BR112017023504B1 - dispositivo para estampar materiais de parede delgada - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA ESTAMPAR MATERIAIS DE PAREDE DELGADA A invenção se refere a um dispositivo, por meio do qual materiais de parede delgada, tais como etiquetas e tampas planas para recipientes, podem ser estampadas em micro ou pequenas quantidades, compreendendo uma aresta de corte em fita de aço (11) que é elasticamente montada na direção de punção. A matriz é igualmente elasticamente retida sobre a placa de matriz, perpendicular à direção de punção, em virtude de um receptáculo de matriz (33) fixado na região de borda que é adjacente à reentrância (29). No receptáculo de matriz, uma placa intermediária elasticamente deformável (47) é colocada, e a matriz (55) é colocada sobre a placa intermediária.

Description

[001] O objeto da invenção é um dispositivo para estampar materiaisde parede delgada de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

[002] A estampagem de materiais de parede delgada, tais comoetiquetas feitas de uma cinta de papel, plástico, folha de metal ou laminado é conhecida, por exemplo, da patente norte-americana US 4823660 A. Tais etiquetas podem também ser utilizadas como tampas planas em recipientes de gêneros alimentícios, tais como iogurte - e copos de creme -, ou seladas sobre recipientes de alumínio para semiconservas. As etiquetas, em particular aquelas feitas de papel ou folhas de plástico delgadas são requeridas também em garrafas, em particular garrafas de cerveja, de água mineral e de vinho. Trata- se, portanto, de artigos em massa, que devem ser estampados não somente aos milhares, mas sim em centenas de milhares ou em milhões de vezes. Para tais enormes quantidades nem sempre têm grande importância os custos de ferramentas, isto é, os custos para a ferramenta de estampagem, pois, na maioria das vezes, o tamanho e a forma das etiquetas permanecem os mesmos por anos. Alterações incidentes no projeto, isto é, na impressão, não têm uma influência sobre a operação de estampagem e seus custos e, por conseguinte, incidem somente no momento da impressão do material de partida em forma de cinta antes da estampagem, não, todavia, sobre os custos de ferramentas.

[003] Juntamente com estas etiquetas ou tampas que são produzidasem massa e que permanecem sempre iguais, existe também uma demanda por quantidades pequenas, sejam de apenas algumas dezenas ou alguns milhares de peças. Para recipientes para certas especialidades de setores de negócios, tais como, por exemplo, padarias, açougues, ou recipientes que devem ser produzidos somente em que pequenas quantidades, os quais devem ser etiquetados, são apropriadas ferramentas de estampagem de alta capacidade, que trabalham na maioria das vezes de forma rotativa, pois sua aquisição ou compra e a alteração das ferramentas de estampagem estão associadas a custos muito altos.

[004] Da JP2009107117 A é também conhecido secionar estratos devárias camadas por meio de uma faca de corte. Estratos de várias camadas deste tipo são comprimidos na operação de corte, de forma que é necessário que o apoio de corte para a faca de corte seja realizado fixo no local na direção z. Pode ser desvantajoso nesta solução o fato de que as facas de corte se desgastam muito rapidamente, porque elas incidem sobre o apoio de corte depois de cada operação de corte. Na verdade, é fundamentalmente conhecido da GB 2 092 502 A utilizar um apoio de corte montado elasticamente, mas este apoio de corte somente pode ser utilizado para o corte de películas de embalagem para artigos que são transportados para o dispositivo de corte por meio de um dispositivo de transporte horizontal e então a partir do dispositivo de corte, por são transportados para fora meio de um dispositivo de transporte na direção horizontal, isto é, normal à direção de corte. O apoio de corte carregado elasticamente bloqueia uma possível perfuração na placa de matriz, de forma que as peças de trabalho estampadas como etiquetas ou tampas, depois da operação de estampagem, não podem ser removidas na direção de corte.

[005] Um objetivo da presente invenção consiste agora em prover umdispositivo para estampar pequenas quantidades de etiquetas e tampas, por exemplo, em máquinas de estampagem de alta capacidade. Em outras palavras, o objetivo consiste em configurar um dispositivo de estampagem de tal maneira que ele possa ser produzido de forma favorável em termos de custos e que possa ser utilizado, em lugar de em caras ferramentas de estampagem de alta potência, por conseguinte, nas máquinas de estampagem de alta capacidade existentes, bem como que as ferramentas de corte sejam expostas a reduzido desgaste, a fim de, por exemplo, limitar para um mínimo os dispendiosos trabalhos de manutenção na ferramenta de estampagem.

