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Verfahren und Vorrichtung
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zum Aus stanzen von Zuschnitten
Beschreibung Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aus stanzen von Zuschnitten aus
gewellter Faserplatte, Karton, Metall, Kunststoff od.dgl.
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in gewünschter Form.
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Zwei Arten von Stanzvorrichtungen sind bekannt, nämlich die Rotationsvorrichtung
zum kontinuierlichen Ausstanzen und die ebene Plattenvorrichtung zum intermittierenden
Ausstanzen. Die erstgenannte Vorrichtung hat aufgrund des fortlaufenden Betriebes
eine hohe Produktivität, jedoch infolge des Schlupfes zwischen dem Zuschnitt und
der
Stanzvorrichtung eine geringe Schneidgenauigkeit.
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Weiterhin ist es schwierig und kostspielig an einer rotierenden Messereinheit
Messer zu befestigen. Die zuletzt genannte Vorrichtung hat eine große Schneidgenauigkeit
und ein auf einer ebenen Platte leicht zu befestigendes Messer. Die Produktivität
ist jedoch infolge des intermittierenden Betriebes niedrig und das Messer kann infolge
großen Schneidwiderstandes zerstört werden.
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Durch die JP-PS 56-16039 ist eine Vorrichtung zum Ausstanzen bekannt,
die ein Messer vom ebenen Plattentyp verwendet, jedoch die Zuschnitte kontinuierlich
ausstanzt. Die Funktionsweise der bekannten Stanzvorrichtung ist schematisch in
den Fig. 1A bis 1C dargestellt. Eine ebene plattenförmige Messereinheit 1 bestehend
aus einem Messer und einer Messerhalterung, liegt einem ebenen plattenförmigen Amboß
2 mit dazwischen laufendem Zuschnitt gegenüber. Ihre vorderen Enden sind schwenkbar
in Antriebshebeln 4 und 5 gelagert und ihre rückwärtigen Enden sind schwenkbar und
gleitend in angetriebenen Hebeln 4' und 5' aufgenommen.
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Die obere, der Messereinheit 1 zugewandte Fläche des Ambosses 2 ist
leicht konvex.
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Wie aus der Fig. 1B ersichtlich, läuft der Hebel 4 der Messereinheit
1 gegenüber einer vertikalen Linie 1 um einen Winkel e nach, während der Hebel 4'
um den gleichen Winkel voreilt. Dies gilt für die Hebel 5 und 5' des Ambosses 2
ebenfalls. Wenn die Hebel 4, 4' in ein und dieselbe Richtung und die Hebel 5 und
5' in die andere Richtung alle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit gedreht werden,
verschiebt sich der Berührungspunkt zwischen der Messereinheit und dem AmboB von
einem Ende zum anderen Ende, wie aus den Fig. 1A bis 1C ersichtlich.
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Daher stanzt während einem Operationsumlauf eine Stanzvorrichtung
bestehend aus der Messereinheit 1 und dem Amboß 2 die Zuschnitte in einer gewünschten
Form.
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Wenn die Hebel 4 und 5 voreilen,während die Hebel 4' und 5' nacheilen,
verschiebt sich der Berührpunkt im Bezug zur vorstehend genannten Richtung in einer
umgekehrten Richtung. Die Messereinheit 1 und der Amboß 2 können auch mit ihren
vorderen Enden drehbar und gleitend an den angetriebenen Hebeln 4 und 5 aufgenommen
sein und mit ihren rückwärtigen Enden drehbar an den Antriebshebeln 4' und 5' gelagert
sein. Somit ergeben sich vier mögliche Kombinationen, gemäß denen die Hebel voreilen
und antreiben können. Bei jeder der Kombinationen kann die Messereinheit
während
einem Operationsumlauf einen Zuschnitt schneiden.
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Bei einer derartigen bekannten Stanzvorrichtung ist die Schneidgenauigkeit
nicht ganz zufriedenstellend. Dies rührt daher, daß die Winkelgeschwindigkeit der
Hebel 4 und 5 an der Antriebsseite konstant ist, die horizontale Komponente V1,
V2 und V3 der Umfangsgeschwindigkeit der Hebel jedoch, wie aus der Fig. 2 ersichtlich,
variiert. Die Kurve S zeigt, daß wie bereits bekannt, die horizontale Komponente
sich im wesentlichen entsprechend der Kosinuskurve ändert. Dies trifft für die Messereinheit
1 und den Amboß 2 zu, während die Zuschnittgeschwindigkeit konstant ist. So mit
stimmt die Horizontalgeschwindigkeit der Messereinheit 1 und des Ambosses 2 nicht
mit der Zuschnittgeschwindigkeit überein. Wenn der Radius der-Hebelumdrehung groß
ist oder die Zuschnitte dünn sind, stellt der Unterschied dieser beiden Geschwindigkeiten
kein Problem dar. Ansonsten ist jedoch die Schneidgenauigkeit nicht im erforderlichen
Maße zufriedenstellend.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Aus stanzen von Zu-
schnitten zu schaffen, bei
dem die horizontale Komponente der Geschwindigkeit der Schneidelemente, d.h.
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des Messers und des Ambosses, mit der Fördergeschwindigkeit des Schneidgutes
oder umgekehrt wenigstens während dem Schneideingriff zwischen Schneidgut und Messer
und Amboß synchronisiert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs
genannten Art gelöst, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß entweder die Fördergeschwindigkeit
des Schneidgutes oder die horizontale Komponente der Geschwindigkeit von Messer
und Amboß so gesteuert wird, daß sie wenigstens während der Schneidoperation gleich
sind.
