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Vorrichtung zur Zuführung von Breitband zu Stanzpressen u. drgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von Bandmaterial
ab Rolle zu einer Stanzpresse oder dergleichen und zur Abführung der Stanzteile
und Abfälle. Die Vorrichtung erlaubt auf einfache Weise die Stanzteile mit nur einem
Werkzeug in Zickzack-Anordnung aus Band in Walzbreite auszustanzen und damit eine
optimale Materialausnützung zu erreiche. Dieses Ziel kann gemäss der Erfindung im
vollautomatischen Betrieb erreicht werden und zwar ohne dass empfindliche Bleche
unzulässig verformt werden.
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Um diese Aufgabe zu lösen, wird durch die Erfindung vorgesehen, die
Bandrolle samt Zuführapparat um eine vertikale Achse drehbar anzuordnen und in Abhängigkeit
von der Bewegung des Stössels der Stanze hin und her zu schwenken, gleichzeitig
in geegneten Zeitpunkten das Band vorzuschieben, in geeigneten Zeitpunkten das Ab
fallgitter durch beidseitig des Stanzwerkzeuges angeordnete Abfallscheren abzutrennen
und das Stanzteil aus dem Werkzeug zu
entfernen.
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figur 1 zeigt als Beispiel ein Stanzgitter runder Teile, die mittels
der Vorrichtung in 5 gegeneinander versetzten Reihen aus breitem Band mit einem
Stanzwerkzeug ausgestanzt wurden.
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Die mit Hilfe der Vorrichtung erzielte Versetzung der beispielsweise
5 Reihen erlaubt eine optimale Materialausnützung bei runden oder ähnlich geformten
Teilen, beispielsweise bei Stator- und Rotorblechen für elektrische Motoren und
Generatoren.
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Die Zahlen 1 bis 15 bezeichnen die Reihenfolge, in der die Ronden
aus dem Band heraus gestanzt wurden.
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Gegenüber der herkömmlichen Verarbeitung aus schmalen Streifen mittels
gebräuchlicher Apparate für den Bandvorschub, gemaß figur 2, ergibt sich bei, gleicher
Stegbreite eine Siaterialersparnis von bis zu ca. 13 ß je nach Anzahl der versetzt
nebeneinander liegenden Reihen.
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- ur 3 zeigt in stark vereinfachter Darstellung den Aufriss, figur
4 den entsprechenden Grundriss (geschnitten zwischen Ober-und Unterteil des Stanzwerkzeuges)
der Einrichtung zusamraengebaut mit einer Exzenterpresse 16. Die Blechrolle 17 liegt
auf dem Abrollbock 18, welcher auf dem Drehschemel 19 um die Achse 20
schwenkbar
gelagert ist. Das Blechband 21 wird durch den Zangen-Vorschubapparat 22 dem Stanzwerkzeug
23 zugeführt. Der Vorschubapparat 22 ist über die Deichsel 24 mit dem Äbrollbock
18 verbunden. Beide werden durch den Schwenkantrieb 25 über die Schubstange 26 nach
einem geeigneten Programm um die Achse 20 geschwenkt, um das gewtinschte Stanzgitter,
beispielsweise gemäss Figur 1 zu erhalten. Beidseitig des Stanzwerkzeuges befinden
sich die beiden Abfalischeren 27, die zu geeigneten Zeitpunlften das Abfallgitter
abtrennen, worauf es in die beiden Abfallzerhacker 28 falls. die ausgestanzten Bleche
werden auf bekannte Weise durch mechanische Abstreifer ungefähr im oberen Totpunkt
der Presse ausgestossen, fallen in den Löffel 29 der auf iMhrungen 30 (angetrieben
durch das Kurbelgetriebe 31 von der Exzenterwelle) im Takt der Presse hin- und hergleitet
und damit die Stanzteile auf den Stapel 32 auswirft.
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illit dieser Einrichtung könnte jedoch der Erfindungszweck noch nicht
vollständig erreicht werden, denn die Stanzteile beispielsweise Nr.l, 2 und 3 gemäss
Figur 1 würden nicht auf einer Geraden sondern auf einem Kreisbogen um die Achse
20 liegend ausgestanzt, was je nach dem Abstand zwischen dieser Achse und dem werkzeug
23 einen beträchtlichen Materialverlust ergäbe, da dann die optimale Einteilung
nicht mehr erreicht werden kann.
