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Die
Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung zum Ausschneiden von Platinen
aus einem intermittierend durch die Stanzvorrichtung hindurch geführten bandförmigen Werkstoff,
mit einem um eine senkrecht zur Förderebene des Werkstoffs stehende
Achse drehbar gelagerten Stempel und einer drehbar gelagerten Matrize, einer
unterhalb der Matrize angeordneten Transportvorrichtung zum Entfernen
der Platinen aus der Stanzvorrichtung sowie Mitteln zum Ausrichten
der Platinen in eine für
eine Weiterverarbeitung gewünschte
Endlage. Außerdem
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausschneiden von Platinen.
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Beim
Ausstanzen von Platinen aus bandförmigem Werkstoff, insbesondere
einem Blechband, besteht der Wunsch, den Werkstoff maximal zu verwerten
und Abfall, den so genannten Verschnitt, auf ein notwendiges Minimum
zu reduzieren. Man ist daher beim Ausschneiden von Platinen darum
bemüht,
dass die Schnittkanten zweier benachbarter Platinen möglichst
nah beieinander liegen.
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Neben
der Verwendung eines Doppelwerkzeuges ist es bereits bekannt, die
Platinen im so genannten Wendeschnitt auszuschneiden. Eine optimale
Ausnutzung des Blechbandes kann durch diese Verfahren nicht erreicht
werden.
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Die
DE 2 233 350 A1 offenbart
bereits eine Schneidvorrichtung für eine Presse zum Ausschneiden
von Platinen aus einem durch das Werkzeug intermittierend hindurch
geführten
Streifen oder bandförmigen
Werkstoff, wie beispielsweise Blechband. Um das Blechband maximal
zu verwerten und Abfall zu verringern, ist das Werkzeug in der Presse
um eine senkrecht zur Förderebene
des Blechbandes liegende Achse drehbar gelagert. Der Drehbereich
des Werkzeuges beträgt
vorzugsweise 180°.
Das Werkzeugunterteil ist auf einem in an sich bekannter Weise auf
dem Pressentisch angeordneten Schnittauflagekasten befestigt, an
welchem ein weiterer, den Matrizenhalter sowie die Matrize tragender
Drehteller gelagert ist. Zum Herausnehmen der Platinen aus dem Werkzeug
ist eine an sich bekannte Greiferschienen-Transportvorrichtung vorgesehen.
Schließlich
wird offenbart, dass der Schneidvorrichtung eine an sich bekannte
Platinenausrichtstation, beispielsweise ein Drehtisch nachgeschaltet
ist.
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Die
durch den Stempel des Werkzeuges ausgeschnittene Platine fällt unter
Einwirkung eines separat vorgesehenen Platinenausstoßers durch
eine Aussparung des Matrizenhalters, des darunter angeordneten Drehtellers
sowie des stationären
Werkzeugunterteils auf den Schnittauflagekasten. Auf dem Schnittauflagekasten
wird die ausgestanzte Platine durch entsprechend ihrer Form auf
den Greiferschienen angebrachte Mitnehmerbolzen erfasst und durch
die Greiferschienen-Transporteinrichtung
aus dem Entladekanal der Vorrichtung heraustransportiert und der
nachgeschalteten Platinenausrichtstation zugeführt. Der Drehtisch der Platinenausrichtstation
ist in zwei Richtungen drehbar, so dass die nacheinander in verschiedenen
Lagen anfallenden Platinen in eine bestimmte gleiche Endlage für den Weitertransport
gedreht werden können.
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Um
Platinen in zwei gegeneinander versetzten Reihen auszuschneiden,
wird das Werkzeug exzentrisch zur Drehachse der Drehteller angeordnet.
Entsprechend der jeweiligen Platinenform und der Exzentrizität muss der
Drehtisch der Platinenausrichtstation nicht nur um unterschiedliche
Winkel gedreht, sondern auch eine zusätzliche lineare Querverschiebung
erfahren.
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Ein
Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass auf Grund
der entsprechend der Form der ausgestanzten Platine auf den Greiferschienen
angebrachten Mitnehmerbolzen nur definierte Drehwinkel der Schneidvorrichtung
sowie der entsprechenden Matrize zulässig sind, damit die Platinen
von der Greiferschienen-Transporteinrichtung korrekt aufgenommen
werden können.
Des weiteren lassen sich unsymmetrische Platinen nicht transportieren.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die ausgestoßene Platine
unter Einwirkung des Platinenausstoßers herunter fällt, so
dass die ausgestanzte Platine von den Mitnehmerbolzen der Greiferschienen-Transporteinrichtung
nicht stets in der definierten Lage aufgenommen wird. In diesen
Fällen
ist die Rückdrehung
auf dem Drehtisch der Platinenausrichtstation, die stets um einen
konstanten Winkel erfolgt, fehlerhaft. Dies hat zur Folge, dass
derartige Platinen nicht korrekt in die für die Weiterverarbeitung gewünschte Endlage
gedreht werden können.
Schließlich
ist ein Schneiden in gegeneinander versetzten Reihen nur eingeschränkt und
nicht unter optimaler Ausnützung
des bandförmigen
Werkstoffs möglich.