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Diese Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art gelöst, gekennzeichnet durch eine Schneideinrichtung mit einem Messer
und einem gegenüberliegenden Amboß, wobei das Schneidgut zwischen Messer und Amboß
läuft und Messer und Amboß so miteinander in Eingriff stehen, daß sie einander an
einem, von einem Ende zum anderen bewegenden Punkt berühren, der Amboß eine obere
konvexe Oberfläche aufweist, eine Fördereinrichtung für das Schneidgut, mit einem
Förderband und
darauf befestigten Greifelementen für das Schneidgut
zum Fördern des Schneidgutes durch die Schneideinrichtung, und eine Einrichtung
zum Justieren der Fördergeschwindigkeit oder der horizontalen Komponente der Geschwindigkeit
von Messer und Amboß, um diese wenigstens während der Schneidoperation miteinander
in übereinstimmung zu bringen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Aus stanzen von Zuschnitten vorgeschlagen, wobei die Schneideinrichtung
und die Fördereinheit für das Schneidgut durch eine gemeinsame Antriebseinheit angetrieben
werden, die letztgenannte jedoch durch eine nicht gleichförmige Drehzahl-Übertragungseinrichtung
angetrieben wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Ausstanzen von Zuschnitten vorgeschlagen, bei der die Schneideinrichtung
und die Fördereinheit des Schneidgutes von einer gemeinsamen Antriebseinheit angetrieben
sind, wobei die Messereinheit durch eine nicht gleichförmige Drehzahl-Ubertragungseinrichtung
angetrieben wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Ausstanzen von Zuschnitten vorgeschlagen, bei dem ein elektronischer
Steuerschaltkreis zum Steuern der Antriebseinheit für die Schneidgut-Fördereinrichtung
in Bezug zu der Antriebseinheit für die mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene
Schneideinrichtung, vorgesehen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Ausstanzen von Zuschnitten vorgesehen, wobei ein elektronischer
Steuerschaltkreis zum Steuern der Artriebseinheit für die Schneideinrichtung in
Bezug zu der Antriebseinheit für die mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene
Schneidgut-Fördereinrichtung, vorgesehen ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figuren
im folgenden beschrieben. Es zeigt Fig. 1A eine schematische Darstellung der Funktionsbis
1C weise herkömmlicher Schneidvorrichtungen
Fig. 2 ein Diagramm
mit dem Geschwindigkeitsvektor des Hebels; Fig. 3 ein Grundkonzept der ersten Ausführungsform
in einer schematischen Darstellung; Fig. 4 eine grafische Darstellung der Beziehung
zwischen zwei Geschwindigkeiten bei der ersten Ausführungsform, Fig. 5 die gesamte
Vorrichtung gemäßder ersten Ausführungsform in einem Vertikalschnitt; Fig. 6 die
Vorrichtung in der Seitenansicht im Schnitt; Fig. 7 die Vorrichtung in der Draufsicht;
Fig. 8 die Schneidgut-Fördereinrichtung mit dem Schneid-.
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gut-Greifmechanismus als Einzelheit index Seitenansicht; Fig. 9 ein
anderer Teil der Schneidgut-Fördereinrichtung mit dem Schneidgut-Freigabemechanismus
in einer Seitenansicht;
Fig. 10 ein Beispiel für eine nicht gleichförmige
Übertragungseinrichtung teilweise im Schnitt; Fig. 11 ein Grundkonzept einer zweiten
Ausführungsform in einer schematischen Darstellung; Fig. 12 eine grafische Darstellung
der Beziehung zwischen zwei Geschwindigkeiten bei der zweiten Ausführungsform; Fig.
13 ein Grundkonzept der dritten und vierten Ausführungsformen in einer schematischen
Darstellung; Fig. 14 ein Blockschaltbild des Steuerschaltkreises der dritten Ausführungsform;
und Fig. 15 ein Blockschaltbild des Steuerschaltkreises der vierten Ausführungsform.
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Bei der in der Fig. 3 schematisch dargestellten ersten Ausführungsform
werden die Schneidvorrichtung 11 und die Schneidgut-Fördereinrichtung 12 durch eine
gemeinsame Antriebseinheit 28 angetrieben, aber eine nicht gleichförmige Geschwindigkeitsübertragungseinrichtung
9
ist zwischen diese beiden Einheiten geschaltet, um wenigstens während der Schneidoperation
die Schneidgut-Fördergeschwindigkeit mit der Horizontalkomponente der Geschwindigkeit
der Schneidelemente in Übereinstimmung zu bringen. Eine "nicht gleichförmige" Ubertragungseinrichtunq
ist irgendeine Einrichtung, die eine Drehbewegung mit gleichförmiger Drehzahl ihrer
Eingangswelle 45 auf eine Ausgangswelle 45' überträgt, deren Umdrehungszahl kurvenförmig,
angenähert entsprechend einer Sinuskurve, variiert. Sie umfaßt beispielsweise Kardangelenke
für ungleichförmige Drehzahl, Oldham's-Kupplungen und elliptische Zahnradgetriebe.
Mit einer derartigen zwischengeschalteten,-ungleichförmigen Übertragungseinrichtung
ist die Fördergeschwindigkeit Va für das Schneidgut wie in der Fig. 4 durch eine
durchgezogene Linie angegeben, während die Horizontalkomponente Vb der Schneidelemente
entsprechend der Kosinuskurve, wie vorstehend beschrieben, variiert. Nur für eine
kurze Zeitdauer T am Scheitelwert der Kosinuskurve besteht der Schneideingriff zwischen
dem Messer und dem Amboß. Daher muß die Schneidgutgeschwindigkeit Va nur für die
Zeitdauer T gleich der Horizontalkomponente der Geschwindigkeit der Schneidelemente
sein. Anders gesagt, kann jede Einrichtung, die der Fördereinrichtung für das
Schneidgut
eine derartige periodische Geschwindigkeit verleiht als ungleichförmige Übertragungseinrichtung
verwendet werden.
