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Schwenkarmstanze Die Erfindung betrifft eine Sehwenkarmstanze zum
Bearbeiten von Flächenmaterial wie Leder oder Tuch, bestehend aus einem Werkstückträger,
einem kraftbetriebenen Ausleger, einer sowohl zum Unterbrechen als auch zum Beencden
des Arbeitshubes dienenden elektrischen Steuervorrichtung und einer zum Einleiten
eines Arbeitshubes dienenden, von Hand zu betätigenden Einschaltvorrichtung, die
eine im Betrieb der Maschine mit der Bedienungsperson 99 verbindende, von der Schlagplatte
des Auslegers isolierte, als Handgriff ausgebildete Elektrode ist.
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Seit lange werden in der Schuhindustrie Stanzen dieser Art mit einem
Werkstückträger, auf dem das zu stanzende Werkstück mit einem daraufgesetzten Stammesser
liegt und reit einem über das Stanz" messer verschwenkbaren Ausleger benutzt, Der
Ausleger wird, wenn die Bedienungsperson eine Einschaltvorrichtung betätigt, durch
Kraftantrieb zu dem Werkstückträger bewegt, um das Stammesser durch das Werkstück
zu drücken.
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Es sind bereits Stanzen mit hydraulischem Kraft= antrieb und elektrischen
Steueranlagen bekannt, die automatisch den Arbeitshub unterbrechen, indem das Stanzmesser
nach Durchschneiden des Werkstückes und Berühren der leitenden Oberfläche des Werkstückträgers
eine elektrische Überbrückung zwischen dem Ausleger und der leitenden Oberfläche
des Werkstückträgers herstellt (USA.-Patentschrift 2 788 070). Um nach dem anfänglichen
Durchschneiden des Werkstücks dem Stammesser den vollkommenen Schnitt entlang seiner
Peripherie zu ermöglichen, enthält der Steuerrelaisstromkreis zur Beendigung des
Arbeitshubes eine einstellbare Verzögerungsvorrichtung, welche entsprechend den
Materialeigenschaften des Werkstücks von der Bedienungsperson eingestellt werden
kann, Wenn dabei die Bedienungsperson, während sie den als Elektrode ausgebildeten
Handgriff hält, den Ausleger berührt, so beendet die Steuervorrichtung den Arbeitshub,
auch wenn der berührende Körperteil durch das Werkstück keinen direkten Kontakt
mit dem Werkstückträger hat, wie es der Fall sein würde, wenn z. B. ein Finger zur
Zeit des Einsetzens des Arbeitshubes auf dem Stanzmesser liegt.
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Während diese Steuervorrichtung sehr wirksam ernstere Betriebsunfälle
verhütet, bleibt jedoch zu bemerken, daß die Verzögerungsvorrichtung, besonders
wenn sie von der Bedienungsperson auf ihren Höchstwert eingestellt worden ist, einen
gewissen Druck auf einen dazwischenliegenden Körperteil ausüben kann, bevor der
Ausleger seine Abwärtsbewegung beendet. Deshalb besteht unter außergewöhnliehen
Umständen die Möglichkeit, daß der Bedienungsperson eine schmerzhafte Schnittwunde
zugefügt werden kann.
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Es sind ferner Sicherheitseinrichtungen für Stanzen bekannt, bei denen
in der Steuerschaltung z. B. ein Thyratron vorgesehen ist, das bei einer Berührung
des Handgriffs und der Schlagplatte durch die Bedienungsperson zündet und den Arbeitshub
innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde beendet. Aber auch diese Sicherheitseinrichtung
beendet wie alle übrigen bekannten Eiririchtungen dieser Art die Abwärtsbewegung
des Auslegers erst nach einer solchen Zeitverzögerung, daß zumindest unter ungünstigen
Bedingungen eine Verletzung der Bedienungsperson oder sonstige Gefahren auftreten
können, die durch die verzögerte Beendigung der Abwärtsbewegung bedingt sind.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Steuervorrichtung einer Schwenkarmstanze
so auszubilden, daß die Verzögerungszeit für die Beendigung der Abwärtsbewegung
des Auslegers nach der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen
dem Handgriff und der davon isolierten Schlagplatte verringert wird, um die erwähnten
Gefährdungen möglichst vollkommen auszuschalten.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß ein in der elektrischen
Steuervorrichtung vorgesehenes Relais als Sicherheitsrelais wirkt und ohne Verzögerung
reagiert, um den Erregerstromkreis des das Ventil eines hydraulischen Getriebes
steuernden
Elektromagneten zu öffnen und den Arbeitshub des Auslegers
im Notfall sofort zu unterbrechen.
