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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heraustrennen einer Anzahl von Werkstücken aus einem Materialstreifen, die eine Trenneinheit aufweist, welcher der Materialstreifen zuführbar und in welcher durch eine Beaufschlagung des Materialstreifens das Werkstück aus dem Materialstreifen heraustrennbar ist, und wobei die Vorrichtung eine Transporteinrichtung aufweist, durch welche ein die aus dem Materialstreifen herausgetrennten Werkstücke enthaltender Werkstückstreifen und mindestens ein den verbleibenden Bereich des Materialstreifens enthaltender Reststreifen weiterbewegbar ist.
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Werkstücke, die aus einem Materialstreifen herausgetrennt werden, sowie die zur Durchführung eines derartigen Produktionsvorgangs eingesetzten Vorrichtungen sind bekannt. Der Materialstreifen wird hierbei durch die Trennstation der Vorrichtung kraftbeaufschlagt und das das Werkstück ausbildende Material des Materialstreifens ganz (Stanzen, Schneiden) oder teilweise (Scheren) aus dem Materialstreifen gelöst. Der verbleibende Rest des Materialstreifens muss dann aus der Vorrichtung abgeführt werden. Bei einem derartigen Trennvorgang können Deformationskräfte auftreten, welche zu einer Deformation des herzustellenden Werkstücks führen. Dies führt dann dazu, dass die mit der vorgenannten Vorrichtung hergestellten Werkstücke deformiert und somit nicht maßhaltig sind. Üblicherweise werden daher derartige Werkstücke in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Trennschnitten aus dem Materialstreifen herausgetrennt, um die beim Trennvorgang auf das Werkstück einwirkenden Kräfte gering zu halten. Eine derartige Abfolge von Trennschritten erhöht in nachteiliger Art und Weise die zur Herstellung eines Werkstücks benötigte Zeit und vermindert somit die Produktionsrate der entsprechenden Vorrichtung.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine effizientere Herstellung einer Anzahl von Werkstücken aus einem Materialstreifen ermöglicht wird. Auch soll ein hierzu besonders geeignetes Verfahren angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Trenneinheit der Vorrichtung in Transportrichtung des Materialstreifens nachfolgend ein Separierstation angeordnet ist, durch welche die Werkstücke enthaltende Werkstückstreifen in einer ersten Ebene und der oder die Reststreifen in mindestens eine von der ersten Ebene beabstandete zweite Ebene separierbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass in einer in Transportrichtung des Materialstreifens nachfolgend angeordneten Separierstation der Werkstückstreifen und der oder die Reststreifen räumlich voneinander separiert werden, derart, dass der Werkstückstreifen in einer ersten Ebene und der oder die Reststreifen des Materialstreifens in einer zu der vorgenannten ersten Ebene beabstandeten weiteren Ebene transportiert werden.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren eine effiziente Herstellung von maßhaltigen Werkstücken, auch von filigranen Werkstücken, ermöglicht wird, da durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die beim Trennvorgang auf das Werkstück einwirkenden Deformationskräfte eliminiert oder zumindest substantiell reduziert werden. In vorteilhafter Art und Weise ist es möglich, derartige Werkstücke in einem einzigen Trennvorgang aus dem Materialstreifen herauszutrennen, so dass durch die beschriebenen Maßnahmen die Produktionsrate einer derartigen Vorrichtung erheblich gesteigert wird. Die räumliche Separation der die Reste des Materialstreifens enthaltenden Reststreifen ermöglicht eine einfache Abfuhr derselben aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Von Vorteil ist hier ebenfalls, dass die beim Trennvorgang entstehenden Reste des Materialstreifens zusammenhängend sind, wodurch die Abfuhr des Restmaterials vereinfacht wird, was ebenfalls zu einer höheren Taktrate beiträgt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Separierstation ein Separierelement enthält, welches vorzugsweise keilförmig ausgebildet ist. Durch dieses Separierelement ist mindestens ein Reststreifen zumindest seitlich aus der Transportrichtung des Materialstreifens wegbewegbar. Das Separierelement der Separierstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert somit die räumliche Trennung eines oder beider Reststreifen von dem die Werkstücke enthaltenden Werkstückstreifen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Separierstation mindestens zwei Kanäle aufweist, wobei in dem ersten Kanal der Werkstückstreifen und in mindestens einem zweiten Kanal mindestens ein Reststreifen führbar ist, wobei gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, dass mindestens eine untere Führungsfläche des mindestens einen zweiten Kanals leicht geneigt in Bezug auf die Arbeitsebene der Vorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der mindestens eine einen Reststreifen aufnehmende Kanal geneigt zur Transportrichtung des Werkstückstreifens verläuft. Durch diese vorgenannten Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise die räumliche Separation des oder der Reststreifen von dem die Werkstücke aufnehmenden Werkstückstreifen erleichtert.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Heraustrennen eines Werkstücks aus einem streifenförmigen Grundmaterial,
- 2 eine Draufsicht aus der Richtung II der 1,
- 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 2,
- 4 ein Detail A der 3,
- 5 einen weiteren Schnitt entlang der Linie A-A der 2,
- 6 ein Detail A der 5,
- 7 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 2,
- 8 ein Detail B der 7,
- 9 einen Schnitt entlang der Linie C-C der 2,
- 10 ein Detail C der 9,
- 11 eine erste Ausführungsform eines Streifens, und
- 12, eine zweite Ausführungsform eines Streifens.
