Maschine zum Stanzen oder Perforieren Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Stanzen oder Perforieren.
Es sind Stanzmaschinen bekannt, in denen ein Werkstück bzw. Stanzgut auf einen Träger oder Tisch der Maschine gelegt und ein Werkzeug oder Stanzeisen dann an der jeweils gewählten Stanz- stelle auf das Stanzgut gesetzt wird.
Hierauf wird ein Pressteil oder Stanzarm in einer waagrechten Ebene um einen Trägerpfosten verschwenkt und über dem Stanzeisen eingestellt, worauf ein Getriebe einge schaltet wird, um den Pfosten zu verschieben und somit dem Stanzarm einen Stanzhub zu erteilen. Nachdem der Stanzarm das Stanzeisen durch das Stanzgut getrieben hat, bewegt sein Getriebe den Arm wieder in Hochlage zurück.
Man hat schon vor geschlagen, für das Getriebe zum Betätigen des Stanzarmes eine Steuerung vorzusehen, die durch das Auftreffen des Stanzeisens auf dem Stanztisch zum Beenden des Stanzhubes des Armes und zum Wieder aufwärtsbewegen desselben geschaltet wird. Hierbei wird der Stanzhub des Armes unabhängig von der Stanzgutdicke und der Höhenlage des Stanzeisens gesteuert. Dasselbe Prinzip kann auch bei Perforier maschinen oder dergleichen angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die bekann ten Maschinen zu verbessern, so dass nach dem Auf treffen eines Teiles des Werkzeuges bzw. Stanzeisens auf einem Werktischteil eine Verzögerung eintritt, welche gestattet, dass alle Teile des Stanzeisens das Stanzgut durchdringen, ehe die Bewegungsrichtung des Stanzarmes umgekehrt wird.
Die Zeitdauer zwi schen dem ersten Auftreffen eines Stanzeisenteiles auf dem Tisch bzw. dem Werkstückträger und dem völligen Treiben aller Teile des Eisens durch das Stanzgut hängt jeweils von der Beschaffenheit des Stanzgutes ab. Um dies sowie die Tätigkeit des Ge- triebes für den Stanzarm bzw. Pressteil in Erwägung zu ziehen, muss die einzuführende Verzögerung zwar veränderlich, jedoch unabhängig von solchen Um ständen wie dem Widerstand der Leitung zwischen den Teilen und ihren Verbindungen sein.
Somit be zweckt die vorliegende Erfindung eine Steuerung zu schaffen, welche diese Bedingungen erfüllt und ferner in zuverlässiger Weise arbeitet.
Erfindungsgemäss hat die Steuerung einen Aus schaltrelaisstromkrei.s mit einer Gleichstromeingangs stufe mit einer gittergesteuerten, gashaltigen Ent ladungsröhre. Diese Röhre wird durch eine Gleich spannungsquelle mit Serienwiderstand gewöhnlich nichtleitend gehalten, und die Quelle ist über die Eingangselektroden der Röhre und über die leitenden Teile des Werkstückträgers und des Pressteiles neben geschlossen, so dass der Widerstand zwischen dem Werkstückträger und dem Pressteil mit dem Serien widerstand einen Spannungsteiler bildet,
wobei die Gleichspannung am Eingang der Röhre abhängig ist vom Widerstand zwischen dem Pressteil und dem Werkstückträger und bei einer Verminderung dieses Widerstandes unterhalb eines bestimmten Wertes die Röhre leitend wird, wodurch mit Hilfe der Vorrich tung zum Betätigen des Pressteiles dessen Bewegung beendet wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Stanzmaschine beispielsweise näher erläutert.
Auf den Zeichnungen ist: Fig.l eine Seitenansicht eines Teiles der Ma schine, teilweise im Schnitt, und enthält ferner ein elektrisches Schaltschema einer Steuerung für das hydraulische Getriebe der Maschine und Fig.2 ein elektrisches Schaltschema einer Steue rung nach einer anderen Ausführungsform.
Wie in Fig. 1 dargestellt, hat die Maschine einen an sich bekannten Werkstückträger in Form eines Stanztisches 10 mit einer Platte 12 aus einem elek trizitätsleitenden Gummi und einem ebenfalls be kannten Pressteil oder Stanzarm 18 mit einer Arbeits fläche in der Form einer Metallplatte 19, die somit auch Elektrizität leiten kann und von dem übrigen Teil des Stanzarmes 18 isoliert ist.
