EP0942813A1 - Vorrichtung und verfahren zum ausbrechen und entfernen von abfallstanzteilen aus nutzen und werkstoffbögen, insbesondere für flachbettstanz- und/oder prägeautomaten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausbrechen und entfernen von abfallstanzteilen aus nutzen und werkstoffbögen, insbesondere für flachbettstanz- und/oder prägeautomaten

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EP0942813A1
EP0942813A1 EP97945860A EP97945860A EP0942813A1 EP 0942813 A1 EP0942813 A1 EP 0942813A1 EP 97945860 A EP97945860 A EP 97945860A EP 97945860 A EP97945860 A EP 97945860A EP 0942813 A1 EP0942813 A1 EP 0942813A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stripping
needles
mold
needle
board
Prior art date
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EP97945860A
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English (en)
French (fr)
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EP0942813B1 (de
Inventor
Robert Walther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rowapack Verpackungsdesign und Stanztechnik GmbH
Original Assignee
Rowapack Verpackungsdesign und Stanztechnik GmbH
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Publication date
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Publication of EP0942813A1 publication Critical patent/EP0942813A1/de
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Publication of EP0942813B1 publication Critical patent/EP0942813B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/18—Means for removing cut-out material or waste
    • B26D7/1818—Means for removing cut-out material or waste by pushing out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/18—Means for removing cut-out material or waste
    • B26D2007/1872—Means for removing cut-out material or waste using breakaway pins

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for breaking out and removing waste punched parts from sheets or material sheets, in particular for flat-bed punching and / or embossing machines, comprising a stripping board for receiving the sheet or material sheet, an upper and / or lower stripping form as a stripping tool holding plate, the The stripping mold with stripping tools can be moved vertically towards the stripping board, further comprising recesses or openings provided in the stripping board, which are spanned by the respective waste stamped part of the material sheet.
  • DE 41 24 098 Cl discloses a device for removing stripped parts from a sheet of material containing blanks or the like.
  • the sheet of material rests on a carrier plate in which openings with continuous vertical walls are provided.
  • Each stripped part of the sheet of material spans the associated opening and, as mentioned, rests on the support plate with corresponding contact surfaces.
  • Stripping tools made of steel strip are arranged on the tool holding plate which can be moved towards and away from the carrier plate.
  • the stripping tools have vertical and horizontal narrow sides. Any of the known stripping tools Steel strip has at least one tip towards the carrier plate as the end of the respective vertical narrow side. The angle between the tip and the surface extending from it to the adjacent horizontal narrow side facing the carrier plate and projected into the narrow side center plane should be in a range from 20 ° to 50 °.
  • the stripping part should not slip when pressed into the respective opening, so that a safe separation and throwing off of the waste piece is possible even without additional stripping elements in the carrier plate.
  • the surface extending from the tip to the carrier-side horizontal narrow side of the stripping tool made of strip steel be designed so that it has the shape of an isosceles triangle, the acute angle of which is preferably 60 °. It is obvious that the corresponding grinding is production-intensive, especially when it is assumed that the tips are subject to considerable wear, so that a frequent tool change is also necessary.
  • German utility model 90 03 329 it is known to use rotationally symmetrical pins with tips as stripping tools, the tips cooperating with elastic abutments arranged in the lower region of the stripping form.
  • Stripping pins are known from the company publication BOBST SA, 1992, DOCtraining, the smallest diameter of which is approximately 4 mm with a free length of 35 mm.
  • the stripping pins are hammered or inserted from the front into corresponding holes in a stripping mold and have a shoulder for this, so that the desired length Positioning can be achieved.
  • a large number of strippers arranged in this way then serve to remove waste stampings, as already described above.
  • the known stripping pins are particularly unsuitable for very small waste and stripping parts.
  • flat band-shaped elements or stamps of larger diameter are at best provided with a tip, so that there is a corresponding change of band steel or stamp and tip.
  • the stamp and tip are fixed in shape or flat, serrated on the head or provided with a corrugated structure.
  • An essential basic idea of the invention is to leave the previous rigid system between the stripping mold or stripping tool holding plate and stripping tool in such a way that the stripping tools are at least partially designed as stripping needles which are flexible in the stripping form relative to their respective clamping or fastening point are flexibly movable. Due to the correspondingly slim and elongated needle shape, the desired elastic mobility is established, so that there is a safe breakout and removal, in particular of very small breakout parts.
  • the positioning of the knock-out needles is carried out in such a way that preferably three needles form a group that spans an equilateral, isosceles or uneven triangle, the needles being freely positionable in relation to critical break-out points.
  • the stripping needles have a greater height than the stripping tools used in combination, and it is ensured that the elastic mobility of the respective needle relative to its respective clamping or fastening point is maintained compared to neighboring stripping tools.
  • the needles according to the invention can be set independently, so that the number of breakpoints can be reduced or breakpoints can be dispensed with entirely.
  • the needle-shaped stripping tools fulfill the function of prepositioning the material sheet, pressing and holding the same, and smoothing the sheet starting from a gripper section on all sides, so that the material sheet lies flat on the stripping board.
  • the elasticity of the knock-out needles and the provision of specific differences in height or length of the needles from the gripper or geometric center of gravity, starting from the outside, are advantageous.
  • knock-out needles can also interact with tools for edge separation or with holding blocks for severing or breaking out larger parts, but the desired elastic movement around the clamping or fastening point of the respective needle must be ensured.
