DE4420688C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Stanzen von kontinuierlich bewegtem Stanzgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Stanzen von kontinuierlich bewegtem Stanzgut entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Stanzen von kontinuierlich bewegtem Stanzgut entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 2.

Durch die DE 32 17 038 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausstanzen eines kontinuierlich bewegten Stanzgutes bekannt, die eine von einem Messer und einem Amboß gebildete Stanzeinheit und eine das Stanzgut zwischen dem Messer und dem Amboß hindurchführende Fördereinrichtung aufweist. Das Messer und der diesem gegenüberliegende Amboß sind dabei an je zwei Kurbeln angeordnet und führen pro Arbeitstakt eine aufeinander zu und eine voneinander weg gerichtete Bewegung aus, wobei die eine Bewegung den eigentlichen Stanzhub und die andere Bewegung den Leerhub bildet. Obwohl sich die Kurbeln mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehen, ist die in Förderrichtung des Stanzgutes gerichtete Bewegungskomponente aufgrund der geometrischen Verhält­ nisses des Kurbeltriebes nicht konstant; vielmehr verändert sich die Größe der in Förderrichtung des Stanzgutes gerichteten Bewegungskomponente entsprechend den jeweiligen momentanen Stellungen der Kurbeln. Hierdurch ergibt sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Stanzeinheit und dem Stanzgut, die zu einem unbefriedigenden Stanzergebnis führen würde.

Zur Vermeidung dieser Relativgeschwindigkeit und der sich hieraus ergebenden Relativbewegung zwischen Stanzeinheit und Stanzgut ist bei der bekannten Vorrichtung vorgesehen, das Stanzgut um eine bestimmte Strecke relativ zur Fördereinrichtung zu bewegen, so daß während des Stanzvorganges das Stanzgut durch seinen Eingriff mit dem Messer und dem Amboß und nicht durch die Fördereinrichtung transportiert wird. Hierdurch läßt sich zwar die Relativbewegung zwischen der Stanzeinheit und dem Stanzgut vermeiden, jedoch wird bei einer solchen Lösung die zur Erzielung der Vorschubbewegung des Stanzgutes während des Ausstanzens erforderliche Kraft durch die Stanzeinheit auf das Stanzgut übertragen. Auch dies führt, insbesondere bei relativ weichem oder dünnem Stanzgut, zu einem nicht einwandfreien Stanzergebnis.

Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung liegt dieser die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit eines gattungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen und dieses gleichzeitig derart weiter zu bilden, daß die Stanzeinheit auch während des Stanzvorganges keine Vorschubkräfte auf das Stanzgut überträgt, dabei aber dennoch in Förderrichtung des Stanzgutes gerichtete Relativbewegungen zwischen diesem und der Stanzeinheit während des Ausstanzvorganges vermieden werden.

Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung liegt dieser die weitere Aufgabe zu Grunde, die Leistungsfähigkeit einer gattungsgemäßen Vorrich­ tung zu erhöhen und diese gleichzeitig derart weiter zu bilden, daß die Stanzeinheit auch während des Stanzvorganges keine Vorschubkräfte auf das Stanzgut überträgt, dabei aber dennoch in Förderrichtung des Stanz­ gutes gerichtete Relativbewegungen zwischen diesem und der Stanzeinheit während des Ausstanzvorganges vermieden werden.

Die erste Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die Schritte des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Maßnahme, mehrere Stanzeinheiten aufeinanderfolgend am Stanzgut zur Wirkung kommen zu lassen und die beiden Werkzeuge einer jeden Stanzeinheit so anzutreiben, daß sich jede Stanzeinheit zumindest während ihres jeweiligen Eingriffes mit dem Stanzgut synchron mit diesem in dessen Förderrichtung bewegt, wird einerseits die Leistungsfähigkeit des gattungsgemäßen Verfahrens wesentlich erhöht und andererseits wird durch den Wegfall der Übertragung von Vorschubkräften von den Werkzeugen der Stanzeinheit auf das Stanzgut, das Stanzergebnis wesentlich verbessert.

Die zweite Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrich­ tung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst. Durch die Maßnahme, mehrere Stanzeinheiten vorzusehen, die aufeinander­ folgend zur Wirkung kommen und jedem Werkzeug der Stanzeinheit einen Mehrfachkurbeltrieb zu zu ordnen, wobei die Kurbeln der jeweiligen Mehrfachkurbeltriebe an jeweils einem Kurbelstern angeordnet sind, kommen während jeweils einer Umdrehung des Kurbelsterns alle von ihm aufgenommenen Werkzeuge aufeinanderfolgend zur Wirkung, so daß die Leistung der Vorrichtung trotz Beibehaltung der Winkelgeschwindigkeit des der Antriebswelle für den Kurbelstern auf das der Anzahl der vorgesehenen Stanzeinheiten entsprechende Vielfache der seitherigen Leistung einer gattungsgemäßen Vorrichtung angehoben wird.

