DE2259444C2 - Vorrichtung zum Stanzen und Prägen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen und Prägen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Die Vorrichtung dient dem Zweck, mit preiswerten und einfach herzustellenden ebenen Slnnzwerkzeugcn,

z. B. Bandstahlschnitten mit Gegenstanzplatte, stetig geförderte Bogen oder Bandabschnitte so zu stanzen, daß die für das zu bearbeitende Format notwendige Stanzkraft nicht auf einmal aufgebracht werden muß.

Es sind Verschiedene Vorschläge für das zonenweise fortschreitende Stanzen zur Verringerung der Stanzkraft gemacht worden. Dazu zählen zunächst Einrichtungen, bei denen das Stanzen durch das Abwä'zen eines Zylindersegmentes an einem ebenen Widerlager

JO ausgeführt wird (DE-PS 9 38 697, DE-PS 0 88 332 u. a.). Eine weitere Gruppe umfaßt Verfahren und Vorrichtungen, bei denen ein Zylinder an dem festen Widerlager entlangbewegt und an diesem abgewälzt wird (DE-PS 1044 583, 11 01 930, 12 09 864 u.a.). Die deutsche Auslegeschrift 12 04 060 beschreibt eine Vorrichtung, in der zwei Stanzformen in geschlossener Bahn zwischen zwei Zylindern durchgeführt werden und dabei das Material zonenweise fortschreitend stanzen.
Aus der DE-PS 68 745 ist bereits eine Vorrichtung zum Stanzen und Prägen bekannt, bei der die mit Materialgeschwindigkeit bewegte biegeweiche Werkzeugeinheit mit oben darin eingeschlossenem Material zwischen einem Walzenpaar durchgeleitet wird, dessen mit Materialgeschwindigkeit drehende Umfangsfläche auf den für die Dauer des Stanzens notwendigen Winkel beschränkt ist

Diese Vorrichtung ist für Einzelanfertigung von Prägeblumen und dgl. vorgesehen und nicht geeignet, das Stanzen und Prägen auf kontinuierlicher Basis durchzuführen. So ist auch bei der hier genannten Vorrichtung nur die intermittierende Förderung des Materials vorgesehen.

Nicht nur durch die Hebelkonstruktion der sehr alten Vorrichtung, auch durch das beträchtliche Gewicht und die damit verbundenen Massenkräfte wird somit eine für heutige Anwendungszwecke notwendige schneiie Arbeitsweise begrenzt. Außerdem wird bei den bekannten Einrichtungen, einschließlich der zuletzt erwähnten Vorrichtung, durch die Verwendung nur eines Zylinderpaares (bzw. bei anderen Entgegenhaltungen Wälzpunktes zwischen einem Zylinder und einer Ebene) ein großer Zeitanteil für das Abwälzen der vollen Stanzlänge auf Kosten des Zeitanteils erforderlich, der für die sonstigen Funktionen wie Materialförderung, Rückhub usw. beansprucht v/ird. Auch dies beeinträchtigt die maximal erreichbare Zahl der Arbeitsspiele pro Zeiteinheit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Ausnutzung der auch beim Stand der Technik bereits möglichen zonenweisen Stanz- bzw. Prägevorgänge und der damit verbundenen verringerten Stanzkraft eine möglicht hohe Fördergeschwindigkeit zu erreichen, wobei insbesondere die mit unangenehmen Massenkräften verbundene Hin- und Herbewegung des Walzenpaares vermieden werdensoll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch diese Merkmalskombination wird erreicht, daß problemlos das zu stanzende oder prägende Material.

