DE1510044A1 - Maschine zum Stanzen und/oder Schweissen,beispielsweise von Schuhteilen - Google Patents

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Pinna UNITED SHOE MACHINERi CORPORATION in Flemington, New Jersey, und Boston, Massachusetts, V.St.v.Amerika

betreffend:

Maschine zum Stanzen und/oder Schweissen, beispielsweise von Schuhteilen

Priorität: 1« September 196Ij. - Grossbritannien

Es ist in der Schuhmanufaktur bekannt, durch zwei oder mehrere aufeinandergelegte Lagen von Werkstoffen Verzierungen an Schuhwerk anzubringen. Zunächst wird auf die oberste der auf der Werkstückunterlage liegenden Werkstofflagen ein Stanzmesser gelegt, dessen Schneidkante alsdann durch oder fast durch diese Lage gedruckt wird. Ausserdem wird an dem die Schneidkante anliegenden Werkstoff ein Hochfrequenzfeld geschaffen, wodurch die darunter liegenden Werkstofflagen entlang der Schneidkante des Stanzmessers verschweisst werden. Die entlang der Schweissnaht liegenden Stellen der oberen Werkstofflage werden dabei so geschwächt, dass überschüssiger Werkstoff von dem an die unteren Lagen geschwelseten Material entfernt werden kann.

So können z.B. Schlaufen oder andere Vertierungen durch

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zwei oder mehrere Lagen von Werkstoff mit einer Stanze hergestellt werden, deren Stanzarm in bezug auf die Werkstückunterlage beweglich ist. In einer solchen Stanze muss allerdings eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Hochfrequenzfeldes zwischen der Werkstückunterlage und dem Stanzmesser vorgesehen sein. Handelt es sich um einen thermoplastischen Werkstoff, werden die Lagen durch das an den Schneidkanten des Stanzmesser erzeugte Hochfrequenzfeld zusammengeschweisst. Bei diesem Arbeitsvorgang kann ein Schaumstoff zwischen zwei aussere Lagen gelegt werden, wodurch eine Trimmung entsteht, an der die äusseren Lagen zusammengesehweisst sind, wBhrend die Dicke des Hauptteiles der Trimmung von der Dicke des Schaumstoffes abhängig ist.

Falls die Werkstofflagen aus Leder oder dergleichen bestehen, müssen sie vorher mit einem Klebstoff bestrichen werden. Im Arbeitsgang der Maschine aktiviert dann das elektrische Hochfrequenzfeld den Klebstoff, während der durch den Stanzarm entstehende Druck die Lagen zusammendrückt, um das Abbinden des Klebstoffes zu unterstützen.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine leistungsfähige Maschine zu schaffen, mit der die oben beschriebenen Arbeitsvorgänge getrennt oder zusammen ausgeführt werden können.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist, die für das Stanzen und Schweissen nötige Zeit zu vermindern und ein qualitativ einheitlichere· Erzeugnis zu erhalten.

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Maschine zum Stanzen und Sohweissen von Werkstücken au· mehreren Lagen,

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beispielsweise Schuhschäften, bestehend aus einer Werkstückunterlage, einen mehrteiligen Stanzarra, einem Messer und einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Hochfrequenzfeldes zwischen Messer und Werkstückunterlage, erreicht die erwähnten Ziele erfindungsgemäss dadurch, dass die das Messer mit einem Werkstück auf der Werkstückunterläge in Eingriff bringende Anfangsbewegung des Stanzarmes durch Anhaltemittel beendet wird, sobald das Messer mit dem Werkstück in Eingriff steht. Erfindungsgeraäss ist ferner eine Regelschaltung vorgesehen, die, nachdem das Hochfrequenzfeld während einer vorherbestimmten Zeit auf das Werkstück eingewirkt hat, eine weitere Bewegung des Stanzarmes auf die Werkstückunterlage einleitet, wobei ein Teil des Stanzarmes derart ausgebildet ist, dass er einen Stanz- und Schweissteil des Messers völlig durch das Werkstück stanzt. Dabei verbleibt erfindungsgemäss der andere Teil des Stanzarmes mit einem Schweissteil in seiner anfänglichen Arbeitslage·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das elektrische Hochfrequenzfeld in Abhängigkeit von der Anfangsbewegung des Stanzarmes erzeugt und vor der Weiterbewegung des Stanz- und Schweissteiles durch das Werkstück selbsttätig abgeschaltet. Die Teile des Stanzarmes sind bezüglich ihrer Höhenlage zueinander verstellbar. Erfindungsgemäss besteht das Messer aus wenigstens zwei Elementen, die von getrennten Teilen des 3tanzarmes betätigt werden. Ausserdem ist das Messer heizbar.

Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen

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erläutert. Die Beschreibung ist nur beispieleweise angeführt und soll die Erfindung nicht auf die beschriebene Maschine beschränken.

In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht von Teilen der Maschine;

Fig. 2 eine rechte Seitenansicht, teilweise in Schnitt und mit einigen weggebrochenen Teilen der Maschine;

Fig. 3 ein elektrisches Schaltschema; und Fig. J4. ein Schema des hydraulischen Auf baue der Maschine.

Die Maschine besteht aus einer Werkstuckunterlage 10 für ein Werkstück aus zwei oder mehreren Werkstofflagen und einem mehrteiligen Stanzarm 12, an dem ein Messer Hj. befestigt ist. Um sie aus der Maschine heraus und in sie hineinschieben zu können, ist die WerkstUckunterläge gleitbar auf eine im Maschinengestell 20 befestigte Platte II4. montiert und hat Führungen 22, in denen Kantenteile der Platte 16 lagern.

Der Stanzarm 12 besteht aus einem äusseren 2l\. und einem inneren Teil 26. Der äussere Teil 21+. ist über Isolatoren 36 mit den unteren Enden von Stangen 28, die an zwei gegenüberliegenden Seiten der Maschine liegen, befestigt und besteht aus einem Paar Metallarmen, die durch ein HeizkörpergehHuse verbunden sind. Eine Messingplatte 32 ist an der unteren Seite der Arme 27 befestigt. Ein Schweissteil 13 des Messers Uj. ist an der Messingplatte 32 befestigt. Der Schweissteil I3 kann durch die Wärmeleitfähigkeit der Metallteile von einem elektrischen Heizkörper 3I4. in dem Gehäuse 30 erwärmt werden. Die Stangen 28 verlaufen duroh Lager in Gussteilen 29 am

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Maschinengestell 20 und sind über GelenkstUcke 38 mit einer Welle I4.2 verbunden, die in einem schwenkbar an dem Maschinengestell 20 befestigten zweiarmigen Hebel kk- ruht. Der Hebel l\l\. ist schwenkbar an einem in einem Zylinder 50 arbeitenden Kolben I4.8 befestigt. Der Zylinder 50 sitzt bei 52 schwenkbar auf dem Maschinengestell 20.

Die Abwärtsbewegung des äusseren Teiles 2ΐμ wird durch ein verstellbares keilförmiges Auflager 56 beschrankt, das mit einer Stellschraube 50 am Maschinengestell 20 befestigt ist. Durch Drehen der Stellschraube 58 bewegt sich das Auflager 56 in die Maschine hinein oder aus ihr heraus, um es unter mit einer Stange 61+ verbundene Teile 62 zu rücken, deren untere Flächen gemäss dem Winkel des keilförmigen Auflagers abgeschrägt sind. Die Stange 6ij. ist schwenkbar an der Welle 1μ? angebracht und erstreckt sich durch einen Schlitz im Maschinengestell auf eine obere Fläche eines keilförmigen Teiles 66. Der Teil 66 ist, im Querschnitt gesehen, T-förmig und verläuft durch eine Platte 68, die bezüglich ihrer Höhe am Maschinengestell 20 bewegbar ist. Lippen an dem Teil 66 lagern in Schlitzen der Platte 68, und ein keilförmiger, senkrechter Teil in der Platte lagert in einem Schlitz in einem Block Die obere Fläche des Schlitzes in dem Block 72 ist dem Winkel an der unteren Fläche des keilförmigen Teiles 66 entsprechend abgeschrägt. Durch Drehen eines Handrades 76 an einer in dem Block 72 lagernden Gewindewelle kann der keilförmige Teil in die Maschine hinein und aus ihr heraus bewegt werden, um die Höhenstellung des Blockes 72 einzustellen, der durch Federn 78 gegen den Teil 66 gedrückt wird. An der unteren

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Fläche des Blockes 72 befindet sich eine Isolierplatte 80. An der unteren Fläche der Isolierplatte 80 ist eine Metallplatte 86 mit Schrauben aus Isoliermaterial befestigt und hält eine Platte 90, an der der Stanz- und Schweissteil 1$ des Messers 11). angeordnet ist.

