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Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Blech
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen
Schneiden von Blech in Muster beispielsweise zur Herstellung von Leiterplatten oder
dergleichen. Bisher wurde dieses Musterschneiden von Blech von Hand durchgeführt,
und es war sehr arbeitsintensiv, verhältnismäßig langsam und benötigte eine große
Zahl erfahrener Arbeiter, um eine ausreichend umfangreiche Produktion zu erzielen.
Es sind auch Vorrichtungen zum Schneiden von Mustern in Blechmaterial allgemein
bekannt, aber solche Vorrichtungen haben sich nicht in der Praxis eingeführt und
sie waren nicht so eingerichtet, daß sie Blech in einem großen Bereich unterschiedlicher
Dicken und Breiten schneiden konnten, wie es notwendig ist, wenn Muster In Blech
zur Herstellung von Leiterplatten oder dergleichen geschnitten werden sollen.
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Die US-PSen 3 477 322, 3 370 634, 3 776 o74> 3 790 154 und 3 841
187 zeigen Vorrichtungen, mit denen Muster in blattrörmiges Material, wie Gewebe,
Papier oder dergleichen geschnitten werden können. Jedoch sind die Schneideinrichtungen,
die in diesen Vorrichtungen verwendet werden, nicht geeignet oder lassen sich nicht
leicht anpassen, um Blech zu schneiden. Bei diesen bekannten
Vorrichtungen
wird eine große Produktion dadurch erreicht, daß man einen Stapel einzelner Blätter
gleichzeitig schneidet, was bei Metallblech praktisch nicht durchführbar ist. Bei
den bekannten Vorrichtungen wird das zu schneidende,blattrörmige Material nicht
automatisch in die Schneidstellung gebracht.
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Die wesentlichste Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum automatischen Musterschneiden von Blech zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung läßt sich ein automatisches Musterschneiden bei
Blech praktisch durchrühren, was vorher in der Praxis nicht möglich war. Gemäß der
ErfIndung wird ein Metallblech durch einen Förderer automatisch in eine Musterschneidestellung
gebracht, wobei eine Führung für das Blech vorgesehen ist, und das Metallblech wird
dann an der Musterschneidestelle automatisch fsestgeklemmt. Eine Schneideinrichtung,
die vorzugsweise scherenartige Schneiden aufweist, ist vorgesehen, wobei eine Schneide
so angeordnet ist, daß sie oberhalb des waagerecht angeordneten Metallblechs liegt,
während die andere Schneide so angeordnet ist, daß sie unterhalb des waagerecht
angeordneten Metallblechs liegt. Dem Förderer sind Stützeinrichtungen zugeordnet,
die das Metallblech in der richtigen Stellung abstützen, um eine Einführung der
unteren Schneide unterhalb des Metallblechs zum Zusammenwirken mit der oberen Schneide
zu ermöglichen, und die Abstützeinrichtungen verhindern eine Beschädigung der Fördereinrichtung
während des Musterschneidevorgangs.Das Musterschneidell wird durch einen Computer
gesteuert, der seinerseits Einrichtungen betätigt, die die Schneideinrichtung zu
Jeder gewiinschten x- y-Koordinate des waagerechten Metallblechs bewegen, und der
Computer betätigt außerdem einen Motor zum Bewegen der Schneideinrichtung bzw. der
Schneidkanten in Jede gewünschte Winkelstellung GL
Die Schneideinrichtung
schneidet in das Metallblech durch eine freie Kante des Blechs ein und schneidet
Jedes gewünschte Muster.
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Der unteren Schneide kann ein Kugellager zugeordnet sein, um eine
genauere Steuerung der Winkelstellung der Schneideinrichtung zu ermöglichen, insbesondere
wenn rechte Winkel oder enge Kurven geschnitten werden sollen. Nach dem Ausschneiden
des gewünschten Musters aus dem Metallblech werden die Klemmeinrichtungen automa
gelöst, der Förderer läuft wieder an, und dais Blech wird aus der Musterschneidestellung
heraus bewegt. Das Blech kann über eine Rolle geführt werden, und das augeschnittene
Muster kann auf der Rolle gehalten werden, während die abgeschnittenen Abfallteile
des Blechs in einen unterhalb der Rolle angeordneten Abfallbehälter fallen.
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Zusätzlich kann ein Einkerben des zu schneidenden Blechs automatisd
erfolgen, wobei solche Kerben oft an vorbestimmten Stellen längs der Kanten eines
Musters notwendig sind, um z.B. das Blech zur Herstellung von Leiterplatten oder
dergleichen biegen zu können. Das Einkerben wird durch eine Kerbenbildungsvorrichtung
bewirkt, die längs Jeder Seitenkante des Metallblechsbewegbar ist und die das Metallblech
zwischen einer oberen und einer unteren Platte aufnimmt. Die Kerbenbildungseinrichtungen
werden auch durch den Computer gesteuert, ebenso wie eine Steuereinrichtung für
jede der Kerbenbildungseinrichtungen, die einen ausgewählten Kerbeinsatz einer Vielzahl
von Kerbeinsätzen in Eingriff mit einem Kerbstempel bringt, der die eigentliche
Kerbarbeit ausführt. Die KerbenbildunLrs einrichtungen sind gegeneinander in einer
Richtung senkrecht zur Zuführungsrichtung des Metallblechs bewegbar, um Bleche verschiedener
Breiten aufnehmen zu können. Es können auch Einlagen in Verbindung mit den Kerbenbildungseinrichtungen
vorgesehen sein, um Bleche unterschiedlicher Dicke aufnehmen zu können.
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Ein Ausführungsbeisp iel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum
automatischen
Musterschneiden von Blech; Flg.2a bis 2c sind eine perspektivische Ansicht, eine
Seitenansicht und eine Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels der Schneidvorrichtung;
Fig.2d ist eine Seitenansicht (perspektivisch) einer Abwandlung einer Schneideinrichtung
Fig.) zeigt Einzelheiten einer Klemmeinrichtung, die in der Vorrichtung gemäß Fig.