Durch die Anordnung mehrerer Stanzeinheiten werden zwar die zu bewegenden Massen erhöht, jedoch ergibt sich bei dieser Mehrfachan­ ordnung von Stanzeinheiten die Möglichkeit, die Möglichkeit,die Stanzeinhei­ ten derart relativ zueinander anzuordnen, daß sich insbesondere die hin und hergehenden Massekräfte zumindest teilweise aufheben.

Zur Abfuhr des Stanzabfalles ist es vorteilhaft, wenn die den jeweiligen Amboß aufnehmende Schwinge Durchbrüche für den Stanzabfall aufweist.

Eine gute Führung und sichere Position des Stanzgutes ergibt sich dadurch, daß die das jeweilige Messer aufnehmende Schwinge federnde Niederhalter für das Stanzgut aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung

Fig. 4 eine Schnittdarstellung nach Linie IV-IV der Fig. 6;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Stanzeinheit;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Amboß einer Stanzeinheit.

Die nachfolgend zu beschreibende Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung dient vorzugsweise zum Lochen von Kunststoffprofilen im In-Line Verfahren, wobei mit Extrusionsgeschwindigkeiten von mehr als 20 m/min bearbeitet wird und eine Genauigkeit der Lochabstände von weniger als +/- 0,1 mm erreicht werden soll.

Das Stanzgut, beispielsweise Kunststoffprofile, wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung im In-Line-Verfahren durch eine nicht gezeigte Fördervorrichtung zugeführt; die Fördervorrichtung arbeitet kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit.

In Fig. 1 ist mit 11 eine von einem nicht gezeigten Gestell aufgenommene Montageplatte bezeichnet, auf deren beiden Seiten je ein Kegelradgetriebe 6a, 6b angeordnet ist. Das untere Kegelradgetriebe 6a dient zum Antrieb des jeweiligen Ambosses 3 einer Stanzeinheit, während das obere Kegelradge­ triebe 6b zum Antrieb des jeweiligen Messers 4 der Stanzeinheit dient. Die Form von Messer 4 und Amboß 3 entsprechen der Form der in das Stanzgut einzubringenden Löcher.

Das Abtriebsrad eines jeden der beiden Kegelradgetriebe 6a, 6b ist hierzu auf jeweils einer in Lagern 8a, 8b aufgenommenen Antriebswelle 9a, 9b angeordnet, wobei die untere Antriebswelle 9a mit einem unteren Kurbelstern 1a und die obere Antriebswelle 9b mit einem oberen Kurbelstern 1b antriebsmäßig verbunden ist.

Wie hierzu vorzugsweise aus Fig. 2 hervorgeht, weist jeder der Kurbelsterne 1a, 1b drei Arme 12a, 12b auf, an deren Enden Aufnahmebohrungen 13a, 13b vorgesehen sind, die somit in den Eckpunkten eines jeweils gleichseitigen Dreieckes angeordnet sind. Die beiden Antriebswellen 9a, 9b greifen jeweils im Schwerpunkt der Kurbelsterne 1a, 1b an, so daß die Eckpunkte eines jeden der beiden Kurbelsterne 1a, 1b sich mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Aufgrund der Anordnung der beiden Abtriebsräder der beiden Kegelradge­ triebe 6a, 6b drehen sich die beiden Kurbelsterne 1a, 1b gegenläufig, d. h. der in Fig. 2 obere Kurbelstern 1b dreht sich im Uhrzeigersinn, während der dort gezeigte untere Kurbelstern 1a sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.

Die an den Enden der Arme 12a, 12b der beiden Kurbelsterne 1a, 1b vorgesehenen Bohrungen 13a, 13b dienen zur Aufnahme je eines Lagerzapfens 14a, 14b, auf dem jeweils ein Ende einer Schwinge 15a, 15b gelagert ist. Seitlich der beiden Kurbelsterne 1a, 1b ist jeweils ein ebenfalls dreieckförmig ausgebildeter Träger 16a, 16b angeordnet, der um eine Achse 17a, 17b schwenkbar ist und an seinen drei Enden jeweils eine Aufnahmebohrung 18a, 18b für jeweils einen Lagerzapfen 19a, 19b aufweist. Jeder dieser Lagerzapfen 19a, 19b dient zur Aufnahme des jeweils noch freien Endes einer jeden der insgesamt sechs Schwingen 15a, 15b. Jede dieser sechs Schwingen 15a, 15b ist somit mit ihrem einen Ende mit jeweils einem der Arme 12a, 12b der beiden Kurbelsterne 1a, 1b verbunden, während das jeweils andere Ende einer jeden Schwinge 15a, 15b an jeweils ein Ende eines der Träger 16a, 16b angelenkt ist. Für jede der Schwingen 15a, 15b ergibt sich somit beim Umlauf von Kurbelstern 1a, 1b und Träger 16a, 16b eine Parallelführung, so daß sich die Schwingen 15a, 15b von unterem und oberem Kurbelstern 1a, 1b in Parallellage auf einander zu und voneinander weg bewegen. Die dem oberen Kurbelstern 1b zugeordneten Schwingen 15b dienen dabei als Träger für eine Stanzwerkzeug 4 - beispielsweise das Messer - einer Stanzeinheit, während die dem unteren Kurbelstern 1a zugeordneten Schwingen 15a als Träger für das andere Stanzwerkzeug 3 - bei­ spielsweise den Amboß - einer Stanzeinheit dienen.

