DE2017379A1

DE2017379A1 - Einrichtung zum Stanzen von Blechen, insbesondere von Platinen für konische Rotor- und Statorpakete von Elektromotoren

Info

Publication number: DE2017379A1
Application number: DE19702017379
Authority: DE
Inventors: Erich 7987 Weingarten. M B21d 39-00 Harsch
Original assignee: Maschinenfabrik Weingarten AG
Current assignee: Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Priority date: 1970-04-11
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1971-10-28
Also published as: FR2085996A1; FR2085996B1; DE2017379B2

Description

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Maschinenfabrik Weingarten AG, Weingarten (Württ..)

Erfinder: Harsch

Einrichtung zum Stanzen von Blechen, insbesondere von Platinen für konische Rotor- und Statorpakete von Elektromotoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Stanzen von Blechen, insbesondere von Platinen für konische Rotor- und Statorpakete von Elektromotoren an einer aus einer Bearbeitungsstation und einer Platinentransportvorrichtung mit Aufspanntisch bestehenden automatischen Nutenstanzmaschine, bei der der Abstand zwischem dem Bearbeitungswerkzeug und der Drehachse des Aufspanntisches innerhalb gewisser Grenzen schrittweise veränderbar ist, in dem entweder die Bearbei.tungsstation oder die Platinentransportvorriohtung mit Aufspanntisch zwecks Zustellbewegung auf einem Schlitten verschiebbar gelagert wird.

Bei derartigen Nutenstanzmaschinen ist es zur Herstellung von Blechen (Platinen) für Konusmotoren notwendig, jeweils nach Fertigstellung einer Platine den Abstand zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und der Drehachse des Dreh- und des Aufspanntisches um den halben Durchmesser Unterschied des Nutteilkreisdurchrnessers zweier, aufeinander folgender Platinen zu verändern. Die Erfüllung dieser Forderung'hat man bisher dadurch zu erreichen versucht, dass die Zustellbewegung der in einer Führung gleitenden Bearbeitungsstation des verschiebbaren Aufspanntisches von einem Klinkenschaltwerk gesteuert wurde. Dazu war es allerdings erforderlich, eine Vielzahl von Zahnscheiben, deren Zähnezahl abhängig von den Maßen der herzustellenden konischen Platinenstapel und deren Mindestplatinenzahl war, für das Klinkenschaltwerk bereitzustellen.

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Meistens war der errechnete 'Werfe für die Zähnezähl dieser, Zahnscheiben auch keine ganze Zahl/ sondern-musste zu einer solchen nach unten abgerundet werden,----was.sieb auf den Vorschub dahingehend auswirkte, dass dieser zu gross wurde. Dieser Fehler ■ konnte nur durch regelmässiges Aussetzen einer Zustellung korrigiert werden.

Ausserdem kam noch hinzu, dass nicht alle Platinen eines Stapels die gleiche Dicke aufwiesen. Dadurch ergab sich eine Platinenzahl, die grosser war als die durch Erfahrung bekannte Mindest- ■ platinenzahl eines Stapels, für die die Zahnscheibe berechnet .

k war. Auch in diesem Fall war eine Korrektur "erforderlich;," Diese wurde vorgenommen, indem ein mechanischer Zähler so eingestellt wurde, dass über das Paket gleichmässlg verteilt, die Zustellbewegung für die Differenz..von der kleinsten bis zur tatsächlichen Platinenzahl nicht ausgeführt wurde. Es befanden sieh also an einigen Stellen des Platinenstapels leser zwei Platinen gleichen Durchmessers. Der sich hierdurch zwangsläufig ergebende".".I-Ta.aiiiiei-1 ist offensichtlich, da die Bearbeitung am Rotor und Stator auf Grund dieses Vorganges verhältnisinässlg gross ist. Diese grössere Nacharbeit bedeutet aber, dass der Rotor mit dem Stator, wenn diese ineinander geschoben werden, nicht mehr bündig ist. Aus . diesem Grunde müssen am Rotor und Stator, und zvmr auf der jeweils entgegengesetzten Seite, Bleche weggeworfen -"Werden■-,-" Diese