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Aus
der
GB 1 193 666 A ist
eine Stanzvorrichtung für
eine Presse zum wechselweisen Ausschneiden von Platinen in zwei
Reihen aus einem Blechband bekannt. Das Blechband wird schrittweise
vorgeschoben. Zum wechselweisen Ausschneiden der Platinen wird das
Schnittgestell rechtwinklig zum Bandvorschub periodisch hin- und
herbewegt. Für
den Stanzhub in der ersten Reihe wird das Schnittgestell in eine
erste Endstellung und für
den Stanzhub in der zweiten Reihe in die andere Endstellung bewegt.
Die ausgeschnittenen Platinen werden in einer nachfolgenden Maschine
weiterverarbeitet.
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Um
eine derartige Stanzvorrichtung mit einem rechtwinklig zum Bandvorschub
hin- und herbewegten Schnittgestell so auszubilden, dass auch bei
beliebigen Platinenformen eine optimale Ausnutzung des Blechbandes
bei nur einmaligem Durchlauf des Blechbandes möglich ist, wird in diesem Dokument
vorgeschlagen, dass das Schnittgestell je einer Reihe zugeordnete
Schneidvorrichtungen aufweist, von denen aber jeweils nur eine in
der genannten Endstellung über
das Band bewegbar ist. Das Blechband muss nicht zweimal durch die Maschine
geführt
werden, da nacheinander zwei Schnitte je Reihe durchgeführt werden.
In den in der Praxis überwiegend
vorkommenden Fällen,
in denen nur eine einzige Platinenform ausgestanzt werden soll,
sind in dem Schnittgestell die beiden Schneidvorrichtungen gleich
ausgebildet und am Schnittgestell um einen festen Winkel gegeneinander
verdreht angeordnet, beispielsweise um einen festen Winkel von 180°.
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Die
derart ausgestaltete Stanzvorrichtung kann eine Drehvorrichtung
für die
ausgestanzten Platinen nachgeschaltet sein, die die Platinen so
dreht, dass sie alle in einer Richtung liegen. Dabei kann entweder
jede Platine um einen festen Winkel gedreht werden oder aber die
Drehvorrichtung greift nur an jeder zweiten Platine an, um sie in
die Lage zu drehen, die die erste Platine aufweist.
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Die
Unterwerkzeuge der Schneidvorrichtungen weisen Aussparungen auf,
durch die hindurch die ausgestanzten Platinen nach unten auf eine
Transportvorrichtung fallen, die die ausgestanzten Platinen zu der
beschriebenen Drehvorrichtung transportiert. Durch das Herabfallen
befinden sich die Platinen nicht in einer definierten Lage, so dass
die exakte Rückdrehung
unter einem festen Winkel ebenfalls nicht stets korrekt gewährleistet
ist.
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Ferner
ist aus der
DE 1 552
002 A eine Stanzeinrichtung einer Stufenpresse mit wenigstens
zwei um jeweils 180° versetzt
zueinander angeordneten, nicht drehbar gelagerten Stempeln bekannt.
Die Stanzeinrichtung ist einem schwenkbar gelagertem Bandvorschub-
und Richtapparat nachgeordnet. Die Matrizen weisen entsprechend
der Lage der Stempel ebenfalls um 180° zueinander versetzt angeordnete Öffnungen
auf. An der Stanzeinrichtung ist außerdem eine federnd gelagert
Haltevorrichtung vorgesehen, deren gegenüberliegende Halteschieber in
der Ausgangsteilung mit ihren Enden um einen bestimmten Betrag in
die Matrizenöffnung
hineinragen, um die Fallbewegung der geschnittenen Platine aufzuhalten
und diese vorübergehend
festzuhalten, bevor sie auf die Transportebene fällt und dort von Greifern erfasst
wird. Das vorübergehende
Festhalten der Platine ist deshalb erforderlich, weil sich unterhalb
der geschnittenen Platine noch die zuvor von dem benachbarten Stempel
geschnittene Platine in der Transportebene befindet.
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Ausgehend
von der
DE 2 233 350
A1 als nächstliegenden
Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine
Stanzvorrichtung der eingangs erwähnten Art, insbesondere für unregelmäßig geformte
Platinen zu schaffen, die ohne Beeinträchtigung der Übergabe
der Platine an die Transportvorrichtung beliebige Drehwinkel des
Werkzeugs erlaubt. Des weiteren soll ein Stanzverfahren angegeben
werden, um dieses Ziel zu erreichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
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Die
Aufgabe wird bei einer Stanzvorrichtung der eingangs erwähnten Art
dadurch gelöst,
dass die Stanzvorrichtung zwischen der Transportvorrichtung und
der Matrize einen Platinenholer zur unmittelbaren Übernahme
jeder Platine nach dem Ausschneiden und zur Übergabe an die Transportvorrichtung
aufweist und der Platinenholer um die Drehachse von Stempel und
Matrize um übereinstimmende
Drehwinkel wie der Stempel und die Matrize drehbar und in Achsrichtung
beweglich gelagert ist. Bezogen auf eine Ausgangslage sind Stempel, Matrize
und Platinenholer insbesondere um bis zu +/–180° drehbar.
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Infolge
der unmittelbaren Übernahme
jeder Platine nach dem Ausschneiden durch den Platinenholer wird
vermieden, dass die ausgeschnittene Platine auf die Transportvorrichtung
herabfällt
und dabei eine Lageänderung
erfährt.
