-
Verfahren und Maschine zum Herstellen von flachen Körpern mit Ausschnitten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von flachen Körpern,
die einander benachbarte, vorzugsweise periodisch wiederkehrende Ausschnitte aufweisen,
z. B. von Sägeblättern, Sägezahn.drähten für Krempeln u. dgl., und auf eine Maschine
zur Durchführung des Verfahrens. Ausschnitte in flachen Körpern wurden bisher vielfach
gestanzt, auch dann, wenn es sich um nach dem Rand hin offene Ausschnitte oder um
ausgesprochene Randausschnitte handelte. Beim Stanzen wird das Werkzeug mit dem
Stempel hin und zurück bewegt. Die Bewegungsrichtung muß also umgekehrt werden;
auch ist ein Niederhalter notwendig, damit beim Rückgang das Werkstück nicht mitgerissen
wird. Die Umkehrung der Bewegungsrichtung des Werkzeuges und. die damit verbundene
ständige Beschleunigung und Bremsung der hin und her gehenden Teile lassen nur verhältnismäßig
geringe Arbeitsgeschwindigkeiten zu. Eine Schnitt- oder Stanzvorrichtung mit Oberschnitt
und Unterschnitt, bei der der Oberschnitt an einer Welle befestigt ist und schwingend
oder umlaufend gegen den Unterschnitt arbeitet, ist bekannt. Mit dieser Vorrichtung
ließen sich aber nur kleine Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß die Ausschnitte mittels mindestens
eines auf einer Kreisbahn umlaufenden Werkzeuges hergestellt werden, und daß das
Werkstück durch ebenfalls umlaufende Treibflächen in Abhängigkeit vom Durchgang
des Werkzeuges absatzweise weiterbewegt wird, wobei die Treibflächen entweder an
mit dem Werkstück oder dem Werkstückträger periodisch lösbar verbundenen Haltemitteln
oder an bereits hergestellten Ausschnitten des Werkstückes angreifen. Da auch der
Werkstückvorschub nicht durch hin und her gehende Teile, sondern ebenfalls durch
umlaufende Teile erfolgt, lassen sich wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeifen
wie
mit den -bisher- bekannten Herstellungsverfahren erreichen. Sehr wirtschaftlich
wird dieses Verfahren besonders dann, wenn Körper mit vielen nebeneinanderliegenden,
Ausschnitten herzustellen sind. Es--ist dann nur notwendig, nach dem Ausscheiden
eines Ausschnittes, gegebenenfalls auch während des Ausschneidens, das Werkstück
um einen solchen Betrag weiterzubewegen, daß die Stelle, an der der neue Ausschnitt
erzeugt werden soll, sich vor dem Werkzeug befindet, wenn sich dieses auf :seiner
Umlaufbahn wieder der Ausschneidstelle nähert. Die Anwendbarkeit dieses Verfahrens
ist nicht beschränkt auf die Fälle, in denen viele einander benachbarte Ausschnitte
in demselben Werkstück vorgesehen sind, wie z. B. bei Sägeblättern, Sägezahndrähten
für Krempeln oder für Aufrauhwerkzeuge zum Aufrauhen von Gummi, Leder u. dgl., sondern
es ist auch möglich, viele, vorzugsweise gleichartige Werkstücke der Schneidstelle
nacheinander zuzuführen, z. B. aufgereiht auf einem bandartigen Träger.
-
Die Maschine zur Durchführung des neuen Verfahrens läßt vielerlei
Ausführungsformen zu. Es ist zunächst möglich, nur ein einziges Schneidwerkzeug
an einem umlaufenden Träger anzubringen, das einen einzigen Ausschnitt ausschneidet.
Eins solches Werkzeug kann seinerseits in verschiedener Weise ausgebildet sein.
Es kann, ähnlich wie beim Stanzen, auf den ganzen Umfang des Ausschnitts gleichzeitig
einwirken. Die Schneidstirn kann aber auch entgegen der Umlaufrichtung derart geneigt
sein, daß das Schneidwerkzeug zunächst am Rand einschneidet und dann bis zur vollen
Tiefe des Ausschnittes eindringt. Das Werkzeug kann jedoch auch mehrere hintereinanderliegende
Schneidkanten aufweisen, so daß es einen Ausschnitt in mehreren Stufen herstellt,
also erst einen flachen und/oder schmalen, dann einen tieferen und/oder breiteren
und schließlich den,fertigen Ausschnitt ausschneidet.