insbesondere aber Bögen oder Bandabschnitte aus Pa= pier, Karton oder ähnlichen Werkstoffen, vorzugsweise für die Herstellung von Faltschachteln oder vergleichbaren Werkstücken, kontinuierlich gestanzt und/oder geprägt werden können, ohne daß auf das Material selbst Beschleunigungskräfte einwirken und ohne daß insbesondere auch die Stanz- bzw. Prägewalzen eine die Arbeitsgeschwindigkeit begrenzende und auch unangenehme Vibrationen hervorrufende Hin- und Hcrbcwc-

gungen ausführen. Wenn der Abstand der Greiferstangen untereinander gleich dem Umfang des beim Stanzen wirksamen Zylinders gewählt wird, können die Bogen mit konstanter Geschwindigkeit durch die Vorrichtung gefördert werden, was den störungsfreien Lauf der Bogen begünstigt und den Antrieb der Greiferstangen einfach gestaltet Es ist auch möglich, den Abstand der Greiferstangen untereinander und den Umfang des wirksamen Zylinders der Walzen unterschiedlich zu bemessen. Dann muß entweder die Geschwindigkeit der Greiferstangen oder die Winkelgeschwindigkeit der Walzen außerhalb der Gleichlaufperiode, in der das Stanzen erfolgt, verändert werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 2) trägt eine der Walzen auf ihrem verlängerten Zapfen einen Kurvensatz, der die Bewegung eines auf einer SteuerweHe drehfest aufgesetzten Doppelrollenhebels steuert, wobei die Steuerwelle ihrerseits über einen an ihr drehstarr angeschlossenen Hebel und einem daran anschließenden Hebelgestänge die schlittenartig gelagerte Werkzeugeinheit derart hin- und herbewegt, daß die Werkzeugeinheit während des Stanzens und Prägens mit der Walzenzylinderfläche synchron bewegt und in den Zwischenzeiten in entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Dies stellt eine besonders einfaehe Konstruktion dar und beeinträchtigt die erreichbare Arbeitsgeschwindigkeiten deshalb nicht, weil die Werkzeugeinheitmasse verhältnismäßig klein gehalten werden kann.

Gemäß einer noch anderen Ausführungsform umfaßt die Werkzeugeinheit ein Oberteil und ein Unterteil, die derart gelagert sind, daß sie eine zur Materialebene senkrechte Bewegung ausführen können, wobei zwischen Ober- und Unterteil diese Teile auseinanderdrükkende Federeinrichtungen sowie zwei Schienen vorgesehen sind, gegen die Ober- und unterieii sich anlegen, und daß die Schieneneinrichtungen von Hebeln gehalten werden, die über von den Walzen gebildete Kurvenscheiben derart gesteuert werden, daß die Höhenlage des unteren und oberen Teils der Werkzeugeinheit und der Abstand der Teile voneinander vom Drehwinkel der Walzen bestimmt ist.

Auch dies stellt eine konstruktiv besonders günstige Maßnahme dar, um das zu prägende bzw. stanzende Material während des Stanzvorgapges synchron mit den Walzen zu führen und danach wieder freizugeben, ohne daß dabei auf das Material Beschleunigungskräfte ausgeübt werden.

In der Erfindung sind die folgenden Vorteile vereinigt: Durch die Anordnung mehrerer Zylinderpaare und das geringe Gewicht der biegeweichen Werkzeugeinheit wird eine große Hubzahl der Werkzeugeinheit in der Zeiteinheit und damit eine hohe Materialgeschwindigkeit ermöglich*. Die zonenweise Verteilung der Stanzkraft erlaubt den Bau einer leichten und preiswerten Maschine. Die stetige Förderung mit Wegfall aller auf das gestanzte Material wirkenden Beschleunigungsoder Verzögerungskräfte sichert den störungsfreien Lauf des Materials.

Nachfolgend wird als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung zum Stanzen und Prägen von Bogen anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g, 1 und 2 die Maschine im Längs- und Querschnitt,

F i g. 3 und 4 vergrößerte Ausschnitte aus F i g. 1 und 2 zur besseren Eriäuierung der Werkzeugeinheii,

F i g. 5 bis 7 in schema tischer Darstellung drei Phasen eines Arbeitsspiels zur Verdeutlichung der Funktion.

In Gestellteilen 1 und 2 sind Walzen 3 drehbar gelagert, zwischen denen die biegeweiche Werkzeugeinheit 4 längsbeweglich angeordnet ist, deren Einzelheiten uirten beschrieben werden. Der Antrieb der Maschine erfolgt von einem Schwungrad 5 aus über ein Ritzel 6 und Zwischenräder 7 und 8 zu Stirnrädern 9, die drehfest mit den Zapfen der Walzen 3 verbunden sind.

