Vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Ausschneiden mindestens einer oeffnung in einem Werkstoff, mit einer Schneidvorrichtung, die mindestens ein etwa rohrförmiges Schneidmittel aufweist, und einer Einrichtung zum Antrieb des Schneidmittels der Schneidvorrichtung.
Bisher bekannte Stanzwerkzeuge sind teuer und schwer, da die zum Durchdringen eines Werkstoffs benötigten Kräfte im Falle mehrerer gleichzeitig arbeitender Stanzstempel notwendigerweise gross sein müssen. Die meisten dieser Stanzwerkzeuge umfassen einen kompakten Stanzstempel, dessen Querschnitt dem des zu stanzenden Loches gleicht. Zur Durchführung der Stanzarbeit muss dem Stanzstempel ein Tisch mit entsprechenden Ausschnitten zugeordnet werden, die auf den Durchmesser des Stanzstempels abgestimmt sind und das aus dem zwischen Stanzstempel und Tisch eingespannten Werkstück ausgestanzte Material aufnehmen können. Beim Stanzvorgang wird das unter dem Stanzstempel bzw. über dem entsprechenden Tischabschnitt liegende Material abgeschert.
Wegen des Abscherens beim Stanzen darf die Dicke des auszustanzenden Werkstoffs nicht zu gross sein, hängt aber zusätzlich von der Art des Werkstoffs ab. Die Dicke des mit bisher verfügbaren Vorrichtungen ausstanzbaren Materials ist höchstens gleich dem Durchmesser des Stanzstempels und hängt vom Abstand der Stanzlöcher ab, wenn mehrere Löcher gleichzeitig ausgestanzt werden. Die Gründe für diese Einschränkungen sind dem Fachmann sofort verständlich.
Wenn die Zahl der in das Werkstück zu stanzenden Löcher gross ist und die Löcher sich nahe beieinander befinden, sind sehr grosse Kräfte zum Stanzen und damit auch äusserst stabile Stanzanlagen erforderlich. Zur Verringerung der aufzuwendenden Stanzkräfte werden in gewissen Vorrichtungen, beispielsweise in der in der USA-Patentschrift Nr. 2 825 t07 beschriebenen Vorrichtung, gestaffelte, geeignet zusammenarbeitende Stanzstempel verwendet, wobei die verschiedenen Stanzstempel dann nacheinander das Werkstück treffen. Die zum Stanzen benötigten Gesamtkräfte werden dadurch stark verringert, doch lässt sich dickeres Material nicht stanzen, da, wie oben erwähnt, die ausstanzbare Dicke im wesentlichen vom Scherverhalten des Werkstoffs abhängt. So können z. B.
Papier, weiche Kunststoffe und andere zusammendrückbare Werkstoffe in mehrfachen Lagen nicht abgeschert werden.
Eine der Hauptschwierigkeiten beim Stanzen durch dicke Lagen eines Werkstoffs, sei es Papier, Kunststoff, Metall usw., hängt mit der Entfernung des beim Stanzen abgetrennten Materials zusammen. Im Falle der ohen erwähnten Stanzvorrichtungen wird das Abfallmaterial unter dem Stanzstempel zusammengefasst und durch die Öffnungen im Tisch abgefiihrt. Die Wirksamkeit des Stanzwerkzeugs verringert sich in diesem Fall bei zunehmender Dicke des Werkstücks.
Es ist versucht worden, die sich bei zunehmender Dicke ergebenden Schwierigkeiten durch Verwendung mehrerer dicht nebeneinander arbeitender Bohrer zu überwinden. Die entsprechende Anordnung ist jedoch teuer und es ergeben sich Einschränkungen bezüglich der möglichen Formen der Ausschnitte. In verschiedenen anderen Anordnungen ist versucht worden, ein einziges hohles Stanzteil zu verwenden, durch das das auszuschneidende Material getrieben wird.
Dieses Verfahren ergibt jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse, da die Abmessungen des ausgeschnittenen Materials notwendigerweise grösser sind als die Innenabmessungen des Stanzstempels. Das ausgestanzte Material verstopft damit den Innenraum des Stanzteiles, das nur bei Anwendung sehr grosser zusätzlicher Kräfte verwendungsfähig bleibt.
Die herkömmlichen Maschinen zur Herstellung von Öffnungen in einem Werkstoff sind somit mit zahlreichen Nachteilen behaftet. Solche Maschinen erlauben nicht, ein oder mehrere, in erwünschter Weise angeordnete Ausschnitte in einem Werkstoff oder -stück beliebiger Dicke anzubringen, beispielsweise für Buchbinderzwecke mehrere Löcher in einer erwünschten Anordnung in ein Werkstück beliebiger Dicke einzuschneiden. Solche Maschinen arbeiten verhältnismässig langsam, sind schwer, haben einen hohen Raumbedarf und das Austauschen ihrer Werkzeuge ist kompliziert, wobei eine einzige Maschine oft bloss zur Herstellung einer unerwünscht beschränkten Anzahl von Öffnungsvarianten geeignet ist.
