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Dokumentenidentifikation DE102005001008B4 24.08.2006
Titel Stanzvorrichtung zum Stanzen von Bandmaterial
Anmelder Fritz Stepper GmbH & Co KG, 75180 Pforzheim, DE
Erfinder Stepper, Fritz, 75173 Pforzheim, DE
Vertreter Patentanwälte Reinhardt & Pohlmann Partnerschaft, 75172 Pforzheim
DE-Anmeldedatum 07.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005001008
Offenlegungstag 20.07.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B21D 28/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21D 28/34(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Stanzvorrichtung zum Stanzen von Bandmaterial, insbesondere für ein Metallband zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen, weist an Verschleißstellen (10) angeordnete, austauschbare Verschleißteile (11) auf. Dadurch, dass wenigstens ein Verschleißteil (11) im Bereich wenigstens einer Verschleißstelle (10) in einer Aufnahme (12) neben einem Schieber (13) vorgesehen ist und dass aufeinander zu zeigende Flächen von Schieber (13) und Verschleißteil (11) ein Profil (13a) zur bedarfsweisen kraftschlüssigen Verbindung zur Festlegung des Verschleißteils (11) in der Aufnahme aufweisen, wird eine Stanzvorrichtung geschaffen, die ein schnelles Auswechseln von Verschleißteilen ermöglicht.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung, insbesondere für ein Metallband zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stanzvorrichtungen gehören zum Bereich der klassischen Blechbearbeitung, wobei der Begriff „Stanzen" ein Trennverfahren bezeichnet, bei dem durch einen Hub einer Stanzmaschine oder Presse ein Blech durchtrennt wird. Das Stanzen kann ein Lochen oder Ausstanzen im Sinne von Scherschneiden umfassen, bei dem sich das Blech zwischen zwei Werkzeugschneiden befindet, die sich parallel aneinander vorbeibewegen und dabei das Blech durchtrennen. Das Oberwerkzeug (Stanzstempel) taucht dabei soweit in das Unterwerkzeug (Stanzeinsatz oder Matrize) ein, dass es das Blech durchstanzt. Zum Stanzen gehört je nach Werkzeug aber auch ein Umformen, bei dem das Werkstück plastisch verformt wird.

Die Stanzvorrichtung stanzt in schneller Hubfolge die gewünschten Teile aus dem Material. Nicht nur, aber insbesondere dann wenn es sich bei den gestanzten Teilen um Teile zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen handelt, werden die Kosten für den Herstellungsaufwand der Teile wesentlich durch die Ausnutzung der verwendeten Stanzvorrichtung und Pressen bestimmt, die einen erheblichen Anschaffungswert haben. Folglich wird das fertig gestellte Bauteil, üblicherweise ein Schalt- oder Kontaktelement, insbesondere für die Automobilindustrie umso günstiger, je höher die Taktrate ist, mit der die zur Herstellung verwendeten Maschinen arbeiten können.

Die erzielbare Taktrate oder der Durchsatz wird unter anderem auch durch die Rüstzeiten und Wartungszeiten der Maschinen mitbestimmt, insbesondere wenn es darum geht, Verschleißteile auszutauschen. Derartige Verschleißteile sind insbesondere die Werkzeuge, die zum Stanzen eingesetzt werden, grundsätzlich aber alle Werkzeugbauteile wie Schneid, Biege-, Präge-, Montageelemente und dergleichen, die den zu stanzenden vorzugsweise metallischen Streifen bearbeiten. Um entsprechende Standzeiten zu erreichen, müssen diese Verschleißteile exakt positioniert sein und bedarfsweise auch geschärft werden. Die beim Betrieb erwünschten hohen Taktraten machen zudem eine äußerst hohe Präzision auch bei den Verschleißteilen erforderlich, um den gewünschten, zunehmend steigenden Durchsatz zu verwirklichen. Derartige hoch präzise Verschleißteile müssen bisher durch Komplettausbau aus dem Stanzsystem entnommen und nach anschließendem Zerlegen auf der Werkbank demontiert bzw. montiert werden. Die Folge ist ein hoher Zeitaufwand und ein langer Stillstand des Stanzsystems.

