DE2004287A1 - Nockengesteuertes Stanzwerk - Google Patents

Description

SIEMENSAETIENGESELLSGHAPT München, den 3 O. JAN. 197

Wittelsbacherplatz

• . VPA 70/2ö05

Nockengesteuertes Stanzwerk ·

Die Erfindung bezieht sich auf ein nockengesteuertes Stanzwerk, bei dem die einzelnen Stanznadeln mit den Stanznocken über je ein Koppelglied gekoppelt sind, das an einer drehbeweglich gelagerten und einseitig als Anker eines Magneten ausgebildeten Koppelschwinge schwenkbar angeordnet ist. Unerwünschte Stanzbewegungen einer Stanznadel werden durch die Erregung eines Magneten verhindert. Dabei wird der als Anker ausgebildete Arm der Koppelschwinge angezogen und damit das Koppelglied außer Eingriff mit der Stanznadel gebracht.

Nockengesteuerte Stanzwerke sind bereits bekannt. Sie werden vor allem bei Stanzwerken mit hoher Stanzfrequenz mit Vorteil eingesetzt. Ein einfaches Zahlenbeispiel mag das erläutern: Bei Stanzwerken, die heute bereits vielfach 160 Stanzschritte und mehr pro Sekunde ausführen können, erforderte ein einfacher Exenterantrieb eine Drehzahl von 9600 U/min. Da bei jedem dieser Stanzschritte mechanisch bewegte Teile verzögert bzw, beschleunigt werden müssen, spielen die Massentragheitskräfte dieser Teile eine wesentliche Rolle. Werden die Bewegungen der mechanisch bewegten Teile durch Nocken gesteuert, so lassen sich aufgrund der Kurvenform der Nockenscheiben Bewegungsvorgänge ableiten, die extreme Beschleunigungen vermeiden. Nockengesteuerte kraftschlüssige Bewegungen sind spielfrei, prellfrei und in einem weiten Bereich unempfindlich gegenüber Schwankungen der Umgebungsbedingungen und Änderungen in den Kräfteverhältnissen, wie z.B. unterschiedliche Reibung und Toleranzen in den Feder- oder Magnetkräften. Damit kann also

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ein sehr zuverlässig arbeitendes Stanzv/erk aufgebaut werden.

Ein solches nockengesteuertes Stanzwerk ist z.B. aus der englischen Patentschrift 985 898 bekannt. Dort ist der einzelnen Stanznadel ein sogenanntes Koppelglied zugeordnet, das entweder zwischen ein von den Stanznocken betätigtes Zwischenglied und die zugeordnete Stanznadel eingeschoben wird, während die Stanznadel einen Stanzvorgang ausführen soll oder mit Hilfe eines Magneten festgehalten wird. Es gelangt dann nicht in den Wirkungsbereich zwischen Stanznocken und Stanznadel und verhindert somit eine Stanzbewegung. Dazu ist in der bekannten Einrichtung jeder Stanznadel ein Magnet zugeordnet, an dessen Magnetanker das zugehörige Koppelglied befestigt ist. In jedem Stanztakt werden sämtliche Magnetanker mit den Koppelgliedern durch eine weitere Nockenwelle einmal den Magneten angeboten. Die Erregung des zugeordneten Magneten ist damit das Auswahlkriterium für die einzelnen Stanznadeln. Nach .Beendigung des Stanzvorganges müssen die Stanznadeln wieder in ihre Ruhelage zurückgeführt werden, damit der zu stanzende Aufzeichnungsträger in die nächste Position weiterbewegt werden kann. Die bekannte Einrichtung besitzt dazu je Stanznadel einen Kipphebel, der durch eine dritte Nockenwelle ausgelenkt wird.

Für eine einwandfreie Funktion dieser bekannten Einrichtung müssen die Bewegungsabläufe der drei Nockenwellen genau aufeinander abgestimmt werden, das ist auch bei einem freizügig zu wählenden Bewegungsablauf einer Nockenwelle nicht ganz einfach. Dazu kommt noch ein erheblicher Aufwand für die Steuerung der Bewegung der Stanznadeln mit drei Nockenwellen und den zugehörigen Teilen.