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Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß eine derartige Steuervorrichtung
eine sofortige Unterbrechung eines eingeleiteten Arbeitshubes als Sicherheits- oder
Schutzmaßnahme und damit eine verbesserte Unfallverhütung gewährleistet. Ferner
ist es der Bedienungsperson nicht mehr möglich, das Wirken des Sicherheitsrelais
zu ihrem eigenen Schaden zu verzögern.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Teilansicht einer Stanze
mit einem schematisch dargestellten hydraulischen Getriebe und einer Steuervorrichtung
und F i g. 2 ein Schaltbild der Steuervorrichtung.
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F i g. 1 zeigt die hauptsächlichen Teile einer hydraulischen Stanzmaschine:
einen Werkstücktisch 10, der einen Teil des Maschinengestells bildet, eine auf dem
Werkstücktisch 10 befestigte Werkstücktragplatte 12 und einen Ausleger 14, der von
einer in dem Maschinengestell gelagerten Säule-16 getragen wird. Der Ausleger 14
kann so von einer einen Handgriff 18 erfassenden ' Bedienungsperson waagerecht um
die Säule 16 verschwenkt und senkrecht auf die Platte 12 zu und von- ihr weg bewegt
werden.
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Ein hydraulisches Getriebe 26 bewegt den Ausleger 14 auf und ab. Das
Getriebe 26 betätigt einen Kolben 22, der in einem auf dem Maschinengestell befestigten
Zylinder 20 bewegbar ist. Der Kolben 22 ist durch eine Spindel 24- mit der Säule
16 verbunden. Das Getriebe 26 weist ein Ventil 28 mit zwei von einem Elektromagneten
S betätigten Kolben 30 auf und ist so angeordnet, daß, wenn der Elektromagnet S
des Ventils 28 nicht erregt ist und die Kolben 30 sich dann in der dargestellten
Stellung befinden, Flüssigkeit unter Druck von einer Pumpe 31 in einen unteren Schlitz
32 des. Zylinders 20 einströmt; wird der Elektromagnet S erregt, um die Kolben
30 in ihre untere Stellung zu bewegen, so strömt die Flüssigkeit in einen oberen
Schlitz 34 ein. Eine Feder 36 hält gewöhnlich die Kolben 30 in. ihrer oberen Lage
(Ruhelage), so daß der Ausleger 14 durch den Druck der Flüssigkeit von der Werkstücktragplatte
12 abgehoben ist. Die Erregung des Elektromagneten S bewirkt somit durch das Einströmen
der Druckflüssigkeit in das obere Ende des Zylinders 20 einen Arbeitshub
des Auslegers, während das Abschalten des Elektromagneten -den Arbeitshub beendet.
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In dem hydraulischen Getriebe 26 befindet sich ein Druckschalter 38.
Dieser Schalter hat innerhalb der Druckflüssigkeitsspeiseleitung zwischen dem Ventil
28 und der Pumpe einen federbelasteten Schwimmer 40. Der Druckschalter 38
ist weiterhin mit gewöhnlich offenen Kontakten PS versehen, die, wenn der
Flüssigkeitsdruck am Ventil einen vorbestimmten Wert überschreitet, sich infolge
der Aufwärtsbewegung des Schwimmers 40 schließen. Dieser Schalter dient, wie unten
beschrieben, im Fall der mechanischen Außerbetriebsetzung des Auslegers 14 während
des Arbeitshubes als Vorrichtung für das Beenden des Arbeitshubes. Das Getriebe
26 hat ferner ein Hochdruck-Entlastungsventil44, ein Niederdruck-Entlastungsventil46
und ein Einweg-Sperrventil48.
