DE102004033032A1

DE102004033032A1 - Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen

Info

Publication number: DE102004033032A1
Application number: DE102004033032A
Authority: DE
Inventors: Andreas Spilker
Original assignee: Spilker GmbH
Current assignee: Spilker GmbH
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Eine Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen umfasst einen Stanzzylinder (3) und einen Gegendruckzylinder (4), zwischen denen eine Materialbahn durchführbar ist. Dabei ist der Abstand zwischen dem Stanzzylinder (3) und dem Gegendruckzylinder (4) verstellbar, wobei der Gegendruckzylinder (4) eine an einer feststehenden Achse (11) gelagerte drehbare Hülse (19) besitzt. Um einen besonders guten Rundlauf der Hülse (19) zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß an der Achse (11) eine Vielzahl von Lagern (15, 17) vorgesehen, deren Spiel über mindestens eine Spanneinheit (20, 21, 23) einstellbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen, mit einem Stanzzylinder und einem Gegendruckzylinder, zwischen denen eine Materialbahn durchführbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder verstellbar ausgebildet ist und der Gegendruckzylinder eine an einer feststehenden Achse gelagerte drehbare Hülse aufweist.

Aus der EP 899 068 ist eine Vorrichtung zum Stanzen von Etiketten bekannt, bei der ein Spalt zwischen einem Stanzzylinder und Gegendruckzylinder gebildet ist, der über eine Verstellmechanik verändert werden kann. Hierfür werden die Schmitzringe auf einem Verstellmechanismus gelagert, um den Abstand zwischen Gegendruckzylinder und Stanzzylinder geringfügig verstellen zu können. Der Gegendruckzylinder selbst ist auf Nadellagern gelagert. Bei hohen Kräften kann es jedoch passieren, dass die Lager geringfügige Bewegungen des Gegendruckzylinders in radiale Richtung zulassen und somit das Ergebnis des Stanz- oder Prägevorganges negativ beeinflusst wird. Auch nach einer gewissen Laufzeit nimmt die Genauigkeit der Lagerung des Gegendruckzylinders ab.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen zu schaffen, bei der eine hohe Genauigkeit der Einstellung des Abstandes zwischen Stanzzylinder und Gegendruckzylinder möglich ist und mit der eine lange Lebensdauer realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Gegendruckzylinder weist eine an einer feststehenden Achse gelagerte drehbare Hülse auf, wobei an der Achse mehrere Lager vorgesehen sind, deren Spiel über mindestens eine Spanneinheit einstellbar ist. Dadurch kann die Genauigkeit der Lagerung erhöht werden, indem das radiale Spiel von Innenring zu Außenring geringfügig verstellt werden kann, sodass der Wälzkörper in einem definierten Spalt gehalten ist. Dadurch kann ein besonders runder Lauf des Gegendruckzylinders erreicht werden, was die Qualität des Stanzens und des Prägens verbessert. Die Möglichkeit der Einstellung der Lager erlaubt einen verschleißarmen Betrieb und eine Verlängerung der Lebensdauer.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist über die Spanneinheit das Spiel mehrerer Lager einstellbar. Denn es ist mühsam, für jedes Lager eine getrennte Spanneinheit vorzusehen und die Einstellung der Lager über eine gemeinsame Spanneinheit vereinfacht daher den Verstellvorgang. Zudem kann die Spanneinheit kompakt mit geringem Platzbedarf ausgebildet sein.

Für die Verstellung des radialen Spiels der Lager sind die Lager vorzugsweise als Schrägkugellager oder Kegellager ausgebildet und die Einstellung des Spiel erfolgt über ein Verschieben des Innenrings und/oder des Außenringes. Für die Ausbildung der Lager ist es dabei ein Vorteil, wenn der Wälzkörper oder der Innenring bzw. Außenring eine Schräge aufweist, um bei einem axialen Bewegen das radiale Spiel des Lagers einstellen zu können.

Um die Lager beim Verstellen nicht zu beschädigen, weist die Spanneinheit vorzugsweise eine auf ein Lager wirkende Feder auf, die dafür sorgt, dass die maximale axiale Kraft nicht überschritten wird und eine Feineinstellung möglich ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind an der Achse die Hülse und zwei an gegenüberliegenden Seiten der Hülse angeordnete Schmitzringe gelagert. Die Spanneinheit kann dabei sowohl auf die Lager der Schmitzringe als auch auf die der Hülse wirken. Vorzugsweise sind die Lager dabei an einer Seite in axialer Richtung der Achse festgelegt und an der gegenüberliegenden Seite über die Spanneinheit verstellbar, wobei die Spanneinheit für eine einfache Verstellung eine Mutter aufweisen kann.