[006] Este objetivo é atingido por um dispositivo com ascaracterísticas da reivindicação 1. Modalidades vantajosas do dispositivo são descritas nas reivindicações subordinadas.

[007] Um dispositivo para estampar materiais de parede delgadacomo etiquetas e tampas planas para recipientes, em micro ou pequenas quantidades compreende uma placa de punção para a recepção de uma peça de corte e uma matriz em uma placa de matriz, em que a peça de corte e matriz podem ser fixadas a uma máquina de estampagem e são montadas reciprocamente deslocáveis, a fim de estampar etiquetas e tampas de papel, feitas de papel, plástico, metal ou de um laminado, a partir de uma faixa de material conduzida através da peça de corte e da matriz. A placa de matriz para suportar a matriz compreende uma reentrância para a passagem das peças de trabalho estampadas, tais como etiquetas ou tampas. Na região de borda adjacente à reentrância na placa de matriz é fixado um receptáculo de matriz, de forma que uma placa intermediária elasticamente deformável seja colocada sobre o receptáculo de matriz, sendo que a matriz é colocada sobre a placa intermediária. A matriz pode ser conduzida sem folga na direção X e na direção Y por meio de pinos de fixação e ser retida, elasticamente conduzida de forma deslocável na direção Z.

[008] De acordo com uma modalidade de realização, o receptáculo dematriz pode ser inserido e fixado em um degrau que circunda a reentrância.

[009] De acordo com uma modalidade de realização, a placaintermediária e, sobre ela, a matriz, pode ser colocada sobre o receptáculo de matriz e ser retida de forma conduzida por meio dos pinos de fixação.

[0010] Em particular, os pinos de fixação podem ser conduzidos em luvas de condução, as quais são providas no receptáculo de matriz. Em particular, ímãs para a atração dos pinos de fixação e retenção da matriz podem ser inseridos nas luvas de condução.

[0011] De acordo com uma modalidade de realização, a placa intermediária pode ser configurada elasticamente perpendicularmente à sua superfície e pode apresentar pelo menos uma superfície revestida com um material elástico, tal como, por exemplo, borracha, ou pode consistir completamente de um material elástico.

[0012] De acordo com uma modalidade de realização, uma cavidade pode ser configurada na placa de punção uma cavidade. Em particular, um elemento de compensação elástico como borracha pode em inserido em uma ranhura envolvendo a cavidade, em seu fundo. Na ranhura, um suporte de peça de corte pode disposto sobre o elemento de compensação. Em particular, o suporte de peça de corte pode ser configurado em forma de U. O suporte de peça de corte pode compreender um primeiro e segundo flancos, em que uma peça de corte de fita de aço pode ser introduzida entre os flancos do suporte de peça de corte em forma de U, cuja aresta de corte pode sobressair do suporte de peça de corte. O suporte de peça de corte pode ser elasticamente montado na ranhura sobre o elemento de compensação e ser retido na ranhura por elementos de retenção, os quais incidem na placa de punção.

[0013] De acordo com uma modalidade de realização, um elemento de compensação pode ser inserido em uma ranhura que circunda a cavidade, em sua base, Na ranhura, uma base magnética de peça de corte no formato de um anel de apoio pode ser disposta sobre o elemento de compensação. Uma placa de suporte com uma esteira configurada sobre a mesma como peça de corte pode se apoiar através do anel de apoio e pode ser retida por meio do anel de apoio magnético. De acordo com uma variante, uma multiplicidade de ímãs pode ser introduzida no anel de apoio, por meio de dos quais a placa de suporte pode ser retida com a esteira de peça de corte.

[0014] De acordo com uma modalidade de realização, pelo menos um dispositivo de ejeção com uma placa de ejeção é disposto na placa de punção, com o qual as peças de trabalho estampadas podem ser ejetadas através da reentrância na placa de matriz para um canal de empilhamento.