-
Weiter können mehrere derartige Werkzeuge auf demselben umlaufenden
Träger in einem Abstand voneinander angebracht sein, wobei jedes dieser Werkzeuge
einen anderen Ausschnitt schneidet, der z. B. dem ersten benachbarf ist oder
dem nächsten 'Werkstück angehört, wobei das Werkstück nach dem Durchgang oder während
des:Durchganges des ersten Werkzeuges entsprechend weiterzubewegen ist, bevor das
zweites Werkzeug desselben Trägers auftrifft. Jedes einzelne Werkzeug kann aber
auch so beschaffen sein, daß es mehr als einen Ausschnitt ausschneidet, obwohl sich
das im allgemeinen. nicht empfehlen wird, weil dann bei Beschädigung des nur einen
Ausschnitt ausschneidenden Werkzeugteiles das ganze Werkzeug ausgewechselt werden
muß, obwohl die für die anderen Ausschnitte bestimmten Werkzeugteile noch unbeschädigt
sind. Es ist jedoch auch möglich, Werkzeuge für nebeneinanderliegende Ausschnitte
auf demselben Träger nebeneinander anzubringen, so daß sie einzeln ausgewechselt
werden können.
-
Bei den. bisher erwähnten Möglichkeiten war nur ein umlaufender Träger
der Werkzeuge vorhanden. Es sind j^edoch :auch Bauarten möglich, bei -denen mehrere
umlaufende Werkzeugträger angebracht sind, von denen jeder hinsichtlich der Anbringung
der Werkzeuge und der Art der Werkzeuge die vorerwähnten - Möglichkeiten zuläßt.
Wenn mehrere Werkzeugträger vorgesehen sind, die einen Abstand voneinander haben,
können diese entweder auf verschiedene, in einem solchen Abstand befindliche Stellen
desselben Werkstückes gleichzeitig oder nacheinander einwirken -oder aber gleichzeitig
oder nacheinander auf verschiedene Werkstücke oder nacheinander verschiedene Stufen
desselben Ausschnittes schneiden.
-
Für die laufende Zu- und Wegführung der Werkstücke zur .Schneidstelle
oder für das Weiterbewegen eines bandförmigen Werkstückes, das fortlaufend Ausschnitte
erhalten soll, sind viele bekannte Transportmöglichkeiten geeignet. In weiterer
Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, den Transport in ähnlicher Weise vorzunehmen,
wie das Ausschneiden, nämlich durch auf vorzugsweise umlaufenden Trägern angeordnete
Treibflächen, die an Haltemitteln des Werkstückes oder am Werkstück selbst und bei
besonderen Ausführungsformen an den Flanken eines vorher hergestellten Ausschnittes
angreifen.
-
Hierbei ergeben sich ähnliche Abwandlungsmöglichkeiten wie bei der
Anordnung der Schneidwerkzeuge. So kann an einem umlaufenden Träger eine Treibfläche
angeordnet sein, es können aber auch mehrere Treibflächen hintereinanderliegen.
Die Treibflächen können z. B. Schraubenflächen eines ein- oder mehrgängigen Schraubenrades
sein. Statt eines umlaufenden Trägers können auch mehrere solcher umlaufenden Träger
angebracht sein, die in einem Abstand voneinander auf Ausschnitte des Werkstückes
oder auf seine Halterung einwirken. Die Einwirkung kann dabei gleichzeitig oder
abwechselnd erfolgen.
-
Der Gedanke, die Treibflächen auf vorher hergestellte Ausschnitte
selbst einwirken zu lassen, ist schon für sich allein von besonderer Bedeutung,
unabhängig vom Aussdhneidverfahren und davon, ob die Treibflächen an einem umlaufenden
Träger angebracht sind oder Z. B. hin und her gehen. Da es nämlich unter anderem
-von der Lage des vorher hergestellten Ausschnittes zu der Treibfläche abhängt,
wie groß der Vorschub durch die gegebene Treibfläche ist, wird erreicht, daß an
der Schneidstelle der Ausschnitt wieder so liegt wie an der Transportstelle. An
der Schneidstelle werden daher die Ausschnitte kopiert, wie sie an der Transportstelle
liegen. Wenn sich also die Ausschnitte in dem Abstand zwischen Sehneidstelle und
Transportstelle unterscheiden, so werden die in diesem Bereich gegebenen Verhältnisse
periodisch wiederholt.
-
Die wirksame Länge der Treibflächen und/oder ihre Steigung und/oder
ihre Geschwindigkeit können einstellbar sein.