Wie in Stanz maschinen üblich, ist der Stanzarm 18 auf einem senkrechten Pfosten 20 in einer waagrechten Ebene schwingbar gelagert, und der Pfosten 20 wird senk recht bewegt, um dem Stanzarm seinen Stanzhub zu erteilen. Bei seiner Abwärtsbewegung drückt der Stanzarm ein Stanzeisen 16 durch das Stanzgut 14, das auf den Stanztisch 10 aufgelegt ist und aus Leder, Stoff oder dergleichen bestehen kann.
Wie üblich, kann das Stanzeisen 16 je nach Wunsch und Bedarf für die verschiedenen auszuführenden Stanz- vorgänge auf dem Stanzgut verschoben werden.
Zum Betätigen des Pfostens 20 dient, wie be kannt, ein hydraulisches Getriebe. Dasselbe besteht aus einem Kolben 22, der am Unterende des Pfo stens 20 sitzt und sich unter der Steuerung eines Ven tils 28 in einem Zylinder 24 bewegt. Das Ventil 28 ist in einem Gehäuse 26 verschiebbar gelagert. In seiner dargestellten Hochlage verbindet das Ventil 28 eine untere Leitung 30 des Zylinders 24 mit einer zur Druckquelle P und zum Druckflüssigkeitsvorrat führenden Leitung 32 und verbindet eine obere Leitung 34 des Zylinders mit einer Entleerungsleitung 36. Der Kolben 22 ist dabei angehoben. In der Tief lage des Ventils 28 ist die Leitung 30 mit der Ent leerungsleitung 36 und die Leitung 34 mit der Lei tung 32 verbunden, und der Kolben 22 ist dann nach unten geschoben.
Eine Feder 38 hält das Ventil 28 gewöhnlich in seiner Hochlage, und ein Solenoid 40, dessen Anker mit dem Ventil 28 verbunden ist, schiebt das Ventil abwärts, wenn das Solenoid erregt wird.
Zum Erregen des Solenoids 40 wird ein Strom kreis geschlossen, der einen Schalter 42 und einen Handgriff 44 enthält. Der Handgriff ist auf einem Bolzen am Vorderende des Stanzarmes 18 gelagert. Bei der dargestellten Lage eines Schalters S2 genügt eine senkrechte Abwärtsbewegung des Handgriffes 44, um die Leitung 46 von Wechselstromleitungen 46, 48 mit einer Leitung 50 zu verbinden. Wenn der Schalter S2 seine andere Schaltlage einnimmt, muss nicht nur der Handgriff 44 verschoben werden, son dern es muss auch ein Knopf 51 an der Seite des Stanzarmes 18 betätigt werden, so dass zum Ein schalten eines Maschinenganges beide Hände des Arbeiters benötigt werden.
Ein Anlassrelais 52 hat drei Kontaktsätze, nämlich <I>52a, 52b,</I> 52c. Der Kontaktsatz 52a ist in einem Haltestromkreis des Relais, der Kontaktsatz 52b in dem Stromkreis zum Erregen des Solenoids 40 und der Kontaktsatz 52c in dem Anodenspannung lie fernden Stromkreis einer elektronischen Steuerung zum Beenden des Stanzarmhubes eingeschaltet. Diese Steuerung enthält ein Relais 54 mit zwei gewöhnlich geschlossenen Kontaktsätzen 54a und 54b, die je in Reihen mit den Kontaktsätzen 52a und 52b ge schaltet sind.
Ein Hilfsrelais 56 hat drei Kontakt sätze, nämlich einen gewöhnlich offenen Kontaktsatz 56a zwischen der Relaisspule und der Leitung 50, einen gewöhnlich geschlossenen Kontaktsatz 56b, der in Reihe mit dem Stromkreis zum Erregen des Sole noids 40 geschaltet ist, und einen gewöhnlich ge schlossenen Kontaktsatz 56c, der in Reihe mit dem Stromkreis zum Erregen der Spule des Relais 52 ge schaltet ist. Die Spule des Relais 56 wird bei der Betätigung eines unter der Steuerung des hydrau lischen Getriebes stehenden Schalters 57 erregt oder, falls ein Schalter S1 geschlossen ist, auch bei der Be tätigung eines Schalters 58.
Das Anschliessen der Leitung 50 erregt das Re lais 52 über den Kontaktsatz 56c; der Kontaktsatz 52a wird somit geschlossen, und ein den Kontakt satz 56c nicht mehr enthaltender Haltestromkreis wird hergestellt, der Kontaktsatz 52b wird ge schlossen, um das Solenoid 40 zum Einleiten des Stanzarmhubes zu erregen, und der Kontaktsatz 52c wird geschlossen, um Anodenspannung an die Steue rung zum Beenden des Stanzarmhubes zu liefern.