F Erscheinung konnte dadurch reduziert werden, dass für ein bestimmtes Paket, aber bei unterschiedlicher: Platinenanzahl., die für jede Platinenanzahl benötigte übersetzung bestimmt wurde, die mittels Wechselräder in einem sogenannten Nordtonkasten zusammengefasst sind, dann jeweils nach Bedarf" gewählt werden konnte. Aber auch mit diesen Wechselrädern "konnten nicht die genauen theoretischen Werte für den kleinen bzw- grossen Durchmesser des Platinenstapels bei von einer Mindestzahl abweichender Platirienanzahl erreicht werden.

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Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe gestellt, die vorerwähnten Fehlerquellen mit einfachsten Mitteln weitgehendst auszuschalten und den grossen und den kleinen Durchmesser eines konischen Platinenstapels bei gegebener Eisenlänge trotz unterschiedlicher Anzahl der in ihm enthaltenen Platinen nahezu genau zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäss bei einer Einrichtung der Eingangs beschriebenen Ausführung dadurch gelöst, dass als Antrieb für die Zustellbewegung ein gesonderter Schrittmotor angeordnet ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Rotorwelle des Schrittmotors mittels einer ansicii bekannten Spindel zusammenwirkt, welche in einer entsprechenden vorgespannten Kugelumlaufmutter geführt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsstation der Nutenstanzmaschine eine ansich bekannte Prüfvorrichtung vorgeschaltet ist, die die Nutenstanzmaschine ausschaltet, wenn der Bearbeitungsstation mehr als eine Platine zugeführt wird.

Dabei ist es weiterhin möglich,das die Prüfvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie, wenn der Bearbeitungsstation keine Platine zugeführt wird, die Zustellbewegung des Schrittmotors aussetzt, dagegen ein Weiterlauf der Nutenstanzmaschine gestattet, oder umgekehrt .

Mit diesen Prüfvorrichtungen ist es gewährleistet, dass die Zustellbewegung nur dann erfolgt, wenn eine Platine der Bearbeitungs station zugeführt wird.

Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemässen Einrichtung wird darin gesehen, dass dem Schrittmotor zum elektronischen Ansteuern ein ansich bekannter elektronischer Zähler zugeordnet ist.

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Dabei ist es von Vorteil, dass der elektronische Zähler eine ,Korrektureinrichtung für Teilschritte aufweist.· Hierfür wird ebenfalls vorgeschlagen, dass die Teilschritte der am elektronischen Zähler über die Platinenanzahl mittelbar für den Schrittmotor pro Platine eingestellten Schritte jeweils bis zu einem ganzen Schritt aufaddiert werden und dieser zusätzliche Schritt dann zusätzlich an den Schrittmotor weitergegeben wird.

Weiterhin ist es möglich/ dass-am elektronischen Zähler ein die Dicke der Platine überprüfendes Meßglied zugeordnet ist, dessen Meßergebnisse nach elektronischer Auswertung in Abhängigkelt von den Werten einer.eingegebenen Motorpaket-Eisenlänge sowie dem Konuswinkel den elektronischen Zählermit der Schrittzahl für den Schrittmotor speist/ um den Zustellweg zu.erreichen. Weiterhin ist es möglich, dass der elektronische Zähler bei Erreichen der eingegebenen Motorpaket-Eisenlänge einen Impuls zum Abschalten der Nutenstanzmaschine gibt.

Auch ist es erfindungsgemäss möglich, dass der Aufspanntisch nach der Fertigstellung eines Platinenstapels automatisch in die, dem Schrittmotor durch den elektronischen Zähler eingegebene Ausgangslage zurückkehrt.