Diese Maschinen haben ferner einen unerwünscht hohen Kraftbedarf und können nicht für verschiedene Werkstoffe wie Papier, Kunststoff, Metall, Holz und/oder andere in Plattenform verwendbare Materialien verwendet werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun, eine Maschine zu schaffen, die das Ausschneiden mindestens einer Öffnung in einem Werkstoff unter Vermeidung der Nachteile und Beibehaltung der Vorteile bekannter Maschinen dieser Art erlaubt.
Die Maschine zum Ausschneiden mindestens einer Öffnung in einem Werkstoff zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass das Schneidmittel mindestens zwei kanalförmige, parallel zueinander geführte Schneidelemente aufweist, die einen sich zwischen einem Schneidende und einem zum Austritt des ausgeschnittenen Materials dienenden Ende dieses Mittels erstreckenden Durchgang von gleichförmigem lichtem Querschnitt bilden, wobei die Schneidelemente am Schneidende Schneidkanten zum Einschneiden in den Werkstoff aufweisen und Mittel vorhanden sind, um die Schneidelemente entlang den parallelen Führungen hin und her zu bewegen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung sind:
Fig. la, lb und lc schematische Darstellungen der Schneid vorrichtung einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine beim Durchschneiden eines Werkstückes einer bestimmten Dicke,
Fig. 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 4a und 4b Schnittansichten eines Werkstoffes, die den Durchgang von Schneidelementen erläutern,
Fig. 5a, 5b und 5c Teilschnittansichten der Schneidvorrichtung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine, die die Entfernung des ausgeschnittenen Materials nach dessen Ausschneiden zeigen,
Fig. 6 eine Schnittansicht des Schneidendes eines Schneidelementes mit Mitteln zur Entfernung des ausgeschnittenen Materials von der Schnittstelle,
Fig. 6a eine Schnittansicht eines in einem Kreis eingezeichneten Teiles des Schneidendes des Schneidelementes der Fig. 6 in grösserem Massstab,
Fig.
7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine, wie sie beim Buchbinden verwendet werden kann,
Fig. 8 eine seitliche Schnittansicht der in der Fig. 7 gezeigten Maschine,
Fig. 9 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Betätigungseinrichtung für die Schneidelemente der Maschine der Fig. 8, welche Ansicht ferner eine bevorzugte Anordnung der Schneidelemente zeigt,
Fig. iOa und lOb teilweise perspektivische Ansichten mehrteiliger Schneidvorrichtungen und der ihnen zugeordneten Befestigungsteile,
Fig.
Ila und lib perspektivische Ansichten leicht abgewandelter Schneidelemente,
Fig. 12a und 12b Schnittansichten einrastender Befestigungsvorrichtungen für die in den Fig. lla und lib gezeigten Schneidelemente,
Fig. 13a, 13b und 13c Querschnittansichten durch Endbe reiche von Schneidelementen für verschiedene Ausführungsformen,
Fig. 14 eine Schnittansicht eines Teiles eines Schneidelementantriebsmittels,
Fig. 15 eine andere Ausführungsform, in welcher ein die Schneidelemente antreibender Motor ausserdem zum Zusammenpressen des Werkstoffes auf die sich hin und her bewegenden Schneidelemente zu benutzt wird,
Fig. 16 eine Längsschnittansicht durch Schneidelemente für eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine zum Ausschneiden von Etiketten und
Fig.
17 eine Querschnittansicht durch Schneidelemente einer Ausführungsform der Maschine zum Ausschneiden ovaler Löcher.
Die Fig. la zeigt in schematischer Darstellung ein längliches Schneidmittel einer Schneidvorrichtung 10 zum Ausschneiden eines Loches mit rechteckigem Querschnitt aus einem Werkstoffstapel 12, der aus mehreren Lagen von Papier, Kunststoff und/oder anderem ähnlichem Material besteht. Die Schneidvorrichtung 10 umfasst ein Paar länglicher, kanalförmiger Schneidelemente 14, 16 mit U-förmigem Querschnitt, deren Enden 20 geschärft sind, so dass sie beim Auftreffen auf den Werkstoffstapel 12 in den Werkstoff einschneiden.
Die Schneidelemente 14, 16 werden durch nicht dargestellte Führungen parallel zueinander gehalten. Die oberen Enden der Schneidelemente 14, 16 sind an einen Antrieb 22 angekoppelt, der ein Paar Hebelarme 24, 26 aufweist. Diese Hebelarme 24, 26 werden durch eine Antriebswelle 28, an der sie befestigt sind, in eine Schaukelbewegung versetzt.
