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Verfahren und Vorrichtung zum Ausstanzen von flächigem
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Material Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausstanzen
von flächigem Material, insbesondere aus Papier, Kunststoff, Karton, Leder o. dgl.,
wobei das Material zwischen einem Ober- und Unterwerkzeug eingelegt und durch in
Richtung auf die Materialfläche vertikalen Druck mittels eines Schnittwerkzeuges
ausgestanzt wird.
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Es sind bereits sogenannte Tiegelstanzautomaten bekannt, bei denen
die zu stanzenden Materialien als Bogen bestimmter Größe zwischen eine Druckfläche
eines Grundgestells und einem Druck tiegel mit einer ebenen Tiegelfläche eingelegt
und im Gan2en flächenmäßig gestanzt werden. Dabei ist die Druckfläche etwa senkrecht
angeordnet. Abgesehen davon, daß eine derartige Maschine relativ teuer ist, bestehen
insoweit auch Nachteile,
daß die Material formate durch die Größe
der Druck fläche vorgegeben und begrenzt sind und ein Durchstanzen nicht möglich
ist, weil wegen der etwa senkrechten Anordnung beim Stanzvorgang die ausgestanzten
Teile nach unten durchfallen würden. Zudem sind sehr hohe Druckkräfte wegen des
auf zubringen den Flächendrucks über die gesamte Materialfläche erforderlich.
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Es ist bereits auch eine Vorrichtung, ein sogenannter Stanzzylinder,
bekannt, wobei sich ein Zylinder über das fest gespannte flächige Unterwerkzeug
mit dem Schnittwerkzeug und zu stanzenden Material bewegt.
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Hierbei sind aber ebenfalls bedingt durch den Hub des Zylinders die
Werkzeugmaße und die Arbeitslänge begrenzt. Zudem ergibt sich eine relativ langsame
Arbeitsgeschwindigkeit, da der Zylinder hin- und herverfahren werden muß, um eine
Stanzung durchzuführen.
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Darüber hinaus ist auch diese Konstruktion relativ aufwendig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden
Nachteile zu vermeiden, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stanzen von flächigem
Material zu schaffen, womit der Stanzdruck reduziert und somit der konstruktive
Aufwand verringert werden können, sowie ein kontinuierliches Stanzen von beliebigen
Material formaten mit hoher Geschwindigkeit möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Material während
des Ausstanzens durch rotierende
Druckwerk zeuge transportiert und
eine in Transportrichtung fortschreitende Ausstanzung sowie der Ausstanzdruck in
einer schräg zur Transportrichtung verlaufenden, vertikalen Ebene erzeugt wird.
Die Erfindung beruht also auf dem Prinzip, daß sich das zu stanzende Material mit
dem Schnittwerkzeug durch feststehende Druckwerkzeuge bewegt. Hierdurch wird erreicht,
daß insbesondere in Längsrichtung, d. h.
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in Materialtransportrichtung keine Begrenzung in bezug auf das Materialformat
gegeben ist. Darüber hinaus erfolgt nur eine linienförmige Druckbeaufschlagung auf
das zu stanzende Material, wodurch eine Kraftkonzentration erreicht wird, im Gegensatz
zur flächigen Kraftverteilung beim Stand der Technik, so daß insgesamt geringere
Stanzkräfte ausreichen und somit auch eine weniger aufwendige Konstruktion möglich
wird.
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Weiterhin kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine kontinuierliche
Bearbeitung ohne Maschinenstillstand durchgeführt werden. Erfindungsgemäß ist es
hierbei besonders vorteilhaft, wenn das Material gemeinsam mit dem Schnittwerkzeug
unter Auflage auf diesem durch die rotierenden Druckwerkzeuge verläuft.
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Dies gibt die Möglichkeit, unterschiedliche Ausstanzungen aus verschiedensten
Materialien kontinuierlich nacheinander und unabhängig voneinander herzustellen,
ohne daß ein Stillstand der Druckwerkzeuge erforderlich ist, weil einfach verschiedene
Schnittwerkzeuge nacheinander verwenaet werden können.