  • the break-out needles according to the invention have a conical or arcuate section which forms a tip, this section being essentially half the length of the needle occupies.
  • the ratio V of needle length 1 to the largest diameter d of the needle is in the range from 6 to 80, the largest diameter of the break-out needles being in the range ⁇ 2 mm.
  • the stripping needles are arranged starting from the center or the geometric center of gravity of the stripping form and / or from the gripper section for fixing the sheet of material on the stripping board so that here the needles have a greater free length or height in relation to the other areas or directions.
  • This is to be understood in such a way that the needles in the other directions, starting from the gripper or geometric center of gravity, have a decreasing length or height, so that when the stripping mold is lowered and the stripping needles are placed on the material sheet, the material sheet is smoothed on all sides in accordance with the flat stripping board he follows.
  • the stripping needles are inserted from the back into the stripping mold and fastened in this.
  • the stripping mold which consists of multilayer plywood glued, preferably has holes which are produced by laser radiation and which have a slightly smaller diameter than that of the needles.
  • the stripping needles In order to achieve exact height and length positioning of the stripping needles in relation to the stripping mold, the stripping needles have a V-shaped or cup-shaped fastening shaft that is flush with the back of the stripping mold.
  • the needles are therefore inserted or hammered into the laser bores or breakthroughs produced in some other way, the fastening shaft forming a stop.
  • the stripping needles represent elements which allow punctiform, elastic gripping on the waste punched part, the stripping needles not having a fixed, direct connection to other stripping tools known per se.
  • an upper stripping mold has stripping needles that take up a greater height on the gripper and / or inner surface section in relation to the right, left and rear edge sections, so that smoothing of the incoming material sheets is ensured.
  • the needle geometry ensures even very small parts can be fixed at critical points, so that these small parts can be broken out successfully.
  • the triangular arrangement of the stripping needles effectively counteracts undesirable torques of the stripping or waste parts.
  • the punctiform contact or contact surface of the stripping needles with respect to the material sheet reduces the pressure force requirement of the stripping station.
  • the stripping needles can be combined with stripping lines, the stripping lines according to the invention being designed as flexible, elastic or partially elastic stripping walls.
  • These resilient, partially elastic stripping walls preferably made of a rubber or rubber-like plastic material, can have a conical shape, i.e. have a shape tapering away from the tool.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a flat-bed punching machine with a stripping station
  • Fig. 3 is a schematic representation of a stripping needle according to the embodiment.
  • the flat-bed punching machine shown in FIG. 1 has a loading and planting station 1 which has means for feeding the individual material sheets 2 to a punching station 3. Waste punched parts 6 or stripping parts remaining after punching in the punching station 3 are removed in a stripping station 4.
  • the stripping station 4 contains a tool frame 5 for upper and lower tools and for a stripping board. After the waste stamping parts 6 have been removed, the material sheets 2 thus processed arrive at a stack delivery and discharge station 7.
  • the performance of known flat-bed punching and / or embossing machines is in the range from 5000 to 6000 material sheets per hour, the maximum punching force being 600 t. Maximum sheet formats are in the range of 1020 x 1500mm.
  • the gripping edge setting range for holding the material sheets takes up about 10 to 15 mm.
  • Punching and embossing machines can process paper with a basis weight of at least 70g / sqm and cardboard or solid cardboard up to a basis weight of 2000g / sqm or corrugated cardboard up to a total thickness of approximately 4mm.
  • the specified sheet outputs per hour result in considerable sheet movement or transport speeds with corresponding forces when braking or accelerating the material sheets in the respective station, with the result of bulges, in particular when holding within the punching and stripping station.
  • the device as shown in FIG. 2, has a stripping board 8 which is used to hold the panels or the material sheets 2.
  • the stripping board 8 has cutouts or openings 9 in accordance with the position of the waste punched parts.
  • Above the stripping board 8 is an upper stripping mold 10, which consists of layered and glued plywood.
  • the stripping mold 10 serves as a stripping tool holding plate and can be moved vertically relative to the stripping board 8. The direction of movement is symbolized by an arrow.
  • the stripping mold 10 has longitudinal bores 11 into which stripping tools 12, in the example shown in the form of a stripping needle, can be inserted and fastened.
  • the knock-out needle 12, which is inserted into the stripping mold 10 from the rear and fastened to a clamping point 13 is capable of performing an elastic movement around the fixed clamping point 13 due to its given relationships between diameter and length.
  • the needles 12 When lowering the stripping mold 10 with the stripping needles 12, the needles 12 first touch the surface of the material sheet 2, hold and smooth it and then penetrate into the cutouts or openings 9 in the stripping board 8 with the removal and removal of the waste punched part 6.
  • the stripping needles 12 have a larger free, i.e., starting from a gripper section or the geometric center of gravity of the stripping board 8 or stripping mold 10. length protruding from the stripping mold 10 in comparison to the edge sections, so that with the lowering or the relative movement of the stripping mold 10 and the stripping board 8 towards one another, a smoothing of the inserted material sheets 2 takes place from the center towards the edge region, so that a safe and optimal flat, ie level contact of sheet of material 2 on the surface of the stripping board 8 is given.
  • holes can be provided in the stripping board.
  • Breaking needles are assigned to the critical sections of these parts, particularly in the case of very small waste parts.