Des Weiteren gewährleistet
der der Transportvorrichtung vorgeschaltete Platinenholer, dass die
ausgeschnittene Platine unabhängig
von der jeweiligen Schneidstellung von Stempel und Matrize in stets gleicher
Orientierung von dem Platinenholer an die Transportvorrichtung übergeben
werden kann. Der Platinenholer ist um eine zu der Achse von Stempel
und Matrize parallele Achse um übereinstimmende
Drehwinkel wie der Stempel und die Matrize drehbar und in Achsrichtung
beweglich gelagert. Durch das kontrollierte Abholen und Verdrehen
der ausgestanzten Platinen in eine stets gleiche Übergabeposition
an die Transportvorrichtung, kann diese mit exakt auf die jeweilige
Platinenform angepassten Halteelementen, wie insbesondere Greiferbacken
ausgestattet werden, die ein sicheres und schonendes Handling der
Platinen ermöglichen.
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Infolge
der erfindungsgemäß unbeeinträchtigten Übergabe
der ausgestanzten Platinen an die Transportvorrichtung sind beliebige
Drehwinkel des Werkzeuges möglich,
so dass sich der bandförmige
Werkstoff, insbesondere auch beim Ausschneiden von unregelmäßig geformten
Platinen bestmöglich
ausnutzen lässt. Insbesondere
dann, wenn zwischen dem Werkzeug und dem bandförmigen Werkstoff quer zu dessen
Vorschubrichtung zusätzlich
eine Relativbewegung möglich
ist, lässt
sich durch gezielte Drehung des Werkzeuges eine optimale Verschachtelung
der Schnitte über
die Breite und Länge
des bandförmigen
Werkstoffes erreichen. Die Relativbewegung wird vorzugsweise dadurch
erreicht, dass eine Vorschubeinrichtung den bandförmigen Werkstoff
intermittierend durch die Stanzvorrichtung bewegt und die Vorschubeinrichtung rechtwinklig zum
Bandvorschub hin und her beweglich angeordnet ist. Grundsätzlich besteht
jedoch auch die Möglichkeit, das
Werkzeug einschließlich
des Platinenholers quer zur Vorschubrichtung zu bewegen. Auf Grund
der hohen zu bewegenden Massen ist jedoch die Bewegung der Vorschubeinrichtung
zu bevorzugen.
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Auf
Grund der Drehung des Platinenholers zwischen zwei aufeinander folgenden
Schnitten um denselben Drehwinkel und in dieselbe Drehrichtung wie
Stempel und Matrize, entfällt
bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei unregelmäßig ausgebildeten
Platinen die Notwendigkeit einer translatorischen Bewegung der Platine
zusätzlich
zur Rückdrehung
in die gewünschte
Endlage für
den Weitertransport, wie dies in den Ausrichtstationen nach dem
Stand der Technik erforderlich ist.
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Aus
konstruktiven Gründen,
insbesondere zur Vermeidung komplexer sich über das Werkzeugunter- und
-oberteil erstreckender Getriebe ist dem Stempel, der Matrize und
dem Platinenholer jeweils mindestens ein Drehantrieb zugeordnet.
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Um
die für
zahlreiche Platinen geforderten geringen Schneidspalte einhalten
zu können,
ist eine hohe Positioniergenauigkeit zwischen Stempel und Matrize
erforderlich, die vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass sowohl
dem Stempel als auch der Matrize jeweils zwei auf ein mit dem Stempel
bzw. der Matrize verbundenes Antriebsrad wirkende Antriebe zugeordnet
sind. Das Antriebsrad kann beispielsweise als ein mit zwei Schneckenwellen
kämmendes
Schneckenrad ausgestaltet sein, wobei jede Schneckenwelle von einem
separaten Servomotor angetrieben wird. Der erste Servomotor steuert
die gewünschte
Verdrehposition von Stempel bzw. Matrize an, während der zweite Servomotor
ohne die Drehung des Schneckenrades fortzusetzen nach Erreichen
der gewünschten
Drehposition ein Drehmoment auf das Schneckenrad aufrecht erhält, so dass kein
den Schneidspalt beeinträchtigendes
Spiel zwischen Schneckenrad und den beiden Schneckenwellen auftritt.
Alternativ besteht die Möglichkeit,
Stempel und Matrize mechanisch miteinander zu verriegeln, um einen
geringen Schneidspalt einhalten zu können und ohne dass jeweils
zwei Antriebe für
Stempel und Matrize erforderlich wären. Die Verriegelung kann
beispielsweise mittels Indexierstiften erfolgen, die Stempel und
Matrize in Drehrichtung um deren Drehachsen formschlüssig in
einem Bereich neben dem durchlaufenden bandförmigen Werkstoff verbinden.
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Die
Drehantriebe sind vorzugsweise synchronisiert, so dass Stempel,
Matrize und Platinenholer insbesondere zeitgleich um übereinstimmende
Drehwinkel verdreht werden.
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Der
Platinenholer ist konstruktiv vorteilhaft an einem um die Drehachse
des Platinenholers drehbaren Rollenkörper angeordnet, der in einem
ortsfesten Gestell, insbesondere an der Transportvorrichtung angeordnet
ist. Durch diese konstruktive Maßnahme kann das Gestell der
Transportvorrichtung zugleich als Gestell für den Platinenholer dienen,
der ohnehin für
die Übergabe
der Platinen im Wirkungsbereich der Transportvorrichtung anzuordnen
ist.