1 verwendbar ist, um ein Metallblech in Musterschneidestellung zu halten; Fig. 4
ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fördereinrichtung
für die Vorrichtung gemäß Fig. 1; FIg.5 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausfühz##sbeispic1s
einer Kerbenblldungseinrichtung mit zugehörigen Führungsmitteln; Fig.6 ist ein schematisches
Diagramm der Beziehungen zwischen den gesteuerten und den steuernden Bestandteilen
der Vorrichtung; Fig.7 ist eine Draufsicht auf ein Metallblech nach dem Musterschneiden.
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Eine beispielsweise dargestellte, automatische Vorrichtung zum Blechschneiden
ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung weist die wesentlichen Bestandteile eines
Förderers lo auf, der ein Stück Metallblech, in das ein Muster geschnitten werden
soll, in eine Musterschneidestellung (Fig. 7) bringt, wobei der Förderer lo sttitzteile
12 aufweist, die das Metallblech auf dem Förderer derart abstützen, daß eine Beschädigung
des Förderers während des Musterschneidens im Metallblech verhindert ist. Die Vorrichtung
weist weiter ein scherenartiges Schneidwerkzeug 14 zum Abscheren des Blechs beim
Musterschneiden auf, sowie Stützteile 16 und 18 zum Abstützen des Schneidwerkzeugs
14 oberhalb des zu schneidenden Blechs, so daß sich das Schneidwerkzeug 14 in Arbeitsstellung
gegenüber dem Blechstück befindet und waagerecht in x- und y- Richtung bewegt werden
kann, die im wesentlichen senkrecht zueinander liegen. Die Vorrichtung weist weiter
eine Abstützung 20 für das Schneidwerkzeug derart auf, daß dieses eine Winkelbewegung
von im wesentlichen 5#6o Grad um eine lotrechte Achse z ausrühren kann, einen x-Motor
22, einen Motor 24 und einenoc-Motor 26 zum automatischen Bewegen des Schneidwerkzeuges
14 in der x-, y- und a- Richtung. Außerdem hat die Vorrichtung eine Computer-Steuereinrichtung
28 (Fig. 6) zum automatischen Steuern der Arbeitsweise der x-, y- und 0>-Motoren
22, 24 und 26 für die Bewegung des Schneidwerkzeuges 14 zum Schneiden eines gewünschten,
vorprogrammierten Musters aus dem Metallblech. Zum Führen der Bewegung des Blechs
in die Musterschneidestellung sind Führungen 30 vorgesehen, und zum Festhalten des
Blechs in der Musterschneidestellung während des Musterschneidens sind Klemmeinrichtungen
32 und 34 vorgesehen.
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Jedes dieser Einzelbauteile der Vorrichtung zum Bbehschneiden kann
in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt sein, um das Musterschneiden am Blech
zu bewirken. Die folgende Beschreibung stellt lediglich den Vorzug der Ausführungsbeispiele
dar.
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Das Schneidwerkezeug 14 ist im einzelnen in den Fig. 2a bis 2c dargestellt.
Der Schneidteil des Werkzeugs 14 weist ein Paar Schneiden oder Klingen 36, 37 zum
Schneiden des dazwischen aufgenommenen Blechs auf. Die eine Schneide 36 ist oberhalb
eines waagerecht angeordneten Stückes des zu schneidenden Metallblshs angeordnet
und schneidet das Metall, indem sie durch dessen Oberfläche eindringt.Die andere
Schneide 37 ist unterhalb des waagerecht liegenden Blechstücks angeordnet und schneidet
das Metall, indem sie von unten her in dieses eindringt. Die Ausbildung der Schneidteile
kann verändert werden, z.B. braucht nur eine der beiden Schneiden 36 oder 37 während
des Schneidvorgangs bewegt zu werden, oder es können beide Schneiden während des
Schneidvorgangs bewegt werden. Eine Schneidvorrichtung, die bei der Erfindung verwendet
werden kann, wird unter dem Namen Unishear von der Firma Black and Decker hergestellt.
Ein Motor 38 dient als Antrieb für die Bewegung der Schneide 36 während des Schneidens,
und in dem in den Zeichnungen dargestellten nusführungsbeispiel bewegt dieser Motor
38 die obere Schneide 36 nach unten, während die Schneide 37 ortsfest bleibt. Die
Schneide 37 ist an einem Arm 39 gelagert, der einen Führungsteil 39' sowie eine
im wesentlichen flache obere Oberfläche hat, die die Unterseite des Blechs abstützt.
Ein ortsfestes Führungsteil 41, In dem die Schneide 36 htn- und herbeweglich gelagert
ist und das den Arm 39 trägt, hat an seiner Vorderseite eine V-förmige Kerbe, die
so geformt ist, daß sie die Bewegung des zu schneidenden Metallblechs in die Stellung
zwischen den Schneiden 36 und 37 erleichtert. Das Führungsteil 41 hat nur einen
dünnen lotrechten Abschnitt 42, der die verbreiterten unteren und oberen Teile des
Führungsteils 41 miteinander verbindet, die oberhalb und unterhalb des zu schneidenden
Metallblechs angeordnet werden können, wobei der Abschnitt 42 so ausgebildet ist,
daß er durch den in dem Metallblech durch die Schneiden 36 und 37 erzeugten Schnitt
hindurchgehen kann. Entsprechend einem wesentlinen Merkmal der Erfindung ist an
dem Arm 39 im Bereich der nachlaufenden Kante der Schneide 37 ein Kugellager 43
vorgesehen, das mittels einer
Feder gelagert sein kann, und das
an der Unterseite des zu schneidenden Metallblechs angreift, um die Vorwärtsbewegung
der Schneideinrichtung durch das Metallblech zu erleichtern.
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Dies ist besonders dann wichtig, wenn scharfe Ecken oder Umlenkungen
während des Schneidens notwendig sind, insbesondere deswegen, weil der Schneidvorgang
automatisch erfolgt. Das Kugellager 43 bildet einen Berührungspunkt an dem Metallblech
und gestattet eine abrupte Verdrehung des Schneidwerkzeugs 14 um die lotrechte Achse
z. Das Kugellager kann bei jeder Art von Schneidwerkzeug eingesetzt werden, sei
es eine Handschneidevorrichtung oder eine automatische Schneidevorrichtung, wie
sie bei der Erfindung vorgesehen ist. Der Arm 39 könnte auch als Hebel ausgebildet
sein, der um eine waagerechte Achse um einen Gelenkpunkt 40 verschwenkbar sein könnte,
und der Motor 38 könnte auch sowohl die Schneide 36 hin-und herbewegen als auch
den Hebel 39 verschwenken, wodurch sich eine gleichzeitige Bewegung der Schneiden
36 und 37 aufeinander zu während des Schneidvorgange.
