"Teilapparat für Nutenstanzautomaten mit Direktantrieb"

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Teilapparat für Nutenstanzautomaten mit Direktantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Stand der Technik

Zur wirtschaftlichen Herstellung von Rotor- und Statorblechen für Elektromotoren werden bei kleinen und mittleren Serien Nutenstanzen eingesetzt. Die Anforderungen am Markt bezüglich Qualität und Produktivität unterliegen einer ständig steigenden Tendenz. Die Rotor- und Statornuten werden auf einer Nutenstanze einzeln ausgeschnitten. Bei entsprechender Werkzeuggestaltung kann gleichzeitig mit den Nuten des Stators, der Rotor vom Stator getrennt bzw. der Außendurchmesser beschnitten werden.

Werkzeug- und Maschineninvestitionen sind bei diesem Verfahren gering. Das Umrüsten auf andere Baugrößen kann schnell und einfach erfolgen. Grundsätzlich unterscheidet man bei Nutenstanzen zwei Typenreihen. Die beiden Typenreihen unterscheiden sich hauptsächlich im Antrieb des Teilapparates. Man unterscheidet dabei den mechanischen und den numerischen Antrieb des Teilapparates. Bei Nutenstanzen mit mechanischem Teil-

apparatantrieb erfolgt der Antrieb der Teileinrichtung synchron von der Exzenterwelle der Maschine über ein Kegelradgetriebe auf ein Kurvenschaltgetriebe. Dieses formschlüssige Getriebe gewährleistet eine exakte Nutenteilung über den gesamten Hubzahlbereich. Das Kurvenschaltgetriebe wandelt die Drehbewegung der Exzenterwelle durch die besondere Kinematik in eine schrittweise Bewegung der Teilwelle um. Die unveränderliche Grundteilung der schrittweisen Drehbewegung an der Antriebswelle wird durch Austausch von Wechselrädern auf die gewünschte Nutteilung abgestimmt. In der DE 16 27 227 AS ist eine solche mechanisch angetriebene Teileinrichtung beschrieben. Auch in der DE 37 31 102 C2 findet diese konstruktive Lösung Anwendung.

Bei Nutenstanzen mit numerischem Teilapparatantrieb erfolgt der Antrieb der Teileinrichtung durch einen Drehstrommotor mit einem spielfreien Vorgelege. Die exakte Positionierung wird über einen Drehgeber zur Istwert-Erfassung in einem NC-Lage- regelkreis erreicht. Der numerisch gesteuerte Teilantrieb wird besonders für kleine Serien eingesetzt, bei denen häufig umgerüstet werden muss. Es müssen keine Wechselräder für verschiedene Nutteilungen bevorratet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein großer Nutzahl-Bereich abgedeckt werden kann. Im „Handbuch der Umformtechnik", Schuler 1996, Seite 300, ist eine Nutenstanze mit numerischem Antrieb des Teilapparates abgebildet und beschrieben.

Nachteilig an dieser Ausführung sind der hohe bauliche Aufwand und die damit verbundenen hohen Kosten. Durch die geforderten Positioniergenauigkeiten der Teileinrichtung müssen an das Vorgelege sehr hohe Qualitätsanforderungen gestellt werden, was wiederum zu einer Erhöhung der Kosten führt. Außerdem

erfordert ein numerischer Teilapparat aufgrund des Vorgeleges einen großen Bauraum.

Ein weiterer Nachteil des oben beschriebenen numerisch ge- steuerten Teilapparates mit Vorgelege ist, dass bei stark unterschiedlichen Fremdmassen, d.h. bei stark variierenden Platinengrößen, die geforderten Positionierergebnisse aufgrund der unterschiedlichen Massen, die beschleunigt werden müssen, nur mit hohem Abstimmungsaufwand erreicht werden können.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik einen Teilapparat für Nutenstanzen mit

NC-gesteuertem elektrischem Antrieb zu entwickeln, welcher einerseits einen geringen Bauraum aufweist und andererseits eine hohe Positioniergenauigkeit gewährleistet. Insbesondere soll dies mit einer kostengünstigen Lösung realisiert werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Teilapparat nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Teilapparats verwirklicht.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, den Verdrehbzw. Positionierantrieb direkt auf der Drehaufnahme des Teilapparates zu positionieren. Durch den Einsatz eines Torque- motors können sowohl die Anforderungen an die Dynamik, als auch an die Positioniergenauigkeit erfüllt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Teilapparat, wird der Antriebsmotor, vorzugsweise ein Torquemotor, so positioniert, dass die

