EP0976471A2

EP0976471A2 - Rotative forming machine

Info

Publication number: EP0976471A2
Application number: EP99113299A
Authority: EP
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Schweitzer; Hartmut Prof. Dr.-Ing. Hoffmann; Michael Dipl.-Ing. Hoogen
Original assignee: L Schuler GmbH
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2000-02-02
Also published as: EP0976471A3; DE19832897B4; DE19832897A1

Abstract

The rotary punch has a drive unit and a feed unit for the workpiece transport. The drive and feed units work with a non-constant speed ratio. The drive unit drives the roller type part tools with synchronizing revolutions per minute. The drive unit drives the tool with constant or non-constant revolutions per minute.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationsumformmaschine, insbesondere eine Stanze mit einem Rotationsstanzwerkzeug.The invention relates to a rotary forming machine, in particular a punch with a rotary punch tool.

Bei der Umformung von Bändern oder Blechen, bspw. zum Ausstanzen von Löchern, zum Einbringen von Vertiefungen, zum Freischneiden von Laschen in der Ebene des Blechs und/oder zum Freischneiden und Herausbiegen von einzelnen Blechabschnitten aus der Ebene des übrigen Blechs, können Rotationsstanzwerkzeuge dienen, die im Gegensatz zu Pressen mit hin- und hergehend angetriebenen Werkzeughälften ein kontinuierliches Arbeiten ermöglichen. Eine solche Umformeinrichtung ist bspw. aus der EP 0680793 A1 bekannt. Zu der Einrichtung gehören zwei Walzen, von denen eine an ihrem Umfang mit Vertiefungen versehen ist und eine Matrize bildet. Die andere Walze ist an ihrem Umfang mit leistenartigen Vorsprüngen versehen, die zu den Ausnehmungen der vorgenannten Walzen komplementär ausgebildet sind; sie bildet somit eine Patrize. When forming strips or sheets, e.g. for punching holes, for making recesses, for cutting tabs in the plane of the Sheet metal and / or for cutting and bending out individual sheet metal sections from the level of the rest Sheet metal, rotary punching tools can be used in the Contrary to presses with reciprocating driven Tool halves enable continuous work. Such a forming device is, for example, from the EP 0680793 A1 known. The facility includes two Rollers, one of which is recessed on its circumference is provided and forms a matrix. The other roller is provided with strip-like projections on its circumference, to the recesses of the aforementioned rollers are complementary; it therefore forms one Patrix.

Die in die Ausnehmungen der einen Walze greifenden Vorsprünge der anderen Walze, führen infolge der Rotationsbewegung der Walze in Bezug auf die Ausnehmungen, in die sie greifen, eine Schwenkbewegung aus. Diese Schwenkbewegung führt zu sich ändernden Eingriffsverhältnissen, während der Eingriffsphase von Vorsprung und Ausnehmung. Insbesondere beim Stanzen von Löchern kann dies zu Verschleißerscheinungen an den Flanken der Stempel führen.Those that engage in the recesses of one roller Projections of the other roller result from the rotational movement the roller with respect to the recesses, in which they grab a swivel motion. This swivel movement leads to changing engagement conditions, during the engagement phase of the projection and recess. This can lead to signs of wear, particularly when punching holes lead on the flanks of the stamp.

Mit der US-PS 5040397 wird sich dieses Problems angenommen. Zum Ausstanzen einer Reihe von Löchern in einem durchlaufenden Blechband sind zwei Walzen vorgesehen, die sich parallel zu ihrer jeweiligen Drehachse erstreckende rinnenförmige Ausnehmungen aufweisen. In den Ausnehmungen sitzen bewegliche Werkzeugteile, die um eine von der rinnenförmigen Ausnehmung bestimmte Achse schwenkbar sind. Die Werkzeugteile weisen eine nach außen weisende Planfläche auf, an der ein Stempel oder eine zu dem Stempel passende Ausnehmung ausgebildet ist. Die Werkzeugteile sind endseitig mit Zapfen versehen, die in einer entsprechend ausgebildeten ortsfesten Kurvenbahn laufen. Diese führt das Werkzeugteil bei Drehbewegung der Walze so, dass sich die räumliche Orientierung des Stempels bzw. der Ausnehmung wenigstens dann nicht ändert, wenn dieser mit dem Werkstück in Eingriff ist.With the US PS 5040397 this problem is addressed accepted. For punching out a series of holes in a continuous sheet metal strip, two rollers are provided, which are parallel to their respective axes of rotation have extending groove-shaped recesses. In the Recesses sit movable tool parts around one axis determined by the groove-shaped recess are pivotable. The tool parts face one to the outside facing flat surface on which a stamp or a the recess matching the stamp is formed. The Tool parts are provided at the ends with pins which in an appropriately trained fixed cam track to run. This guides the tool part when the Roll so that the spatial orientation of the stamp or at least does not change the recess, when it is engaged with the workpiece.

Es ergeben sich hier relativ aufwendige Werkzeuge.This results in relatively complex tools.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Rotationsumformmaschine zu schaffen, die eine einfache Grundstruktur aufweist und bei der Verschleißerscheinungen an den Werkzeugen reduziert sind.Based on this, it is an object of the invention to Rotary forming machine to create a simple Has basic structure and with the signs of wear on the tools are reduced.