-
Die vielfältigen Schneidmöglichkeiten lassen sich mit den vielfältigen
Transportmöglichkeiten in beliebiger Weise kombinieren. Es ist insbesondere auch
möglich, während des Transportes zu schneiden;
dabei ist die Matrize
drehbar gelagert und steht unter Federwirkung, -so daß sie nach dem Schneiden in
die ursprüngliche Lage zurückgeht. Einfacher übersehbare Verhältnisse ergeben sich
jedoch, wenn die Ausschnitte bei stillstehendem Werkstück ausgeschnitten werden
und das Werkstück in den. Pausen zwischen den Schneidvorgängen transportiert wird.
Ein Sonderfall der Vereinigung von Schneid- und Transporteinrichtung besteht darin,
daß ein umlaufender Träger mindestens eines Schneidwerkzeuges zugleich die Treibflächen
für die Weiterschaltung des Werkstückes trägt.
-
In den meisten Fällen wird man die Schneidwerkzeuge an einem umlaufenden
Träger und die Treibflächen an einem in einem Abstand davon befindlichen umlaufenden
Träger anbringen, wobei beide Träger auf -einer gemeinsamen Achse oder auf verschiedenen
Achsen angebracht sein können. Im letzteren Fall müssen einander zugeordnete Träger
in einem durch getriebliche Verbindungsmittel hergestellten, gegebenenfalls einstellbaren
festen Drehzahlverhältnis umlaufen.
-
Weitere neue und fortschrittliche Merkmale von erfinderischer Bedeutung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung und den Ansprüchen. Sämtliche Merkmale können einzeln oder zu
mehreren oder, soweit sinngemäß, sämtlich in Verbindung miteinander verwirklicht
sein.
-
Fig. i ist eine Draufsicht auf ein erstes, Fig. 2 eine Draufsicht
auf ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 in Fig.
2. Bei dem Beispiel nach Fig. i ist auf einer Grundplatte i in Lagern :2 und 3 eine
Welle q. gelagert, die von einer auf ihr eines Ende fliegend aufgesetzten Rolle
5 aus antreibbar ist. Statt dessen könnte die Welle auch mit einem Elektromotor,
z. B. einem Flanschmotor, unmittelbar oder über ein Zwischengetriebe gekuppelt sein.
Die Lager 2 und 3 können Gleitlager oder Wälzlager sein. Zwischen den Lagern 2 und
3 ist auf die Welle q. ein Trägerkörper 6 aufgesetzt, der zusammen mit den ihn haltenden
Stellringen 7 und 8 zugleich als Schwungmasse wirkt. In dem Trägerkörper 6 - ist
als Ausschnitte herstellendes Werkzeug ein Messer 9 mittels eines Schraubenbolzens
io festgehalten. Außerdem ist auf dem Trägerkörper ein Teil eines Schraubenganges
i i angebracht, und zwar so, daß in der Nachbarschaft des Messers kein Schraubengang
vorhanden ist. Vor dem umlaufenden Körper 6 ist auf der Grundplatte i ein Sockel
12 .angebracht, auf dem eine Matrize 13, z. B. mittels eines Schraubenbolzens 1q.,
leicht auswechselbar befestigt ist. Auf den Sockel 12 ist außerdem ein Führungslineal
15 aufgesetzt, an dem entlang das Werkstück, nämlich das Band 16, an der S,chneidstelle
vorübergeführt wird. Bevor das Band zu der Schneidstelle gelangt, kann es durch
beliebige, geeignete Führungseinrichtungen 17 geleitet werden. In der Nachbarschaft
der Schneidstelle wird es zweckmäßig durch Andrückmittel gehalten, damit es nicht
ins Schwingen gerät. Als Andrückmittel können z. B. Blattfedern verwendet werden.
Bei dem gezeichneten Beispiel sind Ausschnitte 18, ig und 20 vorgearbeitet, während
in einen vierten Ausschnitt das Messer 13' eingreift, so daß Zähne 21, 22, 23 und
24 gebildet werden.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn nach dem Durchgang des Messers
13' durch einen Ausschnitt der Körper 6 weiter umläuft, gelangt schließlich der
Schraubengang i i mit seiner zugeschärften Stirn 25 vor die Stirnflanke des Zahnes
23. Bei weiterer Umdrehung des Körpers 6 wird .infolge der Steigung des Schraubenganges
ii der Zahn 23 und damit Idas ganze Band 16 in Fig. i nach rechts geschoben, bis.
das andere Ende 26 des Schraubenganges i i die Zahnlücke wieder verläßt. In dem
Augenblick, in dem das Band 16 stillsteht, gelangt das Messer 13' beim weiteren
Umlaufen des Körpers 6 wieder in Schneidstellung und schneidet den nächsten Ausschnitt
aus. Wenn im Gegensatz hierzu während des Transports geschnitten wird, kann auch
eine drehbar gelagerte Matrize verwendet werden, die die Gestalt einer Schnecke
bzw. einer mehrgängigen Schraube hat und beim Durchgang des Werkzeuges derart weiterbewegt
wird, (daß das neu ankommende Werkzeug wieder auf eine Lücke zwischen den Schraubengängen
trifft.