Zum Wechseln von Teilen eines Werkzeugs wurde z.B. in der DE 23 61 846 A1 und der US-A 2,844,378 bereits vorgeschlagen, die auszuwechselnden Teile mit Abflachungen oder Aussparungen zu versehen und an diesen Flächen durch verschiebliche Elemente formschlüssig zu halten. Aus der DE 23 46 573 A1 ist es ferner bekannt, Werkzeugteile durch das Zusammenwirken von quer zueinander verschieblichen Führungsleisten zu fixieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung zu schaffen, die ein alternatives schnelles Auswechseln von Verschleißteilen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Stanzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Das gewünschte Schnellwechselsystem für Verschleißteile wird dadurch geschaffen, dass den Verschleißteilen ein Schieber zugeordnet wird. Schieber und Verschleißteil weisen ein Profil aus, das in der einen Stellung, wenn die Profile mit gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet sind, ein Ineinandergleiten der Profile von Schieber und Verschleißteil ermöglicht, sodass das Verschleißteil leicht einzusetzen und zu entnehmen ist. Wird der Schieber jedoch, der gemeinsam mit dem Verschleißteil in einer Aufnahme des Werkzeugs angeordnet ist, in der Aufnahme verschoben, verriegeln die Profile kraftschlüssig miteinander. Dadurch kann die Wartungszeit beziehungsweise der Austausch eines Verschleißteils auf wenige Minuten, wenn nicht Sekunden reduziert werden. Dennoch ist im verriegelten Zustand die Fixierung der Verschleißteile einerseits so genau, dass die gewünschte Präzision erreicht wird, und andererseits auch so exakt, dass selbst die bei zyklisch arbeitenden Maschinen, – wie es auch Stanzvorrichtungen sind – auftretenden Vibrationen nicht zu einem unbeabsichtigten Entriegeln und Lösen der Verschleißteile und damit gegebenenfalls zur Zerstörung des Werkzeugs führen können.

Der gewünschte schnelle Austausch wird insofern durch die grundsätzlich gegengleichen Profile unterstützt, die es dem Schieber einerseits ermöglichen, in der einen Richtung leicht entlang des gegengleichen Profils des Verschleißteils eingeführt zu werden, andererseits aber nach einem Aufgleiten der Profile die gewünschte kraftschlüssige Verbindung und damit das Einklemmen von Schieber und Verschleißteil in der Aufnahme zu bewirken. Es ergibt sich eine wartungsfreundliche und schnelle Lösung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den weiteren Ansprüchen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt aus einer Stanzvorrichtung im Bereich einer Verschleißstelle mit einem erfindungsgemäß verriegelten Verschleißteil,

2 eine Darstellung gemäß 1 mit entriegeltem Schieber,

3 eine Darstellung gemäß 2 mit in Bewegungsrichtung herausgezogenem Schieber,

4 ein Werkzeug nach dem Stand der Technik mit daran angeordneten Verschleißteilen,

5 einen vergrößerten Ausschnitt aus 4 im Bereich eines Verschleißteils,

6, 7 ein Stanzwerkzeug mit Schnitt-, Führungs- und Stempelhalteplatte mit daran entriegeltem bzw. verriegelten Verschleißteil.

8 eine Draufsicht auf eine an einer Stanzvorrichtung angeordnete Führungsleiste mit daran entlang geführtem Metallband,

9 einen Schnitt durch die Stanzvorrichtung nach Linie 9-9 von 8,

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Die Figuren zeigen den Ausschnitt einer Stanzvorrichtung, wobei unterstellt wird, dass der Fachmann den üblichen Aufbau einer Stanzvorrichtung kennt, wie er z.B. in den 6 und 7 mit Schnitt-, Führungs- und Stempelhalteplatte dargestellt ist. Eine derartige Stanzvorrichtung, die hier zum Stanzen von Bandmaterial, insbesondere für ein Metallband zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen eingesetzt wird, weist üblicherweise wenigstens einen Stanzstempel und einen Stanzeinsatz sowie gegebenenfalls weitere Teile wie einen Abstreifer, eine Matrize, eine Werkzeugaufnahme und dergleichen auf. An all diesen Teilen können grundsätzlich Verschleißteile vorgesehen sein, die regelmäßig auszutauschen sind. Derartige Verschleißteile sind insbesondere die Werkzeuge, die zum Stanzen eingesetzt werden, grundsätzlich aber alle Werkzeugbauteile wie Schneid, Biege-, Präge-, Montageelemente und dergleichen, die den zu stanzenden vorzugsweise metallischen Streifen bearbeiten.