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Obwohl bei dieser Ausführungsform die ungleichförmige Übertragungseinrichtung
zwischen der Schneideinrichtung und der Fördereinrichtung für das Schneidgut angeordnet
ist, kann diese auch zwischen der Antriebseinheit 28 und der Fördereinrichtung für
das Schneidgut angeordnet sein.
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Obwohl wie in der Fig. 4 dargestellt, die Schneidgut-Geschwindigkeit
Va an jedem Scheitel der Kurve gleich der Horizontalkomponente Vb ist, können diese
auch an jedem gewünschten Teilstück durch geeignete Auswahl des Ubertragungsverhältnisses
zwischen der Antriebseinrichtung 28 und der Schneideinrichtung 11 oder zwischen
der Schneideinrichtung und der Fördereinrichtung für das Schneidgut gleichgemacht
werden.
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Die erste Ausführungsform wird im einzelnen anhand der Fig. 5 bis
10 beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezieht sich das Wort "vorne" auf
die Seite an der die Zuschnitte abgegeben werden (in der Fig. 5 links) und das Wort
hinten auf die Seite, an der die Zuschnitte zugeführt werden (in der Fig. 5 rechts).
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Die ein der Fig. 5 ganz dargestellte Vorrichtung zum Aus stanzen
gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Rahmen
10, einer Schneideinrichtung 11, einer Fördereinrichtung für das Schneidgut 12,
einer Schneidgut-Zuführeinrichtung 13, einer Zuschnittabgabeeinrichtung 14, einer
ungleichförmigen übertragungseinrichtung 9 und einer Antriebseinheit 28.
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Die Schneidgut-Zuführeinrichtung 13, die hinter der Schneideinrichtung
11 angeordnet ist, weist ein Stoßelement 16 auf, welches mittels eines Hebels 15
eine Hin- und Herbewegung ausüben kann. Sie arbeitet synchron mit der Schneidgutfördereinrichtung,
um dieser Zuschnitte B einen nach dem anderen zuzuführen. Die Zuschnitt-Abgabeeinrichtung
14 besteht aus einem Fördergurt,der an der Vorderseite der Schneideinrichtung 11
angeordnet ist, um die ausgestanzten Zuschnitte, die auf den Fördergurt fallen,
abzugeben.
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Die Schneideinrichtung 11 besteht aus einer Messereinheit 1 die die
Form einer ebenen Platte aufweist und einem Amboß 2 mit einer ähnlichen Form, der
dieser gegenüberliegt, wobei die Zuschnitte dazwischen durch-
laufen.
Die vorderen und rückwärtigen Enden der Messereinheit und des Ambosses sind in Hebeln
4, 4' und 5, 5' entsprechend gelagert. Dies entspricht den bisher bekannten Anordnungen.
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Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, hat die Messereinheit 1 eine flache
Messerhalterung 17 und ein Messer 18, welches austauschbar an dessen Unterseite
befestigt ist. Die Messerhalterung ist an jeder Seite ihres rückwärtigen Endes mit
einem Führungsschlitz 19 versehen, um ein Gleitelement 20 aufzunehmen. Der hintere
Hebel 4' ist drehbar an dem Gleitelement 20 befestigt. Der Amboß 2 weist eine ähnliche
Form wie die Messereinheit mit einem Führungsschlitz 19' zur Aufnahme eines Gleitelementes
20' auf. Seine obere, der Messereinheit zugewandte Oberfläche 21 ist leicht konvex.
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Die Hebel 4, 4', 5 und 5' haben den gleichen Drehradius und sind
fest auf den entsprechenden Wellen der Zahnräder 22, 22', 23, 23' befestigt, die
den gleichen Durchmesser und die gleiche Anzahl von Zähnen aufweisen, und über Leerlaufräder
24, 24', 25, 25' und 26 mittels eines Antriebszahnrades 27 angetrieben werden. Somit
drehen die Hebel 4, 4' für die Messereinheit in ein und dieselbe Richtung und die
Hebel 5, 5' für den Amboß in die entgegengesetzte Richtung.
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Bei dem in der Fig. 6 dargestellten Zustand laufen die vorderen Hebel
4 für die. Messereinheit um einen Winkel e gegenüber der Bezugslinie 1 nach, während
die rückwärtigen Hebel 4' um den gleichen Winkel voreilen. Somit besteht zwischen
den Hebeln 4 und 4' ein Phasenunterschied von 2 e. Der Phasenunterschied zwischen
den Hebeln 5 und 5' für den Amboß ist symmetrisch zu dem zwischen den Hebeln 4 und
4' für die Messereinheit.
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Da die Messereinheit 1 und der Amboß 2 durch die Hebel 4, 4', 5 und
5', die wie vorstehend beschrieben angeordnet sind, angetrieben werden und der Amboß
eine konvexe obere Oberfläche 21 aufweist, berühren die Messereinheit und der Amboß
mit dem Messer 18 und der konvexen Oberfläche 21 an einem Punkt, wobei dieser Berührpunkt
von einem Ende zum anderen Ende (bei der bevorzugten Ausführungsform von hinten
nach vorne) läuft. Hieraus folgt, daß die Zuschnitte B in einer gewünschten Form
gestanzt werden. Das Messer 18 kann so ausgebildet sein, daß es sich über die gesamte
Länge der Messerhalterung 17 (wie darges alle) oder nur über einen Teil derselben
erstreckt.
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Als nächstes wird die Fördereinrichtung 12 für das Schneidgut beschrieben.
Sie weist zwei Endlosketten 30 auf, die innerhalb des Rahmens 10 (Fig. 7)
um
mehrere Führungskettenräder 31 und ein Antriebskettenrad 32 (Fig. 5), läuft. Zwischen
den beiden Ketten 30 stehen in Abständen angeordnete Greifelemente 33 für die Zuschnitte
vor (Fig. 5 und 7).