Da insgesamt drei Stanzeinheiten mit je einem Messer 4 und je einem Amboß 3 vorgesehen sind, und jede der Stanzeinheiten während eines Umlaufes der Kurbelsterne 1a, 1b einen Stanzvorgang ausführt, werden pro Umlauf der Kurbelsterne 1a, 1b insgesamt drei Stanzvorgänge ausgeführt; dies, obwohl die Antriebsgeschwindigkeit der Antriebswellen 9a, 9b die gleiche wie bei gattungsgemäßen Einrichtungen des Standes der Technik ist.

Die oberen Schwingen 15b können zur Fixierung der Lage des Stanzgutes mit federnden Niederhaltern versehen sein, während die unteren Schwingen 15a Durchbrüche 20 für die Wegführung des Stanzabfalles aufweisen können.

Als Antrieb für die beiden Kegelradgetriebe 6a, 6b dient eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit 21 in Drehstromservoausführung mit elektroni­ scher Steuerung der Winkelgeschwindigkeit der beiden Antriebswellen 9a, 9b und somit der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelsterne 1a, 1b. Die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit erfolgt dabei über ein Programm so, daß während des Eingriffes der Stanzeinheit mit dem Stanzgut die in Förderrichtung des Stanzgutes gerichtete Bewegungskomponente von Messer 4 und Amboß 3 gleich der Fördergeschwindigkeit des Stanzgutes ist, so daß einerseits ein zum Stanzgut senkrecht gerichteter Schnitt erreicht wird und andererseits Relativbewegungen zwischen dem Stanzgut und den Werkzeugen der gerade arbeitenden Stanzeinheit vermieden werden. Sofern es gewünscht ist, kann die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelsterne 1a, 1b stets dann, wenn sich keine Stanzeinheit in Eingriff mit dem Stanzgut befindet erhöht werden, um hierdurch die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nochmals zu steigern.

Claims (4)

1. Verfahren zum Ausstanzen eines kontinuierlich bewegten Stanzgutes in einer gewünschten Form, mittels einer Stanzeinheit, die ein Messer und gegebenenfalls einen mit diesem zusammenwirkenden Amboß umfaßt, wobei das Stanzgut zwischen dem Messer und dem Amboß hindurchgeführt wird, und diese während ihres Eingriffes mit dem Stanzgut entlang eines vorbestimmten Abschnittes der Förderstrecke des Stanzgutes in dessen Förderrichtung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stanzeinheiten aufeinanderfolgend auf das Stanzgut einwirken, wobei sämtliche Stanzeinheiten während ihres jeweiligen Eingriffes mit dem Stanzgut in dessen Förderrichtung mit diesem bewegt werden und von einem Antrieb angetrieben sind, dessen Winkelgeschwindigkeit derart gesteuert wird, daß sich jede Stanzeinheit zumindest während ihres jeweiligen Eingriffes mit dem Stanzgut synchron mit diesem in dessen Förderrichtung bewegt.

2. Vorrichtung zum Ausstanzen eines kontinuierlich bewegten Stanzgutes in einer gewünschten Form, mit einer Stanzeinheit, die ein Messer und gegebenenfalls einen mit diesem zusammenwirkenden Amboß umfaßt, sowie mit einer das Stanzgut zwischen dem Messer und dem Amboß hindurchführenden Fördervorrichtung, wobei sowohl das Messer als auch der Amboß von je zwei im Abstand zueinander angeordneten Kurbeltrieben angetrieben sind, und während ihres Eingriffes mit dem Stanzgut entlang eines vorbestimmten Abschnittes der Förderstrecke des Stanzgutes in dessen Förderrichtung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kurbeltriebe als Mehrfachkurbeltrieb mit jeweils einem mehrere Arme (12a, 12b) aufweisenden Kurbelstern (1a, 1b) zur Aufnahme mehrerer Messer (4) bzw. mehrerer Amboße (3) ausgebildet ist, und die Kurbelsterne (1a, 1b) von einer als Drehstromservoeinheit ausgebildeten Antriebseinheit (21) angetrieben sind, deren Winkelgeschwindigkeit derart gesteuert ist, daß sich jede Stanzeinheit zumindest während ihres jeweiligen Eingriffes mit dem Stanzgut synchron mit diesem in dessen Förderrichtung bewegt.

3. Vorrichtung zum Ausstanzen eines kontinuierlich bewegten Stanzgutes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweiligen Amboß (3) aufnehmende Schwinge (15a) Durchbrüche (20) für den Abtransport des Stanzabfalles aufweist.

4. Vorrichtung zum Ausstanzen eines kontinuierlich bewegten Stanzgutes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das jeweilige Messer (4) aufnehmende Schwinge (15b) federnde Niederhalter für das Stanzgut aufweist.