Gemäß 4 sind an einer derartigen Stanzvorrichtung mehrere Verschleißstellen 10 angeordnet, an denen diese Verschleißteile vorgesehen sind. Ihr Austausch führt üblicherweise zu einem entsprechenden Maschinenstillstand, insbesondere wenn zum Austausch der Verschleißteile wie bisher das gesamte Werkzeug von der Maschine genommen werden muss.

Gemäß den 1 bis 3 wird an den Verschleißstellen 10, an denen das Verschleißteil 11 in einer Aufnahme 12 angeordnet ist, das Verschleißteil 11 neben einem Schieber 13 in der Aufnahme 12 angeordnet. Die spezifische Anordnung selbst ergibt sich allerdings im Einzelfall aus der Zugänglichkeit im oder am Werkzeug. Wie insbesondere aus den vergrößerten Darstellungen im Anlagebereich zwischen Verschleißteil 11 und Schieber 13, aber auch in 3 zu erkennen, weisen die aufeinander zu zeigenden Flächen von Schieber 13 und Verschleißteil 11 jeweils ein Profil 11a, 13a auf, das zur bedarfsweisen kraftschlüssigen Verbindung und damit Festlegung des Verschleißteils 11 mit dem Schieber 13 an der Verschleißstelle 10 zusammen wirkt. Dieses Profil ist so gestaltet, dass der Schieber 13 durch das Verschieben in eine Entnahmeposition gemäß 2 überführt werden kann, in der er leicht zu entnehmen ist, so dass ein Zugang zum beziehungsweise eine Entnahme des Verschleißteils 11 möglich wird.

Im verriegelten Zustand gemäß 1 liegen die Profile 11a, 13a kraftschlüssig aneinander an. Dies wird dadurch erreicht, dass die Profile 11a, 13a über entsprechende Aufgleitwinkel verfügen, die es ermöglichen, diese kraftschlüssige Verbindung in folge einer vorzugsweise rein manuellen Verschiebung des Schiebers in der Aufnahme 12 relativ zum Verschleißteil 11 herzustellen. Die in Ver- beziehungsweise Entriegelungsrichtung 16 gegenüber den dazwischenliegenden Abschnitten verhältnismäßig langen Anlageflächen 11b, 13b sind so positioniert, dass sie den beim Betrieb der Maschine auftretenden Kräften und Vibrationen gewachsen sind. Einerseits erlaubt das hochpräzise Profil damit eine exakte Positionierung des Verschleißteils, andererseits ist über die flächige Anlage ein Entriegeln der Profile 11a, 13a von Verschleißteil 11 und Schieber 13 erst durch gezielte manuelle Betätigung des Betätigungselementes 15 möglich. Im Ausführungsbeispiel liegt die Präzision im Zusammenspiel zwischen Schieber, Aufnahme und Profilen im entriegelten Zustand im Bereich von wenigen hunderstel Millimetern (konkret 0,02 mm), im verregelten Zustand von wenigen tausendstel Millimetern (konkret 0,002 mm). Eine solche Präzision ist durch andere Befestigungsarten nicht oder nur schwerlich zu erzielen.

Wird damit der Schieber des Betätigungselements 15 aus der verriegelten Stellung gemäß 1 in die entriegelte Stellung in Entriegelungsrichtung 16 gemäß 2 bewegt, ergibt sich eine Darstellung der Profile gemäß den vergrößerten Bereichen in 2. In dieser Position kann der Schieber leicht in Bewegungsrichtung 14 gemäß 3 entnommen werden.

Die Profile von Schieber 13 und Verschleißteil 11 sind grundsätzlich gegengleich und andererseits so ausgebildet, dass die kraftschlüssige Verbindung infolge einer manuellen Verschiebung des Schiebers relativ zum Verschleißteil aufgehoben werden kann.

Der Schieber 13 ist in Bewegungsrichtung 14 in die Aufnahme 12 einsetzbar und aus ihr entfernbar, wobei der Querschnitt der Profile entlang des Schiebers in Bewegungsrichtung, also in 3 in vertikaler Richtung eintauchend in die Aufnahme 12 gleich bleibt. Mit anderen Worten verlaufen die Profillinien parallel zur Bewegungsrichtung, um dadurch die Ein- oder Ausführbewegung zu ermöglichen. Der Querschnitt des Schiebers bleibt damit entlang der Bewegungsrichtung 14 vorzugsweise gleich. Der Schieber 13 kann aus einer freigesetzten Stellung gemäß 2 in der Aufnahme 12 und entlang des Verschleißteils 11 in eine verriegelte Stellung überführt werden. Die Verriegelungsrichtung oder Entriegelungsrichtung 16 verläuft damit quer, im Ausführungsbeispiel im rechten Winkle zur Bewegungsrichtung 14. Um die manuelle Betätigung zu ermöglichen, ist selbst im eingebauten Zustand der Schieber 13 so angeordnet, dass das wenigstens eine Betätigungselement 15 aus der Aufnahme 12 herausragt.

