EP1554109B1 - Vorrichtung zum stanzen, prägen und/oder verformen flacher elemente - Google Patents

Vorrichtung zum stanzen, prägen und/oder verformen flacher elemente Download PDF

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EP1554109B1
EP1554109B1 EP03753543A EP03753543A EP1554109B1 EP 1554109 B1 EP1554109 B1 EP 1554109B1 EP 03753543 A EP03753543 A EP 03753543A EP 03753543 A EP03753543 A EP 03753543A EP 1554109 B1 EP1554109 B1 EP 1554109B1
Authority
EP
European Patent Office
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base plate
drive
support
lever
punching
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03753543A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1554109A2 (de
Inventor
Peter-Josef Martin
Steffen Polster
Hans Grossmann
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.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Filing date
Publication date
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Application filed by Tetra Laval Holdings and Finance SA filed Critical Tetra Laval Holdings and Finance SA
Publication of EP1554109A2 publication Critical patent/EP1554109A2/de
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Publication of EP1554109B1 publication Critical patent/EP1554109B1/de
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    • 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
    • B26D5/14—Crank and pin means
    • 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
    • B26D5/16—Cam means
    • 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
    • B26D5/18—Toggle-link 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
    • B26F1/06—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with punching tools moving with the work
    • B26F1/08—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with punching tools moving with the work wherein the tools are carried by, and in operation move relative to, a rotative drum or similar support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
    • B30B1/14—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism operated by cams, eccentrics, or cranks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
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    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
    • B30B1/16—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism operated by fluid-pressure means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/261—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks by cams

Definitions

  • the invention relates to a device for punching, embossing and / or forming flat elements with a base body with table and support for the flat element and with a tool base bearing a base plate, which by means of a drive for performing the processing operation on the support out in a processing station for the engagement of the tool punch with the support and away from the support is movable away.
  • Such devices are used to punch or deform flat semi-finished products, such as plates, strips and blanks in a continuous process.
  • These webs, bands, plates or blanks, which are referred to as flat elements can be made of different materials, for example cardboard, laminated board material, multilayer material, sheet metal.
  • Previously known devices similar to the type mentioned above are provided with a direct hydraulic or pneumatic drive with a cylinder acting on a punching tool.
  • the full punching force must be applied in the punching direction, resulting in a jerky or jerky force curve and only low clock speeds can be achieved because the withdrawal of the cylinder acts as Vertustzeit.
  • DE-U-1 974 429 discloses a device according to the preamble of patent claim 1.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned above, with a large number of very short, high-precision punching strokes in succession for the introduction of punched holes or embossments are possible.
  • a fast moving flat elements while short downtime and thus short cycle times, even possible small processing strokes to be achieved.
  • the invention is based on the basic idea to drive the attached to the base plate tool punch according to a certain movement pattern. It is about the movement ultimately of the tool punch on the support or away from this, which holds the flat element. In the case of punching, a hole may be provided in the post so that the tool post pierces through the flat element into that hole of the post.
  • the movement pattern itself should follow the principle of moving the tool punch (and thus the base plate) toward and away from the processing position without significant pressure build-up, in which case a greater movement speed is provided.
  • the movement should take place only for a short distance, but to generate a high pressure.
  • This movement pattern is achieved via an intermediate rotary lever between the drive and the base plate.
  • the tool stamp will be beneficial over the whole Depth of cut or embossing depth away during this processing always kept absolutely parallel to the plane of the flat element. Such a construction is robust and precise.
  • this advantageously achieves a flat, gentle, sliding and non-jerky course of force.
  • those shocks that occur in conventional devices when the full punching force is applied in a linear direction can be avoided.
  • the invention provides that the axis of the drive is perpendicular to the axis of the tool punch.
  • the drive can be a pressure transducer with a cylinder and a piston whose piston movement in one embodiment runs parallel to the conveying direction of the flat element. Since the axis of the tool punch is arranged perpendicular to the plane of the flat element, then the drive axis is perpendicular to the axis of the tool punch.
