[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
4, sowie einen Stempel nach Anspruch 6.
STAND DER TECHNIK
[0002] Im Stand der Technik werden Nockenstreifen durch aufwändige Kaltumformverfahren hergestellt.
Diese Nockenstreifen werden im Bereich des Automobilbaus als Rasterung eingesetzt.
[0003] Nachteilig an den Nockenstreifen aus dem Stand der Technik ist die kostenintensive
Herstellung.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es einen Nockenstreifen zur Verfügung zu stellen, welcher
günstiger herstellbar ist und dabei zusätzlich weniger Ausschussware erzeugt wird.
LÖSUNG DER AUFGABE
[0005] Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach den Ansprüchen 1, 4 und 6. Vorteilhafte
Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
[0006] Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens zeichnet sich
dadurch aus, dass ein Metallstreifen mit einem Stempel derart geprägt wird, wodurch
der dem Stempel zugewandten Seite des Metallstreifens eine Einbuchtung entsteht und
auf der dem Stempel abgewandten Seite ein Nocken herausgedrückt wird. Der Metallstreifen
kann hierbei aus Stahl, Aluminium oder einem anderen metallenen Werkstoff bestehen.
[0007] Der Nockenstreifen wird im Bereich des Automobilbaus als Verriegelung eingesetzt,
insbesondere bei Fahrzeugsitzen.
[0008] Der Metallstreifen weist dabei bevorzugt eine Materialdicke von 7 bis 13 mm, besonders
bevorzugt 10 mm auf. Die Angaben variieren je nach Legierung und eingesetztem Material.
[0009] Bevorzugt besteht der Stempel aus einem Sockel und einer Schulter, wobei der Sockel
im Wesentlichen eine Höhe von 7,1 mm und im Wesentlichen einen Durchmesser von 7,55
mm aufweist. Die Schulter weist im Wesentlichen eine weitere Höhe von 0,5 mm auf.
Die Schulter ist als Fase ausgeführt und bildet mit der Stempelfläche eine Teilkegelform
auf.
[0010] Die Schulter ist in einem Winkel von 45° zu dem Sockel, insbesondere zu dem Sockelkragen,
angeordnet. Die Stempelfläche weist einen Durchmesser von 4,5 mm auf. Die angegebenen
Maße können bis zu +/-10 % abweichen.
[0011] In dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren wird zunächst ein erster Nocken und
ein zweiter Nocken in den Metallstreifen eingeprägt. Dies erfolgt dadurch, dass zwei
erfindungsgemässe Stempel parallel zueinander in einer Stanz- oder Feinschneidvorrichtung
angeordnet. Dabei weisen die beiden Stempel einen ersten Abstand auf. Nachdem der
erste Nocken und der zweite Nocken in den Metallstreifen gedrückt wurden, entsteht
zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken ein weiterer Abstand. Der weitere
Abstand entspricht im Wesentlichen dem ersten Abstand zwischen den beiden Stempeln.
In einem weiteren Schritt wird der Metallstreifen verschoben, sodass einer der beiden
Stempel über dem weiteren Abstand liegt. Im weiteren Schritt werden die beiden Stempel
nochmals in den Metallstreifen gedrückt. Dadurch entsteht zwischen dem ersten Nocken
und dem zweiten Nocken ein dritter Nocken. Daneben entsteht auch ein vierter Nocken,
welcher je nach Verschieberichtung des Metallstreifens entweder neben dem ersten Nocken
oder neben dem zweiten Nocken eingeprägt wird.
[0012] Die Anzahl der nebeneinander anordenbaren Stempel ist beliebig und richtet sich nach
der Anzahl der gewünschten Nocken oder der Länge des Materialstreifens. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel sind fünf Stempel.
[0013] Während des gesamten Prägevorgangs ist an dem Metallstreifen andernseits der Stempel
je eine Negativform für jeden der Stempel vorgesehen, welche eine rechteckige Form
aufweist, bei der die kürzeren Flanken der rechteckigen Form in konvexen Halbkreisen
von einem Mittelpunkt des Metallstreifens aus ausgeformt sind, sodass beim Prägevorgang
die entstehenden Nocken der Negativform entsprechen.
[0014] Dieser Ablauf kann beliebig oft wiederholt werden, um unterschiedlich lange Metallstreifen
in einen Nockenstreifen umzuarbeiten.
[0015] Nach dem erfindungsgemässen Verfahren weist der eingesetzte Stempel eine Gesamthöhe
von 7,6 mm auf, wobei der Stempel bis zu 6 mm in den Metallstreifen gedrückt wird.