Wenn die Kolben-Zylinder-Einheit lj.8, $0 betätigt wird, bewegt sich der äussere Teil 21+ des Stanzarraes 12 bis zu einem gewissen Grad auf die WerkstUckunterlage 10 zu. Wenn die unteren Kanten des Stanz- und Schweissteiles lf> und der Schweissteil 13 des Messers Ii+. abgefluchtet sind, ist das Handrad 76 so eingestellt, dass beide Teile 21+ und 26 des Stanzarines 12 in gleichem Ausmass auf die WerkstUckunterlage zu bewegt werden. Auf diese Weise kann die gesamte untere Fläche des Messers 11+. mit einem auf der Werkstückunterlage liegenden Werkstück in Eingriff gebracht werden.

Um den Stanz- und Schweissteil IJ? des Messers lif völlig durch das Werkstück zu stanzen, ist ein einstellbarer Zeitschalter TM-I (Fig. k) vorgesehen, der nach einer vorherbestimmten Zeitspanne nach der Abwärtsbewegung der zwei Teile 21+. und 26 des Stanzarraes 12 gewöhnlich offene Kontakte TM-IA schllesst und somit den inneren Teil 26 unabhängig vom öusseren Teil 21+. nach unten bewegt. Eine an der rechten Seite der Maschine liegende Welle 9Ij- wird von einem nicht gezeigten Elektromotor getrieben. Nach dem Schweissvorgang wird ein Kolben 102 in einem am Maschinengestell 20 befestigten Druckluftzylinder 100 betätigt, um über einen Hebel 101+. eine nicht gezeigte Kupplung einzukuppeln, wodurch die Welle 94 und

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damit auoh eine dapam befindliche Scheibenkurbel 110 gedreht wird. Die Soheibenkurbel 110 betätigt ein Gelenkstück 112, das schwenkbar an einen gebogenen, zweiarmigen Hebel lllj. befestigt ist. Der Hebel Hl+ ist schwenkbar am Maschinengestell 20 befestigt und trägt einen Block 118. In seiner Ruhelage liegt der Block 118 in einen Abstand über den Block 72 (siehe Piß· 3)· Durch Drehen der Scheibenkurbel HO bewegt sich der zweiarmige Hebel lllj. durch das Gelenkstück 112, aus Fig. 3 gesehen, in Gegenzeigersinn und bringt den Block 118 schnell nit den keilfurnigen Teil 66 in Eingriff. Auf diese Weise wird der innere Teil 26 des Stanzarnes 12 unabhängig vom ftusseren Teil 2ij., der durch das Auflager 56 an einer weiteren Abwärtsbewegung gehindert ist, nach unten bewegt, und der Stanz- und Schweissteil 1$ des Messers IU. dringt völlig durch das Werkstück.

Un zwischen der Werkstückunterlage 10 und dem Messer litein elektrisches Hochfrequenzfeld zu erzeugen, ist der Maschine ein nicht gezeigter, in Handel erhältlicher Hochfrequenzgenerator beigegeben, der über ein koaxiales Kabel 122 mit einen Teil 12l|. des Heizkörpergehäuses 30 verbunden ist. Zwischen einen nittleren leitfähigen Teil des Kabels und den Teil 121tist ein Kupferband 126 geschaltet. Ausserdem ist der Teil 12J+ über ein weiteres Kupferband 128 mit der Platte 86 verbunden. Sonit kann den gesamten Messer Ii+. Hochfrequenzstrom zugeführt werden. Ein Kupferband I30 ist an der Seite der Platte 16 und dem Gehäuse des Hochfrequenzgenerators befestigt. Ausserdem stehen der Block 72 und die Platte 16 durch ein Kupferband 132 in Verbindung. Der Teil 12Ij. ist über eine Schnecke aus kupferüberzogen em Kabel I3I4-* welches eine Überspannungs-

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schutzdrossel darstellt, mit einem nicht gezeigten geerdeten Wärmeregler verbunden.

