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Die Erfindung betrifft ein Stift zum Fangen und Positionieren von zu stanzendem und/oder zu biegendem Bandmaterial, das Fang- bzw. Positionierlöcher aufweist. Derartige Stifte (allg. „Fang- oder Positionierstifte” genannt) sind zum Beispiel in der
DE 695 24 587 T3 beschrieben und werden bei einer Bearbeitung von Bandmaterial (z. B. Blechbänder oder dergleichen) in Stanz- und/oder Biegemaschinen verwendet.
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Zur Bearbeitung wird das Bandmaterial von einer Spule, auf die das Bandmaterial zunächst aufgewickelt ist, mittels einer Zuführvorrichtung von der Spule zunehmend abgespult und der Stanz- und/oder Biegemaschine schrittweise zugeführt. Beim Zuführen wird das Bandmaterial typischerweise zwischen zwei rotierenden Vorschubwalzen hindurchgeführt, wobei die Vorschubwalzen jeweils eine Seite des Bandmaterials berühren und über die dadurch entstehende Kontaktreibung das Bandmaterial in eine Richtung bewegen.
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Wenn die Stanz- und/oder Biegemaschine einen Stanz- und/oder Biegevorgang durchführt, ist es wünschenswert, dass das Bandmaterial so genau wie möglich ausgerichtet ist. Das Material wird jedoch durch die Vorschubwalzen der Zuführvorrichtung zunächst nur näherungsweise zur gewünschten Bearbeitungsposition (Sollposition) vorgeschoben. Die Genauigkeit einer solchen näherungsweisen Zuführung beträgt ca. +/–0,01 mm.
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Dann erfolgt eine präzisere Positionierung des Bandmaterials dadurch, dass die Fang- bzw. Positionierstifte in Löcher (sog. Positionierlöcher) im Bandmaterial eingreifen und das Bandmaterial ausrichten. Hierzu weisen die Positionierstifte einenends in der Regel eine leichte Konizität bzw. Schräge auf, sodass die Positionierstifte während sie in ihrer Längsrichtung verfahren werden in die Löcher des Bandmaterials einfädeln und das Bandmaterial zunehmend präzise positionieren.
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Die Löcher im Bandmaterial, in die die Stifte eingreifen, werden z. B. in einem vorherigen Stanzprozess an den Rändern des Bandmaterials gestanzt. Bei einer Feinausrichtung des Bandmaterials durch die Positionierstifte werden Genauigkeiten von ca. +/–0,001 mm erreicht. Dies ist bei den meisten Stanzprozessen insbesondere deshalb erforderlich, weil ein Werkstück typischerweise mehrere Stanzstufen (Stanzvorgänge) nacheinander durchläuft (z. B. 20 Stanzstufen), und sich die Ungenauigkeiten einer jeden Stanzstufe bis zur Fertigstellung des Werkstücks aufsummieren.
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Allerdings birgt die Feinausrichtung mittels herkömmlichen Fang- bzw. Positionierstiften eine Reihe von Nachteilen in sich. So nutzen sich z. B. die Stifte durch die hohe Belastung beim zwangsweisen Einführen in die Löcher stark ab, was ohne das Ergreifen von Gegenmaßnahmen auf Dauer zu einer Verringerung der hohen Positioniergenauigkeit führt. Daher müssen herkömmliche Stifte häufig ausgewechselt werden, was wiederum zu unerwünschten Stillstandszeiten im Fertigungsprozess führt.
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Ferner kann die Zwangsführung der Positionierstifte in das Bandmaterial hinein, insbesondere bei im Vergleich zum Stiftmaterial relativ weichem Bandmaterial, zu einer Verformung des Bandmaterials im Lochbereich führen. Somit ergeben sich auch hierdurch Ungenauigkeiten für die nachfolgenden Stanzstufen im Fertigungsprozess.