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ergeben würde. Das Kugellager 43 würde in einem solchen Fall den Gelenkpunkt
40 benachbart auf der der Schneide 37 gegenüberliegenden Seite des Gelenkpunkts
40 angeordnet sein.
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Der Motor 38 des Schneidwerkzeugs 14 ist innerhalb eines Gehäuses
44 auf einer Welle 45 angeordnet, wobei an der Oberseite des Motors 38 ein Lager
46 zur Aufnahme der Welle 45 vorgesehen ist, und wobei an der Unterseite des Motors
38 ein weiteres låger 47 zur Aufnahme der Welle 45 vorgesehen ist, wobei die Welle
45 direkt mit dem Führungsteil 41 verbunden ist, das die Schneiden 3 und 37 trägt.
Das Gehäuse 44 ist an einer Querstrebe 48 ortsfest gelagert, die Teil der Abstützung
20 ist, z.B. mit Hilfe von Keilen, wobei die Querstrebe 48 auch den s-Motor 26 zum
Verdrehen des Schneidwer#,zeuges 14 in der Richtung trägt.Obwohl hier Jede ~ geeignete
Anordnung verwendet werden kann, ist die bevorzugte Ausbildung so getroffen, daß
der oudlotor 26 über ein Getriebe 50 eine Schnecke 49 antreibt, die ihrerseits ein
Schneckenrad 51 treibt, das am oberen Ende der Welle 45 befestigt ist, wobei das
Schneckenrad 51 und die Welle 45 um die z- Achse drehbar sind. Dem Oc-Motor 26 während
des Musterschneider
zugeführte Signale bewirken eine Verdrehung
der Welle 45 zur Einstellung der Schneiden 36 und 37 in die richtige Stellung zum
Schneiden des gewünschten, vorbestimmten Musters.
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Während das unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c beschriebene scherenartige
Schneidwerkzeug bevorzugt wird, kann es für bestimmte dickere Blechqualitäten notwendig
sein, eine Nibbel-oder Aushauschere als Schneidwerkzeug zu verwenden, um wirkungsvoll
Muster in das Blech zu schneiden. Ein solches Nibbelwerkzeug kann einen Kopf 52
haben, wie er in Fig. 2d dargestellt ist.
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Der Kopf 52 weist einen Stempelteil 52' auf, der auf-und abgeht und
bei Jedem Hub ein kleines Loch ausstanzt. An dem Kopf 52 ist unterhalb des zu schneidenden
Metallblechs eine geschlitzte Platte 54 vorgesehen, um ein sauberes Ausstanzen eines
Metallstopfens sicherzustellen, während das umgebende Material nicht beeinflußt
wird. Der Nibbelkopf 52 kann gegen ein scherenartiajeo Schneidwerkzeug ausgetauscht
werden, wie es in den Fig. 2a bis 2c dargesbellt ist, wofür eine lösbare Verbindung
53 vorgesehen ist, oder die gc nze Anordnung aus Motor und Schneidkopf kann ausgetausS
werden, wenn es erwünscht ist, ein Nibbelwerkzeug gegen ein Scherenwerkzeug auszutauschen
und umgekehrt. In einem solchen Fall hat auch der Nibbelmotor zugehörige Keile,
so daß er einfach in geitenden Eingriff mit der Querstrebe 48 eingeschoben werden
kann, nachdem das scherenartige Werkzeug entfernt wurde.
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Es können auch andere Arten von Schneidköpfen verwendet werden, und
zwar abhängig von der Art des zu schneidenden Materials.
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Durch die Stützteile 16 und 18 ist das Schneidwerkzeug 14 derart gelagert,
daß es zu Jeder bestimmten Koordinate des Bereichs zwischen den Stützteilen 16 und
18 bewegt werden kann. Das Stützteil 16 weist ein Paar Endglieder 55 auf, die die
äußere Begrenzung der Bewegung in der x-Richtung darstellen.Die Endglieder 55 sind
durch eine oder mehrere Führungsstangen 56 und eine Schraubenspindel 57 oder dergleichen
verbunden. Ein Gewindeteil 58 der Abstützung 20 für das Schneidwerkzeug 14 nimmt
die Schraubenspindel 57 auf und formt die Drehbewegung der Schraubensplndel 57
in
eine lineare Bewegung der Abstützung 20 des Schneidewerkzeugs 14 um, wobei die lineare
Bewegung durch die glatte Führungsstange 56 (oder deren mehrere) geführt wird. Der
Motor 22 ist auf einem der Endglieder 55 gelagert und treibt die Schraubenspindel
57 in Abhängigkeit von den Steuersignalen des Computers 28 an.
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Die Stützteile 16, 18 weisen ein Paar Rahmenglieder 60 auf, die an
Jedem Ende Jedes Endsliedes 55 angeordnet sind, wobei Jedes Paar vonRahmengzliedern
60 eine oder mehrere Führungsstangen 61 aufweist, die zwischen den Rahmengliedern
angeordnet sind, sowie eine Schraubenspindel 62, die zwischen einem Paar oder zwischen
beiden Paaren der Rahmenglieder 60 an#eordnet ist.
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Die Endglieder 55 nehmen die Führungsstange oder Führungsstangen 61
auf, und eines der Endglieder 55 hat einen Gewindeteil, der die Schraubenspindel
62 aufnimmt, um die Drehbewegung dieser Schraubenspindel 62 in eine Translationsbewegung
der Endglieder 55 in der y-Richtung umzuformen. Der y-Motor 24 ist an einem Ende
der Rahmenglieder 60 zum Antrieb der Schraubenspindel 62 gelagert und dreht diese
in Abhängigkeit von Signalen, die er von dem Computer 28 erhält. Jedes der Paare
der Rahmenglieder Oo muß in der x-Richtung einen Abstand haben, der groß genug ist,
damit die Schneiden 36 und 37 des Schneidwerkzeligs 14 zu Beginn des Arbeitsvorgangs
an einer Seitenkante des zu schneidenden Blechs angreifen können, um dort den Schneidvorgan,
zu beginnen.
