DE10037144A1 - Stanzeinrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Stanzeinrichtung zum Stanzen langgestreckter, entlang ihrer Längsrichtung bewegter Gegenstände hat eine parallel zur Längsrichtung der Gegenstände hin- und herbewegbare Stanzeinheit (3). Diese trägt ein Stanzwerkzeug, dessen bewegliche Teile (14, 15, 16) über eine Wipphebelmechanik (40, 66) mit einer Exzenterwelle gekoppelt sind, die von einem Hydraulikmotor intermittierend in nur einem Drehsinn angetrieben wird. Die beispielsweise zum Stanzen gerade extrudierten Kunststoffteile wie Kabelkanäle (2) verwendbare Stanzeinheit arbeitet auch bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten der Gegenstände (2) ohne nennenswerte Aufheizung im Bereich des Hydraulikantriebs einwandfrei.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzeinrichtung zum Stanzen von langgestreckten Gegenständen, die in ihrer Längsrichtung bewegt werden, insbesondere zum Stanzen von extrudierten Kunststoffgegenständen, wie Kabelkanälen, zeitnah nach Austritt aus einer Extrusionseinrichtung, gemäß dem Ober­ begriff von Anspruch 1.

Stanzeinrichtungen dieser Art können beispielsweise bei der Fertigung von Kunststoffprofilen unmittelbar, bzw. in gerin­ gem Abstand hinter einer Ausgangsmatrize eines Extruders angeordnet sein, um in eine Wandung des gerade extrudierten Kunststoffprofiles Durchgangslöcher einzustanzen. Eine hierfür geeignete, bekannte Stanzeinrichtung hat eine paral­ lel zur Längsrichtung bzw. Bewegungsrichtung der Kunststoff­ profile hin und her bewegbare Stanzeinheit, die nach Art eines Schlittens auf Linearführungsschienen geführt ist und über einen elektromotorisch angetriebenen Spindeltrieb bewegt werden kann. An der auch als Stanzblock bezeichenbaren Stanzeinheit ist ein Stanzwerkzeug angeordnet, das mittels eines ebenfalls an der Stanzeinheit angeordneten und mit der Stanzeinheit verfahrbaren hydraulischen Stellantriebs in Form eines Hydraulikzylinders in einer senkrecht zur Durchlauf­ richtung verlaufenden Stanzrichtung auf und ab bewegbar ist.

Eine Gerätesteuerung sorgt dafür, daß die Stanzeinheit und das Stanzwerkzeug derart koordiniert angesteuert werden, daß das Stanzwerkzeug während eines Stanzintervalles, bei dem der Stanzeingriff in das Material des durchlaufenden Gegenstandes stattfindet, über eine begrenzte Zeit geschwindigkeitsgleich mit dem Gegenstand mitläuft. Nach Beendigung des Stanzinter­ valles wird das Stanzwerkzeug angehoben, die Stanzeinheit entgegen der Durchlaufrichtung zurückgefahren und danach das Stanzwerkzeug wieder in Richtung des durchlaufenden Gegen­ standes abgesenkt, wobei die Stanzeinheit wieder derart beschleunigt wird, daß im darauffolgenden Stanzintervall wieder ein geschwindigkeitsgleicher Mitlauf mit dem Gegen­ stand stattfindet. Das Stanzwerkzeug wird i. d. R. so ausgebil­ det, daß bei einem Stanzvorgang der zu stanzende Gegenstand auf einer größeren Stanzlänge, beispielsweise 50 cm, gleich­ zeitig an vielen, aufeinanderfolgenden Stellen gestanzt wird, und daß beim nachfolgenden Stanzintervall die nächste Stanz­ länge direkt im Anschluß an den vorher gestanzten Abschnitt angeschlossen wird.