  • the drive is a motor whose axis of rotation is parallel to that of the tool punch; in a particular embodiment, the axes even collapse.
  • axis of the drive is perpendicular to the axis of the tool punch
  • the linear direction of movement of the base plate is determined by acting between the base body and the base plate column guide and that the drive in its lying perpendicular to it Has axis (of the drive) linearly oscillating drive means.
  • Such an oscillating drive means may be, for example, a reciprocating piston type pneumatic or hydraulic cylinder.
  • the piston rod can be considered as such a linear, oscillating drive means by which one can think of the axis of the drive. Perpendicular to then again runs the axis of the tool punch.
  • the column guide allows precise angular posture and precise machining, for example punching or stamping.
  • the long rotary lever is pivotable about a fixed to the base pivot point and coupled at one end via a toggle joint with one end of a short pivot lever, the other end is coupled via a toggle lever bearing with the base plate.
  • This mechanical structure provides a dead center in a certain position of the long rotary lever and the short pivot lever, and this results in consideration of the above basic idea greatest force effects in the vicinity of this dead center.
  • this is achieved by the long path of the linearly oscillating drive means with the advantage of a short path of the machining tool, for example tool punch.
  • the drive may comprise a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.
  • the long rotary lever, coupled with the short pivot lever can be regarded as a kinematic system, which acts so that the base plate both in the direction of rotation of the long rotary lever counterclockwise and in the clockwise direction of rotation one machining operation, for example a Punching process is performed.
  • the principle according to the invention can be realized clearly, namely that first with large and fast stroke and low force of the tool punch brought close to the flat element and then made with a short path and great power processing; which in turn, with a large and fast stroke and low force, the tool punch is removed from the flat element or moved away.
  • the flat element as a moving material strip, wherein processing of this strip in a continuous process can be carried out in an economical and very precise manner. This is achieved with the measures according to the invention by the very short downtime and the equally short machining operation with a small stroke.
  • the new device allows extremely short cycle times and the processing of ribbons or webs as flat semi-finished products when passing through. This also applies to very fast moving belts and trains.
  • FIGS. 1 to 3 The one device for punching a horizontally continuous metal strip is shown in FIGS. 1 to 3.
  • a holder 2 for a cylinder pivot bearing 3 On a base body 1 of the punching device, a holder 2 for a cylinder pivot bearing 3 is attached.
  • a piston rod 5 is mounted linearly movable so that at the free end of the piston rod 5, a clevis 6 is mounted, depending on the control of the pneumatic cylinder 4 in the outward direction 7 (arrow) or the inward direction 8 (arrow ) is movable.
  • a long rotary lever 9 is pivotally connected to the upper bearing 10 of the rotary lever 9. The long rotary lever 9 can be pivoted about its fixed to the base 1 pivot point 11 by means of the drive 4, 5. For this pivoting is located in the base body 1, a recess 12th
  • this has a toggle joint 13, to which a short pivot lever 14 is articulated.
  • the latter is rotatably connected via its lower, provided at the other end of the pivot lever 14 toggle bearing 15 with a holder 16 which is fixedly attached to a base plate 17.
  • this base plate 17 is horizontal, so is at a distance and parallel to a table 18 which is also attached to the base body 1. While the latter is stationary, the base plate 17 can be moved translationally upwards in the upward direction 19 and the downward direction 20. This movement is performed by the drive with the pneumatic cylinder 4 and the piston rod 5. So that the base plate 17 remains parallel to the horizontal plane of the table, a column guide 21 is provided, the structure of the figures 1 to 3 is clearly visible and need not be described further here, because a column guide is known per se and not the subject of this invention , While the holder 16 is mounted on the upper side of the base plate 17, is located on the opposite lower side of a holding part 22 for a resiliently biased by a compression spring 23 tool punch 24.
  • the tool punch 24 is thus in the upward direction 19 and downward direction 20th relative to the base plate 17 movable.
  • the longitudinal center axis of the tool punch 24 lies in the same direction and is designated as the axis 25 of the tool punch 24.