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Jedes Greifelement 33 besteht aus einem feststehenden Stab 34 mit
Greifern 36 und einem drehbaren Stab 35 mit Greiferhalterungen 37. Der Stab 35 ist
normalerweise mittels Federn 38 so vorgespannt, daß die Greiferhalterungen 37 gegen
die Greifer 36 gedrückt sind. Der drehbare Stab ist mit Nockenrädern 39 versehen.
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Fig. 8 zeigt einen Mechanismus zum Klemmen der durch die Schneidgut-Zuführeinrichtung
13 zugeführten Zuschnitte, wobei auf der Welle 40 des Führungsrades 31 an jeder
Seite eine Nockenplatte 41 mit einer gekrümmten Fläche 42 mit justierbarem Winkel
befestigt ist. Wenn die Nockenrolle 39 mit der gekrümmten Fläche 42 im Eingriff
steht, dreht die Stange 35, stößt die ;j,c;eL 3< von den Greiferhalterungen 37
weg nach oben in die in der Fig. 8 durch gestrichelte Linien dargestellte Position.
Der Zuschnitt B wird in den offenen Spalt zwischen dem Greifer 36 und der Greiferhalterung
37 geführt. Wenn das Nockenrad 39 außer Eingriff mit der gekrümmten Fläche 42 gelangt,
bewirken
die Stangenrückkehrfedern 38, daß die Stange 35 in eine
umgekehrte Richtung zurück in ihre Ausgangsstellung dreht, so daß der Zuschnitt
zwischen den beiden Teilen 36 und 37 eingeklemmt wird.
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In der Fig. 9 ist ein Mechanismus zum Freigeben der Zuschnitte aus
dem Greifelement 33 gezeigt, wobei eine Nockenplatte 43 mit einer gekrümmten Fläche
44 an der rückwärtigen Seite des Antriebsrades 32 vorgesehen ist. Wenn das Nockenrad
39 mit der gekrümmten Fläche 44 in Eingriff steht, wird der Greifer 36 von der Greiferhalterung
37 weg geöffnet, wobei der Zuschnitt B auf die Zuschnitt-Abgabeeinrichtung 14 fallengelassen
wird.
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Die Schneideinrichtung 11, die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 und
die Zuschnitt-Zuführeinrichtung 13 werden von einer gemeinsamen Antriebseinheit
28 (Fig. 5) über eine Kette und eine Zahnradtransmission und eine Transmissionswelle
29 übertragen, um das Fördern, Zuführen und Schneiden des Zuschnittes miteinander
zu synchronisieren.
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Zwischen dem Zahnrad 23 der Schneideinrichtung 11 und dem Antriebsrad
32 der Zuschnitt-Zuführeinrichtung 12
ist eine ungleichförmige
Übertragungseinrichtung 9 vorgesehen. Die Schneideinrichtung wird von der Antriebseinheit
28 über eine Zahnradkette mit einem vorbestimmten Übertragungsverhältnis angetrieben.
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Indem die Zeitdauer der Zuschnitt-Zuführgeschwindigkeit Va mit der
Horizontalkomponente Vb der Schneideinrichtung in Übereinstimmung gebracht wird,
kann wenigstens für die Zeiten T während dem Schneiden, Va gleich Vb, wie aus der
Fig. 4 zu ersehen ist, gemacht werden.
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Fig. 10 zeigt eine ungleichförmige Ubertragungseinrichtung, beispielsweise
nach Art von Hooke oder einer Kreuzkupplung. Diese Einrichtung besteht aus einem
Gehäuse 48, einer Antriebswelle 45, einem U-förmigen Teil 46, der am Ende der Welle
45 ausgebildet ist, und einer Transmissionswelle 47, die drehbar mit dem U-förmigen
Teil verbunden ist. Die Kupplung ist an ihrer Ausgangsseite mit einem weiteren Bausatz
der gleichen Anordnung wie vorstehend beschrieben versehen, die Transmissionswellen
47, 47' sind kreuzweise miteinaiider verkuppelt. Die Antriebswelle 45 und die angetriebene
Welle 45' und die U-förmigen Teile 46, 46' sind drehbar im Gehäuse 48 befestigt,
welches am Maschinenrahmen befestigt ist. Wenn der Winkel zwischen Ausgangswelle
45' und Eingangswelle 45 auf geeignete
Art und Weise eingestellt
ist (Fig. 5) erzeugt die Ausgangswelle eine ungleichförmige Bewegung mit einer Geschwindigkeit,
die entsprechend einer Kurve, angenähert der Sinuskurve variiert, wobei die Eingangswelle
45 mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, so daß die Zuschnitt-Geschwindigkeit
Va periodisch gleich der Horizontalkomponente Vb der Schneideinrichtung gemacht
werden kann.
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Als nächstes wird die zweite Ausführungsform beschrieben. Fig. 11
zeigt das Grundkonzept der zweiten Ausführungsform bei der die Schneideinrichtung
11 und die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 durch eine gemeinsame Antriebseinheit
28 angetrieben werden, wobei jedoch die erstere über eine ungleichförmige Übertragungseinrichtung
angetrieben wird, um die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit der Schneidelemente
mit der Zuschnitt-Fördergeschwindigkeit in Übereinstimmung zu bringen. Die verwendete
ungleichförmige Übertragungseinrichtung kann die gleiche wie die bei der ersten
Ausführungsform beschriebene sein.
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Durch die Verwendung einer derartigen ungleichförmigen Drehzahl-Übertragungseinrichtung
9 wird aus den folgenden Gründen die Horizontalkomponente
der Geschwindigkeit
der Schneidelemente im wesentlichen gleich der Zuschnitt-Fördergeschwindigkeit.
