EP3917735B1 - Stanz-/perforiermaschine - Google Patents

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EP3917735B1
EP3917735B1 EP20709467.3A EP20709467A EP3917735B1 EP 3917735 B1 EP3917735 B1 EP 3917735B1 EP 20709467 A EP20709467 A EP 20709467A EP 3917735 B1 EP3917735 B1 EP 3917735B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punching
perforating
piston
punch
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20709467.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3917735A2 (de
EP3917735C0 (de
Inventor
Gerd STAUDINGER
Alexander Fuchs
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.)
Wista Werkzeugfertigungs GmbH
Original Assignee
Wista Werkzeugfertigungs GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Wista Werkzeugfertigungs GmbH filed Critical Wista Werkzeugfertigungs GmbH
Priority to RS20250019A priority Critical patent/RS66366B1/sr
Priority to MA54869A priority patent/MA54869B1/fr
Priority to HRP20241690TT priority patent/HRP20241690T1/hr
Publication of EP3917735A2 publication Critical patent/EP3917735A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3917735B1 publication Critical patent/EP3917735B1/de
Publication of EP3917735C0 publication Critical patent/EP3917735C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/34—Perforating tools; Die holders
    • 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
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • 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
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/12—Fluid-pressure means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/04—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with selectively-operable punches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/24—Perforating by needles or pins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/246—Selection of punches
    • 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
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D2005/002—Performing a pattern matching operation

Definitions

  • the present invention relates to a punching/perforating machine for producing a punching/perforating pattern in a fed material unit/web with a punching tool, with a plurality of punching punches/perforating needles arranged in a longitudinal direction in a predetermined grid, which can be moved via a pressure bar which is operatively connected via a control device to a drive unit for producing a punching/perforation stroke transverse to the longitudinal direction, a control block for controlling/activating/deactivating the punching punches/perforating needles by the control device during the punching/perforating process, wherein the punching tool and/or the control block is/are each designed as a separate assembly, which is each arranged separately as a unit and can be detachably fastened within the punching/perforating machine.
  • a punching machine is known with several punches, each of which interacts with a die, a drive device for the punch movements and a feed device for the cyclical further movement of the material to be punched through the punching machine. At least one of the punches, preferably all of the punches, is provided with its own drive that can be switched on and off and/or a coupling with the drive device that can be switched on and off.
  • the punching machine also has a machine table with several receiving positions for one tool unit each.
  • the tool unit has at least one die and at least one punch that can be acted upon by the drive device.
  • the tool unit with the die and a punch interacting with the die has its own switchable drive or a switchable coupling device for transmitting the punch drive force.
  • a punching processing device for producing a punching pattern comprising an upper die with a punch holder with several punches and with an underlying stripping plate with holes for receiving the ends of the punches projecting from the punch holder in such a way that they can be extended or retracted, and a lower die with holes into which the ends of the punches enter during the punching process.
  • Feed devices move a material unit inserted between the lower die and the stripping plate intermittently synchronously with the punching process.
  • the punches are held in the punch holder so that they can be moved up and down, with the tops of the heads of the punches being smooth or flush with the upper surface of the punch holder.
  • Press heads are used with a head surface for pressing down the punch heads.
  • a depression-preventing stepped portion is movable by die head driving means such that either the head surface or the blunted portion is aligned with the respective punch head.
  • the die head driving means are controlled by a control circuit which generates binary-coded machining data corresponding to the punching pattern.
  • a device for punching workpieces with an upper tool and a lower tool wherein the upper tool is movable relative to the lower tool, wherein several punching dies and adjusting elements associated therewith are arranged in the upper tool, which can be moved between an actuating position in which the punching dies are moved when the Upper tool relative to the lower tool, and a non-actuated position in which the punches do not machine the workpiece when the upper tool moves relative to the lower tool, and wherein the upper tool has a first, upper punch guide plate with holes for the punches to pass through and a second punch guide plate facing the lower tool with holes for the punches to pass through. Furthermore, a second punch guide plate of the upper tool facing the lower tool is part of a hold-down element, wherein the friction of the punches within the holes of the hold-down element is higher than within the holes of the upper punch guide plates of the upper tool.
  • German utility model specification DE 20 2017103 498 U1 discloses a perforating machine with a machine table and a striking element that is movable relative thereto, with a perforating tool that is either mounted on the machine table or on the striking element and to which a die is assigned on the other part, for perforating a material web that is guided between the perforating tool and die in a drivable manner in its longitudinal direction.
  • means are provided for the simultaneous movement of the perforating tool and the die in the transverse direction to the material web.
  • German utility model specification DE 20 2014 104 997 U1 a punch with several punching dies, the punch heads of which are mounted in a punch receiving plate, is described.
  • the mounting of the punch heads in the punch receiving plate is designed in such a way that an undercut is created during the return stroke of the punching die, with a drive element indirectly moving the punch receiving plate.
  • the punch has at least one locking element which is assigned to at least one punching die and is located between the drive element and the punch receiving plate.
  • the locking element can be moved in two operating positions, with the locking element in a first operating position closing the gap between the drive element and the punch head of the at least one punch and in a second operating position the locking element forms a free space above the punch head of the at least one punch and wherein additionally the at least one punch is held by a braking element at least in the second operating position of the locking element.
  • each tool part is preferably assigned a locking element, the locking element having a locking and release position.
  • a contact surface is provided on the locking element, which is divided into surface areas, with recesses formed between the surface areas. This forms a toothing.
  • the required stroke of the locking element when it is transferred from the locking to the release position and vice versa can thus be limited to the tooth width.
  • the locking members and the adjustable tool parts are arranged in separable partial tools, for example cassettes. This makes it possible to stamp on different punches, i.e. different punch diameters, punch shapes, punch toothing, for example, without changing the unit with the bars and the drives. A high degree of variability and differentiation of the hole pattern produced by the hole punches is not possible.
  • the EP 0 508 557 A2 discloses a punching machine in which the individual punching dies can be activated or deactivated via movable locking elements. This makes it possible to produce a different punching pattern in an individual punching row. In order to produce a different punching pattern, complex conversion measures are required.
  • the JP H08323695 A discloses a punching device in which the individual punches are activated or deactivated via movable locking slides. can be deactivated. This device enables a punching pattern consisting of rows of punched holes and is not capable of creating delicate punched hole patterns. Furthermore, the assembly work required to change to a different hole punching pattern, for example with punched holes of different diameters, is very complex.
  • the punching tool and control block are screwed together using a large number of screw connections and are also attached to the machine frame.
  • the distance between the punching dies/perforating needles is relatively large due to the selected geometry, so that punching/perforation patterns with a small grid size cannot be produced.
  • the number of needles in the known punching/perforating machines is therefore very limited per unit area.
  • the present invention is based on the task or technical problem of specifying a punching/perforating machine that significantly reduces the times for maintenance or repair and thus enables economical use of such a punching/perforating machine.
  • the present invention is further based on the task or technical problem of specifying a punching/perforating machine which enables the creation of a variably predeterminable punching pattern, which ensures a significantly higher cycle rate of the perforation stroke compared to the known machines, enables an increased number of punching stamps/perforation needles per unit area compared to the known machines and ensures permanently reliable functionality.
  • extension profiles ensure that the associated punching/perforating needles are reliably activated when the punching/perforating stroke is carried out and the locking slide is activated.
  • the length of the extension profiles is individually designed to match the position of the associated punching/perforating needle.
  • a particularly preferred embodiment is characterized in that the punching tool and/or the control block are arranged so as to be retractable/extractable in the longitudinal direction in guide grooves provided within the punching machine.
  • a particularly advantageous development of the punching/perforating machine according to the invention is characterized in that the guide grooves are designed in such a way that additional adapter units can be introduced in order to enable the positive mounting of different geometries of punching tools or control blocks.
  • the inventive design with individual components relating to the punching tool and the control block that can be assembled independently of one another provides a system that is very flexible and, in the event of maintenance - for example, to grind the perforating needles or dies - or in the event of repairs, means that only individual components or parts thereof are replaced or removed in order to carry out the maintenance/repair measures.
  • the punching tool and the control block can be separated independently of one another, in contrast to the known systems in which the punching tool and the control block are completely screwed together in multiple connections and are also screwed to the machine frame.
  • the punching tool and control block can be changed quickly. This can reduce the changeover times for the two parts by up to 80% compared to the known systems. This means that the downtimes during regular maintenance and/or repair work can be significantly reduced compared to the known punching/perforating machines, which significantly increases the economic use of such punching/perforating machines.
  • a particularly preferred embodiment which enables the implementation of high cycle rates, is characterized in that the piston-cylinder unit is designed as a double-acting piston-cylinder unit with a first pressure chamber and a second pressure chamber, wherein the first pressure chamber is permanently subjected to a first pressure via the control device, which causes the locking slide to be in or held in the deactivation position, and when a punching or perforation is carried out, the control device subjects the second pressure chamber to a second pressure in the activation case, which is greater than the first pressure, so that the locking slide extends into the activation position and thereby, during the lifting movement, this movement is transferred to the associated punching punch/perforating needle, so that a punching or perforation of the material unit/web is carried out.
  • a particularly advantageous further development which ensures long-term functional use at high cycle rates, is characterized by the fact that the locking slide is connected in a form-fitting manner with axial and radial play to the corresponding piston rod of the piston-cylinder unit.
  • a particularly preferred embodiment which ensures a compact design of the control block in conjunction with a small grid dimension of the punching dies/perforating needles to be controlled, is characterized in that the control block has housings that can be individually controlled by the control device and that have a plurality of individually controllable piston-cylinder units arranged offset in the longitudinal direction and in the stroke direction.