  • the stripping needles 12 can be combined with stripping tools known per se, for example in the form of stripping lines. In the latter case, however, an unimpeded lateral, elastic movement of the break-out needles around their respective clamping point, ie a corresponding lateral distance from the rigid break-out lines or break-out punches, must be observed. In addition, there is a vertical distance between the stripping needle and another stripping tool.
  • FIG. 3 shows a particularly preferred embodiment of a knock-out needle 12.
  • This knock-out needle 12 has a conical or arcuate section 14 forming a tip, this section 14 taking up essentially half of the free needle length 1. The maximum diameter of the needle 12 is denoted by d.
  • the ratio V of needle length 1 to the largest diameter d of the needle is essentially in the range from 6 to 80, the largest diameter d of the needle being ⁇ 2 mm.
  • the end of the fastening shaft 15 of the knock-out needle 12 has a V-shaped or conical end 16 which serves to lock or knock the knock-out needle into the bores of the knock-out mold.
  • the stripping needles are fastened in the stripping mold in such a way that the V-shaped or conical end 16 of the fastening shaft is flush with the back of the stripping mold.
  • the total needle length is approximately 50 mm with a tip section of 25 mm.
  • the breakout needle is inserted with its fastening shaft and the conical end into a 15mm thick wooden plate that forms the breakout shape.
  • the diameter of the needle according to the preferred embodiment is approximately 1.2 mm.
  • the cross-sectional area of the bore with alternating micro-recesses and projections results in a firm press connection between the stripping needle 12 and the stripping mold 10, with the V or conical shape of the end 16 the desired height positioning is secured and unwanted twisting of the needle can be prevented.
  • the exact fit or the exact attachment of the stripping needles in the stripping mold can be checked or ascertained by a quasi tuning fork test, ie striking the stripping needles.
  • the relative movement known per se between the stripping form having the stripping needles and the one having a sheet of material is used
  • Stripping board executed. When the sheet of material begins to be touched, the needles are used to preposition, press and smooth and hold the sheet. As the movement continues, the desired breakout of the waste part occurs with less pressure force in the

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Cutting Devices (AREA)
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Description

Vorrichtung und Verfahren zum Ausbrechen und Entfernen von
Abfallstanzteilen aus Nutzen oder Werkstoffbögen, insbesondere für Flachbettstanz- und/oder Prägeautomaten
Beschreibung;
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen aus Nutzen oder Werkstoffbögen, insbesondere für Flachbettstanz- und/oder Prägeautomaten, umfassend ein Ausbrechbrett zur Aufnahme des Nutzens oder Werkstoffbogens, eine obere und/oder untere Ausbrechform als Ausbrechwerkzeughalteplatte, wobei die Ausbrechform mit Ausbrechwerkzeugen zum Ausbrechbrett hin vertikal bewegbar ist, umfassend weiterhin im Ausbrechbrett vorgesehene Aussparungen oder Öffnungen, die vom jeweiligen Abfallstanzteil des Werkstoffbogens überspannt sind.
Aus der DE 41 24 098 Cl ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Ausbrechteilen aus einem Zuschnitte oder dergleichen enthaltenden Werkstoffbogen bekannt. Der Werkstoffbogen liegt auf einer Trägerplatte auf, in der Durchbrüche mit durchgehenden vertikalen Wänden vorgesehen sind. Jedes Ausbrechteil des Werkstoffbogens überspannt den zugehörigen Durchbruch und liegt wie erwähnt mit entsprechenden Auflageflächen auf der Trägerplatte auf. An der zur Trägerplatte hin und von ihr weg bewegbaren Werkzeughalteplatte sind Ausbrechwerkzeuge aus Bandstahl angeordnet. Die Ausbrechwerkzeuge weisen vertikale und horizontale Schmalseiten auf. Jedes der bekannten Ausbrechwerkzeuge aus Bandstahl besitzt hin zur Trägerplatte wenigstens eine Spitze als Ende der jeweiligen vertikalen Schmalseite. Der Winkel zwischen der Spitze und der sich von ihr zu der angrenzenden, der Trägerplatte zugewandten horizontalen Schmalseite erstreckenden Fläche projiziert in die Schmalseitenmittenebene soll in einem Bereich von 20° bis 50° liegen.
Mit Hilfe der technologisch recht aufwendig auszubildenden Spitze oder Spitzen soll das Ausbrechteil beim Eindrücken in den jeweiligen Durchbruch nicht abrutschen, so daß ein sicheres Trennen und Abschleudern des Abfallstückes auch ohne zusätzliche Abstreifelemente in der Trägerplatte möglich wird. Um die angestrebte Wirkung zu verbessern, wird dort vorgeschlagen, die sich von der Spitze zu der trägerplattenseitigen horizontalen Schmalseite des Ausbrechwerkzeuges aus Bandstahl erstreckende Fläche so auszubilden, daß diese die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist, dessen spitzer Winkel vorzugsweise 60° beträgt. Es ist offensichtlich, daß der entsprechende Zuschliff fertigungsintensiv ist, insbesondere dann, wenn man davon ausgeht, daß die Spitzen einem erheblichen Verschleiß unterliegen, so daß darüber hinaus ein häufiger Werkzeugwechsel notwendig wird.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 90 03 329 ist es bekannt, rotationssymmetrische Stifte mit Spitzen als Ausbrechwerkzeuge zu verwenden, wobei die Spitzen mit elastischen Widerlagern im unteren Bereich der Ausbrechform angeordnet, zusammenwirken.