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Es wurde deshalb "bereits vorgeschlagen, für jede Stanznadel eine das Koppelglied schwenkbar tragende Koppel-

' schwinge vorzusehen. Diese wird durch eine Steuerschwinge,, die von der die Stanznocken tragenden Nockenwelle ausgelenkt wird, dem jeweils zugeordneten Magneten vor jedem Stanzvorgang einmal angeboten. Zur Rückführung der Stanznadeln in die Ruhelage ist außerdem eine ah · den Stanznadeln angreifende gemeinsame Rückführtraverse vorgesehen, die ebenfalls von der Nockenwelle betätigt wird. Bei dieser vorgeschlagenen Einrichtung sind die Bewegungsabläufe schon wesentlich einfacher aufeinander ^ abzustimmen, da nur noch eine gemeinsame Nockenwelle ■ ™ notwendig ist, auf der die Stanznocken für den .eigent- · liehen Stanzvorgang und die Steuernocken für die Auslenkung der Steuerschwinge gemeinsam angeordnet sind. Zwar ist damit auch der Aufwand schon erheblich' geringer als bei der bekannten Einrichtung, jedoch stört noch der verhältnismäßig große' Hub der Stanznadeln, der die Arbeitsgeschwindigkeit des Stanzwerkes beeinträchtigt. Außerdem wäre es wünschenswert, sämtliche Stanzbewegungen nur noch von einem einzigen Nocken

-abzuleiten und dabei möglichst den Aufbau des Stanzwerkes noch weiter zu vereinfachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein nockengesteuertes Stanzwerk zu schaffen, bei dem die einzelnen Stanznadeln mit Stanznocken über je ein Koppelglied gekoppelt sind, das an. einer drehbeweglich gelagerten und einseitig als Anker eines Magneten ausgebildeten Koppelschwinge schwenkbar angeordnet ist, und bei dem im erregten Zustand des Magneten durch Schwenken der Koppelschwinge das Koppelglied mit der Stanznadel außer Eingriff kommt * Dabei soll die Stanz-nadel aufgrund der Auslenkung des Koppelgliedes nur· noch einen solchen Hub ausführen, der für eine einwand-

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freie Stanzung unbedingt notwendig ist. Außerdem sollen die Eingriffsverhältnisse zwischen Koppelglied und Stanznadel verbessert und der konstruktive Aufwand weiter verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Steuern aller Bewegungen einer Stanznadel nur ein einziger Stanznocken vorgesehen ist, daß die Koppelschwinge und das Koppelglied auf dem Stanznocken gleiten und daß zum Zurückführen der Stanznadel aus der Stanzstellung in eine Ruhelage die Koppelschwinge eine Nase besitzt, die an der Stanznadel angreift. Damit entfallen bei einer erfindungsgemäßen Lösung die bisher noch benötigten Steuernocken, außerdem verringert sich die Anzahl der mechanisch zu bewegenden Teile, weil die Steuerschwinge nicht mehr notwendig ist, da die Koppelschwinge direkt durch den S.tanznocken ausgelenkt wird. Ebenso erübrigt sich eine eigene Rückführtraverse für das Rückführen der Stanznadel in die Ruhelage, da diese Aufgabe ebenfalls die Koppelschwinge übernimmt.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Stanznocken, dessen Kurvenform aus symmetrisch zueinanderliegenden Teilstücken derart zusammengesetzt ist, deß das Koppelglied und die Koppelschwinge gegeneinander phasenverschoben ausgelenlct werden und eindeutige Raststellungen besitzen. Das hat den Vorteil, daß die Zeit für das Einschieben des Koppelgliedes und die Stanznadel bis zum Beginn der Nadelbewegung wesentlich länger geworden ist und man damit freizügiger in der Wahl der Bewegungs- und Beschleunigungsverhältnisse von Koppelglied und Koppelschwinge ist.

Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert;. Es sseigen:

Fig. 1 die schematisehe Darstellung des Aufbaues eines erfindungsgemäßen Stanzwerkes und

Fig. 2 grafische Darstellungen der Hubbewegungen des Koppelgliedes und der Koppelschwinge in Abhängigkeit von der Zeit "bzw. dem Drehwinkel des Stanznockens. _:

Die.Bewegungen jeder der Stanznadeln 1,"die in der Führung 11 längsbeweglich gelagert sind, sollen von der Drehbewegung eines Stanznackens 2 abgeleitet werden, der auf einer Welle 3 fest angeordnet ist. Dazu ist ein Koppelglied 4 vorgesehen, das an einer Koppelschwinge 5 beweglich angelenkt ist. Sämtliche Koppelschwingen 5 des Stanzwerkes sind in.einer Welle 6 gemeinsam drehbeweglich gelagert und bestehen aus zwei im wesentlichen senkrecht zueinander stehenden Armen, von denen der eine, in dem auch das Koppelglied 4 gelagert ist, auf der dem Stanznocken-gegenüberliegenden Seite einen G-leitstein 8 trägt. Die abgewandte Seite dieses Armes ist als Anker ? für ein Magnetsystem 9 ausgebildet. Jedes Koppelglied 4 und jede Koppelschwinge 5 sollen mit dem ihnen zugeordneten Stanznocken 2 kraftschlüssig in Eingriff stehen. Dazu ist zwischen dem Koppelglied 4 und dem im wesentlichen senkrecht zu der Stanznadel 1 stehenden Arm der Koppelschwinge 5 eine Druckfeder 10 angeordnet. Außerdem besitzt dieser Arm der Köppelschwinge 5 eine Nase 12, die an der Stanznadel 1 angreift und deren Funktion später noch erläutert wird. Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Stanznocken2 ist als Dreifachnocken ausgeführt, so daß bei einer vollständigen" Umdrehung dieses Nockens drei Stanzzyklen durchlaufen werden. Bei einer Drehung des Stanznockens 2 in Richtung des Drehwinkels (p wird die

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Koppelschwinge 5 im Uhrzeigersinn ausgelenkt und dabei der Anker 7 dem Magnetsystem 9 angeboten. Wenn die betreffende Stanznadel 1 im nächsten Stanzzyklus nicht betätigt werden soll, ist das Magnetsystem 9 erregt und hält den Anker 7 zurück. Dann kommt das Koppelglied 4 bei diesem Stanzzyklus nicht in Eingriff mit der Stanznadel 1 und diese bleibt in Ruhe. Wird dagegen das Magnetsystem 9 nicht erregt, so bewegt sich die Koppelschwinge 5 nach dem kurzzeitigen Anbieten des Ankers 7 wieder in entgegengesetzter Richtung. Dabei wird das Koppelglied 4 unter die Stanznadel 1 geschoben und im weiteren Verlauf des Zyklus durch den Stanznocken 2 nach oben ausgelenkt und schiebt dabei die Stanznadel 1 in die Stanzsteilung. Dieser Bewegungszustand ist in Fig. 1 dargestellt. Anschließend muß die Stanznadel wieder zurückgezogen werden, damit der Aufzeichnungsträger in die nächste Stanzposition weitertransportiert werden kann. Dies wird durch die Nase 12 der Koppelschwinge 5 erreicht, die an der Stanznadei 1 angreift und diese bei einer Auslenkung der Koppelschwinge 5 im Uhrzeigersinn nacTr unten in eine Ruhelage zieht, in der die Stanznadel 1 beinahe auf einem Anschlag 13 aufliegt. Dieser geschilderte Bewegungsablauf ist in Fig. 2 grafisch dargestellt. Dabei bedeuten S4 und S5 die Auslenkungen des Koppelgliedes 4 bzw. der Koppelschwinge 5. Die Darstellung zeigt, daß es sich im wesentlichen um zwei phasenverschobene Bewegungsabläufe handelt, die jeweils durch eine einüeutige^Raststellung gekennzeichnet sind. Für den Stanzhub St, der durch eine Schraffierung angedeutet ist, werden etwa nur 3/4 der Zyklus zeit gebraucht .Der wesentliche Vorteil dieser Phasenverschiebung der Bewegungsabläufe liegt darin, daß genügend Zeit bleibt, um das Koppelglied 4 unter die Stanznadel 1 zu schieben. Dieses Einschieben erfolgt während des größten Hubes der Kop-

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pelschwinge 5 solange das Koppelglied "4 selbst noch, keine Hubbewegung ausführt. Dadurch ist es auch noch möglich, den Hub der Stanznadel 1 auf ein unbedingt η ο tv/endiges Maß zu beschränken. Dies bedeutet aber ,wiederum eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit des Stanzwerkes>, '