Diese Aufgabe wird mit der Rotationsumformmaschine gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.This task is done with the rotary forming machine solved, which has the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Rotationsumformmaschine weist ein Werkzeug auf, zu dem zwei Walzen mit entsprechenden Stempeln und Ausnehmungen oder allgemein Patrizen und Matrizen gehören. Wenigstens eine, vorzugsweise beide der Walzen sind von einer Antriebseinrichtung angetrieben, wobei der Antrieb der beiden Walzen vorzugsweise synchron erfolgt. Allerdings kann es in Einzelfällen auch zweckmäßig sein, die Drehzahlen der beiden Walzen, bzw. deren Phasenlage des Drehwinkels zueinander während eines Umlaufs geringfügig zu variieren, bspw. um eine Reibung der Flanke des Stempels an einer Flanke einer Ausnehmung zu minimieren. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn mit sehr geringem Schneidspalt gearbeitet werden soll.The rotary forming machine according to the invention has a tool on which two rollers with corresponding Stamps and recesses or in general patrices and Matrices belong. At least one, preferably both of them Rollers are driven by a drive device, wherein the drive of the two rollers is preferably synchronous he follows. However, it can also be useful in individual cases be the speeds of the two rollers, or their Phase relationship of the angle of rotation to one another during a Varying circulation slightly, for example, by friction the flank of the stamp on a flank of a recess to minimize. This can be particularly useful be when working with a very small cutting gap shall be.

Die Rotationsumformmaschine weist eine Vorschubeinrichtung auf, die wenigstens zeitweilig die Geschwindigkeit der Fortbewegung des Werkstücks zwischen den walzenförmigen Teilwerkzeugen bestimmt. Die Antriebseinrichtung und die Vorschubeinrichtung sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der walzenförmigen Teilwerkzeuge und die Werkstückgeschwindigkeit in keinem konstanten Verhältnis zueinander stehen. Mit anderen Worten, variiert das Geschwindigkeitsverhältnis in einem vorgegebenen Bereich. Dies kann bspw. durch Modulation der Vorschubgeschwindigkeit, durch Beeinflussung der Vorschubeinrichtung oder durch Modulation der Drehgeschwindigkeit der Teilwerkzeuge durch entsprechende Beeinflussung der Antriebseinrichtung bzw. jeweils zwischengeschalteter Getriebemittel erfolgen. Die Geschwindigkeiten der Vorschubeinrichtung und der Antriebseinrichtung können beeinflusst werden, indem als Antriebe jeweils Stellmotoren verwendet werden oder indem auf dem Kraftübertragungsweg von einem bspw. mit konstanter Geschwindigkeit laufendem Motor und Schwungrad eine zusätzliche gesteuerte Bewegungskomponente, bspw. über ein Planetengetriebe zeitvariabel eingekoppelt wird.The rotary forming machine has a feed device on that at least temporarily the speed the movement of the workpiece between the roller-shaped Part tools determined. The drive device and the feed device are so on top of each other matched that the peripheral speed of the roller-shaped Sub-tools and the workpiece speed have no constant relationship to each other. With in other words, the speed ratio varies in a given area. This can be done, for example Modulation of the feed rate by influencing the feed device or by modulating the Rotation speed of the part tools by appropriate Influencing the drive device or in each case intermediate Gear means are made. The speeds the feed device and the drive device can be influenced by as drives each servomotors are used or by on the Power transmission path from a constant, for example Speed running engine and flywheel one additional controlled movement component, e.g. via a planetary gear is coupled in a variable time.

Die Modulation des Geschwindigkeitsverhältnisses wird dazu benutzt, die sich an eine Umformkante oder Schneidkante anschliessende Flanke eines Stempels von der erzeugten Biege- oder Schnittfläche fernzuhalten, nachdem der Stempel in das Werkstück eingedrungen ist, oder wenigstens den Bewegungsablauf so zu gestalten, dass die Flanke des Stempels weniger stark an die entsprechende Biege- oder Schnittfläche des Werkstücks drückt, als es bei starren und mit konstanter Drehzahl rotierenden Werkzeugen und Werkstücken mit konstantem Vorschub der Fall wäre.The modulation of the speed ratio is used, which is located on a forming edge or Cutting edge of the side of a stamp from the to keep generated bending or cutting surface after the stamp has penetrated the workpiece, or at least to design the movement so that the Flank of the stamp less strongly to the corresponding one Bending or cutting surface of the workpiece presses as it with rigid and rotating at constant speed Tools and workpieces with constant feed of the Would be the case.

Obwohl es, wie erwähnt, prinzipiell möglich ist, sowohl die Drehzahl wenigstens eines Teilwerkzeugs oder vorzugsweise beider Teilwerkzeuge zu modulieren, um das gewünschte sich ändernde Geschwindigkeitsverhältnis zu erzielen, ist es in vielen Fällen vorteilhaft, die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubeinrichtung zu variieren und so zu beeinflussen, dass der gewünschte Zeitverlauf des Verhaltnisses eingestellt wird. Dies insbesondere dann, wenn die zum periodischen Beschleunigen und Verzögern der Vorschubeinrichtung zu überwindende Trägheit geringer ist als die zum periodischen Beschleunigen und Verzögern des Werkzeugs zu überwindende Trägheit.Although, as mentioned, it is possible in principle, both the speed of at least one part tool or preferably modulate both sub-tools in order to desired changing speed ratio achieve, it is advantageous in many cases, the feed rate to vary the feed device and so influence that the desired passage of time the relationship is discontinued. This in particular then when to accelerate and decelerate periodically the inertia to be overcome is less than that for periodic acceleration and Decelerate the tool to overcome inertia.