6 und 7 zeigen eine Verschleißstelle 10 an einem Stanzwerkzeug mit Schnitt-, Führungs- und Stempelhalteplatte. Im vergrößerten Ausschnitt der 6 ist dabei der Schieber 13 in der Aufnahme 12 zu erkennen, der das Verschleißteil 11 festlegt. Die 6 und 7 zeigen auch das Zusammenspiel mit einer Führungsleiste 17, die federbelastet an dem hakenförmigen Klemmelement 18 fixierbar ist. Gemäß 7 kann diese ebenfalls leicht abnehmbare Führungsleiste auch so festgelegt werden, dass der Schieber 13 zumindest mit seinem Betätigungselement 15 in ihr aufgenommen und vorzugsweise durch sie verdeckt ist.

Die Stanzvorrichtung dient im Ausführungsbeispiel zur Bearbeitung von bandförmigen Material, insbesondere zur Bearbeitung eines Metallbands 110 zur Herstellung von Kontakt- und Schaltelementen 111. Diese Kontakt- und Schaltelemente sollen bedarfsweise vor, während oder nach der Bearbeitung entlang dieser Führungsleisten geführt werden. Bei der Ausführungsform gemäß den 8 und 9 sind für die Festlegung der Führungs- und/oder Halteleiste 17 mehrere in die Oberfläche 112 der Stanzvorrichtung einsetzbare und aus dieser Oberfläche herausragende Klemmelemente 18 vorgesehen, die in erste Ausnehmungen 115 der Führungsleiste 17 zur Fixierung derselben eingreifen. Diese Klemmelemente wirken mit einem elastischen Element 116 zusammen, unter dessen Wirkung die Führungs- und Halteleisten in der jeweiligen Stellung fixiert ist, sobald der Eingriff von Klemmelementen 18 und Führungsleiste 17 statt findet. Das elastische Element ist im Ausführungsbeispiel ein Federrastbolzen, es können jedoch auch andere elastische Elemente, z.B. auch gummiartige Elemente oder Silikon eingesetzt werden, sofern eine von der Oberfläche 112 weg wirkende Kraft auf die Führungs- und/oder Halteleiste aufgebracht werden kann.

Gemäß 9 sind die jeweiligen Klemmelemente 18 in Bohrungen 117 oder Öffnungen der Oberfläche 112 der Stanzvorrichtung eingeklebt, und zwar auf Anschlag eingeklebt. Eine andere Befestigung als durch Kleben ist denkbar, solange eine – bedarfsweise auch lösbare – Fixierung der Klemmelemente bei entsprechend hoch präziser Positionierung gewährleistet ist. Bei entsprechenden Reibkräften ist auch eine bloße Steckverbindung möglich. Die Klebeverbindung erlaubt eine erheblich höhere Präzision im Bereich von +/– 0,01 mm in Vergleich zu den vorbekannten Verschraubungen, bei denen Präzisionen im Bereich von +/– 0,2 mm möglich sind. Diese Präzision ist erforderlich, um auch bei hohen Taktraten noch zuverlässig entsprechende Kontakt- und Schaltelemente oder auch sonstige mit hohen Taktraten herzustellende Bauteile zu erzeugen.

Die Klemmelemente 18 weisen gemäß 9 Haltenasen 18a auf, die mit entsprechenden Untergriffen 17a der Führungsleisten 17 zusammenwirken. Dazu sind die Ausnehmungen 115 so ausgebildet, dass das Klemmelement mit Haltenase beim Befestigen der Führungsleiste zunächst durch die Öffnung hindurch treten kann, dann jedoch die Führungsleiste mit ihrem Untergriff 17a unter die Haltenase 18a geschoben werden kann. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass bei der dabei erfolgenden Montagebewegung in 9 also nach rechts, bei der der Untergriff 17a an dem Klemmelement 18 vorzugsweise zur Anlage kommt, gleichzeitig das elastische Element, im Ausführungsbeispiel der mit der Feder 116 belastete Federrastbolzen 118 in die weitere Ausnehmung 119 eingreift und damit die Führungs- und/oder Halteleiste 17 auch in Montagerichtung positioniert.