Für die Übertragung der Verstellkräfte wirkt die Spanneinheit vorzugsweise auf einer Seite auf einen Innenring eines Lagers, das die Axialkräfte an weitere Lager überträgt, wobei das Lager benachbart zu der Hülse Axialkräfte über einen Außenring an die Hülse weiterleitet, sodass die Hülse auf der gegenüberliegenden Seite wiederum einen Außenring eines Lagers in axialer Richtung vorspannen kann. Ein besonders runder Lauf der Hülse wird dabei gewährleistet, wenn die Anordnung der Lager symmetrisch zu einer Mittelebene der Achse angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht auf eine Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen;

2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1;

3 eine geschnittene Draufsicht auf die Gegendruckwalze der Vorrichtung der 1;

4 eine geschnittene Detailansicht der Lagerung der Gegendruckwalze der 3, und

5 eine geschnittene Detailansicht der Lagerung der Gegendruckwalze der 3.

Die in 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen besitzt einen Rahmen 2, an dem ein Stanzzylinder 3 und ein Gegendruckzylinder 4 gelagert sind. Der Rahmen 2 umfasst ein Gestell mit einem Boden 5 und einem oberen Verbindungsstück 8. Seitlich zu dem Stanzzylinder 3 und dem Gegendruckzylinder 4 sind Schmitzringe 13 und 14 vorgesehen, die von oben durch ein Druckstück 6 beaufschlagt werden. An dem Druckstück 6 sind Druckrollen 7 angebracht, wobei das Druckstück 6 über ein Handrad 9 relativ zu dem Verbindungsstück 8 bewegbar ist. Dadurch können die Druckrollen 7 auf die Schmitzringe 13 an den Stanzzylinder 3 gedrückt werden. Die Schmitzringe 14 an dem Gegendruckzylinder 4 sind in vertikaler Richtung durch die Lagerung des Gegendruckzylinders 4 gehalten. Es ist alternativ auch möglich, im unteren Bereich der Schmitzringe 14 in bekannter Weise Stützrollen vorzusehen.
Der Stanzzylinder 3 ist um eine ortsfeste Achse 10 gelagert und weist an seiner Außenseite Profilierungen zum Schneiden oder Prägen einer Materialbahn auf. Der Gegendruckzylinder 4 ist an einer feststehenden Achse 11 gelagert, die an dem Rahmen 2 gehalten ist.
Wie in 3 zu sehen ist, umfasst der Gegendruckzylinder 4 eine drehbare Hülse 19, die um die feststehende Achse 11 gelagert ist. Um den Spalt zwischen Stanzzylinder 3 und Gegendruckzylinder 4 verstellen zu können, kann an der Achse 11 ein Verstellmechanismus vorgesehen sein, der die radiale Position der Hülse 19 gegenüber der Achse 11 verändern kann, um das Stanzen und Prägen mit hoher Genauigkeit durchführen zu können. Beispielsweise kann über Keilflächen oder Exzenter die radiale Position von Lagern 17 der Hülse 19 verstellt werden.
Die feststehende Achse 11 ist über einen Kulissenstein 22 an dem Rahmen 2 gehalten, wobei endseitig eine Mutter 20 vorgesehen ist, die Teil einer Spanneinheit bildet. Die Mutter ist auf einem Gewinde der Achse 11 aufgeschraubt und drückt in axialer Richtung auf ein Tellerfederpaket 21, das auf der von der Mutter 20 abgewandten Seite auf eine Hülse 23 wirkt. Die Hülse 23 wirkt dabei auf Lager 15 für die Schmitzringe 17 sowie Lager 17 der Hülse 19. Auf der gegenüberliegenden Seite ist das letzte Lager 15 für den Schmitzring 14 mit einer Mutter 46 in axiale Richtung gesichert.
In 4 ist der in 3 linke Teil der Lagerung für den Schmitzring 14 und der Hülse 19 dargestellt. Die Hülse 23 drückt mit einer Schulter auf einen Innenring 33 des Lagers 15. Das Lager 15 ist als Schrägkugellager ausgebildet und umfasst einen Innenring 33 mit einer keilförmigen Fläche 34, die zum Ende hin ansteigt. Auf der Keilfläche 34 ist eine Kugel 32 als Wälzkörper gelagert, der gegen eine leicht schräge Fläche 31 an einen Außenring 30 gedrückt wird. Die Anlageflächen des Wälzkörpers 32 an dem Außenring 30 und dem Innenring 33 sind somit in einer zur Achse 11 geneigten Ebene angeordnet.