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Schaltvorrichtungen sind vorgesehen, die infolge des Arbeitshubes
des Auslegers 14 bis zu einer vorbestimmten Stellung betätigt werden. Dieselben
bestehen aus gewöhnlich offenen Schalterkontakten LS an dem Maschinengestell und
werden durch eine mit dem Ausleger verbundene, varüerbare Antriebsvorrichtung geschaltet.
Die Antriebsvorrichtung besteht aus einem in Höhenrichtung beweglichen, durch eine
senkrechte Bohrung in den Zylinder 20 führenden Verbindungsglied 52, dessen unteres
Ende mit einem sich seitlich erstreckenden Finger 54 versehen ist. Die Oberfläche
des Fingers 54 liegt an einer Verjüngung 56 des Kolbens 22 an. Die Verjüngung erstreckt
sich durch eine Bohrung in einen den Unterteil des Zylinders abschließenden Deckel
57. Der obere Teil des Verbindungsgliedes 52 ist mit einer Stütze 58 verbunden,
die eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 60 aufweist, die sich in senkrechter
Flucht mit einer gewindelosen Bohrung eines sich von dem Zylinder 20 ausstreckenden
Trägers 62 befindet. Eine Stange 64 führt durch die zwei Bohrungen. Das obere
Ende der Stange 64 ist mit Gewinde versehen, um sich mit dem Gewinde in der Bohrung
60 zu verschrauben, während der untere Teil glatt ist, um senkrecht durch die Bohrung
in dem Träger 62 zu gleiten. Zwischen den Bohrungen hat die Stange ein Widerlager
66 für ein Ende einer Feder 68, deren anderes Ende an dem Träger 62 anliegt. Die
Feder 68 schiebt die Stange 64 aufwärts. Die Schalterkontakte LS sind bezüglich
der Stange 64 so angeordnet, da.ß das Widerlager 66 bei der Abwärtsbewegung der
Stange die Kontakte LS schließt. Die Hochlage des Auslegers 14, bei der das Schließen
der Kontakte LS stattfindet, kann durch Drehen der Stange 64 verändert werden.
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Von Hand zu betätigende Vorrichtungen sind vorgesehen, um die vorgenannte
Höheneinstellung oder Hochlage für Stammesser verschiedener Höhe einzustellen. Ein
Einstellknopf 70 ist für diesen Zweck drehbar an dem Werkstücktisch 10 in
einer Lage, die ein bequemes Handhaben durch die Bedienungsperson ermöglicht, angebracht.
Ein biegsames Kabel 72 verbindet den Einstellknopf 70 mit der Stange 64, so daß
ein Drehen des Einstellknopfes 70 die Drehung der Stange 64 bewirkt.
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In der Steuerschaltung zur Beendigung des Arbeitshubes ist eine metallene
Schlagplatte 74 am Bodenteil des Auslegers 14 entweder geerdet oder durch eine Isolierschicht
76 mit dem Ausleger 14 elektrisch isoliert verbunden. Der Handgriff 18 hat eine
leitende Oberfläche und ist mit einer Stange 78
verbunden, die für senkrechte
Bewegung in einer in dem Ausleger 14 angebrachten Buchse 80 aus Isolierstoff lagert.
Auf der Stange 78 sitzt ein Steuernocken 82. Gewöhnlich offene Kontakte TS an dem
Ausleger wirken so mit dem Steuernocken 82 zusammen, daß sie beim Herunterdrücken
des Handgriffes 18 geschlossen werden. Die leitende Oberfläche des Handgriffes 18,
welche die Bedienungsperson erfassen muß, um den Arbeitshub einzuleiten, stellt
eine Elektrode dar, mit der die Bedienungsperson während des normalen Betriebes
der Maschine verbunden ist. Der Handgriff 18 und die Schlagplatte 74 sind miteinander
in einen nachfolgend beschriebenen Stromkreis geschaltet, um einen durch das Schließen
der Kontakte TS eingeleiteten Arbeitshub zu beenden, falls die Bedienungsperson
mit der anderen Hand die Schlagplatte 74 berühren sollte.