  • a particularly advantageous embodiment of the punching/perforating machine according to the invention is characterized in that the piston-cylinder units arranged within the housing correspond in the longitudinal direction to an offset dimension of 0.5, 1 and 2 times or multiples of the grid dimension of the arrangement of the punching dies/perforating needles within the punching tool.
  • a particularly preferred design variant which enables efficient and economical use, is characterized in that a valve device is present which is controlled by the control device and is in communication with the piston-cylinder units of the control block.
  • a particularly preferred and advantageous embodiment of the punching/perforating machine according to the invention which significantly improves the handling of the machine for the operator and at the same time ensures a high level of functionality, is characterized in that a projection laser unit is provided which, depending on the data of the contour of the material to be processed or perforated stored in the storage device, images these contours on a feed table of the machine, thereby enabling exact alignment of the material and the position data recorded by the projection laser are then fed to the control device.
  • a particularly advantageous design which further increases functionality, is characterized in that the longitudinally displaceable extension profile has a step-shaped outer peripheral contour and the associated guide recess has a corresponding counter contour.
  • valve device which is remotely controlled by the control device, is designed as a unit that can be connected separately to the punching/perforating machine.
  • a particularly preferred structural design which has proven particularly effective in practice with regard to the required punching/perforation pattern to be produced, is characterized in that the housing has four cylinder-piston units and the control block/punching tool has four grid recesses arranged in the longitudinal direction in a grid-like manner and offset in the transverse direction for the extension profile or the punching die/perforating needles.
  • a particularly simple structural solution which is advantageous in terms of maintenance/repair and when changing the punching tool, is characterized by the fact that the spacer plate is attached to the top of the needle holder.
  • valve device can be designed as a pneumatic or hydraulic system.
  • the present invention therefore comprises an accessory unit, namely a punching unit for installation in a special design punching/perforating machine, whereby the machine can be equipped with various tool adapters to accommodate different tool profiles available on the market. This is possible by providing appropriate guide profiles for the control block and the punching tool.
  • any symmetrical and/or asymmetrical contours (shapes) can also be produced within specified dimensional and technical limits.
  • a piston-cylinder housing unit which is formed from four independently operating piston-cylinder units with piston rods. This results in a narrow structure.
  • control block and punching tool makes it possible to achieve the minimum distance between the punching dies/perforating needles in the tool, which corresponds to a standard perforation in automotive engineering, for example. This currently results in a maximum number of needles of 1024 needles on a perforation width of 1945.6 mm.
  • a mechanical extension (extension profile) is used.
  • This consists, for example, of a hardened round material with a stepped diameter, which rests loosely on the head of the needle.
  • the stepped outer diameter prevents the vertically installed extension profile in the control block from falling down when the tool is installed or removed.
  • this extension profile is held in a fixed position above the needle head by the aforementioned step.
  • the mechanical extension profiles are inserted in different lengths in the control block and assigned to the locking slides accordingly.
  • valve device which is integrated in four housing units within the machine and protected from damage or access. These housings contain the complete electronic and pneumatic control (valve islands, pressure control, pressure monitoring, etc.). These units are connected to the valves on the control block using a coupling system (multipole). Alternatively, the valve devices can also be flexibly mounted on appropriate transport frames in order to use them on various punching/perforating machines. This means that you are not dependent on just one work area.
  • the operation of the punching/perforating machine according to the invention is as follows: The geometric data of the perforation pattern are determined and recorded electronically. This data is transmitted to the storage device of the punching/perforating machine and evaluated by the control device.
  • the data of a given contour (external or internal shape) of the material to be perforated can be projected onto a lay-out table using a projection laser.
  • the material can be aligned using this image and this position data can be transmitted to the control device.
  • the control signals determined by the control device control the piston rods of the piston-cylinder units in the control block via the valve devices.
  • the constant counterpressure from the pressure accumulator unit (so-called air spring) acting on the piston-cylinder unit causes the piston rod to automatically return to its starting position, i.e. the deactivation position. This also retracts the locking slide and releases the limit at the upper end of the extension profile.
  • the punching punches or perforating needles and the extension profile above them are pushed back to the upper edge of the locking slide when they hit the material to be perforated. This means that no punching takes place. Since the guide of the punching punch/perforating needle and the associated extension profile are very smooth due to the system, the surface of the material to be perforated is not damaged.
  • the punching/perforating machine 10 shown schematically has a punching tool 12 and a control block 14.
  • the control block 14 is connected to a pressure bar 36, i.e. it is inserted and centered in a control block guide groove 42 provided on the pressure bar 36.
  • the pressure bar 36 is moved up and down in the stroke direction H by a drive unit 18.
  • the corresponding punching tool 12 is located under the control block 14, the grid for the perforating needles 16 of which is identical to that of the control block 14.
  • the punching tool 18 has a needle holder 34 which is inserted in a needle holder guide groove 44 in the control block 14.
  • the lower part of the punching tool 12 with the dies is centered by means of a centering pin (not shown in detail). This lower part of the punching tool 12 is also placed in tool guide grooves 46.
  • the needle holder 34 forms together with the needle guide, which is firmly connected to the punching tool 12, a unit, namely the punching tool 12.
  • spacer plate 60 On the needle holder 34 there is a spacer plate 60, which on the one hand makes it easier to dismantle the punching tool 12 and on the other hand enables the use of other standard tools with the same tool profile but a different pitch.
  • the open spacer plate 60 which is provided with grid holes (see Figures 1 to 4 ), by a closed variant without grid holes (see Fig. 5 ) replaced.
  • the perforating needles 16 are arranged in a predetermined grid in the longitudinal direction L, which is perpendicular to the plane of representation of Fig. 1
  • the perforating needles 16 can be individually activated or deactivated for each perforation stroke H.
  • This individual control is implemented by providing a control device 30 which is in communication with a storage device 40 in which the geometric data of the perforation pattern to be created on a material web M fed to the punching tool 12 are stored.
  • the control device 30 is in communication with a valve device 26, wherein the valve device 26 has valve units, each of which is individually in communication with piston-cylinder units arranged on the control block 14.
  • the piston-cylinder units are designed as double-acting piston-cylinder units, with a cylinder 24, a piston 21 and a piston rod 20.
  • a first pressure chamber 28 and a second pressure chamber 32 In each piston-cylinder unit there is a first pressure chamber 28 and a second pressure chamber 32.
  • Each piston rod 20 is connected in its free end area to a locking slide 22, which can be moved from an activation position (extended state) and a deactivation position (retracted state) can be displaced in the sliding direction S transversely to the stroke direction H when the piston-cylinder unit is pressurized accordingly.
  • a first pressure accumulator 28.1 and a second pressure accumulator 32.1 are present, which communicate with the valve device 26.
  • the first pressure chamber 28 provides a pressure P1
  • the second pressure chamber 32 provides a pressure P2 that is greater than the pressure P1.
  • Each perforating needle 16 is assigned a locking slide 22 with an associated controllable piston-cylinder unit.
  • the locking slide 22 is spaced apart from the upper head end of the perforating needle 16.
  • an extension profile 48 is provided in the control block 14 in a corresponding guide, the underside of the extension profile 48 resting on the head of the associated perforating needle 16 and the upper front side of the extension profile 48 being arranged at the same height as the underside of the locking slide 22.
  • the locking slide 22 has in its free end area a contour 52 which runs inclined against the stroke direction H, which ensures that if the extension profile 48 or the perforating needle 16 has an upward projection, the extension profile 48 is pushed downwards and is not sheared off or damaged. This ensures permanently reliable functionality.
  • the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 32 are individually controlled via the valve device 26 and the control device 30, taking into account the stored perforation pattern data, as follows.
  • the first pressure chamber 28 is permanently pressurized with the pressure P1 via the first pressure accumulator 28.1, i.e. under the effect of the pressure P1, the locking slide 22 is in the retracted position, so that when the perforation stroke H is carried out, the associated perforating needle 16 does not carry out any perforation.
  • the control device 30 causes, via the valve device 26, that the second pressure chamber 32 is subjected to the pressure P2 via the second pressure accumulator 32.1, which is greater than the permanently present pressure P1 in the first pressure chamber 28, so that the locking slide 22 extends and, when the perforation stroke H is carried out, the associated perforating needle 16 in conjunction with the extension profile 48 carries out a perforation stroke H and creates a perforation on the material web M.
  • the control block 14 thus has piston-cylinder units that are individually controlled and subject to a permanent first pressure P1, which virtually forms an air spring in the return stroke, wherein for each perforating needle 16 to be controlled in the punching tool 12, a piston rod 20 is assigned to the corresponding piston-cylinder unit, which is activated, i.e. extended, by being subjected to the pressure P2.
  • a Fig. 1 An embodiment not shown in detail is used, in which a housing 38 is used which has four independently operating piston-cylinder units with piston rods 20. These piston-cylinder units are arranged offset from one another in the stroke direction H and in the longitudinal direction L within the housing 38, with the housings 38 being present on both sides of the control block 14. This results in a narrow structure.
  • the connection to the locking slide 22 is made at the head of each piston rod 20 using a positive but loose connection. This connection allows play in both the axial and vertical directions. This counteracts possible damage to the extension profile 48 when the locking slide 22 is extended and retracted and improves functionality overall.
  • the extension profile 48 is arranged between the head of the individual perforating needles 16 and the locking slide 22.
  • the extension profile 48 consists, for example, of a hardened round material with a stepped diameter, which rests loosely on the head of the perforating needle 16.