[0015] Pode-se assim estampar etiquetas por meio do uso de facas de corte de fita de aço, as quais são conformadas no formato da circunferência das etiquetas a serem estampadas. Tais peças de trabalho de fita de aço podem ser produzidas de forma extremamente favorável em termos de custos. Por conseguinte, caso a massa de tampa de recipientes, sobre os quais as etiquetas são colocadas, varie, novos punções são produzidos dentro de dias, os quais podem produzir a nova forma de etiquetas ou a forma alterada de etiquetas. Também a matriz, que é necessária para a estampagem com uma ferramenta de fita de aço, pode ser produzida de forma muito favorável em termos de custos, pois compreende unicamente uma chapa de aço relativamente delgada

[0016] A invenção será explicada mais detalhadamente com base em uma modalidade de realização ilustrada. As figuras mostram: - a figura 1 é uma representação explodida de uma placa de punção de um dispositivo de estampagem com a faca de estampagem e com construção de suporte na placa de punção, vista a partir de baixo, - a figura 2 é um corte vertical através de a placa de punção e do ejetor, - a figura 3 é uma representação ampliada da região A na figura 2, - a figura 4 é uma vista da placa de punção a partir de baixo com elementos da peça de corte montados, - a figura 5 é uma vista em perspectiva sobre a placa de punção, - a figura 6 uma representação em perspectiva de uma placa de matriz a partir de cima com elementos de matriz representados em representação explodida, - a figura 7 é uma vista sobre a placa de matriz instalada, - a figura 8 é um corte vertical através de uma placa de matriz, - a figura 9 uma representação ampliada do recorte B na figura 8, - a figura 10 é uma representação ampliada do suporte de ímãs para a chapa metálica de matriz de acordo com as figuras 6 a 9 e - a figura 11 uma representação em perspectiva da outra modalidade do punção (sem placa de punção) em vista explodida em perspectiva a partir de baixo de acordo com a figura.

[0017] Na figura 1, que mostra uma placa de punção 1 na representação em perspectiva a partir de baixo, na região central é visível uma cavidade 3, em torno da qual é provida uma ranhura 5. A ranhura 5 serve para a recepção de um elemento de compensação 7 e de um suporte de peça de corte 9. O suporte de peça de corte 9 apresenta, em seção transversal, a forma de um "U" assentando-se sobre a cabeça. Ainda, na figura 1 pode ainda ser vista uma peça de corte de fita de aço 11. A peça de corte de fita de aço 11 é dimensionada de tal maneira que pode ser inserida entre os dois flancos 9' e 9" do suporte de peça de corte 9 e é ali retida (veja, para esta finalidade, também as figuras 2 e 3). Além disso, na figura 3 pode ser visto que das elemento de compensação 7 pode apresentar seção transversal em forma de trapézio. É ainda visível que o suporte de peça de corte 9 pode ser introduzido com exatidão de ajuste na ranhura 5 e pode ser conectada com a placa de punção 1 por meio de uma placa de fixação 13 e de um parafuso 15. O suporte de peça de corte 9 pode ser fixado na placa de punção por meio da placa de fixação 13 e do parafuso 15. Uma disposição da placa de fixação 13 pode ser vista na figura 4. A aresta de corte 17 da peça de corte de fita de aço 11 salienta-se do suporte de peça de corte 9 por algumas dezenas de milímetro. As superfícies frontais dos flancos 9' e 9" do suporte de peça de corte 9 se salientam por sua vez sobre o lado inferior da placa de punção 1 por algumas dezenas de milímetro. Ainda, nas figuras 1 a 4 está representada uma placa de ejeção 19, cuja seção transversal é menor que a seção transversal interna da cavidade 3 na placa de punção 1 (comparar com a figura 1 e a figura 3). A placa de ejeção 19 apresenta preferivelmente uma multiplicidade de perfurações ou furos 23, a fim de evitar, no final da operação de ejeção, uma adesão da peça de trabalho estampada por meio de um vácuo. A placa de ejeção 19 é ativada por meio de pelo menos um dispositivo de ejeção 21. Com esse dispositivo de ejeção 21, a peça de trabalho estampada é transportada a partir da placa de punção 1 para baixo para um canal de empilhamento 73 (veja a figura 6). A ativação do dispositivo de ejeção 21 pode ser efetuada de forma pneumática ou através de um servoacionamento. A estrutura do dispositivo de ejeção 21 disposto no lado traseiro da placa de punção 1 não será descrita em detalhe (ver as figuras 3 e 5). Na figura 5, a placa de punção 1 está representada a partir de cima e, nesta, podem ser novamente vistos um primeiro e um segundo dispositivos de ejeção 21. Ainda, elementos de fixação para a placa de punção 1 em uma máquina de estampagem, não representada, podem ser vistos. Esses elementos não serão descritos ainda mais detalhadamente. Na proximidade dos dois lados menores da placa de punção 1 são representadas buchas de condução 25 para a condução vertical precisa da placa de punção 1.

