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Dokumentenidentifikation DE10038357B4 18.03.2004
Titel Positionier- und Führungseinrichtung für ein Metallband
Anmelder Fritz Stepper GmbH & Co KG, 75180 Pforzheim, DE
Erfinder Stepper, Fritz, 75173 Pforzheim, DE;
Stepper, Michael, 75173 Pforzheim, DE
Vertreter Patentanwälte Reinhardt & Pohlmann Partnerschaft, 75172 Pforzheim
DE-Anmeldedatum 05.08.2000
DE-Aktenzeichen 10038357
Offenlegungstag 21.02.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.2004
IPC-Hauptklasse B21D 43/02
IPC-Nebenklasse B21D 35/00   B23P 19/04   H01R 43/16   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Positionier- und Führungseinrichtung für ein Metallband an Werkzeugen, insbesondere zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Positionierung und Führung eines derartigen Metallbandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.

Eine derartige Einrichtung und ein entsprechendes Verfahren ist z.B. aus der EP 0 890 398 A1 bekannt, wenngleich es dort im wesentlichen um die Verbindung von zweiteiligen Stanzteilen geht, die parallel zueinander zugeführt und dann miteinander unter Verformung zumindest eines Stanzteils verbunden werden. Verallgemeinert werden aber auch dort Einzelteile in tausendfacher Stückzahl weitgehend automatisiert durch Stanzautomaten hergestellt und anschließend mit weiteren Bauteilen verbunden, wie dies z.B. beim Abkrempen von Drahtverbindungen erforderlich ist.

Die Kosten für den Herstellungsaufwand solcher Teile werden wesentlich mitbestimmt durch die Ausnutzung der verwendeten Stanzen und Pressen, die einen erheblichen Anschaffungswert haben. Folglich wird das fertig gestellte Bauteil, üblicherweise ein Schalt- oder Kontaktelement insbesondere für die Automobilindustrie umso billiger, je höher die Taktrate ist, mit der die zur Herstellung verwendeten Maschinen arbeiten können. Dieser Arbeitstakt wird durch physikalische Randbedingungen begrenzt. So ergibt sich mit zunehmendem Takt eine immer schnellere Beschleunigung und ein immer schnelleres Abbremsen des zugeführten Metallbandes als auch der zur Herstellung der Bauteile verwendeten Maschinenteile. Somit treten Massenträgheitskräfte sowohl seitens der Stanzteile als auch der Maschinenteile auf, die zu einem unruhiger und zunehmend unkontrollierbaren Verhalten des Metallbandes wie z.B. einem Nachschwingen des Metallbandes bei jedem Takt führen, so dass bei steigender Taktzahl die Wahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen und somit die Ausschussrate zunimmt.

Aus der EP 0 890 398 A1 ist nun bekannt, zwei Metallbänder zur Verbindung zweiteiliger Stanzteile zunächst parallel zueinander zu führen und dann miteinander durch eine Querbewegung zu verbinden. Bis zur Verbindung der beiden Bauteile bleiben jedoch diese an ihrem Montagestreifen befestigt und werden erst dann vereinzelt. Hierzu ist eine Querbewegung zumindest des einen Bandes erforderlich. Um dies zu ermöglichen, wird daher dort in einer vorgeschalteten Abbiegeeinheit der Montagestreifen gegenüber den Bauteilen um 90° abgewinkelt, damit der Montagestreifen bei der für die Zuführbewegung erforderlichen Biegung in seiner Ausgangsebene keine oder zumindest weniger Kräfte entgegensetzt. Hierzu sind Führungselemente vorgesehen, die jedoch den abgebogenen Kontaktstreifen lediglich in einer Richtung führen.