Herkömmliche Stanzen dieser Art arbeiten bei niedrigen Durchlaufgeschwindigkeiten, beispielsweise bis zu 6 bis 7 m/min. weitgehend zufriedenstellend. Bei höheren Durch­ laufgeschwindigkeiten bis beispielsweise in den Bereich 10 bis 15 m/min. oder mehr, wie sie am Ausgang moderner Ex­ trusionsmaschinen durchaus erreichbar sind, können jedoch Probleme auftreten. So ist beispielsweise bei erhöhten Stanztaktfolgen eine starke Aufheizung der die Stanz­ werkzeuge betätigenden Hydraulikzylinder und der zylinder­ nahen Hydraulikleitungsabschnitte beobachtet worden. Diese könnte zwar durch zusätzliche Kühleinrichtungen kompensiert werden, was jedoch die Gesamtmasse der starken Beschleuni­ gungen unterworfenen Stanzeinheit vergrößern würde, wodurch wiederum die erreichbaren maximalen Stanzgeschwin­ digkeiten begrenzt wären. Im Hinblick auf die erforderlichen hohen Stanzkräfte, die typischerweise im Bereich mehrerer Tonnen liegen können, ist ein Ersatz hydraulischer Stellan­ triebe durch mechanische Stellantriebe mit Getriebe nicht oder nur bei erhöhtem Konstruktionsaufwand denkbar, wenn gewisse Gewichtsgrenzen nicht überschritten werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stanzeinrich­ tung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die auch bei erhöhten Durchlaufgeschwindigkeiten zu stanzender Gegenstände im Dauerbetrieb einsetzbar ist. Insbesondere soll die Stanz­ einrichtung kostengünstig bereitstellbar und leicht bedienbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Stanz­ einrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Vorteilhaf­ te Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angege­ ben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Eine erfindungsgemäße Stanzeinrichtung der eingangs erwähnten Art zeichnet sich dadurch aus, daß der Stellantrieb einen Hydraulikmotor mit einer um eine Motorachse drehbaren Motor­ welle aufweist, die über eine Kraftübertragungseinrichtung mit dem Stanzwerkzeug derart gekoppelt ist, daß eine einsin­ nige Drehung der Motorwelle eine Wechselbewegung des Stanz­ werkzeugs in Stanzrichtung bewirkt. Hydraulikmotoren, die in der Lage sind, die für das Stanzen erforderlichen hohe Kräfte, bzw. Momente aufzubringen, können besonders leicht und kompakt sein. Dies trägt dazu bei, die zu beschleunigende Gesamtmasse der Stanzeinheit klein zu halten, was für die Erreichung hoher Beschleunigungen der Stanzeinheit vorteilhaft ist. Der Betrieb des Hydromotors mit nur einem Drehsinn seiner Motorwelle stellt sicher, daß die hydraulische Ar­ beitsflüssigkeit, beispielsweise ein Hydrauliköl, in nur einer Richtung zum Stellantrieb gefördert und von diesem abgefördert wird. Dadurch kann ein Heißlaufen der hydrauli­ schen Kraftmaschine zuverlässig vermieden werden, da aufge­ heizte Arbeitsflüssigkeit ständig aus dem Bereich der Kraft­ maschine abgeführt wird, während in nachfolgenden Arbeits­ takten kühlere Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird. Die hydrau­ lische Arbeitsflüssigkeit kann also gleichzeitig als Kühlme­ dium für den hydraulischen Antrieb dienen. Dieser Vorteil kann durch jeden Hydraulikantrieb erreicht werden, der so konstruiert ist, daß die Energie einer in nur einer einzigen Richtung durch den Antrieb strömenden Arbeitsflüssigkeit in eine Bewegung eines Abtriebselementes der hydraulischen Kraftmaschine umgewandelt wird.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß die hydraulische Ansteuerung des Stellantriebs derart ausgebildet ist, daß die Arbeitsflüssigkeit dem Stellantrieb schubweise zuführbar ist. Dadurch ist es möglich, jeden geeigneten herkömmlichen Hydromotor ohne konstruktive Änderungen zu verwenden, da durch die intermittierende Zufuhr der unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeit automatisch ein Wechsel zwischen Drehphasen und Stillstandphasen der Motorwelle erzeugt werden kann. Hierdurch ist auf besonders einfache Weise ein Wechsel zwischen Bewegungsphasen und Stillstand­ phasen der Werkzeugbewegung zu erreichen, wobei beispiels­ weise der Werkzeugstillstand in die Rückzugsphase der gesamten Stanzeinheit fällt, während das Stanzintervall in die Bewegungsphase des Abtriebselementes des hydrauli­ schen Stellantriebs fällt. Da der Wechsel zwischen Stillstand und Bewegung auf diese Weise schon auf der Antriebsseite realisierbar ist, kann die Kraftübertragung zwischen Antrieb und Stanzwerkzeug mit wenigen Bauteilen robust und gewichts­ günstig konstruiert werden. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich bei kontinuierlich bewegtem Abtriebselement eines Stellantriebs durch geeignete Auslegung der Kraftübertragung, beispielsweise mit geeigneten Steuerkurven, einen intermit­ tierenden Betrieb des Stanzwerkzeuges zu erreichen.

Die schubweise Zufuhr von unter Druck stehender Arbeitsflüs­ sigkeit zum Stellantrieb wird bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform dadurch sicher gestellt, daß in einer zum Stellan­ trieb führenden hydraulischen Druckleitung ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Umschaltventil mit nur zwei Schaltstellungen vorgesehen ist, wobei vorzugsweise in einer ersten Schaltstellung der Stellantrieb mit einer hydrau­ lischen Druckquelle, beispielsweise der Hydraulikpumpe verbindbar und in der zweiten Schaltstellung die Verbindung zwischen Druckquelle und Stellantrieb gesperrt ist. Vorzugs­ weise ist das Umschaltventil als Wegeventil ausgelegt, das es ermöglicht, daß im Sperrzustand die von der Hydraulikpumpe kommende Arbeitsflüssigkeit über einen Bypass in einem druck­ losen Umlauf zum Hydraulikbehälter rückgeführt wird. Dies ermöglich einen kontinuierlichen Betrieb der Hydraulikpumpe. Im Vergleich zu bekannten Stanzen mit Hydraulikzylindern kann die Schalthäufigkeit des Steuerventils deutlich herab­ gesetzt werden.