-
Es ist ersichtlich, daß der Weg, um den das Band 16 beim einmaligen
Hindurchgehen des Schraubenganges i i durch einen Ausschnitt weiterbewegt wird.,
außer von der Steigung des Schraubenganges auch von seiner wirksamen Länge abhängt.
Es kann sein, daß die Stirn 25 des Schraubenganges i i beim Eintritt in die Ausschnittebene
noch einen gewissen Abstand von der Stirnflanke des Zahnes 23 hat. Dann wird die
Drehung des Körpers 6 mit dem Schraubengang ii so lange wirkungslos sein, bis der
Schraubengang an der Stirn 13 anliegt, und erst von diesem Zeitpunkt ab wird das
Band 16 weiterbewegt. Wenn nun: der Gang i i nicht in den der Schneidstelle unmittelbar
benachbarten Ausschnitt eingreift, wie nach Fig. i, sondern wenn. zwischen Schneidstelle
und Transportstelle mehrere Zähne liegen, so ergeben sich besondere Möglichkeiten,
die bei dem Beispiel nach Fig. 2 und 3 besprochen sind.
-
Nach Fig.2 und 3 ist wieder auf einer Grundplatte -i in Lagern 2 und
3 eine Welle q. gelagert, auf deren eines Ende eine Keilriemenscheibe 27 fliegend
aufgesetzt ist. Zwischen den Lagern 2 und. 3 sind auf der Welle q., z. B. zwischen.
Stellringen 7 und 8, zweckmäßig auf Keilen axial einstellbar zwei umlaufende Körper
28 und 29 angebracht. Der Körper 28 dient als Träger eines Schneidwerkzeuges 3o,
der umlaufende Körper 29 als Träger eines Transportschraubenganges 31. Beide Körper,
die hier auf derselben Achse sitzen, wirken zugleich als Schwungmasse. Das Messer
3o, das mittels eines Bolzens 32 gehalten ist, stützt sich hier mit seinem Rücken
an einem als besonderes Segment in eine Ringnut des Körpers 28 eingesetzten Teil
33 ab, der z. B. ebenfalls durch Bolzen 34 gehalten ist, aber an sich mit dem Körper
28 aus einem Stück
bestehen könnte. Die umlaufenden Teile sind zweckmäßig
durch ein Schutzgehäuse 59 abgedeckt. Vor dem Träger 2$ des Messers und dem Träger
29 der Transportkurve 3 r ist auf der Grundplatte r ein Sockel 35 vorgesehen,
mit dem ein Führungstisch 36 und eine Matrize 37 verbunden sind. Die Matrize 37
weist hier mehrere der Werkzeugform entsprechende Ausschnitte auf. Sie ist um den
Bolzen 38 schwenkbar angebracht, so daß bei Beschädigung eines. Matrizenausschnittes
nach Lösen des. Bolzens 38 sofort ein anderer unbeschädigter Ausschnitt an die Schneidstelle
gebracht werden kann. Auf dem Kopf des. Bolzens 38 ist ein abgesetzter Führungsring
39 drehbar gelagert, an dessen Schulter das bandförmige Werkstück 4o anliegt, aus
welchem fortlaufend Ausschnitte ausgeschnitten werden sollen. Zu beiden Seiten der
Schneidstelle ist das Band 4o durch Blattfedern 41 und 42 gegen den Tisch 36 gedrückt.
Bevör das Band 4o zu der Schneldstelle gelangt, geht es zwischen den Stirnflächen
zweier Führungsrollen 43 und 44 hindurch. Es ist dann zwischen den Umfängen
zweier Führungsrollen 45 und 46 hindurchgeführt, von denen die untere, 45, glatt
ist, während die obere, 46, geriffelt oder mit einem Gleitschutz anderer Art versehen
ist.
