CN102145830A - 用于加工材料幅的装置 - Google Patents

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CN102145830A CN2011100372833A CN201110037283A CN102145830A CN 102145830 A CN102145830 A CN 102145830A CN 2011100372833 A CN2011100372833 A CN 2011100372833A CN 201110037283 A CN201110037283 A CN 201110037283A CN 102145830 A CN102145830 A CN 102145830A
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Abstract

本发明涉及一种用于加工材料幅的装置，具体而言，涉及一种用于加工在纵向方向(L)上输送通过装置(1)的材料幅(2)的装置。装置带有机架(7)，在其中以可绕第一旋转轴线(A)旋转的方式支承有铁砧滚筒(3)以及以可绕第二旋转轴线(B)旋转的方式支承有工具滚筒(4)。铁砧滚筒和工具滚筒可相对于彼此旋转，以使得材料幅可被引导在两个工作滚筒之间穿过。旋转轴线分别横向于纵向方向且平行于材料幅取向。根据本发明，铁砧滚筒和工具滚筒可摆动到一致的倾斜位置中。在倾斜位置中，旋转轴线重新分别横向于纵向方向且平行于材料幅取向。在此，工作滚筒分别与相对于纵向方向的直角偏离了对于两个旋转轴线一致的角度(α)。

Description

用于加工材料幅的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的装置，其用于加工在纵向方向上输送通过该装置的材料幅(Materialbahn)，该装置带有机架，在该机架中支承有铁砧滚筒(Ambosszylinder)和工具滚筒(Werkzeugzylinder)。
背景技术
所提及类型的装置已知例如用于在卷筒纸印刷机(Rollenrotationsdruckmaschine)中对材料幅进行切割和打孔(Perforieren)。因此，文件DE 19927920公开了一种这样的装置，即，其作为切割器械设置在卷筒纸印刷机的折叠设备中。文件EP 1186561涉及用于加工材料幅、尤其用于对材料幅进行切割和打孔的装置，在该装置中，工作滚筒与固定的配合刀(Gegenmesser)共同工作。
在旋转地共同作用的工作滚筒对材料幅进行冲裁(Stanzen)、切割和/或打孔时，出现相对大的力，通过相应的工具传递(abgetragen)该力。随着工具锋利性的降低该力进一步增加。由于工作滚筒仅仅在其端部处被支承，因此工作滚筒在机架的支承部位之间的一定的弯曲是不可避免的。工作滚筒的相对小的弯曲还可导致冲裁、切割或打孔质量的降低。弯曲和由此产生的质量降低主要在带有较小的直径的工作滚筒中相对较大。
文件EP 1818299A1公开了一种带有相对于彼此偏向
Figure BSA00000433823800011
的或可相对于彼此偏向的铁砧滚筒或工具滚筒的用于加工材料幅的装置。通过共同作用的工作滚筒的这样的偏向可能的是，显著地减小用于加工所需的力，因为在加工时总是仅仅工具滚筒的一部分与材料幅或铁砧滚筒处于接合中。以这种方式实现了工具连续地(sukzessiv)沉入到(Eintauchen)材料幅中。该装置的另一优点在于，利用偏向可尤其地平衡工具滚筒的弯曲，因为两个工作滚筒的中心的轴间距减小，而该轴间距在工作滚筒的端部处保持不变。由此，在偏向时有针对性地影响两个工作滚筒的中心的轴间距。