Bei der Rückkehr des Ausbrechstiftes in Verbindung mit dem
Widerlager wird das Ausbrechteil entfernt. Nachteilig ist jedoch die starre Ausführungsform der rotationssymmetrischen
Stifte in Verbindung mit den elastischen Widerlagern, die äußerst verschleißanfällig sind.
Aus der Firmendruckschrift BOBST SA, 1992, DOCtraining, sind Ausbrechstifte bekannt, deren kleinster Durchmesser bei etwa 4mm bei einer freien Länge von 35mm liegt. Die Ausbrechstifte werden von der Vorderseite in entsprechende Löcher einer Ausbrechform eingeschlagen bzw. eingesetzt und weisen hierfür eine Schulter auf, so daß die gewünschte längenmäßige Positionierung erreicht werden kann. Eine Viielzahl derartig angeordneter Ausbrecher dient dann dem Beseitigen von Abfallstanzteilen, wie bereits vorstehend beschrieben.
Insbesondere für sehr kleine Abfall- und Ausbrechteile sind die bekannten Ausbrechstifte nicht geeignet. Bei bekannten Ausbrechwerkzeugen sind also flache bandförmige Elemente oder Stempel größeren Durchmessers bestenfalls mit einer Spitze versehen, so daß sich ein entsprechender Wechsel von Bandstahl bzw. Stempel und Spitze ergibt. Stempel und Spitze sind formfest verbunden oder am Kopf flächig, gezackt oder mit einer gewellten Struktur versehen.
Aufgrund der Größengeometrie der bekannten Ausbrechelemente ergeben sich beim Ausbrechen auf schneilaufenden Stanzautomaten erhebliche Probleme. Zum einen sind die bekannten Ausbrechelemente, wie bereits erwähnt, für sehr kleine auszubrechende Teile zu groß, so daß diese nicht mit hinreichendem Erfolg entfernt werden können. Durch die fest gegebene Wirk- Verbindung zwischen Spitze und Stempel bzw. Bandstahl können die Spitzen nicht an den kritischen Punkten der Schnittgeometrie angreifen. Durch die vorgegebenen Wirklinien der bekannten Spitzen in Verbindung mit der vertikalen Schmalseite des Werkzeuges nach DE 41 24 098 Cl ist es nicht möglich, Drehmomente der auszubrechenden Teile zu verhindern, so daß
Störungen beim automatischen Betrieb einer Flachbettstanze die Folge sind.
Aufgrund der geometrischen Ausbildung bekannter Spitzen ist beim Berühren der Werkstoffbogenflache und für die Arretierung des Abfallstanzteiles eine große Gegenkraft erforderlich, die im normalen Stanzbild nicht vorhanden ist, so daß zusätzliche Haltepunkte in der Ausbrech- oder Stanzform notwendig werden.
Letztendlich erhöht sich bei zusätzlichen Haltepunkten der
Druckkraftbedarf in der Ausbrechstation eines Flachbettstanz- automaten. Darüber hinaus bauen sich unerwünschte Schwingungen des Werkstoffbogens auf, die die Positionierung und Ruhelage beim Ausbrechvorgang nachteilig beeinflussen. Aufgrund der vorgenannten Probleme war es bisher notwendig, Unterstifte einzusetzen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen aus Nutzen oder Werkstoffbögen, insbesondere für Flachbettstanz- und/oder Prägeautomaten anzugeben, welche bzw. welches es ermöglicht, mit verringertem Druckkraftbedarf in der Ausbrechstation sowohl den einlaufenden Werkstoffbogen sicher zu halten, zu glätten und zu positionieren, als auch kleinste Abfallstanzteile sicher und vollständig zu entfernen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei hin- sichtlich des Verfahrens auf die Lösung nach Patentanspruch 10 verwiesen wird. Die Unteransprüche stellen mindestens zweckmäßige Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das bisherige starre System zwischen Ausbrechform bzw. Ausbrech- werkzeughalteplatte und Ausbrechwerkzeug zu verlassen dergestalt, daß nunmehr die Ausbrechwerkzeuge mindestens teilweise als Ausbrechnadeln ausgebildet sind, die gegenüber ihrem jeweiligen Einspann- oder Befestigungspunkt in der Ausbrech- form nachgiebig elastisch beweglich sind. Durch die entsprechend schlanke und langgestreckte Nadelform stellt sich die gewünschte elastische Beweglichkeit ein, so daß ein sicheres Ausbrechen und Entfernen insbesondere sehr kleiner Ausbrechteile gegeben ist.
Erfindungsgemäß wird die Positionierung der Ausbrechnadeln bei sehr kleinen Ausbrechteilen dergestalt vorgenommen, daß vorzugsweise drei Nadeln eine Gruppe bilden, die ein gleichseitiges, gleichschenkliges oder ungleichmäßiges Dreieck aufspannen, wobei die Nadeln bezogen auf kritische Ausbrechpunkte frei positionierbar sind.
Zum sicheren und erfolgreichen Ausbrechen auch größerer Abfallstanzteile, die z.B. spitz zulaufende kritische Abschnitte aufweisen, kann erfindungsgemäß auf eine Kombination der Ausbrechnadeln mit an sich bekannten Ausbrechwerkzeugen zurückgegriffen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Ausbrechnadeln gegenüber den kombiniert eingesetzten Ausbrechwerkzeugen eine größere Höhe und es ist sichergestellt, daß die elastische Beweglichkeit der jeweiligen Nadel gegenüber ihrem jeweiligen Einspann- oder Befestigungspunkt gegenüber benach- barten Ausbrechwerkzeugen erhalten bleibt.