  • this axis are also in this embodiment, the toggle lever bearing 15 and the pivot point 11. This results in the possibility of a toggle lever dynamics, as will be described with reference to Figures 2 and 3.
  • a plate-like support 26 is fixed, in the middle of a hole 27 is mounted with ground upper edges 28, whose dimension is matched with precision to the outer edge of the tool punch 24 in a conventional manner. Only schematically, the metal strip 29 is indicated on the support 26, which lies between the support 26 and the tool punch 24.
  • the machining is in the case of the embodiment of Figure 2 is a punching, and here the punched hole disc 30 is shown schematically. If the piston rod 5 is further moved in the outward direction 7, the long rotary lever 9 continues to rotate about its pivot point 11 in the counterclockwise direction and enters the position III of Figure 3. As a result, the base plate 17 was moved back up out of the support 26. With a reciprocating stroke of the piston rod 5 two punching operations can be performed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen, Prägen und/oder Verformen flacher Elemente mit einem Grundkörper mit Tisch und Stütze für das flache Element und mit einer einen Werkzeugstempel tragenden Basisplatte, die mit Hilfe eines Antriebes zur Durchführung des Bearbeitungsvorganges auf die Stütze hin in eine Bearbeitungsstation für den Eingriff des Werkzeugstempels mit der Stütze und von der Stütze fort bewegbar ist.
  • Solche Vorrichtungen verwendet man, um flache Halbzeuge, wie zum Beispiel Platten, Bänder und Zuschnitte im Durchlaufverfahren zu stanzen oder zu verformen. Diese als flache Elemente bezeichneten Bahnen, Bänder, Platten oder Zuschnitte können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, zum Beispiel Karton, kaschiertes Kartonmaterial, Multilayer-Material, Blech.
  • Bisher bekannte Vorrichtungen ähnlich der eingangs genannten Art sind mit einem direkten hydraulischen oder pneumatischen Antrieb mit einem auf ein Stanzwerkzeug einwirkenden Zylinder versehen.
    Die volle Stanzkraft muß in Stanzrichtung aufgebracht werden, wodurch sich ein ruckartiger bzw. stoßartiger Kraftverlauf ergibt und nur geringe Taktgeschwindigkeiten erreicht werden, weil der Rückzug des Zylinders als Vertustzeit wirkt.
  • Andere bekannte Lösungen arbeiten mit pneumatischem Zylinder als Antrieb und integrierter Linearführung, wodurch sich neben den geschilderten Nacheilen in der Massenfertigung der weitere Nachteil einer geringeren Lebensdauer ergibt. In der Praxis wurden Störungen zum Teil schon nach 40 Stunden festgestellt. Aus diesen Gründen gelten bisher eingesetzte Stanzwerkzeuge als Bremsen der Maschinen.
  • Es gibt weiterhin bekannte Vorrichtungen mit rotierendem Stanzwerkzeug, dessen Achse parallel zu dem zu bearbeitenden Band, dabei quer zur Laufrichtung liegt. Auch mit diesen bekannten Vorrichtungen kann man ohne Anhalten des Bandes stanzen. Während des Stanzvorganges müssen aber die Drehgeschwindigkeit des Stanzwerkzeuges und die Geschwindigkeit des zu bearbeitenden Bandes absolut synchronisiert sein. Solche Lösungen sind bisher nur in Ausführungsformen bekannt, bei denen die für viele Anwendungen erforderliche Präzision der Stanzung nicht erreicht wird. Dabei gibt es sowohl Probleme, die genauen Lagekoordinaten eines Loches einzuhalten als auch die Durchmesser- oder Profiltoleranzen und die Toleranzen für rechtwinklige Schnittführung von oben nach unten, also die Lochwand betreffend, einzuhalten.