在该装置中，在工作滚筒的工作面的两个端部处布置有滚枕环(Schmitzring)，工作滚筒通过该滚枕环在彼此之上滚动(abrollen)。滚枕环分别具有圆柱形的滚动面，从而即使在彼此偏向的状态中，工作滚筒也非常精确地在彼此之上或在其之间引导的材料幅上滚过(ablaufen)。备选地，滚枕环可实施成圆锥形，从而可通过滚枕环彼此轴向的移位以限定的方式调整工作滚筒的工作面之间的间距。因为两个工作滚筒在相对于彼此偏向时被调整，因此，滚枕环的转动方向相互改变。由此，代替滚枕环的平行的线滚动
Figure BSA00000433823800021
仅仅产生点接触，这导致滚枕环更强烈的磨损。
由于借助于滚枕环调整工作滚筒提高优点，因此过去已经寻找用于以上提及的问题的解决方案，而为此不必使工作滚筒彼此偏向。然而，通常存在与磁性滚筒插入件(Magnetzylindereinschub)有关的问题，在其中，工作滚筒布置成彼此平行且垂直于材料幅的运动方向。例如，出现各个滚筒体不均匀的变热以及由于铁砧滚筒和工具滚筒之间必要的较高的推压而出现振动。
除了工作滚筒的偏向至今为止还尝试了，通过对工作滚筒冷却或改进工作滚筒的支承或通过使铁砧滚筒成型(Ausformung)为球形来解决出现的问题。然而，这些解决方案相对复杂且由此昂贵。
发明内容
本发明的目的为，实现简单的且成本适宜的用于加工材料幅的装置，但利用该装置在对材料幅进行冲裁、切割和/或打孔时可得到良好的质量。
为了实现该目的，本发明遵循这样的想法，即，使两个工作滚筒相对于材料幅的运动方向一致地、也就是说以相同的程度倾斜。因此，工作滚筒同样可在彼此之上滚动，如在传统的、即垂直于运动方向布置的工作滚筒中实现的那样。然而，通过冲裁模(Stanzenform)、切割模或打孔模的相应的设计方案，可实现工具连续地沉入到材料幅中。
为此，这种类型的装置具有机架，材料幅可在纵向方向上输送通过该机架。在机架中以可绕第一旋转轴线旋转的方式支承有铁砧滚筒以及以可绕第二旋转轴线旋转的方式支承有工具滚筒。旋转轴线分别横向于纵向方向且平行于材料幅取向。铁砧滚筒和工具滚筒可相对于彼此旋转，以使得可引导材料幅在铁砧滚筒和工具滚筒之间穿过。
根据本发明，铁砧滚筒和工具滚筒可摆动到一致的倾斜位置中。在该倾斜位置中，两个工作滚筒的旋转轴线重新横向于纵向方向且平行于材料幅取向。在此，工作滚筒分别与相对于纵向方向的直角偏离了一致的角度。
因此，在倾斜位置中工作滚筒彼此平行地取向。由此，在装置工作时，冲载模、切割模或打孔模在平行于工具滚筒斜置的铁砧滚筒上“滚动”。在此，比在利用彼此偏向的工作滚筒的解决方案中出现明显更少的振动，这表现在改进材料幅的加工质量。在此，有利地，斜置约为1-2％，但当然在需要时也可与其有所偏差。由此，有利地，此外可应用圆锥形的滚枕环以用于调整工具滚筒和铁砧滚筒的工作面的间距。
有利地，通过以下方式补偿在冲裁、切割或打孔时出现的振动，即，为了建立相应的冲裁模型(Stanzmuster)、切割模型或打孔模型的垂直于材料幅伸延的切割刃(Schnittkante)工具不是突然性地在整个滚筒长度上与铁砧滚筒接触。相反，与铁砧滚筒的接触仅仅在工具滚动(即，工具的各个处于接合中的阶段)的时刻产生。这通过以下方式实现，即，可相应于两个工作滚筒相对于材料幅的倾斜位置制造带有限定的几何的变形率(Verzerrungsfaktor)的冲裁模、切割模或打孔模。通过两个工作滚筒平行的斜置，在冲裁模、切割模或打孔模的工具沉入到材料幅中时，在材料幅和冲裁模、切割模或打孔模之间，代替目前为止通常的线接触产生连续前进的(fortschreitend)点接触，以及在滚枕环之间代替点接触产生线接触。由此，可有利地减小在工作滚筒处的力，并且提高工具和滚枕环的使用寿命。同时，通过工作滚筒的更小的弯曲改善冲裁、切割或打孔质量，并且减小振动倾向。
