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Die Erfindung betrifft eine Perforiermaschine mit einem Maschinentisch und einem relativ dazu beweglichen Schlagmodul, an dem ein Perforierwerkzeug mit einer Mehrzahl von Stanzstempeln vorgesehen ist, die mit einer Matrize am Maschinentisch zusammenwirken, um eine Perforierung einer Materialbahn zu erlauben, die zwischen dem Perforierwerkzeug und der Matrize geführt ist, wobei die Stanzstempel in einem Stempelhaltemodul in Richtung auf die Matrize axial beweglich gehalten sind und an ihren oberen Enden jeweils durch eine Aufweitung gegen ein Herausfallen aus dem Stempelhaltemodul nach unten gesichert sind, wobei dem Stempelhaltemodul ein Riegelelement zugeordnet ist, das am Schlagmodul quer zu den Stanzstempeln beweglich angeordnet ist, um eine Bewegung eines ausgewählten Stanzstempels zwischen einer aktivierten Position, in der eine Bewegung des Stanzstempels in Richtung auf die Matrize in einem Stanzvorgang erfolgt, und einer inaktiven Position zu bewegen, in der keine Mitnahme des Stanzstempels in Richtung auf die Matrize erfolgt.
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Solche Perforiermaschinen sind gebräuchlich, um insbesondere Papier, Leder, Kunststoff oder ähnlichen Materialien mit einem bestimmten Muster zu perforieren oder zu prägen. Die zu perforierende Materialbahn ist hierbei zwischen dem Perforierwerkzeug und der Matrize in der Regel angetrieben geführt, so dass eine kontinuierliche Materialbahn perforiert werden kann.
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Gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik ist zur Variation des Prägemusters ein quer zu den Stanzstempeln bewegliches Riegelelement vorgesehen, in welchem ein Freiraum vorgesehen ist, der das obere Ende eines Stanzstempels aufnehmen kann. Je nachdem, ob sich der Freiraum des Riegelelementes oberhalb des Stanzstempels befindet, oder ob sich kein Freiraum des Riegelelementes oberhalb des Stanzelementes befindet, wird mit dem Riegelelement eine Umschaltung zwischen einer inaktiven Position, in der keine Perforierung erfolgt, und einer aktivierten Position, in der eine Perforierung erfolgt, bewirkt. Auf diese Weise können einzelne Stanzstempel in einem Perforiermuster abgeschaltet oder zugeschaltet werden.
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Aus der
DE 20 2017 103 498 U1 , deren Offenbarung in der gegenwärtigen Anmeldung vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird, ist ferner eine Perforiermaschine mit einem Maschinentisch und einem relativ dazu beweglichen Schlagelement bekannt, 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 der Matrize in ihrer Längsrichtung antreibbar geführt ist, wobei Mittel zur simultanen Bewegung des Perforierwerkzeugs und der Matrize in Querrichtung zur Materialbahn vorgesehen sind.
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Auf diese Weise kann das mit einem Perforierwerkzeug erzeugte Stanzmuster nicht nur durch die Veränderung des Vorschubweges der zu perforierenden Materialbahn, sondern auch durch eine Bewegung des Perforierwerkzeuges quer dazu variiert werden.
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Aus der
DE 20 2005 010 990 U1 ist ferner eine Vorrichtung zum Stanzen von Werkstücken bekannt, bei der in einem Oberwerkzeug mehrere Stanzstempel über zugeordnete Stellelemente angeordnet sind und wahlweise in Abhängigkeit von der Stellung der Stellelemente ein Werkstück bearbeiten.
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Aus der
DE 33 39 503 A1 ist ferner eine Stanzmaschine mit mehreren Stanzstempeln bekannt, bei der jeder Stanzstempel einen eigenen ein- und ausschaltbaren Antrieb aufweist. Auf diese Weise lassen sich auch Werkstücke mit nicht in identische Einzel-Stanzmuster unterteilbarem Gesamt-Stanzmuster fertigen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Perforiermaschine anzugeben, mit der eine noch größere Variabilität des erzeugten Perforiermusters ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Perforiermaschine gemäß der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von Stanzstempeln mit unterschiedlichen Durchmessern in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, und dass dem Riegelelement Mittel zugeordnet sind, die für jeden Stanzstempel eine Selektion zwischen der aktivierten Position und der inaktiven Position erlauben.