  • the stepped outer diameter prevents movement of the vertical built-in extension profile 48 in the control block 14 when installing or removing the tool.
  • the extension profile 48 is held in a fixed, defined position above the needle head by this shoulder.
  • these mechanical extension profiles 48 are inserted in different lengths in the control block 14 and assigned to the locking slides 22 accordingly.
  • the individual piston-cylinder units are available as special cylinders on both sides of the control block 14 and are individually controlled by control valves 26.
  • These special cylinders are arranged within the machine, for example in housings 38 with four piston-cylinder units each, in order to protect them from damage or access.
  • These housings 38 contain the complete electronic and pneumatic control (valve islands, pressure regulators, pressure monitoring, etc.).
  • These housings 38 are connected to the valve device 26 with their individually assigned control valves by means of a specially designed coupling system.
  • the control valves of the valve device 26 can also be flexibly mounted on corresponding transport frames in order to use them on different punching machines. This means that you are not dependent on just one work area.
  • the Fig. 2 shows a situation in which the locking slide 22 is extended before the perforation stroke is carried out.
  • the Fig. 3 shows the situation with the locking slide 22 extended after the perforation stroke has been carried out.
  • the Fig. 4 shows a locking slide 22 in retracted position after the perforation stroke has been carried out and the Fig. 5 shows the situation with the locking slide 22 extended, whereby a spacer plate 60 without holes is inserted before the perforation stroke is carried out, which means that during a perforation stroke all perforating needles 16 carry out a perforation.
  • the guidance of the perforating needles 16 is in this case (see Fig. 5 ) laterally offset to the guide when using a spacer plate (60) with a hole pattern.
  • the Fig. 6 finally shows the detail according to Fig. 2 with additionally shown first pressure accumulator 28.1 and the valve device 26 controlled by the control device 30.

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Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanz-/ Perforiermaschine zur Erzeugung eines Stanz-/ Perforiermusters in einer zugeführten Materialeinheit/-bahn mit einem Stanzwerkzeug, mit mehreren in einer Längsrichtung in einem vorgegebenen Raster angeordneten Stanzstempeln/ Perforiernadeln, die über einen Druckbalken, der über eine Steuereinrichtung mit einem Antriebsaggregat zur Erzeugung eines Stanz- / Perforationshubs quer zur Längsrichtung in Wirkverbindung steht, bewegbar sind, einem Steuerblock zum Ansteuern/ Aktivieren/ Deaktivieren der Stanzstempel/ Perforiernadeln durch die Steuereinrichtung beim Stanz- / Perforiervorgang, wobei das Stanzwerkzeug und/ oder der Steuerblock jeweils als separate Baugruppe ausgebildet ist/ sind, die jeweils separat als Einheit lösbar befestigbar innerhalb der Stanz-/ Perforiermaschine angeordnet ist.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus der DE 33 39 503 A1 ist eine Stanzmaschine mit mehreren, jeweils mit einer Matrize zusammenwirkenden Stanzstempeln, einer Antriebseinrichtung für die Stanzstempelbewegungen und einer Vorschubeinrichtung zur taktweisen Weiterbewegung des zu stanzenden Materials durch die Stanzmaschine bekannt. Bei mindestens einem der Stanzstempel, vorzugsweise bei allen Stanzstempeln, ist ein eigener ein- und ausschaltbarer Antrieb und/ oder eine ein- und ausschaltbare Kopplung mit der Antriebseinrichtung vorgesehen. Die Stanzmaschine weist weiterhin einen Maschinentisch mit mehreren Aufnahmepositionen für jeweils eine Werkzeugeinheit auf. Die Werkzeugeinheit besitzt mindestens eine Matrize und mindestens einen von der Antriebseinrichtung beaufschlagbaren Stanzstempel. Die Werkzeugeinheit mit der Matrize und einem mit der Matrize zusammenwirkenden Stanzstempel weist einen eigenen ein- und schaltbaren Antrieb oder eine ein- und ausschaltbare Kopplungseinrichtung für die Übertragung der Stanzstempelantriebskraft auf.
  • In der DE 41 35 787 A1 ist eine Stanzbearbeitungsvorrichtung beschrieben zur Herstellung eines Stanzmusters umfassend ein oberes Gesenk mit einem Stanzstempelhalter mit mehreren Stanzstempeln und mit einer darunter liegenden Abstreifplatte mit Bohrungen zur Aufnahme der Enden der von dem Stanzstempelhalter vorspringenden Stanzstempeln derart, dass sie ausfahrbar oder zurückziehbar sind, und ein unteres Gesenk mit Bohrungen, in die die Enden der Stanzstempel beim Stanzvorgang eintreten. Vorschubeinrichtungen bewegen ein zwischen das untere Gesenk und die Abstreifplatte eingeführte Materialeinheit intermittierend synchron zum Stanzvorgang. Die Stanzstempel sind in dem Stanzstempelhalter auf- und abwärts bewegbar gehalten, wobei die Oberseiten von Köpfen der Stanzstempel glatt oder mit der oberen Oberfläche des Stanzstempelhalters abschließen. Dabei werden Pressköpfe eingesetzt mit einer Kopfoberfläche zum Niederdrücken der Stanzstempelköpfe. Zusätzlich ist ein Niederdrücken verhindernder abgestufter Abschnitt durch Presskopf-Antriebseinrichtungen derart beweglich, dass entweder die Kopfoberfläche oder der abgestumpfte Abschnitt mit dem jeweiligen Stanzstempelkopf ausgerichtet ist. Die Presskopf-Antriebseinrichtungen sind durch eine Steuerschaltung gesteuert, die binärcodierte Bearbeitungsdaten entsprechend dem Stanzmuster erzeugt.
  • In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 010 990 U1 ist eine Vorrichtung zum Stanzen von Werkstücken mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug beschrieben, wobei das Oberwerkzeug relativ zu dem Unterwerkzeug beweglich ist, wobei in dem Oberwerkzeug mehrere Stanzstempel und denselben zugeordnete Stellelemente angeordnet sind, welche zwischen einer betätigenden Stellung, in der die Stanzstempel bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs relativ zu dem Unterwerkzeug das Werkstück bearbeiten, und einer nicht betätigenden Stellung, in der die Stanzstempel bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs relativ zu dem Unterwerkzeug das Werkstück nicht bearbeiten, verstellbar sind, und wobei das Oberwerkzeug eine erste, obere Stempelführungsplatte mit Bohrungen zur Durchführungen der Stempel und eine zweite dem Unterwerkzeug zugewandte Stempelführungsplatte mit Bohrungen zur Durchführung der Stempel aufweist. Weiterhin ist eine zweite, mit dem Unterwerkzeug zugewandte Stempelführungsplatte des Oberwerkzeugs Teil eines Niederhalterelements, wobei die Reibung der Stanzstempel innerhalb der Bohrungen des Niederhalterelements höher ist als innerhalb der Bohrungen der oberen Stempelführungsplatten des Oberwerkzeugs, vorhanden.
  • Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 20 2017103 498 U1 offenbart eine Perforiermaschine mit einem Maschinentisch und einem relativ dazu beweglichen Schlagelement, mit einem Perforierwerkzeug, das entweder am Maschinentisch oder am Schlagelement aufgenommen ist und dem eine Matrize am jeweils anderen Teil zugeordnet ist, zur Perforierung einer Materialbahn, die zwischen dem Perforierwerkzeug und Matrize in ihrer Längsrichtung antreibbar geführt ist. Zusätzlich sind Mittel zur simultanen Bewegung des Perforierwerkzeugs und der Matrize in Querrichtung zur Materialbahn vorgesehen.
  • In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2014 104 997 U1 ist eine Stanze mit mehreren Stanzstempeln, deren Stempelköpfe in einer Stempelaufnahmeplatte gelagert sind, beschrieben. Die Lagerung der Stempelköpfe in der Stempelaufnahmeplatte ist derart gestaltet, dass sich beim Rückhub der Stanzstempel eine Hinterschneidung ergibt, wobei ein Antriebselement die Stempelaufnahmeplatte mittelbar bewegt. Die Stanze weist wenigstens ein Riegelelement auf, das wenigstens einem Stanzstempel zugeordnet ist und sich zwischen dem Antriebselement und der Stempelaufnahmeplatte befindet. Das Riegelelement ist in zwei Betriebsstellungen bewegbar, wobei das Riegelelement in einer ersten Betriebsstellung den Zwischenraum zwischen dem Antriebselement und dem Stempelkopf des wenigstens einen Stanzstempels ausfüllt und in einer zweiten Betriebsstellung das Riegelelement einen Freiraum oberhalb des Stempelkopfes des wenigstens einen Stanzstempels bildet und wobei zusätzlich der wenigstens eine Stanzstempel zumindest in der zweiten Betriebsstellung des Riegelelements durch ein Bremselement gehalten wird.
  • In der EP 0 963 801 A2 ist eine Presse zur Herstellung variabler Bearbeitungsmuster offenbart. Bei dieser Presse mit verstellbaren Werkzeugteilen beispielsweise Lochstempel ist vorzugsweise jedem Werkzeugteil jeweils ein Sperrelement zugeordnet, wobei das Sperrelement eine Sperr- und Freigabeposition aufweist. An dem Sperrelement ist eine Anlagefläche vorgesehen, die in Flächenbereiche unterteilt ist, zwischen den Flächenbereichen sind Ausnehmungen ausgebildet. Dadurch wird eine Verzahnung ausgebildet. Der erforderliche Hub des Sperrelements bei seiner Überführung aus Sperrin Freigabeposition und umgekehrt kann somit auf die Zahnbreite beschränkt werden. Dies ermöglicht es, besonders schmale Sperrglieder zu schaffen. In einer offenbarten Ausführungsform sind die Sperrglieder und die verstellbaren Werkzeugteile in voneinander trennbaren Teilwerkzeugen beispielsweise Kassetten angeordnet. Damit kann beispielsweise auf unterschiedliche Stempel, das heißt unterschiedliche Stempeldurchmesser, Stempelformen, Stempelzahnungen, gestempelt werden, ohne die Einheit mit den Riegeln und den Antrieben zu wechseln. Eine hohe Variabilität und Differenzierung des durch die Lochstempel erzeugten Lochbildes ist nicht möglich.