Bei Bewegung des Stapels 12 auf die Schneidvorrichtung 10 zu und bei Drehung der Welle 28 im Uhrzeigersinn gemäss der Fig. 1b trifft das Schneidelement 14 auf den Werkstoff 12 und.dringt in denselben ein, wobei ein C-förmiger Einschnitt in einer Lage oder in mehreren Lagen des Stapels 12 geschaffen wird. Wenn die Schneidvorrichtung 10 und der Stapel 12 miteinander in Berührung sind und die Welle 28 in umgekehrter Richtung gedreht wird, um das Schneidelement 14 zurückzuschieben und das Schneidelement 16 in den Stapel 12 zu treiben, wird ein rechteckiger Ausschnitt in den oberen Lagen des Werkstoffes 12 geschaffen, wie die Fig. lc zeigt.
Die Fig. 2a ist ein Querschnitt durch gestapeltes, als Werkstoff 12 dienendes Papier vor dem Anlegen der Schneidvorrichtung 10. Die Fig. 2b zeigt den gleichen Querschnitt nach Eingreifen des Schneidelementes 14 in der in der Fig. 1b gezeigten Weise, wobei ein erster Einschnitt von dem Schneidelement 14 in einer oder in mehreren Lagen des Werkstoffstapels 12 erzeugt wird. In der Fig. 2c ist das Schneidelement 14 zurückgezogen, und das andere Schneidelement 16 ist in den Werkstoff 12 hineingetrieben, wobei dieses Schneidelement 16 einen ersten Einschnitt 32 schafft.
Die Fig. 3a und 4a und die Fig. 3b und 4b zeigen die allmähliche Durchdringung des Stapels 12 mit Hilfe der Schneidelemente 14 und 16. Im Betrieb wird der Stapel
12 festgehalten, und die Schneidvorrichtung 10 an den Stapel 12 angesetzt. Es kann aber auch die Stellung der Schneidvorrichtung 10 fest bleiben und der Stapel 12 an diese Vorrichtung 10 heranbewegt werden. In beiden Fällen führt die Hin- und Herbewegung der Schneidelemente 14 und 16 zu einem Ausschneiden von Material aus dem Stapel 12, wobei das von den Schneidkanten abgelöste Material im ausgeschnittenen Raum von den Schneidelementen 14, 16 hin und her bewegt wird und damit leicht aus dem ausgeschnittenen Raum entfernt werden kann.
Die Fig. 5a, 5b und 5c erläutern die rasche Entfernung von ausgeschnittenem Material des Stapels 12. Wie aus den Fig. 5a, Sb und 5c ersichtlich ist, werden die abgeschnittenen Teile durch Reibung an den beweglichen Schneidelementen 14 und 16 mitgenommen, so dass, wenn die Schneidelemente 14, 16 nach unten zu liegen kommen, die ausgeschnittenen Teile durch den von den Schneidelementen 14, 16 definierten Kanal 38 herausfallen bzw. herausgenommen werden können.
In der Fig. 5a sind nebeneinander angebrachte Schneidelemente 14 und 16 dargestellt, die eine einzige Papierlage 34 oder einen anderen ähnlichen Werkstoff durchtrennt haben und einen rechteckigen Ausschnitt ergeben. Die Schneidkanten 37 der Schneidelemente 14 und 16 sind abgeschrägt, so dass die scharfe Kante die Aussenwand der Schneidelemente 14, 16 bildet. Die Abmessungen des ausgeschnittenen Teiles 36 sind damit etwas grösser als die Innenabmessungen des Zwischenraumes zwischen den Schneidelementen 14 und 16. Die abgebogene Ausführung der Schneidkanten 37 übt eine Kraft auf das rechtwinklige Segment 36 aus, das damit deformiert wird und in den kleineren Raum des Kanals 38 passt.
Das Schneidelement 16 wird weiter in den Stapel 12 hineingetrieben und schneidet dabei durch die zweite Lage, während das Schneidelement 14 in der in der Fig. Sb gezeigten Weise zurückgezogen wird. Die Reibungswirkung der Innenwände 40 des Schneidelementes 14 hebt das ausgeschnittene Segment 36 an, worauf dieses Segment 36 in der in Fig. 5c gezeigten Weise durch den Kanal 38 fällt. In analoger Weise wird ein zweites Segment 41 herausgeschnitten und bei weiterer Verschiebung der Schneidelemente 14 und 16 aufgestellt, so dass es durch den Kanal 38 herausfällt. Das Schneiden unter gleichzeitiger Entfernung des Abfalls findet während des Durchdringens der Schneidvorrichtung 10 durch den Stapel 12 in kontinuierlicher Weise statt.