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Gemäss der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden,
dass gemäss Figur 5 der Vorschubapparat 22 auf den Führungen 33 relativ zur Deichsel
24 verschiebbar angeordnet ist, damit er in den Endlagen der Schwenkbewegung von
der Achse 20 weg, in der, Mittelstellung auf diese zu verschoben werden kann, um
den durch die Schwenkbewegung bewirkten Bogen zu kompensieren und aufeinanderfolgende
Stanzungen möglichst genau auf einer Geraden senkrecht zur Bandrichtung zu plazieren.
Erfindungsgemäss wird diese Bewegung auf einfachste Weise dadurch erreicht, dass
eine mit dem Vorschubapparat 22 fest verbundene, senkrecht zur Bandrichtung angeordnete,
vorzugsweise gerade Schiene 34 mit einem am Presse tisch 36 befestigten Gleitstück
oder einer Nockenrolle 35 in Eingriff steht. Dadurch wird zwar nicht eine theoretisch
genaueGeradführung erreicht, aber die'Abweichungen werden im Verhältnis der Abstände
der Nockenrolle 35 und der Achse 20 vom Werkzeug reduziert, was eine praktisch optimale
Materialausnützung erlaubt. Wenn erwünscht, könnte zudem noch durch eine geringe
Biegung der Schiene 34 eine genaue Geradführung erreicht werden.
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Es soll hier besonders darauf hingesesen werden, dass gemäss der Erfindung
die Zuführung des Bandes ohne irgend einen schiefen Zug erfolgt, d.h. die nebenainanderliegendèn
Bagdpartien haben während des ganzen Ablaufs immer je denselben Durchhang, was
eine
minimale Materialbeanspruchung ergibt und es auch leicht erlaubt, das Band notfalls
abzustützen, um es bei schnellen Schwenkbewegungen am Flattern zu hindern.
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Damit der erfindungsgemässe vollautomatische Arbeitsablauf erreicht
werden kann, müssen die einzelnen Bewegungen, insbesondere die vom Schwenkantrieb
25 bewirkte Schwenkbewegung, der von den Vorschubapparaten 22 bewirkte Bandvorschub
in Längsrichtung, die Schneidoperationen der Abfallscheren 27, die Bewegungen des
Löffels 29 und der Antrieb des Abrollbockes 18 nach einem geeigneten Programm in
Abhängigkeit von der Bewegung des Pressenstössels und dem gewünschten Stanzgitter
erfolgen.
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Der Antrieb des Abrollbockes 18 wird vorzugsweise auf bekannte Art
vom Durchhang des Bandes 21 beispielsweise mittels Endschaltern oder Photozellen
gesteuert. Der Löffel 29 wird vorzugsweise über einen Kurbelantrieb 31 direkt von
der Exzenterwelle 37 der Presse aus derart angetrieben, dass er sich ungefähr in
der oberen Totpunktstellung des Pressenstössels zwischen unterem und oberem Teil
des Stanzverkzeuges 23 und in der unteren Totpunktstellung des Pressenstössels vollständig
ausserhalb des Werkzeuges 23 in der Nähe des Stapels 32 befindet. Es versteht sich,
dass an Stelle dieses direkten Antriebes ohne weiteres
auch ein
beispielsweise pneumatischer oder hydraulischer Antrieb gewählt werden konnte, der
den Löffel 29 in ähnlicher Weise entsprechend der Bewegung des Pressenstössels bewegt,
gesteuert durch geeignete, vom Pressenstössel oder vorzugsweise der Exzenterwelle
betätigte Steuerelemente.
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Aus Figur 1 und insbesondere den die Stanzfolge angegebenen Ziffern
1 - 15 ist ersichtlich, dass die Schwenk- und die Vorschubbewegung, wie auch die
Betätigung der Abfallschneider einem Programm folgen müssen, das sich erst nach
mehreren Hüben des Pressenstössels wiederholt. Ein vollständiger Arbeitszyklus der
Vorrichtung besteht aus so vielen Stanzhüben, wie Ieihon versetzt nebeneinander
ausgestanzt werden (im Beispiel 5) einer gleichen Zahl von Schwenkbewegungen teils
nach links, teils nach rechts, zwei Vorschubbewegungen in Bandrichtung je ungefähr
um die halbe Länge des Stanzteils und einer Anzahl Operationen der Abfallscheren
27.