  • Die EP 0 508 557 A2 offenbart eine Stanzmaschine bei der die einzelnen Stanzstempel über verschiebbare Sperrglieder aktiviert bzw. deaktiviert werden können. Somit ist es möglich in ein einzelnen Stanzreihen ein unterschiedliches Stanzbild zu erzeugen. Um eine geändertes Stanzbild zu erzeugen, sind aufwendige Umbaumaßnahmen erforderlich.
  • Die JP H08323695 A offenbart eine Stanzvorrichtung bei der die einzelnen Stanzstempel über verfahrbare Sperrschieber aktiviert oder deaktiviert werden können. Diese Vorrichtung ermöglicht ein Stanzbild aus Reihen von Stanzlöchern und ist nicht in der Lage, filigrane Stanzlochmuster zu erzeugen. Des Weiteren ist der Montageaufwand zum Wechsel auf ein anderes Lochstanzbild, beispielsweise mit Stanzlöchern mit unterschiedlichen Durchmessern, sehr aufwendig.
  • Bei den bekannten Stanz-/ Perforiermaschinen sind Stanzwerkzeug und Steuerblock über eine Vielzahl von Schraubverbindungen miteinander verschraubt und zusätzlich noch an dem Maschinengestell der Maschine befestigt. Dies bedeutet, dass im Fall einer Wartung, die aufgrund des permanenten Einsatzes der Stanz- / Perforiermaschinen regelmäßig anfällt, beispielsweise Schleifen der Perforiernadeln und/ oder Matrizen, oder im Falle einer Reparatur nur mit zeitintensiven und aufwendigen Maßnahmen durchgeführt werden kann. Dies bedeutet, dass im Falle von Wartungsarbeiten oder Reparaturarbeiten die Stanz- / Perforiermaschine über einen längeren Zeitraum für den Produktionsprozess ausfällt.
  • Des Weiteren ist bei den bekannten Stanz-/ Perforiermaschinen der Abstand zwischen den Stanzstempel/ Perforiernadeln aufgrund der gewählten Geometrie relativ groß, so dass Stanz- / Perforationsmuster mit kleinem Rastermaß nicht erzeugt werden können.
  • Die Nadelanzahl bei den bekannten Stanz-/ Perforiermaschinen ist daher pro Flächeneinheit stark begrenzt.
  • Des Weiteren ist bezüglich der bekannten Stanz-/ Perforiermaschinen festzuhalten, dass die Taktzahl bezüglich der durchzuführenden Stanz-/ Perforationshübe aufgrund der mechanisch gewählten Konstruktionen relativ gering ist, was die Bearbeitungszeit im Produktionsprozess erhöht. Dies wirkt sich negativ auf den wirtschaftlichen Einsatz derartiger Stanz-/ Perforiermaschinen aus.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Stanz- / Perforiermaschinen anzugeben, die die Zeiten für eine Wartung beziehungsweise Reparatur deutlich reduziert und dadurch einen wirtschaftlichen Einsatz einer derartigen Stanz- / Perforiermaschinen ermöglicht.
  • Der vorliegende Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Stanz-/ Perforiermaschine anzugeben, die die Erstellung eines variabel vorgebbaren Stanzmusters ermöglicht, die eine gegenüber den bekannten Maschinen wesentlich höhere Taktzahl des Perforationshubes gewährleistet, eine gegenüber den bekannten Maschinen erhöhte Anzahl von Stanzstempeln/ Perforationsnadeln pro Flächeneinheit ermöglicht und eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität gewährleistet.
  • Die erfindungsgemäße Stanz-/ Perforiermaschinen ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche 2 bis 17.
  • Die erfindungsgemäße Stanz-/ Perforiermaschinen ist demgemäß gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    • eine Speichereinrichtung, in der die Daten für die Geometrie des Stanz-/ Perforationsmusters ablegt ist,
    • einer Steuereinrichtung, die mit der Speichereinrichtung in Kommunikationsverbindung steht,
    • einem Steuerblock, der Kolben-Zylindereinheiten aufweist, deren Bewegungen beim Stanz- / Perforationshub individuell über die Steuereinrichtung ansteuerbar sind und individuell jedem Stanzstempel/jeder Perforiernadel zugeordnet sind,
    • einem Sperrschieber, der jeweils an eine entsprechende Kolbenstange der Kolben-Zylindereinheit angeschlossen ist, wobei der Sperrschieber durch die Bewegung der Kolbenstange in eine Aktivierungsbeziehungsweise Deaktivierungsposition verschiebbar ist,
    • der Sperrschieber in Aktivierungsposition direkt oder indirekt auf den Stanzstempel/ die Perforiernadel bei der Ausführung des Hubes einwirkt,
    • der Sperrschieber in Deaktivierungsposition keine Wirkung auf den Stanzstempel/ die Perforiernadel ausübt,
    • so dass in Aktivierungsposition des Sperrschiebers dieser bei der Hubbewegung auf den Stanzstempel/ Perforiernadel einwirkt und eine Perforation durchgeführt wird und in Deaktivierungsposition des Sperrschiebers keine Stanzung/ Perforation der Materialeinheit/-bahn bewirkt wird und zeichnet sich dadurch aus, dass der Steuerblock in einem in Längsrichtung vorgebbaren Raster, das dem Raster des Stanzstempels / der Perforiernadel entspricht, angeordnete Führungsausnehmungen aufweist, in denen in Hubrichtung längsverschieblich gelagerte Verlängerungsprofile vorhanden sind, deren Länge dem Abstand zwischen der Unterseite des jeweiligen Sperrschiebers und dem Kopf des / der zugeordneten Stanzstempels beziehungsweise Perforiernadel entspricht.
  • Durch diese Verlängerungsprofile wird gewährleistet, dass bei Durchführung des Stanz-/ Perforationshubs und aktiviertem Sperrschieber die zugeordneten Stanzstempel/ Perforiernadeln zuverlässig aktiviert werden. Die Verlängerungsprofile sind jeweils individuell in ihrer Länge auf die Position des zugeordneten Stanzstempels beziehungsweise Perforiernadel ausgebildet.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Stanzwerkzeug und/ oder der Steuerblock in innerhalb der Stanzmaschine vorhandenen Führungsnuten in Längsrichtung ein-/ ausziehbar angeordnet sind.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stanz-/ Perforiermaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Führungsnute so ausgebildet sind, dass zusätzliche Adaptereinheiten einbringbar sind um die formschlüssige Lagerung unterschiedlicher Geometrien von Stanzwerkzeugen oder Steuerblöcken zu ermöglichen.
  • Durch den erfindungsgemäßen Aufbau mit einzelnen bauunabhängig voneinander montierbaren Baugruppen betreffend das Stanzwerkzeug und den Steuerblock steht insgesamt ein System zur Verfügung, das sehr flexibel ist und im Falle einer Wartung - beispielsweise zum Schleifen der Perforiernadeln oder Matrizen - oder bei einer Reparatur zur Folge hat, dass nur einzelne Baugruppen beziehungsweise Teile davon getauscht oder entnommen werden um die Wartungs-/ Reparaturmaßnahmen durchzuführen. Das Stanzwerkzeug und der Steuerblock sind unabhängig voneinander trennbar, im Gegensatz zu den bekannten Systemen, bei denen das Stanzwerkzeug und der Steuerblock komplett miteinander in vielfacher Verbindung verschraubt und zusätzlich noch mit dem Maschinengestell verschraubt sind.
  • Durch den Einsatz von Führungsnuten und den Verzicht von verschraubten Befestigungen innerhalb des Systems ist ein schneller Stanzwerkzeug- und Steuerblockwechsel möglich. Hierdurch kann eine Reduzierung der Wechselzeiten für die genannten beiden Teilen um bis zu 80 % im Vergleich zu den bekannten Systemen erreicht werden. Dies bedeutet, dass bei den regelmäßig anfallenden Wartungs- und/ oder Reparaturarbeiten gegenüber den bekannten Stanz- / Perforiermaschinen wesentlich geringere Stillstandszeiten während der Durchführung der Wartungs- und/ oder Reparaturarbeiten möglich sind, wodurch der wirtschaftliche Einsatz derartiger Stanz-/ Perforiermaschinen deutlich erhöht wird.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, die die Umsetzung hoher Taktzahlen ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Kolben-Zylindereinheit als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit mit einer ersten Druckkammer und einer zweiten Druckkammer ausgebildet ist, wobei die erste Druckkammer über die Steuereinrichtung permanent mit einem ersten Druck beaufschlagt wird, der bewirkt, dass der Sperrschieber sich in Deaktivierungsposition befindet beziehungsweise gehalten wird und bei Durchführung einer Stanzung beziehungsweise Perforation die Steuereinrichtung die zweite Druckkammer im Aktivierungsfall mit einem zweiten Druck beaufschlagt, der größer ist als der erste Druck, so dass der Sperrschieber in Aktivierungsposition ausfährt und dadurch bei der Hubbewegung diese Bewegung auf den/ die zugeordnete / n Stanzstempel/ Perforiernadel übertragen wird, so dass eine Stanzung beziehungsweise Perforation der Materialeinheit/ -bahn durchgeführt wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, die einen dauerhaft funktionalen Einsatz bei hohen Taktzahlen gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass der Sperrschieber jeweils formschlüssig mit axialem und radialem Spiel an der entsprechenden Kolbenstange der Kolben-Zylindereinheit angeschlossen ist.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, die einen kompakten Aufbau des Steuerblocks in Verbindung mit einem kleinen Rastermaß der anzusteuernden Stanzstempel/Perforiernadeln gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass der Steuerblock von der Steuereinrichtung individuell ansteuerbare Gehäuse aufweist, die mehrere in Längsrichtung und in Hubrichtung versetzt angeordnete individuell ansteuerbare Kolben-Zylindereinheiten aufweisen.