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In den 1 und 2 ist nun schematisch eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Heraustrennen von Werkstücken W aus einem Materialstreifen S dargestellt. Diese setzt sich im Wesentlichen aus einer an und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Trennstation 10, welche in an und für sich bekannter Art und Weise zum Heraustrennen eines Werkstücks W aus dem Materialstreifen S dient, sowie einer Separierstation 20, in welcher - wie ebenfalls nachstehend beschrieben - die Werkstücke W von dem Rest des Materialstreifens S räumlich getrennt und der Rest des Materialstreifens S abgeführt wird, zusammen.
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Die 2 zeigt eine Draufsicht auf die Arbeitsebene der Vorrichtung 1, der in 1 dargestellte obere Teil der Trennstation 10 wurde hier aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung weggelassen. Der Materialstreifen S wird - in der Darstellung der 2 - von rechts der Vorrichtung 1 in an und für sich bekannter und daher nicht beschriebenen Art und Weise von einer Transporteinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Er gelangt dann zu der Trennstation 10 sowie zur Separierstation 20. Ein die Werkstücke W enthaltender Werkstückstreifen WS wird aus der Vorrichtung 1 zur weiteren Bearbeitung dieser Werkstücke W herausgeführt. Der verbleibende Rest des Materialstreifens S, hier zwei Reststreifen S', S" (siehe auch 11), werden durch Abführöffnungen 20a, 20b aus der Vorrichtung 1 abgeführt.
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Wie insbesondere aus der Darstellung der 1 ersichtlich ist und nachstehend beschrieben ist, liegen der Werkstückstreifen WS sowie die beiden Reststreifen S' und S" des ursprünglich planen Materialstreifens S in unterschiedlichen Ebenen. Man erkennt aus der vorgenannten Figur, dass der Werkstückstreifen WS unterhalb der Reststreifen S' und S" liegt. Eine derartige Vorgangsweise besitzt den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise eine präzise und maßhaltige Herstellung von derartigen Werkstücken W, insbesondere auch von filigranen Werkstücken W, ermöglicht wird, da aus den nachstehend erläuterten Gründen Deformationen der Werkstücke W beim Trennvorgang, wie sie bei den bekannten Vorrichtungen bis jetzt auftreten, eliminiert oder zumindest substantiell reduziert werden können. Dies aus dem Grund, dass eventuelle beim Trennvorgang entstehende Verformungskräfte durch die beschriebenen Maßnahmen in die beiden Reststreifen S', S" abgeleitet werden und somit nicht zu einer Deformation der herzustellenden Werkstücke W führen.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorgangsweise besteht darin, dass es nun möglich ist, auch filigrane Werkstücke W in einem einzigen Trennvorgang aus dem Materialstreifen S herauszulösen. Es ist somit bei der beschriebenen Vorrichtung 1 in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich, dass die Herstellung derartiger Werkstücke W in zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Teil-Trennvorgängen erfolgt. Dies führt in vorteilhafter Art und Weise zu einer erhöhten Produktionsrate.