Die gewünschte Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen Werkzeugantrieb und Werkstückvorschub kann zwangsgeführt herbeigeführt werden, indem die entsprechende Antriebseinrichtung bzw. die Vorschubeinrichtung einer vorgegebenen Funktion entsprechend gesteuert wird. Alternativ ist es möglich, die Vorschubeinrichtung zeitweise freizugeben, so dass das Werkstück gewissermaßen im Leerlauf oder Freilauf läuft. Dies kann durch Freilaufmittel im Antriebsstrang der Vorschubeinrichtung, durch gezieltes Auskuppeln einer im Antriebsstrang der Vorschubeinrichtung vorgesehenen Kupplung oder durch außer-Eingriff-bringen von Vorschubwalzen oder anderen Vorschubmitteln mit dem Werkstück geschehen. Auf diese Weise kann das Werkstück dem beim Durchlauf durch das Werkstück schwenkenden Stempel ausweichen. Es wird somit von der Stempelflanke beschleunigt, wobei die Pressung oder die Druckkräfte zwischen der Flanke des Stempels und der hergestellten Schnitt- oder Biegefläche vermindert wird.The desired change in the speed ratio between tool drive and workpiece feed can be brought about by the corresponding Drive device or the feed device controlled according to a given function becomes. Alternatively, it is possible to use the feed device to release temporarily, so that the workpiece to a certain extent runs in idle or freewheel. This can be done by Freewheel means in the drive train of the feed device, by specifically disengaging one in the drivetrain Feed device provided coupling or by disengaging feed rollers or others Feed means happen with the workpiece. To this The workpiece can pass through the Dodge the workpiece swiveling punch. So it will accelerated from the stamp flank, the pressing or the pressure forces between the flank of the stamp and the cut or bending surface produced is reduced becomes.

Die Bewegungskurve der auf die Bewegung des Werkstücks abgebildeten Stempelbewegung ist ohne Geschwindigkeitsbeeinflussung bei konstanter Drehzahl des Werkzeugs und konstanter Laufgeschwindigkeit des Werkstücks eine Zykloide für jeden Punkt des Stempels. Durch die Geschwindigkeitsmodulation, d.h. die Beeinflussung der Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück, wird diese Zykloide verzerrt. Die Verzerrung bezieht sich vorzugsweise insbesondere auf den Bereich der zykloidenförmigen Bewegungskurve, bei der die Stempel oder sonstigen Werkzeuge mit dem Werkstück in Eingriff befindlich sind. Die Verzerrung wird so festgelegt, dass ein Punkt oder eine Stelle des Stempels für den die Optimierung durchgeführt wird (ausgewählter Punkt), auf einem Weg aus dem Werkstück herauskommt, der nicht im Bereich des beim Stanzen oder Biegen stehenbleibenden Materials des Werkstücks liegt. Ein solcher Weg ist bspw. ein gerader Eindringweg, auf dem der betreffende Punkt des Stempels sowohl in das Werkstück, als auch aus diesem heraus bewegt wird. Vorzugsweise wird die Augenblicksgeschwindigkeit und die Phasenlage der Bewegung (Drehung) des walzenfärmigen Teilwerkzeugs und des Werkstücks (Vorschubeinrichtung) so aufeinander abgestimmt, dass dieser Weg erreicht wird. Diese Maßnahme reduziert die Flächenpressung an der Stempelflanke erheblich.The movement curve of the movement of the workpiece shown stamp movement is without speed influence at constant tool speed and constant running speed of the workpiece Cycloids for each point on the stamp. Through the speed modulation, i.e. influencing the Relative movement between the tool and the workpiece, this cycloid is distorted. The distortion relates preferably in particular in the area of the cycloid Movement curve in which the stamp or other Tools in engagement with the workpiece are. The distortion is set to a point or a place of the stamp for the optimization is carried out (selected point), on a way out the workpiece comes out that is not in the area of the Punching or bending of the remaining material of the workpiece lies. Such a path is, for example, a straight one Path of penetration on which the relevant point of the stamp both in and out of the workpiece is moved. Preferably the instantaneous speed and the phase position of the movement (rotation) of the roller-shaped part tool and the workpiece (feed device) so coordinated that this Way is reached. This measure reduces the surface pressure on the stamp flank considerably.

Zusätzlich kann die Flanke des Stempels im Anschluss an den Schneidenpunkt für den die Optimierung durchgeführt worden ist, sowie in anderen Bereichen Ausnehmungen aufweisen, die aus Blickrichtung radial auf die Drehachse des Teilwerkzeugs hin Hinterschneidungen bilden. Diese Hinterschneidungen schaffen einen Zwischenraum zwischen der von der Schneidkante geschaffenen Schnittfläche und der Flanke des Stempels. Dieser Zwischenraum ist ein Freiraum für die Schwenkbewegung des Stempels, die sich durch die Walzendrehung ergibt.The flank of the stamp can also be connected to the cutting point for which the optimization is performed has been exempted, as well as in other areas have radially on the axis of rotation from the viewing direction form undercuts of the part tool. This Undercuts create a space between the cutting surface created by the cutting edge and the flank of the stamp. This space is a Free space for the swiveling movement of the stamp resulting from the roll rotation.

Die gezielte Geschwindigkeitsbeeinflussung schafft die Möglichkeit, die erforderlichen Ausnehmungen relativ flach zu gestalten, so dass der Stempel wenig geschwächt wird. Insbesondere kann die Flankenausnehmung mit ihrer Bodenfläche nahezu in Radialrichtung verlaufend an die Schneidkante herangeführt werden, d.h. so flach ausgebildet werden, dass die Schneidkante von nahezu rechtwinklig zueinanderstehenden Flächen begrenzt wird. Der Winkel ist jedoch spitz, d.h. nicht ganz rechtwinklig. Je geringer die Geschwindigkeitsbeeinflussung ausfällt, desto tiefer muss zum Ausgleich die Ausnehmung sein, was die Stabilität der Schneidkante beeinflussen kann.The targeted speed control creates the possibility of relative recesses required to be flat so that the stamp is not weakened becomes. In particular, the flank recess with its Floor surface running almost in the radial direction to the Cutting edge, i.e. trained so flat be that the cutting edge of almost rectangular faces facing each other is limited. The angle is however pointed, i.e. not quite right-angled. The less the speed influence is lower, the deeper To compensate, the recess must be what the stability can affect the cutting edge.