Die Kraftübertragungseinrichtung ist bei einer Weiterbildung so konstruiert, daß sie mindestens einen von dem Stellantrieb drehbaren, insbesondere drehfest mit der Motorwelle gekop­ pelten Exzenter aufweist. Dadurch wird es möglich, die vom Antrieb bereitgestellte Drehbewegung in eine Hin- und Her­ bewegung eines z. B. an der Außenseite des Exzenter­ elementes angreifenden, verschiebbaren und/oder verschwenk­ baren Elementes umzuwandeln, welches wiederum mit dem Stanz­ werkzeug in kraftübertragender Verbindung steht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgese­ hen, daß die vorzugsweise vollmechanische Kraftübertragungs­ einrichtung mindestens einen um einen vorzugsweise horizon­ tale Wippachse schwenkbaren Wipphebel mit zwei Hebelarmen aufweist, wobei am ersten Hebelarm der Stellantrieb angreift und der andere Hebelarm mit dem Stanzwerkzeug gekoppelt ist, bzw. auf dieses wirkt. Hierdurch kann eine besonders günstige Gewichtsverteilung bei der Stanzeinheit erreicht werden. Zudem erlauben es Übertragungshebel dieser Art, das Kraft- Weg-Verhältnis zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite geeignet einzustellen. Außerdem kann über eine Wippen­ anordnung ein Kraftfluß innerhalb der Stanzeinheit erreicht werden, so daß keine Kräfte nach außen abgeleitet werden. Hierdurch kann beispielsweise die zur Linearverschiebung der Stanzeinheit vorgesehene Verschiebungseinrichtung von Kräften freigehalten werden, die im Zusammenhang mit dem eigentlichen Stanzvorgang auftreten.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß ein mit dem Stellantrieb bewegungsgekoppeltes Antriebsglied, das bei­ spielsweise die Funktion eines Pleuels haben kann, an dem antriebsseitigen, ersten Hebelarm des Wipphebels um eine Antriebsschwenkachse schwenkbar angelenkt ist. Hierdurch ist eine bezüglich Zug- und Druckkräften spielfreie, bewegliche Verbindung geschaffen.

Besondere Probleme ergaben sich bei herkömmlichen Stanzein­ richtungen beim "Einfädeln" der zu stanzenden Gegenstände in den Bereich des Stanzwerkzeuges. Dies ist beispielsweise in der Anfahrphase eines kontinuierlichen Extrusionsprozesses erforderlich. Zweckmäßig wird das extrudierte Profil erst dann im Bereich des Stanzwerkzeugs untergebracht, wenn der Extrusionsprozeß soweit vorbereitet ist, daß der extrudierte Gegenstand die gewünschte Querschnittsform und Dimension aufweist. Hier wäre es wünschenswert, wenn das zu stanzende Material quer zu seiner Durchlaufrichtung in die Stanzvor­ richtung einführbar wäre. Bevorzugten Ausführungsformen wird dies dadurch ermöglicht, daß die Position der Wippachse im Bezug auf die Stanzeinheit, beispielsweise in Vertikal­ richtung verlagerbar und vorzugsweise in verschiedenen Lagen festlegbar ist. Dadurch kann an dem auf das Werkzeug wirkende Hebel ein Achsenwechsel dergestalt durchgeführt werden, daß der im Stanzbetrieb als Zweiarmhebel dienende Hebel nach Art eines Einarmhebels benutzt werden, bei dem die Antriebs­ schwenkachse als festliegende Drehachse dient und die Kraft zur Hebelbewegung zwischen Drehachse und Werkzeug im Bereich der Wippachse angreift. Entsprechend den Hebelarmverhält­ nissen kann dadurch bei geringer Hubbewegung der Wippachse ein großer Hub des am Werkzeug angreifenden freien Hebe­ lendes bewirkt werden, um das Werkzeug weit zu öffnen und dadurch ein Ein- oder Ausfädeln zu stanzender Gegenstände zu erleichtern.

Bei einer Weiterbildung hat die Stanzeinheit hierzu eine Lagereinrichtung für den Wipphebel, die zwischen einer Grundstellung und mindestens einer Abhebestellung, vorzugs­ weise vertikal, verschiebbar geführt und beispielsweise pneumatisch betätigbar ist. In der Grundstellung, die bei­ spielsweise durch eine Verriegelung gesichert sein kann, kann die Lagereinrichtung als Lagerbock für den Zweiarmwipphebel dienen, während durch die Verschiebung des Lagerelemen­ tes bei festgehaltenem antriebsseitigem Hebelende die Öffnungs-, bzw. Schließbewegung zum Einfädeln der Gegen­ stände bewirkt werden kann.

Um die Präzision, insbesondere die Lagegenauigkeit der Stanzungen zu verbessern, ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, daß die Stanzeinheit eine vorzugsweise vertikale Linearführung für das Stanzwerkzeug aufweist, die eine Beweglichkeit des Stanzwerkzeugs parallel zur Stanzrichtung zuläßt, während Kipp- und Drehbewegungen des Werkzeuges zuverlässig vermieden werden. Zweckmäßig sind hierzu minde­ stens zwei Führungsstangen oder dergleichen vorgesehen, die auf der der Einführseite abgewandten Seite des Werkzeuges angeordnet sein können, um die Einführung und Entnahme zu stanzender Gegenstände aus dem Werkzeugbereich nicht zu behindern. Das Werkzeug ist vorzugsweise so weit zu öffnen, daß eine Einführung und Entnahme der Gegenstände quer zu ihrer Längsrichtung erfolgen kann.