  • DE-U-1 974 429 offenbart eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanpruchs 1.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine große Zahl sehr kurzer, hochpräziser Stanzhübe hintereinander zum Einbringen von Stanzlöchern oder Prägungen möglich sind. Insbesondere bei schnell bewegten flachen Elementen sollen dabei kurze Stillstandszeiten und damit kurze Taktzeiten, möglichst sogar geringe Bearbeitungshübe, erreicht werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen dem Antrieb und der Basisplatte wenigstens ein um einen ortsfesten Drehpunkt schwenkbarer Drehhebel angekoppelt ist, welcher die Basisplatte von einer Ruhestellung, in welcher sich der Werkzeugstempel von der Stütze außer Eingriff befindet, im wesentlichen ohne Druckaufbau bis kurz vor die Bearbeitungsposition, dann auf kurzer Strecke unter Erzeugung eines hohen Druckes zwischen Basisplatte und flachem Element in die Bearbeitungsposition bewegt und bei weiterer Tätigkeit des Antriebes über Bereiche im wesentlichen ohne Druckaufbau die Basisplatte wieder in die Ruhestellung zurückbewegt daß der lange Drehhebel um einen am Grundkörper fixierten Drehpunkt schwenkbar und an seinem einen Ende über ein Kniehebelgelenk mit einem Ende eines kurzen Schwenkhebels gekoppelt ist, dessen anderes Ende über ein Kniehebellager mit der Basisplatte gekoppelt ist, und am anderen Ende des Drehhebels der Antrieb so angebracht ist, daß sich der Antrieb axial außen von dem Drehpunkt befindet, und daß der Drehhebel wesentlich länger als der kurze Schwenkhebel ist.. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich in flachen Halbzeugen Löcher stanzen und/oder Prägungen einbringen. Die flachen Halbzeuge werden hier allgemein als flache Elementen bezeichnet.
  • Mit der neuen Vorrichtung kann man insbesondere im Durchlaufverfahren Löcher in wirtschaftlicher Weise in diese flachen Materialien und dazu mit höchster Präzision stanzen oder ähnlich wirtschaftliche und präzise Einprägungen in solche Materialien vomehmen. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden erfindungsgemäß sehr kurze Stillstandszeiten, ein kurzer Bearbeitungsvorgang mit geringem Hub ausgeführt, so daß man von sehr kurzen Taktzeiten spricht.
  • Die Erfindung beruht auf der Grundidee, den an der Basisplatte angebrachten Werkzeugstempel entsprechend einem bestimmten Bewegungsmuster anzutreiben. Dabei geht es um die Bewegung letztlich des Werkzeugstempels auf die Stütze hin bzw. von dieser fort, welche das flache Element haltert. Im Falle des Stanzens kann in der Stütze ein Loch vorgesehen sein, so daß der Werkzeugstempel durch das flache Element in dieses Loch der Stütze hinein durchstanzt. Beim Prägen gelten analoge Überlegungen. Das Bewegungsmuster selbst soll erfindungsgemäß dem Prinzip folgen, den Werkzeugstempel (und damit die Basisplatte) ohne wesentlichen Druckaufbau auf die Bearbeitungsposition hin bzw. von dieser fort zu bewegen, wobei hier eine größere Bewegungsgeschwindigkeit vorgesehen ist. Gelangt der Werkzeugstempel hingegen in die Bearbeitungsposition, dann soll die Bewegung nur auf kurzer Strecke, dafür aber unter Erzeugung eines hohen Druckes, erfolgen. Dieses Bewegungsmuster erreicht man über einen zwischengeschalteten Drehhebel zwischen dem Antrieb und der Basisplatte. Der Werkzeugstempel wird mit Vorteil über die ganze Schnittiefe oder Prägetiefe hinweg bei dieser Bearbeitung immer absolut parallel zu der Ebene des flachen Elementes gehalten. Ein solcher Aufbau ist robust und präzise.
  • Erfindungsgemäß erreicht man dadurch vorteilhaft einen flachen, sanften, gleitenden und nicht ruckartigen Kraftverlauf. Durch die Erfindung können diejenigen Schläge, die bei herkömmlichen Vorrichtungen auftreten, wenn die volle Stanzkraft in linearer Richtung aufgebracht wird, vermieden werden.