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Bei der nachstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der von der Trennstation 10 durchgeführte Trennvorgang ein Schervorgang ist. Die beschriebenen Maßnahmen sind aber nicht auf einen derartigen Schervorgang beschränkt. Es kann auch ein Stanz- oder ein Schneidverfahren zur Heraustrennung der Werkstücke W aus einem Materialstreifen S eingesetzt werden oder ein anderes materialtrennendes Verfahren, welches auf der Einwirkung von Kräften auf den Materialstreifen S basiert. Die Änderungen, die der Fachmann dann vorzunehmen hat, sind für diesen offensichtlich und müssen daher nicht mehr beschrieben werden.
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Des weiteren wird bei der nachfolgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass die Kraftbeaufschlagung des Materialstreifens S zur Durchführung des Trennvorgangs - in der Blickrichtung der 2 - von oben erfolgt, indem vorzugsweise ein kraftbeaufschlagter Stempel (nicht gezeigt) der Trennstation 10 den Materialstreifen S von oben beaufschlagt und den das Werkstück W ausbildenden Materialbereich desselben in einen unterhalb des Materialstreifens S liegenden Schnitteinsatz 25 (siehe 3 und 4) drückt, wobei die Verbindung zwischen Materialstreifen S und dem das Werkstück W ausbildenden Bereich desselben ganz (Stanzen, Schneiden) oder teilweise (Scheren) durchtrennt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Verhältnisse umzukehren.
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Es ist auch nicht erforderlich, dass die Arbeitsebene 2 der Vorrichtung 1 waagerecht verläuft, auch eine zur Waagerechten geneigte Anordnung ist, obwohl nicht bevorzugt, grundsätzlich möglich.
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Die 3 und 4 zeigen nun einen Schnitt entlang der Linie A-A der 2 im unteren Totpunkt der Trennstation 10, wobei - entsprechend der Darstellung der 2 - der obere Teil der Trennstation 10 weggelassen wurde. Wie insbesondere der das Detail A der 3 in vergrößertem Maßstab zeigenden 4 zu entnehmen ist, wurde durch eine entsprechende Beaufschlagung des Materialstreifens S durch den Stempel der Trennstation 10 der das Werkstück W bildende Materialbereich aus diesem herausgetrennt. Dieser Materialbereich liegt somit in dem Schnitteinsatz 25 der Trennstation 10 auf einem Auswerfer 26. Das Werkstück W liegt somit unter dem die Reststreifen S', S" ausbildenden Randbereich des Materialstreifens S.
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Die 5 und 6 zeigen nun die Trennstation 10 in ihrem oberen Totpunkt. Man erkennt insbesondere aus dem ein Detail A der 5 zeigenden 6, dass der Auswerfer 26 der Trennstation 10 nach oben bewegt wurde, das Werkstück W wurde somit aus dem Schnitteinsatz 25 herausbewegt. Der die Werkstücke W enthaltende Werkstückstreifen WS liegt in einer ersten Ebene und die beiden Reststreifen S', S" in einer über der vorgenannten ersten Ebene liegenden zweiten Ebene. Ein derartiger Trennvorgang ist bekannt und muss daher nicht weiter beschrieben werden.
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Nach der Durchführung des Trennvorgangs wird der Materialstreifen S weiter vorgeschoben. Wie insbesondere aus den Detaildarstellungen der 4 und 6 ersichtlich ist, wird der Werkstückstreifen WS in einem im Grundkörper 20' der Separierstation 20 verlaufenden ersten Kanal 22a geführt. In entsprechender Art und Weise werden der erste Reststreifen S' in einem Kanal 22b und der zweite Reststreifen S" in einem Kanal 22c der Separierstation 20 geführt. Der Kanal 22a läuft im Wesentlichen geradlinig in Transportrichtung, während die Kanäle 22b und 22c in einem Winkel zur Transportrichtung und somit zum Kanal 22a verlaufen.
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Die 7 und 8 zeigen nun einen Schnitt entlang der Linie B-B der 2. Das wie vorstehend beschrieben aus dem Materialstreifen S herausgetrennte Werkstück W befindet sich somit bereits in der der Trennstation 10 nachfolgenden Separierstation 20. Diese weist - wie insbesondere aus der 1 ersichtlich ist - ein Separierelement 21 auf, welches im hier gezeigten Ausführungsbeispiel keilförmig ausgestaltet ist, wobei das schmale Ende dieses keilförmigen Separierelements 21 der Trennstation 10 zugewandt ist.