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Die
Matrize besitzt eine gewisse Eintauchtiefe für den Stempel. Um die ausgestanzte
Platine gleichwohl unmittelbar nach dem Ausschneiden übernehmen
zu können,
ist die Auflagefläche
des Platinenholers so bemessen, dass sie von unten in den freien
Querschnitt der Matrize eintauchen kann. Zur Fixierung der Übernahme
der Platine können
in der Oberfläche
des Platinenholers Haltemittel, wie beispielsweise Magneten und/oder
Vakuumsauger angeordnet sein. Für
eine rasche Rückdrehung
und Vertikalbewegung der Platine reichen die Haltemittel an dem
Platinenholer selbst jedoch nicht aus, sondern erfordern eine zusätzliche
Fixierung der Platine auf einer größeren Fläche. Konstruktiv wird dies
im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der eigentliche Platinenholer
an einem Pilot-Antrieb angeordnet ist, der einen relativ kurzen
Hub bis zu einer den Platinenholer umgebenden Auflageplatte ausführt, während ein
weiterer Antrieb für
den längeren
Haupthub des auf das Niveau der Auflageplatte abgesenkten Platinenholers
verantwortlich ist. Eine bevorzugte konstruktive Lösung besteht
darin, dass an einem Rollenkörper
drehfest ein erster in Richtung der Drehachse des Platinenholers
beweglicher Linearantrieb angeordnet ist, dessen Abtrieb mit einer
Halterung für
eine Auflageplatte und einen zweiten Linearantrieb verbunden ist,
wobei der Platinenholer am Abtrieb des zweiten Linearantriebs befestigt
und die Auflageplatte einen Durchgang aufweist, der den Platinenholer
in der unteren Endlage des zweiten Linearantriebs umgibt. Der erste
in Richtung der Drehachse bewegliche Linearantrieb vollzieht den Haupt-Hub
des Platinenholers und bringt die Auflageplatte bis knapp unter
die Matrize, während
der zweite Linearantrieb, der Pilotzylinder den kurzen Hub des Platinenholers
innerhalb der Matrize bis unmittelbar an deren Unterseite bewirkt.
Nach der unmittelbaren Übernahme
der Platine wird der Pilotzylinder in seine untere Endlage verfahren,
in der die Auflageplatte die Auflagefläche des Platinenholers umgibt
und damit der ausgestanzten Platine eine insgesamt größere Auflagefläche bietet.
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Auf
Grund der synchronen Verdrehung des Platinenholers um übereinstimmende
Drehwinkel wie Stempel und Matrize kann die Platine auf der Auflageplatte
durch längs
der Kontur der Platine angebrachte Mitnehmerbolzen lagerichtig fixiert
werden. Insbesondere wenn die dem Platinenholer nachgeschaltete
Transportvorrichtung mit Greifern arbeitet, sind diese Mitnehmerbolzen
unter die Oberfläche
der Auflageplatte absenkbar, um ein ungehindertes Erfassen der Platinen
mittels in der Platinenebene wirksamer Greifer zu ermöglichen.
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Die
zu- und voneinander weg beweglichen Greifer sind vorzugsweise an
zwei parallelen Tragelementen, insbesondere Greiferschienen befestigt,
die mit einem schrittweise arbeitenden Antrieb verbunden sind. Der
Schrittantrieb für
die Tragelemente befindet sich an dem Gestell der Transportvorrichtung,
an dem vorzugsweise auch der Rollenkörper des Platinenholers angeordnet
ist. Der Rollenkörper
befindet sich dabei zwischen zwei aufeinander zu und voneinander
weg beweglichen Greifern an einer der beiden Stirnseiten der beiden
parallelen Tragelementen.
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Die
Drehbewegung von Stempel, Matrize und Übernahmewerkzeug und der Vorschub
des bandförmigen
Materials sowie gegebenenfalls die Bewegung der Vorschubeinrichtung
quer zur Vorschubrichtung werden vorzugsweise von einem Programm
gesteuert, das eine optimale Verschachtelung der Platinen auf dem bandförmigen Werkstoff
sicherstellt. Nach einmaliger Programmierung der Drehbewegungen
zwischen aufeinander folgenden Schneidvorgängen sowie gegebenenfalls der
korrespondierenden Querbewegung des bandförmigen Materials kann die optimale
Verschachtelung für
eine bestimmte, auszuschneidende Platine bezogen auf einem bestimmten
bandförmigen
Werkstoff abgespeichert und jederzeit über die Programm-Steuerung wieder
aufgerufen werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung
näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung,
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2 einen
Schnitt durch die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung
nach 1,
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3 eine
Detailansicht eines Platinenholers einer Stanzvorrichtung nach 1,
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4 einen
Schnitt längs
der Linie A-A nach 3,
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Transportvorrichtung mit darin integriertem
Platinenholer nach 3 und 4,
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6 eine
Seitenansicht der Transportvorrichtung nach 5,
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7 einen
Schnitt durch die Transportvorrichtung längs der Linie A-A nach 6.
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8 eine
perspektivische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung in Ein-
und Auslaufrichtung des Blechbandes.