Dabei bestimmt sich die Eindrücktiefe nach eingesetztem Material, deren Vergütung
und die Materialdicke.
[0016] Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Herstellen eines Nockenstreifens aus einem
Metallstreifen weist zumindest zwei Stempel auf, wobei der Metallstreifen eine Materialdicke
von 7 mm bis 13 mm, bevorzugt 10 mm aufweist. Der Stempel besteht aus einem Sockel
und einem Stempelkopf, wobei der Sockel eine Höhe von bevorzugt 7mm bis 8 mm und besonders
bevorzugt 7,1 mm und einen Durchmesser von 7 mm bis 8 mm und besonders bevorzugt 7,55
mm aufweist.
[0017] An den Sockel ist eine teilkegelförmige Schulter angeordnet. Die Schulter weist dabei
eine weitere Höhe von im Wesentlichen 0,3 bis 1 mm, aber besonders bevorzugt 0,5 mm
auf. Die Schulter ist in einem Winkel von 45° zu dem Sockel, insbesondere an einem
Sockelkragen angeordnet. Die Schulter weist andernseits des Sockels eine Stempelfläche
auf. Der Durchmesser der Stempelfläche weist bevorzugt einen Durchmesser von 6 bis
7 mm, aber besonders bevorzugt einen Durchmesser von 6,55 mm auf. Der Sockel ist in
einem Winkel von 2° bis 4°, aber besonders bevorzugt 2,8° schräg zu einem Sockelboden
angeordnet. Der Sockelboden ist das der Stempelfläche abgewandte Ende des Stempels.
[0018] Ein weiteres erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel eines Stempels unterscheidet
sich durch einen dreigliedrigen, aber einstückigen Aufbau.
[0019] Zunächst ist ein Befestigungsboden und ein Mittelteil und ein Stempelkopf vorhanden.
Der Befestigungsboden dient der Aufnahme in einem nicht näher gezeigten Bearbeitungswerkzeug
oder Bearbeitungsmaschine. Der Befestigungsboden besteht wiederum aus einem Ring,
wobei sich ein Flachkonus auf der vom Mittelteil abgewandten Seite des Ringes erstreckt.
Auf der dem Flachkonus gegenüberliegenden Seite des Ringes erstreckt sich ein Konus,
welcher in den zylindrischen Mitteilteil übergeht. Das Mittelteil hat einen Durchmesser
von 10 mm.
[0020] Andernends des Konus schliesst sich an das Mittelteil der Stempelkopf an, wobei ein
Teilumfang des Stempelkopfes konisch bis zu der Stempelfläche zuläuft. Dabei ist vor
allem der Teilumfangsbereich um eine Aussparung gerade ausgebildet und verläuft nicht
konisch.
[0021] Was die konische Verjüngung des Stempelkopfes angeht, so weist der Stempelkopf im
Bereich des Mittelteils einen Durchmesser von 8.3 mm auf. Im Bereich der Stempelfläche
weist der Stempelkopf nun noch einen Durchmesser von 7,55 mm auf. Damit weist ein
nicht näher gezeigter Winkel zwischen den beiden Durchmessern 5,65° auf.
[0022] Die Stempelfläche verjüngt sich von der Schulter nochmals konisch von dem Stempelkopf
weg. Wie oben bereits erwähnt, weist die Stempelfläche einen Durchmesser von 6,55
mm auf. Dabei weist der Winkel zwischen dem Stempelkopf und der Stempelfläche 45°
auf.
[0023] Der Stempel hat eine Gesamthöhe von 47 mm, wobei der Stempelkopf und die Stempelfläche
gemeinsam eine Höhe von 12,2 mm und das Mittelteil mit dem Befestigungsboden gemeinsam
eine Höhe von 34,8 mm aufweisen. Fertigmass bei Einbau beträgt 46,5 mm.
[0024] Die Aussparung ist im Bereich des Befestigungsbodens und des Mittelteils als Teil-Langloch
ausgebildet. Im Bereich des Stempelkopfes verläuft die Aussparung V-förmig zusammen.
Oberhalb der Aussparung ist eine Nase ausgebildet.
FIGURENBESCHREIBUNG
[0025] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der folgenden Figuren. Diese zeigen im Einzelnen
in
- Figur 1
- eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Stempels;
- Figur 2
- eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Stempels;
- Figur 3a und 3b
- eine um 90° gedrehte andere Seitenansicht des Stempels nach Figur 2;
- Figur 4
- eine vergrösserte Teilansicht des Stempels in Figur 2.
- Figur 5
- eine schematische Ansicht eines Herstellungsverfahrens.