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Diese Operationen der Abfallscheren müssen ungefähr gleichzeitig mit
dem Stanzen, d.h. in der Nähe des unteren Totpunktes des Pressenstössels erfolgen,
während die übrigen beiden Bewegungen jeweils zwischen zwei Stanzvorgängen, d.h.
bei offenem Werkzeug 23 erfolgen müssen.
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Erfindungagemäss werden diese Bewegungen von einer Steuer scheibe
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Trommel oder -Kette ausgelöst, die direkt oder indirekt von der Exzenterwelle der
Stanzpresse aus angetrieben wird. Figur 6 zeigt eine prinzipielle Lösungsmöglichkeit,
Auf der Exzenterwelle 37 sitzt das Ritzel 38, welches mit dem Steuerrad 39 in Eingriff
steht. Die Untersetzung zwischen 38 und 39 ist so gewählt, dass einer vollen Umdrehung
des Rades 39 ein voller Arbeitszyklus der Vorrichtung entspricht, d.h. dieses Verhältnis
ändert je nach der Anzahl der versetzt nebeneinander zu stanzenden Reihen.
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Auf dem Rad -39 sitzen auf verschiedenen Bahnen vorzugsweise verstellbar
angeordnet die Steuernocken 40 fur Bandschwenkung nach links, 41 für halbe Bandschwenkung
nach rechts, 42 für volle Bandschwenkung nach rechts, 43 für'Bandvorschub in Längsrichtung,
44 für Abfalischneider links und 45 für Abfalischneider rechts, die mit den entsprechenden
Steuerelementen für diese Bewegungen (nicht gezeichnet) in Eingriff stehen. Es versteht
sich, dass diese Darstellung nur als Beispiel aufzufassen ist. Für andere Anordnungen
des Stanzgitters ergeben sich auch andere Anordnungen.
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der Steuernocken. Sollen auf einer Einrichtung verschiedene Teile,
beispielsweise verschiedene Durchmesser gestanzt werden, so wird zweckmässig die
ganze Steuerscheibe, -Trommel oder -Kette leicht auswechselbar angeordnett
Es
ist auch leicht ersichtlich, dass für weitere Bewegungen auf weiteren Bahnen weitere
Nocken notwendig sein können, beispiels: weise für halbe Bandschwenkung nach links
bei einer geraden Anzahl Reihen oder zur Steuerung von Positionierungszylindern,
beispielsweise zur genauen Begrenzung der Schwenkbewegungen.
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Die technische Realisierung der durch die Nocken 40 - 45 gesteuerten
Bewegungen kärnauf die verschiedensten Arten erreicht werden, beispielsweise durch
elektrische, pneumatische oder hydraulische Servoautriebe. Für die Schwenkbewegung
und die Abfallscheren bieten sich wegen der verhältnismässig hohen benötigen KrWite
vor allem hydraulische Einheiten, beispielsweise Kolbenantriebe an, für die Vorschubbewegung
beispielsweise pneumatische Zangenvorschubeinheiten. Es ist auch klar, dass das
Ziel der Erfindung statt durch Nockensteuerung auch durch andere Steuerungsuiethoden
erreicht werden könnte, beispielsweise durch eine in Abhngigkeit von der Drehung
der Exzenterwelle arbeitende elektronische Programmsteuerung.
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Eine besonders einfache, zweckmssige und betriebasichere Realisierung
der Erfindung ergibt sich, wenn die Schwenkbewegung direkt mechanisch von der Drehung
der Exzenterwelle abgeleitet wird Zu diesem Zweck treibt beispielsweise, gemlss
Figur 7, ein
auf der Exzenterwelle 37 der Stanzpresse sitzendes
Kettenrad 46 über den Kettentrieb 47 ein an sich bekanntes Indexiergetriebe 48.
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Die Sekundärwelle 49 des Indexiergetriebes dreht sich bei jeder vollen
Umdrehung der Primärwelle 50 um einen bestimmten Winkel von beispielsweise 1200,
wobei bei gleichförmiger Rotation der Primärwelle die Sekundärwelle zunächst aus
dem Stillstand beschleunigt, dann wieder verzögert und in der neuen Position während
einiger Zeit verharrt. Bei Kupplung der Exzenterwelle 37 mit der Primärwelle 50
in geeigneter relativer Lage bei spielsweise durch den gezeichneten Kettentrieb
eignet sich dieser Antrieb gut für die Schwenkbewegung, indem während der Stillstandzeit
der Sekundärwelle 49 die Schwenkbewegung ruht und damit gestange (ungefähr unterer
Totpunkt der Exzenterwelle) und der Abfall abgetrennt werden kann.