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1 zeigt
eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung
(1), die ein Werkzeugober- und -unterteil (2, 3)
aufweist, die durch zwei seitliche Verbindungsteile (4a,
b) voneinander beabstandet sind. Durch den zwischen den seitlichen
Verbindungsteilen (4a, b) sowie dem Werkzeugober- und unterteil
(2, 3) gebildeten Durchgang wird das lediglich
in 8 dargestellt bandförmige Material in Form eines Blechbandes
(5) von einer Vorschubeinrichtung (6) intermittierend
hindurchbewegt. Die Vorschubeinrichtung (6) ist auf zwei
Schienen (7) quer zur Vorschubrichtung mittels eines Antriebs
(8) hin- und her bewegbar, um einen Zick-Zack-Schnitt in
dem Blechband (5) zu erzeugen. Die Vorschubeinrichtung
(6) ist zusammen mit den Schienen (7) und dem
Antrieb (8) auf einer Tragplatte (9) angeordnet,
die sich über
Konsolen (10) an einem Rahmen (11) für die Stanzvorrichtung
(1) abstützt.
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Die
Vorschubeinrichtung (6) wird durch zwei in dem Gehäuse der
Vorschubeinrichtung (6) angeordnete, in 1 nicht
sichtbare gegenläufig
angetriebene Walzen gebildet, in deren Walzenspalt das Blechband geführt ist.
Auf Höhe
des Walzenspaltes befindet sich in dem Gehäuse der Vorschubeinrichtung
(6) ein der Breite des Blechbandes entsprechender Schlitz
(12) auf der Ein- und auf der gegenüber liegenden Auslassseite.
Der Schlitz (12) der Vorschubeinrichtung (6) befindet
sich auf dem Höhenniveau
der Schnittauflage (13) des Werkzeugunterteils (3),
in dem die Matrize (14) mit dem Matrizenhalter (15)
drehbar gelagert sind. In dem gegenüber liegenden Werkzeugoberteil
(2) ist der Stempelhalter (16) mit dem darin in
Achsrichtung (25) beweglich angeordneten Stempel (17)
drehbar gelagert.
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Unter
dem Werkzeugunterteil (3) der Stanzvorrichtung (1)
befindet sich eine insgesamt mit (18) bezeichnete Transportvorrichtung,
mit der die aus dem nicht dargestellten Blechband (5) ausgestanzten
Platinen (19) querab zur Vorschubrichtung des Blechbandes
unterhalb des Werkzeugunterteils (3) zu einer nachgeschalteten,
in 1 nicht dargestellten Weiterverarbeitungsstation
gefördert
werden. Zwischen der Transportvorrichtung (18) und der
Matrize (14) im Werkzeugunterteil (3) befindet
sich ein in 1 nicht sichtbarer, in die Transportvorrichtung
(18) integrierter Platinenholer (20), mit dem
die Platinen (19) unmittelbar nach dem Ausschneiden übernommen
und unabhängig
von der Schneidstellung von Stempel (17) und Matrize (14)
in stets gleicher Orientierung von dem Platinenholer (20)
an die Transportvorrichtung (19) übergeben werden. Die Anordnung
des in die Transportvorrichtung (18) integrierten Platinenholers
(20) unterhalb des Werkzeugunterteils (3) zeigt
die Schnittdarstellung nach 2. Die gleiche
Orientierung der unregelmäßig geformten
Platinen (19) ist in 1 erkennbar.
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In
dem Werkzeugoberteil (2) ist, wie aus 2 erkennbar,
der hohlzylindrische Stempelhalter (16) drehbar gelagert
(22). Der Stempelhalter (16) weist im oberen Bereich
einen Flanschring (23) auf, der sich an dem Werkzeugoberteil
(2) abstützt.
Mit dem Flanschring (23) ist ein Schneckenrad (26) über Schraubverbindungen
drehfest verbunden, das wiederum mit zwei Schneckenwellen (27, 28)
in Eingriff steht. Die Schneckenwellen (27, 28)
sind beidseitig, wie insbesondere aus 1 erkennbar,
in Lagerböcken
(31, 32) drehbar gelagert und an der Einlaufseite
der Stanzvorrichtung (1) jeweils mit einem Servomotor (29)
bzw. (30) verbunden. Die Servomotoren (29, 30)
sind an einer der beiden Seitenwangen (33, 34)
des Werkzeugoberteils (2) angeflanscht. Auf den im oberen
Bereich angeordneten Abplattungen der parallel zueinander angeordneten
Seitenwangen (33, 34) ist eine Tragplatte (35)
zur Aufnahme des Antriebs (37) für einen Schnittstößel (36)
befestigt.
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An
der unteren Stirnseite des Schnittstößels (36) ist ein
Adapter (38) zur in Achsrichtung (25) formschlüssigen Aufnahme
eines sich endseitig erweiternden Betätigungsflansches (39)
angebracht, der wiederum mit dem Stempel (17) verschraubt
ist. Infolge der in Achsrichtung (25) formschlüssigen Verbindung
zwischen Adapter (38) und Betätigungsflansch (39)
können
die in Achsrichtung wirkenden Kräfte
des Schnittstößels (36) übertragen
werden, ohne die Drehbarkeit des mit dem Betätigungsflansch (39)
verbundenen Stempels (17) zu beeinträchtigen. Der axial in dem Stempelhalter
(16) verschiebliche Stempel (17) ist in Drehrichtung
um die Achse (25) formschlüssig mit dem Stempelhalter
(16) verbunden, so dass der Stempel (17) jede
Drehbewegung des Stempelhalters (16) mit vollzieht. Am
unteren Rand des Stempelhalters (16) ist den Stempel (17) umgebend
ein Niederhalter (40) angeordnet, der das Blechband (5)
während
des Ausschneidens der Platinen (19) längs des Schnittrandes gegen
die Schnittauflage (13) drückt.