  • Bei der einen Ausführungsform ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Achse des Antriebes senkrecht zur Achse des Werkzeugstempels liegt. Man kann sich verschiedene Konstruktionen denken. So kann der Antrieb zum Beispiel ein Druckgeber mit Zylinder und Kolben sein, dessen Kolbenbewegung bei einer Ausführungsform parallel zur Förderrichtung des flachen Elementes verläuft. Da die Achse des Werkzeugstempels senkrecht auf der Ebene des flachen Elementes angeordnet ist, liegt dann die Antriebsachse senkrecht zur Achse des Werkzeugstempels. Unter den zahlreichen anderen Ausführungsformen ist auch eine solche denkbar, bei welcher der Antrieb ein Motor ist, dessen Drehachse parallel zu der des Werkzeugstempels liegt; bei einer speziellen Ausführungsform fallen die Achsen sogar zusammen. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Grundidee wird der Fachmann sich die geeignete Konstruktion auswählen je nachdem, welche Vorteile sich für ihn dadurch bieten.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher die Achse des Antriebes senkrecht zur Achse des Werkzeugstempels liegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Bewegungsrichtung der Basisplatte durch eine zwischen dem Grundkörper und der Basisplatte wirkende Säulenführung vorgegeben ist und daß der Antrieb ein in seiner senkrecht dazu liegenden Achse (des Antriebes) linear oszillierendes Antriebsmittel aufweist. Ein solches oszillierendes Antriebsmittel kann zum Beispiel ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder mit hin und her bewegtem Kolben sein. Die Kolbenstange kann man als ein solches lineares, oszillierendes Antriebsmittel ansehen, durch das man die Achse des Antriebes gelegt denken kann. Senkrecht dazu verläuft dann wieder die Achse des Werkzeugstempels. Die Säulenführung gestattet eine präzise Winkelhaltung und exakte Bearbeitung, zum Beispiel Stanzen oder Prägen.
  • Wie oben erwähnt, ist es günstig, wenn der lange Drehhebel um einen am Grundkörper fixierten Drehpunkt schwenkbar und an seinem einen Ende über ein Kniehebelgelenk mit einem Ende eines kurzen Schwenkhebels gekoppelt ist, dessen anderes Ende über ein Kniehebellager mit der Basisplatte gekoppelt ist. Dieser mechanische Aufbau sieht einen Totpunkt in bestimmter Stellung des langen Drehhebels und des kurzen Schwenkhebels vor, und es ergeben sich hierdurch unter Beachtung der oben genannten Grundidee größte Kraftwirkungen in der Nähe dieses Totpunktes. Unter anderem wird dies durch den langen Weg des linear oszillierenden Antriebsmittels erreicht mit dem Vorteil eines kurzen Weges des Bearbeitungswerkzeuges, zum Beispiel Werkzeugstempels. Dabei kann der Antrieb einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder aufweisen. Den langen Drehhebel, gekoppelt mit dem kurzen Schwenkhebel (Kniehebelprinzip) kann man als ein kinematisches System betrachten, welches so wirkt, daß die Basisplatte sowohl bei der Drehrichtung des langen Drehhebels im Gegenuhrzeigersinn als auch bei der Drehrichtung im Uhrzeigersinn je ein Bearbeitungsvorgang, zum Beispiel ein Stanzvorgang, durchgeführt wird. Hier läßt sich deutlich das erfindungsgemäße Prinzip verwirklichen, daß nämlich zunächst mit großem und schnellem Hub und geringer Kraft der Werkzeugstempel nahe an das flache Element herangeführt und dann mit kurzem Weg und großer Kraft die Bearbeitung vorgenommen wird; wonach wiederum mit großem und schnellem Hub und geringer Kraft der Werkzeugstempel von dem flachen Element abgeführt bzw. wegbewegt wird.