Die Steuerung zum Beenden des Stanzarmhubes enthält zwei Thyratrone 60, 62, die in einen zwei stufigen Relaisstromkreis eingeschaltet sind. Ein gangselektroden des Thyratrons 60 bestehen aus einem Steuergitter 64 und einer Kathode 66. Über die Eingangselektroden ist ein Eingangsstromkreis geschaltet, der aus einer Batterie 68 in Reihenschal tung mit einem Widerstand 70 und aus einem den Gitterstrom begrenzenden Widerstand 72 besteht. Die Batterie 68 bildet mit dem Widerstand 70 zusammen eine Gleichspannungsquelle mit Serienwiderstand, obwohl eine Quelle mit gleichem innerem Widerstand, ohne Hinzuziehung eines getrennten Widerstandes verwendet werden kann.
Ein Abflachungskonden- sator 74 ist über die Eingangselektroden geschaltet. Die Gleichspannungsquelle ist je durch Leitungen 73 und 75 über die Leitplatten 19 und 12 des Stanz- armes und des Stanztisches geschaltet.
Der über die Gleichspannungsquelle schaltbare Nebenschluss 73, 75 bildet mit dem Widerstand 70 einen Spannungsteiler und vermindert die Gleich spannung an dem Steuergitter 64, und die Parameter der Spannungsquelle können verändert werden, so dass das Thyratron 60 bei irgendeinem gegebenen Wert der Nebenschlussleitung (ungefähr 500 000 Ohm) leitend wird.
Wenn das Thyratron 60 leitend wird, wird über einen Kathodenwiderstand 76 eine Spannung erzeugt, die über den Widerstand 78 eines Zeitkonstanten- Stromkreises einen Kondensator aus einer Reihe 80 lädt. Wie dargestellt, ist zu der Reihe von Konden satoren ein Wählerschalter vorgesehen. Am Ende einer Verzögerungsperiode, deren Länge durch die gewählte Kapazität bestimmt wird, steigt die Span nung einer Steuerelektrode 82 des Thyratrons 62 genügend, um den durch einen Widerstand 84 in dem Eingangskreis erzeugten Negativstrom zu überwin den. Hierdurch wird das Thyratron 62 leitend. Der Widerstand 84 ist in Reihe mit einem Widerstand 86 geschaltet.
Ausser der Gleichstromquelle enthält der Lei tungsstromkreis des Thyratrons 62 die Spule des Re lais 54. Bei seiner Erregung schaltet dasselbe durch seine oberen Kontakte 54a den vorerwähnten Halte stromkreis nach der Leitung 50 und durch seinen unteren Kontakt 54b den Stromkreis nach dem Sole noid 40 aus. Das Solenoid 40 wird dann aberregt, unabhängig davon, ob der Schalter 42 offen oder geschlossen ist, und das Ventil 28 wird somit in seine Hochlage bewegt. Hierdurch wird der Stanz- hub des Armes 18 beendet und derselbe wieder in seine Hochlage bewegt.
Das Relais 54 empfängt un gefähr die volle Anodenspannung, wenn das Thyra- tron 62 leitend wird. Diese Spannung ist vorzugsweise mehr als hoch genug, um den Relaisanker einzu ziehen.
Nachstehend ist ein Arbeitszyklus der Maschine beschrieben.
Der Bedienende legt ein Werkstück 14 auf den elektrizitätsleitenden Werkstückträger 12, ein Stanz- messer 16 auf das Werkstück 14 und drückt den Handgriff 44 nach unten, wodurch der Leiter 46 mit dem Leiter 50 verbunden wird und über .die Kon takte<B>56e,</B> die Wicklung des Relais 52. Die sich ergebende Speisung des Relais 52 bewirkt die Schliessung der Kontakte 52a, um einen Selbsthalte stromkreis von der Leitung 48 über die Kontakte <I>_54a,</I> 52a, Leitung 50 und den Kontakt 56c zu bilden, und schliesst die Kontakte 52b, um das Relais 40 über die Leitung 46 durch die Kontakte 54b, 52b und 56b zu erregen und die Abwärtsbewegung des Stammessers einzuleiten.
Bei der Abwärtsbewegung des Stanzarmes 18 trifft die Platte 19 auf das Stanzeisen 16 und treibt dasselbe durch das Werkstück. Wenn die Schneid kante des Stanzeisens dann mit der Platte 12 in Ein griff tritt, wird der Widerstand des Leitungsweges von der Leitung 73 durch die Platte 19, das Stanz- eisen 16 und die Platte 12 nach der Leitung 75 rapide vermindert, und das Thyratron 60 wird lei tend, wenn dieser Widerstand unter den Wert fällt, der nötig ist, um eine nicht Leitung bewirkende Spannung an dem Thyratron aufrechtzuerhalten.