Durch den gesonderten Schrittmotor in Verbindung mit dem elektronischen Zähler mit Korrektureinrichtung wird erreicht, dass der bei der Herstellung des Konus an Rotor und Stator auftretende Fehler auf ein Minimum herabgedrückt werden kann. Es sind dadurch nur geringfügige Nacharbeiten notwendig und es ergeben sich wesentlich weniger Ausschussplatinen als es bei dein bisher bekanntgewordenen Einrichtungen der Fall war.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, die ein beliebiges Aus.führungsbeispiel z.T. schematisch darstellt, näher erläutert.

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Es zeigen:

Figur 1 die Seitenansicht einer automatischen Nutenstanzmaschine mit der erfindungsgemässen Einrichtung, wobei die Bearbeitungsstation verschiebbar gelagert ist,

Figur 2 eine Draufsicht, die gemäss Figur 1 und

Figur 3 die Seitenansicht einer Nutenstanzmaschine gemäss Fig. 1, wobei der Aufspanntisch verschiebbar gelagert ist.

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, besteht die mit der erfingunsgemässen Einrichtung ausgerüstete automatische Nutenstanzmaschine aus der Bearbeitungsstation 5* welche beispiels- · weise auf einer mit !.dem Grundrahmen 11 fest verbundenen Führung 12"verschiebbar gelagert ist, und der mit dem Grundrahmen 11 . fest verbundenen Platinen-Transporteinrichtung 13» Die Platinen-• transporteinrichtung 13 trägt den Schrittmotor 2, dess'en nicht dargestellte Rotorwelle mit einer Spindel 3 zur Erzeugung der Zustellbewegung für die Bearbeitungsstation 5 fest gekuppelt ist. Spindel 3 wird in einer fest mit der Bearbeitungsstation 5 verbundenen, vorgespannten Kugelumlaufmutter 4 geführt.

Desweiteren ist ein elektronischer Zähler 1 angeordnet, an dem die jeweilige Platinenzahl~eines Stapels einstellbar ist. Der elektrische Zähler 1 ist über eine Leitung 14 mit dem Schrittmotor 2 gekoppelt. Eine weitere Leitung 15 geht vom elektronisehen Zähler 1 zu einem Meßglied 16, welches an der Platinen-Transporteinrichtung 13 in Höhe der auf dem Aufspanntisch 8 befindlichen Platine 6 angeordnet ist und die Dicke der Platinen misst. Ebenfalls in der gleichen Höhe befindet sich im Bereich einer auf dem Drehtisch 7 befindlichen und in die Bearbeitungsstation 5 einschwenkenden Platine 6 eine Prüfvorrichtung 9»

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welche über eine nicht dargestellten Leitung mit der ebenfalls nicht dargestellten Steuerung des Antriebsmotors der Bearbeitungsmaschine 5 sowie dem Schrittmotor 2 verbunden ist.

Die oben beschriebene Ausführung ist, wie aus Figur 3 ersichtlich, natürlich auch für Nutenstanzmaschinen zu verwenden, bei denen nicht die Bearbeitungsstation 5, sondern die Platinen-Transporteinrichtung 13 verschiebbar gelagert ist.

Im Folgenden soll an Hand von zwei Beispielen die Arbeitsweise der-erfindungsgemässen Einrichtung erläutert werden.

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1. Gegeben sind die Anzahl der Platinen sowie die Differenz des grössten und kleinsten Durchmessers des Motorpaketes.