  • Man kann sich das flache Element auch als sich bewegendes Materialband vorstellen, wobei in wirtschaftlicher und sehr präziser Weise Bearbeitungen an diesem Band im Durchlaufverfahren vorgenommen werden können. Dies gelingt mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen durch die sehr kurzen Stillstandszeiten und den ebenso kurzen Bearbeitungsvorgang mit geringem Hub. Die neue Vorrichtung erlaubt extrem kurze Taktzeiten und das Bearbeiten auch von Bändern oder Bahnen als flache Halbzeuge beim Durchlaufen. Dies gilt auch für sehr schnell bewegte Bänder und Bahnen.
  • Man erreicht mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für diese schnell bewegten Bahnen längere Standzeiten, weil pro Bearbeitung nur ein einziger Vorwärts- oder Rückwärtshub der Basisplatte benötigt wird. Man bekommt außerdem höhere Taktgeschwindigkeiten, insbesondere weil zum Beispiel bei dem langen Drehhebel und dem kurzen Schwenkhebel mit dem Antrieb, dessen Achse senkrecht zu der des Werkzeugstempels liegt, sowohl der Vorhub als auch der Rückhub für jeweils einen Bearbeitungsvorgang genutzt werden. Bei einer Ausführungsform mit einem Servomotor als Antrieb erreicht man die vorteilhaft hohe Taktgeschwindigkeit, weil jeweils eine Umdrehung des Servomotors in eine, vorzugsweise sogar mehrere Stanztakte umgewandelt werden kann.
  • Bei allen genannten Vorteilen erreicht man außerdem in überraschenderweise eine hohe Präzision bezüglich der Genauigkeit der Lagekoordinaten, der Lochprofiltoleranzen und der Lochwandtoleranzen im Fall der Stanzung (und analog beim Prägen oder Verformen).
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Bei diesen zeigen:
    • Figur 1
    den langen Drehhebel und kurzen Schwenkhebel, die über ein Kniehebelgelenk miteinander verbunden sind, in einer ersten oder Ruheposition (Ausgangsposition),
    Figur 2
    die gleiche Ausführungsform wie in Figur 1, jedoch bei dargestellter tiefster Position des Werkzeugstempels (Bearbeitungsposition) und
    Figur 3
    die gleiche Ausführungsform wie bei den Figuren 1 oder 2, jedoch in der ausgefahrenen Position des Antriebes, bei welcher der Werkzeugstempel mit Basisplatte wieder in seine Ruheposition zurückgefahren wurde, jedoch bei umgekehrtem Schwenkwinkel des Drehhebels im Vergleich zu Figur 1.
  • Die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zum besseren Verständnis anhand des Stanzens als Bearbeitung dargestellt und erläutert. Dabei ist als flaches Element ein auf einer Stütze geradlinig translatorisch geführtes Band aus Metall ausgewählt und beschrieben. Eine Beschränkung der Erfindung auf diesen Typ des zu bearbeitenden, flachen Elementes ist hierdurch nicht ausgesprochen.
  • Die eine Vorrichtung zum Stanzen eines horizontal durchlaufenden Metallbandes ist in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. Auf einem Grundkörper 1 der Stanzvorrichtung ist ein Halter 2 für ein Zylinder-Schwenklager 3 befestigt. Ein pneumatischer Zylinder 4, der hier als Antrieb ausgewählt ist, ist über das Zylinder-Schwenklager am Grundkörper 1 gelagert. In dem pneumatischen Zylinder 4 ist eine Kolbenstange 5 linear beweglich so befestigt, daß an dem freien Ende der Kolbenstange 5 ein Gabelkopf 6 angebracht ist, der je nach der Steuerung des pneumatischen Zylinders 4 in der Auswärtsrichtung 7 (Pfeil) oder der Einwärtsrichtung 8 (Pfeil) bewegbar ist. Ein langer Drehhebel 9 ist mit dem oberen Lager 10 des Drehhebels 9 gelenkig verbunden. Der lange Drehhebel 9 kann um seinen am Grundkörper 1 fixierten Drehpunkt 11 mit Hilfe des Antriebes 4, 5 geschwenkt werden. Für diese Schwenkung befindet sich in dem Grundkörper 1 eine Aussparung 12.