Die erfindungsgemäßen Nadeln sind unabhängig setzbar, so daß die Anzahl von Haltepunkten reduziert werden kann bzw. Haltepunkte ganz entfallen können.
Die nadeiförmigen Ausbrechwerkzeuge erfüllen die Funktion der Vorpositionierung des Werkstoffbogens, des Andrückens und Haltens desselben sowie der Glättung des Bogens ausgehend von einem Greiferabschnitt nach allen Seiten hin, so daß der Werkstoffbogen glatt auf dem Ausbrechbrett aufliegt. Auch hier ist die Elastizität der Ausbrechnadeln und das Vorsehen gezielter Höhen- bzw. Längenunterschiede der Nadeln vom Greifer oder geometrischen Schwerpunkt ausgehend nach außen hin von Vorteil. Insgesamt wird ein unerwünschtes Schwingen der Werkstoffbögen und Aufwölben dieser beim plötzlichen
Abbremsen im Ausbrechabschnitt eines Stanzautomaten verhindert, wodurch sich die Produktivität und Qualität der bearbeiteten Werkstoffbögen erhöht.
Es liegt im Sinne der Erfindung, daß die Ausbrechnadeln auch mit Werkzeugen zur Randabtrennung oder mit Halteblöcken zum Abtrennen oder Ausbrechen größerer Teile zusammenwirken können, wobei jedoch die gewünschte elastische Bewegung um den Einspann- oder Befestigungspunkt der jeweiligen Nadel sicher- gestellt sein muß.
Die erfindungsgemäßen Ausbrechnadeln weisen einen konischen oder bogenförmigen, eine Spitze bildenden Abschnitt auf, wobei dieser Abschnitt im wesentlichen die Hälfte der Nadellänge einnimmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Ausbrechnadeln ist das Verhältnis V von Nadellänge 1 zum größten Durchmesser d der Nadel im Bereich von 6 bis 80 liegend, wobei der größte Durchmesser der Ausbrechnadeln im Bereich < 2mm liegt.
Zum allseitigen Glätten eines in den Ausbrechabschnitt des Flachbettstanzautomaten einlaufenden Werkstoffbogens oder eines sogenannten Nutzens sind die Ausbrechnadeln über die Ausbrechform von der Mitte bzw. dem geometrischen Schwerpunkt der Ausbrechform und/oder von dem Greiferabschnitt zum Fixieren des Werkstoffbogens auf dem Ausbrechbrett ausgehend so angeordnet, daß hier die Nadeln eine größere freie Länge oder Höhe bezogen auf die übrigen Bereiche oder Richtungen aufweisen. Dies ist so zu verstehen, daß die Nadeln in die anderen Richtungen ausgehend vom Greifer oder geometrischen Schwerpunkt aus eine abnehmende Länge oder Höhe besitzen, so daß mit dem Absenken der Ausbrechform und Aufsetzen der Ausbrechnadeln auf den Werkstoffbogen ein allseitiges Glätten des Werkstoffbogens entsprechend dem ebenen Ausbrechbrett erfolgt.
Erfindungsgemäß werden die Ausbrechnadeln von der Rückseite her in die Ausbrechform eingesetzt und in dieser befestigt. Vorzugsweise besitzt die Ausbrechform, welche aus mehrschich- tigern verleimten Sperrholz besteht, durch Laserstrahlung erzeugte Bohrungen, die einen geringfügig kleineren Durchmesser als die der Nadeln aufweisen. Um eine exakte höhen- bzw. längenmäßige Positionierung der Ausbrechnadeln bezogen auf die Ausbrechform zu erreichen, besitzen die Ausbrechnadeln einen V- oder kelchförmigen Befestigungsschaft, der oberflächenbündig mit der Rückseite der Ausbrechform abschließt.
Es werden also die Nadeln in die Laser-Bohrungen oder in anderer Weise erzeugten Durchbrüche eingeführt bzw. einge- schlagen, wobei der Befestigungsschaft einen Anschlag bildet.
Verfahrensseitig wird nach entsprechender Positionierung der Ausbrechnadeln in der Ausbrechform eine an sich bekannte Relativbewegung zwischen der die Ausbrechnadeln aufweisenden _ η _ ,
Ausbrechform und dem einen Werkstoffbogen aufweisenden Ausbrechbrett ausgeführt. Mit der beginnenden Berührung des Bogens durch die Ausbrechnadeln erfolgt in der Vorpositionierung ein Drücken und Glätten sowie ein Halten des Bogens. Mit fortfahrender Bewegung wird das gewünschte Herausbrechen des Abfallteiles mit bezogen auf den Stand der Technik geringerem Druckkraftbedarf ausgeführt. Letztendlich wird unter Rückgriff auf die erfindungsgemäßen Ausbrechnadeln bei der Durchführung des Verfahrens verhindet, daß positionsver- ändernde Schwingungen des Bogens entstehen. Die vorhandenen
Querkräfte, die der Bogen beim Schwingen erzeugt, werden durch die Gegenkräfte aufgrund der Nadelelastizität der fest eingespannten Nadeln aufgenommen, so daß sich eine Planlage des Bogens ergibt und insgesamt ein hochproduktives und effektives automatisches Abfallteilentfernen unter weitgehendem Verzicht auf Unterstifte gegeben ist.