Ober Zwischenräder 10 wird eine Welle 11 angetrieben, die Teil einer rotierenden Ausbrechvorrichtung 12 bekannter Bauart ist Die Welle 11 trägt außerdem Kettenräder Ϊ3, die eine Kette 14 mit daran befestigten Greiferstangen 15 antreibt Die Kette 14 wird in Schienen 16 geführt und umschlingt Kettenräder 17, die auf einer Welle 18 befestigt sind. Von dieser Welle 18 wird über ein nicht gezeichnetes Getriebe die Bewegung einer schematisch dargestellten Schwinganlage i9 gesteuert, die die zu stanzenden Bogen von dem Anlegetisch 20 übernimmt.

Eine der Walzen 3 trägt auf ihrem verlängerten Zapfen einen Kurvensatz 21, der die Bewegung eines Doppelrollenhebels 22 steuert. Dieser ist..' ihfest aufgesetzt auf eine Steuerweüe 23. die im Geste» ί und einem Lagerbock 24 auf einer Traverse 23 gelagert ist und am anderen Ende in Maschinenmitte einen drehfest verbundenen Hebel 26 trägt. In den Gestellteilen 1 und 2 ist eine we· lere Welle 27 gelagert, auf der in Maschinenmitte ein Hebel 28 und an den Enden je ein Hebel 29 befestigt sind. Eine Schubstange 30 verbindet die beiden Hebel 26 und 28 in Maschinenmitte, während zwei Schubstangen 31 die Hebel 29 mit der Werkzeugeinheit 4 verbinden.

Die biegeweiche Werkzeugeinheit, in F i g. 1 insgesamt mit 4 bezeichnet, besteht nach F i g. 3 und 4 aus Stahlplatten 32, die an Querträgern 33 und 34 befestigt sind, diese sind mit Längsträgern 35 und 36 verschraubt. Die Querträger 34 tragen in Führungen einen Schließrahmen 37 mit einem Stanzwerkzeug (Bandsiahischnitt) 38. Auf der unteren Stahlplatte 32 ist eine Abstandsplatte 39 mit einer Gegenstanzplatte 40 befestigt.

Die Querträger 33 und die Längsträger 35 bilden einen unteren, die Querträger 34 und die Längsträger 36 einen oberen Rahmen. Rundführungen 41. die in dem oberen Rahmen befestigt und im unteren Rahmen beweglich sind, lassen senkrechte Bewegungen der beiden Rahmen zu und sichern die paßgenaue Lage des Stanzwerkzeugs 38 und der Gegenstanzplatte 40 zueinander.

An den Gestellteilen 1 und 2 sind je vier Hebel 42 gelagert, die paarweise Schienen 43 und 44 führen, die senkrechte, von den an die Walzen 3 angeschraubten Kurven 45 gesteuerte Bewegungen ausführen. Druckfedern 46 versuchen den Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Rahmen mit den Werkzeugen zu vergrößern. Diesem Bestreben wirken die Schienen 43 und 4* en.jjegen, auf die die Kraft der Druckfedern 46 über Rollen 47 wirkt, die an den Längsträgern 35 und 36 befestigt sind. Die wöhenlage des unteren und oberen Teils der Werkzeugeinheit und ihr Abstand voneinander v/erden also von den Kurven 45 in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Walzen 3 bestimmt. Die Längsbeweglichkeit der ganzen Werkzeugeinheit ist durch die Führung der Rollen 47 in den Schienen 43 und 44 gegeben.

Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung beschrieben. Die Stanzeinheit, bestehend aus den in den Gestellteilen 1 und 2 gelagerten Walzen 3 mit ihrem Antrieb, wird vom Schwungrad 5 her in gleichförmige Umdrehung versetzt, ebenso auch die Welle 11, die über Zwischenräder 10 mit der Stanzeinheit verbunden ist. Die auf der Welle 11 befestigten Kettenräder 13 bewegen die Kette 14 mit den Greiferstangen 15 mit konstan-

ter Geschwindigkeit, die gleich der Umfangsgeschwindigkeit des in Fig.6 mit 48 bezeichneten wirksamen Zylinder-Durchmessers der Walzen 3 ist.