  • Um die gewünschten Stanz-/Perforationsbilder auf der Materialeinheit beziehungsweise -bahn zu erzeugen - und zwar in der jeweils gewünschten Geometrie des Abstandes der Perforationen untereinander - zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanz-/Perforiermaschine dadurch aus, dass die innerhalb des Gehäuses angeordneten Kolben-Zylindereinheiten in Längsrichtung ein Versatzmaß von 0,5-, 1- und 2-fachen oder mehrfachen des Rastermaßes der Anordnung der Stanzstempel/der Perforiernadeln innerhalb des Stanzwerkzeugs entsprechen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung, die zum Einen die Demontage des Stanzwerkzeugs erleichtert und zum Anderen den Einsatz von weiteren Werkzeugen mit gleichem Werkzeugprofil - aber mit anderer Rasterung der Stanzstempel/Perforiernadeln - beispielsweise bei abgeschalteter Ansteuerung des Perforationsvorgangs ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass oberhalb auf einem Nadelhalter des Stanzwerkzeugs ein Distanzblech angeordnet ist, das entweder dem Rastermaß des Stanzstempels/der Perforiernadel entsprechende kongruente Ausnehmungen in demselben Rastermaß aufweist oder als geschlossenes Blech ausgebildet ist.
  • Eine besonders bevorzugte konstruktive Ausführungsvariante, die einen effizienten und wirtschaftlichen Einsatz ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Ventileinrichtung vorhanden ist, die von der Steuereinrichtung angesteuert wird und mit den Kolben-Zylindereinheiten des Steuerblocks in Kommunikationsverbindung steht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante, die eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität hinsichtlich einer dauerhaften Gewährleistung hoher Taktzahlen gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass der Sperrschieber in seinem freien Endbereich eine zur Hubrichtung geneigte Kontur aufweist, derart, dass beim Ausfahren des Sperrschiebers ein möglicherweise überstehendes Verlängerungsprofil oder überstehende/r Stanzstempel/Perforiernadel in Hubrichtung nach unten geschoben wird.
  • Eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanz-/Perforiermaschine, die die Handhabung zur Bedienung der Maschine für die Bedienperson wesentlich verbessert und gleichzeitig eine hohe Funktionalität gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Projektionslasereinheit vorhanden ist, die in Abhängigkeit der von den in der Speichereinrichtung abgelegten Daten der Kontur des zu bearbeitenden beziehungsweise perforierenden Materials diese Konturen auf einem Anlegetisch der Maschine abbildet, wodurch eine exakte Ausrichtung des Materials ermöglicht wird und die durch den Projektionslaser dann erfasste Positionsdaten der Steuereinrichtung zugeführt werden.
  • Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die die Funktionalität weiter erhöht, zeichnet sich dadurch aus, dass das längsverschiebliche Verlängerungsprofil eine stufenförmige Außenumfangskontur und die zugeordnete Führungsausnehmung ein entsprechende Gegenkontur aufweist.
  • Eine hinsichtlich der Variabilität und Funktionalität besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse mit mehreren Kolben-Zylindereinheiten autark in Hinblick auf Ansteuerung, Druckregelung und Drucküberwachung oder dergleichen ausgebildet ist.
  • In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventileinrichtung, die von der Steuereinrichtung ferngesteuert wird, als separat anschließbare zur Stanz-/Perforiermaschine ausgebildete Einheit ausgestaltet.
  • Eine besonders bevorzugte konstruktive Ausgestaltung, die sich in der Praxis bezüglich des geforderten herzustellenden Stanz-/Perforationsmusters besonders bewährt hat, zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse vier Zylinder-Kolbeneinheiten aufweist und der Steuerblock / das Stanzwerkzeug vier in Längsrichtung rasterförmig und in Querrichtung versetzt angeordnete Rasterausnehmungen für das Verlängerungsprofil beziehungsweise den Stanzstempel/die Perforiernadeln aufweist.
  • Eine konstruktiv besonders einfache Lösung, die bezüglich der Wartung/Reparatur und im Wechsel des Stanzwerkzeugs vorteilhaft ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Distanzblech auf dem Nadelhalter oberseitig befestigt ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, kann die Ventileinrichtung als pneumatisches oder hydraulisches System ausgebildet sein.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst somit ein Zubehöraggregat, nämlich eine Stanzeinheit zum Einbau in eine Stanz-/Perforiermaschine in Sonderausführung, wobei die Maschine mit diversen Werkzeugadaptern ausgerüstet werden kann, um unterschiedliche auf dem Markt befindliche Werkzeugprofile aufzunehmen. Dies ist durch das Vorsehen von entsprechenden Führungsprofilen für den Steuerblock und das Stanzwerkzeug möglich. Außer dem Stanzen/ Perforieren von runden Löchern können auch innerhalb vorgegebener maßlicher und technischer Grenzen beliebige symmetrische und/oder asymmetrische Konturen (Formen) damit hergestellt werden.
  • Die erfindungsgemäße Stanz/Perforiermaschine weist im Einzelnen folgenden Baugruppen auf, eine Steuereinrichtung, die einen Steuerblock mit entsprechender Führung aufweist, eine Ventileinrichtung mit speziellen Kolben-Zylindereinheiten mit dazugehörigen Kolbenstangen, die individuell über die Steuereinrichtung angesteuert werden können, sowie Sperrschiebern, die jedem Stanzstempel/jeder Perforiernadel zugeordnet sind, mit entsprechenden mechanischen Verlängerungsprofilen, die zwischen Sperrschieber und dem Stanzstempel/Perforiernadeln angeordnet sind.
  • Die Stanz/Perforiermaschine wird mittels einer Servohydraulik oder alternativ motorisch mit pneumatischer Brems-Kupplungskombination angetrieben. Unter dem Druckbalken ist der Steuerblock angeordnet, welcher durch eine T-Nutführung und Zentrierstifte mit diesem verbunden ist. Der Druckbalken wird durch den oben genannten Antrieb in Hubrichtung nach oben und unten bewegt, in Abhängigkeit der Signale der Steuereinrichtung. Unter dem Steuerblock befindet sich ein entsprechendes Stanzwerkzeug, dessen Rasterung mit derer des Steuerblocks identisch ist. Ein Nadelhalter des Stanzwerkzeugs wird ebenfalls durch eine T-Nutführung am Steuerblock geführt und das Unterteil des Stanzwerkzeugs mit den Matrizen mittels Zentrierstift positioniert. Auch dieses Unterteil wird in einer T-Nutführung platziert. Der Nadelhalter bildet zusammen mit der Nadelführung, die fest mit dem Werkzeug verbunden ist, eine Einheit, das sogenannte Stanzwerkzeug.
  • Zum Aufbau des Steuerblocks ist Folgendes auszuführen:
    Der Steuerblock besteht im Einzelnen aus beispielsweise pneumatisch angesteuerten und mit einer sogenannten Luftfeder im Rückhub unterstützen Kolben-Zylindereinheiten. Für jede anzusteuernde Perforiernadel im Werkzeug wird eine Kolbenstange /ein Zylinderkolben eingesetzt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird dabei eine Kolben-Zylindergehäuseeinheit verwendet, die aus vier unabhängig voneinander arbeitenden Kolben-Zylindereinheiten mit Kolbenstangen gebildet wird. Dadurch ergibt sich ein schmaler Aufbau.
  • Am Kopf einer jeden Kolbenstange wird mit Hilfe einer formschlüssigen aber losen Verbindung der Anschluss zu einem Sperrschieber hergestellt. Diese Verbindung ermöglicht ein Spiel sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, was eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität gewährleistet, da systembedingte geometrische Ungenauigkeiten eliminiert werden.
  • Durch den voneinander getrennten Aufbau von Steuerblock und Stanzwerkzeug gelingt es den minimalen Abstand zwischen den Stanzstempeln/Perforiernadeln im Werkzeug zu erreichen, welcher einer Standardperforation beispielsweise im Automobilbau entspricht. Daraus ergibt sich beispielsweise aktuell eine maximale Nadelanzahl von 1024 Nadeln auf einer Perforierbreite von 1945.6 mm.
  • Eine derartige Nadelanzahl kann bei den bekannten Stanz-/Perforiermaschinen nicht erreicht werden.