Wenn die beschriebene Maschine zum Ausschneiden von Löchern in verhältnismässig steifen, federnden Materialien, wie beispielsweise Kunststoffschichten, verwendet werden soll, empfiehlt es sich, mindestens eine Innenwandung der Schneidelemente 15 und 17 in der in Fig. 6 dargestellten Weise mit einem sägezahnförmigen Querschnittsprofil zu versehen, so dass die ausgeschnittenen Segmente mit Sicherheit vom Ausschnitt weggedrückt werden. Im Falle dieser Ausführungsform werden beim Herabbewegen eines Schneidelementes 15, 17 die sägezahnförmigen Kanten 42 über die Kanten des hier nicht gezeigten ausgeschnittenen Materials geschoben, das dabei nach unten weiterbefördert wird. Wenn sich das Schneidelement 15, 17 nach oben bewegt, gleitet das ausgeschnittene Material von den Sägezähnen 42 und fällt schliesslich durch den Kanal 38 heraus.
Der in der Fig. 6a vergrössert dargestellte, im Kreis der Fig. 6 enthaltene Abschnitt zeigt die Ausbildung der Kanten der Schneidelemente 15 und 17. Diese Kantenausbildung erleichtert die Ausbildung der Schneidelemente 15 und 17 beim Eindringen in den Werkstoff. Die Aussenkanten 43 sind leicht abgeschrägt, so dass beim anfänglichen Eindringen der Schneidkanten in den Werkstoff die auf die Schneidkan ten ausgeübten seitlichen Kräfte praktisch kompensiert wer den. Die Neigung der Schneidelemente 15 und 17, sich beim Eindringen in den Werkstoff auseinanderzuschieben, wird damit reduziert.
Da ausserdem der anfängliche Ausschnitt etwas kleiner ist als die Aussenabmessungen der Schneid elemente 15, 17, ergibt sich eine geringe, nach innen wir kende Seitenkraft, die an den Aussenwänden der Schneidele mente 15, 17 angreift und die vom Abfallmaterial auf die
Schneidelemente 15, 17 ausgeübte, dieselben nach aussen drückende Kraft kompensiert, ehe das Abfallmaterial durch den Kanal 38 abgeführt wird.
Die Fig. 7 zeigt eine einfache, mehrteilige Schneidma schine, mit der mehrere Löcher gleichzeitig an den Kanten von Papierlagen oder einem anderen ähnlichen Werkstoff eingeschnitten werden können, wie dies vielfach zur Ringbindung erwünscht ist. Diese Maschine umfasst ein rechtwinkliges Gehäuse 44 mit einem drehbaren Hebel 46, der sich um einen Punkt 48 bewegen kann. Auf den Oberteil des Gehäuses 44 kann ein Tisch 50 aufgesetzt werden, der durch geeignete, im Gehäuse 44 enthaltene Federvorrichtungen nach oben gedrückt wird.
An einem Drehpunkt 52 ist ein Ende einer Schraube 54 am Hebel 46 befestigt, so dass eine Pressplatte 56 nach unten gedrückt wird, wenn dieser Hebel 56 nach vorne gedreht wird. Mehrere der oben beschriebenen Schneidelemente 14, 16 sind unter dem Tisch 50 in umgedrehter Stellung im Gehäuse 44 montiert, so dass beim Aufsetzen eines Werkstoffstapels 58 auf den Tisch 50 unter der Pressplatte 56 und beim Vorwärtsdrücken des Hebels 46 der Tisch 50 nach unten gedrückt wird, wobei die Schneidelemente 14, 16 dann durch einen an der Rückseite des Tisches 50 angebrachten, hier nicht gezeigten Schlitz ragen und den Stapel 58 an mehreren, zum Ausschneiden von Löchern vorgesehenen Stellen berühren.
Die Fig. 8 zeigt eine Querschnittansicht der in der Fig. 7 dargestellten Maschine längs der Linie 8-8. Das Gehäuse 44 ist oben offen und an den vier Ecken mit Federn 60 versehen, die den Tisch 50 nach oben gedrückt halten. Der Tisch 50 ist so bemessen, dass er über das Gehäuse 44 passt, wenn von der Pressplatte 56 über den Werkstoffstapel 58 eine Kraft auf die Tischoberseite ausgeübt wird. Die Pressplatte 56 wird im Ruhezustand durch eine in der Fig. 7 gezeigte Feder 53 in seiner oberen Ruhelage gehalten, so dass der Werkstoffstapel 58 auf den Tisch 50 aufgelegt werden kann und unter die Pressplatte 56 einschiebbar ist. Der Stapel 58 liegt dann an einer Führungswand 62 an.
Unter dem Tisch 50 befinden sich mehrere Schneidmittel 70 mit im Querschnitt dargestellten vorder- und rückseitigen Schneidelementen 14 und 16, die an entsprechenden Blöcken 72 bzw. 74 befestigt sind; siehe auch Fig. 9. An den Seiten der Blöcke 72 und 74 sind nicht bezeichnete Vertiefungen angebracht, die Nocken 76 bzw. 78 von Antriebsstangen 80 bzw. 82 aufnehmen. Die unteren Enden der Antriebsstangen 80 und 82 sind als Kammwalzen 84 und 86 ausgebildet, die in entsprechende, nicht bezeichnete Ausschnitte in einem Gabelteil 88 passen, das seinerseits mit einer Welle 90 verkeilt ist. Die Antriebsstangen 80 und 82 werden von Lagerflächen 92 und 94 eines Winkelstückes 96 gehaltert, wobei dieses Winkelstück 96 auch als Lager für die Welle 90 wirkt, wie die Fig. 9 zeigt.