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Zur
Stabilisierung der Drehbewegung des Stempelhalters (16)
ist ein Radiallager (41) zwischen einem umlaufenden Steg
(42) an dem Stempelhalter (16) und einer sich
von der Unterseite des Werkzeugoberteils (2) nach unten
erstreckenden Lageraufnahme (43) angeordnet.
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Im
Werkzeugunterteil (3) ist in einem horizontalen, in dem
Werkzeugunterteil (3) eingelassenen Auflagebereich (44)
der Matrizenhalter (15) drehbar gelagert. Der Matrizenhalter
(15) ist an seiner der Matrize (14) gegenüber liegenden
unteren Seite mit einem Schneckenrad (45) verschraubt,
das wiederum mit zwei in Durchbohrungen des Werkzeugunterteils (3)
laufenden Schneckenwellen (46, 47) kämmt. Die
Schneckenwellen (46, 47) sind stirnseitig sind
mit zwei unabhängigen
Servomotoren verbunden, die jedoch in 1 nicht dargestellt
sind, um die Sicht auf die Vorschubeinrichtung (6) nicht
zu verdecken. Erkennbar sind jedoch stirnseitig am Werkzeugunterteil
(3) angeordnete Öffnungen
der Durchbohrungen zur Aufnahme der Schneckenwellen (46, 47).
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Gegenüberliegend
von dem Schneckenrad (45) ist die Matrize (14)
in den Matrizenhalter (15) eingelassen. Die Matrize (14)
verfügt
ausgehend von der Schnittauflage (13) über eine ihrer Bauhöhe entsprechende
Einsinktiefe (48) für
den Stempel (17) während
des Ausschneidens der Platinen (19).
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Der
in Achsrichtung (25) hin- und her bewegliche und um die
Achse (25) drehbare Platinenholer (20) übernimmt
die in der Ebene der Schnittauflage (13) ausgeschnittene
Platine (19) unmittelbar nach dem Ausschneiden, in dem
der Platinenholer (20) bis an die Unterseite des Blechbandes
(5) herangefahren wird. Wie aus 2 erkennbar,
befindet sich der Platinenholer (20) in Verlängerung
der Drehachse (25) von Stempel (17) und Matrize
(14) unterhalb eines Durchgangs (49) im Werkzeugunterteil
(3).
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Der
Aufbau des Platinenholers (20) und von dessen Antrieb um
und in Richtung der Achse (25) wird am besten durch die 3 und 4 verdeutlicht:
Um den Platinenholer (20) drehbar und in Achsrichtung (25)
beweglich zu lagern, ist der Platinenholer am Abtrieb eines Pilotzylinders
(50) befestigt, dessen Kolbenstange sich in 4 in
ihrer unteren, eingefahrenen Endlage befindet. Aus 4 weiter
erkennbar ist, dass der Platinenholer (20) eine zentrale
Durchbohrung (52) aufweist, die sich zur Oberfläche (51)
des Platinenholers (20) hin erweitert. Über die zentrale Durchbohrung
(52) wird ein Halte-Vakuum auf die Oberfläche (51)
des Platinenholers (20) aufgebracht, um die Platinen (19)
nach dem Ausschneiden zu fixieren. Der Pilotzylinder (50)
ist mit seinem dem Platinenholer (20) gegenüber liegenden
Ende mit dem Abtrieb eines weiteren Linearantriebs, des Haupt-Hub-Zylinders
(54) verbunden, der zugleich eine Halterung (53)
aufnimmt, an deren oberen Ende eine horizontale Auflageplatte (55)
angeordnet ist, die einen zentralen, kreiszylindrischen Durchgang (56)
aufweist, der den Platinenholer (20) in der in 4 dargestellten
unteren Endlage der Kolbenstange des Pilotzylinders (50)
umgibt und mit der Oberfläche
des Platinenholers (20) eine ebene Auflagefläche für die ausgeschnittenen
Platinen bildet.
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Der
Haupt-Hub-Zylinder (54) ist wiederum an einem hohlzylindrischen
Rollenkörper
(57) angeordnet, der in dem ortsfesten Gestell (60)
der Transportvorrichtung (18) drehbar gelagert ist. Die
Lagerung (58) befindet sich zwischen den am äußeren Umfang
des Rollenkörpers
(57) und am Gestell (60) der Transportvorrichtung
angeordneten Lagerringen (59). Unterhalb der Lagerung (58)
wird der Rollenkörper
(57) von einer drehfest mit ihm verbundenen Laufring (61)
umgeben, die über einen
Riemen (62) mit einem Drehantrieb (63) des Riemen-Getriebes verbunden
ist (vgl. 5, 7).
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Die
ringförmige
Wand (64) des Rollenkörpers
(57) ist in Achsrichtung (25) an zwei diametral
gegenüber
liegenden Seiten mit Führungshülsen (65)
versehen, die sich über
die gesamte Höhe
des Rollenkörpers (57)
erstrecken. Die Führungshülsen nehmen
im äußeren Randbereich
der Auflageplatte (55) angebrachte, sich vertikal nach
unten erstreckende Führungsstäbe (66)
auf, um eine einwandfreie Vertikalführung der Auflageplatte (55)
sowie der Halterung (53) und des Pilotzylinders (50)
zu gewährleisten.
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5 und 6 verdeutlichen
die Einbausituation des Platinenholers (20) in die Transportvorrichtung (18).