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Da auf diese Weise auch Perforierungen mit unterschiedlichen Lochdurchmessern ermöglicht werden, wird die Variabilität bei der Erzeugung eines Perforiermusters deutlich vergrößert.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist jedem Stanzstempel ein Bremselement zugeordnet, das ein Halten des Stanzstempels in einer angehobenen, inaktiven Position erlaubt.
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Durch diese Maßnahme wird es ermöglicht, die Stanzstempel, die beim Rückhub des Schlagmoduls nach oben mitgenommen werden, in ihrer angehobenen, inaktiven Position zu halten, ohne dass hierzu weitere Maßnahmen getroffen werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Stempelhaltemodul und der Matrize ein Führungsmodul angeordnet, in dem die Stanzstempel geführt sind und in dem die Bremselemente angeordnet sind.
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Auf diese Weise wird die Führung der Stanzstempel verbessert und eine konstruktiv einfache Anordnung der Bremselemente ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind ferner Mittel zur simultanen Bewegung des Perforierwerkzeuges sowie der Matrize und - soweit vorhanden - des Führungsmoduls, in Querrichtung relativ zur Materialbahn vorgesehen.
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Auf diese Weise kann das erzeugte Perforiermuster durch die Querbewegung zur Materialbahn weiter variiert werden. In Kombination mit der selektiven Auswahl unterschiedlicher Stempeldurchmesser ergibt sich so eine ganz erhebliche Variationsbreite für das erzeugte Perforiermuster.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Riegelelement einen in Richtung auf die Matrize axial vorstehenden Vorsprung auf, welcher mit einem der Stanzstempel selektiv in Eingriff bringbar ist, um diesen in die aktivierte Position zu bringen.
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Auf diese Weise wird eine sehr einfache Ansteuerung eines Stanzstempels ermöglicht, der in die aktivierte Position gebracht werden soll.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Riegelelement mittels eines Antriebs in Richtung quer zu den Stanzstempeln verfahrbar, wobei dem Riegelelement eine Mehrzahl von angetriebenen Anschlägen zugeordnet sind, welche für ein selektives Anhalten des Riegelelements in einer Position ausgebildet sind, in welcher der Vorsprung des Riegelelements zu einem bestimmten Stanzstempel hervorsteht, um diesen in die aktivierte Position zu bringen.
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Auf diese Weise wird eine besonders einfache und zuverlässige Selektion von einem der Stanzstempel ermöglicht, um diesen in die aktivierte Position zu bringen.
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Der Antrieb für das Riegelelement ist vorzugsweise als Fluidzylinder ausgebildet.
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Mit einer derartigen Ausführung in der Form eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ergibt sich ein besonders einfacher und zuverlässiger Antrieb für eine Linearbewegung.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Anschläge mittels Antrieben selektiv in Axialrichtung ausfahrbar, derart, dass das Riegelelement beim Ausfahren in Querrichtung an einem der Anschläge anschlägt oder in seine Endstellung fährt.
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Dies ermöglicht eine besonders einfache Ansteuerung eines bestimmten Stanzstempels, um diesen mittels des Vorsprungs des Riegelelementes in eine aktivierte Stellung zu bringen.
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Auch hierbei sind die Antriebe bevorzugt als Fluidzylinder ausgebildet.