Zur leichten und schnellen Anpassung der Stanzeinrichtung an unterschiedlich dimensionierte und/oder unterschiedlich zu stanzende Gegenstände ist das Stanzwerkzeug vorzugsweise auswechselbar ausgebildet. Besonders bewährt haben sich Ausführungsformen, bei denen das Stanzwerkzeug in einer vorzugsweise auswechselbaren Stanzwerkzeugeinheit integriert ist, die ein an der Stanzeinheit beispielsweise durch An­ schrauben spielfrei festlegbares Basiselement, eine daran befestigte Werkzeugführungseinrichtung und das daran be­ weglich gelagerte Teile des Stanzwerkzeuges umfasst. Die auch als Werkzeugblock bezeichenbare Stanzwerkzeugeinheit kann sämtliche an die Gegenstandsgeometrie anzupassenden Werkzeugteile enthalten, insbesondere die beweglichen Stanz­ stempel und die damit zusammenwirkenden Matrizen, die auch als Aufnahme und Führung für die durchlaufenden Gegenstände dienen können.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht seien und vorteilhafte Ausführungen darstellen können. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführ­ ungsform einer erfindungsgemäßen, zum Stanzen von Kunststoff-Kabelkanälen ausgerüsteten Stanzeinrichtung mit Blickrichtung in Durch­ laufrichtung der zu stanzenden Gegenstände,

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Stanzeinrichtung senkrecht zur Durchlauf­ richtung bei entnommenem Werkzeugblock,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Stanzeinrich­ tung im Bereich der Motorwelle des Antriebs- Hydraulikmotors,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit angehobenem Wipphebel zur einfachen Einführung und Entnahme zu stanzender Gegen­ stände und

Fig. 5 ein Hydraulikschema zur Erläuterung der hydrau­ lischen Ansteuerung des Hydraulikmotors der Stanzeinheit.

Die Seitenansicht in Fig. 1 zeigt eine hydraulische Stanz­ einrichtung 1, die unmittelbar hinter den Austrittsdüsen einer (nicht gezeigten) Kunststoff-Extrusionseinrichtung angeordnet ist, welche der kontinuierlichen Herstellung von Kunststoff-Kabelkanälen 2 dient. Die ausgepreßten Kunststoff­ profile 2 treten bei eingelaufenem Prozeß mit hohen Aus­ trittsgeschwindigkeiten von beispielsweise bis zu 12 m/min. aus der Extrusionseinrichtung aus und zeitnah nach dem Austritt in den Bereich der Inline-Stanzeinrichtung ein, die in Fig. 1 mit Blickrichtung parallel zur Durchlaufrichtung der beiden querschnittsidentischen Kabelkanäle 2 gezeigt ist.

Die Inline-Stanze 1 dient dazu, während des ungebremsten Durchlaufs der langestreckten Kunststoffprofile 2 in die einem oberen Längsschlitz gegenüberliegende untere Wandung der Rechteckprofile Reihen von Durchgangslöcher mit hoher Präzision zu Stanzen. Hierzu hat die gezeigte Stanzein­ richtung eine Stanzeinheit 3, die mit Hilfe einer Linear­ verschiebungseinrichtung parallel zur Längsrichtung der durchlaufenden Gegenstände 2 (senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1) hin- und her bewegt werden kann. Die Verschieb­ ungseinrichtung umfaßt zwei auf einem nicht gezeigten Ma­ schinenbett befestigte, parallel zur Durchlaufrichtung ausgerichtete Führungsschienen 4 und einen Spindeltrieb, dessen parallel zu den Führungsschienen verlaufende Spindel 5 durch einen nicht gezeigten Elektromotor mit wechselnden Drehrichtungen angetrieben wird. Die mit der Spindel zusam­ menwirkende Arbeitsmutter sowie die mit den Führungsschienen 4 zusammenwirkende Schlittenelemente sind an der Unterseite einer massiven Stahl-Basisplatte 6 der Stanzeinheit durch Schraubung befestigt.

Auf der ebenen Oberseite der Basisplatte 6 ist im Bereich der in Fig. 1 links erkennbaren Längsseite der Basisplatte eine auswechselbare Stanzwerkzeugeinheit 10 befestigt. Diese umfaßt eine mit der Basisplatte 6 verschraubbare Bodenplatte 11, an deren innerer Längsseite Zweiachsparallele, vertikale, kreiszylindrische Führungsstangen 12 nach oben abstehen und in Durchlaufrichtung der Gegenstände 2 beabstandet befestigt sind. Auf der Bodenplatte 11 sind auch zwei parallel zueinan­ der verlaufende Matrizen 13 mit nach oben geöffneten Füh­ rungsnuten befestigt, deren Querschnitt an die Außenkontur der durchlaufenden Kunststoffteile so angepaßt ist, daß diese beim Durchlauf durch die Stanzeinrichtung in den Führungsnu­ ten im Wesentlichen seitenspielfrei geführt werden.

Die zum Zusammenwirken mit den als Aufnahmen dienenden Matrizen ausgebildeten Stanzstempel 14 sind an der Unterseite einer zur Bodenplatte 11 parallelen Kopfplatte 15 befestigt und umfassen vertikal federnd gelagerte Niederhalter 16, die beim Stanzvorgang, wie in Fig. 1 gezeigt, die durchlaufenden Kabelkanäle 2 fest in die Aufnahmenuten der Matrizen 13 eindrücken. Auf einer Stanzlänge von ca. 500 mm ist eine Vielzahl gleichmäßig beabstandeter Stempel vorgesehen. Die Kopfplatte 15 ist an den Vertikalführungsstangen 12 gegen Kippung und Verdrehung gesichert in vertikaler Stanzrichtung 17 leicht beweglich geführt. Hierzu dienen Kugelführungen 18, die an jeder der beiden Führungsstangen 12 zwei ineinander­ liegende Führungshülsen 19, 20 mit zwischengelegten Wälz­ körpern aufweisen. Dabei ist die äußere Hülse 19 an der Kopfplatte 15 befestigt und gegenüber der inneren Hülse 20 verschiebbar, die wiederum unter Zwischenlage von Wälzkörpern auf den Führungsstangen 12 läuft. Auf der Oberseite der Kopfplatte 15 ist ein später näher erläuterter Bügel 21 befestigt, der der mechanischen Ankopplung von Antriebs­ elementen zur Werkzeugbewegung dient.