Fast die gesamte B-Spannung erscheint dann sofort an der Kathode dieses Thyratrons, und der Kondensator der Reihe 80 beginnt sich über den Widerstand 78 zu laden. Wenn die Spannung an dem Element 80 einen Wert erreicht, der die durch den Kathoden widerstand erzeugte Spannung in dem Eingangsstrom kreis des Thyratrons 62 übertrifft, wird das Thyra tron 62 leitend und erregt das Relais 54. Hierdurch werden die Kontakte 54a geöffnet. Der Haltestrom kreis nach der Leitung 50 wird infolgedessen aus geschaltet, und die Kontakte 54b werden geöffnet, so dass das Solenoid 40 aberregt wird.
Wenn anderseits der Bedienende den Handgriff 44 loslässt, kann sich der Schalter 42 öffnen, das Relais 52 wird stromlos zufolge der Unterbrechung des Haltestromkreises beim Öffnen der Kontakte 54a zum öffnen der Kon takte 52c, um so die Ausgangslage der Maschine nach Fig. 1 wieder herzustellen.
Nach dem in Fig. 2 dargestellten Schaltschema ist die Eingangsstufe eines zweistufigen Relaisstrom kreises der in Fig. 1 dargestellten Eingangsstufe ähnlich und besteht aus einem Thyratron 100 mit einem Steuergitter 102, das mit einer Spannungs quelle 104 in der Form eines Widerstandes 106 ver bunden ist. Die Quelle 104 ist wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Schaltschema über die Platten 19' und 12' verbunden.
Die Leitungsstufe der Steuerung be steht aus zwei Thyratronen 110, 112 in einem Strom kreis, in dem der Strom gewöhnlich von den Enden des Sekundärkernes 114 eines Transformators 116 abwechselnd durch die Thyratrone 110 und 112 nach deren miteinander verbundenen Kathoden und dann durch die Spule eines Relais 118 nach einem mittleren Anschluss des Kernes 114 fliesst. Die Thyra- trone 110, 112 sind gewöhnlich leitend, da ihre Steuergitter 120, 122 mit den Kathoden durch den Gitterstrom begrenzende Widerstände 124, 126 und einen Widerstand 128 zwischen den Kathoden und dem Verbindungspunkt der Widerstände 124, 126 verbunden sind.
Der Leitungsstromkreis des Thyratrons 100 ver läuft von einer Anodenspannungsquelle in der Form eines Gleichrichters 130, der mit einer der Leitungen 46' durch Kontakte 132a eines Relais 132 verbun den ist, durch das Thyratron zu dessen Kathode und durch einen Widerstand 134 nach einer Leitung 136 und dann nach der Leitung 48 zurück.
Der Wider stand 134 ist mit einem Zeitkonstanten-Stromkreis, der aus einem Widerstand 138 und einem va riablen Kondensator 140 besteht, so verbunden, dass der Spannungsabfall über den Widerstand 134 den Kondensator 140 über den Widerstand 138 lädt, wenn das Thyratron 100 leitend ist, so dass die obere, mit den Gittern der Thyratrone 110 112 verbundene Elektrode des Kondensators bezüglich der unteren, mit den Kathoden der Thyratrone verbundenen Elek trode negativ geladen wird.
Wenn somit das Thyra- tron 100 leitend wird, werden nach einer von der Einstellung des Kondensators 140 bedingten Zeit spanne die Thyratrone 110, 112 abgeschaltet.
Beim Arbeiten der Maschine mit der Ausfüh rungsform der Steuerung nach der Schaltung gemäss Fig. 2 leitet der Bedienende, nach dem Anbringen des Werkstückes, den Stanzvorgang durch das Schliessen des Schalters 42 ein, wobei die Wicklung des Relais 132 über die Leitungen 46' und 48' Strom erhält. Das Relais 132 wird infolgedessen erregt, und die Kontakte 132a und 132b werden geschlossen, so dass dem Thyratron 100 Anodenspannung zugeführt wird und die Kathoden der Thyratrone 110, 112 mit dem Relais 118 verbunden werden.
Arbeiten die Thyra- trone 110, 112 richtig, so wird das Relais 118 nun- mehr erregt, um das Solenoid 40' über die Leitungen 46' 48' zu erregen und einen Haltestromkreis für das Relais 132 über den Schalter 42' herzustellen. Die letzteren Stromkreise können durch Erregen eines Hilfsrelais 54' ausgeschaltet werden, welches durch Schliessen eines Schalters 5<B>7</B> erregt wird, und zwar wenn der Druck in dem hydraulischen Getriebe übermässig steigt.