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Während der Feinausrichtung des Bandmaterials ist es erforderlich, dass dieses möglichst frei beweglich ist. Andernfalls entstünden unerwünschte Spannungen im Bandmaterial die im ungünstigsten Fall sogar zu einem Verziehen des Bandmaterials führen könnten. Um ein möglichst freies Bewegen des Bandmaterials beim Ausrichten zu gewährleisten, werden die Vorschubwalzen der Zuführvorrichtung von der das Bandmaterial berührenden Stellung in eine das Bandmaterial freigebenden Stellung kurzzeitig voneinander wegbewegt. Dieser Vorgang wird als „Lüften” bezeichnet und erfolgt zu einem Zeitpunkt, in dem der Stanz- und/oder Biegevorgang erfolgt. Um eine Stanz- und oder Biegemaschine fortlaufend betreiben zu können, ist eine entsprechende Synchronisation des Antriebs der Vorschubwalzen, des Luftvorgangs und des eigentlichen Stanz- und/oder Biegevorgangs notwendig. Dies kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs der Vorschubwalzen, des Luftvorgangs und des Stanz- und/oder Biegevorgangs erfolgen.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fang- bzw. Positionierstift bereitzustellen, der die Nachteile herkömmlicher Stifte mit einfachen Mitteln vermeidet und dennoch eine Feinausrichtung von Bandmaterial erlaubt.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Stift der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stift und/oder eine Lagerung des Stifts eine Kraftmesseinrichtung, insbesondere eine Querkraftmesseinrichtung, aufweist. Durch einen solchen erfindungsgemäßen Stift können die beim Einfädeln in ein entsprechendes Positionierloch auf den Stift ausgeübten Kräfte, insbesondere die Querkräfte, durch die Kraftmesseinrichtung registriert und weiterverarbeitet werden. Zum Beispiel ist es zur Qualitätssicherung möglich, dass der Betreiber einer Stanz- und/oder Biegeanordnung, in die der erfindungsgemäße Stift integriert ist, die von der Kraftmesseinrichtung registrierten Werte überwacht, und so früher erkennen kann, ob z. B. eine zu ungenaue Zuführung des Bandmaterials eine zu starke Abnutzung der Fang- bzw. Positionierstifte bewirkt, bzw. ob sich dadurch zu große Ungenauigkeiten im Fertigungsprozess ergeben. Es versteht sich, dass der Betreiber hierfür nicht zwingend die registrierten Kraftwerte überwachen muss, sondern dass eine Signalverarbeitungsanlage vorgesehen sein kann, die bei einer Überschreitung vorgegebener Kraftgrenzwerte ein Signal abgibt und den Betreiber somit alarmiert bzw. benachrichtigt.
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Des Weiteren ist es durch den erfindungsgemäßen Stift möglich, die aktuelle Fehlausrichtung eines noch unpräzise positionierten bzw. nicht feinausgerichteten Bandmaterials durch die Kraftmesseinrichtung zu quantifizieren, und somit z. B. über die Vorschubwalzen eine feine Nachregelung (z. B. ein Nachschieben) des Bandmaterials in die Sollposition zu ermöglichen. Hier wirkt der erfindungsgemäße Stift als Sensor für die aktuelle Position des Bandmaterials.
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Detektiert der erfindungsgemäße Stift zum Beispiel, dass das Band zu weit vorgeschoben wurde, so kann über einen Regler veranlasst werden, dass die Vorschubwalzen das Bandmaterial geringfügig zurücksetzen, um die Sollposition des Bandmaterials zu erreichen. Bei einer zu kurzen Zuführung des Bandmaterials gilt entsprechend das Umgekehrte. Die Nachregelung des Bandmaterials ist grundsätzlich nicht auf das Vor- oder Zurückschieben des Bandmaterials durch die Vorschubwalzen beschränkt, ebenso denkbar ist es, dass eine seitliche Fehlposition des Bandmaterials durch entsprechende von einem Regler angesteuerte Aktuatoren korrigiert wird.
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Der Stift ist in der Regel in einer Stanz- und/oder Biegemaschine angeordnet bzw. gelagert. Der Positionierstift kann auch für Bandmaterial verwendet werden, dass nicht nur gestanzt und/oder gebogen wird. Mitumfasst sind auch andere maschinelle Bearbeitungsvorgänge an einem Bandmaterial wie z. B. Lasern oder dergleichen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Bevorzugt ist ein Stift, der starr ausgebildet und kippend gelagert ist, wobei eine Kippauslenkung des Stifts mittels der Kraftmesseinrichtung registrierbar ist. In vorteilhafter Weise kann bei einer derartigen Ausgestaltung des Stifts die Kippauslenkung unmittelbar als Wert für die Belastung des Stifts bzw. als Wert für die Abweichung des Bandmaterials von der Sollposition verwendet werden. Der Stift ist z. B. um eine Achse kippend gelagert, die quer zur Bandeinzugsrichtung verläuft, wobei die Kraftmesseinrichtung auf einer Seite des Kipplagers die Auslenkungen der Kippbewegung des Stifts beim Fangen und Positionieren des Bandmaterials erfasst. Bei einer solchen Ausführungsform wird der Stift durch entsprechende Federn in die neutrale (Senkrecht-)Stellung gedrückt. Bei einer Auslenkung des Stifts aus dieser neutralen Stellung wirkt durch die Federn auf den Stift eine Rückstellkraft, die den Stift wieder in die neutrale Stellung zurück drückt.
