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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anbringen einer Werkzeughülse an einem
Werkzeugzylinder. einer Rotations-Präge- oder Druckmaschine, bei
der die Werkzeughülse
auswechselbar auf den Werkzeugzylinder aufgeklemmt ist.
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Die
DE 196 27 034 C2 beschreibt
detailliert eine solche Druck- oder Prägemaschine mit einem Gegendruckzylinder
und einem Werkzeugzylinder, auf den eine Werkzeug- oder Klischeehülse auswechselbar
aufgezogen ist. Sie trägt
die eigentlichen Druckwerkzeuge, die z.B. bei einer Prägemaschine Flächenabschnitte
von einer Trägerfolie
auf das zu bedruckende Material übertragen,
und zwar in dem Druckspalt zwischen Werkzeug und Gegendruckzylinder.
Die Werkzeughülse
ist auswechselbar, um die Stillstandszeiten zu verkürzen, indem
die Werkzeuge auf der Werkzeughülse
bereits vorbereitend befestigt werden können. Die
DE 196 27 034 beschreibt eine Anordnung,
mit der die Werkzeughülse
ohne Abbau einer Seitenwange des Maschinenrahmens, nämlich durch
diese Wange hindurch, abgezogen werden kann. Das Aufspannen der
Werkzeughülse
geschieht über
einzelne hakenförmige
Spannglieder.
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Aufgabe und
Lösung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine derartige Einrichtung weiter zu verbessern
und insbesondere in Richtung auf eine einfachere und schnellere
Bedienbarkeit weiter zu entwickeln.
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Diese
Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.
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Durch
den von der Stirnseite (Bedienungs- oder Antriebsseite) des Werkzeugzylinders
und der Maschine her betätigbaren
zentralen Klemmantrieb wird die Montagezeit wesentlich verkürzt. Ferner kann
dadurch dafür
gesorgt werden, dass die Aufspannung über die gesamte Länge des
Werkzeugzylinders mit gleicher Spannkraft erfolgt.
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Die
bevorzugte Ausführung
mit einer über die
gesamte Länge
des Werkzeugzylinders reichenden Klammer, die mittels Greifeinrichtungen
in die an den Schlitz in der Werkzeughülse angrenzend eingreifenden
Klammerleisten arbeitet, vermeidet ungleichmäßige Belastungen und verteilt
die Kräfte gleichmäßig über die
Länge des
Werkzeugzylinders. Die Spannung erfolgt vorzugsweise mittels einer Klemmantriebswelle,
die mit einem Bewegungsgewinde in einer mit den Klammerleisten axial
verbundenen Brücke
geführt
ist und sich demnach bei der Spannung axial verschiebt. Bünde auf
der Welle drücken
auf Tellerfederpakete, die ihrerseits nabenaxial auf der Klemmantriebswelle
verschieben. Die Naben sind mit jeweils auf einer Seite an der Nabe
und auf der anderen Seite an den Klammerleisten angelenkten Verbindungsgliedern
mit diesen verbunden, so dass bei der Verschiebung der Naben die
anfänglich genau
in Umfangsrichtung verlaufenden Verbindungsglieder sich schräg stellen,
damit den Abstand zwischen den Klammerleisten verkürzen und
den Schlitz in der Werkzeughülse
verkleinern, was diese auf den Werkzeugzylinder spannt. Die Verschiebung der
Naben über
zwischengeschaltete Federelemente sorgt dafür, dass bei gleicher Auslegung
dieser Federn, alle der zahlreichen aus Nabe und Verbindungsfedern
bestehenden Spannklammern mit der gleichen Kraft an den Klemmleisten
ziehen, wodurch diese nicht durchbiegungsgefährdet sind.
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Von
dieser besonders einfachen und sinnfälligen Ausführung, die weitgehend mit Drehgelenken arbeitet,
so dass sie kaum verklemmungsgefährdet ist,
sind zahlreiche Abwandlungen möglich.
So könnte
beispielsweise statt der axialen Verschiebung der Klemmantriebswelle über ein
einzelnes Bewegungsgewinde an der Brücke eine Anzahl von einzelnen Bewegungsmuttern
auf der Welle vorgesehen sein, die auf die Federelemente drücken und
damit die Naben verschieben. Auch andere Ausführungen von Spanneinrichtungen,
die die beiden Klammerleisten mittels einer zentralen Betätigung zusammenziehen, sind
möglich,
beispielsweise auf der Klemmantriebswelle angeordnete Exzenter,
die über
Pleuel, ggf. mit zwischengeschalteten Federelementen, an den Klammleisten
angelenkt sind.