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Andererseits könnten auch die Unterteile der Tiahmenglieder 6o relativ
dicht gegenüber den Kanten des zu erwartenden größten in der ~nzen Anordnung aufzunehmenden
Metallblechs angeoninet sein, und die Oberteile der Rahmenglieder 60 könnten dann
nach außen um einen Abstand zurückgesetzt sein, der groß genug ist, um eine Bewegung
des Schneidwerkzeugs 14 in die geeignete Startstellung zu ermöglichen.
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Während im vorstehenden die Abstützteile In Verbindung mit ScEIratlle
spindeln zum Erzeugen der Bewegungen der Endglieder 55 und der
Abstützung
20 beschrieben wurden, könnten hierffir natürlich auch andere Mittel verwendet werden,
beispielsweise eine Anordnung aus Zahnstange und Ritzel oder dergleichen.
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Die Klemmeinrichtungen 32 und 34, die dus zu sclmeidentle Metallblech
ortsfest in der Musterschnei<#estellung halten, können auch in weiten Grenzen
unterschiedlich austrebi1det sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Klewmeinrichtung 52 ist in Fig.
3 dargestellt. Die Klemmeinrichtung 32 weist einen Anschlag 64 zur Begrenzung der
Vorwärtsbewegung des Metallölechs A auf, wobei der Anschlag 64 einen Mikroschalter
65 oder dergleichen trägt. Ein Kolben 66 bewegt sich in Abhängigkeit von der Feststellung
der Stellung des Blechs durch den Schalter 65 aufwärts und klemmt das Blech gegen
die obere Oberfläche tsy des Anschlags 64 fest. Für die Oberfläche 67 könnten Beilagen
vorgesehen sein, um diese an einen weiten Bereich von Blechstärken des zu schneidenden
Metallblechs anzupassen. Der Zylinder 68 für die Bewegung des Kolbens 66 in Abhängigkeit
von einem vom Schalter 65 erhaltenen Signal kann von Jeder geeigneten Art sein,
beispielsweise pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder dergleichen. Die ganze
mit dem Anschlag 64 verbundene Anordnung ist auf einem Rohr 69 für eine Schwenkbewegung
um eine Welle 70 gelagert, die in dem Rohr 69 aufgenommen ist. Zum Verbinden des
Anschlags64 mit dem Rohr 69 können Zwickel 71 vorgesehen sein, um die Beanspruchung
des Anschlags64 durch den Klemmeingriff des Blechs auf ein Minimum herabzusetzen.
Mit dem Rohr 69 ist ein Antrieb, beispielsweise ein Zylinder 72, verbunden, der
iit«^r einen Hebel 73 und einen Stift 74 mit dem Rohr 69 verbunden ist um eine Schwenkbewegung
des Anschlags 64 in Bezug auf das Blech zu ermöglichen, um die Klemmeinrichtung
32 aus der Bewegungsbahn des Blechs heraus zu bewegen, nachdem das Schneiden des
Blechs beendet und dessen Einklemmung aufgehoben worden ist. Der Zylintlei
72
wird vorzugsweise ebenfalls von dem Computer 28 gesteuert, und der Computer 28 bietet
über den Mikroschalter 65 vorzugsweise eine doppelte Steuerung für den Zylinder
68, wobei der Computer 28 auch die Schwenkbewegung der Klemmeinrichtung 32 und das
Lösen der Klemmung des Blechs zwischen dem Kolben 66 und der Oberfläche 67 nach
Beendigung des Schneidvorgangs an einem Blechstück steuert.
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Auf der der Klemmeinrichtung 32 gegenüberliegenden Seite des zu schneidenden
Metallblechs ist eine Anordnung 34 zum Unterstützer des Haltens des Blechs in seiner
Stellung während des Schneidens vorgesehen. Diese Anordnung 34 hat vorzugsweise
die Form eines oder mehrerer, mit einem Antriebsmotor in Verbindung stehender rechteckiger
Stifte 75 oder dergleichen, (siehe Fig. 1 und 4).
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Der Stift 75 ist vorzugsweise an einem Gelenk 76 an einer Unterstützung
77 gelagert. Eine Schwenkbewegung des Stiftes in der Zuführrichtung des Metallblechs
gegen eine Federvorspannung ist vorgesehen, um eine Bewegung des Stifts aus dem
Weg des Blechs heraus zu ermöglichen. Wenn Jedoch das Blech sich an dem Stift 75
vorbei bewegt hat, kehrt dieser in seine lotrechte Stellung zurück und wird durch
einen Anschlag 78 daran gehindert, in eine Richtung entgegengesetzt zu der Zuführrichtung
des Blechs zu schwenken. Die Unterstützung 77 weist ein Innengewinde auf und nimmt
eine Schraubenspindel 79 auf. Außerdem ist die Unterstützung 77 mit einer Führungsstange
80 verbunden. Eine Verdrehung der Schraubenspindel 79 durch einen Motor 81 wird
durch die Unterstützung 77 in eine Verschiebebewegung des Stiftes 75 umgewandelt.
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Nach der Bewegung des Bl s an dem Stift 75 vorbei, wenn dieser in
sehe lotrechte Stellung zurückgeführt ist, wird der Motor 81 betätigt, z.B. automatisch
gesteuert durch den Computer 28, und er bewegt den Stift 75 zum Anschlag an der
rückwärtigen Kante des Blechs, wobei der Anschlag 78 eine Schwenkbewegung des Stiftes
75 beim Anlegen an die Blechkante verhindert. Der Stift
75 unterstützt
somit die Klemmeinrichtung 32 beim Halten des Blechs in einer ortsfesten Schneidstellung
während des Musterschneidens.
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Der Förderer lo weist vorzugsweise eine Anzahl einzelner Förderbänder
84 auf, die voneinander in der x-Richtung einen Abstand aufweisen, obwohl auch ein
breites Förderband vorgesehen werden könnte, wenn die Führungen 30 entsprechend
angeordnet wären.
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Jedes Förderband 84 erstreckt sich im wesentlichen über die Länge
des Abstandes in y-Richtung zwischen den Rahmengliedern 60 und wird durch eine Antriebsrolle
85 angetrieben, die durch einen Motor 86 oder dergleichen in Umdrehung versetzt
wird.