In der DE 41 07 614 C1 wird eine Vorrichtung beschrieben, in der ein flaches, also zweidimensionales Band verarbeitet wird, das nicht zu einem dreidimensionalen Gebilde verformt wird. Dort ist an der Vorrichtung eine Zwischenlage beschrieben, die auf einer Halteplatte befestigt ist und sich über das Stanzgut oder Band erstreckt. Dies ist nur möglich, wenn das Stanzgut selbst ein flaches Band ist. Wäre das Band nämlich nicht flach, sondern würde erhabene Bereiche aufweisen, würde es gemäß 1 durch die Presse bei jedem Absenken zusammengedrückt. Daher sind die entsprechenden Führungseinrichtungen des Werkzeugs auf diese Geometrie abgestimmt, so dass eine Verwendung eines winklig gebogenen Metallbandes überhaupt nicht möglich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Zuführmechanismus dahingehend zu verbessern, dass eine Erhöhung der Taktzahl möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Metallband im Hinblick auf seinen Montagestreifen so auszubilden, dass dieser quer zur Laufrichtung möglichst in zwei Richtungen zuverlässig geführt werden kann. Hierzu wird nun der Montagestreifen grundsätzlich in seiner Ausgangslage belassen, am Montagestreifen wird jedoch ein Führungsbereich abgewinkelt, der eine zusätzliche Führung erlaubt. Wird der Führungsbereich z.B. im rechten Winkel zum Montagestreifen abgewinkelt, so ergibt sich bei entsprechender anspruchsgemäßer Ausbildung der Führungselemente bei einem in X-Richtung laufenden Metallband eine Führung sowohl in Y- als auch in Z-Richtung einerseits durch den abgewinkelten Führungsbereich, andererseits durch den Montagestreifen selbst. Durch diese verbesserte Führung lässt sich nun der Lauf des Metallbandes durch das Werkzeug besser kontrollieren und vor allem kann auch dem Schwingverhalten des Metallbandes leichter entgegengewirkt werden. Dies führt zumindest bei dem Metallband und den daran befestigten Bauteilen zu einer Verringerung der Wartezeiten, die bisher aufgrund des Nachschwingens berücksichtigt werden mussten. Als Folge davon ist ein höherer Arbeitstakt zu erreichen.

Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 4 erfolgt die Führung über die gesamte Länge des Werkzeugs, so dass sich keine Zwischenbereiche bilden, in denen ein unkontrolliertes Schwingverhalten auftreten kann.

Nach Anspruch 6 werden vorzugsweise bereits bei der Herstellung der Stanzbilder für die Bauteile Elemente, die bisher als Abfallteile ausgestanzt wurden, am Montagestreifen belassen und bilden dort den Führungsbereich. Es ist daher lediglich erforderlich, in dem Arbeitsschritt, in dem die Stanzbilder erzeugt werden, das Werkzeug so abzuändern, dass gleichzeitig der Montagestreifen abgewinkelt werden kann. Dies führt zwar zu einem geringen Mehraufwand, der jedoch durch den dadurch erzielbaren Nutzen bei weitem wieder wett gemacht wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

1 eine Ansicht einer in einem Stanzwerkzeug aufgenommenen Positionier- und Führungseinrichtung bei abgenommenen Führungselementen,

2 eine dreidimensionale Darstellung des Führungselements bei abgenommenem Oberteil des Werkzeugs,

3 eine dreidimensionale Darstellung des vergrößerten Einlaufbereichs in die Führungselemenete gemäß 2 von rechts,

47 verschiedene Ausführungsformen des gestanzten Montagestreifens.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

1 zeigt ein Stanzwerkzeug, in dem Stanzteile zugeführt und positioniert werden müssen, um diese z.B. mit weiteren Bauteilen zu verbinden. So kann insbesondere bei den in 1 dargestellten Bauteilen 10b, die den Endabschnitt eines Steckers darstellen, ein Draht positioniert werden, wobei die aus den 4 bis 7 ersichtlichen Bauteile 10b einerseits das abisolierte Kabelende und andererseits die Isolierung des Kabels aufnehmen.

Die Stanze besitzt einen Pressrahmen 16, in dem ein Werkzeug mit Unterteil 14 und Oberteil 15 aufgenommen ist, die gegeneinander beweglich sind. Am Unterteil sind über eine Schnellspanneinrichtung 17 Führungselemente 13 zu befestigen, auf deren Ausbildung später näher eingegangen wird. Das Metallband 10 wird kontinuierlich durch die Stanze hindurch gefördert und taktweise mittels in Fanglöchern 10e eingreifenden Fangstempeln 18 positioniert. So können in jedem Arbeitsschritt kontinuierlich die miteinander zu verbindenden Teile verbunden werden und die auszustanzenden Teile ausgestanzt werden.

In den Figuren wird nur ein Metallband der Presse zugeführt, selbstverständlich können, wie in der DE 43 00 876 A1 oder der EP 0 890 398 A1 beschrieben, jedoch auch mehrere Metallbänder gleichzeitig einer derartigen Einheit zugeführt.