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Die Umfangsgeschwindigkeit VL der Hebel 4, 4', 5 und 5', die über
die ungleichförmige Obertragungseinrichtung angetrieben werden, wird entsprechend
einer Kurve, ungefähr einer Sinuskurve wie sie in der Fig. 12 dargestellt ist, variieren.
Auf der anderen Seite kann ihre Horizontalkomponente Vh durch die Gleichung Vh =
VL x cose ausgedrückt werden, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Daher kann
das beabsichtigte Ziel erreicht werden, in dem die Umfangsgeschwindigkeit VL so
eingestellt wird, daß die Horizontalkomponente Vh wenigstens für die Zeitdauer T
gleich der Zuschnitt-Fördergeschwindiykei.t Vc s. i der torliegenden Erfindung wird
das Einstellen der Geschwindigkeit VL an der ungleichförmigen Übertragungseinrichtung
ausgeführt. 07ie aus der grafischen Darstellung der Fig. 12 ersichtlich, kann die
Stanzvorrichtung nicht nur am Talabschnitt eines jeden Kurvenzyklus, sondern auch
in jedem gewünschten Teilstück ausgeführt werden, beispielsweise in jedem anderen
Talstück, in dem das Übertragungsverhältnis zwischen der Antriebseinheit und der
Schneideinrichtung nder zwischen der Antriebseinheit und der Zuschnitt
Fördereinrichtung
geeignet ausgewählt ist.
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Bei der zweiten Ausführungsform sind die Schneideinrichtung, die
Zuschnitt-Fördereinrichtung, die Zuschnitt-Zuführeinrichtung, der Zuschnitt-Greif-
und Freigabemechanismus, etc., vollständig gleich den bei der ersten Ausführungsform
verwendeten Einrichtungen, und die Fig. 6, 7, 8, 9 und 10 beziehen sich ebenfalls
auf diese Ausführungsform mit Ausnahme daß bei der zweiten Ausführungsform in der
Fig. 6 kein Zahnrad 27 ist. Bei dieser Ausführungsform werden die Schneideinrichtung,
die Zuschnitt-Fördereinrichtung und die Zuschnitt-Zuführeinrichtung ebenfalls alle
von einer gemeinsamen Antriebseinheit 28 für einen synchronisierten Betrieb angetrieben,
aber wie vorstehend beschrieben ist die ungleichförmige Übertragungseinrichtung
zwischen der Antriebseinheit und der Schneideinrichtung anstatt zwischen der Schneideinrichtung
und der Zuschnitt-Fördereinrichtung wie beim ersten Ausführungsbeispiel, angeordnet.
Die Ausgangswelle der Einrichtung 9 kann beispielsweise mit dem Zahnrad 23' (Fig.
5) verbunden sein. Durch das Zwischenschalten der Einrichtung 9 kann wenigstens
während einer Zeitdauer T, in der das Schneiden tatsächlich stattfindet, die Horizontalkomponente
der Umfangsgeschwindigkeit der Hebel 4, 4', 5 und 5' der Zuschnitt-Fördergeschwindigkeit
Vc gleichgemacht werden.
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Auch bei dieser Ausführungsform kann das in der Fig. 10 dargestellte
ungleichförmige Kardangelenk verwendet werden.
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In der Fig. 13 ist in schematischer Darstellung das Grundkonzept
der dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird entweder die Schneideinrichtung 11
oder die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 so gesteuert, daß die Zuschnitt-Fördergeschwindigkeit
und die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit der Schneidelemente wenigstens
während der Schneidoperation gleich ist, d.h. von dem Augenblick an, an dem ein
Schneidstart-Sensor S1 den vorderen Hebel 4 erfaßt, um ein Schneid-START-Signal
S zu erzeugen, bis zu dem Augenblick, an dem ein Schneidende-Sensor S2 den Hebel
4 erfaßt, um ein Schneid-ENDE-Signal R zu erzeugen, so daß ein Greifelement 33 in
eine vorbestimmte Position gelangt, bevor die Schneideinrichtung einen Operationszyklus
beendet hat.
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Bei der dritten Ausführungsform werden die Schneideinrichtung 11
und die Zuschnitt-Zuführeinrichtung 13 durch einen gemeinsamen Antrieb 28 ( Fig.
13) über eine Ketten- und Zahnradübertragung und eine Transmissions-
welle
29 etc. angetrieben, um die Zufuhr der Zuschnitte mit dem Schneiden zu synchronisieren.
Die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 wird durch eine separate Antriebseinheit 28'
angetrieben.
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Im folgenden wird die dritte Ausführungsform anhand der Fig. 14 beschrieben,
bei der die Antriebseinheit 28' für die Zuschnitt-Fördereinrichtung im Bezug zur
Antriebseinheit 28 für die Schneideinrichtung und die Zuschnitt-Zuführeinrichtung
gesteuert ist.
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Wie aus der Fig. 14 ersichtlich sind die Antriebseinheiten 28, 28'
mit den entsprechenden Impulsgeneratoren PGA, PGB versehen, die die entsprechenden
Impulssignale A' B proportional zur Anzahl der Umdrehungen erzeugen. In der Nähe
der Schneideinrichtung 11 sind ein START-Sensor 51 und ein ENDE-Sensor S2 vorgesehen,
die den Anfang und das Ende des Schneidvorganges entsprechend erfassen, um ein Startsignal
S und ein Endesignal R zu erzeugen. In der Nähe der Zuschnitt-Fördereinrichtung
12 ist ein Greifersensor S3 vorgesehen, der das Greiferelement 33 erfaßt, um ein
Greifer-Detektorsignal T zu erzeugen, um festzustellen ob es die bei Erzeugen des
ENDE-Signals R einzunehmende Position korrekt einnimmt. Der Sensor kann an einer
Position so angeordnet sein, daß er entweder gleich beim Start des Schneidvorganges
oder eine
kurze Zeitspanne zuvor ein Signal erzeugt. Der Sensor
S2 kann dementsprechend an einer Position so angeordnet sein, daß er entweder am
Ende des Schneidvorganges oder eine kurze Zeitspanne danach ein Signal erzeugt.