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Dies ermöglicht eine besonders einfache Linearbewegung der Anschläge, um einen ausgewählten Stanzstempel in seine aktivierte Position zu bringen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- 1 einen vereinfachten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Perforiermaschine in einer angehobenen Position des Schlagmoduls, in der sich das Schlagmodul in der Nähe vom oberen Totpunkt befindet;
- 2 die Perforiermaschine gemäß 1 in einem Arbeitshub, bei dem das Schlagmodul nach unten bewegt wurde, um einen Stanzvorgang auszuführen, wobei jedoch keiner der vier in Reihe hintereinander angeordneten Stanzstempel ausgewählt wurde, so dass keine Perforierung erfolgt;
- 3 die Perforiermaschine gemäß 2 während des Arbeitshubs, wobei jedoch das zugeordnete Riegelelement derart verfahren wurde, dass der erste Stanzstempel einen Perforiervorgang ausführt;
- 4 die Perforiermaschine gemäß 2 während des Arbeitshubs, wobei jedoch der zweite Stanzstempel in eine aktivierte Position gebracht wurde, in der dieser einen Perforiervorgang ausführt;
- 5 die Perforiermaschine gemäß 2, wobei das Riegelelement jedoch derart verfahren wurde, dass der dritte Stanzstempel in eine aktivierte Position gebracht wurde, so dass dieser einen Perforiervorgang ausführt;
- 6 die Perforiermaschine gemäß 2, bei der sich das Riegelelement in einer solchen Position befindet, dass der vierte Stanzstempel ausgewählt wurde, um einen Perforiervorgang durchzuführen;
- 7 beispielhafte Ausführungen unterschiedlicher Perforiermuster, die mit der erfindungsgemäßen Perforiermaschine erzeugt werden können.
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Eine erfindungsgemäße Perforiermaschine ist in 1 vereinfacht im Querschnitt dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.
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Die Perforiermaschine 10 weist einen Maschinentisch 12 auf, auf dem eine Matrize 22 angeordnet ist. Relativ zum Maschinentisch 12 beweglich (vgl. Ziffer 52) ist ein insgesamt mit der Ziffer 14 bezeichnetes Schlagmodul, an dem ein insgesamt mit 16 bezeichnetes Perforierwerkzeug aufgenommen ist. Das Perforierwerkzeug 16 weist insgesamt vier hintereinander in Reihe angeordnete Stanzstempel 18, 19, 20, 21 auf. Diese sind im oberen Bereich in einem Stempelhaltemodul 26 gehalten und erstrecken sich durch ein Führungsmodul 30 hindurch, um selektiv auf eine Materialbahn 22 einzuwirken.
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Die Materialbahn 22 ist zwischen dem Führungsmodul 30 und der darunter angeordneten Matrize 22 angeordnet und mittels eines nicht dargestellten Antriebs in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene bewegbar. Die Antriebsgeschwindigkeit ist in einem gewissen Bereich steuerbar.
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Die Stanzstempel 18, 19, 20, 21 weisen an ihrem oberen Ende jeweils eine Aufweitung 28 auf, der eine entsprechende Vertiefung am oberen Ende des Stempelhaltemoduls 26 zugeordnet ist.
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Das Schlagmodul 14 wird beispielsweise von einer Exzenterpresse angetrieben und bewegt sich abwechselnd nach oben und nach unten mit einem Hub von beispielsweise 12 mm. In 1 ist der obere Totpunkt dargestellt, in dem alle vier Stanzstempel 18, 19, 20, 21 mit ihren Aufweitungen 28 nach oben mitgenommen wurden und somit im Führungsmodul 30 derart erhöht gehalten sind, dass die darunter angeordnete Materialbahn 24 frei beweglich ist.
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Die Stanzstempel 18, 19, 20, 21 weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Den Stanzstempeln 18 bis 21 sind entsprechende Bohrungen im Führungsmodul 30 zugeordnet, durch die sich die Stanzstempel 18 bis 21 erstrecken und im Führungsmodul 30 axial beweglich geführt sind. Zusätzlich ist in einem oberen Bereich des Führungsmoduls 30 jedem Stanzstempel 18 bis 21 ein Bremselement 34 zugeordnet. Die Bremselemente 34 sind derart ausgebildet, dass die Stanzstempel 18 bis 21 relativ dazu beweglich sind, dass jedoch dann, wenn sich das Stempelhaltemodul 26 mit dem Schlagmodul 14 nach unten bewegt, die Stanzstempel 18 bis 21 in der vorherigen Höhe stehenbleiben und nicht nach unten fallen.