  • Um den Abstand zwischen dem Kopf der einzelnen Nadel und deren zugehörigen Sperrschieber zu überbrücken, kommt eine mechanische Verlängerung (Verlängerungsprofil) zum Einsatz. Diese besteht beispielsweise aus einem gehärteten und im Durchmesser abgesetzten Rundmaterial, welches lose auf dem Kopf der Nadel aufliegt. Durch den abgesetzten Außendurchmesser wird ein Herabfallen des senkrecht eingebauten Verlängerungsprofils im Steuerblock beim Einbeziehungsweise Ausbau des Werkzeugs verhindert. Gleichzeitig wird dieses Verlängerungsprofil durch den genannten Absatz in einer fix definierten Position über dem Nadelkopf gehalten. Um die Differenz zwischen dem vorgegebenen Nadeldurchmesser beziehungsweise Nadelabstand und dem zwangsläufig breiteren Sperrschieber mit der dazugehörigen Kolbenstange auszugleichen, werden die mechanischen Verlängerungsprofile in unterschiedlichen Längen im Steuerblock eingesetzt und den Sperrschiebern entsprechend zugeordnet.
  • Die einzelnen Spezialzylinder beziehungsweise die eingesetzten Kolben-Zylindereinheiten im Steuerblock werden von einer Ventileinrichtung angesteuert, welche innerhalb der Maschine in vier Gehäuseeinheiten vor Beschädigungen beziehungsweise Zugriff geschützt und integriert vorhanden sind. Diese Gehäuse beinhalten die komplette elektronische und pneumatische Ansteuerung (Ventilinseln, Druckregelung, Drucküberwachung etc.). Diese Einheiten werden mittels eines Kupplungssystems (Multipol) mit den Ventilen am Steuerblock verbunden. Alternativ können die Ventileinrichtungen aber auch flexibel auf entsprechenden Transportgestellen montiert werden, um diese an verschiedenen Stanz-/Perforiermaschinen einzusetzen. Dadurch ist man nicht auf nur einen Arbeitsbereich angewiesen.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Stanz-/Perforiermaschine läuft wie folgt ab:
    Die geometrischen Daten des Perforationsmusters werden festgelegt und elektronisch erfasst. Diese Daten werden der Speichereinrichtung der Stanz-/Perforiermaschine übermittelt und durch die Steuereinrichtung ausgewertet.
  • Alternativ beziehungsweise parallel hierzu können die Daten beispielsweise einer vorgegebenen beliebigen Kontur (Außen- oder Innenform) des zu perforierenden Materials mittels Projektionslaser auf einem Auslegetisch abgebildet werden. Anhand dieser Abbildung kann das Material ausgerichtet und diese Positionsdaten der Steuereinrichtung übermittelt werden. Durch die Steuereinrichtung ermittelten Steuersignale werden die Kolbenstangen der Kolben-Zylindereinheiten in dem Steuerblock über die Ventileinrichtungen angesteuert.
  • Infolge der im Einzelfall aktivierten Druckbeaufschlagung der jeweils individuell zugeordneten Kolben-Zylindereinheit fährt die jeweilige Kolbenstange der Kolben-Zylindereinheit aus und bewegt den Sperrschieber nach vorne in Aktivierungsposition. In dieser Stellung wird die mechanische Verlängerung (Verlängerungsprofil) durch die untere Kante des Sperrschiebers nach oben begrenzt. Dies hat zur Folge, dass der Stanzstempel/die Perforiernadel durch das Verlängerungsprofil bei dem nun folgenden Stanztakt gehalten wird und so eine Stanzung stattfindet.
  • Wird die Kolbenstange bei dem darauf folgenden Stanztakt nicht angesteuert, so bewirkt der stets anstehende Gegendruck aus dem die Kolben-Zylindereinheit einwirkende Druckspeichereinheit (sogenannte Luftfeder), dass die Kolbenstange automatisch auf ihre Ausgangsstellung, das heißt Deaktivierungsposition, zurückfährt. Damit wird auch der Sperrschieber zurückgezogen und gibt die Begrenzung am oberen Ende des Verlängerungsprofils frei. Bei dem nun folgenden Stanztakt werden die Stanzstempel beziehungsweise die Perforiernadeln und das darüber anstehende Verlängerungsprofil beim Auftreffen auf das zu perforierende Material auf die obere Kante des Sperrschiebers zurückgeschoben. Dadurch erfolgt keine Stanzung. Da die Führung der Stanzstempel/Perforiernadel und das dazugehörige Verlängerungsprofil systembedingt sehr leichtgängig sind, wird die Oberfläche des zu perforierenden Materials nicht verletzt.
  • Dadurch, dass jede Kolben-Zylindereinheit als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist und durch den permanent anstehenden Gegendruck des zugehörigen Druckspeichers permanent einen Rückhub in Deaktivierungsposition des Sperrschiebers bewirkt, der nur bei Aktivierung über die Ventileinrichtung in Aktivierungsposition durch einen erhöhten Gegendruck gefahren wird, kann die Schaltzeit zwischen den einzelnen Stanzungen stark reduziert werden. Daraus ergibt sich eine wesentlich höhere Taktzahl, beispielsweise 160 bis 180 Stanzungen pro Minute, der Stanzeinheit im Vergleich zu bekannten Stanz-/Perforiermaschinen.
  • Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    stark schematisierte Darstellung einer Stanz-/Perforiermaschine mit einem in Führungsnuten angeordneten Steuerblock und einem in Führungsnuten angeordneten Stanzwerkzeug, mit individuell über eine Steuereinrichtung, Ventileinrichtung und Kolben-Zylindereinheiten mit Sperrschieber aktivierbare/n Stanzstempel/Perforiernadeln,
    Fig. 2
    schematische ausschnittsweise Detaildarstellung einer konstruktiven Ausführungsvariante der Stanz-/Perforiermaschine gemäß Fig. 1 mit beispielhafter Darstellung eines Sperrschiebers in Aktivierungsposition vor dem Perforationshub, wobei auf dem Nadelhalter der Perforationsnadeln ein Distanzblech mit Lochraster angeordnet ist,
    Fig. 3
    schematische Detailansicht der Stanz-/Perforiermaschine gemäß Fig. 2 nach der Ausführung des Perforationshubes,
    Fig. 4
    schematische Detailansicht der Stanz-/Perforiermaschine gemäß Fig. 2 bei eingefahrenem Sperrschieber nach dem Perforationshub,
    Fig. 5
    schematische Detailansicht der Stanz-/Perforiermaschine gemäß Fig. 4 vor dem Perforationshub, wobei auf dem Nadelhalter ein geschlossenes Distanzblech, das heißt ohne Lochraster, befestigt ist und
    Fig. 6
    schematische Detailansicht gemäß Fig. 2 mit zusätzlicher schematischer Darstellung einer Ventileinrichtung und eines Druckspeichers.
    WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Die in Fig. 1 schematisiert dargestellte Stanz-/Perforiermaschine 10 weist ein Stanzwerkzeug 12 und einen Steuerblock 14 auf. In der durch Servohydraulik angetriebenen Stanz-/Perforiermaschine 10 ist der Steuerblock 14 mit einem Druckbalken 36 verbunden, das heißt in einer an dem Druckbalken 36 vorhandenen Steuerblockführungsnut 42 eingeführt und zentriert. Der Druckbalken 36 wird durch ein Antriebsaggregat 18 in Hubrichtung H auf und ab bewegt. Unter dem Steuerblock 14 befindet sich das entsprechende Stanzwerkzeug 12, dessen Rasterung für die Perforiernadeln 16 mit der des Steuerblocks 14 identisch ist. Das Stanzwerkzeug 18 weist einen Nadelhalter 34 auf, der in einer Nadelhalterführungsnut 44 im Steuerblock 14 eingeführt ist. Das Unterteil des Stanzwerkzeugs 12 mit den Matrizen wird mittels eines nicht näher dargestellten Zentrierstifts zentriert. Auch dieses Unterteil des Stanzwerkzeugs 12 wird in Werkzeugführungsnuten 46 platziert. Der Nadelhalter 34 bildet zusammen mit der Nadelführung, die fest mit dem Stanzwerkzeug 12 verbunden ist, eine Einheit, nämlich das Stanzwerkzeug 12.
  • Auf den Nadelhalter 34 befindet sich ein Distanzblech 60, welches zum Einen die Demontage des Stanzwerkzeugs 12 erleichtert und zum Anderen den Einsatz weiterer Standardwerkzeuge mit gleichem Werkzeugprofil aber andere Teilung ermöglicht. Hierbei wird das offene Distanzblech 60, das mit Rasterbohrungen versehen ist (siehe Figuren 1 bis 4), durch eine geschlossene Variante ohne Rasterbohrungen (siehe Fig. 5) ersetzt.
  • Die Perforiernadeln 16 sind in einem vorgegebenen Raster in Längsrichtung L, die senkrecht zur Darstellungsebene von Fig. 1 verläuft angeordnet. Die Perforiernadeln 16 können individuell bei jedem Perforationshub H entweder aktiviert oder deaktiviert werden. Diese individuelle Ansteuerung wird dadurch umgesetzt, dass eine Steuereinrichtung 30 vorhanden ist, die mit einer Speichereinrichtung 40 in Kommunikationsverbindung steht, in der die geometrischen Daten des zu erstellenden Perforationsmusters auf einer dem Stanzwerkzeug 12 zugeführten Materialbahn M gespeichert sind.
  • Die Steuereinrichtung 30 steht mit einer Ventileinrichtung 26 in Kommunikationsverbindung, wobei die Ventileinrichtung 26 Ventileinheiten aufweist, die jeweils individuell mit an dem Steuerblock 14 angeordneten Kolben-Zylindereinheiten in Kommunikationsverbindung stehen. Die Kolben-Zylindereinheiten sind als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheiten ausgebildet, mit einem Zylinder 24, einem Kolben 21 und einer Kolbenstange 20. In jeder Kolben-Zylindereinheit ist eine erste Druckkammer 28 und eine zweite Druckkammer 32 vorhanden.