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Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der der Stift starr ausgebildet und querverschiebbar gelagert ist, wobei eine Querverschiebung des Stifts mittels der Kraftmesseinrichtung registrierbar ist. In vorteilhafter Weise kann bei einer derartigen Ausgestaltung des Stifts die Querauslenkung unmittelbar als Wert für die Belastung des Stifts bzw. als Wert für die Abweichung des Bandmaterials von der Sollposition verwendet werden. Entsprechend der vorherigen Ausführungsform sind auch hier Rückstellelemente, wie z. B. Federn, vorgesehen, die eine Rückstellung des Stifts in die mittlere (neutrale) Lage des Stifts bewirken. Der Stift gemäß dieser Ausführungsform ist z. B. in einer Längsnut verschiebbar gelagert. Als Kraftmesseinrichtung sind z. B. die vorgenannten Federn oder auch andere Kraftmessdosen o. ä. denkbar, die die Querkraftbeaufschlagung des Stifts beim Fangen und Positionieren des Bandmaterials erfassen. Unter Querverschiebung im Sinne dieser Ausführungsform werden Verschiebungen quer zur Längsachse des erfindungsgemäßen Stifts verstanden. Diese Querverschiebungen können sowohl in Längsrichtung des Bandmaterials als auch in der Querrichtung des Bandmaterials auftreten. In der Regel ist der Stift jedoch in einer Richtung parallel zur Bandeinzugsrichtung (also in Längsrichtung des Bandmaterials) verschiebbar gelagert. Die Kraftmesseinrichtung kann z. B. in der Lagerung des Stifts angeordnet sein.
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Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Stift elastisch verformbar ausgebildet ist, wobei die elastische Verformung mittels der Kraftmesseinrichtung registrierbar ist. In vorteilhafter Weise kann bei einer derartigen Ausgestaltung des Stifts die Biegeverformung des erfindungsgemäßen Stifts als Wert für die Belastung des Stifts bzw. als Wert für die Abweichung des Bandmaterials von der Sollposition verwendet werden. Der Stift kann z. B. als elastischer und sich einenends verjüngender Stab ausgebildet sein, der beabstandet von seiner Mittellinie in seinem Inneren, Dehnmessstreifen (DMS) aufweist, die die Biegung (die Verformung) des Stifts erfassen.
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Besonders bevorzugt ist ferner ein Stift bei dem die Kraftmesseinrichtung, insbesondere die Querkraftmesseinrichtung, elektrische und/oder magnetische Mittel umfassen. Dadurch lässt sich eine sehr hohe Genauigkeit der Auslenkungsmessung bei sehr kurzen Reaktionszeiten der elektrischen und/oder magnetischen Mittel erreichen. Als elektrische und/oder magnetische Mittel sind z. B. Hallsensoren, kapazitive, induktive, oder piezokeramische Sensoren denkbar.
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Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stift, insbesondere an der Kraftmesseinrichtung des Stifts, Signalleitungen zur Weitergabe von erfassten Kraftmesswerten vorgesehen sind. Dadurch können die durch die Messeinrichtung erfassten Kraftwerte in einfacher Art und Weise der entsprechenden Signalverarbeitungsanlage bzw. einer Warnanlage zugeführt werden. Als Signalleitungen kommen z. B. elektrische oder optische Kabel, aber auch kabellose Übertragungstechniken in Frage.
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In den Rahmen der Erfindung fällt auch eine Stanz- und/oder Biegemaschine zum Stanzen und/oder Biegen von Bandmaterial mit einem Stift nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen. Bei einer derartigen Stanz- und/oder Biegemaschine kann der erfindungsgemäße Stift z. B. als Sensor für zu weit oder zu kurz zugeführtes Bandmaterial dienen. D. h. bei einer zu unpräzisen Zuführung des Bandmaterials kann die Stanz- und/oder Biegemaschine beispielsweise ein Alarmsignal an den Benutzer der Maschine aussenden, sodass dieser gewarnt wird und entsprechende Korrekturmaßnahmen vornehmen kann. Ebenfalls ist es möglich, dass die Stanz- und/oder Biegemaschine gemäß dieser Ausführungsform die aktuelle Abweichung des Bandmaterials erkennt, und über die Zuführeinheit entsprechende Korrekturmaßnahmen (z. B. Weiterdrehen oder Zurückdrehen der Vorschubwalzen) einleitet. In beiden Fällen können somit Ungenauigkeiten im Stanz- und/oder Biegeprozess vermieden werden.