Zu Beginn der Bearbeitung eines Platinenstapels wird die Anzahl der zu einem in der Beschickungsstation I7 befindlichen Stapel gehörigen Platinen 6 von Hand an dem elektronischen Zähler 1 eingestellt. Dieser errechnet in Abhängigkeit von der eingestellten Platinenzahl sowie der Differenz des grössten und kleinsten Durchmessers des Stapels die Sehrittzahl "q" für die Zustellbewegung' des Bearbeitungsstation I7 pro Platine 6. Die Schritt- ' zahl kann selbstverständlich auch direkt von der Bedienungs- ■ person eingestellt werden, ohne dass dadurch der Gedanke der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Automatisch-ermittelt sich dieser Wert folgendermassen: ' ■-■-. q = -S — x (D- d)

wobei

D der grosse Hotor-Platiriendurchmesser, d der kleine Rotor-Platinendurchmesser,

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Q die gegebene" Schrittzahl einer Umdrehung des Schrittmotors 1, ^

η die Anzahl der Platinen β eines Stapels und s die Steigung der Spindel 5

bedeutete

Der Wert Q ist ein für die jeweilige auto-"-.-

■"■■ ^{: :} ■■- ^{2 x s} ■"'■"■■ -■- V- -■-■ - '."'"■ ^:; ■,.:-"■■ raatische Nutenstanzmaschine 10 konstruktiv festgelegter Wert» Daher genügt es, dem elektronischen Zähler 1 die übrigen Werte einzugeben. Da auch die Differenz des grössten und kleinsten Durchmessers des herzustellenden Rotors einer · ' Mötorgrösse konstant bleibt, ist nur die Anzahl der Platinen 6'eines Stapels jeweils vor dem Stanzbeginn eines Stapels am elektronischen Zähler einzustellen.

Der Kegelwinkel alpha dsn Rctoi platiiienstapels ergibt sich dann automatisch aus der Platinenstärke.

Bei der Errechnung der erforderlichen Schrittzahl des Schrittmotors pro Platine 6- tritt es nun häufig ein, dass keine ganze Sehrittzahl, sondern eine Dezimalzahl errechnet wird. Um_r,die Genauigkeit der Zustellbewegung möglichst optimal zu errechnen, können gemäss der Erfindung an dem elektronischen Zähler auch die Dezimalschritte, beispielsweise zwei Stellen rechts vom Komma eingestellt werden. Diese Dezimalschritte werden nun bei jeder Platine 6 aufaddiert, bis sie einen ganzen Schritt erreichen oder übersteigen. Dieser ganze Schritt wird dann als Korrekturwert zugestellt. Der Übrigbleibende Rest wird·gespeichert und bei der nächsten Schaltung der eingestellte Dezimalwert wieder dazuaddiert, und zwar so oft, bis ein ganzer Schritt oder mehr erreicht wird. Dieser Schritt wird nun wiederum bei der nächsten Schaltung mit zugestellt. Diese laufende Korrektur wird über die ganze Pakethöhe durchgeführt, so dass nur eine max. Fehlergrösse innerhalb des Paketes voh_Qeinem Schritt auftreten kann.

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Beträgt nun ζ. B. die über die Platinenanzahl mittelbar·"am elektronischen Zähler eingestellte Schrittzahl für den Schrittmotor 12,360 Schritte, so sieht der Ablauf wie folgt aus:

1. Schaltung 12 Schritte; Rest, 3βθ Schritte

2. Schaltung 12 Schritte; Rest, 720 Schritte

3. Schaltung I3 Schritte; Rest, 080 Schritte

4. Schaltung 12 Schritte; Rest, 440 Schritte "-'·'_

5. Schaltung.12 Schritte; Rest/ 8OO Schritte

6. Schaltung 1> Schritte; Rest, 16Ö Schritte

usw. Durch die-se Methode kann als max. Fehler ein Schritt auftreten. '. ■

Da die eingestellte Schrittzahl pro Platine genaugenommen nur ~ dann gilt, wenn alle Platinen gleiche Dicke aufweisen würden, kann zusätzlich über das Meßglied 16, welches die Dicke der Platine 6 vor der Eingabe in die Bearbeitungsstation 5 misst, eine zusätzliche Korrektur im Zählwerk des elektronischen Zählers 1 vorgenommen werden. Dieses geschieht der Gestalt, dass die Platine 6 während der Zuführbewegung des Drehtisches 7 an dem Meßglied 16 vorbeigeführt und.hierbei seine Dicke gemessen wird. Die vom Meßglied l6an den elektronischen Zähler über die Leitung 15 übermittelte Platinendicke wird vom elektronischen Zähler zur Korrektur der die Grosse der Zustellbewegung bestimmenden Schrittzahl des Schrittmotors 1 für die betreffende Platine 6 verwandt,Die Schrittzahl wird dem Schrittmotor 2 zur Ausführung einer Drehbewegung seines nicht gezeigten Rotors um einen entsprechenden Drehwinkel aus einer vom Zähler festgelegten Ausgangsstellung heraus eingegeben. . Die Drehbewegung"geht über die Spindel 3* welche mittels einer vorgespannten Kugelumlaüfmutter 4 spielfrei geführt ist, in eine geradlinige Zustellbewegung der Bearbeitungsstation 5 über, wodurch von der mech. Seite her eine exakte, gleichbleibende Zustellbewegung gewährtleistet wird.

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Es findet nun die Nutüng der Platine 6 statt. Nach dem Nuten. der Platine 6 wird auf ansich bekannte Art und Weise der Stanzvorgang unterbrochen und der Bearbeitungsstation 5 die nächste Platine 6 zugeführt. Gleichzeitig wird, vom elektronischen Zähler 1 gesteuert, durch den Schrittmotor 2 eine neue Zustellbewegung der Bearbeitungsstation 5 eingeleitet.

2. Gegeben ist die Motorpaket-Eisenlänge sowie der Konuswinkel bei einer beliebigen Platinenanzahl

Hierbei sind dem Rechenwerk des elektronischen Zählers die Motorpaket-Eisenlänge und der entsprechende Konuswinkel einzugeben. Die jeweils der Bearbeitungsstation 5 zugeführte Platine 6 wird hier wiederum' von dem Meßglied l6 in seiner · Dicke gemessen. Der entsprechende Wert"gelangt über die · Leitung 15 zum elektronischen Zähler,· dessen Rechenwerk automatisch in Abhängigkeit von der Platinenstärke die jeweils erforderliche Schrittzahl des Schrittmotors 2 errechnet, und diese an den Motor weitergibt. Gleichzeitig werden dann nach jeder Platine die entsprechenden Werte so lange addiert, bis die bearbeiteten Platinen die eingegebenen Motorpaket- · Eisenlänge erreicht haben, wonach die Maschine automatisch stillgesetzt wird. Bei beiden Ausführungsbeispielen hat die Prüfvorrichtung 9 als sogenannte Zweiblechsicherung die Aufgabe, eine Überwachung dahingehend vorzunehmen, dass immer nur eine Platine der Bearbeitungsstation 5 zugeführt wird. Werden beispielsweise zwei Bleche zugeführt, so erfolgt automatisch ein Stillsetzen der Maschine und der Bedienungsmann muss diese zwei Platinen entfernen und wieder auf den Stapeldorn legen. Ist dagegen aus irgendwelchen Gründen keine Platine vorhanden,

• so wird wohl die Maschine nicht abgeschalte-t, dagegen aber der Schrittmotor nicht beaufschlagt, d.h. dass er keine Zustellbe-

• wegung ausführen kann.

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Ist die letzte Platine 6 eines Stapels genutet, wird die Drehrichtung des Schrittmotors 2 umgekehrt. Der Rotor des Schrittmotors 2 dreht sich nun unter dem Einfluss des elektronischen Zählers 1 um die gleiche Schrittzahl zurück, die zur Zustellung der Bearbeitungsstation 5 für alle Platinen 6 eines Stapels benötigt wurden. Danach steht die Bearbeitungsstation wieder in der Ausgangsstellung bereit zur Bearbeitung eines' neuen Platinenstapels.