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Die Impulsgeneratoren PG und PGB sind mit den A B entsprechenden ersten
und zweiten Kompensationsschaltkreisen 101 und 102 verbunden. Der erste weist einen
ersten Konstantvervielfacher 103 zum Multiplizieren des Impulssignals A mit einer
Konstante K und einen ersten Kompensator 104 zum Multiplizieren mit Kosinus e auf.
e ist ein Winkel, den der vordere Hebel 4 an der Antriebsseite mit der vertikalen
Linie bildet und die Konstante K ist ein feststehender Wert gleich dem Kosinus e,
wenn der START-Sensor S1 ein Signal S.gegeben hat. Der zweite Kompensationsschaltkreis
102 umfaßt einen zweiten Konstantvervielfacher 105, der das Signal B durch die Konstante
K dividiert und einen zweiten Kompensator 106 zum Teilen durch Kosinus e. Während
der Zeitdauer vom Erzeugen des START-Signai.s S bis zum ENDE-Signal R erzeugen die
ersten und zweiten Kompensationschaltkreise 101 und 102 die entsprechenden Ausgangssignale
#A x cos # und cfss und für die übrige cos# Zeit die entspreehenden Ausgangssignale
K#A und #B. Die
Ausgangssignale der Schaltkreise sind A' und Ein
Positions-Kompensationsschaltkreis 107 vergleicht jedes Mal wenn das ENDE-Signal
R gegeben wird, die Position des Greiferelementes 33 mit seiner vorbestimmten Position
und erzeugt ein Fehlersignal Eo proportional zum Unterschied zwischen beiden Werten.
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Das Fehlersignal Eo ist bei Voreilen des Greiferelementes positiv
und bei Nacheilen negativ. Der Positions-Kompensationsschaltkreis 107 umfaßt einen
Zähler 108, der die Impulssignale B zählt, einen Speicher 109 13 zum Speichern des
Inhaltes Lx des Zählers 108 in Abhängigkeit vom ENDE-Signal R, einen Vergleicher
111, der Lx mit einem Bezugswert Lo von einer Einstelleinrichtung 110 vergleicht
und berechnet und das Ausgangs-Lo signal Eo abgibt, welches Lx ist, wenn Lx <
2ist, > Lo und -(Lo-Lx) ist, wenn Lx = 2 ist, und einen Fehlergenerator 112,
der das Fehlersignal Eo speichert und in Abhängigkeit vom ENDE-Signal R abgibt.
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Der Bezugswert Lo ist ein vorbestimmter Wert proportional zur Anzahl
der Impulse B m die während der Zeitdauer-vom Passieren eines Greiferelementes 33
bis zum nächsten erzeugt werden. Der Zähler 108 wird zurückgestellt, um den Zählvorgang
jedes Mal neu zu starten,
wenn vom Sensor S3 ein Greifer-Detektorsignal
T erzeugt wird. Das Vergleichen von Lx mit Lo/2 und die Auswertung erfolgen, um
zu bestimmen, wieviel das Greiferelement 33 zum Zeitpunkt des ENDE-Signals R gegenüber
seiner vorbestimmten Position vor- oder nacheilt.
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Das Signal Lx kann aber auch mit einem anderen Wert, beispielsweise
Lo/3 verglichen werden.
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In Abhängigkeit vom ENDE-Signal R vom Sensor ließt eine Recheneinheit
114 die Werte Lo und Bo, die an einer Einstelleinrichtung 113 eingestellt sind und
das Fehlersignal Eo, und führt einen Rechenvorgang Bo-Lo+Eo-R+B' durch. Der eingestellte
Wert Bo ist ein feststehender Wert proportional zur Anzahl der Impulse, die während
einem Zyklus der Schneidoperation erzeugt werden (ein Zyklus ist beispielsweise
vom Ende eines Schneidvorganges bis zum Ende des nächsten Schneidvorganges).
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Das Signal M der Recheneinheit 114, welches das Ergebnis des Rechenvorganges
ist, wird durch einen D/A-Wandler 115 in eine analoge Fehlerspannung Vc umgewandelt.
Das Impulssignal XA' vom ersten Kompensationsschaltkreis 101 wird durch einen Frequenz/Spannungs-Wandler
116 in eine Bezugsspannung VA proportional zur Frequenz umgewandelt. Ein Operationsverstärker
117 ver-
gleicht die Fehlerspannung VC mit der Bezugs spannung
V, um eine Geschwindigkeits-Bezugsspannugn Vo (=VA-Vc) zu erzeugen.
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Auf der anderen Seite wird das Impulssignal B vom zweiten Impulsgenerator
PGB durch einen Frequenz/Spannungs-Wandler 118 umgewandelt, um eine Geschwindigkeitsspannung
VB proportional zu dessen Frequenz zu erzeugen. Eine Geschwindigkeits-Steuereinheit
119 vergleicht die zugeführte Geschwindigkeitsspannung Vg mit der Geschwindiglçeits-Bezugsspannung
Vo und gibt eine Geschwindigkeits-Steuerspannung VD an die Antriebseinheit 28' für
die Zuschnitt-Fördereinrichtung, so daß die Antriebseinheit mit der Geschwindigkeits-Bezugsspannung
Vo angetrieben wird.