Der gesamte Werkzeugblock ist als eigenständige Einheit konzipiert, die für einen Wechsel der Formatgrößen oder für Reinigungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten mit wenigen Handgriffen durch Lösen der Verschraubung zwischen Boden­ platte 11 und Basisplatte 6 sowie Aushängen der Kraftüber­ tragung im Bereich des Bügels 21 entnehmbar und genauso leicht an der Stanzeinheit anbringbar ist.

Zur Betätigung des Stanzwerkzeuges, d. h. zur Auf- und Abbewe­ gung der die Stempel 14 tragenden Kopfplatte 15, ist ein hydraulischer Stellantrieb 25 vorgesehen, der an der dem Werkzeugblock gegenüberliegenden Längsseite auf der Basis­ platte 6 befestigt und über eine später erläuterte Hebel­ mechanik kraftübertragend mit den beweglichen Teilen des Werkzeugblockes 10 gekoppelt ist. Der Antrieb umfaßt einen Hydraulikmotor 27, der an einem an der Basisplatte 6 befes­ tigten Lagerbock 28 so befestigt ist, daß seine Motorwelle 29 bzw. die Drehachse 30 des Hydraulikmotors horizontal und parallel zur Durchlaufrichtung 7 der Kabelkanäle ausgerichtet ist. Das freie Ende der Motorwelle 29 sitzt drehfest in einer Stirnseite einer weiteren Welle 31, deren Wellenenden mittels Rollenwälzlagern 32 in auf der Basisplatte 6 befestigten Lagerböcken 28 drehbar gelagert sind. Zwischen den zentrisch zur Wellenachse 30 angeordneten zylindrischen Wellenend­ abschnitten 33 und einem ebenfalls zentrisch zur Drehachse 30 angeordneten mittleren Abschnitt 34 der Welle 31 sind jeweils exzentrisch zur Drehachse 30 angeordnete Exzenterabschnitte 35 mit kreiszylindrischer Außenkontur ausgebildet, deren Mittelachsen 36 wenige Millimeter, z. B. 2,5 mm gegenüber der Drehachse 30 der Welle parallel versetzt sind.

An der dem Motor 27 gegenüberliegenden Stirnseite der Welle 31 ist ein radial ausgerichteter Stift 37 angeschraubt, dessen freies Ende bei Drehung der Welle 31 den Bereich eines induktiven Sensors 38 durchläuft, der als Weggeber zur Feststellung der Drehstellung der Welle 31 dient und an die elektronische Steuerung der Stanzeinheit angeschlossen ist.

Die der Kopplung des Stellantriebs 25 mit dem Stanzwerkzeug 10 dienende, mechanische Kraftübertragungseinrichtung umfasst als wesentliches Element einen verwindungssteifen Hebel 40, der sich an der Oberseite der Stanzeinheit zwischen der Seite des Stellantriebs 25 und der Seite des Werkzeuges 10 er­ streckt und seitlich jeweils bis in den Bereich oberhalb der Exzenterabschnitte 35 reicht. Etwa mittig zwischen Hydrau­ likmotor und Werkzeug ist der Hebel 40 am oberen Ende einer Lagereinrichtung 41 um eine Wippachse 42 schwenkbar gelagert. Die Lagereinrichtung 41 umfasst zwei verwindungssteife Stangen 43 aus Flachmaterial, die in vertikal durch die Basisplatte 6 durchgehenden Führungsöffnungen im wesentlichen spielfrei vertikal beweglich geführt sind. Die gelenkige Verbindung zwischen den Stangen 43 und dem Hebel 40 ist mit Hilfe von Gleitlagern im Bereich einer sich über die Breite des Hebels erstreckenden Welle 44 realisiert. Wenig unterhalb des Hebels sind die Flachmaterialstangen 43 über einen Quersteg 45 miteinander verbunden, der die Achsparallelität der Stangen 43 sicherstellt. An den einander abgewandten Außenseiten der Flachstangen 43 sind jeweils horizontal nach außen ragende Lagerelemente 46 angeschraubt. Diese werden in Vertikalrichtung von vertikalen, zylindrischen Führungs­ stangen 48 durchragt, die auf der Oberseite der Grundplatte, bzw. Basisplatte 6 angeschraubt sind und der Vertikalführung der Vertikalbewegung der Flachmaterialstangen 43 dienen. Durch Kugelführungen 49 zwischen Führungsstange 48 und Lagerelement 46 wird ein leichter, spielfreier Lauf in Vertikalrichtung sichergestellt.

Zur Auf- und Abbewegung der Stangen 43, und damit zur ver­ tikalen Verlagerung der Wippachse 42, ist ein Pneumatik­ zylinder 50 vorgesehen, der zwischen den Flachmaterialstangen 43 auf der Grundplatte 6 befestigt ist. Das freie Ende des vertikal verschiebbaren Kolbens 51 ist in der Mitte der Querstrebe 45 befestigt. In Fig. 2 ist gut zu erkennen, daß der Gesamtaufbau der vertikal verschiebbaren Lagereinrichtung bezüglich der durch die Verschiebungsachse 52 des Pneumatik­ zylinders gegebenen Vertikalachse symmetrisch ist, so daß Kippmomente zuverlässig vermieden werden.