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Weitere vorteilhafte verfahrensmäßige Merkmale der Erfindung sind
in den Unteransprüchen 3 bis 6 enthalten.
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Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Stanzen
von flächigem Material, insbesondere aus Papier, Karton, Kunststoff, Leder o. dgl.,
bestehend aus einem Oberwerkzeug, einem Unterwerkzeug und einem zwischen diesen
angeordneten Schnittwerkzeug, insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß das
Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug jeweils aus mindestens einer Walze bestehen,
die übereinander mit zueinander fluchtenden Längsachsen, die in einer Ebene senkrecht
zum auszustanzenden Material verlaufen, angeordnet sind und einen Durchtrittsspalt
für das Schnittwerkzeug mit auszustanzendem Material einschließen sowie mindestens
eine Walze angetrieben ist und das Schnittwerkzeug aus einem die Schnittmesser und
das Material aufnehmenden Behältnis besteht.
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Durch die erfinderische Maßnahme, daß das Schnittwerkzeug unabhängig
von den Druckwerkzeugen handhabbar ist und nicht starr mit der übrigen Vorrichtung
verbunden ist, sowie die Druckwerkzeuge selbst unverschiebbar angeordnet sind, wird
eine äußerst einfache konstruktive Ausführung ermöglicht und weiterhin erreicht,
daß praktisch beliebige Materialformate hintereinander ausgestanzt werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Ansprüchen 8 bis 12
enthalten.
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Damit eine optimale Krafteinwirkung beim Stanzen gewährleistet ist,
ist es bei dem erfindungsgemäßen Schnittwerkzeug aus einem aus Grundplatte und einer
Druckplatte
bestehenden Behältnis von Vorteil, wenn die obere Druckplatte flexibel ausgebildet
ist. Durch die Flexibilität kann sich die Druck platte optimal an den Walzenspalt
anpassen,und es wird eine bleibende Verformung der Druckplatte verhindert sowie
ermöglicht, daß das Behältnis wieder verwendbar ist. Weitere vorteilhafte Merkmale
sind in den Unteransprüchen 14 bis 16 enthalten.
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Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie
11-lT in Fig. 1, Pig. 3 bis 5 Prinzipansichten im Schnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäeßn Verfahrens.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung
aus zwei übereinander angeordneten Walzen 1, 2. Die Walzen 1, 2 sind in seitlichen
Lagerstützen 3 drehbar gelagert-. Über eine Motoreinheit 4 wird mindestens eine
Walze, vorzugsweise die untere Walze 2 angetrieben. Es können jedoch auch beide
Walzen gemeinsam von der Motoreinheit 4 mittels üblicher Antriebsmittel angetrieben
werden. Die Walzen 1, 2 sind mit ihren Längsachsen übereinander in einer vertikalen
Ebene angeordnet und schließen einen Durch-
trittsspalt 5 ein.
Vorteilhafterweise kann die Höhe des Durchtrittsspaltes 5 variiert werden, indem
der Walzenabstand mittels einer Gewindespindel 6 in den beiden Lagerstützen 3 verändert
werden kann. Durch die Verstellung mit den Gewindespindeln 6 kann auch eine genaue
Druckregulierung des Stanzdruckes erfolgen, den die Walzen 1, 2 auf ein durch den
Spalt 5 zu transportierendes Schnittwerkzeug 7 ausüben. Anstelle einer Verstellung
der Walzen gegeneinander mittels Gewindespindeln 6 kann auch jede andere geeignete
Verstellvorrichtung gewählt werden, wobei diese vorteilhafterweise auch derart ausgebildet
sein kann, daß eine gleichzeitige Verstellung in beiden Lagerstützen erfolgt. Die
Lagerstützen 3 sind-mit einem Auflage- und Zuführungstisch 8 fest verbunden, an
dessen Längsachse die Walzen 1, 2 senkrecht ausgerichtet sind. Der Tisch 8 erstreckt
sich mit seiner Auflagefläche 9 beidseitig der Walzen 1, 2. Die Umfangsfläche der
unteren Walze 2 ist dabei derart zur Auflagefläche 9 des Tisches angeordnet, daß
beide in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Auflagefläche 9 kann von einer ebenen
Platte gebildet werden. Ebenfalls liegt es im Rahmen der Erfindung, die Auflagefläche
9 als Rollenbahn auszugestalten. Dabei können die Rollen der Rollenbahn angetrieben
sein, und zwar vorzugsweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Walzen 1, 2.