在传统的两个工作滚筒的平行布置中，通过冲裁模型、切割模型或打孔模型的线接触在工作滚筒的宽度上使弯曲更强烈。本发明避免了这种线接触，而为此不必使工作滚筒相对于彼此斜置。
在两个工作滚筒的根据本发明的倾斜位置中，可期望在该两个工作滚筒之间引导的材料幅相对于其整体运动方向的局部偏转。之所以这样，是因为在工作滚筒的共同的接触区域中材料幅在接近其总长度上以摩擦配合的方式引导。工作滚筒斜置的结果为，同样使其接触区域相对于材料幅的整体运动方向斜置。
在设计冲裁模型、切割模型或打孔模型时考虑在工作滚筒的接触区域前不远处由的一定的偏转引起材料幅的期望的漂移(Wegdriften)，冲裁模型、切割模型或打孔模型通常在工作滚筒的滚筒周缘上张紧。例如，避免了在冲裁模、切割模或打孔模上的工具的刃引导(Kantenführung)，其有利于材料幅的引导。然而，如果应注意材料幅的漂移，则在有利的实施形式中可在装置工作期间改变斜置，以使得对于两个旋转轴线一致的角度变小。在这种类型的大的改变时，必须重新对冲裁模型、切割模型或打孔模型进行匹配。
纸幅的轻微的和根据冲裁模型、切割模型或打孔模型或多或少强烈的偏转可加以考虑，或在冲裁产物、切割产物或打孔产物中不可导致明显的质量下降。
在另一有利的实施形式中，铁砧滚筒和工具滚筒支承在机架的侧护板(Seitenschild)中。在此，侧护板具有凹槽，并且铁砧滚筒以及工具滚筒布置在共同的、支承在侧护板的凹槽中的插入件中。插入件具有操作侧的推摆闸门(Schiebeschwenkkulisse)以及驱动侧的摆动闸门(Schwenkkulisse)。驱动侧的凹槽具有接合到插入件中的摆动销。由于这种布置，有利地借助于插入件可使工作滚筒共同摆动到倾斜位置中。在这种类型的容纳中，在没有消耗的情况下保证了工作滚筒的彼此调整，并且简化了机架的结构。
另一实施形式的铁砧滚筒和工具滚筒在其相应端部处分别设有尤其构造成圆锥形的滚枕环。由此有利地，通过滚枕环彼此的轴向移位使得实现简单且限定地调整工作滚筒的工作面之间的间距。
在另一有利的实施形式中，在工具滚筒上可分离地固定有带有冲裁模型的冲裁模。冲裁模型补偿了铁砧滚筒和工具滚筒的斜置。
相对于备选的冲裁方案(该备选的冲裁方案未设置两个参与冲裁过程的工作滚筒的斜置)，在冲裁模型的设计中的灵活性提供了成本优点。在此，仅仅示例性地提及冲裁模型。这同样适用于切割或打孔工具，其同样可作为相应的模安装(aufspannbar)在工具滚筒上。因此，在装置的有利的实施形式中，设置有用于冲裁、切割或打孔的工具滚筒。
当应在材料幅中产生矩形的冲裁区域(Stanzfelder)时，冲裁模型的有利的实施形式具有以平行四边形的形状的工具。这通过矩形的冲裁区域的映像(Abbild)的横向于旋转轴线伸延的侧边中的一个在周向上平行移位而产生。可成本适宜地实现这种适合匹配于各个倾斜位置的冲裁模型。
另一实施形式的铁砧滚筒和工具滚筒分别通过单独驱动器驱动。尤其地，单独驱动器构造成伺服驱动器，这有利地使工作滚筒简单地匹配于不同的倾斜位置成为可能。备选地，铁砧滚筒可驱动工具滚筒。
该装置设置成用于对无端部的(endlos)纸幅进行冲裁、切割或打孔。在此，以上所描述的冲裁模可普遍应用在斜置的工具滚筒中。
附图说明
下面参考附图根据用于该装置的一个实施例以及两个用于冲裁模的实施例解释本发明。其中：
图1显示了用于加工材料幅的装置的透视的部分视图，
图2显示了传统的装置的工作滚筒的示意性的图示，
图3显示了根据本发明的带有分别以相同的量偏向的工作滚筒的装置的示意性的图示，
图4以示意性的图示显示了在传统取向中的配备有传统的冲裁模的工具滚筒及在其下方引导的材料幅的俯视图，
图5以示意性的图示显示了在根据本发明的取向中的配备有根据本发明的冲裁模的工具滚筒及在其下方引导的材料幅的俯视图，
图6显示了传统冲裁模的俯视图
图7显示了带有在铁砧滚筒和工具滚筒之间的接触区域的记号的图6的冲裁模的俯视图，