Die Untergriffe 17a der Führungsleiste 17 sind so von der Oberseite der Führungsleiste zurückgesetzt, dass die in den ersten Ausnehmungen 115 angeordneten Klemmelemente 18 bündig mit oder in der Oberseite der Führungsleiste versenkt sind. Vorzugsweise sind, wie in 8 ersichtlich, die ersten Ausnehmungen 115 für die Klemmelemente 18 mit der weiteren Ausnehmung 119 für den Eingriff des elastischen Elements 116 auf einer Linie angeordnet. Dies ermöglicht eine Bewegung in einer Richtung, bei der die Klemmelemente zum Beispiel in die vorzugsweise schlüssellochförmigen ersten Ausnehmungen 115 eingreifen, wobei bei der Montagebewegung dann das Einrasten stattfindet.

Für die Montage ist die Führungsleiste auf die Klemmstücke zu setzen und dabei der Federbolzen nach unten zu drücken. Dann wird die Führungsleiste unter die Haltenase der Klemmelemente geschoben, bis der Federrastbolzen 118 hörbar einrastet. Zur Demontage ist der Federrastbolzen 118 mittels eines Imbusschlüssels oder einem anderen Werkzeug in der weiteren Ausnehmung 119 so weit nach unten zu drücken, dass die Demontagebewegung in 9 nach links ausgeführt werden kann. Die Führungsleiste wird dann den Haltenasen 18a entgegengesetzt verschoben, bis die Leiste heraus genommen werden kann.

10Verschleißstelle 11Verschleißteil 11aProfil 11bAnlagefläche 12Aufnahme 13Schieber 13aProfil 13bAnlagefläche 14Bewegungsrichtung 15Betätigungselement 16Entriegelungsrichtung 17Führungsleiste 17aUntergriff 18Klemmelement 18aHaltenase 110Metallband 111Kontaktelement 112Oberfläche der Stanzvorrichtung 114Klemmelement 115erste Ausnehmung 116elastisches Element 117Bohrung 118Federrastbolzen 119weitere Ausnehmung

Anspruch[de]
  1. Stanzvorrichtung zum Stanzen von Bandmaterial, insbesondere für ein Metallband zur Herstellung von Kontakt- oder Schaltelementen, wobei die Stanzvorrichtung zumindest einen Stanzstempel und einen Stanzeinsatz sowie gegebenenfalls weitere Teile wie Abstreifer, Matrize, Werkzeugaufnahme oder dergleichen aufweist, wobei die Stanzvorrichtung an Verschleißstellen (10) angeordnete, austauschbare Verschleißteile (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschleißteil (11) im Bereich wenigstens einer Verschleißstelle (10) in einer Aufnahme (12) neben einem Schieber (13) vorgesehen ist, und dass aufeinander zu zeigende Flächen von Schieber (13) und Verschleißteil (11) ein Profil (11a, 13a) zur bedarfsweisen kraftschlüssigen Verbindung zur Festlegung des Verschleißteils (11) in der Aufnahme aufweisen.
  2. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile von Schieber (13) und Verschleißteil (11) gegengleich sind.
  3. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile so ausgebildet sind, dass die kraftschlüssige Verbindung infolge einer manuellen Verschiebung des Schiebers (13) relativ zum Verschleißteil (11) hervorgerufen wird.
  4. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (13) in einer Bewegungsrichtung (14) in die Aufnahme einsetzbar und aus der Aufnahme (12) entfernbar ist, wobei der Querschnitt der Profile (11a, 13a) entlang des Schiebers (13) in Bewegungsrichtung (14) gleich bleibt.
  5. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (13) aus einer freigesetzten Stellung in der Aufnahme (12) und entlang des Schiebers (13) in eine verriegelte Stellung entgegen einer Entriegelungsrichtung (16) überführbar ist.
  6. Stanzvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungsrichtung (16) quer zur Bewegungsrichtung (14) verläuft.
  7. Stanzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (13) wenigstens ein Betätigungselement (15) aufweist, dass in einem in die Aufnahme (12) eingesetzten Zustand des Schiebers (13) aus der Aufnahme herausragt.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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