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Die
Erfindung ermöglicht
jedoch eine besonders feinfühlige
und gleichmäßige Spannung
und, vor dem Ausbau einer Werkzeughülse, auch eine entsprechende
Entspannung durch Spreizung, so dass die Werkzeughülse so weit
aufgeweitet werden kann, dass sie sich von dem Werkzeugzylinder
löst. Schließlich muss
die Spanneinrichtung leicht aus dem Schlitz der Wrkzeughülse entnehmbar
sein, also eine Einheit bilden, die bei der Entnahme nicht auseinander
fällt.
Der Schlitz der Werkzeughülse
muss frei sein, damit der den Werkzeugzylinder dann noch tragende
Steg von der Hülse
auf beiden Seiten umgangen werden kann. Das ist durch die beschriebene Ausführung besonders
gut gewährleistet,
weil die Einheit aufgrund der Tatsache, dass die seitlichen Klemmleisten nur
mittels quer zu ihnen verlaufenden Achsen mit dem Rahmen gekoppelt
sind, auch nach der Lösung
von der Werkzeughülse
eine gerade leistenförmige
Einheit bleibt. Diese könnte
entweder bei der Hülsenauswechslung
entnommen oder beispielsweise über
an der gesamten Spanneinheit angebrachte Ösen in der Maschine hochgezogen
und angehängt
bleiben, während
die Hülse
axial herausgezogen wird.
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Die
Erfindung schafft also gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
Folgendes: Bei Rotations-Präge-
und Druckmaschinen werden die Druckwerkzeuge vorzugsweise mittels
einer Werkzeughülse
auf den Werkzeugzylinder aufgespannt. Um die Werkzeughülse ohne
Demontage des Werkzeugzylinders wechseln zu können, ist sie geschlitzt und
die Lagerung des Werkzeugzylinders in der Maschine so ausgebildet,
dass sie durch die eine Wange des Maschinengestells hindurchgezogen
und wieder eingeschoben werden kann. Sie wird dann auf den Werkzeugzylinder
durch Klemmung gespannt, wozu eine Spanneinrichtung in den Schlitz
der Werkzeughülse eingesetzt
wird. Diese Spanneinrichtung weist an der Werkzeughülse angreifende
Klammerleisten auf, die über
in Achsrichtung in Abstand voneinander angeordnete zahlreiche Spannklammern
zueinander gespannt werden können.
Die Spannklammern rbeiten mittels auf einer zentralen Klemmantriebswelle
axial unter Federkraft verschiebbaren Naben und Verbindungsgliedern,
die den Abstand zwischen den Klammerleisten durch Schrägstellung
verkürzen,
was über die
gesamte Länge
des Werkzeugzylinders bei den zahlreichen Spannklammern parallelogrammartig
erfolgt.
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Es
kann somit mittels einer einzigen Betätigung von einer der Stirnseiten
des Werkzeugzylinders, also von der Bedienseite oder Antriebsseite
der Maschine her die Spannung und Entspannung vorgenommen werden.
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Die
vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in
einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränkt die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher erläutert. Es
zeigen.
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1 einen
Querschnitt durch einen Teil einer Werkzeughülse und der Spanneinrichtung
für diese,
geschnitten nach der Linie I-I in 2,
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2 eine
Draufsicht auf einen Teil der Spanneinrichtung im entspannten Zustand
und
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3 eine
Darstellung entsprechend 2 in gespanntem Zustand.
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Detaillierte
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
Teile einer Werkzeughülse
11, die
auf einen Werkzeugzylinder
12 einer Rotationsprägemaschine
aufgespannt ist. Dieser arbeitet in hier nicht dargestellter Weise
mit einem Gegendruckzylinder zusammen, wobei auf der Werkzeughülse aufgespannte
Werkzeuge Flächenabschnitte,
beispielsweise Hologramme, von einer Trägerfolie auf ein Bedruckmaterial,
beispielsweise einen Papierbogen, übertragen. Wegen der Einzelheiten
der Maschine, ihrer Wirkungsweise und des Aufbaus des Werkzeugzylinders
sowie der Werkzeughülse
und ihrer Lagerung wird auf die
DE 196 27 034 C2 Bezug genommen. Ihr Inhalt
wird auch zum Zwecke der Offenbarung voll inhaltlich in die vorliegende
Anmeldung einbezogen.
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Die
Werkzeughülse 11 hat
einen relativ breiten Schlitz 13, der es ermöglicht,
sie im entspannten Zustand von dem Werkzeugzylinder 12 axial
nach einer Seite abzuziehen. Dazu ist die Lagerung des Werkzeugzylinders
so ausgebildet, dass zum Hülsenwechsel
die Werkzeugzylinderlagerung nur über einen Steg mit den entsprechenden
Maschinenteilen verbunden ist, der etwas schmaler ist als die Breite des
Schlitzes 13.