[0026] In der Figur ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Stempels 1 gezeigt.
Der Stempel 1 besteht in erster Linie aus einem Sockel 2 und einer Schulter 4. An
der Schulter 4 ist andernseits des Sockels 2 eine Stempelfläche 3 angeordnet.
[0027] Die Schulter 4 weist dabei einen Winkel α von 45° zu einem Sockelkragen 5 auf. Die
Schulter 4 ist als Fase ausgeführt. Dabei weist die Schulter 4 bevorzugt eine Höhe
h1 von im Wesentlichen 0,5 mm auf. Der Sockel 2 weist eine weitere Höhe h2 von bevorzugt
im Wesentlichen 5,75 mm auf. Die Gesamthöhe des Sockels 2 mit der Schulter 4 beträgt
danach im Wesentlichen 7 mm. Der Sockel 2 weist im Wesentlichen einen Durchmesser
von 7 mm auf.
[0028] Die Sockelwandung 6 ist in einem Winkel β von bevorzugt 3° zu einem Sockelboden 7
angeordnet.
[0029] Die Stempelfläche 3 weist einen Durchmesser d1 von 6,55 mm auf. Dabei ist die Stempelfläche
3 im gezeigten Ausführungsbeispiel kreisrund ausgeführt.
[0030] In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Stempelfläche 3 aus zwei halbrunden
Enden besteht, welche über zwei parallel verlaufende Geraden jeweils miteinander verbunden
sind und dabei die Form eines Rechtecks bildet, dessen kürzere Flanken halbkreisförmig
ausgebildet sind.
[0031] Der hier gezeigte Stempel 1 ist in einer erfindungsgemässen Vorrichtung eingesetzt
werden. Daneben kann der Stempel 1 auch in dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt
werden.
[0032] Die Figuren 2 bis 4 zeigen eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels
eines Stempels 1.1. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich durch einen dreigliedrigen,
aber einstückigen Aufbau.
[0033] Zunächst ist ein Befestigungsboden 8 und ein Mittelteil 9 und ein Stempelkopf 10
zu erkennen. Der Befestigungsboden 8 dient der Aufnahme in einem nicht näher gezeigten
Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsmaschine. Der Befestigungsboden 8 besteht wiederum
aus einem Ring 11, wobei sich ein Flachkonus 12 auf der vom Mittelteil 9 abgewandten
Seite des Ringes 11 erstreckt. Auf der dem Flachkonus 12 gegenüberliegenden Seite
des Ringes 11 erstreckt sich ein Konus 13, welcher in den zylindrischen Mitteilteil
9 übergeht. Das Mittelteil 9 hat einen Durchmesser d2 von 10 mm.
[0034] Andernends des Konus 13 schliesst sich an das Mittelteil 9 der Stempelkopf 10 an,
wobei ein Teilumfang 14 des Stempelkopfes 10 konisch bis zu der Stempelfläche 3 zuläuft.
Dabei ist vor allem der Teilumfangsbereich 15 um eine Aussparung 16 gerade ausgebildet
und verläuft nicht konisch.
[0035] Was die konische Verjüngung des Stempelkopfes 10 angeht, so weist der Stempelkopf
10 im Bereich des Mittelteils 9 einen Durchmesser d3 von 8.3 mm auf. Im Bereich der
Stempelfläche 3 weist der Stempelkopf 10 nun noch einen Durchmesser d4 von 7,55 mm
auf. Damit weist ein nicht näher gezeigter Winkel zwischen den beiden Durchmessern
d3 und d4 5,65° auf.
[0036] Die Stempelfläche 3 verjüngt sich von der Schulter 4 nochmals konisch von dem Stempelkopf
10 weg. Wie oben bereits erwähnt, weist die Stempelfläche 3 einen Durchmesser d1 von
6,55 mm auf. Dabei weist der Winkel α zwischen dem Stempelkopf 10 und der Stempelfläche
3 45° auf.
[0037] Der Stempel 1.1 hat eine Gesamthöhe h3 von 47 mm, wobei der Stempelkopf 10 und die
Stempelfläche 3 gemeinsam eine Höhe h4 von 12,2 mm und das Mittelteil 9 mit dem Befestigungsboden
8 gemeinsam eine Höhe von h5 34,8 mm aufweisen. Fertigmass bei Einbau beträgt 46,5
mm.
[0038] Die Aussparung 16 ist im Bereich des Befestigungsbodens 8 und des Mittelteils 9 als
Teil-Langloch ausgebildet. Im Bereich des Stempelkopfes 10 verläuft die Aussparung
16 V-förmig zusammen. Oberhalb der Aussparung 16 ist, wie insbesondere in Figur 3b
sichtbar, eine Nase 17 ausgebildet.