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Das Separierelement 21 hat die Aufgabe, die bis jetzt parallel zu einander verlaufenden Reststreifen S', S" nach außen abzulenken, damit die Reststreifen S' und S" - wie am besten aus 1 ersichtlich - durch entsprechende Abführöffnungen 20a, 20b aus der Vorrichtung 1 abgeführt werden können.
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Wie insbesondere aus der Detaildarstellung der 8 ersichtlich ist, weist die Separierstation 20 Kanäle 22a, 22b und 22c für die unterschiedlichen Teilstreifen WS, S' und S" des aus der Trennstation 10 herausgeführten Materialstreifens S auf, welche - in einer auf Zeichenebene der 2 und somit der Arbeitsebene 2 der Vorrichtung 1 orthogonalen Z-Richtung gesehen - in unterschiedlichen Höhen verlaufen. Ein zentraler Kanal 22a, der in einer unteren ersten Ebene verläuft, dient zur Führung des die Werkstücke W enthaltenden Werkstückstreifens WS. An beiden Seiten hiervon sind weitere Kanäle 22b, 22c angeordnet, welche der Führung des ersten Reststreifens S' und des zweiten Reststreifens S" dienen. Diese beiden Kanäle 22b, 22c sind in einer über der ersten Ebene liegenden zweiten Ebene angeordnet.
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Wie sich aus den 7 und 8 ergibt, ist die untere Führungsfläche 23b des Kanals 22b nicht parallel zur unteren Führungsfläche 23a des den Werkstückstreifen WS aufnehmenden Kanals 22a, sondern verläuft nach außen abfallend leicht geneigt in Bezug auf die Arbeitsebene 2. In entsprechender Art und Weise ist die untere Führungsfläche 23c des Kanals 22c ebenfalls nach außen abfallend geneigt angeordnet. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass die innenliegenden Bereiche der Reststreifen S' und S" bei ihrem Vorschub an einer Seite leicht angehoben werden, so dass die entsprechenden Bereiche leichter vom Separierelement 21 angehoben werden können.
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Wie insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, verlaufen die die Reststreifen S' und S" aufnehmenden Kanäle 22b und 22c nicht parallel zu dem den Werkstückstreifen WS aufnehmenden Kanal 22a, sondern sind zu diesem Kanal 22a schräg nach außen verlaufend angeordnet. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise die räumliche Separation des Werkstückstreifens WS von den Reststreifen S' und S" in einer zur Transportrichtung geneigt verlaufenden Richtung ermöglicht. Es ist aber nicht erforderlich, dass beide Kanäle 22b und 22c gleichzeitig geneigt verlaufen, für bestimmte Zwecke kann es durchaus ausreichend sein, wenn sich nur einer dieser beiden Kanäle 22b, 22c vom Kanal 22a entfernt.
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Die 9 und 10 zeigen nun einen Schnitt entlang der Linie C-C der 2. Man erkennt, dass die untere Führungsfläche 23c des Kanals 22c nun wieder annähernd parallel zur unteren Führungsfläche 23a des Kanals 22a verläuft. Da die beiden Reststreifen S', S" - wie vorstehend beschrieben - bereits durch das Separierelement 21 der Vorrichtung 1 hinreichend weit separiert wurden, und vor allem der in dem Kanal 22c geführte Reststreifen S" bereits hinreichend weit vom Werkstückstreifen WS entfernt ist, ist ein weiteres Neigen des Reststreifens S" nicht mehr erforderlich. Wie ebenfalls aus der Figur ersichtlich, ist der breitere Reststreifen S', welcher in dem Kanal 22b geführt ist, teilweise noch über dem Werkstückstreifen WS, so dass ein weiteres Anheben dieses Reststreifens S' zweckmäßig ist.