Um die Entfernung der Schneidelemente 14, 16 aus dem Winkelstück 96 zu erleichtern, ist ein keilförmiger Einsatz 98 als Teil des Winkelstückes 96 ausgebildet. Die Innenseite des Einsatzes 98 stellt eine Führungsfläche für die Blöcke 72 und 74 dar. Der keilförmige Einsatz 98 kann durch geeignete, hier nicht gezeigte Mittel in der dargestellten Stellung gehalten werden, die nach ihrer Abnahme ein Herausnehmen des Einsatzes 98 nach oben ermöglichen, wobei der auf die Antriebsstangen 80 und 82 ausgeübte Druck verschwindet und die Blöcke 72 und 74 abgenommen werden können. In der beschriebenen Maschine werden mindestens zwei der in der Fig. 9 gezeigten Winkelstücke 96 und Antriebsmechanismen 106 verwendet, die jeweils den oben beschriebenen gleichen. Die Schneidelemente 14, 16 können damit in sehr einfacher Weise rasch ausgetauscht werden.
An der Welle 90 sind ein drehbarer Hebel 102 und eine Verbindungsstange 104 angekoppelt, mit deren Hilfe dieser Hebel 102 an den exzentrischen Antriebsmechanismus 106 angekoppelt ist. Dieser Mechanismus 106 wird seinerseits durch einen Elektromotor 108 der Fig. 7 angetrieben und versetzt die Welle 90 bei einer erwünschten Drehgeschwindigkeit in eine Schaukelbewegung. Eine Frequenz vom Bereich 1000-3000 Schwingungen pro Minute ist für die
Schwingungen der Welle 90 geeignet, d. h. die Schneidelemente 14 und 16 bewegen sich mit dieser Frequenz hin und her. Das Gehäuse 44 kann ferner eine geeignete Schublade
107 zur Aufnahme und Ansammlung des ausgeschnittenen Materials umfassen.
Im Betrieb wird der Werkstoffstapel 58 auf den Tisch 50 aufgesetzt und nach links an die Führungswand 62 ge schoben, wie die Fig. 7 und 8 zeigen. Der Motor 108 wird dann eingeschaltet und versetzt die Schneidelemente 14 und
16 in Bewegung. Der Hebel 46 wird nach vorne gedrückt, wobei die Pressplatte 56 den Werkstoffstapel 58 auf den Tisch 50 drückt, so dass die Schneidelemente 14 und 16 nach Durchtritt durch eine Öffnung 110 in dem Tisch 50 nachein ander mit dem Werkstoff 58 in Berührung kommen.
An der Rückseite der Pressplatte 56 ist ein Streifen 112 aus festem, elastischem Material angebracht, so dass die
Schneidelemente 14 und 16 den Streifen 112 nach Durchgang durch das Material berühren können, ohne diesen Streifen 112 zu beschädigen. Nach Schaffung eines Ausschnittes wird der Hebel 46 in seine obere Stellung zurückgebracht, wobei die Federn 60 den Tisch 50 und den Werkstoffstapel 58 von den Schneidelementen 14, 16 abheben. Der Werk stoffstapet 12, in dem Ausschnitte geschaffen wurden, kann dann abgenommen werden.
Die Fig. 10a und 10b zeigen mehrteilige Schneidvorrichtungen und deren Befestigung. In der in Fig. 10a dargestellten Ausführungsform ist ein mehrere Schneidelemente 114,
115 usw. aufweisendes Schneidwerkzeug 116 aus einem einzigen gehärteten Stahlstück ausgeschnitten. Seitenkanten 118 sind nach vorne abgebogen, so dass sich die Schneidelemente 114, 115 usw. mit U-förmigem Querschnitt ergeben. Die Schneidenden der Schneidelemente 114, 115 usw. werden entsprechend abgeschliffen, so dass sich geeignete Schneidkanten zum Eindringen in den Werkstoff ergeben.
Neben den abgewinkelten Schneidkanten an den Enden der Seitenkanten 118 können die Abschnitte der Schneidkante 120 an der flachen Seite 122 V-förmig ausgebildet sein, so dass beim Absenken die Schneidkante 120 allmählich mit dem Werkstoff 58 in Berührung kommt und eine Schneidwirkung aus übt, statt plötzlich einen Druck über die gesamte Schneidkantenlänge des jeweiligen Schneidelementes 114, 115 usw.
auszuüben.
In dieser Ausführungsform wird das Schneidwerkzeug 116 in einer Einbuchtung 124 eines Blocks 126 aufgenommen und ist dort mit mehreren Abstandstücken 128 befestigt.