Zusammenfassend stellen die Ausbrechnadeln Elemente dar, die ein punktförmiges, elastisches Angreifen auf dem Abfall- stanzteil ermöglichen, wobei die Ausbrechnadeln keine feste, unmittelbare Verbindung zu weiteren, an sich bekannten Ausbrechwerkzeugen aufweisen.
Insbesondere eine obere Ausbrechform besitzt Ausbrechnadeln, die am Greifer und/oder Innenflächenabschnitt eine größere Höhe bezogen auf die rechten, linken und hinteren Randabschnitte einnehmen, so daß ein Glätten der einlaufenden Werkstoffbögen gewährleistet ist.
Durch die Nadelgeometrie können auch sehr kleine Teile an kritischen Punkten fixiert werden, so daß ein erfolgreiches Ausbrechen dieser kleinen Teile gewährleistet ist. Durch die Dreiecksanordnung der Ausbrechnadeln wird unerwünschten Drehmomenten der Ausbrech- oder Abfallteile wirksam begegnet. Die punktförmige Angriffs- oder Berührungsfläche der Ausbrech- nadeln bezogen auf den Werkstoffbogen senkt den Druckkraftbedarf der Ausbrechstation.
Einem Verklemmen der Abfallstanzteile wird wirksam dadurch begegnet, daß bei größerem Abstand der einzelnen Ausbrech- nadeln höhenmäßig zurückgesetzt an sich bekannte Ausbrechlinien in Kombination eingesetzt werden.
Wie dargelegt, können die Ausbrechnadeln mit Ausbrechlinien kombiniert werden, wobei erfindungsgemäß die Ausbrechlinien als nachgiebige, elastische oder teilelastische Ausbrechwände ausgebildet werden. Diese nachgiebigen, teilelastischen Ausbrechwände vorzugsweise aus einem Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial können eine konische Form, d.h. eine Gestalt sich vom Werkzeug weg verjüngend besitzen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, im Werkzeug insbesondere am Ausbrechbrett Ausnehmungen vorzusehen, welche Luftabführkanäle bilden, wodurch beim Einlaufen des Nutzens verdrängte Luft entweichen kann.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Flachbettstanzautomaten mit Ausbrechstation;
Fig. 2 ein prinzipielle Darstellung der Anordnung von Aus- brechbrett und Ausbrechform innerhalb der Ausbrechstation und
Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung einer Ausbrechnadel gemäß Ausführungsbeispiel.
Der in der Fig. 1 gezeigte Flachbettstanzautomat besitzt eine Beschickungs- und Anlagestation 1, welche Mittel zum Zuführen der einzelnen Werkstoffbögen 2 hin zu einer Stanzstation 3 aufweist. Nach dem Stanzen in der Stanzstation 3 verbleibende Abfallstanzteile 6 oder Ausbrechteile werden in einer Aus- brechstation 4 entfernt. Die Ausbrechstation 4 enthält einen Werkzeugrahmen 5 für obere und untere Werkzeuge sowie für ein Ausbrechbrett. Nach erfolgtem Entfernen der Abfallstanzteile 6 gelangen die so bearbeiteten Werkstoffbögen 2 zu einer Stapelauslage- und -abgabestation 7. Die Leistung bekannter Flachbettstanz- und/oder Prägeautomaten liegt im Bereich von 5000 bis 6000 Werkstoffbögen je Stunde, wobei die maximale Stanzkraft 600 t betragen kann. Maximale Bogenformate liegen im Bereich von 1020 x 1500mm. Der Grei- ferrandeinstellbereich zum Halten der Werkstoffbögen nimmt etwa 10 bis 15mm ein. Stanz- und Prägeautomaten können Papier mit einem Flächengewicht von mindestens 70g/qm und Karton oder Vollpappe bis zu einem Flächengewicht von 2000g/qm bzw. Well- pappe bis zu einer Gesamtdicke von etwa 4mm bearbeiten.
Aus den angegebenen Bogenleistungen je Stunde resultieren erhebliche Bogenbewegungs- bzw. Transportgeschwindigkeiten mit entsprechenden Kräften beim Abbremsen bzw. Beschleunigen der Werkstoffbögen in der jeweiligen Station, mit der Folge von Aufwölbungen, insbesondere beim Halten innerhalb der Stanz- und Ausbrechstation. Darüber hinaus ist es notwendig, Positionierungsgenauigkeiten der Werkstoffbögen zu erreichen, die in einer Größenordnung liegen, die kleiner als die kleinsten Ausbrechteile ist.
Mit Hilfe der Fig. 2 sei nun eine Vorrichtung zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen, die sich innerhalb der Ausbrechstation 4 nach Fig. 1 befinden, näher erläutert.