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Falls diese negativ ist, wird die Geschwindigkeits-Steuereinheit 119
den Stop der Antriebseinheit 28' bewi.ken.
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Im folgenden wird die Funktionsweise des Steuerschaltkreises beschrieben.
Wenn der ENDE-Sensor S2 ein ENDE-Signal R abgibt, liest der Speicher 109 den Inhalt
s, wird vom Vergleicher 111 mit dem Bezugswert Lo vergleichen und der Fehlergenerator
112 erzeugt ein Fehlersignal Eo, welches Lx (wenn Lx < Lo/2) oder -(Lo-Lx) (wenn
Lx = Lo/2) ist. D.h., der Kompensationsschaltkreis 107 gibt ein Fehlersignal Eo
in Abhängigkeit vom
ENDE-Signal R ab. Der Zähler 108 wird zurückgestellt,
um den Zählvorgang des Impulssignals B in Abhängigkeit vom Signal T vom Greifersensor
S3 wieder zu beginnen.
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In Abhängigkeit vom ENDE-Signal R liest die Recheneinheit 114 die
Werte Bo und Lo und das Fehlersignal Eo und beginnt wieder den Rechenvorgang Bo-Lo+Eo-A+B
-Das Ergebnis des Rechenvorganges M wird durch den D/A-Wandler 115 in eine Fehlerspannung
Vc umgewandelt, die durch den Operationsverstärker 117 mit der Bezugsspannung VA
verglichen wird, um die Geschwindigkeits-Bezugs-Spannung Vo (=VA-VC) zu erhalten.
Auf der Basis der Spannung Vo und der Fördergeschwindigkeitsspannung VB speist die
Geschwindigkeitssteuereinheit 119 die Antriebseinheit 28' mit einer Geschwindigkeitssteuerspannung
VD, die abhängig davon, ob der Wert M positiv oder negativ ist unterschiedlich ist.
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1) Wenn Bo-Lo+Eo- + - 0 AB Beim Auftreten des ENDE-Signals R sind
der Wert M und damit die Fehlerspannung Vc negativ. Daher wird die Geschwindigkeitsbezugsspannung
Vo (=VAVC) größer als die Bezugsspannung VA sein, so daß die Antriebseinheit 28'
mit einer größeren Geschwindigkeit als die Antriebseinheit 28 angetrieben wird.
Dies führt dazu, daß das Impuls-
signal #B ' mit höherer Geschwindigkeit
ansteigt als das Impulssignal A und daß der Wert M schrittweise steigt und eventuell
0 wird.
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2) Wenn Bo-Lo+Eo-#A+#B' > ° Beim Auftreten des ENDE-Signals R sind
der Wert M und damit die Felerspannung Vc positiv. Somit ist die Spannung Vo niedriger
als die Bezugs spannung VA, so daß die Antriebseinheit 28' mit geringerer Geschwindigkeit
als die Antriebseinheit 28 angetrieben wird. Dies verringert das Impulssignal B
' verglichen mit dem Impulssignal A Daher verringert sich der Wert M schrittweise
und wird eventuell 0-.
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Die Tatsache, daß der Wert M Null ist, bedeutet, daß die, durch die
Antriebseinheit 28' angetriebene Zuschnitt-Fördereinrichtung synchron mit der Schneideinrichtung
11 arbeitet. Wenn sie aus irgendeinem Grund nicht synchron miteinander arbeiten,
werden sie so gesteuert, daß sie in den synchronisierten Zustand zurückkehren. Wenn
die Schneideinrichtung 11 mit höherer Geschwindigkeit als die Zuschnitt-Fördereinrichtung
12.
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läuft, ist die Anzahl der Impulssignale B' kleiner als die der Impulssignale
#A. Somit wird der Wert M (=Bo-Lo+Eo-A+B') und damit die Fehlerspannung Vc negativ.
Daher wird die Spannung Vo um den absoluten
Wert der Fehlerspannung
VC größer als die Bezugsspannung VA sein (Vo = VA- |Vc|)= VA + | VC|).D.h., daß
die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 beschleunigt ist, so daß die Impulssignale #B'
' anzahlmäßig gegenüber dem Impulssignal #A ansteigen. Somit wird der Wert M auf
Null gehalten. Daher wird die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 wieder mit der Schneideinrichtung
11 synchronisiert.
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Wenn die Schneideinrichtung 11 mit niedrigerer Geschwindigkeit als
die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 läuft, wird die Anzahl der Impulssignale #B'
größer als die des Impulssignals A sein. Somit sind der Wert M und die Fehlerspannung
VC positiv. Daher wird Vo um VA kleiner als die Fehlerspannung Vc sein. Hieraus
folgt, daß die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 gebremst wird, so daß das Impulssignal
B' zahlenmaßig das Impulssignal A übersteigt. Daher wird der Wert M auf Null gehalten
und die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 wird wieder mit der Schneideinrichtung 11
synchronisiert.
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Der Vergleich der Zuschnitt-Fördergeschwindigkeitsspannung VB, die
eine Rückkopplungsspannung ist, mit der Geschwindigkeitsbezugsspannung Vo erfolgt,
um festzustellen, ob die Antriebseinheit 28' mit der Spannung Vo
gespeist
ist oder nicht.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Zustand werden die Konstantverviefacher
103 und 105 ausgewählt und die Antriebseinheit 28' wird mit einer Geschwindigkeit
angetrieben, die die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 28 multipliziert mit der
Konstante K ist.
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Wenn der Startsensor S1 das STAPTtSignal S erzeugt, werden die ersten
und zweiten Kompensationsschaltkreise 101 und 102 von den Konstantvervielfachern
103 und 105 bis zu den Kompensatoren 104 und 106 eingeschaltet. Danach und bis zum
Eintreten des ENDE-Signals R wird die Zuschnitt-Fördereinrichtung gesteuert, so
daß die Zuschnitt-Fördergeschwindigekeit gleich der Horizontalkomponente der Geschwindigkeit
des vorderen Hebels 4 der Schneideinrichtung ist.