Die Walzen 1, 2 dienen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Druckwerk zeuge,
und zwar als Ober- und als Unterwerkzeug.
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Das Schnittwerkzeug 7 beinhaltet ein Schnittmesser 10, das beispielsweise
aus einzelnen Bandstahlschnitten 13 bestehen kann, wie sie allgemein bekannt sind.
Dieses Schnittmesser 10 ist lösbar im Schnittwerkzeug 7 an-
geordnet.
Danach kann ein und dasselbe Schnittwerkzeug mit unterschiedlichsten Schnittmessern
ausgerüstet werden, und zwar entsprechend dem jeweiligen gewünschten Stanzmuster.
Zur Ausrichtung des Schnittmessers 10 weist das Schnittwerkzeug 7 einen rechten
Winkel einschließende Anschläge 11 auf, die vorzugsweise verstellbar sind. In Fig.
2 ist ein Schnitt durch ein Schnittmesser 10 dargestellt, das aus einer Aufnahmeplatte
12 besteht, in die die einzelnen Bandstahlschnitte 13 eingesetzt sind. Die Bandstahlschnitte
13 sind an ihren Längsseiten ein oder beidseitig von einem elastischen Polster 14
eingeschlossen. Mittels der Aufnahmeplatte 12 erfolgt eine Ausrichtung des Schnittmessers
10 an den Anschlägen 11. Das Schnittmesser 10 ist in einem Behältnis 15 enthalten,
das aus einer Grundplatte 16 und einer oberen Druckplatte 17 besteht, wobei vorteilhafterweise
die obere Druckplatte mit der Grundplatte gelenkig verbunden ist.
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Zwischen der Grundplatte 16 und der Druckplatte 17 wird ein auszustanzender
Materialbogen 18, wie in Fig. 1 durch den Pfeil X dargestellt, eingelegt und an
den Anschlägen 11 ausgerichtet, und zwar oberhalb des Schnittmessers 10. Die Anschläge
11 sind zweckmäßigerweise in vertikaler Richtung federnd gelagert und als Stifte
ausgebildet. Danach wird die Druckplatte 17 in Richtung des Pfeiles Y geschwenkt,
so daß sie auf dem eingelegten Materialbogen 18 aufliegt. Die Druckplatte 17 besteht
vorzugsweise aus einem flexiblen Material, so daß sie nicht bleibend verformt wird,
wenn das Schnittwerkzeug 7 durch den Spalt 5 hindurch bewegt wird, und zwar unter
Druckausübung der Walzen 1,2. Die Grundplatte 16 besteht
aus einem
festen unnachgiebigen Material, damit eine gleichmäßige Auflage des Schnittwerkzeuges
während des Stanzvorganges gesichert ist. Der Materialbogen 18 kann beispielsweise
aus Papier, Kunststoff, Karton, Leder oder entsprechenden Materialien bestehen.
Die Flexibilität der Druckplatte 17 ist auch deshalb wesentlich, da dadurch gewährleistet
wird, daß nur eine lineare Krafteinwirkung und keine flächige Kraftübertragung auf
das Material beim Stanzen ausgeübt wird, da sich die Druckplatte der Walzenform
anpassen kann, so daß somit ein linearer Druckkontakt zwischen dem Schnittwerkzeug
und der oberen Walze 1 über die Druckplatte 17 erfolgt.
