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Technisches
Gebiet
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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.
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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.
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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 Nach schwingen des Metallbandes bei jedem Takt führen, so
dass bei steigender Taktzahl die Wahrscheinlichkeit von Fehlfunktionen
und somit die Ausschussrate zunimmt.
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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.
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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.
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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.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit
den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
von in den beigefügten
Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer in einem Stanzwerkzeug aufgenommenen Positionier- und Führungseinrichtung
bei abgenommenen Führungselementen,
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2 eine
dreidimensionale Darstellung des Führungselements bei abgenommenem
Oberteil des Werkzeugs,
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3 eine
dreidimensionale Darstellung des vergrößerten Einlaufbereichs in die
Führungselemenete
gemäß 2 von rechts,
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4–7 verschiedene Ausführungsformen des
gestanzten Montagestreifens.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.