Die Vorrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, weist ein Ausbrechbrett 8 auf, das der Aufnahme des Nutzens bzw. der Werkstoff- bögen 2 dient. Das Ausbrechbrett 8 weist Aussparungen oder Öffnungen 9 entsprechend der Lage der Abfallstanzteile auf. Oberhalb des Ausbrechbrettes 8 befindet sich eine obere Ausbrechform 10, welche aus geschichtetem und verleimten Sperrholz besteht. Die Ausbrechform 10 dient als Ausbrechwerkzeug- halteplatte und ist gegenüber dem Ausbrechbrett 8 vertikal zu diesem hin beweglich. Die Bewegungsrichtung ist mit einem Pfeil symbolisiert. Die Ausbrechform 10 weist Längsbohrungen 11 auf, in die Ausbrechwerkzeuge 12, beim gezeigten Beispiel in Form einer Ausbrechnadel, einführ- und befestigbar sind. Die von der Rückseite in die Ausbrechform 10 eingeführte und an einem Einspannpunkt 13 befestigte Ausbrechnadel 12 ist aufgrund ihrer gegebenen Verhältnisse zwischen Durchmesser und Länge in der Lage, um den festen Einspannpunkt 13 eine elastische Bewegung auszuführen.
Beim Absenken der Ausbrechform 10 mit den Ausbrechnadeln 12 berühren die Nadeln 12 zunächst die Oberfläche des Werkstoffbogens 2 , halten und glätten diesen und dringen dann in die Aussparungen bzw. Öffnungen 9 im Ausbrechbrett 8 unter Mitnahme und Entfernen des Abfallstanzteiles 6 ein.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzen die Ausbrechnadeln 12 von einem Greiferabschnitt bzw. dem geometrischen Schwerpunkt von Ausbrechbrett 8 bzw. Ausbrechform 10 ausgehend eine größere freie, d.h. aus der Ausbrechform 10 hervorstehende Länge im Vergleich zu den Randabschnitten, so daß mit dem Absenken bzw. der Relativbewegung von Ausbrechform 10 und Ausbrechbrett 8 zueinander hin ein Glätten der eingeführten Werkstoffbögen 2 von der Mitte aus hin zum Randbereich erfolgt, so daß eine sichere und optimale flächige, d.h. ebene Anlage von Werkstoffbogen 2 auf der Oberfläche des Ausbrechbrettes 8 gegeben ist. Um ein entsprechend schnelles Verdrängen von Luft zwischen Werkstoffbogen 2 und Ausbrechbrett 8 zu ermöglichen, können im Ausbrechbrett Bohrungen vorgesehen sein.
Insbesondere bei sehr kleinen Abfallteilen werden den kritischen Abschnitten dieser Teile Ausbrechnadeln zugeordnet.
Bei größeren Abfallteilen können die Ausbrechnadeln 12 mit an sich bekannten Ausbrechwerkzeugen z.B. in Form von Ausbrechlinien kombiniert werden. Im letzteren Fall ist jedoch eine ungehinderte seitliche, elastische Bewegung der Ausbrechnadeln um ihren jeweiligen Einspannpunkt, d.h. ein entsprechender seitlicher Abstand zu den starren Ausbrechlinien oder Ausbrechstempeln einzuhalten. Darüber hinaus ist ein höhenmäßiger Abstand zwischen Ausbrechnadel und weiterem Ausbrechwerkzeug vorgesehen. Die Fig. 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Ausbrechnadel 12. Diese Ausbrechnadel 12 besitzt einen konischen oder bogenförmigen, eine Spitze bildenden Abschnitt 14, wobei dieser Abschnitt 14 im wesentlichen die Hälfte der freien Nadellänge 1 einnimmt. Der maximale Durchmesser der Nadel 12 ist mit d bezeichnet.
Das Verhältnis V von Nadellänge 1 zum größten Durchmesser d der Nadel liegt im wesentlichen im Bereich von 6 bis 80, wobei der größte Durchmesser d der Nadel < 2mm beträgt.
Das Ende des Befestigungsschaftes 15 der Ausbrechnadel 12 besitzt ein V- oder kegelförmiges Ende 16, das dem Arretieren bzw. Einschlagen der Ausbrechnadel in die Bohrungen der Ausbrechform dient. Die Befestigung der Ausbrechnadeln in der Ausbrechform erfolgt derart, daß das V- oder kegelförmige Ende 16 des Befestigungsschaftes oberflächenbündig mit der Rückseite der Ausbrechform abschließt. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Nadellänge insgesamt etwa 50mm mit einem Spitzenabschnitt von 25mm. Die Ausbrechnadel ist hierbei mit ihrem Befestigungsschaft sowie dem kegelförmigen Ende in eine 15mm starke, die Ausbrechform bildende Holzplatte eingesetzt. Der Durchmesser der Nadel gemäß der bevorzugten Ausführungsform beträgt ca. 1,2 mm.
Insbesondere in dem Falle, wenn die Längsbohrungen 11 in der Ausbrechform 10 mittels Laser eingebracht sind, ergibt sich aufgrund der Querschnittsfläche der Bohrung mit abwechselnden Mikro-Rücksprüngen und Fortsätzen eine feste Preßverbindung zwischen der Ausbrechnadel 12 und der Ausbrechform 10, wobei durch die V- oder kegelförmige Form des Endes 16 die gewünschte höhenmäßige Positionierung gesichert ist und ein unerwünschtes Verdrehen der Nadel verhindert werden kann. Der exakte Sitz bzw. die exakte Befestigung der Ausbrechnadeln in der Ausbrechform läßt sich durch einen quasi Stimmgabeltest, d.h. Anschlagen der Ausbrechnadeln überprüfen bzw. feststellen. Bei der Vorrichtung zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zunächst verfahrenstechnisch die an sich bekannte Relativbewegung zwischen der die Ausbrechnadeln aufweisenden Aus- brechform und dem einen Werkstoffbogen aufweisenden
Ausbrechbrett ausgeführt. Mit beginnender Berührung des Werkstoffbogens erfolgt mittels der Ausbrechnadeln ein Vorpositionieren, Drücken und Glätten sowie Halten des Bogens. Bei fortfahrender Bewegung stellt sich das gewünschte Heraus- brechen des Abfallteiles bei geringerem Druckkraftbedarf im
Vergleich zum Stand der Technik ein. Durch die Elastizität der Ausbrechnadeln wird ein unerwünschtes positionsveränderndes Schwingen des Bogens verhindert, so daß sich eine höhere Produktivität bzw. Bogenleistung je Zeiteinheit ergibt.