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Oberhalb des Stempelhaltemoduls 26 ist ein Riegelelement 36 in Querrichtung zu den Stanzstempeln 18 bis 21 mittels eines Antriebs 40 verfahrbar, wie in 1 durch den Pfeil 53 angedeutet ist. In der in 1 gezeichneten Stellung, die sich in der Nähe des oberen Totpunktes des Schlagmoduls 14 befindet, kann das Riegelelement 36, von dem ein Vorsprung 38 nach unten hervorsteht, in Richtung des Doppelpfeils 53 derart verfahren werden, dass der Vorsprung 38 selektiv mit einem der Stanzstempel 18 bis 21 ausgerichtet ist. Ist der Vorsprung 38 mit einem der Stanzstempel 18 bis 21 ausgerichtet, so wird bei einem Arbeitshub, in dem sich das Schlagmodul 14 zusammen mit dem Riegelelement 36 nach unten in Richtung auf die Matrize 22 bewegt, der betreffende Stanzstempel 18 bis 21 mittels des Vorsprungs 38 nach unten bewegt, so dass der betreffende Stanzstempel 18 bis 21 die Materialbahn 22 an dieser Stelle perforiert.
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Das Riegelelement 36 ist in der angehobenen Stellung gemäß 1 mit seinem Vorsprung 38 entlang der oberen Fläche 27 des Stempelhaltemoduls 26 verfahrbar und liegt mit seinem dem Antrieb 40 abgewandten Ende 44 auf einem Gleitstück 42 auf.
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Dem Riegelelement 36 sind insgesamt drei Anschläge 44, 48, 50 zugeordnet, die mittels zugeordneter Antriebe 47, 49, 51 in Form von Pneumatikzylindern nach unten hin ausgefahren werden können. Wird das Riegelelement 36 mittels des Antriebs 40, etwa in Form eines Pneumatikzylinders, nach rechts verfahren, und ist einer der Anschläge 46, 48, 50 nach unten ausgefahren, so schlägt das Ende 44 des Riegelelementes 36 an dem betreffenden Anschlag 46, 48, 50 an, um somit die Position des Riegelelementes 36 festzulegen.
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In 2 ist eine erste Arbeitsstellung der Perforiermaschine insgesamt mit der Ziffer 10' bezeichnet. Hierbei befindet sich das Schlagmodul 14 am unteren Totpunkt, ist also gegenüber der Stellung gemäß 1 um den gesamten Hub von z.B. 12 mm nach unten verfahren.
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In der in 2 gezeigten Position des Riegelelementes 36, in welcher der Antrieb 40 nicht ausgefahren ist, befindet sich der Vorsprung 38 links neben den Stanzstempeln 18 bis 21. Da die Stanzstempel 18 bis 21 jeweils mit einem Bremselement 34 versehen sind, bleiben die Stanzstempel 18 bis 21 in ihrer Position gemäß 1 stehen, so dass diese beim Arbeitshub des Schlagmoduls 14 keinerlei Bewegung nach unten machen. Folglich findet bei dieser Einstellung keinerlei Perforiervorgang durch einen der Stanzstempel 18 bis 21 statt.
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3 zeigt die Perforiermaschine 10" während eines Arbeitshubes, wobei jedoch zuvor aus der Stellung gemäß 1 das Riegelelement 36 derart mittels des Antriebs 40 nach rechts bewegt wurde, dass das Ende des Riegelelementes 44 am ersten nach unten ausgefahrenen Anschlag 47 anschlägt. In dieser Position fluchtet der Vorsprung 38 des Riegelelementes 36 mit dem ersten Stanzstempel 18.
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Somit wird der erste Stanzstempel 18 während des Arbeitshubes gemäß 3 nach unten bewegt, so dass der erste Stanzstempel 18 zur Perforation der darunter angeordneten Materialbahn 24 führt. Die anderen drei Stanzstempel 19 bis 21 befinden sich nach wie vor in ihrer inaktiven Position, so dass während des Arbeitshubes gemäß 3 der zweite bis vierte Stanzstempel 19 bis 21 keine Perforation erzeugen.