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Dem Fachmann ist es aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich, dass die hier beschriebene Ausgestaltung der Kanäle 22a-22c nur exemplarischen Charakter besitzt. Sie kann, abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck der Vorrichtung 1, in weiten Grenzen geändert werden. Die Ausgestaltung der Kanäle 22a-22c hängt insbesondere von der Breite der jeweiligen Streifen WS, S' und S" ab. Sie soll derart gewählt werden, dass einerseits der Werkstückstreifen WS von den Reststreifen S', S" ungehindert aus der Vorrichtung 1 abtransportiert werden kann, und dass andererseits die Reststreifen S', S" leicht aus der Vorrichtung 1 abgeführt werden können. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Kanäle 22a-22c als Ausnehmungen im Grundkörper 20' der Separierstation 20 ausgebildet ist. Vielmehr ist jedwede Ausgestaltung möglich, bei der erreicht wird, dass der in dem entsprechenden Kanal 22a-22c verlaufende Streifen in eine bestimmte Richtung kanalisiert, also in diese Richtung geführt wird. Der Begriff „Kanal“ ist somit in seiner weitesten Bedeutung und funktionell orientiert zu verstehen und daher in geometrisch-konstruktiver Hinsicht nicht auf die im beschriebenen Ausführungsbeispiel gezeigte „grabenartige“ Ausgestaltung beschränkt.
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Um nun das Aufspreizen der Reststreifen S' und S" zu erleichtern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Materialstreifen S vor der Durchführung des Trennvorgangs durch die Trennstation 10 Öffnungen D eingebracht werden, deren Aufgabe es ist, das Auseinanderbewegen der Reststreifen S' und S" in der Separierstation 20 zu erleichtern. Bevorzugt weist hierzu die Vorrichtung 1 eine vor der Trennstation 10 angeordnete Stanz- oder Schneidstation 40 auf, welche dazu dient, in einen oder vorzugsweise in beide Randbereiche des Materialstreifens S die vorgenannten Öffnungen D einzubringen, indem die entsprechenden Materialbereiche aus dem Materialstreifen S herausgetrennt werden. Natürlich ist es aber auch möglich, einen bereits entsprechend vorbereiteten, d. h. mit den vorgenannten Dehnungsöffnungen versehenen Materialstreifen S zu verwenden.
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Die 12 zeigt nun eine weitere Ausführungsform eines derartigen Materialstreifens. Der Unterschied zwischen den Materialstreifen S der 11 und 12 ist, dass der Materialstreifen S der 11 nunmehr zweiteilig ausgebildet ist, d. h. er weist lediglich den Werkstückstreifen WS sowie nur einen Reststreifen S' auf. Dem Fachmann ist aus obiger Beschreibung ersichtlich, wie er die vorstehend beschriebene Vorrichtung 1, zu modifizieren hat. Insbesondere sind dann nurmehr zwei Führungen 22a, 22b erforderlich und das Separierelement 21 kann vorzugsweise ebenfalls entfallen.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise eine effizientere Herstellung von Werkstücken aus einem band-, streifen- oder plattenförmigen Grundkörper wie dem Materialstreifen S, anhand dessen exemplarisch die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung 1 erläutert wurde, ermöglicht wird. Indem nun vorgesehen ist, dass der die Werkstücke W enthaltende Werkstückstreifen WS und der oder die den verbleibenden Bereich des Ausgangs-Materialstreifens S enthaltenden Reststreifen S', S" räumlich separiert aus die das Heraustrennen der Werkstücke W aus dem Materialstreifen S bewirkenden Trennstation 10 der Vorrichtung 1 in mindestens zwei unterschiedlichen Ebenen, nämlich in einer ersten Ebene, in welcher der Werkstückstreifen WS weitertransportiert wird, und in mindestens einer zweiten Ebene, in welcher oder in welchen der oder die Reststreifen S', S" weitertransportiert werden, wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, dass durch die Beaufschlagung des Materialstreifens S hervorgerufenen Deformationskräfte in den oder die Reststreifen S', S" abgeleitet werden, so dass die Gefahr einer Deformation des oder der Werkstücke W eliminiert oder zumindest deutlich reduziert wird. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Art und Weise auch die einfache Herstellung von filigranen Werkstücken W.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Maßnahmen besteht darin, dass die Werkstücke W nun in einem einzigen Trennvorgang aus dem Materialstreifen S herausgetrennt werden können, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit einer derartigen Vorrichtung 1 deutlich erhöht wird.