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In den Rahmen der Erfindung fällt ferner eine Maschinengruppe, umfassend eine Stanz- und/oder Biegemaschine gemäß der vorausgehenden Ausführungsform und eine Zuführvorrichtung zum Zuführen von Bandmaterial in die Stanz- und/oder Biegemaschine, wobei die Zuführvorrichtung einer erste Vorschubwalze und eine zweite Vorschubwalze aufweist, wobei zumindest eine der Vorschubwalzen über einen ersten Servomotor antreibbar ist, und wobei ein gegenseitiger Abstand der Vorschubwalzen zum Lüften der Vorschubwalzen mittels eines zweiten Servomotors von einer das Bandmaterial beidseitig berührenden ersten Stellung in eine das Bandmaterial zumindest einseitig freigebenden zweiten Stellung veränderbar, insbesondere vergrößerbar, ist.
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Das Antreiben der Vorschubwalzen über einen ersten Servomotor und das kurzzeitige zunehmende Beabstanden der Vorschubwalzen zueinander (Lüften) mittels eines zweiten Servomotors erlaubt eine unabhängige Ansteuerung beider Servomotoren durch eine Regeleinheit. Dadurch kann z. B. der Takt, mit dem der Stanz- und/oder Biegeprozess durchgeführt wird flexibel verändert werden, wenn kurzfristig andere Einzugslängen des Bandmaterials erforderlich sein sollten, bzw. wenn beispielsweise sehr unterschiedliche Werkstücke aus einem einzigen Bandmaterial gefertigt werden müssen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, hierzu mechanische Getriebe umzuschalten oder gar Bauteile auszuwechseln. Es versteht sich, dass die Zuführvorrichtung auch alleine für sich genommen Schutz beansprucht bzw. für sich selbst stehen kann. In der das Bandmaterial berührenden Stellung der Vorschubwalzen wird das Bandmaterial gefördert, d. h. der Stanz- und/oder Biegemaschine zugeführt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Maschinenanordnung weist die Zuführvorrichtung einen Maschinenrahmen auf, an dem zum Verändern des gegenseitigen Abstands der Vorschubwalzen ein Schwenkrahmen gelagert ist, wobei der Schwenkrahmen entgegen einer Rückstellkraft von der ersten Stellung in die zweite Stellung schwenkbar ist. Dadurch ist ein stabiler und effektiver Aufbau der Zuführvorrichtung mit einer definierten Schwenkbewegung um eine Drehachse zum Ausführen des Luftvorgangs möglich. Die Rückstellkraft wird typischerweise durch eine Feder oder pneumatische Mittel bewirkt.
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Bevorzugt ist auch eine Maschinenanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schwenkrahmen einen ersten Arm und einen zweiten Arm aufweist, wobei an dem ersten Arm die erste Vorschubwalze drehbar gelagert ist, und wobei über den zweiten Arm eine Kraft zum Lüften der Vorschubwalzen mittels des zweiten Servomotors einleitbar ist. Somit kann vorteilhaft über eine Ansteuerung des zweiten Servomotors die zum Lüften erforderliche Kraft in unabhängiger Art und Weise auf den Schwenkrahmen eingeleitet werden.
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Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung der vorhergehenden Ausführungsform, bei der eine Antriebswelle des zweiten Servomotors eine Exzentrizität, insbesondere eine Nocke, aufweist, die mit einer drehbar gelagerten Rolle am zweiten Arm des Schwenkrahmens zum Einleiten einer Kraft zusammenwirkt. Dadurch kann in einfacher Art und Weise der zweite Servomotor als Aktuator zum Einleiten einer Kraft auf den Schwenkrahmen dienen. Die Exzentrizität, insbesondere die Nocke, berührt dabei eine Rolle, die an einem freien Ende des zweiten Arms drehbar gelagert ist. Dreht sich durch ein Betätigen des zweiten Servomotors die Nocke um ihre Drehachse, so wandert der Berührungspunkt von Rolle und Nocke von der Drehachse der Nocke weg und der Schwenkrahmen wird um seine Drehachse verschwenkt. Dies wiederum bewirkt, dass die Vorschubwalzen voneinander weg bewegt werden. Typischerweise ist zwischen dem Schwenkrahmen und dem Maschinenrahmen eine Druckfeder angeordnet, die den Schwenkrahmen in die das Bandmaterial beidseitig berührende erste Stellung drückt. Wird die Nocke gemäß dem oben beschriebenen Ablauf gedreht, so erfolgt dies gegen die Federkraft der Druckfeder. Der zweite Servomotor muss also zum Lüften der Vorschubwalzen eine Mindestkraft aufbringen können. Dies kann gegebenenfalls durch entsprechende Getriebe des Servomotors erreicht werden.