  • Jede Kolbenstange 20 ist in ihrem freien Endbereich an einen Sperrschieber 22 angeschlossen, der von einer Aktivierungsposition (ausgefahrener Zustand) und einer Deaktivierungsposition (eingefahrener Zustand) bei entsprechender Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylindereinheit in Schieberichtung S quer zur Hubrichtung H verschiebbar ist. Weiterhin ist ein erster Druckspeicher 28.1 und ein zweiter Druckspeicher 32.1 vorhanden, die mit der Ventileinrichtung 26 kommunizieren. Die erste Druckkammer 28 stellt einen Druck P1 zur Verfügung, und die zweite Druckkammer 32 stellt einen Druck P2 zur Verfügung, der größer ist als der Druck P1.
  • Jeder Perforiernadel 16 ist ein Sperrschieber 22 mit zugehöriger ansteuerbarer Kolben-Zylindereinheit zugeordnet. Der Sperrschieber 22 ist beabstandet zum oberen Kopfende der Perforiernadel 16 vorhanden. Unterhalb des Sperrschiebers 22 ist ein Verlängerungsprofil 48 im Steuerblock 14 in einer entsprechenden Führung vorhanden, wobei das Verlängerungsprofil 48 unterseitig auf dem Kopf der zugeordneten Perforiernadel 16 anliegt und die obere Stirnseite des Verlängerungsprofils 48 auf dem Höhenniveau der Unterseite des Sperrschiebers 22 angeordnet ist. Im ausgefahrenen Zustand des Sperrschiebers 22 liegt dieser auf dem Verlängerungsprofil 48 auf, so dass bei Durchführung der Hubbewegung H des Steuerblocks 14 die Perforiernadel 16 nach unten bewegt wird und eine Perforation an der Materialbahn M auslöst.
  • Bei eingefahrenen Sperrschieber 22 ist kein Kontakt zwischen Verlängerungsprofil 48 und Sperrschieber 22 vorhanden, da die Unterseite des Sperrschiebers 22 neben der Unterseite des Verlängerungsprofils 48 vorhanden ist. Wird in der eingefahrenen Position des Sperrschiebers 22 ein Perforationshub durchgeführt, so wird das Verlängerungsprofil 48 nicht von dem Sperrschieber 22 bewegungsmäßig beaufschlagt, so dass die zugeordnete Perforiernadel 16 keine Perforation durchführt.
  • Der Sperrschieber 22 weist in seinem freien Endbereich eine gegen die Hubrichtung H geneigt verlaufende Kontur 52 auf, die gewährleistet, dass falls beim Ausfahren des Sperrschiebers 22 das Verlängerungsprofil 48 beziehungsweise die Perforiernadel 16 einen Überstand nach oben aufweist, das Verlängerungsprofil 48 nach unten geschoben und nicht abgeschert beziehungsweise beschädigt wird. Dadurch ist eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität gewährleistet.
  • Beim Betrieb der Stanz-/Perforiermaschine werden die erste Drucckammer 28 und zweite Druckkammer 32 über die Ventileinrichtung 26 und die Steuereinrichtung 30 unter Berücksichtigung der gespeicherten Perforationsmusterdaten wie folgt individuell angesteuert. Die erste Druckkammer 28 wird über den ersten Druckspeicher 28.1 mit dem Druck P1 permanent beaufschlagt, das heißt unter der Wirkung des Drucks P1 befindet sich der Sperrschieber 22 in der eingefahrenen Position, so dass bei Durchführung des Perforationshubes H die zugeordnete Perforiernadel 16 keine Perforation durchführt.
  • Ist eine Perforiernadel 16 bei einem Perforationshub H zu Aktivieren, veranlasst die Steuereinrichtung 30 über die Ventileinrichtung 26, dass die zweite Druckkammer 32 über den zweiten Druckspeicher 32.1 mit dem Druck P2 beaufschlagt wird, der größer ist als der permanent anstehende Druck P1 in der ersten Druckkammer 28, so dass der Sperrschieber 22 ausfährt und bei Durchführung des Perforationshubes H die zugeordnete Perforiernadel 16 in Verbindung mit dem Verlängerungsprofil 48 einen Perforationshub H durchführt und eine Perforation auf der Materialbahn M herstellt.
  • An dem Steuerblock 14 sind somit individuell angesteuerte und unter einem permanenten ersten Druck P1 stehende, der quasi eine Luftfeder im Rückhub bildet, Kolben-Zylindereinheiten vorhanden, wobei für jede anzusteuernde Perforiernadel 16 im Stanzwerkzeug 12 eine Kolbenstange 20 der entsprechenden Kolben-Zylindereinheit zugeordnet ist, die durch Beaufschlagung mit dem Druck P2 aktiviert, das heißt ausgefahren, wird.
  • In der Praxis wird eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Ausführungsform eingesetzt, wobei ein Gehäuse 38 verwendet wird, das vier unabhängig voneinander arbeitende Kolben-Zylinderaggregate mit Kolbenstangen 20 aufweist. Diese Kolben-Zylinderaggregate sind in Hubrichtung H und in Längsrichtung L versetzt zueinander innerhalb des Gehäuses 38 angeordnet, wobei die Gehäuse 38 beidseitig an dem Steuerblock 14 vorhanden sind. Dadurch ergibt sich ein schmaler Aufbau. Am Kopf einer jeden Kolbenstange 20 wird mit Hilfe einer formschlüssigen aber losen Verbindung der Anschluss zu dem Sperrschieber 22 hergestellt. Diese Verbindung ermöglicht ein Spiel sowohl in axialer als auch vertikaler Richtung. Dadurch wird einer möglichen Beschädigung des Verlängerungsprofils 48 beim Aus- und Einfahren des Sperrschiebers 22 entgegengewirkt und insgesamt die Funktionalität verbessert.
  • Durch den voneinander getrennten Aufbau von Steuerblock 14 und Stanzwerkzeug 12 in Verbindung mit den in Hubrichtung H und in Längsrichtung L versetzt innerhalb eines Gehäuses 38 angeordneten Kolben-Zylinderaggregaten, ist es möglich, einen minimalen Abstand bezüglich des Rastermaßes zwischen den Perforiernadeln 16 im Werkzeug 12 zu erreichen, welcher beispielsweise einer Standardperforation im Automobilbau entspricht. Daraus kann beispielsweise eine maximale Nadelanzahl von 1024 Nadeln auf einer Perforationsbreite von 1945.6 mm erreicht werden.
  • Diese hohe Nadelanzahl pro Flächeneinheit kann bei den bekannten Systemen nicht erreicht werden.
  • Wie bereits oben beschrieben, wird zwischen dem Kopf der einzelnen Perforiernadeln 16 und Sperrschieber 22 das Verlängerungsprofil 48 angeordnet. Das Verlängerungsprofil 48 besteht beispielsweise aus einem gehärteten und im Durchmesser abgesetzten Rundmaterial, welches lose auf dem Kopf der Perforiernadel 16 aufliegt. Durch den abgesetzten Außendurchmesser wird eine Bewegung des senkrecht eingebauten Verlängerungsprofil 48 im Steuerblock 14 beim Einbeziehungsweise Ausbau des Werkzeugs verhindert. Gleichzeitig wird das Verlängerungsprofil 48 durch diesen Absatz in einer fix definierten Position über dem Nadelkopf gehalten.
  • Um die Differenz zwischen dem vorgegebenen Nadeldurchmesser beziehungsweise Nadelabstand und dem zwangsläufig breiteren Sperrschieber 22 mit der dazugehörigen Kolbenstange 20 auszugleichen, werden diese mechanischen Verlängerungsprofile 48 in unterschiedlichen Längen im Steuerblock 14 eingesetzt und den Sperrschiebern 22 entsprechend zugeordnet.
  • Die einzelnen Kolben-Zylindereinheiten sind als Spezialzylinder am Steuerblock 14 beidseitig vorhanden und werden von Steuerventilen 26 individuell angesteuert. Diese Spezialzylinder sind innerhalb der Maschine beispielsweise in Gehäusen 38 mit jeweils vier Kolben-Zylindereinheiten angeordnet, um sie vor Beschädigungen oder Zugriff zu schützen. Diese Gehäuse 38 beinhalten die komplette elektronische und pneumatische Ansteuerung (Ventilinseln, Druckregler, Drucküberwachung etc.). Diese Gehäuse 38 werden mittels eines dafür konstruierten Kopplungssystem mit der Ventileinrichtung 26 mit ihren individuell zugeordneten Steuerventilen verbunden. Alternativ können die Steuerventile der Ventileinrichtung 26 aber auch flexibel auf entsprechenden Transportgestellen montiert werden, um diese an verschiedenen Stanzmaschinen einzusetzen. Dadurch ist man nicht nur auf einen Arbeitsbereich angewiesen.
  • Durch den dauerhaft anstehenden Gegendruck P1 im Rückhub der Kolbenstange 20 der Kolben-Zylindereinheiten kann die Schaltzeit zwischen den Stanzungen stark reduziert werden. Daraus ergibt sich eine wesentlich höhere Taktzahl (zum Beispiel 160 bis 180 pro Minute) der Stanzeinheit im Vergleich zu dem bekannten Stanzmaschinen.
  • In den Figuren 2 bis 5 ist ein konstruktives Ausführungsbeispiel gemäß dem Stanzwerkzeug von Fig. 1 detailweise dargestellt. Gleiche Bauteile tragen dasselbe Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.