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Zum besseren Verständnis des mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung
durchgeführten Verfahrens wird auf die Fig. 3 bis 5 Bezug genommen. Hierbei sind
die einzelnen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie in Fig. 1 beschrieben,
schematisiert dargestellt und mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie der Materialbogen 18 in dem Behältnis 15 aus Grundplatte
16 und Druckplatte 17 zwischen der Druckplatte 17 und dem Schnittmesser 10 eingelegt
ist, wenn die Druckplatte in Richtung des Pfeiles Y nach unten geklappt ist. In
Pfeilrichtung Z wird nun das geschlossene, das Schnittwerkzeug 7 bildende Behältnis
15 in den von den Walzen 1, 2 gebildeten Durchtrittsspalt 5 eingeführt, und wie
in Fig. 4 dargestellt, durch diesen Spalt hindurch bewegt. Hierbei wird auf die
Druckplatte 17,wie durch den Pfeil W angegeben, ein linienförmiger Druck durch die
obere Walze 1 ausgeübt,
der über die Druckplatte 17 unmittelbar
auf das Material und das unter diesem befindliche Schnittmesser 10 wirkt, so daß
das Material des Materialbolgens 18 ausgestanzt wird, entsprechend der durch das
Schnittmesser 10 vorgegebenen Form. Nachdem das Schnittwerkzeug 7 vollständig durch
den Spalt 5 hindurch gelaufen ist, wird die Druckplatte 17 wieder nach oben ge--schwenkt,
siehe Pfeil Y1, und es kann der gestanzte Materialbogen 18 herausgenommen werden.
Das Schnittwerkzeug 7 kann neu mit einem ungestanzten Materialbogen wieder gefüllt
werden, und der gesamte Stanzvorgang kann dann wiederholt werden. Indem kontinuierlich
hintereinander Schnittwerkzeuge 7 auf dem Tisch 8 antransportiert werden und durch
den Spalt 5 hindurchlaufen, kann ein kontinuierliches Verfahren ausgeübt werden.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, das Schnittwerkzeug durch mehrere
hintereinander angeordnete Walzenpaare hindurchzuführen, wodurch ein Stanzen auch
von stärkeren (dickeren) Materialien ermöglicht wird, wobei praktisch eine stufenweise
Stanzung bis zum letzten Walzenpaar erfolgt. In der einfachsten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Schnittwerkzeug 7 von Hand in den Spalt
zwischen die Walzen 1, 2 eingeführt. Es ist jedoch ebenfalls ein automatischer An-
und Abtransport des Schnittwerkzeuges möglich, wobei der Antransport vorzugsweise
mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgt, wie das Schnittwerkzeug 7 durch den Spalt
5 hindurch bewegt wird. Der Abtransport des Schnittwerkzeuges kann auch gegenüber
der Antransportgeschwindigkeit beschleunigt erfolgen. Weiterhin liegt es im Rahmen
der Erfindung, wenn mehrere übereinander angeordnete Walzenpaare vor-
handen
sind, so daß es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls möglich ist, in
mehreren Ebenen übereinander zu arbeiten. Dabei müßte dann der Auflage-und Transporttisch
entsprechend mehrebig ausgeführt sein.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen
Verfahrens liegt darin, daß ein wesentlich geringerer Druck zum Stanzen erforderlich
ist, da dieser nur auf einer kleinen Auflagefläche, praktisch einer linienförmigen
Kontaktfläche, zwischen den Walzenpaaren wirksam ist. Weiterhin ist bei der Erfindung
vorteilhaft, daß die Länge des Schnittwerkzeuges praktisch beliebig sein kann, so
daß Materialbögen beliebiger Länge gestanzt werden können. Die Materialbreite ist
von der Walzenbreite abhängig, die aber derart dimensioniert sein kann, daß sie
für die größten Materialformate von vornherein ausgewählt ist. Darüber hinaus können
erfindungsgemäß eine wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeit und eine kontinuierliche
Bearbeitung erreicht werden.
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