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Claims

F a t e nt a η s ρ r M ο h e 7 2Q17379 x ,

1. j Einrichtungen zum Stanzen von Blechen, insbesondere von

^~ Platinen für konische Rotor- und Statorpakete νοη Elektromotoren an einer aus einer Bearbeitungsstation und einer .Platinen tran.sportvorri.ch.tung- mit Auf spanntisch bestehenden automatischen Nutenstanzmaschine, bei der der Abstand zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und der Drehachse' des Aufspanntisches innerhalb gewisser Grenzen schrittweise veränderbar ist, indem entweder die Bearbeitungsstation oder die Platinentransportvorrichtung mit Aufspanntisch zwecks Zustellbewegung auf einem Schlitten verschiebbar gelagert sind.

Da d u r cn g e k e η η ζ e i c h η e t,

dass als Antrieb für die Zustellbewegung ein gesonderter Schrittmotor (2) angeordnet ist,

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

Da du rc hg eke η η ζ eich η et,

dass die Rotorwelle des Schrittmotors (2) mittels'einer ansicht bekannten Spindel^ (3) zusammenwirkt, welche in einer entsprechenden vorgespannten Kugelumlaufmutter (4) geführt ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,

D a du rc h g e kennzeichnet,

dass der Beärb-eitungsstation (5) der automatischen Nutenstanzmaschine (10) eine ansich bekannte Prüfvorrichtung (9) vorgeschaltet ist, die die automatische Nutenstahz — masehine (10) ausschaltet, wenn der Bearbeitungsstation (5) mehr als eine Platine (6) zugeführt wird.

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4. Einrichtung nach Anspruch "5,

Dadurch g e k e η η ζ e i c h net,

dass die Prüfvorrichtung (9) so ausgebildet ist, dass sie, wenn der Bearbeitungsstation (5) keine Platine (6) zugeführt wird, die Zustellbewegung des Schrittmotors (2) aussetzt, dagegen ein Weiterlaufen der automatischen Nutensfcanzmaschine (10) gestattet, oder umgekehrt.

5- Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche■1 - 4, D a du r c h g e k e η η ζ ei c h η e t,

dass im Schrittmotor (2) zum elektronischen Ansteuern ein ansich bekannter elektronischer Zähler zugeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5*

D a d u rc h g e k e η η ζ e i c h η et,

dass der elektronische Zähler (1) eine Korrektureinrichtung für Teilschritte aufweist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und6,

D a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t,

dass die Teilschritte der am elektronischen Zähler (1) über die Platinenanzahl mittelbar für den Schrittmotor (2) pro Platine (6) eingestellten Schritte jeweils bis zu einem gahzen Schritt aufaddiert werden und dieser zusätzliche Schritt dann'zusätzlich an den Schrittmotor (2) 'weitergegeben wird.

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8. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7* Dadurch gekennzeichnet,

; dass dem elektronischen Zähler (1) ein die Dicke der ^! Platinen (6) überprüfendes Meßglied (16) zugeordnet ist, dessen Meßergebnisse nach elektronischer Auswertung in Abhängigkeit von den Werten einer eingegebenen Motorpaket-Eisenlänge sowie dem Konuswinkel den elektronischen Zähler (1) mit der Schrittzahl für den Schrittmotor (2) speist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8,
Dadurch gekennzeichnet,·

dass der elektronische Zähler (1) bei Erreichen der eingebenen Motorpaket-Eisenlänge einen Impuls zum Abschalten der automatischen Nutenstanzmaschine (10) gibt.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, Dadurch gekennzeichnet,

-öass der Aufspanntisch (8) nach der Fertigstellung eines Platinenstapels automatisch in die, dem Schrittmotor.(2) durch den elektronischen Zähler.(l) eingegebene Ausgangslage zurückkehrt.

TA P, den 10. April 1970
Sch/Sa/Bay.-

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ORIGINAL IiMSPECTED