Die Tiefe der Einbuchtung 124 entspricht der Breite der Seitenkanten 118 der Schneidelemente 114, 115 usw., so dass Kanten 130 der Schneidelemente 114, 115 usw. an entsprechenden Kanten der anderen, hier nicht gezeigten Schneidelemente anliegen, wenn der Block 126 gegenüber einem entsprechenden, hier nicht gezeigten komplementären Block angeordnetist.
Querkanäle 132 sind im Block 126 angebracht, so dass der Werkstoffabfall durch die beschriebene Schneidvorrichtung herausfallen kann und in einer entsprechenden, hier nicht gezeigten Sammelvorrichtung sich anhäuft. Die Endabschnitte der Abstandstücke 128 an dem Schneidelement 115 sind aufgeschnitten dargestellt, um die Stellung eines der Schneidelemente 114, 115 usw. in der Einbuchtung 124 im Block 126 und die Ausführung des einstückigen, mehrere Schneidelemente 114, 115 usw. aufweisenden Schneidwerkzeuges 116 zu verdeutlichen.
Die Fig. 10b zeigt eine andere Ausführungsform eines mehrere Schneidelemente aufweisenden Schneidwerkzeuges 300, das durch Riffelung eines Werkstückes hergestellt wurde. Dabei wurde Material von diesem Werkstück abgehoben, so dass die Schneidelemente 302, 304, 305 usw. ver blieben, deren Enden 310 anschliessend geschärft wurden.
Das so erhaltene Schneidwerkzeug 300 wird dann an Punkten 312 durch Punktschweissung an einem Trägerblock 314 befestigt. Obwohl die Schneidelemente 302, 304, 306 usw.
U-förmigen Querschnitt haben, um einen rechteckigen Ausschnitt im Zusammenwirken mit einem hier nicht gezeigten komplementären Schneidelement zu schaffen, können Schneidelemente solcher Schneidwerkzeuge erwünschtenfalls Ausschnitte anderer Querschnitte schaffen. Die einen Ausschnitt mit rechtwinkligem Querschnitt schaffenden Schneiden elemente der beschriebenen Maschine stellen keine Begrenzung der Erfindung dar, da ebensogut Schneidelemente mit halbkreisförmigem Querschnitt, quadratischem Querschnitt oder andere Schneidelementquerschnitte verwendet werden können.
Die Fig. 11a, 11b, 12a und 12b zeigen andere Formen von Schneidelementen und zugehörige Befestigungsvorrichtungen. Das einzelne, in der Fig. 1 1a gezeigte Schneidelement 134 dient zum Ausschneiden eines Loches mit rechtwinkligem Querschnitt; dieses Schneidelement 134 ist in einer Rinne 136 in einem Block 138 montiert. Die Fig. 12a und 12b zeigen Mittel zur Befestigung des Schneidelementes 134 am Block 138, wobei an dem Schneidelement 134 angebrachte Vorsprünge 140 und 142 in entsprechende, nicht bezeichnete Schlitze im Block 138 passen.
Die Fig. 1 1b zeigt eine Anordnung mit einem Schneidelement 144, die zum Ausschneiden runder oder ovaler Löcher geeignet ist. Das Schneidelement 144 kann in einer Vertiefung 137 in einem Block 139 in ähnlicher Weise mcntiert werden, wie das vorher erläuterte Schneidelement 134, oder eine andere Montageform kann gewählt werden. Diese einzeln einschiebbaren, einrastenden Schneidelemente 134, 144 können ausgewechselt werden, ohne dass bei Beschädigung eines einzelnen Schneidelementes 134, 144 die gesamte Anordnung ausgewechselt werden muss.
Die Fig. 13a, 13b und 13c zeigen die Schneidenden von drei verschiedenen Ausführungsformen. Die in der Fig. 13a gezeigten, zusammenpassenden Schneidelemente 146 und 148 liegen aneinander an Berührungsflächen 150 an und definieren damit eine rechteckige Querschnittsfläche. In ähnlicher Weise liegen die in der Fig. 13b gezeigten halbkreisförmigen Schneidelemente 152 und 154 aneinander an Berührungsflächen 156 an und definieren damit eine Öffnung mit kreisförmigem Querschnitt, deren Durchmesser praktisch gleich dem Aussendurchmesser der Schneidelemente 152. 154 ist.
Die Fig. 13c zeigt schliesslich eine weitere Anordnung von Schneidelementen, um zu erläutern, dass im wesentlichen Löcher mit beliebiger Querschnittsform ausgeschnitten werden können.
