DE3817939A1 - Stanze mit einer einrichtung zum umschalten der hubbewegung des stanzenkopfes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch das DE-GM 85 26 538 ist eine Schwenkarmstanze bekannt, die eine durch eine Kolben-Zylinder-Einheit axial bewegbare Säule, einen auf dieser drehbar gelagerten Schwenkarm und eine Einrichtung zum Umschalten der Hubbewegung des Schwenkarmes im untersten Tiefpunkt enthält. Die Einrichtung weist einen mit der Säule fest verbundenen, unmittelbar oberhalb des Schwenkarmes angeordneten Endschalter auf, der durch eine beim Auftreten des Stanzdruckes entstehende, entweder durch ein Axialspiel zwischen der Säule und dem Schwenkarm oder durch dessen Aufbiegung bedingte Relativbewegung zwischen dem Schwenkarm und der Säule betätigt wird. Da der Endschalter an der Säule oberhalb des Schwenkarmes angeordnet ist und sich somit außerhalb des Stanzengehäuses bzw. des Schwenkarmes befindet, muß er zur Vermeidung der Gefahr des Einstaubens und Beschädigens durch eine Abdeckhaube geschützt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, eine Stanze der gattungsgemäßen Art dahingehend auszubilden, daß die Funktionssicherheit und Genauigkeit des Signalgebers der Einrichtung zum Umschalten der Hubbewegung des Schwenkarmes bzw. des Stanzenkopfes auch ohne eine gesonderte Abdeckung gewährleistet ist. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, den Signalgeber nicht mit einem zum Schließen von Schaltkontakten dienenden, bewegbaren mechanischen Schaltelement, sondern mit einem elastisch verformbaren Bauelement auszustatten, das eine zur Signalgabe dienende, verformungsabhängig veränderliche elektrische Eigenschaft aufweist, ist dieser Signalgeber allein schon aufgrund seines Aufbaues weitestgehend gegen funktionele Störungen geschützt. Durch die weitere Maßnahme, den Signalgeber zwischen zwei mit dem Stanzdruck beaufschlagbaren Bauelementen der Stanze anzuordnen, wird er durch diese Bauelemente abgedeckt und somit wirkungsvoll gegen äußere Einwirkungen und Beschädigungen geschützt.

Bei Schwenkarmstanzen läßt sich das zur Signalgabe dienende Bauelement gemäß den Ansprüchen 2 und 3 vorteilhafterweise entweder am Schwenkarm oder auf dem Stanztisch anordnen. Bei der Anordnung am Schwenkarm ergibt sich der Vorteil, daß die Signalbildung vom unterschiedlichen Gewicht des Stanzgutes und der Stanzmesser unbeeinflußt bleibt. Wird das signalerzeugende Bauelement stattdessen auf dem Stanztisch angeordnet, so wird der von Hand zu bewegende Schwenkarm nicht durch ein zusätzliches, sein Massenträgheitsmoment vergrößerndes Gewicht belastet.

In den Ansprüchen 4 bis 7 sind Aufbau und Ausgestaltung des zur Signalgabe dienenden Bauelementes angegeben.

Die Erfindung ist anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Schwenkarmstanze mit Kennzeichnung der räumlichen Zuordnung der verschiedenen Signalgeber zum Umschalten der Hubbewegung des Schwenkarmes;

Fig. 2 die Anordnung eines eine verformungsabhängig veränderliche elektrische Leitfähigkeit aufweisenden signalerzeugenden Bauelementes am Schwenkarm mit einem Schaltplan;

Fig. 3 die Anordnung des signalerzeugenden Bauelementes auf dem Stanztisch;

Fig. 4 die Ausbildung des Signalgebers als ein mit dem Stanztisch verbundener Plattenkondensator mit einem Schaltplan.

Die als Schwenkarmstanze ausgebildete Stanze weist ein Gestell (1) auf, das aus einer Bodenplatte (2), Seitenwänden (3) und einer Tischplatte (4) besteht. Am Gestell (1) sind zwei Führungen (5, 6) befestigt, in denen eine hohle Säule (7) verschiebbar aufgenommen ist. In der Säule (7) ist ein Hydraulikzylinder (8) angeordnet, der ein mit der Säule (7) fest verbundenes Gehäuse (9), einen Kolben (10) und eine durchgehende Kolbenstange (11) aufweist. Auf dem unteren mit Gewinde versehenen Ende der Kolbenstange (11) ist eine durch eine Kontermutter (12) gesicherte Mutter (13) angeordnet, die über mehrere Zylinderstifte (14) mit zwei auf der Bodenplatte (2) befestigten Konsolen (15) verbunden ist.