In der Regel ist die Stirnfläche des Stempels im Wesentlichen parallel zur Umfangsrichtung des walzenförmigen Teilwerkzeugs. Dies gilt insbesondere, wenn die ausgestanzten Werkstückbereiche Abfallteile darstellen. Der Vorteil ist hier, dass ein ziehender Schnitt erreicht wird, was stoßartige Belastungen der Teilwerkzeuge und des Antriebs verhindert oder minimiert.As a rule, the face of the stamp is in the Essentially parallel to the circumferential direction of the roller-shaped Part tool. This applies in particular if the Punched out workpiece areas represent waste parts. The advantage here is that a pulling cut is achieved is what shock loads on the tools and of the drive prevented or minimized.

Alternativ ist es möglich, die Stirnflächen der Stempel plan und gegen die Umfangsrichtung so geneigt anzuordnen, dass die gesamte, die Stirnfläche des Stempels umgebende Schneidkante gleichzeitig auf dem Werkstück aufsetzt. Auf diese Weise wird es möglich, die ausgestanzten Teile undeformiert zu erhalten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der verbleibende Blechstreifen das Abfallstück darstellt.Alternatively, it is possible to use the end faces of the Stamp flat and inclined against the circumferential direction arrange that the entire, the face of the stamp surrounding cutting edge simultaneously on the workpiece touches down. In this way it becomes possible to get punched parts undeformed. This is particularly advantageous if the remaining one Metal strips represent the piece of waste.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Achsen der Teilwerkzeuge im Bezug auf die Werkstückrichtung gegeneinander etwas zu versetzten. Damit kann erreicht werden, dass sich die Neigung des Werkstücks, sich beim Stanzvorgang zu verbiegen, vermindert wird.It may also be advantageous to use the axes of the Part tools in relation to the workpiece direction against each other to move something. This can be achieved that the inclination of the workpiece changes during the punching process to bend is diminished.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, aus Unteransprüchen und/oder der Beschreibung.Further details of advantageous embodiments the invention result from the drawing, from dependent claims and / or the description.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht:

Fig. 1 ein Pressenwerkzeug einer Rotationsumformmaschine in schematisierter perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Rotationsumformmaschine in einer schematisierten Seitenansicht,

Fig. 3 die Eingriffsverhältnisse eines Stempels eines walzenförmigen Werkzeugs und eines Werkstücks,

Fig. 4 das Werkstück nach Figur 3, in Draufsicht,

Fig. 5 eine schematisierte ausschnittsweise Schnittdarstellung eines Werkzeugteils einer Rotationsumformmaschine in schematisierter Darstellung,

Fig. 6 zwei walzenförmige Teilwerkzeuge eines Werkzeugs einer Rotationsumformmaschine in schematisierter Seitenansicht,

Fig. 7 ein walzenförmiges Teilwerkzeug mit einem Werkstück im Eingriff befindlichen Stempel mit gerader Stirnfläche, in schematisierter Schnittdarstellung, und

Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform des Teilwerkzeugs nach Figur 7, mit einem Stempel der eine geneigte Stirnfläche aufweist, in schematisierter Schnittdarstellung.

Exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawing:

1 is a press tool of a rotary forming machine in a schematic perspective view,

2 shows a rotary forming machine in a schematic side view,

3 shows the engagement conditions of a punch of a roller-shaped tool and a workpiece,

4 shows the workpiece according to FIG. 3, in a top view,

5 shows a schematic, sectional illustration of a tool part of a rotary forming machine in a schematic illustration,

6 shows two roller-shaped part tools of a tool of a rotary forming machine in a schematic side view,

Fig. 7 is a roller-shaped part tool with a workpiece in engagement punch with a straight face, in a schematic sectional view, and

8 shows a modified embodiment of the part tool according to FIG. 7, with a punch which has an inclined end face, in a schematic sectional illustration.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Rotationsstanzmaschine 1 ganz oder in Teilen veranschaulicht, zu deren Werkzeug 2 zwei Walzen 3, 4 gehören, die Teilwerkzeuge bilden. Beide Walzen 3, 4 sind in einem nicht weiter veranschaulichten Maschinengestell um Drehachsen 6, 7 drehbar gelagert und vertikal übereinander angeordnet. Die obere Walze 3 ist mit Stempeln 8 versehen, die sich im Wesentlichen radial zu der Drehachse 7 von der Mantelfläche der Walze 3 weg erstrecken. Die untere Walze 4 ist mit einer entsprechenden Anzahl von Ausnehmungen 9 versehen, wobei jeweils eine Ausnehmung 9 genau einem Stempel 8 zugeordnet ist. Die Stempel und Ausnehmungen 9 sind so angeordnet und ausgebildet, dass die Stempel oder von den Stempeln verformte oder abgetrennte Teile eines Werkstücks 11, das zwischen den Walzen 3, 4 durchgeführt wird, in die Ausnehmungen 9 passen.In Figures 1 and 2 is a rotary punching machine 1 illustrated in whole or in part, to the Tool 2 two rollers 3, 4 belong to the part tools form. Both rollers 3, 4 are no further in one illustrated machine frame about axes of rotation 6, 7 rotatably mounted and arranged vertically one above the other. The upper roller 3 is provided with stamps 8, which are essentially radial to the axis of rotation 7 from the lateral surface extend the roller 3 away. The lower roller 4 is provided with a corresponding number of recesses 9, each having a recess 9 exactly one stamp 8 is assigned. The stamps and recesses 9 are arranged and designed so that the stamp or of parts of a stamp deformed or separated Workpiece 11, which is carried out between the rollers 3, 4 will fit into the recesses 9.