  • Die Fig. 2 zeigt eine Situation, bei der der Sperrschieber 22 vor der Durchführung des Perforationshubes ausgefahren ist. Die Fig. 3 zeigt die Situation bei ausgefahrenem Sperrschieber 22 nach der Durchführung des Perforationshubes. Die Fig. 4 zeigt einen Sperrschieber 22 in eingefahrener Position nach dem Durchführen des Perforationshubes und die Fig. 5 zeigt die Situation bei ausgefahrenem Sperrschieber 22, wobei ein Distanzblech 60 ohne Lochbohrungen vor dem Durchführen des Perforationshubes eingesetzt wird, das heißt dass bei einem Perforationshub alle Perforiernadeln 16 eine Perforation ausführen. Die Führung der Perforationsnadeln 16 ist in diesem Fall (siehe Fig. 5) seitlich versetzt zu der Führung bei Einsatz eines Distanzblechs (60) mit Lochraster angeordnet.
  • Die Fig. 6 zeigt schließlich das Detail gemäß Fig. 2 mit zusätzlich dargestelltem ersten Druckspeicher 28.1 und der von der Steuereinrichtung 30 angesteuerten Ventileinrichtung 26.

Claims (17)

  1. Stanz-/ Perforiermaschine (10) zur Erzeugung eines Stanz-/ Perforiermusters in einer zugeführten Materialeinheit/-bahn (M) mit
    - einem Stanzwerkzeug (12), mit mehreren in einer Längsrichtung (L) in einem vorgegebenen Raster angeordneten Stanzstempeln/ Perforiernadeln (16), die über einen Druckbalken (36), der über eine Steuereinrichtung (30) mit einem Antriebsaggregat (18) zur Erzeugung eines Stanz-/ Perforationshubs (H) quer zur Längsrichtung (L) in Wirkverbindung steht, bewegbar sind,
    - einem Steuerblock (14) zum Ansteuern/ Aktivieren/ Deaktivieren der Stanzstempel/ Perforiernadeln (16) durch die Steuereinrichtung (30) beim Stanz- / Perforiervorgang, wobei
    - das Stanzwerkzeug (12) und/ oder der Steuerblock (14) jeweils als separate Baugruppe ausgebildet ist/ sind, die jeweils separat als Einheit lösbar befestigbar innerhalb der Stanz-/ Perforiermaschine (10) angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - eine Speichereinrichtung (40), in der die Daten für die Geometrie des Stanz- / Perforationsmusters ablegt ist,
    - einer Steuereinrichtung (30), die mit der Speichereinrichtung (40) in Kommunikationsverbindung steht,
    - einem Steuerblock (14), der Kolben-Zylindereinheiten aufweist, deren Bewegungen beim Stanz- / Perforationshub individuell über die Steuereinrichtung (30) ansteuerbar sind und individuell jedem Stanzstempel/ jeder Perforiernadel (16) zugeordnet sind,
    - einem Sperrschieber (22), der jeweils an eine entsprechende Kolbenstange (20) der Kolben-Zylindereinheit angeschlossen ist, wobei der Sperrschieber (22) durch die Bewegung der Kolbenstange (20) in eine Aktivierungs- beziehungsweise Deaktivierungsposition verschiebbar ist,
    - - der Sperrschieber in Aktivierungsposition direkt oder indirekt auf den Stanzstempel/ die Perforiernadel (16) bei der Ausführung des Hubes (H) einwirkt,
    - - der Sperrschieber in Deaktivierungsposition keine Wirkung auf den Stanzstempel/ die Perforiernadel (16) ausübt,
    - - so dass in Aktivierungsposition des Sperrschiebers (22) dieser bei der Hubbewegung (H) auf den Stanzstempel/ Perforiernadel (16) einwirkt und eine Perforation durchgeführt wird und in Deaktivierungsposition des Sperrschiebers keine Stanzung/ Perforation der Materialeinheit / -bahn (M) bewirkt wird, und
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Steuerblock (14) in einem in Längsrichtung (L) vorgebbaren Raster, das dem Raster des Stanzstempels / der Perforiernadel (16) entspricht, angeordnete Führungsausnehmungen aufweist, in denen in Hubrichtung (H) längsverschieblich gelagerte Verlängerungsprofile (48) vorhanden sind, deren Länge dem Abstand zwischen der Unterseite des jeweiligen Sperrschiebers und dem Kopf des/ der zugeordneten Stanzstempels beziehungsweise Perforiernadel (16) entspricht.
  2. Stanz-/ Perforiermaschine nach Anspruch 1,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Stanzwerkzeug (12) und/ oder der Steuerblock (14) in innerhalb der Stanzmaschine vorhandenen Führungsnuten (42, 44, 46) in Längsrichtung (L) ein-/ ausziehbar angeordnet sind.
  3. Stanz-/ Perforiermaschine nach Anspruch 2,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Führungsnute (42, 44, 46) so ausgebildet sind, dass zusätzliche Adaptereinheiten einbringbar sind um die formschlüssige Lagerung unterschiedlicher Geometrien von Stanzwerkzeugen (12) oder Steuerblöcken (14) zu ermöglichen.
  4. Stanz- / Perforiermaschine nach Anspruch 1,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kolben-Zylindereinheit als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit mit einer ersten Druckkammer (28) und einer zweiten Druckkammer (32) ausgebildet ist, wobei die erste Druckkammer (28) über die Steuereinrichtung (30) permanent mit einem ersten Druck (P1) beaufschlagt wird, der bewirkt, dass der Sperrschieber (22) sich in Deaktivierungspositition befindet beziehungsweise gehalten wird und bei Durchführung einer Stanzung beziehungsweise Perforation die Steuereinrichtung (30) die zweite Druckkammer (32) im Aktivierungsfall mit einem zweiten Druck (P2) beaufschlagt, der größer ist als der erste Druck (P1), so dass der Sperrschieber (22) in Aktivierungsposition ausfährt und dadurch bei der Hubbewegung (H) diese Bewegung auf den/ die zugeordnete/ n Stanzstempel/ Perforiernadel übertragen wird, so dass eine Stanzung beziehungsweise Perforation der Materialeinheit/-bahn (M) durchgeführt wird.
  5. Stanz-/ Perforiermaschine nach Anspruch 4,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Sperrschieber (22) jeweils formschlüssig mit axialem und radialem Spiel an der entsprechenden Kolbenstange (20) der Kolben-Zylindereinheit angeschlossen ist.
  6. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Steuerblock von der Steuereinrichtung (30) individuell ansteuerbare Gehäuse (38) aufweist, die mehrere in Längsrichtung (L) und in Hubrichtung (H) versetzt angeordnete individuell ansteuerbare Kolben-Zylindereinheiten aufweisen.
  7. Stanz- / Perforiermaschine nach Anspruch 6,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die innerhalb des Gehäuses (38) angeordneten Kolben-Zylindereinheiten in Längsrichtung (L) ein Versatzmaß von 0,5-, 1- und 2-fachen des Rastermaßes (R) der Anordnung der Stanzstempel/ der Perforiernadeln innerhalb des Stanzwerkzeugs (12) entsprechen.
  8. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - oberhalb auf einem Nadelhalter (34) des Stanzwerkzeugs (12) ein Distanzblech (60) angeordnet ist, das entweder dem Rastermaß des Stanzstempels/ der Perforiernadel (16) entsprechende kongurente Ausnehmungen in demselben Rastermaß aufweist oder als geschlossenes Blech ausgebildet ist.
  9. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Ventileinrichtung (26) vorhanden ist, die von der Steuereinrichtung (30) angesteuert wird und mit den Kolben-Zylindereinheiten des Steuerblocks (14) in Kommunikationsverbindung steht.
  10. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Sperrschieber (22) in seinem freien Endbereich eine zur Hubrichtung (H) geneigte Kontur (52) aufweist, derart, dass beim Ausfahren des Sperrschiebers (22) ein möglicherweise überstehendes Verlängerungsprofil (48) oder überstehende/r Stanzstempel/ Perforiernadel (16) in Hubrichtung (H) nach unten geschoben wird.
  11. Stanz- / Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Projektionslasereinheit vorhanden ist, die in Abhängigkeit der von den in der Speichereinrichtung abgelegten Daten der Kontur des zu bearbeitenden beziehungsweise perforierenden Materials diese Konturen auf einem Anlegetisch der Maschine abbildet, wodurch eine exakte Ausrichtung des Materials ermöglicht wird und die durch den Projektionslaser dann erfasste Positionsdaten der Steuereinrichtung (30) zugeführt werden.
  12. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das längsverschiebliche Verlängerungsprofil (48) eine stufenförmige Außenumfangskontur und die zugeordnete Führungsausnehmung ein entsprechende Gegenkontur aufweist.
  13. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Gehäuse (38) mit mehreren Kolben-Zylindereinheiten autark in Hinblick auf Ansteuerung, Durckregelung und Drucküberwachung oder dergleichen ausgebildet sind.
  14. Stanz- / Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Ventileinrichtung als separat anschließbar zur Stanz-/ Perforiermaschine ausgebildet ist.
  15. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Gehäuse (38) vier Zylinder-Kolbeneinheiten aufweist und der Steuerblock (14)/ das Stanzwerkzeug (12) vier in Längsrichtung (L) rasterförmig und in Querrichtung versetzt angeordnete Rasterausnehmungen für das Verlängerungsprofil (48) beziehungsweise den Stanzstempel/ die Perforiernadeln (16) aufweist.
  16. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Distanzblech (60) auf dem Nadelhalter (34) oberseitig befestigt ist.
  17. Stanz- / Perforiermaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Ventileinrichtung (26) als pneumatisches oder hydraulisches System ausgebildet ist.
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