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Nach
dem Hülsenwechsel
wird die Werkzeughülse 11 wieder
auf den Werkzeugzylinder 12 geschoben und gespannt. Dazu
dient eine Spanneinrichtung 14, die in 1 im
Schnitt gezeigt ist. Nach den schlitzseitigen Enden 15 der
Werkzeughülse 11 hat
diese an der Außenseite
Nuten 16, die über
ihre gesamte axiale Länge
ragen. In diese Nuten 16 greifen hakenförmige Greifeinrichtungen 17 von
Klammerleisten 18 ein. Obwohl es sich nicht als zwingend notwendig
erwiesen hat, kann die Nut und die entsprechenden Greifeinrichtungen
durch entsprechenden Hinterschnitt und Vorsprung verzahnt sein,
um den beim Rotieren des Werkzeugzylinders auftretenden Fliehkräften auch
formschlüssig
begegnen zu können.
Die Spanneinrichtung 14 ist um eine in 1 vertikale,
zur Werkzeugzylinderachse weisende Mittelebene 19 voll
symmetrisch, hat also Klammerleisten 18 auf beiden Seiten.
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2 zeigt,
dass die Klammerleisten 18 mittels Verbindungsgliedern 20 mit
einer Brücke 21 verbunden
sind, in der mittig ein Bewegungsgewinde 22 vorgesehen
ist, in das ein Gewindeabschnitt 23 einer Klemmantriebswelle 24 eingreift.
Die Verbindungsglieder 20 verlaufen im wesentlichen in
Richtung der Längsmittelachse 25 der
Spanneinrichtung und der Klemmantriebswelle, d.h. auch parallel
zur Welle des Werkzeugzy linders und der Werkzeughülse. Daher sind
die Klammerleisten 18 mit der Brücke 21 in Achsrichtung
im wesentlichen fest verbunden, da die Verbindungsglieder 20,
wie alle im Folgenden noch beschriebenen Verbindungsglieder über Achsbolzen 26 an
Klammerleisten und Brücke
angelenkt sind, die alle in die gleiche Richtung weisen, nämlich parallel zur
Mittelebene 19.
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Die
Klemmantriebswelle 24, die an ihrem freien Ende ein Angriffsprofil 27,
beispielsweise eine Vierkantschlüsselfläche, für ein manuelles
Werkzeug, wie einen Schraubenschlüssel, oder einen mechanischen
Spannantrieb, z.B. einen Schrauber, aufweist, läuft mittig über die gesamte Länge der
Werkzeughülse
durch. Sie weist in Abständen
zueinander mehrere Bünde 28, 29 auf,
die jeweils zwischen sich axial verschiebbar eine Nabe 30 führen. Diese
ist axial verschieblich, jedoch in Drehrichtung frei auf der Klemmantriebswelle
angeordnet. Zwischen jeder der zahlreichen in Längsrichtung in relativ kurzen
Abständen
hintereinander angeordneten Naben und dem jeweils zugehörigen Bund 28 sind
Federelemente 31, meist ausgeführt als Tellerfederpaket, angeordnet.
Dieses drückt
die Nabe 30 gegen den Bund 29. In dieser Position
ist jede Nabe auf beiden Seiten über
Verbindungsglieder 32 mit den beiden Klammerleisten 18 verbunden.
In dieser Ausgangsstellung stehen die Verbindungsglieder in ihrer
Ausrichtung rechtwinklig zur Achse 25, so dass die Klammerleisten
den maximalen Abstand voneinander haben.
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Wird
jetzt, wie 3 zeigt, durch Drehung der Klemmantriebswelle über das
Angriffsprofil 27 diese in Richtung des Pfeils 33 axial
bewegt, so versuchen die Naben 30, sich ebenfalls in dieser
Richtung zu bewegen und stellen damit die Verbindungsglieder 32 schräg, was zu
einer gegenseitigen Annäherung
der Klammerleisten 18 führt
(s. Pfeile 34). Da die Klammerleisten 18 über die
Greifeinrichtungen 17 in die Nuten der Werkzeughülse 11 eingehängt sind, setzen
sie dieser Bewegung einen Widerstand entgegen, so dass, wie 3 ebenfalls
zeigt, die Naben 30 von ihren Rastbünden 29 abheben und
der Druck über
die Federelemente 31 auf sie verstärkt wird. Die Federelemente 31 sorgen
also einerseits für
eine Vergleichmäßigung der
Wirkung aller aus den Naben 30 und Verbindungsgliedern 32 gebildeten
Spannklammern 35 und andererseits für eine Elastizitätsreserve
in der Spanneinrichtung, die einer gewissen natürlichen Neigung der Werkzeughülse, sich
unter Vergrößerung des
Schlitzes 13 aufzuweiten, ausreichend entgegenwirkt.