Wenn nun der Widerstand zwischen dem Stanz- arm und dem Stanztisch auf den Wert herabgesetzt ist, bei dem das Thyratron 100 leitend wird, beginnt der Kondensator 140 zu laden, bis die Gitter 120, 122 bezüglich der Kathoden negativ genug sind, um zu verhindern, dass eines der Thyratrone 110, 112 Strom weiterleitet. Die Spule des Relais 118 leitet zu dieser Zeit durch das andere Thyratron weiter Strom (durch dasjenige, das zuletzt leitend war).
Während der zweiten Hälfte des Arbeitszyklus steht die Spannung der einen Hälfte der Sekundärwicklung 114 der laufenden Entladung dieses Thyratrons ent gegen, so dass die Spannung an der Wicklung des Re lais 118 zur Aufrechterhaltung dieser Entladung steigt, und zwar über die normale Arbeitsspannung. Um das Solenoid 40' schnell zu entladen, sind Ent ladungsröhren 142, 144 über das Solenoid des Re lais 118 verbunden.
Diese Röhren sind so gewählt, dass ihre Anfangsspannung etwas höher als die Nor malspannung des Relais ist. Wenn nun, wie beschrie ben, der Leitungsstromkreis unterbrochen wird, leiten diese Entladungsröhren, um zum Öffnen des Relais 118 die Spulenenergie rasch aufzuheben, so dass das Solenoid 40' und das Relais 132 zum Beenden des Stanzhubes des Stanzarmes aberregt wird. Es sind also Mittel vorgesehen, um eine fühlbare Reduktion der Abfallzeit zu erreichen.
Man erreicht beim Arbei ten des Solenoids 40', dass das Element 28 des Ven tils 26 in eine Lage bewegt wird, in welcher der Arm in seine obere Stellung zurückkehrt.
Der Handgriff 44 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, durch seine Lagerung auf dem Stanzarm mit dem Maschinengestell und durch die Leitung 75 mit der Platte 12 verbunden. Die Leitung 75 ist nicht not wendig, da die Verbindung auch durch das Maschi nengestell hergestellt wird. Sollte nun die Platte 19 auf die eine Hand des Arbeiters oder auf einen Finger dieser Hand auftreffen, während der Stanzarm seinen Stanzhub ausführt und der Arbeiter mit der anderen Hand den Handgriff 44 erfasst hat, so wird die Kör perleitung des Arbeiters über die Eingangsklemmen des Thyratronrelais verbunden.
Wenn der Wider stand 70 dann einen genügenden Anteil des Ge samtwiderstandes des aus dem Widerstand 70 und dem Körperwiderstand des Arbeiters bestehen den Spannungsteilernetzes bildet, so fällt die Gitterspannung auf die -leitende Spannung herab. Der Wert des verwendeten Widerstandes 70 muss niedrig genug sein, um unter normalen Arbeits bedingungen ein Beenden des Stanzhubes vor dem völligen Durchschneiden des Werkstückes zu ver hüten.
Der kritische Eingangswiderstand kann zu einem genügend hohen Wert festgelegt werden, so dass der Widerstand zwischen dem Handgriff 44 und der Platte 19 (und infolgedessen der Widerstand zwi schen dem Stanzarm und dem Stanztisch) unter den kritischen Wert herabgesetzt wird, wenn der Arbeiter, selbst unter ungünstigen Verhältnissen, mit einer Hand den Handgriff erfasst hält und die andere Hand des Arbeiters dann von der Platte 19 berührt wird. Nur in Ausnahmefällen, in denen Werkstücke von niedrigem Widerstand durchstanzt werden, würde dies nicht zutreffen.
Ein zufriedenstellender Wert für den kritischen Eingangswiderstand beim Durchstanzen von Oberleder beträgt ungefähr 680000 Ohm.
Ein Stanzhub der Maschine wird in einer kurzen Zeitspanne ausgeführt, d. h. innerhalb einer Sekunde, so dass der Arbeiter während der Abwärtsbewegung des Stanzarmes kaum seine Hand von dem Handgriff 44 gelöst haben wird. Sollte nun während des Stanz- hubes der Platte 19 die Platte mit der freien Hand des Arbeiters oder mit einem Finger dieser Hand in Eingriff treten, so wird das Thyratron 62 leitend, um den Stanzhub innerhalb eines Bruchteiles einer Se kunde zu beenden, und zwar je nach der Einstellung des Wählerschalters für das Element 80.