Der Platinenholer (20) befindet sich am Anfang des Transportweges
der Transportvorrichtung zentral unterhalb des Durchgangs (49)
im Werkzeugunterteil (2) (vgl. 2). Seitlich
neben dem Platinenholer (20) ist der Drehantrieb (63)
an einer an der Unterseite des Gestells (60) befestigten
Halterung (68) befestigt. In der unteren Endlage des Haupt-Hubs-Zylinders
(54) bei eingefahrenem Pilotzylinder (50) befindet
sich die Auflageplatte (55) zusammen mit dem Platinenholer
(20) in einer Ebene geringfügig oberhalb der Oberfläche (69) des
Gestells (60), um das Zusammenwirken mit Greifern (71)
der Transportvorrichtung (18) zu ermöglichen.
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Die
Transportvorrichtung (18) weist zwei mit einem Schritt-Antrieb (70)
verbundene Greiferschienen (72) auf, auf denen im Abstand
der Schrittlänge
des Schritt-Antriebes (70) die Greifer (71) angeordnet
sind. Jeweils zwei auf den parallelen Greiferschienen (72)
gegenüber
liegend angeordnete Greifer (71) weisen aufeinander zu
bewegliche Greiferbacken (73) auf, die von entsprechenden
Linearantrieben in den Greifern (71) betätigt werden.
Die beiden Greiferschienen (72) sind mittig über eine
Querstrebe (74) gekoppelt und über einen Mitnehmer (75),
der sich in senkrechter Richtung nach unten durch einen Längsschlitz
(76) in dem Gestell (60) erstreckt, mit dem Schrittantrieb
(70) verbunden. Der Schrittantrieb (70) weist
eine Welle (77) zum axialen Antreiben einer Hülse (78)
auf, an der der Mitnehmer (75) befestigt ist. Infolge dessen
wird die Axialbewegung des Schrittantriebes (70) über den
Mitnehmer (75) auf die Querstrebe (74) und damit
die beiden Greiferschienen (72) übertragen. Wie insbesondere
aus 6 und 7 ersichtlich, sind die Greiferschienen
(72) über
an der Unterseite der Greiferschienen gelagerte, um vertikale Achsen
drehbare Kerbrollen (79) an horizontalen, in die Kerben
der Kerbrollen (79) eingreifenden Schienen (80)
geführt.
-
Die
Platinen (19) werden nach dem Erfassen durch das in Transportrichtung
(67) erste Greiferpaar (71) um den Betrag einer
Schrittlänge
in Transportrichtung befördert
und sodann von dem im Abstand einer Schrittlänge angeordneten zweiten und
jedem weiteren Greiferpaar erfasst und jeweils um Schrittlänge bis
zur Übergabe
weitertransportiert. Am Ende des Transportweges erfolgt beispielsweise
die Übergabe
an eine Umformstation. Zwischen den einzelnen Transport-Schritten mittels
der Greiferpaare werden die Platinen (19) auf einem mittig,
jeweils zwischen den beiden Greifern (71) angeordneten
Transportbalken (81) angeordnet, dessen Oberfläche sich
in Höhe
der mit Platine in Berührung
kommenden Abschnitte der Greiferbacken (73) befindet. Auch
die Oberfläche
des Platinenholers (20) sowie der ihn umgebenden Auflageplatte
(55) befinden sich während
der Übergabe
der Platinen (19) an die Transportvorrichtung (18)
auf der Höhe
der Oberfläche des
Transportbalkens (81), so dass sich die Platinen in Höhe der mit
ihnen in Berührung
gelangenden Abschnitte der Greiferbacken (73) befinden.
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Die
Auflageplatte (55) weist darüber hinaus, jeweils auf die
Form der auszustanzenden Platinen (19) abgestimmte Öffnungen
(82) für
unter die Oberfläche
der Auflageplatte (55) absenkbare Mitnehmerbolzen auf. In 5 sind
lediglich die Öffnungen
(82) erkennbar, während
die der Kontur der Platine (19) folgenden Mitnehmerbolzen
bereits für
die Übergabe
und den Weitertransport der ausgestanzten Platine (19)
abgesenkt sind. Für
die an die Übergabe
zur Transportvorrichtung (18) anschließende Übernahme einer ausgestanzten Platine
(19) werden die Greiferbacken (73) der Greifer
(71) zurückgefahren,
so dass die Auflageplatte (55) mit dem Platinenholer (20)
in den Durchgang (49) in dem Werkzeugunterteil (3)
bis knapp unterhalb der Matrize (14) verfahren werden kann.
Da der Durchmesser der Auflageplatte (55) zu groß ist, um
in die Matrize (14) hineinfahren zu können, wird der relativ kurze
Restweg mittels des Pilotzylinders (15) zurückgelegt,
der den im Durchmesser wesentlich kleineren Platinenholer (20)
unmittelbar bis an die Unterseite der Platine (19) heranführt. Der
Platinenholer (20) übernimmt
mit Hilfe der Unterdruckbeaufschlagung die ausgestanzte Platine
und legt sie nach Einfahren des Pilotzylinders (50) auf
der Auflageplatte (55) zwischen den zwischenzeitlich ausgefahrenen
Mitnehmerbolzen ab. Die durch die Bolzen auf der Auflageplatte (55)
fixierte Platine (19) erlaubt eine rasche Verdrehung des
Rollenkörpers
(57) um die Achse (25), um die Platine (19)
in der in 5, 7 dargestellten
unteren Endlage der Auflageplatte (55) lagerichtig an die
Greifer (71) übergeben
zu können.