Die unteren Enden der Flachmaterialstangen 43 weisen in Materiallaufrichtung 7 durchgehende Rechtecköffnungen 53 auf, die bei vollständig abgesenkter Lagereinrichtung 41 (Fig. 1 und 2) nach unten aus der Grundplatte 6 herausragen. Die Rechtecköffnungen 53 dienen zum Hindurchschieben von Verrie­ gelungszungen einer Verriegelungsstange 54, die parallel zur Unterseite der Grundplatte 6 ausgerichtet und mittels eines Pneumatikzylinders 55 parallel zur Durchlaufrichtung 7 hin- und herverschiebbar ist, um in einer ausgerückten Stellung (Fig. 2) die Flachmaterialstange 43 für eine Vertikalver­ schiebung freizugeben und in einer eingeschobenen Verriege­ lungsstellung die Stangen 43, und damit die gesamte abge­ senkte Lagereinrichtung in einer Grundstellung spielfrei zu verriegeln.

Auf der Werkzeugseite ist der bezüglich der Wippachse 42 zweiarmige Hebel 40 mit seinem werkzeugseitigen Hebelarm 60 an einer Welle 61 angelenkt, die die Vertikalabschnitte des Bügels 21 miteinander verbindet, angelenkt. Auf der Welle 61 sind auch Druckrollen 62 drehbar gelagert, die sich nach unten auf der Oberseite der Kopfplatte 15 und nach oben an der Unterseite eines in Fig. 1 geschnitten gezeigten Hori­ zontalabschnittes 63 des Bügels 21 abstützen. Am freien Ende des gegenüberliegenden, antriebsseitigen Hebelarms 64 sind an einer Welle 65 in den Bereichen oberhalb der Exzenterab­ schnitte 35 mittels Gleitlagern zwei plattenförmige Pleuel um eine Antriebsschwenkachse 67 verschwenkbar angelenkt. Die Pleuel 66 sind mittels Rollenwälzlagern 68 auf den Exzenter­ abschnitten 35 der Welle 31 leicht drehbar gelagert, so daß eine Drehung der Welle 31 um ihre Achse 30 eine vertikale Auf- und Abbewegung der Pleuel in Verbindung mit einer leichten Pendelbewegung um die Antriebsschwenkachse 67 bewirkt.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte, hydraulische Ansteue­ rung des Hydraulikmotors 27 ist mit wenigen, einfachen Standardbauelementen aufgebaut und stellt sicher, daß die in einem Kreislauf geförderte Arbeitsflüssigkeit dem Hydraulik­ motor schubweise mit nur einer Fließrichtung 70 zugeführt wird. Die Hydraulik umfasst eine kontinuierlich laufende Pumpe 71, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Behälter 72 in eine zum Motor 27 führende Druckleitung 73 fördert. Vom Motor führt eine Rückflußleitung 74 zurück zum Behälter. In den Leitungen 73, 74 sitzt ein als 4/2-Wegeventil ausgebilde­ tes, elektromagnetisch betätigbares, von der elektronischen Steuerung der Stanzeinrichtung gesteuertes Umschaltventil 75 mit zwei Schaltstellungen. In der (nicht gezeigten) Durchlaß­ stellung ist die Pumpe über die Druckleitung 73 mit dem Hydraulikmotor und dieser über die Rückflußleitung 74 mit dem Sammeltank 72 verbunden. In der Fig. 5 gezeigten Sperrstel­ lung dagegen ist der Zufluß zwischen Pumpe und Motor 27 unterbrochen und der pumpenseitige Abschnitt 76 der Drucklei­ tung 73 über einen Bypass 77 mit dem behälterseitigen Ab­ schnitt 78 der Rückflußleitung für einen drucklosen Umlauf verbunden.

Die Stanzeinrichtung kann nach folgenden Verfahren arbeiten.

Sofern noch keine für die zu stanzenden Profile angepaßte Werkzeugeinheit 10 montiert ist, wird eine solche montiert, indem deren Bodenplatte 11 auf der Grundplatte 6 der Stanz­ einheit festgeschraubt und der werkzeugseitige Hebelarm 60 des Wipphebels 40 am Bügel 21 eingehängt wird. Zur Erleich­ terung des seitlichen Einfädelns der zu stanzenden Profile kann bei stillstehendem Motor 27 und damit unveränderlicher Lage der Antriebsschwenkachse 67 die Lagereinrichtung 41 mit Hilfe des Pneumatikzylinders 50 in die in Fig. 4 gezeigte Abhebestellung angehoben werden, in der das Werkzeug weit geöffnet und damit die Führungsnuten der Matrizen 13 bequem von der Seite und von oben zugänglich sind. Bei diesem Öffnungsvorgang wirkt der Hebel 40 als Einarmhebel, da die Krafteinleitung durch die Lagereinrichtung 41 zwischen der festgehaltenen Antriebsschwenkachse 67 und dem am Werkzeug angreifenden Hebelende erfolgt. Entsprechend der Hebelarm­ längen ist der Hub des Werkzeugkopfes 15 dabei etwa doppelt so hoch wie derjenige der Lagereinrichtung 41. Nach Einfädeln der Kabelkanäle 2 wird die Lagereinrichtung bis in die in Fig. 1 gezeigte Grundstellung abgesenkt und mittels der durch den Pneumatikzylinder 55 vorgeschobene Verriegelungs­ stange 54 gegen Abheben gesichert verriegelt. In dieser Grundstellung ist die Wippachse 42 festgelegt und der Hebel 40 arbeitet als Zweiarm-Wipphebel, bei dem die Kraft auf einer Seite der Schwenkachse 42 eingeleitet und auf der gegenüberliegenden Seite (am Werkzeug) abgegeben wird.