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Besonders bevorzugt ist ferner eine Maschinenanordnung bei der am Schwenkrahmen ein Verstellmechanismus vorgesehen ist, mit dem in der ersten Stellung, der gegenseitige Abstand der Vorschubwalzen zur Anpassung an unterschiedliche Bandmaterialdicken einstellbar ist. Somit ist es möglich, Bänder mit unterschiedlicher Dicke besser einzuziehen.
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Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung der vorhergehenden Maschinenanordnung, bei der der zweite Arm des Schwenkrahmens zwei zueinander verschwenkbare und verstellbare Teile umfasst, wobei als Verstellmechanismus eine durch die beiden Teile geführte Verstellschraube vorgesehen ist. Dadurch ist mit einfachen Mitteln eine Verstellung im Sinne der vorhergehenden Ausführungsform möglich.
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Ganz besonders bevorzugt ist eine Maschinenanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Lüften der Vorschubwalzen zusätzlich ein Handlüftmechanismus vorgesehen ist. Ein solcher Handlüftmechanismus ermöglicht völlig unabhängig von jedwedem Servomotor oder von anderen Luftmechanismen ein Freigeben des Bandmaterials aus der Zuführvorrichtung. Dadurch kann beispielsweise beim Einrichten der Maschine das Band von Hand nachgeführt werden oder eine Freigabe des Bandes zum Herausnehmen von Bandresten ist auch ohne das Einschalten der Maschine an das elektrische Netz möglich.
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Schließlich ist weiterhin eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Handlüftmechanismus als Druckstab ausgebildet ist, der in der Zuführvorrichtung, insbesondere im Maschinenrahmen, verschiebbar gelagert ist und durch den der Schwenkrahmen von Hand in die zweite Stellung verschwenkbar ist. Dadurch ist mit einfachen Mitteln ein Lüften im Sinne der vorhergehenden Ausführungsform möglich.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Zeichnung und detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen die:
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1a einen kippend gelagerten und ausgelenkten erfindungsgemäßen Stift, der sich im teilweisen Eingriff mit Bandmaterial befindet;
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1b den Stift aus 1a im nicht ausgelenkten und voll mit dem Bandmaterial in Eingriff stehenden Zustand;
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2a einen querverschiebbar gelagerten und ausgelenkten erfindungsgemäßen Stift, der sich im teilweisen Eingriff mit Bandmaterial befindet;
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2b den Stift aus 2a im nicht ausgelenkten und voll mit dem Bandmaterial in Eingriff stehenden Zustand;
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3 einen elastisch verformbaren erfindungsgemäßen Stift im teilweisen Eingriff mit Bandmaterial;
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4a einen Querschnitt durch eine Zuführvorrichtung in einer das Bandmaterial beidseitig berührenden ersten Stellung; und
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4b einen schematischen Querschnitt durch die Zuführvorrichtung aus 5a in einer das Bandmaterial zumindest einseitig freigebenden zweiten Stellung.
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In der 1a ist schematisch ein Fang- bzw. Positionierstift 10 dargestellt, mit dem zu stanzendes und/oder zu biegendes Bandmaterial 12, das Fang- bzw. Positionierlöcher 14 aufweist, eingefangen und positioniert bzw. ausgerichtet werden kann. Der Stift 10 ist über ein Kipplager 16 an einem Träger 18 einer Stanz und/oder Biegemaschine kippend gelagert und weist an seinem in der 1a oberen Ende eine Kraftmesseinrichtung 20 auf, mit der eine Rückstellkraft, die zu einer Kippauslenkung 22 des Stifts 10 proportional ist, messbar ist.
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In der in 1a gezeigten Stellung ist der Stift 10 um eine Lagerachse 24 des Kipplagers 16 geschwenkt, d. h. der Stift 10 ist um die Kippauslenkung 22 ausgelenkt. Im Inneren des Kipplagers 16 sind Rückstellmechanismen wie z. B. Federn oder dergleichen angeordnet (nicht dargestellt), die bestrebt sind, den Fang- bzw. Positionierstift 10 in eine neutrale bzw. Mittenstellung (nicht ausgelenkte Stellung) zurückzustellen (vgl. 1b).