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Die
Betriebsweise der Stanzvorrichtung (1) ist wie folgt:
Der
bandförmige
Werkstoff (5) wird auf der Schnittauflage (13)
mittels der Vorschubeinrichtung (6) intermittierend durch
die Stanzvorrichtung (1) hindurchgeführt, wobei der Werkstoff zwischen
zwei aufeinander folgenden Schnitten rechtwinklig zum Bandvorschub
bewegbar ist, so dass sich in Verbindung mit dem Bandvorschub eine
Zick-Zack-Anordnung der Schnitte ergibt, bei der die Schnitte seitlich
und gegebenenfalls in Vorschubrichtung des Bandes gegeneinander versetzt
in zwei oder mehreren Reihen vorgenommen werden können. Ein
derartiger mehrreihiger Schnitt unter optimaler Ausnutzung des bandförmigen Werkstoffs
ist beispielsweise in 8 erkennbar. Der die Stanzvorrichtung
(1) nach dem Ausstanzen verlassende Rest des Blechbandes
(5) zeigt die nahe beieinander liegenden Schnittkanten
der Platinen (19). Der Verschnitt ist aufgrund der Verschachtelung
der Schnitte sehr gering, insbesondere weil Stempel (17)
und Matrize (14) bei aufeinander folgenden Schnitten durch
synchrones Drehen unterschiedliche Schneidstellungen bezogen auf
eine Ausgangslage von Stempel und Matrize einnehmen, wobei der Platinenholer
(20) zwischen zwei aufeinander folgenden Schnitten um seine
Drehachse (25) um denselben Drehwinkel und in dieselbe
Drehrichtung wie Stempel (17) und Matrize (14)
verdreht wird. Infolge der insbesondere synchronen Drehung von Matrize,
Stempel und Platinenholer ist gewährleistet, dass durch Rückdrehung
von Matrize, Stempel und Platinenholer um ein übereinstimmenden Drehwinkel
stets die gleiche Ausgangslage erreicht wird, so dass die Platine
(19) unabhängig
von der jeweiligen Schneidstellung des Stempels (17) in
stets gleicher Orientierung von dem Platinenholer (20)
an die nachgeschaltete Transportvorrichtung (18) übergeben
werden kann.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es daher möglich,
in mehreren Reihen nebeneinander und unter wahlfreien Drehwinkeln
die auszustanzenden Platinen auf dem Blechband unter Minimierung
des Verschnittes anzuordnen (vgl.
8, rechts)
und dennoch die Übergabe
der ausgestanzten Platinen in stets gleicher Orientierung sicherzustellen. Bezugszeichenliste
| Nr. | Bezeichnung |
| 1 | Stanzvorrichtung |
| 2 | Werkzeugoberteil |
| 3 | Werkzeugunterteil |
| 4a,
b | seitl.
Verbindungsteile |
| 5 | Blechband |
| 6 | Vorschubeinrichtung |
| 7 | Schienen |
| 8 | Antrieb |
| 9 | Tragplatte |
| 10 | Konsolen |
| 11 | Rahmen |
| 12 | Schlitz |
| 13 | Schnittauflage |
| 14 | Matrize |
| 15 | Matrizenhalter |
| 16 | Stempelhaltung |
| 17 | Stempel |
| 18 | Transportvorrichtung |
| 19 | Platinen |
| 20 | Platinenholer |
| 21 | |
| 22 | Lagerung |
| 23 | Flanschring |
| 24 | |
| 25 | Drehachse |
| 26 | Schneckenrad |
| 27 | Schneckenwelle |
| 28 | Schneckenwelle |
| 29 | Servomotor |
| 30 | Servomotor |
| 31 | Lagerböcke |
| 32 | Lagerböcke |
| 33 | Seitenwange |
| 34 | Seitenwange |
| 35 | Tragplatte |
| 36 | Schnittstößel |
| 37 | Antrieb |
| 38 | Adapter |
| 39 | Betätigungsflansch |
| 40 | Niederhalter |
| 41 | Radiallager |
| 42 | Steg |
| 43 | Lageraufnahme |
| 44 | Auflagebereich |
| 45 | Schneckenrad |
| 46 | Schneckenwelle |
| 47 | Schneckenwelle |
| 48 | Einsinktiefe |
| 49 | Durchgang |
| 50 | Pilotzylinder |
| 51 | Platinenholer-Oberfläche |
| 52 | Durchbohrung |
| 53 | Halterung |
| 54 | Haupt-Hub-Zylinder |
| 55 | Auflageplatte |
| 56 | zentraler
Durchgang |
| 57 | Rollenkörper |
| 58 | Lagerung |
| 59 | Lagerring |
| 60 | Gestell |
| 61 | Laufring |
| 62 | Riemen |
| 63 | Drehantrieb |
| 64 | ringförmige Wand |
| 65 | Führungshülsen |
| 66 | Führungsstäbe |
| 67 | Transportweg |
| 68 | Halterung
Drehantrieb |
| 69 | Oberfläche |
| 70 | Schrittantrieb |
| 71 | Greifer |
| 72 | Greiferschienen |
| 73 | Greiferbacken |
| 74 | Querstrebe |
| 75 | Mitnehmer |
| 76 | Langschlitz |
| 77 | Welle |
| 78 | Hülse |
| 79 | Kerbrollen |
| 80 | Schienen |
| 81 | Transportbalken |
| 82 | Öffnungen |