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4 zeigt die Perforiermaschine 10"' während eines Arbeitshubes, wobei zuvor ausgehend von der Stellung gemäß 1 das Riegelelement 36 durch Verfahren des Antriebs 40 so weit nach rechts bewegt wurde, bis das Ende 44 des Riegelelementes 36 am nach unten ausgefahrenen zweiten Anschlag 46 anschlägt. In dieser Position ist der Vorsprung 38 des Riegelelementes 36 mit dem zweiten Stanzstempel 19 ausgerichtet. Somit führt der zweite Stanzstempel 19 während des Arbeitshubes gemäß 4 zu einer Perforation der Materialbahn 24. Dagegen befinden sich die übrigen Stanzstempel 18, 20, 21 in einer inaktiven Position, in der keine Perforierung erfolgt.
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5 zeigt die Perforiermaschine 10lV während eines Arbeitshubes, wobei zuvor das Riegelelement 36 ausgehend von der Stellung gemäß 1 mittels des Antriebs 40 soweit nach rechts verfahren wurde, bis sein Ende 44 an dem nach unten ausgefahrenen Anschlag 51 anschlägt. In dieser Position ist der Vorsprung 38 des Riegelelementes 36 mit dem dritten Stanzstempel 20 ausgerichtet. Somit erzeugt der dritte Stanzstempel 20 während des Arbeitshubes gemäß 5 eine Perforation der Materialbahn 24. Dagegen befinden sich die übrigen Stanzstempel 18, 19, 21 in einer inaktiven Position.
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6 zeigt die Perforiermaschine 10V während eines Arbeitshubes, wobei zuvor das Riegelelement 36 mittels seines Antriebs 40 bis in die Endstellung nach rechts bewegt wurde, ohne dass einer der Anschläge 46, 47, 48 ausgefahren wurde. Damit nimmt das Riegelelement 36 seine ausgefahrene Endstellung ein, in welcher der Vorsprung 38 mit dem vierten Stanzstempel 21 ausgerichtet ist. Somit erzeugt der vierte Stanzstempel 21 während des Arbeitshubes gemäß 6 eine Perforierung der Materialbahn 24, welche sich zwischen dem Führungsmodul 30 und der Matrize 22 befindet. Die übrigen Stanzstempel 18 bis 20 befinden sich dabei in einer inaktiven Position.
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Wie zuvor anhand der 2 bis 6 oben erläutert wurde, kann somit durch das Verfahren des Riegelelementes 36 mittels des Antriebs 40 in Richtung des Pfeils 53 in Kombination mit einem selektiven Ausfahren von einem der Anschläge 46, 48, 50 das Riegelelement 36 derart quer zu den Stanzstempeln 18 bis 21 verfahren werden, dass der Vorsprung 38 entweder mit keinem der Stanzstempel 18 bis 21 fluchtet (2) oder aber mit einem der Stanzstempel 18 bis 21 fluchtet, so dass der betreffende Stanzstempel zu einer Perforation der Materialbahn 24 führt (3 bis 6).
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Zusätzlich kann das Perforierwerkzeug 16 zusammen mit dem Stempelhaltemodul 26, dem Riegelelement 36 einschließlich des zugeordneten Antriebs 40 und der Anschläge 46, 48, 50 synchron mit dem Führungsmodul 30 und der Matrize 22 in Querrichtung zur Materialbahn 24 verfahren werden, wie in 2 durch die Pfeile 56, 58, 60 angedeutet ist. Durch eine derartige Bewegung in Querrichtung der Materialbahn 24 wird die während eines Arbeitshubes erzeugte Perforation somit in seitlicher Richtung zur Materialbahn 24 versetzt.
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Es können somit die unterschiedlichsten Perforationsmuster erzeugt werden. Es können die unterschiedlichen Stempeldurchmesser der Stanzstempel 18 bis 21 genutzt werden, die selektiv angesteuert werden können. Ferner kann durch Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit der Materialbahn (in den 2 bis 6 Bewegung senkrecht zur Zeichenebene) der Abstand der Perforationen voneinander variiert werden. Durch die zusätzlich mögliche Querbewegung gemäß der Pfeile 56, 58, 60 (gemäß 2 in der Zeichenebene nach rechts oder links) wird ferner ein seitlicher Versatz der Perforationen ermöglicht.
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Beispielhaft sind in 7 verschiedene Perforationsmuster, die auf diese Weise erzeugt werden können, mit den Ziffern 62 bis 73 dargestellt und bezeichnet.