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Zwei auf der Sekundärwelle 49 sitzende Räder 51 stehen mit zwei Rädern
52 in Eingriff, die ihrerseits mit zwei Kettenrädern 53 fest gekuppelt sind. Diese
treiben je eine endlose Kette 54, zwischen denen die Schubstange 26 mittels Verbindungsbolzen
55 gelenkig gelagert ist (Figur 8). Ebenfalls mit dem Verbindungsbolzen 55 verbunden
sind die beiden Gleitstücke oder FUhrungsrollen 56, welche seitlich in den Besten-Fthrungen
57 laufen, niindestens im Bereiche der Xettenumlenkungen. Diese Führungen
übernehmen
die in diesem Bereich senkrecht zur Kettenrichtung wirkenden Beschleunigungskräfte,
welche sonst zu einem Abheben der Kette 54 vom Kettenrad 53 und entsprechend unkontrollierten
Bewegungen der Deichsel 24 führen könnten.
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Der Vorteil dieser erfindungsgemässen Anordnung wird aus Figur 8 besonders
deutlich. Die dort markierten Punkte 1 - 5 entsprechen den Stillstandspunkten des
Indexiergetriebes, und diese wiederum entsprechen bei genügender Länge der Schubstange
26 mit praktisch genügender Genauigkeit den Positionen 1 - 5 des Stanzgitters nach
Figur 1, dies unter der Voraussetzung, dass die Lange der Kette 54 fünf mal dem
Umfang der Kettenräder 53 entspricht Crtier 5 versetzt nebeneinander gestanzte Reihen)
und das Uebersetzungsveri hältnis zwischen den Rderpaaren 51 und 52 so gewählt wird,
dass zwischen zwei Indexpunkten des Indexiergetriebes 48 (Stillstandspunkten) eine
volle Umdrehung der Räder 52 und damit der Kette räder 53 liegt. Somit wird auf
einfache Weise, durch mechanische Getriebe die gewünschte Schwenkbewegung erreicht,
und zwar bei geeigneter Wahl des Indexiergetriebes 48 mit minimalen Beschleunigungen
und Verzögerungen der Deichsel 24 und entsprechend kleinen Beschleunigungskräften
bzw. entsprechend hohen LauBgeschwindigkeiten. Ausser durch die Wahl geeigneter
Kurven im Indexiergetriebe wird dies vor allem dadurch erreicht, dass dank
der
starren mechanischen Ableitung der Schwenkbewegung von der Exzenterwelle beinahe
die volle Zeit vom Ausfahren des Werkzeug-Oberteils aus dem Unterteil bis zur nächsten
Berührung des Werkzeug-Oberteils mit dem Band 21 für die Schwenkbewegung ausgentitzt
werden kann.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass die Ketten 54 gleichzeitig
die Funktionen der Steuerscheibe 39 übernehmen können, soweit diese noch nötig sind.
Zu diesem Zweck werden die Nocken 43 für den Bandvorschub sowie 44 und 45 für die
Abfallschneider auf der Kette 54 montiert. Da die Impulse für die Abfallschneider
dann gegeben werden messen, wenn die Kette 54 stillsteht (Stillstand der Schwenkbewegung)
müssen sie allerdings mit einem in den Piguren nicht dargestellten, direkt durch
die Exzenterwelle betätigten Impulsgeber auf bekannte Veise in Serie geschaltet
werden, damit der Impulszeitpunkt passend eingestellt werden kann.
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Durch diese Anordnung ergibt sich der weitere Vorteil, dass durch
die Auswechslung einer Teilmontage, nämlich des Eettensat2es 54 mit Rindern 52 und
53, FUhrungen und Nocken die Vorrichtung auf einfachste Weise für eine andere Zahl
versetzt nebeneinander zu stanzender Teile umgerichtet werden kann.
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Um mst dem gleichen Kettensatz die gleiche Anzahl Reihen, aber
mit
anderem seitlichen Abstand aus einem breiteren oder schmäleren Band stanzen zu können,
beispielsweise verschiedene Durchmesser, ist das Indexiergetriebe 48 auf Schienen
58 in Bandrichtung verschiebbar montiert. Da gleichzeitig der Kupplungspunkt 59
der Schubstange 26 mit der Deichsel 24 in gleicher Richtung verschiebbar angeordnet
ist, ergeben sich je nach dem Abstand dieses Angriffpunktes 59 von der Drehachse
20 bei gleichen Wegen der'Schubstange verschiedene Schwenkwinkel.