Die in der Fig. 13c dargestellte Anordnung ermöglicht das Ausschneiden von Löchern, die unter Buchbindern als Hammerkopf-Ausschnitte bekannt sind. Drei Schneidelemente 158, 159 und 160 gleiten aneinander an Berührungsflächen 162, 163 und 164 in ähnlicher Weise wie in den anderen Ausführungsformen. Die aneinander an den Berührungsflächen 162 und 163 anliegenden Teile der Schneidelemente 158-160 sind abgeschrägt, so dass diese Schneidelemente 158-160 in seitlicher Richtung aufeinander ausgerichtet verbleiben. Eine derartige Abschrägung war im Falle von Löchern mit einfachem Querschnitt nicht notwendig, da die Schneidelemente in den meisten Fällen stark genug sind, um die richtige Stellung beim Schneiden beizubehalten.
Wie ausserdem erwähnt, bilden die durch die ersten Lagen geschnittenen Löcher eine Führung für die Schneidelemente 158-160 bei deren weiterem Eindringen in die tiefereti Lagen.
Die Schneidelemente 158, 159 können entweder unabhängig, nicht phasengleich durch einen geeigneten, nicht gezeigten dreifachen Antrieb bewegt werden, oder sie können miteinander verbunden werden und gleichzeitig, aber nicht phasengleich, mit Schneidelement 160 angetrieben werden.
Zur Erzeugung der Hammerkopf-Ausschnitte wird die Anordnung so angesetzt, dass sie die gestrichelt angedeutete Kante 165 des Werkstoffes leicht überlappt.
Die Fig. 14 zeigt eine andere Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen von Schneidelementen 167, 166. Dabei sind die die Schneidelemente 167, 166 tragenden Blöcke 168 und 170 an Antriebsteilen 172 bzw. 174 befestigt, die ihrerseits von einer Exzenternocke 176 angetrieben werden und dabei die Schneidelemente 167 und 166 in die erwünschte Schwingbewegung versetzen.
Die Fig. 15 zeigt als weitere Ausführungsform der Erfindung eine Maschine, in der ein Antriebsmotor 180 eine nicht bezeichnete Zahnstange und ein zugehöriges Ritzel 184 iiber ein Untersetzergetriebe 182 mit einer Kupplung antreibt. In dieser Maschine wird eine Andruckplatte 186 rasch bewegt, bis sie das Material 188 berührt, worauf die Geschwindigkeit, mit der die Andruckplatte 168 abgesenkt wird, verringert wird. Das Material kommt dann an einem Tisch 190 zum Anliegen an hier nicht bezeichneten Schneidelementen, worauf die gewünschten Ausschnitte eingearbeitet werden.
Der Motor 180 treibt ferner über das Untersetzergetriebe 182 eine Welle 90 in der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Weise an. In dieser Ausführungsform findet das Ausschneiden der Löcher elektrisch und automatisch statt, sobald das Material 188 auf den Tisch 190 aufgesetzt und der Motor 180 in Betrieb genommen worden ist.
Wenn die beschriebene Maschine zum Ausschneiden von Etiketten oder einem anderen ähnlichen Erzeugnis aus einem Stapel 214 eines geeigneten Werkstoffes verwendet werden soll, kann die in den Fig. 16 und 17 gezeigte Anordnung vorteilhaft zum Einsatz kommen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 16 sind die Schneidenden von Schneidelementen 200 und 202 nach aussen abgeschrägt, so dass die Schneidkanten 204 und 206 an Innenwänden 208 bzw. 210 der Schneidelemente 200 und 202 verlaufen. Dies stellt eine Abänderung an den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Schneidelementen 14, 16 bzw. 15, 16 dar, deren scharfe Kanten an den Aussenseiten angebracht sind, so dass ein sauberer Ausschnitt in dem in Platten- oder Bogenform vorhandenen Werkstoff 12 und nicht an den ausgeschnittenen Teilen 36, 41 entsteht.
Da die Abmessungen des aus dem Stapel 214 ausgeschnittenen Materials 212 praktisch gleich sind den Innenabmessungen zwischen den Innenwänden 208 und 210 der Schneidelemente 200 und 202, zeigen die ausgeschnittenen Stücke 212 eine verringerte Neigung sich aufzubiegen und das Material kann in einfacher Weise durch Kanal 216 zwischen den Schneidelementen 200, 202 abgeführt werden. Da jedoch die Schneidelemente 200 und 202 eine gewisse Dicke haben müssen, werden die Stapelteile 213, an denen die Abschnitte 212 abgetrennt worden sind, leicht aufgebogen und eventuell sogar eingerissen.
Wenn die beschriebene Maschine zum Ausschneiden von ovalen oder kreisförmigen Etiketten benutzt wird, kann es günstig sein, das Material des Stapels 214 in verhältnismässig kleine Quadrate zu zerschneiden, die mindestens mit einer Kante nahe der Schneidkante des jeweiligen Schneidelementes 200, 202 liegen. Dadurch wird ein Einriss im Stapel 214 hergestellt und die Reibung zwischen dem Abfallmaterial 213 vom Stapel 214 und den Aussenflächen der Schneidelemente 200, 202 wird verringert. Es ist anderseits möglich, zusätzliche, sich hin und her bewegende, ein- oder mehrschneidige Schneidmittel 228 bzw. 230 an den den gewünschten Ausschnitt schaffenden Schneidelementen 200, 202 einteilig mit denselben verbunden oder getrennt von ihnen anzubringen.