Antriebswelle des Motors mit der Verdrehachse des Teilapparates fluchtet. Der Vorteil gegenüber bekannten Lösungen besteht darin, dass auf ein Vorgelege gänzlich verzichtet werden kann. Insbesondere für das Positionierergebnis ist dies von Vorteil, weil die Fertigungstoleranzen der Vorgelegebauteile nicht mehr vorhanden sind und sich so auch nicht mehr negativ auf die Positioniergenauigkeit auswirken können. Die Antriebswelle, welche den Motor mit der Platinenaufnahme verbindet, kann sowohl als Vollwelle, als auch als Hohlwelle ausgeführt werden. Die Hohlwelle hat den Vorteil, dass durch den Hohlraum Medienleitungen, wie z.B. Pneumatikleitungen, Hydraulikleitungen oder Elektrokabel, zur Versorgung von aktiven Elementen, wie z.B. Klemmvorrichtungen oder Positionsabfragen, hindurchgeführt werden können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Teilapparates ist eine deutliche Reduzierung der Herstellkosten aufgrund der Verringerung der eingesetzten Bauteile. Insbesondere die aufgrund der engen Fertigungstoleranzen kostenintensiven Zahn- räder des Vorgeleges können eingespart werden. Weiterhin vorteilhaft ist der deutlich reduzierte Bauraum durch den Wegfall des Vorgeleges, welches bei den bekannten Lösungen in der Regel vor der Nutenstanze angebaut ist und somit die Zugänglichkeit, beispielsweise zum Einrichten oder für Wartungsarbeiten, zusätzlich erschwert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Teilapparates gegenüber dem Stand der Technik besteht in der verbesserten Abstimmung der Teileinrichtung bei stark unterschiedlichen Fremdmassen, d.h. bei Platinen mit stark unterschiedlichen

Durchmessern. Durch die direkte, starre Kopplung des Verdrehmotors an die Teileinrichtung werden Einrichtarbeiten nahezu vermieden. Optional können auch Torquemotoren eingesetzt

werden, bei denen der Stator direkt in den Maschinenkörper integriert werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Nutenstanze und des Teilapparates mit Direktantrieb

Beschreibung eines AusführungsbeiSpiels

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Nutenstanze 1 und daran angebaut ein Teilapparat 2. Der Teilapparat 2 wird angetrieben durch einen Torquemotor 3. Kennzeichnend für die dargestellte Anordnung ist, dass der Torquemotor 3 mit der Motorwelle 10 in einer Flucht mit der Platinenaufnahme 5 auf einer Achse 4 angeordnet ist. Die Platinenaufnahme 5 hat die Aufgabe eine hier nicht dargestellte runde Platine während des Stanzvorganges zu fixieren und zwischen den Stanzvorgängen um die Rotationsachse 4 weiterzutakten. Die Platine wird dadurch zwischen dem Ober- und Unterteil eines Nutwerkzeuges 6 hin- durchgeführt. Das Oberteil des Nutwerkzeuges 6 ist über eine Werkzeugaufnahme 7 mit einem Stößel 8 fest verbunden. Bei jedem Hub des Stößels 8 wird eine zu nutende Platine von dem Teilapparat 2 um ein definiertes Kreisbogensegment weiter getaktet. Dadurch, dass sich der Torquemotor 3 am Maschinen- körper 9 abstützt und über die Motorwelle 10 direkt mit der Platinenaufnahme 5 in einer Achse 4 wirkverbunden ist, können

sehr hohe Genauigkeiten bei dem getakteten Verdrehen der Platinen erreicht werden.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.

Bezugszeichenliste:

1 Nutenstanze

2 Teilapparat 3 Torquemotor

4 Rotationsachse

5 Platinenaufnahme

6 Nutwerkzeug

7 Werkzeugaufnahme 8 Stößel

9 Maschinenkörper

10 Motorwelle