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Zur genauen Einstellung der seitlichen Versetzung zwischen nebeneinanderliegenden
Reihen ist zwischen der Abtriebswelle 49 des Indexiergetriebes 48 und dem ntiderpaar
51 eine Kupplung 60 geschaltet, welche auf an sich bekannte, in der Figur nicht
naher dargestellte Weise die relative Winkellage zwischen diesen beiden Teilen auf
einfache Weise zu verändern und damit die StillstandgS-punkte auf den Ketten 54
zu verschieben gestattet. Im weiteren ist zwischen der Primärwelle 50 des Indexiergetriebes
48 und dem Kettenrad 61 eine einfache Ueberholkupplung 62 eingesetzt. Ihre Funktion
besteht darin, beim Entkuppeln der Stanzpresse (Schwungrad von Exzenterwelle zur
Unterbrechung des Dauerhubs) einen harten Schlag auf die mechanischen Verbindungsteile
der Vorrichtung zu verhindern. Dieses Entkuppeln erfolgt bekanntlich ungefähr im
oberen Totpunkt des Pressenstösseis, also in einem Zeitpunkt,
in
dem die Schwenkbewegung gerade ihre grösste Geschwindigkeit erreicht hat und mit
Rücksicht auf die beträchtlichen bewegten Massen keinesfalls abrupt gestoppt werden
darf. Die Ueberholkupplung erlaubt deshalb in diesem Fall dem Indexiergetriebe,
sich bis in seinen eigenen Indexierpunkt weiter zu bewegen und damit die Schwenkbevegung
stetig zu verzögern. Damit diese Ueberholkupplung im normalen Dauerlauf nicht in
Funktion tritt und damit ihrerseits Schläge im Mechanismus verursacht, ist auf geeignete
Weise Sorge zu tragen, beispielsweise durch die Montage einer genügend dimensionierten
(nicht gezeichneten) Bremse auf der Primarwelle 50 des Indexiergetriebes 48, die
einen Vorlauf dieser Welle gegenüber dem Antriebsrad 61 beim normalen Verzögern
der Schwenkbewegung zu verhindern vermag.
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Um einen Start der Maschine in unrichtiger Stellung der Ueberholkupplung
62 und die damit verbundenen Schläge zu vermeiden, ist gemäss der Erfindung ein
in den Figuren nicht dargestellter Endschalter vorgesehen, welcher auf an sich bekannte
Weise den Steuerstromkreis für den Start der Maschine so lange unterbricht, bis
die Primärwelle 50 des Indexiergetriebes beispielsweise von Hand in die richtige
Lage (Außgangsgeschwindigkeit gleich null) gebracht wurde.
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Um die Beschleunigungskräfte der Schwenkbewegung möglichst klein zu
halten, müssen die bewegten Massen des Abrollbocks 18 möglichst klein gehalten und
möglichst in Nähe der Drehachse 20 konzentriert werden. Zu diesem Zweck eignet sich
besonders eine Einrichtung gemäss Figur 3, bei der die Blechrolle 17 direkt auf
2 angetriebenen Tragrollen 63 läuft Leider lässt sich insbesondere bei dünnen Blechen
und unter dem Einfluss rascher Schwenkbewegungen ein einwandfreier Bandablauf nur
schwer erreichen. Erfindungsgemäss wird deshalb gemäss Figuren 9 und 10 ein ähnlicher
Abrollbock vorgezogen, bei dem die Blechrolle nicht direkt auf den Tragrollen 63
läuft.
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Statt dessen ist sie zwischen 2 Flanschen 64 beispielsweise mittels
Zugbolzen 65 eingespannt und die Laufflächen 67 dieser Flanschen laufen auf den
Tragrollen 63. Da dadurch der Laufdurchmesser im Geger aty1 zur in Figur 3 gezeigten
Lösung immer konst&& bleibt, lässt sich durch Führungsrollen 66 eine Schrägstellung
der Blechrolle 17 relativ zum Abrollbock 18 unter al@en Umständen ver hindern und
die gefürchtete Lockerung der Rolle mit anschliessender Beschädigung des Blechbandes
termeidens