[0039] In Figur 5 wird ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren in Form einer dreistufigen
Einprägung der Gleitflächen der Nockenstreifen in besonders vorteilhafter Ausgestaltung
aufgezeigt. In diesem Zusammenhang konnte ausserdem eine Reduktion der Materialdicke
um bis zu 5% erreicht werden. Dadurch wurde eine genauere Parallelität und Ebenheit
erreicht.
[0040] Das ergibt sich durch die ersten beiden Arbeitsfolgen. Zunächst wurden im Werkzeugbereich
auf der Matrizenseite Erhöhungen aufgebracht. Weiter wurde im Gleitflächenbereich
durch Einprägen über die Werkzeugführungsplatte mit Hydraulikkraft und Blockfahren
des Werkzeuges aus Richtung Werkzeugoberteil vorteilhaft die Herstellungsdauer verkürzt.
[0041] In der dritten Arbeitsfolge wird durch Halten und Nachprägen beim Ausschneiden des
Nockenstreifens der genaue Gleitflächenbereich gesichert. Das wird in erster Linie
dadurch erreicht, dass die mit Hydraulik ausgeübte Kraftrichtung des Werkzeugunterteils
auf den Werkzeugauswerfer eingewirkt wird, wobei die Gleitbereiche gleichzeitig als
Erhöhung aufgebracht sind. Die entsprechende Kraftrichtung wird durch den 1. Pfeil
F1 angezeigt.
[0042] Weiter wird im Bereich des Kanteneinzugs des Nockenstreifens die Halterung für eine
genaue Teilaußenform durch den Pfeil F2 angezeigt. Die Gesamtbreite des Nockenstreifens
wird durch den Pfeil F3 angedeutet zur Absicherung dieser Arbeitsfolgen gesichert.
Positionszahlenliste
[0043]
1. |
Stempel |
|
|
2. |
Sockel |
|
|
3. |
Stempelfläche |
|
|
4. |
Schulter |
|
|
5. |
Sockelkragen |
|
|
6. |
Sockelwandung |
|
|
7. |
Sockelboden |
|
|
8. |
Befestigungsboden |
|
|
9. |
Mittelteil |
|
|
10. |
Stempelkopf |
|
|
11. |
Ring |
|
|
12. |
Flachkonus |
|
|
13. |
Konus |
|
|
14. |
Teilumfang |
|
|
15. |
Teilumfangsbereich |
|
|
16. |
Aussparung |
|
|
17. |
Nase |
|
|
|
|
|
|
h1 |
Höhe |
F1 - 1. |
Pfeil |
h2 |
Höhe |
F2 - 2. |
Pfeil |
h3 |
Höhe |
F3 - 3. |
Pfeil |
h4 |
Höhe |
|
|
h5 |
Höhe |
|
|
1. Verfahren zur Herstellung eines Nockenstreifens
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- ein Metallstreifen wird mit einem ersten Stempel (1, 1.1) und mindestens einem weiteren
parallel angeordneten Stempel geprägt, sodass auf der den Stempeln (1, 1.1) zugewandten
Seite eine Einbuchtung entsteht und auf der den Stempel (1, 1.1) abgewandten Seite
ein Nocken herausgedrückt wird, wobei die Stempel (1, 1.1) aus je einem Sockel (2)
und je einer teilkegelförmigen Schulter (4) bestehen, wobei die Stempel (1, 1.1) eine
Gesamthöhe von 7 mm aufweisen und dabei der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 bis 8
mm, insbesondere 7,1 mm und die Schulter (4) eine weitere Höhe (h1) von 0,3 mm bis
1 mm, insbesondere 0,5 mm aufweisen und in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2)
angeordnet sind, wobei an die Schulter (4) eine Stempelfläche (3) ausgeformt ist,
wobei die Stempelfläche (3) einen Durchmesser von 6 mm bis 7 mm, insbesondere 6,55
mm aufweist, wobei der erste Stempel (1, 1.1) zu dem weiteren Stempel einen ersten
Abstand aufweist,
- die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in den Metallstreifen eingedrückt,
wodurch der erste Nocken und der zweite Nocken in den Metallstreifen geprägt werden,
wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken ein weiterer Abstand vorhanden ist,
- der Metallstreifen wird verschoben
- die beiden parallel angeordneten Stempel (1, 1.1) werden in einem weiteren Schritt
in den Metallstreifen gedrückt, sodass einer der beiden Stempel (1, 1.1) in den weiteren
Abschnitt gedrückt, sodass ein dritter Nocken zwischen den ersten Nocken und dem zweiten
Nocken geprägt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstreifen in einer Materialdicke von 7 mm bis 13 mm, insbesondere von 10
mm zur Verfügung gestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (1, 1.1) eine Gesamthöhe von 7 mm aufweisen, wobei die Stempel (1, 1.1)
zwischen 5 mm und 6,5 mm, besonders bevorzugt 6 mm in den Metallstreifen gedrückt
wird.