Bezucfszeichenliste
1 Beschickungs- und Anlagestation
2 Nutzen oder Werkstoffbogen
3 Stanzstation
4 Ausbrechstation
5 Werkzeugrahmen
6 Abfallstanzteil
7 Stapelauslage- und abgabestation
8 Ausbrechbrett
9 Aussparungen oder Öffnungen
10 Ausbrechform
11 Längsbohrungen
12 Ausbrechwerkzeuge bzw. Ausbrechnadeln
13 Einspannpunkt
14 Spitzenabschnitt
15 Befestigungsschaft
16 V- oder kegelförmiges Ende des Befestigungsschaftes

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen (6) aus Nutzen oder Werkstoffbögen (2) , insbesondere für Flachbettstanz- und/oder Prägeautomaten, umfassend ein Ausbrechbrett (8) zur Aufnahme des Nutzen oder Werkstoff- bogens (2) , eine obere und/oder untere Ausbrechform (10) als Ausbrechwerkzeughalteplatte, wobei die Ausbrechform (10) mit Ausbrechwerkzeugen (12) zum Ausbrechbrett (8) hin vertikal bewegbar ist, im Ausbrechbrett (8) vorgesehene Aussparungen oder Öffnungen (9) , die vom jeweiligen Abfallstanzteil (6) des Werkstoffbogens (2) überspannt sind, gekennzeichnet durch im wesentlichen senkrecht in der Ausbrechform (10) befestigte nadeiförmige Ausbrechwerkzeuge (12) , wobei die derart gebildeten Ausbrechnadeln (12) um ihren jeweiligen Einspann- oder Befestigungspunkt (13) nachgiebig elastisch beweglich sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausbrechen kleinster Abfallstanzteile (6) vorzugsweise eine Kombination von drei in unregelmäßiger oder regelmäßiger Dreiecksform angeordnete Ausbrechnadeln (12) jeweils in der Ausbrechform (10) befestigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrechnadeln (12) einen konischen oder bogenförmigen, eine Spitze bildenden Abschnitt (14) aufweisen, wobei dieser Abschnitt im wesentlichen die Hälfte der Nadellänge einnimmt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis V von Nadellänge 1 zum größten Durchmesser d der Nadel im wesentlichen im Bereich von
V = 6 bis 80 liegt, wobei der größte Durchmesser < 2mm beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Ausbrechnadeln (12) die Ausbrechform (10) an sich bekannte starre schneidenförmige Ausbrechwerkzeuge, Ausbrechstifte und/oder Ausbrechstempel aufweist, wobei die weiteren Ausbrechwerkzeuge nur mittelbar über die Ausbrechform (10) mit den Ausbrechnadeln (12) in Verbindung stehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrechnadeln (12) gegenüber den weiteren Ausbrechwerkzeugen hervorstehen und so seitlich beabstandet von diesen angeordnet sind, daß die elastische Beweglichkeit um den Einspann- oder Befestigungspunkt (13) erhalten bleibt.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrechnadeln (12) über die Ausbrechform (10) von der Mitte oder dem geometrischen Schwerpunkt der Ausbrechform (10) und/oder von dem Greiferabschnitt zum Fixieren des Werkstoff- bogens (2) auf dem Ausbrechbrett (8) ausgehend eine größere freie Länge oder Höhe bezogen auf alle übrigen Bereiche oder Richtungen aufweisen, so daß mit Absenken der Ausbrechform - 10 -
(10) und Aufsetzen der Ausbrechnadeln (12) ein allseitiges Glätten des Werkstoffbogens (2) erfolgt.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrechnadeln (12) von der Rückseite der Ausbrechform (10) in diese eingesetzt und befestigt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrechnadeln (12) ein V- oder kegel- bzw. kelch- förmiges Ende (16) des Befestigungsschaftes (15) aufweisen, wobei dieses Ende (16) oberflächenbündig mit der Rückseite der Ausbrechform (10) abschließt.
10. Verfahren zum Ausbrechen und Entfernen von Abfallstanzteilen mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
Ausführen einer Relativbewegung zwischen der Ausbrechnadeln (12) aufweisenden Ausbrechform (10) hin zu dem einen Werkstoffbogen (2) aufnehmenden Ausbrechbrett (8) , wobei mit der Relativbewegung der einlaufende, abzubremsende Bogen (2) zum Erhalt einer Planlage angedrückt, geglättet und gehalten wird sowie mit fortfahrender Relativbewegung ein Herausbrechen der Abfallteile (6) erfolgt und positionsverändernde Maschinenschwingungen oder Schwingen des Bogens (2) durch die Nadelelastizität verhindert werden.
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