Gemäß den 2 und 3 wird im Werkzeug eine Positionier- und Führungseinrichtung für das Metallband 10 im Werkzeug 11 vorgesehen, um die Herstellung der Bauteile 10b, insbesondere von Kontakt- oder Schaltelementen zu erleichtern. Die Führungselemente 13 dienen der Führung eines Führungsbereichs 10c des Metallbandes 10. Das Metallband selbst besitzt an einem Montagestreifen 10a mehrere in Reihe angeordnete, zu verarbeitende Bauteile 10b auf. Ferner ist ein abgewinkelter Führungsbereich 10c zur Führung des Metallbandes 10 quer zu seiner Laufrichtung vorgesehen. Der abgewinkelte Führungsbereich 10c steht winklig zum Montagestreifen 10a, wie insbesondere die vergrößerte Darstellung in 3 zeigt. Der Winkel ist dort ein rechter Winkel, selbstverständlich sind auch beliebige andere Winkelanordnungen möglich, sofern nur eine entsprechende Führung in zwei winklig zueinander stehenden Richtungen für das Montageband 10 gewährleistet ist.

Eine derartige Führung zeigt ebenfalls 3. Das Führungselement 13 ist dort an das ggf. kundenspezifische Metallband und insbesondere an den Montagestreifen 10a angepasst. So ist in 3 für den Führungsbereich ein Führungskanal vorgesehen, der im Hinblick auf seine Abmessungen auch im wesentlichen an den Führungsbereich 10c angepasst ist. Ebenso wird jedoch ein weiterer Führungskanal 13b für die kundenspezifischen Anformungen 10d des Bandes 10 vorgesehen. Damit ist dort das Band zunächst nach oben geführt. Wie die Figur verdeutlicht, ist es aber gleichzeitig auch durch die linke Kante der Führungskanäle 13b, 13c in Verbindung mit der Kante 13d auch nach links und rechts geführt. Es ergibt sich damit also die erwünschte Führung in zwei Richtungen quer zur Laufrichtung des Metallbandes.

Die Führungselemente 13 bilden damit die Führungskanäle aus, deren Abmessung geringfügig größer als der Führungsbereich 10c und der Montagestreifen 10a sind. Die Führungselemente führen Führungsbereich 10c und Montagestreifen 10a im selben Winkel, den Führungsbereich und Montagestreifen zueinander aufweisen. Gemäß 2 nimmt der Führungskanal nicht nur den Führungsbereich 10c auf, sondern er besitzt gleichzeitig auch eine Öffnung 13a zum Durchtritt und zur Führung des Verbindungsbereichs zwischen Montagestreifen 10a und Bauteil 10b. Zudem erstrecken sich die Führungselemente 13 vorzugsweise über die gesamte Länge des Werkzeugs 11, so dass eine kontinuierliche Führung gewährleistet ist, die einem Nachschwingen des Metallbandes während der Bearbeitung im Werkzeug 11 entgegenwirkt.

In den Figuren ist lediglich das der Presse zugeführte bereits mit den entsprechenden Bauteilen 10b versehene Metallband gezeigt. Dem Werkzeug 11 vorgeschaltet ist jedoch eine Stanzeinheit 12. In dieser Stanzeinheit 12 wird vorzugsweise im gleichen Schritt, in dem die Stanzbilder für die Schaltelemente oder Kontaktelemente aus dem Metallband 10 ausgestanzt und geformt werden, der Führungsbereich 10c abgewinkelt. Der Führungsbereich 10c wird dabei, wie insbesondere die 4 bis 7 zeigen, aus einem Bereich des Metallbandes gewonnen, der üblicherweise ausgestanzt wird und als Abfall anfällt. Damit ist es möglich, durch eine geringfügige Veränderung der dem Werkzeug vorgeschalteten Stanzeinheit oder durch die Zuführung eines bereits entsprechend vorbereiteten Metallbandes die Führung im Werkzeug so zu verbessern, dass eine erheblich höhere Taktrate möglich ist.

Das Verfahren zur Positionierung und Führung des Metallbandes im Werkzeug 11 geschieht dergestalt, dass das Metallband 10 zugeführt und ein Führungsbereich 10c abgewinkelt wird. Der Führungsbereich 10c wird nun jedoch gegenüber dem Montagestreifen 10a abgewinkelt, bleibt aber mit diesem im Wesentlichen verbunden, wie auch die 4 bis 7 deutlich machen. Durch ein entsprechendes Zusammenwirken mit den Führungselementen 13 der Positionier- und Führungseinrichtung werden gleichzeitig Führungsbereich 10c und Montagestreifen 10a kontinuierlich im Werkzeug so geführt, dass das Metallband 10 trotz seiner Bewegung in Laufrichtung quer zu dieser Laufrichtung zuverlässig geführt ist.