-
Bei dem gezeichneten Beispiel send in Idas. Band 4o bereits Ausschnitte
47, 48, 49, 5o und 5, eingearbeitet, während das Werkzeug 30 in den
nächstfolgenden Ausschnitt eingreift, so daß Zähne 52 bis 57 gebildet sind. Hier
greift das Ende 58 des Schraubenganges. 3 r nicht in den -,der Schneideolle unmittelbar
benachbarten Ausschnitt 52 ein, sondern in den Ausschnitt 49, so daß die Ausschnitte
5o und 51 noch zwischen der Transportstelle und der Ausschnittstelle liegen. Gleichen
die ersten vorgearbeiteten Zähne einander nicht genau, sind also die Ausschnitte
etwas verschieden, mithin die Füße der Zähne verschieden breit, so ist der Abstand
von der Zahnstirn, mit welchem das Ende 58 des Schraubenganges 3 1 in die
Ausschnittebene eintritt, jedesmal verschieden. Deshalb wird der Zahn mit dem kürzeren
Fuß auch nur um einen kürzeren Betrag transportiert, so @daß an der Ausschneidstelle
wieder ein entsprechender Ausschnitt entsteht. Die vorgearbeiteten Zähne werden
also an der Ausschneidstelle kopiert. Grundsätzlich entspricht die Wirkungsweise
der Bauart nach Fig. 2 und 3 derjenigen der Bauart nach Fig. r.
-
In manchen Fällen, z. B. wenn sehr feine Zähne mit schmalem Fuß hergestellt
werden, kann es zweckmäßig sein, die Treibflächen der Färdereinrichtung nicht unmittelbar
an,den Zähnen angreifen zu lassen, sondern an mit dem Werkstück lösbar verbundenen
Haltemitteln. Statt der Stirnfläche eines Zahnes wird dann eine für die Treibfläche
als Gegenfläche dienende Fläche des Haltemittels und durch das- Haltemittel das
Werkstück weiterbefÖr-@dert. Wenn der Schalthub ausgeführt ist, wird die Verbindung
des Haltemittels mit dem Werkstück zweckmäßig selbsttätig gelöst und das Haltemittel
in die Ausgangslage zurückgeführt und in dieser erneut mit dem Werkstück verbunden,
worauf der nächste Schaltvorgang erfolgen kann. Die Haltevorrichtung ist zweckmäßig
durch eine Feder auf dem Werkstück festgehalten. Zur Rückführung der Haltevorrichtung
wird eine weitere Feder benutzt, die als Druck- oder als Zugfeder wirken kann. Die
Rückführfeder kann, gegebenenfalls durch einen Kraftspeicher anderer Art oder durch
einen elektromagnetischen Antrieb ersetzt sein. Auch die Verbindung der Haltevorrichtung
mit dem Werkstück kann gegebenenfalls elektromagnetisch erfolgen. Bei mechanischer
Verbindung läßt sich diese selbsttätig z. B. dadurch lösen, daß der an das Werkstück
federnd angedrückte Halteteil durch eine umlaufende Steuerkurve abgehoben wird,
so daß die Rückführfeder die Haltevorrichtung in die Ausgangsstellung zurückführen
kann. Die umlaufende Steuerkurve für die Auslösung der Haltevorrichtung kann mit
der Schaltkurve, die die Haltevorrichtung mit dem Werkstück absatzweise weiterschaltet,
gegebenenfalls aus. einem Stück bestehen.
-
Wenn die durch die Träger der Werkzeuge und der Schaltkurven gebildeten
Schwungmassen nicht ausreichen, können die umlaufenden Teile mit weiteren Schwungmassen,
gekuppelt sein, die entweder auf denselben Wellen angebracht oder mit diesen Wellen
über getriebliche Mittel verbunden sein können: Das neue Verfahrene und die zugehörige
Maschine sind nicht nur für Werkstücke verwendbar, bei denen Ausschnitte längs einer
geraden Grundlinie aufeinanderfolgen, sondern auch für Werkstücke, bei denen die
Ausschnitte längs .Kurven, z. B. längs eines Kreises angebracht sind, wie bei runden
Sägeblättern, Kreissägen u. dgl.
-
Die Treibflächen bzw. Schaltkurven brauchen nicht unbedingt die Gestalt
von Schraubenflächen, also im gleichen Umfangsbereich gleiche Steigung zu haben.
Um geeignete Beschleunigungsverhältnisse zu erzielen, kann es z. B: zweckmäßig sein,
die Treibflächen mit schwächerer Steigung anlaufen zu lassen, als sie in ihrem weiteren
Verlauf haben und den Auslauf konzentrisch ohne Steigung auszuführen. Der steigungsfreie
Kurventeil kann auch während,des Schneidvorganges eingreifen. Er trägt zur Sicherung
der richtigen Lage des Werkstückes bei.