[0018] As figuras 6 a 10 mostram a placa de matriz 27. A representação em perspectiva dos elementos da placa de matriz 27 mostra os últimos em vista inclinada a partir de cima. Na placa de matriz 27 pode ser vista uma abertura de passagem 29 para as peças de trabalho. A borda da abertura de passagem 29 é configurada como degrau 31. Um receptáculo de matriz 33 passa a encostar sobre esse degrau 31. O receptáculo de matriz 33 é fixado com parafusos 35 ao degrau 31 na placa de matriz 27. No receptáculo de matriz 33 estão configuradas perfurações 37 dispostas a distâncias regulares, as quais servem para a recepção de um respectivo ímã permanente 39 (veja a figura 9 e a figura 10). Cada ímã permanente 39 é fixado de forma não deslocável em uma luva de condução 43, prevista para esta finalidade. O comprimento axial ou a altura dos ímãs permanentes 39 é dimensionado de tal maneira que um pequeno espaço livre 41 esteja presente entre o lado superior dos ímãs permanentes 39 e o canto inferior dos pinos de fixação 45. O pino de fixação 45 apresenta um flange 49 em sua extremidade superior.

[0019] Uma seção intermediária 47 passa a encostar sobre o receptáculo de matriz 33. A seção intermediária 47 é produzida a partir de uma chapa delgada, a qual compreende no lado superior e/ou no lado inferior um revestimento feito de borracha ou de um outro material elástico como borracha. Alternativamente, a placa intermediária 47 poderia também ser completamente produzida a partir de um material elástico. Na placa intermediária 47 são providas perfurações 53, as quais são dispostas diretamente sobre as perfurações 37 no receptáculo de matriz 33. As perfurações 53 apresentam um diâmetro que possibilita ou permite a passagem dos pinos de fixação 45 com pequena folga. Uma matriz 55 passa a se encostar sobre a armação intermediária 51. Projeções do tipo de aba 57 são configuradas no canto externo da matriz 55, as quais possuem um orifício passante para a condução dos pinos de fixação 45, também chamados pinos de posicionamento. As projeções 57 são dimensionadas de tal maneira que o flange 49 dos pinos de fixação 45 pode se encostar sobre as mesmas. Quando todos os elementos que retêm a matriz 55 são montados, então a última é apertada e retida no local ao receptáculo de matriz 33 ou à placa de matriz 27, por meio dos ímãs permanentes 39 e dos pinos de fixação 45, que consistem de aço. Por meio da configuração elástica da seção intermediária 47, a matriz 55 é precisamente retida, por um lado, no plano horizontal (direção X/Y); na direção vertical (direção Z) ela é suportada elasticamente em pequena extensão.

[0020] Em uma outra modalidade da invenção de acordo com a figura 11, no lugar de uma peça de corte de fita de aço aparece uma peça de corte 61, com seção transversal triangular, configurada em forma de esteira, sobre uma placa de suporte 59. A placa de suporte 59 compreende uma chapa delgada, sobre a qual é aplicada a peça de corte 61, por exemplo, como esteira feita a partir de um aço de alta resistência ou de uma liga de aço apropriada e que foi preparada com a peça de corte 61 por meio de uma operação de esmerilhamento. A placa de suporte 59 compreende pelo menos em seus quatro cantos uma respectiva perfuração 63, por meio da qual um respectivo pino de posicionamento 65 pode ser introduzido com pequena folga e é retido na placa de punção 1. A placa de suporte 59 encosta-se, de forma análoga à primeira modalidade de acordo com as figuras 1 a 5, na região abaixo da peça de corte 61, sobre um anel de apoio 67 ou um anel de apoio 67 com ímãs 71 ali inseridos, que corresponde à primeira modalidade do suporte de peça de corte 9. O anel de apoio 67 é novamente apoiado sobre um elemento de compensação 69. O elemento de compensação 69 corresponde àquele com o número de referência 7 na primeira modalidade de realização. O elemento de compensação 69 e o anel de apoio são retidos encostando-se sobre da placa de punção 1. Os elementos de compensação 7 e 69 são produzidos a partir de plástico, por exemplo, poliuretano (PE). Estes suportam as partes de corte "elasticamente". [0021] Nas duas modalidades da invenção, a peça de corte de fita de aço 11 ou a peça de corte 61 são suportadas elasticamente sobre a placa de suporte 59 na direção Y, isto é, perpendicularmente à superfície da placa de punção 1. Esta modalidade permite ou produz que, na estampagem de uma peça de trabalho, seja ela então de papel, metal ou folha delgada de plástico, a força de corte sobre a circunferência inteira da peça de trabalho pode atuar distribuída uniformemente sobre essa peça de trabalho. Possíveis diferenças de espessura da peça de trabalho ou tolerâncias na peça de trabalho são assim 100% compensadas. Com isto, o corte pode ser efetuado, por um lado, com maciça força de corte, que a máquina de estampagem pode acolher sem dificuldade, e, por outro lado, o corte é efetuado com segurança ao longo de toda a circunferência da peça de trabalho uniformemente e, portanto, completamente. Testes têm mostrado que a força de corte na peça de corte montada elasticamente pode ser mais baixa por até 90 %.