Der Abstand der Greiferstangen i5 untereinander ist gleich dem Umfang des wirksamen Zylinders 48, so daß jede Greiferstange 15 mit dem von ihr geführten Bogen während des Durchlaufens der Stanzeinheit immer mit der gleichen Winkelstellung der Walzen 3 zusammentrifft.

Der waagerechte Abstand der Walzen 3 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit zwei Walzenpaaren gleich der halben Länge des längsten zu stanzenden Bogens in Förderrichtung gemessen.

Der zum Stanzen notwendige Winkel ist in F i g. 6 mit 49 bezeichnet und wird dadurch bestimmt, daß die zugehörige Bogenlänge auf dem Umfang des wirksamen Zylinders 48 mindestens gleich dem waagerechten Absiiiiiu uci Wälzen 3 Sein ίϊΐίίυ.

Die vom Kurvensatz 21 bestimmte waagerechte Bewegung der Werkzeugeinheit 4 setzt sich vom rechten Totpunkt aus betrachtet zusammen aus einer Periode der Beschleunigung auf die Geschwindigkeit der Greiferstangc 15 mit dem Bogen 50, einer Periode konstanter Geschwindigkeit für das Stanzen, einer Periode der Verzögerung bis zum linken Totpunkt und der Beschleunigung und Verzögerung des Rückhubes in die Ausgangslage im rechten Totpunkt. In der Periode konstanter Geschwindigkeit muß mindestens ein Weg gleich dem waagerechten Abstand der Walzen 3 zurückgelegt werden.

Die von den Kurven 45 gesteuerte senkrechte Bewegung des Unter- und Oberteiles der Werkzeugeinheit bewirkt das Zusammenführen der Werkzeuge zum Beginn des Stanzens und das öffnen der Werkzeuge nach erfolgtem Stanzen. Die Dauer des Stanzens ist bestimmt durch das Abgäben des Winkels 49 der Walzen 3 auf den Stahlplatten 32, die die Stanzkraft auf die Werkzeuge übertragen.

Das Zusammenwirken der waagerechten und senkrechten Bewegungen des Unter- und Oberteiles der biegeweichen Werkzeugeinheit 4 ist in den Zeichnungen dargestellt. F i g. 5 zeigt die Werkzeugeinheit im rechten Totpunkt, die Werkzeuge haben sich bereits einander genähert. In Fig. 1 und 3 ist der Beginn des Stanzens dargestellt, die Werkzeuge sind geschlossen und bewegen sich waagerecht mit der Geschwindigkeit der Greiferstangen. In F i g. 6 ist die Mittelstellung der Stanzeinheit erreicht, hier ist die Hälfte des Winkels 49 der Walzen 3 abgewälzt In F i g. 7 ist diejenige Stellung gezeichnet, in der die Werkzeuge ihren größten senkrechten Abstand erreicht haben. Das ist kurz hinter dem linken Totpunkt während des Rückhubes der Werkzeugeinheit 4. Die nächste Greiferstange 15 kann nun auf ihrem Wege nach links die nach rechts bewegte Werkzeugeinheit 4 durchlaufen.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel führen das Unter- und das Oberteil der Werkzeugeinheit 4 senkrechte Bewegungen aus. Es sich auch weitere Lösungen möglich, bei denen nur das Unterteil oder das Obertei! senkrecht bewegt wird.