Auf der Säule (7) ist ein Schwenkarm (16) angeordnet, der eine die Säule (7) mit einem radialen Spiel (S) umgreifende Hülse (17) und einen hohl ausgebildeten Tragarm (18) aufweist. An der horizontal verlaufenden Bodenplatte (19) des Tragarmes (18) ist eine mit dem nicht dargestellten Stanzmesser in Berührung tretende Druckplatte (20) angeordnet. Am oberen Ende der Hülse (17) ist eine Deckplatte (21) lösbar befestigt, die einen nach abwärts ragenden, fest angeordneten Lagerbolzen (22) trägt.

Im oberen Bereich der Säule (7) ist ein Einsatz (23) fest eingeschraubt. Das obere Ende des Einsatzes (23) ist als ein radial über die Mantelfläche der Säule (7) überstehender Flansch (24) ausgebildet.

Auf dem Lagerbolzen (22) ist im Bereich des oberen Endes der Hülse (17) ein Kegelrollenlager (25) angeordnet, dessen Außenring mit Festsitz im Einsatz (23) angeordnet ist. Auf dem unteren Ende des Lagerbolzens (22) ist ein Pendelkugellager (26) angeordnet, dessen Außenring relativ zum Einsatz (23) verschiebbar ist.

Im unbelasteten Zustand des Schwenkarmes (16), bei dem die Druckplatte (20) einen vertikalen Abstand gegenüber einer auf der Tischplatte (4) aufliegenden Stanzplatte (27) aufweist, stützt sich der Schwenkarm (16) in axialer Richtung über die Deckplatte (21), den Lagerbolzen (22) und das Kegelrollenlager (25) auf dem Einsatz (23) der Säule (7) ab, wobei zwischen dem Flansch (24) und einer als Schulter wirkenden Stirnfläche (28) einer in der Hülse (17) vorgesehenen Bohrung (29) ein axialer Abstand von 0,5 bis 1,0 mm besteht.

Aufgrund der Zentrierwirkung des Kegelrollenlagers (25) wird der größte Teil des vom Eigengewicht des Schwenkarmes (16) verursachten, gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn wirkenden Kippmomentes bereits vom Kegelrollenlager (25) aufgefangen. Der restliche kleinere Teil des Kippmomentes wird über den Lagerbolzen (22) und das Pendelkugellager (26) gegenüber dem Einsatz (23) abgestützt. Dadurch wird erreicht, daß die Hülse (17) bei entlastetem Schwenkarm (16) im wesentlichen achsparallel zur Säule (7) verläuft und deß folglich des radiale Spiel zwischen der Hülse (17) und der Säule (7) ebenfalls weitgehend gleichmäßig ringsum verteilt ist. Des Spiel beträgt hierbei ca. 0,08 mm.

Bei dem Ausführungsbeispiel (E) nach Fig. 2 ist zwischen der Bodenplatte (19) des Schwenkarmes (16) und der Druckplatte (20) eine Kontaktplatte (61) angeordnet, die aus einem Kunststoff mit eingelagerten Kohlenstoffpartikeln besteht. Die Kontaktplatte (61) ist elektrisch leitfähig, wobei die Größe der Leitfähigkeit von der Größe einer auf sie ausgeübten Druckkraft abhängt.

Die Kontaktplatte (61) ist mit der als Masse dienenden Bodenplatte (19) elektrisch leitend verbunden, während sie gegenüber der Druckplatte (20) isoliert ist, indem zwischen der Kontaktplatte (61) und der Druckplatte (20) eine Isolierplatte (62) angeordnet ist.

Die Kontaktplatte (61) ist mit einer Komparatorschaltung verbunden, die einen als Schalter dienenden Operationsverstärker (63) aufweist. Eine Referenzspannungsquelle (Uref) ist mit zwei verschiedenen Strompfaden (64 und 65) verbunden. Im Strompfad (64) sind ein Widerstand (R 1) und die Kontaktplatte (61) in Reihe geschaltet, wobei eine zwischen ihnen abzweigende Leitung mit dem invertierenden Eingang (E 1) des Operationsverstärkers (63) verbunden ist. Im Strompfad (65) ist ein Potentiometer (P 1) enthalten, dessen Abgriff über einen Widerstand (R 2) einerseits mit dem nicht invertierenden Eingang (E 2) des Operationsverstärkers (63) und andererseits über ein Potentiometer (P 2) mit einem Knotenpunkt (66) verbunden ist. Am Knotenpunkt (66) liegt ein Schaltsignal an, das in weiteren bekannten Schaltungen, zu der auch eine Zeitverzögerungsschaltung gehört, zu einem Steuersignal für den Hydraulikzylinder (8) verarbeitet wird.

Mit dem Potentiometer (P 1) wird die Größe der Schaltschwelle und mit dem Potentiometer (P 2) die Schalthysterese eingestellt.