Die beiden Walzen 3, 4 sind, wie durch Pfeile 14, 15 angedeutet, von einer Antriebseinrichtung 16 gegensinnig, jedoch mit gleicher Drehzahl angetrieben. Der Antrieb 16 wird bspw. durch einen Stellmotor gebildet, der über ein entsprechendes in Figur 2 lediglich schematisch angedeutetes Getriebemittel 17 beide Walzen 3, 4 antreibt. Alternativ kann jede Walze mit einem separaten Antrieb versehen sein, der jeweils bspw. mit einem Stellmotor verbunden ist.The two rollers 3, 4 are, as by arrows 14, 15 indicated in opposite directions by a drive device 16, but driven at the same speed. The drive 16 is formed, for example, by a servomotor, which has a the corresponding in Fig. 2 only indicated schematically Gear means 17 drives both rollers 3, 4. Alternatively, each roller can have a separate drive be provided, each with an actuator connected is.

Zum Transport des Werkstücks 4 in einer durch einen Pfeil 18 bezeichneten Transportrichtung T dienen ein oder mehrere Vorschubeinrichtungen 19 (19a, 19b). Das bspw. durch ein Blechband gebildete Werkstück 11 wird durch die Vorschubeinrichtungen 19a, 19b geführt, die dem Werkstück eine definierte Augenblicksgeschwindigkeit verleihen. Dazu weist jede Vorschubeinrichtung 19a, 19b zwei form- oder kraftschlüssig mit dem Werkstück 11 in Eingriff bringbare Walzen 21, 22 auf, die einen separaten von der Antriebseinrichtung 16 getrennten Antrieb aufweisen. Die Walzen 21, 22 stehen dabei entweder im Dauereingriff mit dem Werkstück 11, oder können bedarfsweise auch zeitweilig abgehoben werden, um das Werkstück 11 freizugeben. Dies kann erforderlich sein, um die Bewegung des Werkstücks 11 in Transportrichtung T den Walzen 3, 4 zu überlassen.For transporting the workpiece 4 in one Transport direction T indicated by arrow 18 serve a or several feed devices 19 (19a, 19b). For example workpiece 11 formed by a sheet metal strip is formed by the Feed devices 19a, 19b guided the workpiece give a defined instantaneous speed. For this purpose, each feed device 19a, 19b has two form or frictionally engaged with the workpiece 11 bringable rollers 21, 22, which are separate from the Drive device 16 have separate drive. The Rollers 21, 22 are either in constant engagement the workpiece 11, or, if necessary, also temporarily be lifted off to release the workpiece 11. This may be necessary to keep the workpiece moving 11 in the direction of transport T to leave the rollers 3, 4.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dienen die Stempel 8 und die Ausnehmungen 9 der Walzen 3, 4 dazu, in das Werkstück 11 Öffnungen 24 einzustanzen. Dies erfolgt durch abgestimmten Antrieb der Walzen 3, 4 und des Werkstücks 11. Dazu sind sowohl die Antriebseinrichtung 16 als auch der Antrieb der Vorschubseinrichtung 19 von einer nicht weiter veranschaulichten Steuereinrichtung so gesteuert, dass an dem Werkstück 11 optimierte Eingriffsverhältnisse zwischen den Stempeln 8 und dem Werkstück 11 erhalten werden. Um dies zu erreichen, läuft die Antriebseinrichtung 16 und der Antrieb der Vorschubeinrichtung 19 nicht in konstantem Geschwindigkeits- oder Drehzahlverhältnis. Dadurch ergibt sich keine konstante Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück 11 und bspw. dem Umfang der Walze 3 oder 4. Vielmehr wird der Antrieb 20 der Vorschubeinrichtung 19 so gesteuert, dass das Werkstück 11 kurzzeitig beschleunigt oder verzögert wird. Einer konstanten Grundgeschwindigkeit der Bewegung des Werkstücks 11 in Transportrichtung T ist somit eine Wechselkomponente kleinerer Amplitude überlagert, so dass das kontinuierlich sich bewegende Werkstück 11 ständig wiederkehrend etwas verzögert oder beschleunigt wird. Dies kann bei kontinuierlich mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit drehenden Walzen 3, 4 erfolgen.In the present embodiment, the Stamp 8 and the recesses 9 of the rollers 3, 4, in punch the workpiece 11 openings 24. this happens by coordinated drive of rollers 3, 4 and the workpiece 11. Both the drive device 16 as well as the drive of the feed device 19 from a control device not illustrated further controlled that on the workpiece 11 optimized engagement conditions between the stamps 8 and the workpiece 11 be preserved. In order to achieve this, the drive device runs 16 and the drive of the feed device 19 not in constant speed or speed ratio. This does not result in a constant Relative speed between the workpiece 11 and For example, the circumference of the roller 3 or 4. Rather, the Drive 20 of the feed device 19 controlled so that the workpiece 11 briefly accelerates or decelerates becomes. A constant basic speed of movement of the workpiece 11 in the transport direction T is thus one Alternating component of smaller amplitude superimposed so that the continuously moving workpiece 11 constantly recurring something is delayed or accelerated. This can be done at a steady, even angular rate rotating rollers 3, 4 take place.

Bedarfsweise können jedoch auch alternativ oder zusätzlich die Walzen 3, 4 so angetrieben werden, dass der im Wesentlichen konstanten Drehzahl eine Wechselkomponente überlagert wird, die eine Relativbewegung begrenzter Amplitude zwischen den Walzen 3, 4 und dem Werkstück 11 verursacht. Um dies zu veranschaulichen, wird im Folgenden auf Figur 3 Bezug genommen. Die Bewegung eines herausgegriffenen Punkts P₀ der Walze 3 stellt abgebildet auf eine sich mit dem Werkstück 4 bewegende Fläche eine Zykloide dar. In Figur 3 wird dies für Punkte P₀, P₁ des übertrieben dargestellten Stempels 8 veranschaulicht.If necessary, however, the rollers 3, 4 can alternatively or additionally be driven in such a way that an essentially constant speed is superimposed on an alternating component which causes a relative movement of limited amplitude between the rollers 3, 4 and the workpiece 11. To illustrate this, reference is made to FIG. 3 below. The movement of a picked-out point P _{0 of} the roller 3 represents a cycloid mapped on a surface moving with the workpiece 4. This is illustrated in FIG. 3 for points P ₀ , P _{1 of} the stamp 8, which is exaggerated.