Bein Gebrauch der Maschine schaltet die Bedienungsperson zunächst den Heizregler ein, um die das Messer tragende Platte 32 zu wärmen. Alsdann wird der Hochfrequenzgenerator eingeschaltet» um das elektrische Hochfrequenzfeld zwischen dem Messer llj. und der Werks ttickunte rlage 10 für eine vorherbestimmte Zeit zu bilden. Bevor das aus zwei oder mehreren Lagen eines thermoplastischen Materials bestehende Werkstück auf die Werkstuckunterlage gelegt wird, wird ein Bogen Isolierpappe zwischen das Werkstück und die Werkstückunterlage 10 gelegt. Die Werkstückunterlage 10 wird daraufhin in die Maschine unter den Stanzarm 12 geschoben, bis eine Verschlussplatte II4.2 einen von zwei Schaltknöpfen II4J4. freigibt. Die Verschlussplatte \\\2 ist drehbar an der Platte 16 angebracht, so dass, wenn diese nicht in ihrer Arbeitsstellung liegt, sie mit der Verschlussplatte llj.2 in Eingriff kommt und einen Ansatz an der Verschlussplatte Uj2 gegen die hintere Fläche des Knopfes 1i|)| legt, wodurch die Betätigung des Knopfes verhindert wird. Die Knöpfe lJ+4 sind in ihrer Betätigung voneinander abhängig und in Reihe geschaltet, so dass die Maschine nur eingestellt werden kann, wenn sich die Werkstückunterlage 10 in ihrer Arbeitslage befindet.

Wenn die Verriegelung gelöst ist, werden die Schaltknöpfe Xi+JU- eingedrückt, um die Maschine in Gang zu setzen, wobei der gesamte Stanzarra 12 sich auf die Werkstückunterlage 10 in einem vorherbestimmten Ausmass zubewegt, so dass das

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Messer Ik mit mindestens der obersten Lage des Werkstückes in Singriff kommt. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne setzt nur ein Teil des Stanzarmes 12 seine Bewegung gegen die Werkstuckunterlage 10 fort» um den Stanx- und Schweissteil 15> des Messers llj. durch das Werkstück zu drucken. Bei Betätigung der Schaltknöpfe lljil· wird ein Elektromagnetventil U+5 geöffnet, wodurch Druckluft einem Reglerventil II4.6, einem Druckschalter II4.8 und einem Druckluftventil 15>0 zuströmt. Beim öffnen des Ventils lfJO strömt Druckluft in den Zylinder $0, so dass der gesamte Stanzann 12 nach unten bewegt wird, um das Messer II4. mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen, wobei diese Bewegung durch den auf das Auflager 5>6 auftreffenden Teil 62 beschrankt wird. Das Reglerventil II4.6 und der Druckschalter U4.8 sind so ausgerichtet, dass der Druckschalter llj.8 den Zeitschalter TM-I bewegt, wenn das Messer 11+ mit dem Werkstück in Eingriff gebracht wird. Dieser Zeitschalter TM-I ist nicht nur mit Kontakten TM-IA sondern auch mit einem Paar normalerweise offener Kontakte TM-IB verbunden, die den Hochfrequenzgenerator einschalten. Auf diese Weise wird das Hochfrequenzfeld geschaffen und wahrend einer vorherbestimmten Zeit auf einer gewünschten Stärke gehalten, bis sich die Kontakte TM-IB öffnen.

Bei diesem Arbeltsgang ist das Auflager £6 &n der Stellschraube so eingestellt, dass wenigstens Kantenteile des Schweissteiles 13 des Messers llj. im wesentlichen eine oder mehrere Lagen des Werkstückes durchdringen und mit der nächsten darunterliegenden Lage in Eingriff kommen. Durch

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das Hochfrequenzfeld werden die Lage oder die Lagen, die durchgestanzt sind, mit der nächst tiefer liegenden Lage verschwelest, Ausserdem wird der Werkstoff in der Nähe der Schweissnaht geschwächt, so dass nach dem Arbeitsgang überschüssiges Material abgetrennt werden kann. Auf diese Weise werden abstehende Muster auf die untere Lage des Werkstückes geschweisst. Nach der vorherbestimmten Zeitspanne wird das Hochfrequenzfeld durch öffnen der Kontakte TM-IB automatisch abgestellt, und ein weiteres Elektromagnetventil 152 wird durch Schliessen der Kontakte TM-IA betätigt.