  • An seinem dem oberen Lager 10 gegenüberliegenden Ende des langen Drehhebels 9 weist dieser ein Kniehebelgelenk 13 auf, an welchem ein kurzer Schwenkhebel 14 angelenkt ist. Letzterer ist über sein unteres, am anderen Ende des Schwenkhebels 14 vorgesehenes Kniehebellager 15 mit einem Halter 16 drehbar verbunden, der fest an einer Basisplatte 17 angebracht ist.
  • Die Hauptebene dieser Basisplatte 17 liegt horizontal, liegt also im Abstand und parallel zu einem Tisch 18, der auch am Grundkörper 1 befestigt ist. Während letzterer aber stationär ist, kann die Basisplatte 17 translatorisch nach oben in Aufwärtsrichtung 19 bzw. Abwärtsrichtung 20 bewegt werden. Diese Bewegung wird durch den Antrieb mit dem pneumatischen Zylinder 4 und der Kolbenstange 5 durchgeführt. Damit die Basisplatte 17 zur horizontalen Ebene des Tisches parallel bleibt, ist eine Säulenführung 21 vorgesehen, deren Aufbau aus den Figuren 1 bis 3 deutlich sichtbar ist und hier nicht weiter beschrieben zu werden braucht, denn eine Säulenführung ist an sich bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung. Während der Halter 16 an der Oberseite der Basisplatte 17 angebracht ist, befindet sich auf deren gegenüberliegender unterer Seite ein Halteteil 22 für einen durch eine Druckfeder 23 federnd nach außen vorgespannten Werkzeugstempel 24. Der Werkzeug stempel 24 ist also in die Aufwärtsrichtung 19 bzw. Abwärtsrichtung 20 relativ zur Basisplatte 17 bewegbar. Die Längsmittelachse des Werkzeugstempels 24 liegt in derselben Richtung und ist als Achse 25 des Werkzeugstempels 24 bezeichnet. In dieser Achse liegen nach oben hin bei dieser Ausführungsform auch das Kniehebellager 15 und der Drehpunkt 11. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer Kniehebeldynamik, wie anhand der Figuren 2 und 3 noch beschrieben wird.
  • Auf dem Tisch 18 ist eine plattenartige Stütze 26 befestigt, in der mittig ein Loch 27 angebracht ist mit geschliffenen Oberkanten 28, deren Maß mit Präzision auf die Außenkante des Werkzeugstempels 24 in an sich bekannter Weise abgestimmt ist. Nur schematisch ist über der Stütze 26 das Metallband 29 angedeutet, welches zwischen der Stütze 26 und dem Werkzeugstempel 24 liegt.
  • In Figur 1 ist die Ruheposition I der Basisplatte 17 gezeigt, in welcher der Werkzeugstempel 24 in ausreichendem Abstand über dem Metallband 29 liegt, ohne mit letzterem in Eingriff zu sein. Wenn der Antrieb die Kolbenstange 5 in die Auswärtsrichtung 7 bewegt, wird der lange Drehhebel 9 aus der in Figur 1 gezeigten Position in die in Figur 2 gezeigte Bearbeitungsposition bewegt. Durch die Kniehebeldynamik ergibt sich zunächst eine Längsbewegung des Halters 16 mit der Basisplatte 17 in Abwärtsrichtung 20 (Stanzrichtung) rasch und ohne Druckaufbau. Sobald der Werkzeugstempel 24 mit dem Metallband 29 in Berührung kommt, befindet sich das Kniehebelgelenk 13 im Totpunktbereich. Die Bewegung des langen Drehhebels 9 bewirkt mit anderen Worten kurz vor der Bearbeitungsposition II, in derselben und kurz nach dieser einen nur noch geringen Hub mit sehr großer Kraft. Die Bearbeitung ist im Fall der Ausführungsform der Figur 2 ein Ausstanzen, und hier ist schematisch die ausgestanzte Lochscheibe 30 gezeigt. Wird die Kolbenstange 5 weiter in Auswärtsrichtung 7 bewegt, dreht sich der lange Drehhebel 9 um seinen Drehpunkt 11 weiter im Gegenuhrzeigersinn und gelangt in die Position III der Figur 3. Dadurch wurde die Basisplatte 17 wieder nach oben aus der Stütze 26 herausgefahren. Mit einem Hin- und Herhub der Kolbenstange 5 können zwei Stanzvorgänge durchgeführt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Grundkörper