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Wenn der Schneidvorgang beendet wird, erzeugt der Endsensor S2 wiederum
das ENDE-Signal P. und der vorstehend beschriebene Steuerzyklus wird zum Schneiden
wiederholt.
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Während der Zeitdauer zwischen dem Ende des Schneidvorganges bis
zum Anfang des nächsten Schneidvorganges wird die Zuschnitt-Fördereinrichtung 12
auf der Basis des
vorstehend erwähnten Rechenvorganges gesteuert,
um mit der Schneideinrichtung synchronisiert zu bleiben.
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Die vierte Ausführungsform wird anhand der Fig. 15 beschrieben, in
der die Schneideinrichtung in Bezug zur mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen
Zuschnitt-Fördereinrichtung gesteuert wird. Der Steuerschaltkreis gemaß der Fig.
15 ist im wesentlJchen der gleiche wis der gemäß der Fig. 14, mit Ausnahme daß die
ersten und zweiten Kompensationsschaltkreise 101 und 102 ihre Position miteinander
vertauschen, daß der F/V-Wandler 116 das Impulssignal #B' und nicht A' erhält, daß
der Positions-Kompensationsschaltkreis 107 weiterhin u i nen dri@-ten Konstantverviefacher
111a aufweist, der ein Signal Bo/Lo an den Vergleicher 111 abgibt, der einen Fehlerwert
Eo'=Bo/LoxEo (Eo ist der gleiche Wert wie vorstehend beschrieben) abgibt, daß die
Recheneinheit 114 einen Rechenvorgang Lo-Bo-EO'+#A'-#B durchfuhrt, daß der F/V-Wandler
118 das Impulssignal #A und nicht 4B erhält, und daß die Geschwindigkeitssteuereinheit
119 die Antriebseinheit 28 und nicht 28' steuert.
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Bei vierten Ausführungsform ist die Multiplikation von Eo mit der
Konstante Bo/Lo zur Erzielung eines Fehlerwertes Eo' notwendig, weil Impulse mit
einer Anzahl
proportional zum eingestellten Wert Bo von der Schneideinrichtung
11 während einem Operationszyklus erzeugt werden, während mit einer Anzahl nicht
proportional zum eingestellten Wert Lo während dem Gleichen einen Zyklus durch die
Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 erzeugt werden.
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Die Funktionsweise des Steuerschaltkreises gemäß der Fig. 15 ist
ähnlich der des Steuerschaltkreises gemäß Fig. 14.
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Obwohl bei den dritten und vierten Ausführungsformen durch die Verwendung
des Kosinus e -in den Kompensationsschaltkreisen 101 und 102 eine Kompensation durchgeführt
wird, kann jeder andere Wert, der-experimentell oder theoretisch bestimmt worden
ist, verwendet werden. Ein derartiger Wert muß nicht unbedingt genau sein, sondern
kann solange ein ungefährer sein, solange der Schneidvorgang zufriedenstellend ist.
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Obwohl bei diesen Ausführungsformen die Recheneinheit 114 den Fehlerwert
vom Kompensationsschaltkreis 107 in Abhängigkeit vom ENDE-Signal R vom Sensor S2
lesen kann, kann sie in Abhängigkeit vom START-Signal S vom Sensor S1 oder zu irgendeinem
anderen Zeitpunkt, vorzugsweise außerhalb des Schneidvorganges, lesen.
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Im letztgenannten Fall ist ein anderer Sensor erforderlich, der den
vorderen Hebel 4 erfaBt, um ein Signal zu erzeugen, in dessen Abhängigkeit der Positionskompensationsschaltkreis
107 einen Fehlerwert erzeugt und gleichzeitig die Recheneinheit 114 diesen liest.
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Weiterhin ist es notwendig, den Greifersensor 53 in eine solche Position
zu bewegen, wenn der andere Sensor und der Greifersensor jeweils gleichzeitig ein
Detektorsignal erzeugen.
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Obwohl bei diesen Ausführungsformen der Positions-Kompensationsschaltkreis
107 das von der Zuschnitt-Fördereinrichtung 12 erzeugte Impulssignal B zählt, um
B einen Fehlerwert zu erzeugen, kann dieser zum gleichen Zweck das von der Schneideinrichtung
11 erzeugte Impulssignal A zählen. Impulsgeneratoren müssen nicht auf den Wellen
der Antriebsmotoren für die Zuschnitt-Fördereinrichtung und die Schneideinrichtung
befestigt sein, sondern können an irgendwelchen Teilen, die mit diesen Einrichtungen
im Eingriff sind, befestigt sein. Weiterhin kann der-Greifersensor S3 durch einen
Sensor ersetzt sein, der irgendeinen Teil oder Abschnitt detektiert, der um einen
bestimmten Abstand bewegt wird oder in einem ZeitabschniLt eine Umdrehung ausführt,
während dem das Greiferelement 33 um einen Teilabschnitt vorrückt.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Stanzschneidevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung ein genaues Stanzen erlaubt, weil die Zuschnitt-Fördergeschwindigkeit
und die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit der Schneidelemente während der
Schneidoperation aneinander angepaßt -sind.
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Bei der dritten und vierten Ausführungsform ist die Zuschnittzufuhr
zur Schneideinrichtung sehr genau, weil die Greiferposition jedesmal bei Erzeugen
des ENDE-Signals für den Schneidvorgang ermittelt wird, so daß die Herstellung von
Ausschußprodukten infolge von ungenauer Zuschnittpositionierung verhindert wird.