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Außer der Antriebsrolle 85 ist mindestens eine weitere Rolle 87 vorgesehen,
die am andere, der Antriebsrolle 85 entgegengesetzten Ende des Förderbandes 84 angeordnet
ist, wobei beide Rollen 85 und 87 um Welle waagerechte, in x-Richtung verlaufende
Achse drehbar sind. Ferner ist ein Rahmen 8# vorgesehen. Eine Förderband-Spanneinrichtung
88 kann vorgesehen sein, um den Antrieb des Förderbandes unter allen Belastungsbedingungen
sicherzustellen.
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Es wird bevorzugt, daß die einzelnen Förderbänder 84 gegeneinander
in der x-Richtung bewegbar sind, um Metallbleche unterschiedlicher Breiten aufnehmen
zu können. Wenn z.B. zwei Förderbänder E3lI vorgeschen sind, können sie so angeordnet
seil, daß sie jeweils einen Teil iri der Nähe der beideii Bänder des zu transportierenden
Metallblechs ergreifen, wobei die Breite des Splates zwischen den Förderbändern
84 (durch (] (Größe) des Metallbleche bestimmt ist.
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Wenn die Breite dieses Spaltes r013 zu groß werden sollte, könnte
ii;ii ili'1 1 ich ein ç itl s T rband 84 vorgesehen sein. Die Einrich fnn zur Bewegung
d der Förderländer r1i#84 in Bezug aufeinander 1 in der der x-Richtung # -Ri können
verschiedene Formen annehmen. In Fig. 4 ist ein Ausführungebeispiel ..:,j1<1
~#J 1 dargestellt, #o wo diese nri elituxig allgemein mit 89 bezeichnet ist und
zum Bewegen eines Bandes 8,4
dient, während das andere, in Fig.
4 nicht dargestellte Band, in x-Richtung ortsfest ist. Die Einrichtung 89 weist
einen Walzen 9o auf, der auf einer Schiene 98 beweglich ist und Jeweils Stützen
91, 92 für die Rollen 85 und 87 trägt. Der Wagen 90 hat einen Mittelteil 93, der
mit Gewinde versehen ist, das eine Schraubenspindel 94 aufnimmt. Die Schraubenspindel
94 kann durch Jede geeignete Vorrichtung angetrieben werden, beispielsweise durch
ein Kettenrad 95, das seinerseits von einer Kette 96 über ein Handrad 97 angetrieben
wird. Der Mittelteil 93 des Wagens 90 formt die Drehbewegung der Schraubenspindel
94 in eine Querbewegung des Wagens 9o in der x-Richtung um. Auch hier kann eine
große Vielzahl anderer Einrichtungen verwendet werden, beispielsweise einer Anordnung
mit Zahnstange und Ritzel oder ein Motorgetriebe mit Kettenrad. Die Klemmeinrichtung
34 ist in der Nähe des in x-Richtung ortsfesten Förderbandes 84 angeordnet, und
zwar am Ende des Bewegungsweges des querbeweglichen Förderbandes 84, so daß die
Klemmeinrichtung 34 nicht mit der Bewegung der Förderbänder kollidiert und umkehrt.
Es könnten natürlich auch beide Förderbänder 84 querbewe,lich gemacht werden, und
zwar mittels einer gemeinsamen Schraubenspindel 94, die dann zum Antrieb Jedes der
Förderbänder 84 aus einer mittleren Stellung in eine Endstellung dienen würde. Die
Klemmeinrichtung 34 würde dann zwischen den Förderbändern 84 bzw. zwischen deren
mittlerer stationärer Stellung angeordnet sein. Die Steuerung des Motors 86 kann
von Hand, durch den Mikroschalter 65 und durch den Computer 28 erfolgen.
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Die zu dem Förderer lo ereh~irilrerl Stützteile 12 bieten eine Abstützung
für das darauf t tcordnete Metallblech derart, dclß eine Beschädigung des Förderers
lo während des Nusterschneidens in dem Metallblech durch das Schneidewerkzeug 12S
verhindert wird. Die
Stützteile 12 haben vorzugsweise die Form
einer Vielzahl von Spitzen 100, die abnehmbar auf den Förderbändern 84 über deren
ganze Länge angeordnet sind und die dicht genug zueinander angeordnet sind, um an
ihrer Oberseite 1o3 ein Metallblech sicher abzustützen. Jede Spitze loo besteht
aus hartgummi oder anderem kräftigem, aber nachgiebigem Material und kann mit dem
Förderband 84 durch Schrauben lol oder dergleichen verbunden sein, die lnrlerhalb
eines Innengewindes 102 in den Spitzen loo aufgenommen sind.
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Die Spitzen 100 sind hoch genug, um den Durchgang der unteren Schneide
37 und der zugehörigen Bauteile des Schneidwerkzeugs 14 zwischen dem Metallblech
und der Oberseite des Förderbandes 84 zu gestatten, so daß sich während des Schneidens
keine Beschädigung des Förderbandes 84 ergeben kann. Da die Spitzen loo längliche
Form haben und im allgemeinen die Form eines Kegelstumpfes haben, und da sie aus
nachgiebigem Material bestehen, biegen sie sich aus, wenn sie von der Vorderkante
des Armes 39 und/oder der Vorderkante des Führungsteiles 41 (oder der Platte 54)
berührt würden, wenn das Schneidwerkzeug 14 bewegt wird, wodurch eine Beschädigung
der Spitzen ebenfalls verhindert ist. Wenn Jedoch dennoch an einzelnen Spitzen loo
Beschädigungen auftreten, können die beschädigten Spitzen periodisch erneuert werden.
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Die Führungen 30 zum Führen der Bewegung des Blechs in die Musterschneidestellung
weisen vorzugsweise eine Vielzahl von Führungs rollen 105 auf, die entlang Jeder
Seite (les zu schneidenden Metallblechs gelagert sind und an den Seitenkanten des
Blechs anliegen und diese aufnehmen . Während die Führungsrollen 105 eine Vielzahl
von formen annehmen könrlerl, wirri es bevorzugt, wei'#i sie die Form einer Kugel
106 oder eines kege lstumpfförmigen Rades 107 haben wobei die Kugel 106 oder das
natl 1o7 durch eine Feler 108 oder dergleichen nachgiebig in Eingriff mit einer
Seltenkante des Metallblechs gebracht werden. Es wird daher ohio gerijirte lineare
Bewegung der Kugel 1 loG oder des kegelstumpfförmigen Rades
107
in einem Gehäuse 109 durch geeignete Führungsmittel, beispielsweise Stifte 11o,
vorgesehen. Jede Führungsrolle 105 trägt eine Nut 111, die breit genug ist, um in
sich eine Blech tafel der größten vorkommenden Stärke aufnehmen zu können.