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Die
Klammerleisten 18 können
der auf sie ausgeübten
Axialkraft in Richtung 33 nicht nachgeben, weil sie über die
Verbindungsglieder 20 mit der Brücke 21 verbunden sind,
die über
das Bewegungsgewinde den entsprechenden Kräftekreis schließt.
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1 zeigt,
dass die Naben 30 mit jeder der Klammerleisten an jeder
der zahlreichen Spannklammern 35 mit zwei Verbindungsgliedern 32 verbunden sind,
nämlich
einer auf der Außenseite
und einer auf der zum Werkzeugzylinder 12 weisenden Seite.
Dadurch bildet die Spanneinrichtung 14 mit den Klammerleisten 18 und
der mittleren Wellen/Naben-Einheit
eine langgestreckte leistenförmige
Einheit, die auch im entspannten Zustand ihre Form behält. Das Gleiche
gilt für
die Anlenkung der Brücke 21.
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Die
Spanneinrichtung wird wie folgt eingesetzt: Wenn ein Wechsel der
Werkzeughülse
ansteht, so befindet sich die Spanneinrichtung
14 in gespanntem
Zustand (
3). Es wird ein manuelles oder
z.B. elektromechanisches Werkzeug an das Angriffsprofil
27 angesetzt,
das an einer der Stirnseiten des Werkzeugzylinders (Bedienseite
oder Antriebsseite) zugänglich
ist. Die Klemmantriebswelle wird gedreht und schiebt sich infolge
des Bewegungsgewindes
22,
23 entgegen der Pfeilrichtung
33 nach rechts.
Damit vergrößert sich
der Abstand zwischen den Klammerleisten
18 und diese erlauben
es der Hülse
11,
unter ihrer natürlichen
Spannkraft sich etwas aufzuweiten und damit den Schlitz
13 geringfügig zu vergrößern. Sie
kommt dann von der Klemmung auf dem Werkzeugzylinder
12 frei
und kann nun nach den Maßnahmen,
die in der
DE 196
27 034 C2 beschrieben sind, axial abgezogen werden. Vorher
wird die Spanneinrichtung
14 angehoben und entweder entnommen
oder durch nicht dargestellte Mittel etwas oberhalb der in
1 gezeigten
Position an der Maschine gehalten, z.B. über Ösen und Haken.
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Nach
dem Einsetzen einer neuen Werkzeughülse wird sie wieder abgesenkt
bzw. eingesetzt, so dass die Greifeinrichtungen 17 wieder
in die Nuten 16 eingreifen. Die Spanneinrichtung befindet
sich in dem entspannten oder Ruhezustand nach 2. Nun
wird wiederum über
das Werkzeug und das Angriffsprofil 27 an der Klemmantriebswelle 24 gedreht, so
dass sich diese in Richtung 33, d.h. nach links, bewegt.
Auf die schon beschriebene Weise verkürzt sich durch Schrägstellung
der Verbindungsglieder 32 der Querabstand zwischen den
Klammerleisten 18, so dass die Hülse 11 auf dem Werkzeugzylinder
festgespannt wird. Dabei bewegen sich die Klammerleisten 18 gegenüber der
Brücke 21 zwar
geringfügig,
jedoch kaum merklich, weil diese sich etwas schräg stellen (vgl. 3).
Infolge der Federelemente 33 wird dieser Spannzustand beibehalten,
auch wenn durch sie äußere Einflüsse, z.B.
thermische Dehnung der Werkzeughülse 11 auf
dem beheizten Werkzeugzylinder 12, die Dimensionen und
Positionen verändert
werden.
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Es
wird somit eine Möglichkeit
geschaffen, mit einer einfachen mechanischen Vorrichtung gleichzeitig
eine kräftige
Klemmspannung der Werkzeughülse
auf den Werkzeugzylinder vorzunehmen, ohne dass die entsprechenden
Werkzeuge zu massig werden müssen,
was beispielsweise nur zwei Spannvorrichtungen 35 auf die
Länge nötig wäre. Es ist
dabei stets zu beachten, dass diese Spanneinrichtung während der
rotierenden Arbeitsweise des Werkzeugzylinders auf diesem verbleibt
und somit auch in die Auswuchtung mit einbezogen werden muss. Vorteilhaft an
der Vorrichtung ist auch, dass die auftretenden Fliehkräfte die
Spannkraft nicht beeinflussen.