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Zum Einfangen des Bandmaterials 12 wird der Träger 18 zusammen mit dem Fang- bzw. Positionierstift 10 auf das Bandmaterial 12 zu bewegt, sodass der an seinem freien Ende sich verjüngende Stift 10 in das Positionierloch 14 einfädeln kann. Ergibt sich beim weiteren Einfädeln des Stifts 10 in das Positionierloch 14 aufgrund einer Abweichung des Bandmaterials 12 von der Sollposition eine Kippauslenkung 22 wie in 1a (die Kippauslenkung 22 ist hier zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt), so wird dies durch die Kraftmesseinrichtung 20 registriert und quantifiziert. Der gemessene Wert kann dann über nicht dargestellte Signalleitungen zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden.
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Die 1b zeigt schematisch den Stift 10 in seiner Mittenstellung, d. h. in seiner nicht ausgelenkten Stellung. Der Stift 10 befindet sich in vollem Eingriff mit dem Bandmaterial 12, das in dieser Stellung in der Sollposition liegt. Das Bandmaterial 12 ist somit feinausgerichtet. Die Stellung in 1b kann sich dadurch ergeben, dass das Bandmaterial 12 bereits positionsgenau zugeführt wurde und der Stift 10 ohne jegliches Verschwenken bzw. Auslenken in das Positionierloch 14 eingetaucht ist, oder dadurch, dass das Bandmaterial 12 zunächst gemäß 1a ungenau positioniert wurde, und anschließend nachpositioniert bzw. feinausgerichtet wurde. Ein derartiges Nachpositionieren bzw. Feinausrichten des Bandmaterials 12 kann z. B. über Vorschubwalzen einer Zuführvorrichtung oder andere Aktuatoren erfolgen, wobei hierzu ein Regler vorgesehen ist, der als Regelgröße die zur Abweichung des Bandmaterials 12 proportionale Rückstellkraft des Stifts 10 verwendet.
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In der 2a ist schematisch ein Fang- bzw. Positionierstift 30 dargestellt, mit dem zu stanzendes und/oder zu biegendes Bandmaterial 12, das Fang- bzw. Positionierlöcher 14 aufweist, eingefangen und positioniert werden kann. Der Stift 30 ist über ein Querverschiebungslager 32 an dem Träger 18 einer Stanz und/oder Biegemaschine querverschiebbar gelagert und weist an seinem in der 1a oberen Ende eine Querkraftmesseinrichtung 34 auf, mit der eine Rückstellkraft, die zur Querverschiebung 36 des Stifts 30 proportional ist, messbar ist.
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In der in 2a gezeigten Stellung ist der Stift 30 ausgelenkt, d. h. der Stift 30 ist in eine Querrichtung 38 verschoben worden. Die Querrichtung 38 stimmt hier mit der Längsrichtung 39 des Bandmaterials 12 überein. Grundsätzlich sind jedoch auch Querverschiebungen des Stifts 30 in eine Querrichtung des Bandmaterials 12 denkbar. Im Inneren des Querverschiebungslagers 32 sind Rückstellmechanismen wie z. B. Federn oder dergleichen angeordnet (nicht dargestellt), die bestrebt sind, den Fang- bzw. Positionierstift 30 in eine neutrale bzw. Mittenstellung (nicht ausgelenkte Stellung) zurückzustellen (vgl. 2b).
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Zum Einfangen des Bandmaterials 12 wird der Träger 18 zusammen mit dem Fang- bzw. Positionierstift 30 auf das Bandmaterial 12 zu bewegt, sodass der an seinem freien Ende sich verjüngende Stift 30 in das Positionierloch 14 einfädeln kann. Ergibt sich beim weiteren Einfädeln des Stifts 30 in das Positionierloch 14 aufgrund einer Abweichung des Bandmaterials 12 von der Sollposition eine Querverschiebung 36 wie in 2a (die Querverschiebung 36 ist hier zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt), so wird dies durch die Kraftmesseinrichtung 34 registriert und quantifiziert. Der gemessene Wert kann dann über nicht dargestellte Signalleitungen zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden.