4. Vorrichtung zur Herstellung eines Nockenstreifen aus einem Metallstreifen mit einem
ersten Stempel (1, 1.1) und einem weiteren Stempel, wobei der Metallstreifen eine
Materialdicke von 7 mm bis 13 mm, bevorzugt 10 mm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stempel (1) aus einem Sockel (2) und einer Schulter (4) besteht, wobei
der Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,1 mm und einen Durchmesser
von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,6 mm aufweist, und die Schulter (4) eine 0,3 mm
bis 1 mm hohe, insbesondere 0,5 mm hohe Teilkegelform ist, wobei die Schulter (4)
in einem Winkel von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet ist, wobei die Schulter (4) andernseits
des Sockels (2) eine Stempelfläche (3) mit einem Durchmesser von 6 mm bis 7 mm, insbesondere
6,5 mm aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sockelwandung (6) des Sockels (2) in einem Winkel von 3° schräg zu einem Sockelboden
(7) angeordnet ist.
6. Stempel für eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (1, 1.1) aus einem Sockel (2) und einer Schulter (4) besteht, wobei die
Schulter (4) andernseits des Sockels (2) eine Stempelfläche (3) aufweist, wobei der
Sockel (2) eine Höhe (h2) von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,1 mm und einen Durchmesser
von 7 mm bis 8 mm, insbesondere 7,55 mm aufweist und die teilkegelförmige Schulter
(4) eine weitere Höhe (h1) von 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere 0,5 mm und einen Durchmesser
von 6 mm bis 7 mm, insbesondere 6,5 mm aufweist, wobei die Schulter (4) in einem Winkel
von 45° zu dem Sockel (2) angeordnet ist, wobei eine Sockelwandung (6) des Sockels
(2) in einem Winkel von 2° bis 4°, insbesondere 2,8° schräg zu einem Sockelboden (7)
angeordnet ist.
7. Stempel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreigliedriger einstückiger Aufbau vorhanden ist, wobei zunächst ein Befestigungsboden
(8), ein Mittelteil (9) und ein Stempelkopf (10) vorhanden ist, wobei der Befestigungsboden
(8) aus einem Ring (11) besteht, wobei sich ein Flachkonus (12) auf der vom Mittelteil
(9) abgewandten Seite des Ringes (11) erstreckt und sich auf der dem Flachkonus (12)
gegenüberliegenden Seite des Ringes (11) ein Konus (13) erstreckt, welcher in den
zylindrischen Mitteilteil (9) übergeht.
8. Stempel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich andernends des Konus (13) an das Mittelteil (9) der Stempelkopf (10) anschliesst,
wobei ein Teilumfang (14) des Stempelkopfes (10) konisch bis zu der Stempelfläche
(3) zuläuft und ein Teilumfangsbereich (15) um eine Aussparung (16) gerade ausgebildet
ist, wobei die Aussparung (16) im Bereich des Befestigungsbodens (8) und des Mittelteils
(9) als Teil-Langloch ausgebildet ist und im Bereich des Stempelkopfes (10) V-förmig
zusammen verläuft und wobei oberhalb der Aussparung (16) eine Nase (17) ausgebildet
ist.
9. Stempel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (9) einen Durchmesser (d2) von 10 mm aufweist und der Stempelkopf
(10) im Bereich des Mittelteils (9) einen Durchmesser (d3) von 8.3 mm und im Bereich
der Stempelfläche (3) einen Durchmesser (d4) von 7,55 mm aufweist, wobei Winkel zwischen
den beiden Durchmessern (d3) und (d4) 5,65° aufweist.
10. Stempel nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamthöhe (h3) von 47 mm aufweist, wobei der Stempelkopf (10) und die Stempelfläche
(3) gemeinsam eine Höhe (h4) von 12,2 mm und das Mittelteil (9) mit dem Befestigungsboden
(8) gemeinsam eine Höhe von (h5) 34,8 mm aufweisen, wobei das Fertigmass bei Einbau
46,5 mm beträgt.