Bei entlastetem Schwenkarm und damit druckentlasteter Kontaktplatte (61) hat deren elektrischer Widerstand einen hohen Wert. Dies hat zur Folge, daß die Spannung am Eingang (E 1) höher ist als die Spannung am Eingang (E 2) und daß demzufolge der Operationsverstärker (63) in der negativen Sättigung betrieben wird und am Knotenpunkt (66) ein negatives Signal ansteht.

Wenn bei Durchführung eines Stanzvorganges nach dem Aufsetzen der Druckplatte (20) auf dem Stanzmesser ein Bewegungswiderstand auftritt, wirkt auf die Kontaktplatte (61) eine Druckkraft ein, die zur Folge hat, daß der elektrische Widerstand der Kontaktplatte (61) abnimmt. Durch die Verringerung des Widerstandswertes der Kontaktplatte (61) verringert sich auch die Spannung am Eingang (E 1). Sobald die Spannung am Eingang (E 1) niedriger ist als die Spannung am Eingang (E 2) springt der Operationsverstärker (63) in die positive Sättigung und am Knotenpunkt (66) liegt ein positives Signal. Das positive Signal bewirkt nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit ein Umschalten der Bewegungsrichtung des Hydraulikzylinders (8).

Beim Ausführungsbeispiel (F) nach Fig. 3 ist eine der Kontaktplatte (61) aus Fig. 2 entsprechende Kontaktplatte (67) vorgesehen, die zwischen der aus einem nicht leitfähigem Kunststoff bestehenden Stanzplatte (27) und der aus Metall bestehenden Tischplatte (4) angeordnet ist. Die Kontaktplatte (67) ist mit der als Masse dienenden Tischplatte (4) elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktplatte (67) ist ferner über eine Leitung (68) mit einer Komparatorschaltung verbunden, die der in Fig. 2 dargestellten Schaltung entspricht.

Beim Ausführungsbeispiel (G) nach Fig. 4 ist der Signalgeber als Plattenkondensator (70) ausgebildet. Die aus Metall bestehende, mit Masse verbundene Tischplatte (4) bildet die untere Kondensatorplatte. Auf der Tischplatte (4) liegt eine als Dielektrikum dienende Isolierstoffplatte (71), die unter der Wirkung des Stanzdruckes geringfügig elastisch zusammendrückbar ist. Auf der Isolierstoffplatte (71) ist eine aus Metall oder elektrisch leitfähigem Kunststoff (Nylon mit Kohlenstoffpartikeln) bestehende Platte (72) angeordnet, welche die obere Kondensatorplatte bildet. Auf der Platte (72) liegt die aus nicht leitfähigem Kunststoff bestehende Stanzplatte (27).

Die Platte (72) ist über eine Leitung (73) mit einem hochohmigen Ausgang einer Spannungsvervielfachungsschaltung (74) verbunden, die eine Gleichspannung von ca. 100 V abgibt. Die Leitung (73) ist mit zwei der Signalaufbereitung dienenden Schaltungszweigen (75, 76) verbunden.

Der Schaltungszweig (75) enthält in Reihe hintereinandergeschaltet einen Kondensator (C 1), eine Diode (D 1), einen Widerstand (R 1), einen als Impedanzwandler verwendeten Operationsverstärker (77) und einen Schmitt-Trigger-Inverter (78). An einem zwischen dem Widerstand (R 1) und dem Operationsverstärker (77) liegenden Knotenpunkt (79) sind einerseits ein Widerstand (R 2) und andererseits eine Diode (D 2) und eine Z-Diode (Z) angeschlossen.

Der Schaltungszweig (76) enthält in Reihe hintereinandergeschaltet einen Kondensator (C 2), eine Diode (D 3), einen Widerstand (R 3), einen als Impedanzwandler verwendeten Operationsverstärker (80) und einen Schmitt-Trigger-Inverter (81). In Parallelschaltung zum Kondensator (C 2) ist eine Diode (D 4) angeordnet. An einem zwischen dem Widerstand (R 3) und dem Operationsverstärker (80) liegenden Knotenpunkt (82) sind einerseits eine Diode (D 5) und andererseits ein Widerstand (R 4) angeschlossen.

Bei entlastetem Schwenkarm (16) und damit druckentlasteter Isolierstoffplatte (71) ist der Plattenkondensator auf einen konstanten Wert Q = C×U aufgeladen. Da hierbei in der Leitung (73) und an den Eingängen der beiden Schaltungszweige (75, 76) eine konstante Spannung herrscht, wirken die Kondensatoren (C 1 und C 2) als Sperre, so deß in den Schaltungszweigen (75, 76) kein Strom fließt.