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Die 2b zeigt schematisch den Stift 30 in seiner nicht ausgelenkten Stellung. Der Stift 30 befindet sich in vollem Eingriff mit dem Bandmaterial 12, das in dieser Stellung in der Sollposition liegt und somit feinausgerichtet ist. Die Stellung in 2b kann sich dadurch ergeben, dass das Bandmaterial 12 bereits positionsgenau zugeführt wurde und der Stift 30 ohne jegliches Querverschieben in das Positionierloch 14 eingetaucht ist, oder dadurch, dass das Bandmaterial 12 zunächst gemäß 2a ungenau positioniert wurde, und anschließend nachpositioniert bzw. feinausgerichtet wurde. Eine aktive Feinausrichtung des Bandmaterials 12, d. h. eine Nachregelung der genauen Position des Bandmaterials 12 kann z. B. über einen Regelkreis erfolgen, bei dem als Regelgröße die Querverschiebung, insbesondere die zur Querverschiebung proportionale Rückstellkraft der Federn im Querverschiebungslager 32, die mittels der Querkraftmesseinrichtung 34 messbar ist, verwendet wird.
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In der 3 ist ebenfalls ein Fang- bzw. Positionierstift 40 dargestellt, mit dem Bandmaterial 12, gefangen und positioniert werden kann. Der Stift 40 ist elastisch verformbar, insbesondere um seine Mittellinie 42 verbiegbar und sich zu seinem freien Ende hin verjüngend ausgebildet. Der Stift 40 ist ferner über ein Lager 44 an dem Träger 18 einer Stanz- und/oder Biegemaschine befestigt. Der Träger 18 ist zum Ausrichten des Bandmaterials 12 auf das Bandmaterial 12 zu bewegbar. Fädelt der Stift 40 aufgrund einer Abweichung 46 des Bandmaterials 12 von seiner Sollposition lediglich an einem Rand des Positionslochs 14 ein, und ergibt sich dadurch zunehmend eine elastische Verformung (Verbiegung) des Stifts 40 wie in 3 dargestellt, so ist diese Verformung des Stifts 40 über z. B. Dehnmessstreifen im Stift 40 registrierbar und quantifizierbar. Die Dehnmessstreifen sind hierzu typischerweise innerhalb des Stifts 40 angeordnet, wobei sie von der Mittellinie 42 also der neutralen Faser des Stifts 40 beabstandet angeordnet sind. Zur Nachregelung der Position des Bandmaterials 12 gilt das in den 1a bis 2b Beschriebene entsprechend.
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Die 4a zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Zuführvorrichtung 50 zum Zuführen von Bandmaterial 12 in eine Stanz- und/oder Biegemaschine in einer ersten Stellung, in der das Bandmaterial 12 jeweils von einer Seite von einer ersten Vorschubwalze 51 bzw. einer zweiten Vorschubwalze 52 berührt wird. Durch die Berührung wird Reibung zwischen den Vorschubwalzen 51, 52 und dem Bandmaterial 12 erzeugt, sodass ein Vorschub bzw. ein Zuführen des Bandmaterials 12 möglich wird. Zumindest eine der Vorschubwalzen 51, 52 ist über einen ersten Servomotor 53 antreibbar. Mittels eines zweiten Servomotors 54 ist ein gegenseitiger Abstand A1 der Vorschubwalzen 51, 52 zum Lüften der Vorschubwalzen 51, 52 von der ersten Stellung, in eine das Bandmaterial 12 zumindest einseitig freigebenden zweiten Stellung (vgl. 4b) vergrößerbar.
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Die Zuführvorrichtung 50 weist darüber hinaus einen Maschinenrahmen 56 auf, der typischerweise fest mit dem Boden bzw. dem Untergrund einer Werkshalle oder ähnlichem verbunden ist bzw. auf ihm aufliegt. Am Maschinenrahmen 56 ist ein Schwenkrahmen 58 gelagert, der zum Verändern des gegenseitigen Abstands A der Vorschubwalzen 51, 52 um eine Lagerachse 59 verschwenkbar ist. Zwischen dem Maschinenrahmen 56 und dem Schwenkrahmen 58 ist ein Federelement 60 angeordnet, das den Schwenkrahmen 58 in die erste Stellung drückt. Um den Schwenkrahmen 58 in die zweite Stellung zu verschwenken (4b) muss folglich die Rückstellkraft des Federelements 60 überwunden werden. Der Schwenkrahmen 58 weist einen ersten Arm 61 und einen zweiten Arm 62 auf, die insbesondere rechtwinklig zueinander verlaufen. An dem ersten Arm 61, insbesondere am freien Ende des ersten Arms 61 ist die erste Vorschubwalze 51 drehbar gelagert. Am zweiten Arm 62, insbesondere an seinem freien Ende, ist eine Rolle 64 zur Anlage einer Nocke 66 drehbar gelagert. Die Nocke 66 ist ihrerseits auf einer Antriebswelle des zweiten Servomotors 54 befestigt.