Die gewählten und in Fig. 2 dargestellten Bewegungsabläufe des Koppelgliedes 4 und der Koppelschwinge haben aber außerdem noch die Eigenschaft, daß sie in ihren einzelnen Teilen in bezug auf eine Achse, die parallel zu der Zeitachse, liegt, symmetrischverlaufen. Das wirkt sich besonders während der Rückholbewegung der Stanznadel 1 aus, bei der sich die Koppelschwinge 5 und das Koppelglied 4, die auf dem Stanznoclcen 2 kraftschlüssig geführt werden, nicht verklemmen können. Das ist besonders wichtig, da dadurch ein unzulässiger Verschleiß der Stanznocken 2 und auch der Führungsflächen des Koppelgliedes 4 und der Koppelschwinge 5 vermieden wird. Um diesen Verschleiß aber noch weiter herabzusetzen, ist außerdem unterhalb des Stanznockens 2 ein"Sehmierfilz 14 angeordnet* der die Gleitflächen mit Öl bzw. Fett versorgt.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispie-Ies näher jerläutert. Es sind aber durchaus weitere Ausgestaltungen denkbar; so beschränkt sich z.B. die Erfindung nicht auf die Anwendung eines Dreifachnockens als Stanznocken. Wesentlich für eine erfindungsgemäße Lösung sind lediglich die Bewegungsabläufe von Koppelglied und Koppelschwinge, die durch die Kurvenform des Stanznockens gegeben sind. Außerderm ist in einem erfindungsgemäßen Stanzwerk eine Seite der Stanznadel frei von mechanisch bewegten Bauteilen. VPA 9/210/0011 - .8 -

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Es wäre also genügend Platz, um dort ohne großen Aufwand eine Stanzkontrolle anzuordnen, die z.B. durch Schaltschviingkreise realisiert werden könnte und die Nadelbewegung überwacht.

6 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims (6)

1. Pa t e η t a η s ρ r ü c h e

   ^1;.^r ]V ο ckenge steuert es Stanzwerk, bei dem die einzelnen Stanznadeln mit den Stanziioeken über je ein Koppelglied gekoppelt sind, das an einer drehbeweglich gelagerten und einseitig als Anker eines Magneten ausgebildeten Koppelschwinge schwenkbar angeordnet ist und bei .dem im erregten Zustand des Magneten durch Schwenken der Koppelschwinge das Koppelglied mit der· Stanznadel außer Eingriff kommt, dadurch g e k e η nzeichnet, daß zum Steuern aller Bewegungen einer Stanznadel (1) nur ein einziger Stanznocken (2) vorgesehen ist, daß die Koppelschwinge (5) und das Koppel- ■ glied (4) auf den Stanznocken gleiten und daß zum Rückführen der Stanznadel aus der Stanzstellung in eine Ruhelage die Koppelschwinge eine Hase"(12)" besitzt, die an der Stanznadel angreift.
2. 2. Stanzwerk nach Anspruch 1, gekenn zeichne t durch einen Stanznocken, dessen Kurvenform aus symmetrisch zueinanderliegenden Teilstücken der-r art zusammengesetzt ist, daß das Koppelglied (A-) und die Koppelschwinge (5) gegeneinander phasenverschoben ausgelenkt werden und eindeutige Raststellungen besitzen.
3. 3. Stanzwerk nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η ζ e ic h η et durch eine Feder (40), die zwischen dem Koppelglied (4) und der Koppelschwinge.(5) angeordnet ist und die kraftschlüssige Verbindung mit dem Stanznocken (2) sicherstellt.
4. 4. Stanzwerk nach einem der Ansprüche 1 - 3, g e k e η η- z eich net durch einen Anschlag (13), gegen den die Stanznadel (1) in ihrer Ruhelage gedrückt wird.

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5. 5. Stanzwerk nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine Koppelechwinge (5), die aus zwei rechtwinkelig zueinanderstehenden Armen besteht, von denen einer als Magnetanker (7) ausgebildet ist und auf der dem Magneten (9) abgewandten Seite einen Gleitstein (8) trägt, der auf dem Stanznocken (2) kraftschlüssig gleitet.
6. 6. Stanzwerk nach einem der Ansprüche 1 -5» gekennzeichnet durch einen Schmierfilz (14), der auf dem Stanznocken aufliegt.

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