图8显示了根据第一实施例的根据本发明的冲裁模的俯视图，
图9显示了带有在铁砧滚筒和工具滚筒之间的接触区域的记号的图8的冲裁模的俯视图，
图10显示了另一传统冲裁模的俯视图，
图11显示了带有在铁砧滚筒和工具滚筒之间的接触区域的记号的图10的冲裁模的俯视图，
图12显示了根据第二实施例的根据本发明的冲裁模的俯视图，
图13显示了带有在铁砧滚筒和工具滚筒之间的接触区域的记号的图12的冲裁模的俯视图，
图14显示了利用图6或图8的冲裁模加工的材料幅的一部分的俯视图，以及
图15显示了利用图10或图12的冲裁模加工的材料幅的一部分的俯视图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的用于加工材料幅2的装置1的透视的部分视图。例如，装置1为带有铁砧滚筒3和工具滚筒4的冲裁装置(Stanzvorrichtung)。如通常那样，该工作滚筒容纳在装置1的装备有驱动侧5和操作侧6的机架7中，在该机架7中在两侧仅仅示出侧护板8。在侧护板8中引入凹槽9。铁砧滚筒3以及工具滚筒4支承在共同的插入件10中，该插入件10本身布置在侧护板8的凹槽9中。利用该插入件10可将该两个工作滚筒共同地引入装置1中或从装置1中移除。在将插入件10引入装置1中之后，该插入件10可视作为机架7的组成部分。
两个工作滚筒相对于彼此旋转，从而引导材料幅2在其之间穿过。在此，铁砧滚筒3绕第一旋转轴线A旋转，并且工具滚筒4绕第二旋转轴线B旋转。
在图2中示出的相似地构建的传统的装置1′(在其中仅仅示出了铁砧滚筒3′和工具滚筒4′)中，铁砧滚筒3′和工具滚筒4′的旋转轴线A′，B′彼此平行地、平行于材料幅2且垂直于材料幅的纵向方向L取向，其中，纵向方向L相应于材料幅2的整体的运动方向。
相反地，图3以与图2相似的图示显示了相应于图1的根据本发明的装置1。同样在此，通过装置1(也就是说，通过两个工作滚筒反向的旋转)可在纵向方向L上输送材料幅2。如传统的装置1′的工作滚筒的旋转轴线A′，B′那样，铁砧滚筒3和工具滚筒4的旋转轴线A，B平行于材料幅2且横向于纵向方向L取向。然而，根据本发明，旋转轴线A，B不垂直于纵向方向L取向，而是一致地构造成与相对于纵向方向L的直角偏离了角度α。为了加以说明，在图3中绘出了相应的辅助线HA。在根据本发明的倾斜位置中示出了铁砧滚筒3和工具滚筒4。
两个工作滚筒构造成可摆动到一致的倾斜位置中。在有利的实施形式中，工作滚筒可共同地摆动到倾斜位置中，尤其地通过共同地支承在插入件10中，该插入件10构造成可摆动到倾斜位置中。为此，插入件10在操作侧具有推摆闸门11以及在驱动侧具有摆动闸门12，并且驱动侧的凹槽9具有带有摆动轴线14的接合到插入件10中的摆动销13。图1显示了在其倾斜位置中的工作滚筒和插入件10。
在倾斜位置中，工作滚筒的旋转轴线A，B彼此平行，并且同样不垂直于纵向方向L。相对于视为材料幅2的整体运动方向的纵向方向L，旋转轴线A，B以不等于90°的角度β取向。
即使在装置1工作期间应局部地围绕两个工作滚筒的共同接触区域15(图9)出现材料幅2的偏转，然而整体上可保证运动方向L。
利用图4至9相对于传统的冲裁模16′示出根据本发明的构造成冲裁板的冲裁模16的第一实施例。借助于冲裁模16可补偿工作滚筒以角度α的斜置。相反地，在工作滚筒的传统的布置方案中不需要补偿。使用根据本发明的冲裁模16和传统冲裁模16′产生根据图14的相同的冲裁结果。当然，在相应的用于加工材料幅2的装置1中代替冲裁模16也可布置切割模或打孔模，并且将其安装在工具滚筒4上。相应地，代替在此示例性地描述的冲裁模16冲裁材料幅2，也可利用切割模切割材料幅2或利用打孔模给材料幅2打孔。