Der Stempel 8 weist eine radial nach außen weisende Stirnfläche 27 auf, die von einer Schneidkante 28 begrenzt wird. Die Schneidkante 28 tritt bei Drehung der Walze 3 in Richtung des Pfeils 15 und bei Bewegung des Werkstücks 4 in Richtung des Pfeils 18 zunächst mit ihrem Punkt P₀ mit dem Werkstück 11 in Berührung, der in Drehrichtung 15 vorn liegt. Der Punkt P₀ liegt außerhalb eines Wälzkreises 29, der durch das Verhältnis der Drehzahl der Walze 3 zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks 11 festgelegt ist. Der Wälzkreis kann sowohl auf der Oberfläche der Walze 3 als auch radial im Abstand zu dieser festgelegt sein. Im vorliegenden Beispiel liegt er zwischen der Stirnfläche 27 des Stempels 8 und der Mantelfläche der Walze 3.The punch 8 has a radially outwardly facing end face 27 which is delimited by a cutting edge 28. When the roller 3 rotates in the direction of the arrow 15 and when the workpiece 4 moves in the direction of the arrow 18, the cutting edge 28 initially comes into contact with the workpiece 11 at its point P ₀ , which lies in the direction of rotation 15 at the front. The point P ₀ lies outside a pitch circle 29, which is determined by the ratio of the speed of the roller 3 to the speed of movement of the workpiece 11. The pitch circle can be fixed both on the surface of the roller 3 and radially at a distance from it. In the present example, it lies between the end face 27 of the punch 8 and the outer surface of the roller 3.

Der Punkt P₀ bewegt sich auf einer verlängerten Zykloide, die, wenn die Drehzahl der Walze 3 und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 4 jeweils vollständig konstant sind, eine typische Schleife aufweist. Bei der vorliegenden Rotationsumformmaschine 1 wird jedoch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Wälzkreis 29 und einer entsprechenden Linie des Werkstücks 4, auf der der Wälzkreis abrollt, nicht konstant zu Null gemacht. Dadurch kann die Fläche der von der Zykloide 31 eingeschlossenen Schleife, die der Punkt P₀ durchläuft, variiert und insbesondere vermindert werden. Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Wälzkreis 29 und einer Mittellinie 32 wird wenigstens im Bereich der Zykloidenschleife, d.h. während des Eingriffs des Stempels 8 und des Werkstücks 11 periodisch von Null verschieden gemacht, so dass das Werkstück 11 in Bezug auf die Walze 3 beschleunigt oder verzögert wird. Im vorliegenden Beispiel sind die Augenblicksgeschwindigkeiten des Werkstücks 11 und der Walze 3 so aufeinander abgestimmt, dass der Punkt P₀ eine zu einem Geradenstück entartete Zykloidenschleife durchläuft. Dies kann erreicht werden, indem der Punkt P₀, der in Figur 3 durch die Koordinaten r₀ und f₀ charakterisiert ist, auf einer Bahn geführt wird, die den folgenden Bedingungen genügt:

Für den Bereich des linearen Eintauchens des Stempels 8 in das Werkstück gilt somit bezogen auf ein sich mit dem Blech bewegendes Koordinatensystem: x(t) = r·sin(t+) - R·sin(t) y(t) = a-r·cos(t+) z(t) = z The point P ₀ moves on an elongated cycloid which, when the speed of the roller 3 and the feed speed of the workpiece 4 are each completely constant, has a typical loop. In the present rotary forming machine 1, however, the relative speed between the pitch circle 29 and a corresponding line of the workpiece 4 on which the pitch circle rolls is not made constant to zero. As a result, the area of the loop enclosed by the cycloid 31, through which the point P ₀ passes, can be varied and in particular reduced. The relative speed between the pitch circle 29 and a center line 32 is made periodically different from zero at least in the area of the cycloid loop, ie during the engagement of the punch 8 and the workpiece 11, so that the workpiece 11 is accelerated or decelerated with respect to the roller 3. In the present example, the instantaneous speeds of the workpiece 11 and the roller 3 are coordinated with one another in such a way that the point P ₀ runs through a cycloid loop that has degenerated into a straight piece. This can be achieved by guiding the point P ₀ , which is characterized by the coordinates r ₀ and f ₀ in FIG. 3, on a path that meets the following conditions:

For the area of the linear immersion of the punch 8 in the workpiece, the following applies in relation to a coordinate system moving with the sheet: x ( t ) = r · Sin ( t + ) - R · Sin ( t ) y ( t ) = a - r · Cos ( t + ) e.g. ( t ) = e.g.