Durch öffnen des Elektromagnetventils 152 strömt Druckluft in den Druckluftzylinder 100, wodurch die Kupplung betätigt wird. Wie beschrieben, wird über die Kupplung der innere Teil des Stanzarmes 12 unabhängig von dem Susseren Teil 2\\. bewegt, um die Schneidkanten des Messers llj. völlig durch das Werkstück zu drücken. Der äussere Teil 2l\. des Stanzarmes 12 ist gegen weitere Abwärtsbewegung gesperrt. Nach dem Arbeitsgang öffnen sich die Kontakte TM-IA wieder, und der Kolben l\ß kehrt in seine Ausgangsstellung in dem Zylinder $0 durch eine sich darin befindliche Feder zurück, wodurch der Stanzann 12 in seine Ruhelage zurückkehrt. Alsdann kann die Werkstückunterlage 10 aus der Maschine herausgezogen und das Werkstück entnommen werden.

In der beschriebenen Maschine liegt der Teil 15 des Messers innerhalb des Teiles 13; doch es ist selbstverständlich, dass diese Anordnung umgekehrt werden kann. Es können natürlich auch andere dem Erzeugnis angemessene Vorrichtungen

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vorgesehen sein. Ausserdem können die Teile 13 und 1$ getrennt zur Anwendung kommen.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   / 1.Maschine zum Stanzen und Schweissen von Werkstücken aus mehreren Lagen, z.B. Schuhschäften, bestehend aus einer Werkstückunterlage, einen mehrteiligen Stanzarm, der in bezug auf die Werkstückunterlage beweglich ist, einem von dem Stanzarm gesteuerten Messer und einem Mittel zum Erzeugen eines Hochfrequenzfeldes zwischen der Werkstückunterlage und dem Messer, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, das Messer (llf.) in seine anfängliche Arbeitsstellung in bezug auf das Werkstück ausrichtende bewegung des Stanzarmes (12) auf die Werkstückenterlage (10) zu durch Anhaltemittel (£6 und 62) beendet wird, und dass - nachdem das Hochfrequenzfeld wShrend einer gewissen Zeit bestanden hat - eine Regelschaltung (TM-I, TM-IA und TM-IB) für eine weitere Bewegung des Stanzarmes (12) auf die Werkstüokunterlage vorgesehen ist, die einen entsprechend ausgebildeten Teil (26) des Stanzarmes (12) mit einem Stanz- und Schweissteil (15>) des Messers (lh) durch das Werkstück stanzt.

   2· Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schweissteil (13) des Messers (llj.) an einem Teil (2i\) des Stanzarmes (12) in seiner anfänglichen Arbeitslage verbleibt, während der Stanz- und Schweissteil (15>) des Messers (11+.) von dem anderen Teil (26) des Stanzarmes (12) durch das Werkstück gedrückt wird.

   3. Maschine naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in Abhängigkeit von der Anfangsbewegung des Stanzannea (12) auf die WerkstUckunterlage zu erzeugtes Hochfrequenzfeld.

   I4.. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (TM-I und TM-IB) zum selbsttätigen Abschalten der Hochfrequenz - bevor der Stanz- und Schweiasteil (15) des Messers (llj.) an dem Teil (26) durch das Werkstück auf der Werkstückunterlage (10) dringt - vorgesehen sind.

   5. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (5Ö, 56, 76, 7k$ 66, 72) zum Verstellen der Höhenlage der Teile (2ΐμ und 26) des Stanzarmes (12) zueinander vorgesehen sind.

   6. Maschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel {%, 27, 32) zum Wärmen des Messers (ΙΙμ) durch Wärmeleitfähigkeit.

   7. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet» dass das Messer (IJ4.) aus wenigstens zwei Elementen (13 und 15) besteht, die von den getrennten Teilen (2ΐμ und 26) des Stanzmessers (12) betätigt werden.

   PATENT ANWXl Π WHWO H. «NC« DIPl.-JNO.H.iOH«

   KHH:IES

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