Nach Einlaufen der Einrichtung in den stationären Stanzbe­ trieb wird die Stanzeinheit 3 über den elektromotorisch angetriebenen Spindeltrieb derart parallel zur Durchlauf­ richtung 7 hin- und herbewegt, daß bei der Mitlaufbewegung die Stanzeinheit nach einer kurzen Beschleunigungsphase über ein Zeitintervall von beispielsweise 0,5 Sekunden gesch­ windigkeitsgleich mit den durchlaufenden Gegenständen 2 mitläuft, danach abgebremst und entgegen der Durchlauf­ richtung in Rückzugsrichtung beschleunigt wird, um nach erneutem Abbremsen wieder in Durchlaufrichtung beschleunigt zu werden. Die Mitfahrlänge beträgt ca. 330 mm.

Dieser horizontal oszillierenden Bewegung der Stanzeinheit 3 parallel zur Durchlaufrichtung ist eine oszillierende und phasenweise aussetzende Vertikalbewegung der Stempel 14 bzw. des Werkzeugtopfes überlagert, die durch einen intermittie­ renden Betrieb des Hydraulikmotors 27 bewirkt wird. Zu Beginn eines ca. 0,6 Sekunden dauernden Mitlauftaktes, der eine Be­ schleunigungsphase, daß eigentliche Stanzintervall von ca. 0,5 Sekunden und eine Abbremsphase der Stanzeinheit umfasst, ist das Umschaltventil 75 in Durchlaßstellung, so daß die Motorwelle des Hydraulikmotors dreht und über die Exzenter 35 die Pleuel 66 angehoben und somit der Stempelkopf 15 Richtung Matrize abgesenkt wird. Die Steuerung ist so koordiniert, daß spätestens beim Aufsetzen der Niederhalter 16 auf die zu stanzende Kabelkanalwandung die Stanzeinheit 3 mit gleicher Geschwindigkeit wie die durchlaufenden Kabelkanäle, bei­ spielsweise mit bis zu 12 m/sek in Durchlaufrichtung 7 vorbewegt wird. Der Stanzkopf wird hydraulisch bis zum unteren Totpunkt der Stanzung gedrückt, wobei die Stanzwerk­ zeuge die Kabelkanalwandung durchdringen und Durchgangs­ öffnungen ausstanzen. Bei Fortdrehung der Motorwelle über den oberen Totpunkt der Pleuel hinaus werden die Stempel wieder angehoben, bis die Werkzeuge und die Niederhalter von den Kabelkanälen 2 abgehoben sind. Danach wird die Abbremsphase der Stanzeinheit eingeleitet, während der der Hydromotor noch bis zum unteren Totpunkt der Pleuel (entsprechen der obersten Stellung der Stempel) weitergedreht und dann kurzzeitig abgeschaltet wird.

Die Abschaltung wird durch ein Signal des Initiator 38 für die Drehstellung der Welle 31 eingeleitet und dadurch bewirkt, daß das Umschaltventil 75 aus der Durchlaßstellung in die in Fig. 5 gezeigte Sperrstellung umschaltet, in der kein Hydrau­ liköl zum Motor 27 gefördert, sondern durch den Bypass 77 im drucklosen Umlauf zum Tank 72 rückgeführt wird.

Der folgende Absenkvorgang des Werkzeuges wird durch erneutes Umschalten des Ventils 75 zurück in die Durchlaßstellung eingeleitet, wodurch der Motor 27 wieder in Gang gesetzt und der Wipphebel entsprechend verschwenkt wird.

Während eines Stanzzyklus sind also nur zwei Schaltbewegungen des Ventils 75 erforderlich, während bei herkömmlichen, mit Hydraulikzylindern arbeitenden Stanzen drei Schaltungen (Durchlaß zum Stanzen, Durchlaß zum Abheben und Sperrstel­ lung) pro Zyklus erforderlich sind. Die Schalthäufigkeit wird also um 1/3 abgesenkt. Zudem fließt die Arbeitsflüssigkeit, deren Druckenergie in Bewegungsenergie des Stellantriebs und letztlich in Stanzkraft umgesetzt wird, nur in einer Richtung 70 durch den Hydraulikmotor. Dadurch kann ein Aufheizen des Motors verhindert werden, da jeweils kühlere Flüssigkeit vom Tank 72 nachgeführt und die im Motor aufgeheizte Flüssigkeit schubweise Richtung Tank abgeführt wird. Dies ermöglicht einen störungsfreien Dauerbetrieb auch bei höchsten Stanzfre­ quenzen. Zudem wird durch die Wipphebelmechanik innerhalb der Stanzeinheit ein in sich geschlossener Kraftfluß geschaffen, so daß die auftretenden, z. T. erheblichen Stanzkräfte nicht nach außen, beispielsweise auf die Elemente der Verschie­ bungseinrichtung, abgeleitet werden. Durch den symmetrischen Aufbau der Einrichtung und die leichtlaufenden Vertikalfüh­ rungen wird zudem eine lagegenaue Stanzung gefördert. Typi­ sche Lochabstanztoleranzen in der Größenordnung von 1/10 mm können damit auch bei hohen Durchlaßgeschwindigkeiten einge­ halten werden.