图4，6和7涉及用于覆盖(Bespannung)传统工具滚筒4′的传统的冲裁模16′。在图4中以俯视图显示了覆盖有冲裁模16′的工具滚筒4′。在工具滚筒4′之下布置有铁砧滚筒3′，这在根据图4的图示中不可看出。在纵向方向L上，材料幅2被引导在该两个工作滚筒之间穿过。工作滚筒在垂直于纵向方向L的横向方向Q上取向。在材料幅2上可看出矩形的、冲裁到材料幅2中的冲裁区域17′，该冲裁区域17′例如可为标签。该冲裁区域17′符合冲裁模16′上的冲裁模型18′，在工作滚筒的接触区域15′(图7)中该冲裁模型18′作为工具19′沉入到材料幅2中。
在图5中以与图4类似的示图示出了根据本发明的工作滚筒的倾斜位置。工作滚筒相对于构造成垂直于材料幅2的纵向方向L的横向方向Q以角度α的斜置通过冲裁模16的相应的冲裁模型18补偿。为了在材料幅2中产生例如可用作标签的矩形的冲裁区域17，在冲裁模16上布置有构造成平行四边形的工具19。通过矩形的冲裁区域17的映像的横向于旋转轴线B伸延的侧边20中的一个在工具滚筒4的周向上平行移位而形成工具19的形状。在此，冲裁模16自身具有平行四边形的形状，并且安装到工具滚筒4上。相应地，未示出的冲裁模16的接合棱边(Stoβkante)相对于横向方向Q倾斜地伸延。备选地也可设想，接合棱边可平行于工作滚筒的旋转轴线A，B伸延。然而，根据冲裁模型18也可出现超过接合棱边使冲裁模16相交。相应的实施形式未示出。
工具滚筒4和铁砧滚筒3在操作侧和驱动侧分别具有滚枕环21。两个工作滚筒分别借助于构造成伺服马达的单独驱动器22运行(图1)。当然，未示出的通过滑动齿轮的传统驱动也是可能的。在这种情况中，至少铁砧滚筒3相应地具有细长的和/或球形的齿轮。备选于使用伺服马达，在每个旋转轴线A，B上也可布置直接驱动器，例如借助于转矩马达且不带变速挡位。
在图6中显示了设置成用于图4的传统的工具滚筒4′的带有冲裁样18′的冲裁模16′。在图7中在该冲裁样18′上利用黑线示出了接触区域15′，在该接触区域15′中材料幅2被引导在工具滚筒4′和铁砧滚筒3′之间穿过。
相反地，以与图6和7相似的方式，图8和9显示了用于安装到根据本发明的工具滚筒4上的冲裁模16。在此，可明显地看出冲裁模16相对于横向方向Q倾斜了角度α，尤其地在根据图9的图示(其带有由黑色的线实现的在工具滚筒4和铁砧滚筒3之间的接触区域15的标记)中。由此，说明了根据图5在工具滚筒4之下隐藏的、相对于材料幅2的连续前进的点接触。
在图14中针对根据传统的以及根据本发明的装置1′，1的两个布置方案示出了在材料幅2上的冲裁结果。
图10至13示出了冲裁模26，26′的第二实施例。对于传统的装置1′，图10和11显示了带有以大的矩形的形状的冲裁模型28′的冲裁模26′。相反地，图12和13显示了作为根据本发明的带有以平行四边形形状的冲裁模型28的冲裁模26的实施例。
相应于图7和9，在图11和13中分别标记出在铁砧滚筒和工作滚筒4′，3′或4，3之间的接触区域15′，15。与图14相似地，在图15中示出了已冲裁的材料幅2，如其从利用带有冲裁模26′的传统的装置1′以及同样从利用带有冲裁模26的根据本发明的装置1的冲裁过程中得到的那样。
当然，在相应的工具设计方案中也可利用装置1制造带有其它形状的冲裁区域，例如椭圆形的或圆形的冲裁区域。

Claims (12)

1.一种装置，用于加工在纵向方向(L)上输送通过所述装置(1)的材料幅(2)，所述装置带有机架(7)，在所述机架(7)中以可绕第一旋转轴线(A)旋转的方式支承有铁砧滚筒(3)以及以可绕第二旋转轴线(B)旋转的方式支承有工具滚筒(4)，其中，所述旋转轴线(A，B)分别横向于所述纵向方向(L)且平行于所述材料幅(2)取向，并且其中，所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)可相对于彼此旋转，并且在此，所述材料幅(2)可被引导在所