Die 4 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Metallbandes 10. So liegt in 4 ein verhältnismäßig langer Führungsbereich 10c vor, der dort zwischen den Bauteilen 10b gebildet ist. Zudem besitzt dieses Band kundenspezifische Anformungen 10d sowie die Fanglöcher 10e für den Eingriff der Fangstempel 18. Wenngleich in dieser und auch in den weiteren 5 bis 7 der Führungsbereich stets innenseitig zwischen den Bauteilen 10b angeordnet ist, was insbesondere aus Gründen der Abfallreduzierung erwünscht ist, so kann der Führungsbereich selbstverständlich auch im Montagestreifen 10a oder auf der den Bauteilen 10b gegenüberliegenden Seite des Montagestreifens abgewinkelt werden. Wesentlich ist lediglich die sich selbst aussteifende Anordnung des abgewinkelten Führungsbereichs am Montagestreifen.

In 5 wird im Vergleich zur 4 lediglich auf die kundenspezifischen Anformungen 10d verzichtet. 6 zeigt anstelle des durchgängigen Führungsbereichs 10c mehrere einzelne Führungsbereiche, was dann von Vorteil ist, wenn das Metallband 10 mit seinem Montagestreifen 10a noch einem Radius folgen muss, wie dies z.B. bei der Ausführung nach der EP 0 890 398 A1 erforderlich ist. In 7 schließlich ist der Führungsbereich 10c gegenüber den 4 und 5 kürzer, jedoch in einem Stück ausgebildet.


Anspruch[de]
  1. Positionier- und Führungseinrichtung für wenigstens ein Metallband (10) an Werkzeugen (10), insbesondere zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen, welches Metallband an einem Montagestreifen (10a) mehrere in Reihe angeordnete, zu verarbeitende Bauteile (10b) aufweist und über einen abgewinkelten Führungsbereich (10c) zur Führung des Metallbandes (10) quer zu seiner Laufrichtung verfügt, wobei die Positionier- und Führungseinrichtung Führungselemente (13) zur Führung des Führungsbereichs (10a) des Metallbandes (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der abgewinkelte Führungsbereich (10c) winklig zum Montagestreifen (10a) ist und die Führungselemente (13) Führungsbereich (10c) und Montagestreifen (10a) in zwei im Winkel zueinander stehenden Richtungen im Werkzeug (11) führen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (13) einen Führungskanal bilden, der geringfügig größer als der Führungsbereich (10c) ist und der den Führungsbereich (10c) und den Montagestreifen (10a) im selben Winkel führt, den Führungsbereich und Montagestreifen zueinander aufweisen.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (13) den Führungsbereich (10c) und den Montagestreifen (10a) aufnehmen und über eine Öffnung (13a) zum Durchtritt und zur Führung des Verbindungsbereichs zu den Bauteilen (10b) verfügen.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (13} sich über die gesamte Länge des Werkzeugs (11) erstrekken.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeug (11) eine Stanzeinheit (12) vorangestellt ist, in der bei Erzeugung des Stanzbildes für die als Bauteile (10b) ausgebildeten Kontakt- oder Schaltelemente aus dem Metallband (10) zugleich der Führungsbereich (10c) abgewinkelt wird.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbereich (10c) aus Teilen des Metallbandes (10) zwischen den Stanzbildern für die Bauteile (10b) und dem Montagestreifen (10a) gebildet ist.
  7. Verfahren zur Positionierung und Führung eines Metallbandes (10) an Werkzeugen (11), insbesondere zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen, in einer Positionier- und Führungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit Führungselementen (13) zur Führung eines Führungsbereichs (10c) des Metallbandes (10), mit den Schritten:

    – Zuführen eines Metallbandes (10),

    – Abwinkeln des Führungsbereichs (10c),

    dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbereich (10c) gegenüber dem Montagestreifen (10a) abgewinkelt wird und dass Führungsbereich (10c) und Montagestreifen (10a) in den Führungselementen (13) in zwei im Winkel zueinander stehenden Richtungen im Werkzeug geführt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zugeführten Metallband (10) in einer dem Werkzeug (11) voran gestellten Stanzeinheit (12) Stanzbilder für die als Kontakt- oder Schaltelemente ausgebildeten Bauteile (10b) unter Beibehaltung eines Montagestreifens (10a) ausgestanzt werden und gleichzeitig der Führungsbereich (10c) abgewinkelt wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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