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Falls erwünscht, können Einlegestücke für die Nuten 111 vorgesehen
sein. Zusätzlich zu ihrer Funktion, eine Bildung für die Bewegung des Blechs in
die Musterschneidestellung zu gewährleisten, dienen die Führungen 30 auch dazu,
das Blech während des Schneidens an Ort und Stelle zu halten, wobei die Führungen
3o gemeinsam mit den Spitzen loo auf den Förderbändern 84 und gemeinsam mit den
Klemmeinrichtuneen 32 und 34 wirken.
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Die Führungsrollen 105 auf einer Seite eines zu schneidenden Metallblechs
sind auf einer Abstützanordnung 112 gelager, die in x-Richtung beweglich ist, um
Bleche verschiedener Breiten aufnehmen zu können. Eine bevorzugte Einrichtung zu
einer beweglichen Lagerung der Abstützanordnung 112 ist in Fig. 1 allgemein mit
113 bezeichnet. Diese Einrichtung 113 ist ähnlich der Einrichtung 89 zum Bewegen
der Förderbänder 84 gegeneinander.
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Die Einrichtung 113 weist ein Paar Endglieder 114 zur Lagerung der
Abstützanordnung 112 auf, wobei Jedes Endglied i ed 1 114 eine Führungsstange 115
und eine Schraubenspindel 116 aufnimmt wobei ein mit Innengewinde versehener Teil
des Endglieds 114 zur Aurnnlune der Schraubenspindel 116 zur Umformung der Drehbewegung
(i(#0' Schraubenspindel I IG116 in ellle Translationsthewegung in X-Richtung dient.
Die Schraubenspindeln ndeln 116 können durch l geeignete mittel angetrieben werde
eispielsweise durch Kettenräder 117 die an ihren äußeren Enden angeordnet sind und
die durch eine Kette 118 angetrieben werden, die ihrerseits durch ein Handrad 119
angetri eben ist.
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Zusätzlich zur Lagerung der Führungsrollen 1o5 tr#t die Abstützanordnung
112 auch eine Kerbenbildunrseinrichtung 125, die in Bezug auf die Abstützanordnung
112 und danit in Bezug auf das sich in Musterschneidestellung befindliche Metallblech
in der y-Richtung hin- und herbewegbar ist. Die Kerbenbildungseinrichtung 125 dient
dazu, Kerben in den Seitenkanten des Metallblechs zu bilden, um ein Biegen des aus
dem Blech ausgeschnittenen Musters entlang von sich zwischen den Kerben erstreckenden
Linien zu erleichtern. Jede Kerbenbildungseinrichtung 125 weist vier Haptbestandteile
auf, nämlich eine Führung 126 zur Aufnahme der mit Kerben zu versehenden Blechkante,
einen Stempel 127, der entweder pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden kann
und der die Stanzkraft für das Ausbilden der Kerben liefert, eine Vielzahl von Kerbeinsätzen
128, von denen Jew ils einer durch den Stempel 127 betätigt und durch die obere
Platte der Führung 126 zur Bildung einer Kerbe in der Kante des Metallblechs hindurchbewegt
wird, und eine Steuereinrichtung 129, die denjenigen Kerbeinsatz 128 auswählt, der
zur Bildung einer bestimmten Kerbe verwendet werden soll. Obwohl der Stempel 127
so ausgebildet werden könnte, daß er selbst über jeden der Kerbeinsätze 128 bewegt
werden könnte, wird es bevorzugt, daß der Stempel 127 ortsfest bleibt, während die
Kerbeinsätze 128 durch die Steuereinrichtung 129 in Eingriff mit dem Stempel 127
bewegt werden. Die Auewatll der Kerbeinsätze 128 kann durch eine Vielzahl von Steuereinrichtungen
bewirkt werden, beispielsweise durch eine lineare Steuereinrichtung zur Bewegung
der Kerbeinsätze 128, die in einer linear bewegbaren Platte angeordnet sind. Jedoch
wird ein Maltheserkreuzrad 150 bevorzugt, wobei die Kerbeinsätze 128 am Umfang dieses
Rades 15o angeordnet sind, und die Steuereinrichtung 129 bewegt das Rad 130 Jeweils
um eine Stellung weiter, um einen bestimmten Kerbeinsatz 128 in die richtige Stellung
unter den Stempel 127 zu bringen. Die Führung 126 kann eine oder
mehrere
entfernbare Einlagen 131 aufweisen, um die Führung 126 an unterschiedlich dicke
Metallbleche anzupassen und sicherzustellen, daß das Blech während des Kerbens ordnungsgemä!i
gehalten wird. Ein Drucklufttank 152' oder dergleichen, der mit dem Stempel 127
über einen biegsamen oder äufrollbaren Schlauch 135 oder dergleichen verbunden ist,
kann die Energie zur Betätigung des Stempels 127 liefern. Andererseits könnte der
Stempel 127 auch mit einem Tank 1322 verbunden sein, der ein ausreichend großes
Volumen aufweist, um das Einkerben für einen vollen Durchlauf einer Blechlänge zu
bewirken. Ein solcher Tank könnte neue Druckluft an Jedem Ende seines Bewegungsweges
aufnehmen, beispielsweise durch ein mit dem Tank 132 t verbundenes Anschlußstück
134, das mit einem entsprechenden Anschlußstück 134t an Jedem Ende des Bewegungsweges
zusammenarbeitet, wobei die Anschlußstücke 134 mit einem großen Vorratstank verbunden
sein können.