Es soll nun der Lauf eines Bogens durch die Maschine verfolgt werden. Ein nicht gezeichneter, vor der Maschine aufgestellter handelsüblicher Bogenanleger fördert die Bogen einzeln zum Anlegetisch 20. wo sie ausgerichtet von der Schwinganlage 19 ergriffen, auf die Geschwindigkeit der Greiferstange 15 beschleunigt und an diese übergeben werden. Mit jeder Greiferstange 15 durchläuft ein Bogen die Werkzeugeinheit 4 und wird dabei gestanzt und gerillt und/oder geprägt. Anschließend fördert die Greiferstange 15 den Bogen in die Ausbrechvorrichtung 12, wo er von den Greifern freigegeben und vom Stanzabfall befreit wird. In einer folgen*

den nicht gezeichneten Ablegevorrichtung werden die bearbeiteten Bogen gesammelt.

Es ist auch möglich, die Bogen unter Wegfall des Bogenanlegers direkt aus den Greiferstangen einer Druckmaschine in die Greiferstangen 15 der Stanzmaschine zu übergeben. Anstelle der Ablage in Bogenform kann hinter der Ausbrechvorrichtung 12 auch eine Vereinzelung der in einem Bogen enthaltenen Werkstücke vorgenommen werden.

Das Stanzwerkzeug 38 und die Gegenstanzplatte 40 können in der Mittelstellung der Werkzeugeinhett 4 während des Rückhubes, wenn die Werkzeuge ihren größten senkrechten Abstand haben, durch eine öffnung \tr Geste!! 2 quer zur Materialförderriehlung si"- und ausgebaut werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Stanzen und Prägen, bei der die mit Materialgeschwindigkeit bewegte biegeweiche Werkzeugeinheit mit oben darin eingeschlossenem Material zwischen einem Walzenpaar durchgeleitet wird, dessen mit Materialgeschwindigkeit drehende Umfangsfläche auf den für die Dauer des Stanzens notwendigen Winkel beschränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Walzenpaare (3) vorgesehen sind, die derart gelagert sind, daß sie eine kontinuierliche Drehbewegung über den vollen Kreisbogen ausführen können, und daß die Werkzeugeinheit (4) zumindest zwei Greiferstangen (15) umfaßt, die von auf Kettenrädern (13) geführten Ketten (14) derart getragen werden, daß ihr Abstand untereinander gleich dem Umfang de^c beim Stanzen wirksamen Zylinders der Walzen (3\ ist. wobei Walzen (3) und Kettenräder (13) einen gemeinsamen, eine kontinuierliche Drehbewegung ausführenden Antrieb (5,10) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Walzen (3) auf ihrem verlängerten Zapfen einen Kurvensatz (21) trägt, der die Bewegung eines auf einer Sitcuerwelle (23) drehfest aufgesetzten Doppelrollenhebels (22) steuert, daß die Steuerwelle (23) ihrerseits über einen an ihr drehstarr angeschlossenen Hebel (26) und einem daran anschließenden Hebelgestänge (30,29,31) die schlittenartig gelagerte Werkzeugeinheit (4) derart hin- und herbewegen k inn, daT die Werkzeugeinheit (4) während des Stanzen j und Prägens mit der Waizenzylinderfläche synchron bev; ,gt und in den Zwischenzeiten in entgegengesetzte Richtung bewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeinheit (4) ein Oberteil und ein Unterteil umfaßt, die derart gelagert sind, daß sie eine zur Materialebene senkrechte Bewegung ausführen können, daß zwischen Ober- und Unterteil diese Teile auseinanderdrückende Federeinrichtungen (46) sowie zwei Schienen (43, 44) vorgesehen sind, gegen die Ober- und Unterteil sich anlegen, und daß die Schienen (43, 44) von Hebeln (42) gehalten werden, die über von den Walzen (3) gebildete Kurvenscheiben (45) derart gesteuert werden, daß die Höhenlage des Unter- und Oberteils der Werkzeugeinheit (4) und der Abstand der Teile voneinander vom Drehwinkel der Walzen (4) bestimmt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugeeinheit (4) Stahlplatten (32) umfaßt, die an Querträgern (33, 34) befestigt sind, die mit Längsträgern (35, 36) verschraub! sind, wobei die Querträger (34) in Führungen einen Schließrahmen (37) mit einem Stanzwerkzeug (38) tragen und die eine (untere) Stahlplatte (32) eine Abstandsplatte (39) mit einer Gegenstanz· platte (40) hält.