Claims (18)

1. Dispositivo para estampar materiais de parede delgada, tais como etiquetas e tampas planas para recipientes, em micro ou pequenas quantidades, compreendendo uma placa de punção (1) para a recepção de uma peça de corte (11, 61) e uma matriz (55) em uma placa de matriz (27), que a peça de corte (11, 61) e a matriz (55) podem ser fixadas em uma máquina de estampagem e são montadas reciprocamente deslocáveis, a fim de estampar etiquetas e tampas de papel, plástico, metal ou de um laminado a partir de uma cinta de material conduzida através das mesmas, em que, para suportar a matriz (55), a placa de matriz (27) compreende uma reentrância (29) para a condução das peças de trabalho estampadas, tais como etiquetas ou tampas, caracterizado pelo fato de que: - um receptáculo de matriz (33) é fixado na região de borda que é adjacente à reentrância (29) na placa de matriz (27), - uma placa intermediária elasticamente deformável (47) é colocada sobre o receptáculo de matriz (33), - a matriz (55) é colocada sobre a placa intermediária (47).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a matriz (55) é conduzida sem folga na direção X e na direção Y por pinos de fixação (45) e é retida e conduzida elasticamente e deslocavelmente na direção Z.

3. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o receptáculo de matriz (33) é inserido e fixado em um degrau (31) circundando em torno da reentrância (29).

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que a placa intermediária (47) e, sobre esta, a matriz (55), são colocadas no receptáculo de matriz (33) e são retidas e conduzidas pelos pinos de fixação (45).

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os pinos de fixação (45) são conduzidos em luvas de condução (43) que são embutidas no receptáculo de matriz (33).

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ímãs (39) são usados nas luvas de condução (43) para atrair os pinos de fixação (45) e reter a matriz (55).

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a placa intermediária (47) é configurada elasticamente perpendicularmente à sua superfície e apresenta pelo menos uma superfície revestida com um material elástico, como, por exemplo, borracha, ou consiste completamente de um material elástico.

8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma cavidade (3) é configurada na placa de punção (1).

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que um elemento de compensação elástico (7) é inserido em uma ranhura (5) compreendendo a cavidade (3), em sua base.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um suporte de peça de corte (9) é disposto na ranhura (5) sobre o elemento de compensação (7).

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o suporte de peça de corte (9) é configurado em forma de U.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o suporte de peça de corte (9) compreende um primeiro e segundo flancos (9, 9"), em que uma peça de corte em fita de aço (11) é inserida entre os flancos (9, 9") do suporte de peça de corte em forma de U (9), cuja aresta de corte (17) projeta-se sobre o suporte de peça de corte (9).

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o suporte de peça de corte (9) é montado elasticamente na ranhura (5) sobre o elemento de compensação (7) e é retido na ranhura (5) por elementos de retenção (15) que engatam na placa de punção (1).

14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que um elemento de compensação (7) é inserido em uma ranhura (5) compreendendo a cavidade (3), em sua base.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que uma base magnética de peça de corte no formato de um anel de apoio (67) é disposta na ranhura (5) sobre o elemento de compensação (7).

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que uma placa de suporte (59) com uma esteira configurada sobre a mesma como peça de corte (61) encosta-se sobre o anel de apoio (67)e é retida pelo anel de apoio magnético (67).

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que uma multiplicidade de imãs (71) é inserida no anel de apoio (67), através dos quais a placa de suporte (59) com a esteira de peça de corte (61) é retida.

18. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dispositivo de ejeção (21) com uma placa de ejeção (19) é disposto na placa de punção (1), pelo qual peças de trabalho estampadas podem ser ejetadas através da reentrância (29) na placa de matriz (27) para um canal de empilhamento (73).

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