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Jede Kerbenbildungseinrichtung 125 wird in der y-Richtung längs der
Kante eines zu schneidenden Metallblechs durch eine drehbare Gewindespindel 155
oder dergleichen bewegt, die in einem mit Innengewinde versehenen Teil einer Abstützung
156 für die Kerbenbildungseinrit;ung 125 aufgenommen ist. Auch eine oder mehrere
Führungsstangen 137 sollten in der Abstützung 136 aufgenommen sein, um die lineare
Bewegung der Kerbenbildungseinrichtung 125 in der y-Richtung zu führen, wenn die
Drehbewegung der Gewindespindel 155 durch den Gewindeteil der Abstützung 156 in
eine Translationsbewegung umgeformt wird. Für Jede Kerbenbildungseinrichtung 125
ist ein Motor 138 vorgesehen, wobei diese Motoren 158 gemeinsam mit den x-,y- undoc-Motoren
22, 24 und 26 durch den Computer 28 gesteuert werden. Um eine Störung der Bewegung
der Kerbenbildungseinrichtung 125 durch die Führungsrolle 105 zu verhindern, ist
an Jeder Seite der Kerbenbildungseinrichtun
125 eine Nockenkante
140 vorgesehen. Die Nockenkante lo greift an der Kugel 1o6 oder an dem Rad 107 an
und bewegt diese bzw.
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dieses gegen die Spannung der Feder 1o8 in das Gehause 109 zurück,
wobei die Bewegungsmöglichkeit der Rolle 105 in dem Gehäuse 109 groß g#ug ist, um
eine Bewegung der Kerbenbildungeinrichtung 125 an der Rolle 105 vorbei zu ermöglichen.
Die Ausbildung der Kerben kann gleichzeitig mit dem Musterschneiden durch das Schneidwerkzeug
14 oder nach Beendigung des Musterschneidens erfolgen.
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Wahlweise kSnnXauch gelenkig gelagerte Platten 141 zum Zusammenwirken
mit den Rollen 105 vorgesehen sein, die dann die Führung 3o bilden, um das Material
in die richtige Schneidstellung zu führen. Je eine dieser gelenkig gelagerten Platten
141 ist jeder der Abstützanordnungen 112 zugeordnet, und die Platten 141 sind für
eine Bewegung um 900 gelenkig gelagert.
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Diese Bewegung erfolgt aus einer ersten Stellung, in der die Platten
in einer im wesentlichen waagerechten Ebene liegen und das durch den Förderer lo
herangeführte Blechabstützen, so daß dieses innerhalb der Nuten 111 in den Rollen
105 aufgenommen wird, in eine zweite Stellung, in der die Platten in im wesentlichen
lotrechten Ebenen liegen und die Arbeit der Kerbenbildungseinrichtungen 125 nicht
stören. Für die Bewegung dieser gelenkig gelagerten Platten zwischen der ersten
und der zweiten Stellung können alle geeigneten Mittel verwendet werden, beispielsweise
hydraulische Zylinder, wobei diese Mittel schematisch bei 142 in Fig. 6 gezeigt
sind. Die Steuerung der gelenkigen Platten, um diese in die waagerechte Stellung
zu bewegen, kann durah den Mikroschalter 65 erfolgen, der mit der Klemmeinrichtung
32 verbunden ist. Wenn der Mikroschalter 65 nicht betätigt ist, bewegen die Verstellmittel
142 die Platte 141 in die waagerechte erste Stellung, und wenn der Mikroschalter
65 betätigt ist, wenn also ein Metallblech durch die Klemmeinrichtung 32 festgehalten
wird,
werden die Verstellmittel 142 so gesteuert, daß sie die Platten 141 in die lotrechte
zweite Stellung bewegen, da deren Führungsfunktion nicht mehr nötig ist.
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Nach dem Musterschneiden und nach dem Einkerben eines Metallblechs
durch die beschriebene Anordnung wird das Blech nach dem Losen der Klemmeinrichtung
32 aus der Musterschneidestellung heraus durch den Förderer lo wegbewegt. Um den
freien Durchgang des Metallblechs, aus dem das Muster ausgeschnitten ist, aus der
Musterschneidestellung heraus zu erleichtern, und um die Entfernung des Abfalls,
der sich durch das Schneiden ergibt, zu erleichtern, sind eine Rolle 145 und ein
Abfallbehälter 146 vorgesehen (siehe insbesondere Fig. 1). Die Rolle 145 hat vorzugsweise
die Form eines Rohres 147, das eine Welle 148 umgibt, die durch eine Feder 149 oder
dergleichen nach oben gedrückt wird, und das Rohr 147 ist in Bezug auf die Welle
148 lose angeordnet.
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Die Rolle 145 kann in der Mitte unterteilt sein, wenn dies erwünscht
ist, um ein Verschwenken des Anschlags 64 aus dem Weg des Blechs während dessen
Freigabe heraus zu ermöglichen.
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Wenn jedoch zwischen dem Anschlag 64 und der Rolle 145 genügend Raum
vorhanden ist, ist dies nicht notwendig. Wenn ein beschnittenes Metallblech durch
den Förderer lo an dem Anschlag 64 vorbei bewegt wird, wird das Blech durch die
Rolle 145 ergriffen, und das herausgeschnittene Musterstück selbst kann dann durch
eine Bedienungsperson oder durch geeignete automatische Einrichtungen gehalten werden,
während die Abfallstücke über die Rolle 145 hinweglaufen und nach unten in den Abfallbehälter
146 fallen.
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Der Abfallbehälter 146 hat vorzugsweise einen erhöhten Scheitel 150
mit geneigten Seitenwänden 151, die von dem Scheitel ausgehen, wodurch die beschnittenen
M#tallstücke nach unten wegrutschen und von Zeit zu Zeit eingesar t werden können.
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Fig. 6 ist eine schenttische Darstellung der Beziehungen zwischen
den automatisch arbeitenden Bestandteilen der Vorrichtung, wobei die Steuerung aller
Bestandteile durch einen Computer 28 erfolgt. Die Einzelheiten des Computers 28
sind nicht Bestandteil der Erfindung. Die Eingabevorrichtung kann als Transportvorrichtun;
für ein Magnetband ausgebildet sein, das kodierte Informationen trägt, die der Computer
28 verarbeitet. Auch andere Eingabevorrichtungen können verwendet werden. Der Computer
28 steuert direkt die x-, y-, ob und Kerbmotoren 22, 24, 26 und 138, die Kerbstempel
127, die Kerbsteuereinrichtung 129, und den Zylinder 72 zum Freigeben der Klemmung.
