MENÜ
1. Das Stanzen mit der Unruh-Presse
2. Einführung
Bereits im 16. Jahrhundert wurden Schmuckstücke und Münzen, später auch mechanische Teile, mit Hilfe von Stanzpressen geformt, gestaltet und/oder ausgeschnitten. Das Stanzen ermöglicht eine identische Reproduzierbarkeit komplexer Formen und Muster bei geringeren und sinkenden Produktionskosten.
3. Stanzform, Matrize und Stempel
Das Stanzen erfordert die Herstellung von Schneidewerkzeugen, die für jede Bauteilzeichnung spezifisch sind: die Stanzform.
Die Stanzform besteht aus zwei Elementen: der Matrize und dem Stempel.
Die Matrize ist eine Platte aus hartem Metall (in der Regel Stahl), in die die Kontur des herzustellenden Bauteils (Negativ) ausgeschnitten und ausgehöhlt wird. Der Stempel wird aus demselben Metall wie die Matrize gefertigt und im Positiv gemäß derselben Kontur bearbeitet. Das Material wird durch den vom Stempel durch die Matrize ausgeübten Druck gestanzt (ausgeschnitten), gezogen oder gebogen.
4. Qualität und Langlebigkeit bei sinkenden Kosten
Die Herstellung der Schneidwerkzeuge (Stempel und Matrize) erfordert solides Fachwissen und lange Arbeitsstunden, oft handwerklicher Natur. Diese Technologie bringt daher hohe Werkzeugkosten mit sich. Diese verringern sich logischerweise im Laufe des Fortschritts der Produktion. Umso mehr, als die Stanzwerkzeuge Lebensdauern erreichen können, die sich auf Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte belaufen, und nahezu unbegrenzte Produktionsmengen erzielen können.
Im Vergleich zu anderen Produktionsverfahren (Drehautomaten, Bearbeitungszentren, Elektroerosionsmaschinen) erfordern die Maschinen nur wenige Einstellungen, und die Produktionsaufnahme erfolgt deutlich schneller. Zudem benötigen selbst automatisierte Maschinen, die manchmal mehrere Dutzend Bauteile pro Minute produzieren können, keine numerische Programmierung.
5. Vielseitigkeit
Die meisten in der Uhrmacherei verwendeten Metalle können gestanzt werden (Gold, Werkplatte, Stahl, Messing, Aluminium usw.). Das Stanzen wird zur Herstellung von Uhrwerksbauteilen (Radträger, Federn, Anker usw.) und Ausstattungsbauteilen (Gehäuse, Zifferblätter, Armbänder usw.) verwendet. Die beim Stanzen auf den Werkstoff ausgeübte Belastung erzeugt strukturelle Spannungen. Das Stanzen erfordert Wärmebehandlungen (Glühen), um diese Spannungen zu beseitigen.
6. Eine uralte und zukunftsträchtige Technologie
Die Herstellung von Uhrenkomponenten durch Stanzen war bis 1980 stark verbreitet und erlebte seither einen deutlichen Rückgang mit dem Aufkommen der ersten Bearbeitungszentren und CNC-Maschinen. Paradoxerweise sind es genau diese Maschinen, die es heute ermöglichen, komplexere und kostengünstigere Stanzwerkzeuge herzustellen und somit die Stanzaktivität neu zu beleben.
7. Die Unruhpressen
Die Unruhpresse ist nach wie vor in vielen Uhrmacherwerkstätten vorhanden und ist eine manuell betriebene mechanische Schneide-, Präge- oder Biegemaschine. Je nach Bauart und Größe können Unruhpressen auf dem Boden aufgestellt oder an einem Werktisch befestigt werden.
Bestandteile und Funktionsweise einer Unruhpresse
Der Maschinenkörper besteht in der Regel aus Schmelzen von Stahl.
Ein Tisch horizontal und eben befindet sich in der Mitte des Körpers. Auf diesem Tisch wird die Matrize positioniert und befestigt.
Über dem Tisch befindet sich ein Bogen, der vertikal von einer Schnecke durchquert wird.
Der Stempel wird am unteren Ende der Schnecke befestigt.
Er wird positioniert und geführt durch vertikale Schlitten.
Ein großer Hebel ist horizontal an seiner Mitte am oberen Ende der Schnecke befestigt und wird durch eine quadratische Passung angetrieben.
Gewichte sind im Allgemeinen an den Enden angeordnet der beiden Arme des Hebels, um dessen Trägheit zu erhöhen.
Das zu stanzende Material wird in der Mitte der vertikalen Achse positioniert. Der Handwerker setzt die durch den Hebel und seine Gewichte gebildete Unruh in Rotation. Durch die Wirkung der Schnecke senkt sich der Stempel vertikal bis zur gewünschten Tiefe (durch das Material und die Matrize hindurch für einen Ausschnitt). Je nach Steigung der Schnecke können der für einen Schlag der Unruh erforderliche Winkel sowie die Geschwindigkeit der Stempelbewegung an die Art der Arbeiten angepasst werden, für die die Presse bestimmt ist.
Druckkräfte
Der auf das Material ausgeübte Druck hängt hier von der Trägheit der Unruh und der vom Bediener (Handwerker) ausgeübten Kraft ab.
Die meisten heute verwendeten Unruhpressen haben Leistungen zwischen einigen hundert Kilogramm und einigen Tonnen.
8. Die hydraulischen Pressen
Das Funktionsprinzip einer hydraulischen Presse ist ähnlich dem einer Unruhpresse.
Elemente und Funktionsweise einer hydraulischen Presse
Anstelle von der Schnecke sind es Zylinder, die den Stempel betätigen.
Die Hydraulikkolben ermöglichen es, die der Maschine zugeführte Energie erheblich zu vervielfachen und hohe Leistungen zu erreichen.
Druckkräfte
Die in der Uhrmacherei verwendeten hydraulischen Pressen üben Drücke zwischen 1 und 200 Tonnen aus.
Manuelle und automatische Pressen sowie Folgeverbundstanzen
Bei manchen Pressen sind zwischen jedem Schlag Handgriffe erforderlich (Entnahme des gestanzten Teils, Neupositionierung des Rohmaterials für den nächsten Schlag). Andere Maschinen sind automatisch. In diesem Fall ermöglicht eine (meist hydraulische) Bewegung das Auswerfen und Sammeln des gestanzten Bauteils sowie das Vorschieben des Rohmaterialbands oder eines Magazins (durch Perforationen, ähnlich einem Filmstreifen) für den nächsten Schlag. Dieses Prinzip erlaubt es manchen Pressen, Stanzwerkzeuge aufzunehmen, die mehrere aufeinanderfolgende Stanzvorgänge nacheinander ausführen. Man spricht dann von progressivem Stanzen.
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