahren besitzt den Vorteil, dass die Stirnfläche des Prägestempels annähernd symmetrisch belastet wird und die Materialverdrängung, bezogen auf die in der Fig. 2 strichpunktiert gezeichnete Gerade 8, beidseitig erfolgt.

Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 ist ausschliesslich eine weitere · Variante des erfindungsgemässen Stanzens eines kleinen Loches 9 in ein Werkstück 10 beschrieben. Gemäss der Fig. 3a wird vorerst ebenfalls eine runde Oeffnung 11 in das Werkstück 10 gestanzt. Danach wird mit einem nicht gezeichneten Prägestempel eine Vertiefung 12 in das Werkstück 10 geprägt, wobei durch das beim Prägen verdrängte Material die zuvor gestanzte Oeffnung 11 fast oder ganz verschliesst und den Boden 13 der Vertiefung bildet, siehe Fig. 3b. Im Zentrum des Bodens 13 verbleibt ein Undefinierter Bereich Ik, Das kleine Loch 9 wird nun anschliessend

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an einer Stelle zwischen der zylindrischen Wand der Vertiefung 12 und des Bereiches lA gestanzt und liegt daher in einem Bereich des Bodens 13, dessen Material durch den Prägevorgang vergütet wurde.

Gegenüber dem bekannten Stanzverfahren weist das oben beschriebene Verfahren noch den zusätzlichen Vorteil auf, dass die Lebensdauer des Stanzwerkzeuges für das kleine Loch länger ist, weil die ohnehin kleine Stirnfläche'des Stempels gleiehmässig belastet wird. Dies ist beim bekannten Verfahren nicht der Fall, weil der Stempel an einer Stelle in das Material eindringt, an. welcher die Materialverteilung naturgemäss nicht homogen ist, weil es sich um brüchiges Randgebiet handelt.

Falls das kleine Loch symmetrisch zur Mittelebene des Werkstückes angeordnet sein soll, so kann beidseitig des Werkstückes eine Vertiefung 6 bzw. 12 eingeprägt werden. Die beiden Prägetiefen können, falls dies erforderlich ist, auch ungleich sein.

Bei Werkstücken, bei denen das kleine Loch sich nahe am Rand befindet, kann anstelle der Oeffnung 2 auch nur eine Aussparung am Rand des Werkstückes ausgestanzt werden. Bei einem Werkstück 15, bei dem es nicht störend wirkt, wenn ein Teil des Materials über den Rand 16 des Werkstückes 15 vorsteht, kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Prägestempels ein Teil des Randbereiches des Werkstückes verformt werden, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist. In der dem Prägestempel ausgesetzten

Zone 17, von welcher ein Teil über den Rand 16 des Werkstückes 15 vorsteht, wird das Material verfestigt und die Dicke des Werkstückes auf den gewünschten Wert reduziert. Anschliessend wird das kleine Loch 18 vorzugsweise im Zentrum der Zone 17 gestanzt.

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Claims

( X. J Verfahren zum Stanzen eines kleinen Loches in ein feinmechanisches Werkstück, insbesondere in ein Uhrwerkteil, wobei auf eine Zone des Werkstückes ein Druck ausgeübt wird, -damit ein Teil des Materials des Werkstückes ausweicht und verdrängt wird, damit die Dicke der dem Druck ausgesetzten Zone des Werkstückes kleiner wird, als die Dicke des restlichen Teiles des Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf das Werkstück so ausgeübt wird, dass das Material in Richtung des Druckes verdrängt wird und quer zur Druckrichtung ausweicht, und dass das kleine Loch derart in die genannte Zone gestanzt wird, dass der Abstand zwischen dem Rand des kleinen Loches und dem Rand der Zone wenigstens dem Durchmesser des kleinen Loches entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vorerst wenigstens eine Aussparung mit grösseren Abmessungen als jene des zu stanzenden Loches in das Werkstück eingearbeitet und der Druck zumindest auf einen Teil des Randbereiches der Aussparung mit einem Stempel ausgestanzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel zum Stanzen des kleinen Loches parallel.und in einem Abstand zur Längsachse der Aussparung bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das unter Drucksetzen der genannten Zone mit einem Prägestempel erfolgt, dadurch gekennzeichnet , dass der Prägestempel parallel und in einem Abstand zur Längsachse der Aussparung bewegt wird, so dass ein Teil des Prägestempels die Ausparung überdeckt, und dass der Stempel zum Ausstanzen des kleinen Loches bezogen auf das Werkstück längs der gleichen Geraden bewegt wird, wie der Prägestempel.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Prägestempel ein Randbereich des Werkstückes so verformt wird, dass ein Teil der unter der Druckwirkung verformten Zone über den Rand des Werkstückes vorsteht.

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