Eine indirekte Steuerung oder eine Steuerung zusätzlich zu einer Steuerung von Hand
ist vorgesehen für den Klemmzylinder 68, die Motoren 86 für das Förderband, die
Zuführeinrichtung 153 zum Zuführen von neuem Blech zu der Blechschneideanordnung
und für den Schneidmotor 38.
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Fig. 7 ist eine Draufsicht auf ein Metallblech A in der Musterschnfi
destellung, wobei das Blech zur Bildung des Musters B geschnitten worden ist. Das
Schrfidwerkzeug 14 ist anfänglich an der Kante C des Metallblechs A im Punkt D in
das Blech eingedrungen, hat die Linie E geschnitten, hat dann die Karte F im Punkt
G durchdrungen, hat die Kurve H geschnitten und hat das Blech am Punkt J verlassen.
Kerben K wurden durch die Kerbenbildungseinrichtung 125 gebildet, wobei die Kerben
K ausgestanzt wurden, während das Muster B geschnitten wurde. Es bleiben die Abfallstücke
L und M übrig.
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Nachdem die Vorrichtung beschrieben worden ist, wird nun deren Arbeitsweise
beschrieben. Ein Metallblech A wird von einer Zuführvorrichtung 153 auf den Förderer
lo überführt, der seiner seits das Blech A in die Musterschneidestellung bringt.
Die Abstützanordnung 112 für die Führung 30 und der Abstand zwischen
den
Förderbändern 84 sind durch Verstellung der Handräder 97 und 119 so eingestellt
worden, daß die Breite des zu schneidenden Blechs A aufgenommen werden kann. Der
Förderer lo, der das Blech A auf seinen nachgiebigen Spitzen loo abstützt, fördert
das Blech A so weit, bis es den Mikroschalter 65 der Klemmeinrichtung 32 berührt.
Der Anschlag 64 verhindert eine weitere Bewegung des Blechs A in der y-Richtung.
Der Mikroschalter 65 schaltet die Motors 86 ab, die die Förderbänder 84 antreiben,und
betätigt den Klemmzylinder 68, der das Blech A fest in der Stellung festklemmt,
in der das Muster geschnitten werden soll, und der auch den Motor 81 für den Stift
75 betätigt, um den Stift 75 zum Anschlag mit der rückwärtigen Kante des Blechs
A zu bringen.
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Das Blech A ist Jetzt durch die durch den Kolben 66 und die Oberfläche
67 gebildete Klemme, durch den Stift 75, durch die Führung 30 und durch die Spitzen
loo der Förderbänder 84 festgehalten.
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Wenn sich das Blech A in dieser Stellung befindet, veranlaßt der Computer
28 die Betätigung des Schneidmotors 38, um eine scherenartige Schneidbewegung zwischen
den Schneiden 36 und 37 zu bewirken. Das Schneidwerkzeug 14 dringt in eine Kante
(z.B.
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die Kante C in Fig. 7) des Metallblechs A ein, die x- und y-Motoren
22 und 24 werden durch den Computer 28 betätigt, um das Schneidwerkzeug 14 an Jede
gewünschte x- y- Koordinate innerhalb des Bereichs der Stützteile 16 und 18 zu bringen,
und der # -Motor 26 wird durch den Computer 28 betätigt, um die Schneiden 36 und
37 zum Schneiden in Jeder gewünschten Richtung bei der gegebene x- y-Koordinate
zu orientieren. Die Kerbmotoren 138 werden gleichzeitig mit den Motoren 22, 24 und
26 betätigt, um die Kersenbildungseinrichtungen 125 über ausgewählte Punkte längs
des Blecilr; A zu bringen, und zwar längs der Kanten C und F, um darin Kerben K
zu
bilden, und die Steuereinrichtung 129 und der Stempel 127 werden an Jeder gewünschten
Stellung der Kerbenbildungseinrichtung 125 betätigt.
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Wenn das Ausschneiden des Musters B aus dem Blech A vollendet ist,
gibt der Computer 28 ein Signal an den Zylinder 72 zum Aufheben der Klemmung und
an den Klemmzylinder 68, und der Klemmdruck am Blech A wird aufgehoben, die Klemmeinrichtung
52 wird aus dem Weg des Blechs A herausgeschwenkt, die Motoren86 für das Förderband
werden wieder in Betrieb gesetzt, und das Blech A wird aus der Musterschneidestellung
über die Rolle 145 weggeführt.
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Das ausgeschnittene Muster B wird, wenn es über die Rolle 145 läuft,
durch eine Bedienungsperson oder durch geeignete automatische Einrichtungen gehalten
und wird dann zur Lagerung oder zur Ausführung weiterer Arbeitsgänge weitergegeben.
Die Abfaliteil L und M des Blechs A fallen in den Abfallbehälter 146. Wenn das ausgeschnittene
Muster B von der Schneideinrichtung weggeführt wird, kann ein anderes Blech A zugeführt
werden, wobei der Computer 28 die Motoren 22, 24, 26, 72, 128 und 81 betätigt, um
alle Teile der Vorrichtung in die Ausgangsstellung zum Schneiden eines anderen Bleches
A zu bringen.
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Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind viele Abwandlungen möglich
Z.B. kann statt der Zuführung einzelner Bleche unter bestimmten Umständen Blech
von einer Rolle dem Förderer lo zugeführt und an der Rückseite der Schneideinrichtung
von der Rolle abgeschnitten werden. Auch kann ein Rad 155 (radius wheel- Vergleiche
Fig. 2a) mit einem Zählwerk 156 in Verbindung mit dem Schneidwerkzeug 14 vorgesehen
sein. Ein solches Rad würde als Meßeinrichtung dienen und die tatsächliche Länge
eines Bogens messen, der mit dem Schneid werkzeug 14 geschnitten wird. Wenn aufgrund
von Variationen in der Länge des verwendeten Metallblechs (z.B., wenn geringfügig
kürzere Stücke zugeführt werden als vorgesehen und im Computer programm berücksichtigt)
ein Radius geschnitten wird, der geringfügig kleiner als benötigt ist, werden das
Rad 155 und der Zähler
156 dieses anzeigen und automatisch ein
Signal zurück zu dem Computer 28 senden, wobei dieses Signal automatisch diese Unterschiede
ausgleicht, wenn das nächste Blech geschnitten wird.
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