    2
    Halter
    3
    Zylinder-Schwenklager
    4
    pneumatischer Zylinder
    5
    Kolbenstange
    6
    Gabelkopf
    7
    Auswärtsrichtung (Pfeil)
    8
    Einwärtsrichtung (Pfeil)
    9
    langer Drehhebel
    10
    oberes Lager des Drehhebels
    11
    Drehpunkt
    12
    Aussparung
    13
    Kniehebelgelenk
    14
    kurzer Schwenkhebel
    15
    Kniehebellager
    16
    Halter
    17
    Basisplatte
    18
    Tisch
    19
    Aufwärtsrichtung
    20
    Abwärtsrichtung
    21
    Säulenführung
    22
    Halteteil
    23
    Druckfeder
    24
    Werkzeugstempel
    25
    Achse des Werkzeugstempels
    26
    Stütze
    27
    Loch
    28
    Oberkanten der Stütze
    29
    Metallband
    30
    Lochscheibe
    I
    Ruheposition
    II
    Bearbeitungsposition
    III
    Ruhestellung

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum Stanzen, Prägen und/oder Verformen flacher Elemente (29) mit einem Grundkörper (1) mit Tisch (18) und Stütze (26) für das flache Element (29) und mit einer einen Werkzeugstempel (24) tragenden Basisplatte(17), die mit Hilfe eines Antriebes (4, 5) zur Durchführung des Bearbeitungsvorganges auf die Stütze (26) hin in eine Bearbeitungsstation (II) für den Eingriff des Werkzeugstempels (24) mit der Stütze (26) und von der Stütze (26) fort bewegbar ist, wobei zwischen dem Antrieb (4, 5) und der Basisplatte (17) wenigstens ein um einen am Grundkörper fixierten ortsfesten Drehpunkt (11, 45) schwenkbarer langer Drehhebel (9) angekoppelt ist, welcher die Basisplatte (17) von einer Ruhestellung (I), in weicher sich der Werkzeugstempel (24) von der Stütze (26) außer Eingriff befindet, im wesentlichen ohne Druckaufbau bis kurz vor die Bearbeitungsposition (II), dann auf kurzer Strecke unter Erzeugung eines hohen Druckes zwischen Basisplatte (17) und flachem Element (29) in die Bearbeitungspositionen (II) bewegt und bei weiterer Tätigkeit des Antriebs (4, 5) über Bereiche im wesentlichen ohne Druckaufbau die Basisplatte (17) wieder in die Ruhestellung (I, III) in umgekehrter Bewegungsrichtung zurückbewegt, wokei der lange Drehhebel (9) an seinem einen Ende über ein Kniehebelcielenk (13) mit einem Ende eines kurzen Schwenkhebels (14) gekoppelt ist, dessen anderes Ende über ein Kniehebellager (15) mit der Basisplatte (17) gekoppelt ist, und wobei der lange Drehhebel (9) länger als der kurze Schwenkhebel (14) ist, dadurch gekennzeichet, daß am anderen Ende des langen Drehhebels (9) der Antrieb (4, 5) so angebracht ist, daß sich der Antrieb (4 5) axial außen von dem Drehpunkt (11) befindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (5; 45) des Antriebes (4, 5) senkrecht zur Achse des Werkzeugstempels (24) liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lineare Bewegungsrichtung (19, 20) der Basisplatte (17) durch eine zwischen dem Grundkörper (1) und der Basisplatte (17) wirkende Säulenführung (21) vorgegeben ist und daß der Antrieb (4, 5) ein in seiner Achse linear oszillierendes Antriebsmittel (5) aufweist.
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