Der Stempel 8 erfährt beim Eindringen in das Werkstück 11 und während er aus diesem wieder herausgeführt wird eine Kippbewegung. Dabei ändert sich der Winkel einer sich an die Schneidkante 28 anschliessenden Flanke 34 des Stempels zu dem Werkstück 11. Dies gilt sowohl für eine schleifenförmige Bewegung der Schneidkante und des Punkts P₀, als auch bei einer deformierten Zykloidenbewegung, bei der der Schleifenbereich zu einem Geradenstück 35 entartet oder verformt ist. Um zu vermeiden, dass die Flanke 34 an entsprechenden Flächen des Werkstücks 4 drückt und somit einem erhöhten Verschleiß unterliegt, ist es zweckmäßig, die Flanke 34, wie in Figur 5 dargestellt, mit einer Ausnehmung 36 zu versehen, die die Schneidkante 28 hintergreift. Die Ausnehmung 36 bildet einen Freiraum oder Zwischenraum zu der von der Schneidkante 28 ausgeformten Fläche des Werkstücks 4. Innerhalb des Freiraums ist eine Schwenkbewegung des Stempels 3 möglich. Im Anschluss an eine nacheilende Kante 37, d.h. einen entsprechenden Bereich der Schneidkante 28, kann ebenfalls eine Ausnehmung 38 vorgesehen sein, die trotz der von diesem Schneidenpunkt durchgeführten Schleifenbewegung einen übermäßigen Druck zwischen der Flanke des Stempels 8 und dem Werkstück 4 zu vermeiden.The stamp 8 experiences a tilting movement upon penetration into the workpiece 11 and while it is being guided out of it. In the process, the angle of a flank 34 of the punch adjoining the cutting edge 28 to the workpiece 11 changes. This applies both to a loop-shaped movement of the cutting edge and the point P ₀ , and to a deformed cycloid movement, in which the loop region becomes a straight piece 35 is degenerate or deformed. In order to avoid that the flank 34 presses on corresponding surfaces of the workpiece 4 and is therefore subject to increased wear, it is expedient to provide the flank 34, as shown in FIG. 5, with a recess 36 which engages behind the cutting edge 28. The recess 36 forms a free space or intermediate space to the surface of the workpiece 4 formed by the cutting edge 28. A pivoting movement of the punch 3 is possible within the free space. Following a trailing edge 37, ie a corresponding area of the cutting edge 28, a recess 38 can also be provided which, despite the loop movement carried out by this cutting point, to avoid excessive pressure between the flank of the punch 8 and the workpiece 4.

Die Verformung der Zykloide 31 zu einer Kurve ohne Schleife ermöglicht es, die Ausnehmung 36 relativ moderat zu halten, was insbesondere eine gute Unterstützung der Schneidkante 28 ermöglicht. Bei einer unveränderten Zykloide mit Schleifenbewegung der Schneidkante 28 im Punkt P₀ oder lediglich geringer Verminderung der Fläche der Schleife, wäre die Ausnehmung 36 entsprechend größer auszuführen, wodurch die Schneidkante 28 empfindlicher wird.The deformation of the cycloids 31 into a curve without a loop makes it possible to keep the recess 36 relatively moderate, which in particular enables the cutting edge 28 to be well supported. In the case of an unchanged cycloid with a grinding movement of the cutting edge 28 at point P ₀ or only a slight reduction in the area of the loop, the recess 36 would have to be made correspondingly larger, as a result of which the cutting edge 28 becomes more sensitive.

Die insoweit beschriebene Rotationsstanze 1 arbeitet wie folgt:The rotary punch 1 described so far works as follows:

Während des Betriebs steuert eine Steuereinrichtung die Antriebseinrichtung 16 und den Antrieb 20 so, dass das Werkstück 11 in Bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit des Abrollkreises 29 zunächst etwas verlangsamt wird, wenn die Schneidkante oder kurz bevor die Schneidkante 28 Berührung mit dem Werkstück 11 erhält. Zuvor war die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Abrollkreis 29 und der Bezugslinie 32 Null. Nun ist sie etwas negativ. In Annäherung an den unteren Umkehrpunkt der deformierten Zykloide (P₀) steigert sich die Relativgeschwindigkeit von dem negativen Wert zunächst wieder auf Null und wird dann positiv, während die Schneidkante 28 nach oben aus dem Werkstück 11 herausgeführt wird. Ist die Schneidkante 28 außer Eingriff mit dem Werkstück, fällt die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Rollkreis 27 und der Bezugslinie 32 wieder auf Null ab, so dass der Rollkreis 29 praktisch schlupffrei auf der Bezugslinie 32 abrollt.During operation, a control device controls the drive device 16 and the drive 20 such that the workpiece 11 is initially slowed down somewhat with respect to the peripheral speed of the rolling circle 29 when the cutting edge or just before the cutting edge 28 comes into contact with the workpiece 11. Previously, the relative speed between the rolling circle 29 and the reference line 32 was zero. Now it is somewhat negative. Approaching the lower reversal point of the deformed cycloid (P ₀ ), the relative speed initially increases from the negative value back to zero and then becomes positive, while the cutting edge 28 is led upwards out of the workpiece 11. If the cutting edge 28 is out of engagement with the workpiece, the relative speed between the rolling circle 27 and the reference line 32 drops again to zero, so that the rolling circle 29 rolls on the reference line 32 practically without slip.

Zur Durchführung dieser Relativgeschwindigkeitsmodulation zwischen den Stempeleingriffen sind die Walzen 3, 4 und die Vorschubeinrichtung 19 mit Positions- oder Bewegungssensoren versehen, die es der Steuereinrichtung gestatten, diese Geschwindigkeitsmodulation auf den Eingriff der Stempel 8 mit dem Werkstück 11 zu synchronisieren. Die Bewegungsvariation oder Modulation, d.h. die temporäre Änderung der Drehzahl der Walze 3 kann gleichermaßen für die Walze 4 durchgeführt werden. Alternativ kann diese, wenn die Ausnehmungen 9 entsprechend groß sind, auch mit konstanter Drehzahl laufen.To carry out this relative speed modulation the rollers are between the stamping engagements 3, 4 and the feed device 19 with position or Motion sensors provided it the control device allow this speed modulation to the Engagement of the punch 8 to synchronize with the workpiece 11. The movement variation or modulation, i.e. the temporary change in the speed of the roller 3 can equally be carried out for the roller 4. Alternatively can this if the recesses 9 are correspondingly large are running at constant speed.