In diesem Fall wird dann das Abfallmaterial 213 des Stapels 214 durchschnitten, so dass es sich leichter von den Schneidelementen 200 und 202 infolge verringerter Reibung ablöst.
Die Fig. 17 ist eine Aufsicht auf eine Schneidvorrichtung zum Ausschneiden ovaler Löcher. Diese Ausführungsform umfasst ein Paar von Schneidelementen 220 und 222, die den in der Fig. 16 dargestellten Schneidelementen 200 und 202 ähneln und zum Ausschneiden eines ovalen Loches 224 aus einem rechtwinkligen Plattenstapel 226 bestimmt sind. Um den Abfall leichter von den Aussenkanten der Schneidelemente 220 und 222 abzutrennen, sind zwei zusätzliche Schneidelemente 229 und 231 vorhanden. Diese Schneidelemente 229, 231, die mit den Schneidelementen 220 bzw.
222 einstückig oder getrennt ausgebildet sein können, durchtrennen Abschnitte 232 und 234 des Abfalls, der damit leicht zu beiden Seiten absinkt, wie durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die gestrichelten Linien in der Fig. 16 zeigen eine Seitenansicht der Schneidkanten der Schneidelemente 200, 202, 228 und 231.
Die Schneidelemente 220 und 222 brauchen nicht oval zu sein, sondern können einen anderen gewünschten Querschnitt aufweisen; ebenso können mehr als diese zwei Schneidelemente 220, 222 vorhanden sein. Die dargestellte ovale Querschnittsform ist lediglich ein erläuterndes Beispiel.
Andere Ausführungsformen können sägezahnförmige Schneidkanten an den sich hin und her bewegenden Schneidelementen aufweisen, wodurch die Schnittgeschwindigkeit erhöht wird. Um ausserdem eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit durch Verringerung der Reibung zwischen dem Werkstoff und den Schneidflächen zu erzielen, können die Oberflächen der Schneidelemente mit einem schmierenden Überzug versehen werden, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung < Microseal bekannt ist.
Eine leichte, handbetriebene Ausführungsform umfasst ein geeignetes Untersetzergetriebe, so dass die Schneidelemente beim Herunterdrücken eines Hebels der Art des in der Fig. 7 gezeigten Hebels 46 betätigt werden. Für gewisse Anwendungszwecke sind elektrische Vorrichtungen zur Schwingungserregung oder hydraulisch betätigte Antriebe für die Erzeugung der Schneidelementenbewegung vorteilhaft.
In anderen Anwendungsfällen kann es zweckmässig sein, das Bewegungsverhältnis der Schneidelemente grösser als 1:1 auszulegen, so dass ein Schneidelement den Werkstoff während eines Zeitabschnittes mehrere Male trifft, wohingegen während des gleichen Zeitabschnittes das Werkstück nur einmal von dem anderen Schneidelement getroffen wird.
Diese Betriebsweise ist z. B. dann zweckmässig, wenn mehrere Schneidelemente verschiedener Formen zum Ausschneiden eines komplizierten Musters verwendet werden, wobei ein Schneidelement oder mehrere Schneidelemente grössere Einschnitte als andere Schneidelemente anbringen müssen.
Wenn der Aussenumfang des im Material anzubringenden Ausschnittes unregelmässig ist, so dass mehr als zwei Schneidelemente verwendet werden müssen, ergeben sich gute Resultate bei Verwendung einer geeigneten Anzahl zusammenwirkender Schneidelemente, die dann die gewünschte Ausschnittform, beispielsweise ein Zickzackmuster, liefern.
Die beschriebene Maschine zum Ausschneiden mindestens einer Öffnung in einem Werkstoff bietet zahlreiche Vorteile. Einer ihrer Hauptvorteile besteht darin, dass die Dicke des mit Ausschnitten zu versehenden Werkstoffes oder -stückes nur durch die konstruktiven Merkmale der jeweils verwendeten Schneidelemente begrenzt ist. Da grössere Dikken eines Werkstoffes ausgeschnitten werden können, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Arbeitsgeschwindigkeit im Vergleich zu bekannten Lochstanzvorrichtungen wesentlich erhöht ist.
Weitere erhebliche Vorteile bestehen darin, dass die Schneidmittel leicht ausgetauscht werden können, da sie im Gegensatz zu Stanzwerkzeugen keine passenden Gegenöffnungen brauchen und ausserdem leicht sind, und dass eine praktisch beliebige Vielfalt und/oder Vielzahl von Ausschnitten in erwünschten Anordnungen in gestapelten Platten eines geeigneten Werkstoffes gleichzeitig hergestellt werden können.