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Das Schaltschema in F i g. 2 zeigt den Steuerstromkreis der Maschine.
Die Hauptleitungen 90 und 91 werden mit einer geeigneten Wechselstrom-
Spannung,
z. B. 110 Volt, von einer nicht gezeigten Stromquelle versorgt. Die Spannung kann
auch über einen Umspanner einem Drehstrom, der einen die Pumpe 31 treibenden Elektromotor
versorgt, entnommen werden.
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Der Steuerstromkreis (F i g. 2) besteht aus fünf Relais mit Spulen
K 1, K2, K3, K 4 und K 5 (die Bezeichnungen gelten gleichzeitig für die Relais)
einer kalten Kathoden-Thyratronröhre 92 mit dazugehöriger Gleichstromquelle, bestehend
aus einem Gleichrichter 94 und einem über die Leitungen 90, 91 in Reihe geschalteten
Kondensator 96, um ihn von der Wechselstromquelle aufzuladen. Die Thyratronröhre
benötigt beispielsweise eine positive Gittervorspannung von ungefähr 70 Volt, um
bei einer von der 110-Volt-Wechselstromspannung über die Leitungen 90, 91 gelieferten
Anodengleichstromspannung von ungefähr 140 Volt zu zünden. Ein Thyratronröhrengitter
98 ist über einen Gitterwiderstand 100 und einen Glättungskondensator
102 geringer Kapazität im Nebenschluß mit einer Kathode 99 und durch einen
150 000-Ohm-Begrenzungswiderstand 104 mit dem Handgriff 18 verbunden.
Die Kathode 99 ist über die Leitung 91 mit dem negativen Anschluß
des Kondensators 96 verbunden. Eine Anode 106 der Thyratronröhre 92 ist über die
Relaisspule K3 und die Parallelschaltung der normalerweise geschlossenen Kontakte
K 1 D des Relais K 1 und die normalerweise offenen Kontakte K5 C des Relais K5 mit
dem positiven Anschluß des Kondensators 96 verbunden. Die Schlagplatte
74 ist durch Begrenzungswiderstände 108, deren einer durch einen Stromstoßübertragungskondensator
110 geringer Kapazität, der einen kurzzeitigen geringen Scheinwiderstand hervorruft,
um das Zünden der Thyratronröhre 92 durch die Körperleitfähigkeit zu erleichtern,
parallel geschaltet ist, mit der Verbindungsstelle der Spule K3 und den obengenannten
Kontakten K1D und K 5 C verbunden. Mit dem Handgriff 18 ist die Schlagplatte
74 über die normalerweise geschlossenen Kontakte K1C des Relais K1 verbunden,
um das Gitter 98 mit einer großen positiven Vorspannung zu versorgen. Dementsprechend
wird im normalen Betrieb der Maschine Wechselstrom über die Leitungen 90, 91 zugeführt,
die Thyratronröhre 92 gezündet, um die Spule K 3 zu erregen, wenn die Spule K 1
nicht erregt ist, oder wenn die Kontakte K 5 C
durch die Erregung der Spule
K5 geschlossen sind und die Schlagplatte 74 und der Handgriff 18 z. B. durch einen
Körperteil der Bedienungsperson überbrückt sind.
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Die Relaisspule K 1 liegt im Stromkreis mit den Kontakten TS des Betätigungsschalters
zwischen den Leitungen 90, 91. Der Stromkreis besteht aus den Kontakten TS
(parallel geschaltet durch den aus den normalerweise geschlossenen Kontakten K3A
und den normalerweise offenen Kontakten K5A gebildeten Haltestromkreis), den normalerweise
geschlossenen Kontakten K 2 A, K 4 A und der Spule K 1. Im gewöhnlichen Betrieb
der Maschine, wenn das Relais K1 durch das Schließen des Betätigungsschalters nicht
erregt ist, sind die Kontakte K 1 C und KID geschlossen, und die Thyratronröhre
92 wird, mit der Spule K 3 erregt, gezündet, um zu prüfen, daß der Thyratronröhrenstromkreis
seine Sicherheitsaufgabe ausüben kann.