Wie in Figur 6 dargestellt ist, müssen die Walzen 3, 4 der Rotationsstanzmaschine 1 nicht zwingend vertikal übereinander angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Walzen 3, 4 in Transportrichtung T um einen Versatz S gegeneinander versetzt so anzuordnen, dass eine gedachte Verbindungslinie 40 zwischen den Drehachsen 7, 8 zu der von dem Werkstück 11 definierten Ebene schräg geneigt seht. Dies führt zu einer besseren Unterstützung des Werkstücks 11 beim Aufsetzen des Stempels 8 auf das Werkstück 11, so dass dieses nicht verbogen wird.As shown in Figure 6, the rollers 3, 4 of the rotary punching machine 1 is not necessarily vertical be arranged one above the other. It is also possible that Rollers 3, 4 in the transport direction T by an offset S to be staggered so that an imaginary one Connection line 40 between the axes of rotation 7, 8 to the from the workpiece 11 defined plane inclined look. This leads to better support for the Workpiece 11 when the punch 8 is placed on the workpiece 11 so that it is not bent.

Wie in Figur 7 veranschaulicht, kann der Stempel 8 der Rotationsstanzmaschine 1 eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung angeordnete Stirnfläche aufweisen. Der von dem Stempel 8 ausgeführte Schnitt ist dann ein ziehender Schnitt. Das aus dem Werkstück 11 gestanzte Abfallstück ha erhält bei dem Stanzvorgang eine gewisse Krümmung. Während der ziehende Schnitt deutliche Vorteile hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Belastung und des Drehmomentbedarfs des Werkzeugs 2 hat, ist es jedoch auch möglich, einen Schnitt herbeizuführen, bei dem die Schneidkante 28 auf voller Länge, oder nahezu auf voller Länge gleichzeitig mit dem Werkstück 11 in Eingriff kommt. Dazu ist die von der Schneidkante 28 festgelegte Fläche zu der Umfangsrichtung so geneigt, dass der Stempel 8 stirnseitig vollflächig auf dem Werkstück 11 aufsetzt. Das ausgestanzte Teil 11a wird wenig oder nicht deformiert und kann als Nutzteil dienen.As illustrated in FIG. 7, the stamp 8 the rotary punching machine 1 essentially in Have arranged end face circumferential direction. The then executed by the punch 8 is a pulling Cut. The waste piece punched out of the workpiece 11 ha receives a certain amount during the punching process Curvature. During the pulling cut there are clear advantages with regard to the uniformity of the load and the Has torque requirement of the tool 2, but it is possible to make a cut in which the Cutting edge 28 at full length, or almost at full Length engaged with the workpiece 11 at the same time is coming. For this purpose, the one defined by the cutting edge 28 Surface inclined to the circumferential direction so that the stamp 8 is placed on the entire face of the workpiece 11. The punched-out part 11a becomes little or not deformed and can serve as a useful part.

Bei einer Rotationsumformmaschine wird die Relativbewegung zwischen einem Werkstück 11 und ein oder zwei Walzen 3, 4 so beeinflusst, dass an den Walzen 3, 4 vorhandene Stempel 8 an ausgewählten Punkten eine Zykloidenbewegung durchführen, bei der der Flächeninhalt vorhandener Schleifen reduziert oder Schleifen ganz vermieden werden. Dadurch kann der Flankenverschleiß der Stempel vermindert werden. Darüberhinaus kann die Qualität der erzeugten Werkstücke verbessert werden. Ergänzend kann an der Flanke 34 des Stempels 8 eine Ausnehmung angeordnet sein, die das Schwenken des Stempels bei seiner Eintauchbewegung in das Werkstück 11 ohne erhöhten Flankendruck gestattet.In a rotary forming machine, the relative movement between a workpiece 11 and one or two Rollers 3, 4 influenced so that on the rollers 3, 4 existing stamp 8 a cycloid movement at selected points carry out at which the area exists Grinding reduced or grinding completely avoided become. This can cause flank wear Stamps are reduced. In addition, the quality the workpieces produced are improved. Complementary can have a recess on the flank 34 of the stamp 8 be arranged, the pivoting of the stamp its immersion movement in the workpiece 11 without increased Flank pressure allowed.

Claims

Rotary forming machine (1), in particular rotary punch,

with a tool (2), which includes two rotatably mounted, roller-shaped part tools (3, 4), which are provided with stamps (8) and recesses (9) assigned to the stamps (8),

with a drive device (16) which is connected to the tool (2) and drives it,

with a feed device (19) for workpiece transport (T),
characterized,

that the drive device (16) and the feed device (19) operate at a non-constant speed ratio.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the drive device (16) both Part tools (3, 4) with matching speed drives.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the drive device (16) the Drives tool (2) at constant speed.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the drive device (16) the Drives tool (2) with non-constant speed.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the feed device (19) the Workpiece (11) one of the speed or speed the drive device (16) independent feed speed granted.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the feed device (19) such is designed to have a constant feed rate delivers.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the feed device (19) such is designed to have a non-constant feed rate delivers.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized that the instantaneous values of the feed rate and the tool speed in such a way are agreed that selected areas, in particular those areas of the stamp (8), which run through the Workpiece (11) through the tool (2) first with the Workpiece (11) come in and out of engagement on a in Relative to the workpiece (11) essentially straight path (35) can be moved.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized that the mapped on the workpiece movement Rotational movement of the stamp (8) for at least a point of the stamp (8) is a cycloid, the one Has section (35) that to a straight section is distorted, and that this area with the engagement area matches in which the stamp with the workpiece (11) is engaged.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the stamp (8) has a flank area (34) which undercut in the radial direction is.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized that the undercut flank area (34) has an undercut depth that is a push of the flank area on the workpiece, in particular on Cut surfaces of the workpiece (11) reduced or avoided.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the roller-shaped part tools (3, 4) have axes of rotation (6, 7) which are in a common Plane lying at an acute angle to a plane is inclined, in which the workpiece (11) runs.

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the recesses (9) are larger are as the stamp (8).

Rotary forming machine according to claim 1, characterized characterized in that the stamp (8) essentially one plane, against the radial direction of the roller-shaped tool part (3, 4) have an inclined end face (27).

Rotary forming machine according to claim 14, characterized characterized that the inclination is made so that the end face of the stamp (27) over the entire surface attaches the workpiece (11).