Wenn bei Durchführung eines Stanzvorganges nach dem Aufsetzen der Druckplatte (20) auf dem Stanzmesser ein Bewegungswiderstand auftritt, wirkt auf die Platten (27, 72, 71 und 4) eine Druckkraft ein, die bewirkt, daß die Isolierstoffplatte (71) geringfügig elastisch zusammengedrückt wird. Aufgrund der hierdurch bedingten Verringerung des Abstandes der Kondensatorplatten tritt bei gleichbleibender Ladung des Plattenkondensators (70) ein negativer Spannungsimpuls auf.

Da von den beiden Eingangsdioden (D 1 und D 3) nur die Diode (D 1) einen negativen Strom durchläßt, durchläuft der negative Spannungsimpuls nur den Schaltungszweig (75). Hierbei dient der Widerstand (R 1) zur Strombegrenzung. Der Widerstand (R 2) ist hochohmig und bildet eine positive Vorspannung am nicht inversen Eingang des Operationsverstärkers (77). Die Diode (D 2) und Z-Diode (Z) bilden einen Überspannungsschutz, wobei negative Impulse, die größer als 10 V sind, abgeschnitten werden. Der nachgeschaltete Schmitt-Trigger-Inverter (78) formt das ungleichmäßige Ausgangssignal des Operationsverstärkers (77) zu einem positiven Rechteckimpuls. Dieser Impuls wird in einer bekannten nicht dargestellten Schaltung, die ein einstellbares Zeitverzögerungsglied aufweist, zu einem Umschaltsignal für den Hydraulikzylinder (8) weiterverarbeitet.

Sobald während der Aufwärtsbewegung des Schwenkarmes (16) die Druckplatte (20) das Stanzmesser verläßt, vergrößert sich wieder der Abstand der Kondensatorplatten, was zur Folge hat, daß ein positiver Spannungsimpuls auftritt. Dieser durchläuft nur den Schaltungszweig (76). Impulse, die größer als 12 V sind, werden über die Diode (D 5) abgeleitet. Der Widerstand (R 4) ist hochohmig, damit die Impulsamplitude nicht zu stark gedämpft wird. Die Diode (D 4) dient zur schnellen Entladung des Kondensators (C 2).

Der nachgeschaltete Schmitt-Trigger-Inverter (81) erzeugt einen negativen Rechteckimpuls. Dieser die Messerfreigabe signalisierende Impuls wird durch die vorgenannte, nicht dargestellte Schaltung dazu benutzt, die Höhe des Rückhubes des Schwenkarmes (16) exakt zu steuern.

Claims (7)

1. Stanze mit einem an einem Gestell befestigten Stanztisch, einem mittels einer Antriebsvorrichtung relativ zu diesem hin- und herbewegbaren Stanzkopf und einer zum Umschalten der Hubbewegung des Stanzkopfes in dessen Schneid-Endlage dienenden Einrichtung, die einen durch eine beim Auftreten des Stanzdruckes bewirkte Relativbewegung zwischen wenigstens zwei Bauelementen betätigbaren Signalgeber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber ein elastisch verformbares Bauelement aufweist, das zwischen zwei mit dem Stanzdruck beaufschlagbaren Bauelementen der Stanze angeordnet ist und eine zur Signalgabe dienende, verformungsabhängig veränderliche elektrische Eigenschaft aufweist.

2. Stanze nach Anspruch 1, bei der der Stanzkopf von einem auf einer Säule angeordneten, durch eine Kolben-Zylinder-Einheit axial bewegbaren, um die Säulenlängsachse frei drehbaren Schwenkarm gebildet ist, an dessen Unterseite eine Druckplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Signalgabe dienende Bauelement (61) zwischen der Druckplatte (20) und einer Bodenplatte des Schwenkarmes (16) angeordnet ist.

3. Stanze nach Anspruch 1, bei der der Stanzkopf von einem auf einer Säule angeordneten, durch eine Kolben-Zylinder-Einheit axial bewegbaren, um die Säulenlängsachse frei drehbaren Schwenkarm gebildet ist und auf der Tischplatte des Stanztisches eine das Stanzgut tragende Stanzplatte aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Signalgabe dienende Bauelement (67) zwischen der Tischplatte (4) und der Stanzplatte (27) angeordnet ist.

4. Stanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Signalgabe dienende Bauelement (61) eine verformungsabhängig veränderliche elektrische Leitfähigkeit hat und in einem Stromkreis der Umschalteinrichtung angeordnet ist.

5. Stanze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Signalgabe dienende Bauelement von einer mit Kohlenstoffpartikeln versehenen Kunststoffplatte (61) gebildet ist.

6. Stanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Signalgabe dienende Bauelement (71) vom Dielektrikum eines Plattenkondensators (70) gebildet ist.

7. Stanze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kondensatorplatten von der Tischplatte (4) des Stanztisches, das Dielektrikum von einer Isolierstoffplatte (71) und die andere Kondensatorplatte von einer zwischen der Isolierstoff- und der Stanzplatte liegenden aufladbaren Platte (72) gebildet ist.