Claims (12)

1. Stanzeinrichtung zum Stanzen von langgestreckten Gegenständen, die in ihrer Längsrichtung bewegt werden, insbesondere zum Stanzen von extrudierten Kunststoffgegenständen, wie Kabelkanälen (2), zeitnah nach Austritt aus einer Extrusionsein­ richtung, die Stanzeinrichtung mit mindestens einer parallel zur Längsrichtung hin- und her­ bewegbaren Stanzeinheit (3), an der mindestens ein Stanzwerkzeug angeordnet ist, das mittels eines an der Stanzeinheit angeordneten und mit der Stanzein­ heit verfahrbaren hydraulischen Stellantriebs (25) in einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Stanzrichtung (17) hin- und herbewegbar ist, wobei die Stanzeinheit und das Stanzwerkzeug derart koordiniert ansteuerbar sind, daß das Stanz­ werkzeug während eines Stanzintervalles gesch­ windigkeitsgleich mit dem Gegenstand mitläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb einen Hydraulikmotor (27) mit einer um eine Motorachse (30) drehbaren Motorwelle (29) aufweist, die über eine Kraftübertragungseinrichtung (31, 66, 40) mit dem Stanzwerkzeug derart gekoppelt ist, daß eine einsinnige Drehung der Motorwelle eine Wechselbewegung des Stanzwerkzeugs in Stanzrichtung (17) bewirkt.

2. Stanzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine hydraulische Ansteuerung des Stellantriebs derart ausgebildet ist, daß eine hydraulische Arbeitsflüssigkeit dem Stellantrieb schubweise zuführbar ist.

3. Stanzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zum Stellantrieb führenden hydraulischen Druckleitung (73) ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Um­ schaltventil (75) mit nur zwei Schaltstellungen vorgesehen ist, wobei vorzugsweise in einer ersten Schaltstellung des Umschaltventils der Stellantrieb mit einer hydraulischen Druckquelle (71) verbindbar und in der zweiten Schaltstellung die Verbindung zwischen Druckquelle und Stellantrieb gesperrt ist.

4. Stanzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umschaltventil (75) derart ausgebildet ist, daß in der zweiten Schaltstellung von der Druckquelle (71) zugeförderte Arbeitsflüss­ igkeit über einen Bypass (77) in einem drucklosen Umlauf zur Druckquelle rückführbar ist.

5. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft­ übertragungseinrichtung mindestens einen, vor­ zugsweise zwei durch den Stellantrieb drehbaren Exzenter (35) aufweist.

6. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise vollmechanische Kraftübertragungsein­ richtung mindestens einen um eine vorzugsweise horizontale Wippachse (42) schwenkbaren Wipphebel (40) mit zwei Hebelarmen aufweist, wobei am ersten Hebelarm (64) der Stellantrieb angreift und der andere Hebelarm (60) mit dem Stanzwerkzeug gekop­ pelt ist.

7. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit dem Stellantrieb bewegungsgekoppeltes Antriebsglied, vorzugsweise ein Pleuel (66), an dem antriebsseitigen, ersten Hebelarm (64) des Wipphebels (40) um eine Antriebsschwenkachse (67) schwenkbar angelenkt ist, wobei vorzugsweise zwei Antriebsglieder (66) vorgesehen sind.

8. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindes­ tens einen um eine Wippachse (42) verschwenkbaren Wipphebel (40) aufweist und derart ausgebildet ist, daß die Position der Wippachse (42) im Bezug auf die Stanzeinheit (3), vorzugsweise in Ver­ tikalrichtung, verlagerbar ist, wobei die Stanzein­ heit vorzugsweise eine Lagereinrichtung (41) für den Wipphebel (40) aufweist, die zwischen einer Grundstellung und einer Abhebestellung vertikal verschiebbar geführt und vorzugsweise in der Grundstellung verriegelbar ist.

9. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft­ übertragungseinrichtung mindestens einen Hebel (40) aufweist, der durch Achsenwechsel seiner zwei Lagerachse (42, 67) wahlweise als einarmiger Hebel oder zweiarmiger Hebel nutzbar ist.

10. Stanzeinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vorzugsweise vertikale Linearführungseinrichtung zur kippfreien Führung vertikal beweglicher Teile (14, 15, 16)des Stanzwerkzeuges aufweist, vor­ zugsweise mit mindestens zwei Führungsstangen (12), die mit Abstand zueinander angeordnet sind.

11. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanz­ werkzeug derart öffenbar ist, daß zu stanzende Gegenstände quer zu ihrer Längsrichtung in das Stanzwerkzeug einführbar, bzw. aus dem Stanzwerk­ zeug entnehmbar sind.

12. Stanzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanz­ werkzeug in einer auswechselbaren Stanzwerkzeugein­ heit (10) integriert ist, die vorzugsweise ein an der Stanzeinheit festlegbares Basiselement (11), eine daran befestigte Werkzeugführungseinrichtung (12) und daran gelagerte, bewegliche Teile (14, 15, 16) des Stanzwerkzeuges aufweist.