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)之间穿过，其特征在于，所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)可摆动到一致的倾斜位置中，在所述倾斜位置中，所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)的旋转轴线(A，B)重新横向于纵向方向(L)且平行于所述材料幅(2)取向，并且在此，所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)的旋转轴线(A，B)分别与相对于纵向方向(L)的直角偏离了一致的角度(α)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述工具滚筒(4)上可分离地固定有冲裁模、切割模或打孔模(16)，所述冲裁模、切割模或打孔模(16)具有补偿所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)的倾斜位置的冲裁模型、切割模型或打孔模型(18)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述冲裁模型、切割模型或打孔模型(18)具有以平行四边形的形状的工具(19)以用于在所述材料幅(2)中得到矩形的冲裁、切割或打孔区域(17)，所述平行四边形通过矩形的冲裁、切割或打孔区域(17)的映像的横向于旋转轴线(B)伸延的侧边(20)中的一个在所述工具滚筒(4)的周向上平行移位而产生。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述铁砧滚筒(3)以及所述工具滚筒(4)支承在所述机架(7)的侧护板(8)中。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述侧护板(8)具有凹槽(9)，并且所述铁砧滚筒(3)以及所述工具滚筒(4)布置在共同的、支承在所述侧护板(8)的凹槽(9)中的插入件(10)中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置具有驱动侧(5)以及操作侧(6)，所述插入件(10)具有操作侧的推摆闸门(11)以及驱动侧的摆动闸门(12)，并且驱动侧的凹槽(9)具有接合到所述插入件(10)中的摆动销(13)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述工具滚筒(4)和所述铁砧滚筒(3)在其端部处分别设有尤其地构造成圆锥形的滚枕环(21)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述铁砧滚筒(3)和所述工具滚筒(4)可分别通过单独驱动器(22)驱动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述单独驱动器(22)构造成伺服驱动器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述工具滚筒(4)设置成用于冲裁、切割或打孔。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置设置成用于加工无端部的纸幅。
12.一种用于工具滚筒(4)的带有根据权利要求2或3中任一项所述的冲裁模型、切割模型或打孔模型(18)的冲裁模。
CN2011100372833A 2010-02-04 2011-02-01 用于加工材料幅的装置 Pending CN102145830A (zh)

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