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Über einen Verstellmechanismus 68, der am zweiten Arm 62 des Schwenkrahmens 58 in Form einer Verstellschraube ausgebildet ist, kann der gegenseitige Abstand A der Vorschubwalzen 51, 52 zur Anpassung an unterschiedliche Bandmaterialdicken D eingestellt werden. Durch die Verstellschraube kann die Lage eines ersten und eines zweiten Teils 71, 72 des zweiten Arms 62 zueinander verstellt werden, sodass die Vorschubwalzen 51, 52 in der ersten Stellung des Schwenkrahmens 62 zum Erfassen unterschiedlich dicker Bandmaterialien 12 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können. Die Bandmaterialdicken D liegen in der Regel zwischen 0,1 mm und 5 mm.
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Zum Lüften der Vorschubwalzen 51,52 wird gemäß 4b der zweite Servomotor 54 betätigt, sodass sich die Nocke 66 um ihre Antriebswelle dreht und mit ihrer exzentrischen Ausbuchtung die Rolle 64 am Ende des zweiten Arms 62 gegen den Druck des Federelements 60 im Gegenurzeigersinn ein Stück weit verschwenkt. Aufgrund der L-förmigen und starren Verbindung von erstem und zweitem Arm 61, 62 des Schwenkrahmens 58 bewirkt das Drehen des Schwenkrahmens 58 um die Lagerachse 59, dass die erste Vorschubwalze 51 vom Bandmaterial 12 auf den Abstand A2 abgehoben wird. In dieser zweiten Stellung kommt das Bandmaterial 12 frei und kann in der Stanz- und/oder Biegemaschine mithilfe der Stifte 10, 30, 40 ausgerichtet werden.
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Um in bestimmten Situationen das durch die Vorschubwalzen 51, 52 hindurchgeführte Bandmaterial 12 auch ohne die Ansteuerung und Betätigung des zweiten Servomotors 54 zu bewerkstelligen, ist ein Handlüftmechanismus 74 am Maschinenrahmen 56 der Zuführvorrichtung 50 angeordnet. Als Handlüftmechanismus 74 ist ein Druckstab 76 vorgesehen, der im Maschinenrahmen 56, gegen den Druck einer Rückstellfeder 78 in Richtung 79 auf den Schwenkrahmen 58 zu verschiebbar gelagert ist. Durch den Druckstab 78 ist es möglich, den Schwenkrahmen 58, insbesondere den zweiten Arm 62 mittels Muskelkraft, d. h. von Hand in die zweite Stellung zu verschwenken.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Stift 10, 30, 40 zum Fangen und Positionieren von zu stanzendem und/oder zu biegendem Bandmaterial 12, das Positionierlöcher 14 aufweist, wobei der Stift 10, 30, 40 und/oder eine Lagerung 16, 32, 44 des Stifts 10, 30, 40 eine Kraftmesseinrichtung 20, 34 aufweist mittels derer insbesondere eine Querbelastung des Stifts 10, 30, 40 beim Positionieren des Bandmaterials 12 registrierbar ist. Durch den Stift 10, 30, 40 können in der Qualitätssicherung Abweichungen der aktuellen Lage des Bandmaterials 12 von einer Sollposition festgestellt und somit Ungenauigkeiten im Stanz- und/oder Biegeprozess vermieden werden. Ferner ist es durch den Stift 10, 30, 40 möglich, die aktuelle Abweichung 22, 36, 46 einer Signalverarbeitungsanlage zu übermitteln, die den Vorschub des Bandmaterials 12 entsprechend nachregelt und so die Idealposition des Bandmaterials 12 einstellt. In den Rahmen der Erfindung fällt auch eine Stanz- und/oder Biegemaschine mit dem o. g. Stift 10, 30, 40 sowie eine Maschinenanordnung umfassend eine derartige Stanz- und/oder Biegemaschine und eine Zuführvorrichtung 50. Die Zuführvorrichtung 50 weist zwei Vorschubwalzen 51, 52 auf, durch die das Bandmaterial 12 hindurch geführt wird, und die zum Lüften der Vorschubwalzen 51, 52 mittels eines Servomotors 54 voneinander weg bzw. aufeinander zu bewegbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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