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Das Schließen der Kontakte TS erregt Relais K1 und nach einer zeitlichen
Verzögerung Relais K5. Die Erregung des Relais K1 stellt durch das Öffnen der Kontakte
K 1 C und K 1 D den Thyratronröhrenstromkreis wieder her, so daß derselbe
seine Sicherheitsfunktion durchführen bzw. die Trennung des Handgriffes 18 von der
Schlagplatte 74 herbeiführen und die Batteriespannung von der Thyratronröhre entfernen
kann, um sie zu entladen. Das Relais K 5 liegt mit seiner Spule über die Kontakte
K 1 A, einen Widerstand 112, einen Gleichrichter 114 und einen Kondensator 116 in
einem Stromkreis von der Verbindungsstelle des Relais K 1 und der Kontakte K 4 A
zur Leitung 91, wodurch Relais K5 ein wenig später erregt wird als Relais K1. Das
Schließen der Kontakte K 5 C läßt nach der zeitlichen Verzögerung die Batteriespannung
wieder an der Thyratronröhre anliegen.
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Der Elektromagnet S liegt über die Leitungen 90,
91 in Reihe
geschaltet mit den normalerweise gescl-lossenen KontaktenK3B, K2C und den normalerweise
offenen Kontakten K5B. Demzufolge wird, wenn die Relais K2 und K3 nicht erregt sind,
die Erregung des Relais K5 durch das Schließen der Kontakte K5B wirksam, um den
Elektromagneten S zu erregen und so einen Arbeitshub einzuleiten.
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Sollten danach der Handgriff 18 und die Schlagplatte 74 elektrisch
überbrückt sein, so wird die Thyratronröhre 92, das Relais K3 erregend, zünden und
durch die Kontakte K 3 B den Erregerstromkreis der Elektromagneten S öffnen. Wenn
während des Arbeitshubes die Schalterkontakte LS oder die Druckschalterkontakte
PS geschlossen sein sollten und somit das Relais K 2 erregen, werden Ruhestromkontakte
K2 C eine ähnliche Funktion erfüllen. Einmal erregt, wird Relais K2 erregt bleiben,
wenn die Kontakte TS geschlossen sind, und, wenn Kontakte TS nicht geschlossen sind,
dann bis das Relais K5 seine Erregung verloren hat.
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Im Betrieb der Maschine, versorgt mit Druckflüssigkeit von der Pumpe
31 und mit Wechselstrom für Zuleitungen 90, 91, wird der Ausleger
14 durch Flüssigkeitsdruck oberhalb der Tragplatte 12 gehalten, und der Steuerstromkreis
befindet sich, mit der Thyratronröhre 92 gezündet und Relais K 3 erregt, in seinem
Prüfungszustand. Wenn die Thyratronröhre 92 nicht gezündet ist, öffnet das Relais
K4 über die Leitungen 90, 91, im Stromkreis mit den normalerweise geschlossenen
Kontakten K3 B, K2 C, KIB liegend, die Kontakte K4A, um die Erregung der Relais
K1 und K5 und damit den Beginn des Arbeitshubs zu verhindern. Die Bedienungsperson
wird, wenn alles ordnungsgemäß verläuft, ein Werkstück W auf die Tragplatte 12 legen,
ein Stanzmesser D dort auf das Werkstück W setzen, wo sie ein Teilstück
ausstanzen will, und dann den Ausleger über das Stammesser D schwingen. Hat sie
es noch nicht getan, so wird die Bedienungsperson dann die Stellung des als Schalterauslöser
wirkenden Widerlagers 66 durch Drehen des Einstellknopfes 70 einrichten, so daß
der Schalter in der Höhenlage des Auslegers 14 betätigt wird, wenn das Stanzmesser
D vollkommen durch das Werkstück W geschnitten hat, doch nicht tief in die Tragplatte
12 eingedrungen ist.