Das benachbarte Lager 15' ist spiegelbildlich zu dem Lager 15 ausgebildet und umfasst gleichermaßen einen Innenring 33 und einen Außenring 33. Die Lager 15 und 15' sind abgedichtet ausgebildet, damit sie nicht während ihrer Lebensdauer gewartet werden müssen. Es ist auch möglich, geschmierte Lager einzusetzen.
Für die Lagerung der Hülse 19 sind zwei weitere Schrägkugellager 17 vorgesehen, die jeweils einen Innenring 39 aufweisen, an dem der Wälzkörper 38 in Form einer Kugel in einer Nut aufgenommen ist. Ferner weist das Lager 17 einen Außenring 36 auf, an dem eine schräge Fläche 37 ausgebildet ist. Der Außenring 36 kann in der in 4 gezeigten Position Kräfte nach rechts übertragen, da die schräge Fläche 37 sich nach links aufweitet. Zwischen dem Innenring 33 an dem Lager 15' und dem Innenring 39 des benachbarten Lagers 17 ist eine Hülse 35 angeordnet.
In 5 ist die rechte Seite der Lagerung des Gegendruckzylinders 4 der 3 dargestellt. Benachbart zu der Hülse 19 ist ein Distanzring 40 vorgesehen, der mit einem ringförmigen Vorsprung 41 auf einen Außenring 36 des Lagers 17 drückt. Das Lager 17 ist wie in 4 ausgebildet, wobei die Außenringe 36 eine sich nach rechts aufweitende schräge Fläche 37 aufweisen. Der Innenring 39 umgibt den kugelförmigen Wälzkörper 38 U-förmig. Benachbart zu den Lagern 17 ist ein weiterer Distanzring 42 angeordnet, der an einem Innenring 33 eines Lagers 15 für den Schmitzring 14 anliegt. Das Lager 15 ist benachbart zu einem Lager 15' angeordnet, die entsprechend der Darstellung der 4 ausgeführt sind. Das Lager 15' ist durch eine Mutter 46 gesichert, die auf ein Gewinde 45 an der Achse 11 aufgeschraubt ist.
Zum Einstellen des Spiels der Lager 15, 15' und 17 wird die Mutter 20 gedreht, sodass über das Tellerfederpaket 21 ein Druck auf die Hülse 23 weitergegeben wird. Die Hülse 23 wirkt auf die Innenringe 33 der Lager 15 bzw. 15', die dann die axiale Bewegung über die Hülse 35 an die Innenringe 39 der Lager 17 weitergeben. Die Lager 17 drücken mit ihrem Außenring 36 gegen die Hülse 19, die über das Distanzstück 40 eine axiale Kraft auf die Außenringe 36 der auf der rechten Seite in 3 angeordneten Außenringe 36 der Lager 17 weitergeben. Die axiale Kraftübertragung wird über die Innenringe 39 der Lager 17, dem Distanzring 42 und die Innenringe 33 der Lager 15 bzw. 15' weitergegeben bis zu der Mutter 46, die an dem Gewinde 45 festgelegt ist. Durch verstellen der Mutter 20 kann somit geringfügig das radiale Spiel der Lager 15 bzw. 17 verändert werden, um einen besonders runden Lauf der Hülse 19 und der Schmitzringe 14 zu gewährleisten.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lager 15 und 17 als Schrägkugellager ausgebildet. Gleichermaßen ist es möglich, die Lager als Kegelrollenlager oder Spindellager auszubilden. Die Lager 15 und 17 können entweder nach außen hin abgedichtet sein oder einen Schmiermechanismus aufweisen, der für eine Zuführung von Schmiermittel sorgt.

Claims

Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen, mit einem Stanzzylinder (3) und einem Gegendruckzylinder (4), zwischen denen eine Materialbahn durchführbar ist, wobei der Abstand zwischen dem Stanzzylinder (3) und dem Gegendruckzylinder (4) verstellbar ausgebildet ist und der Gegendruckzylinder (4) eine an einer feststehenden Achse (11) gelagerte drehbare Hülse (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (11) mehrere Lager (15, 17) vorgesehen sind, deren Spiel über mindestens eine Spanneinheit (20, 21, 23) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Spanneinheit (20, 21, 23) das Spiel mehrerer Lager (15, 17) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (15, 17) als Schrägkugellager oder Kegellager ausgebildet sind und die Einstellung des Spiels über ein Verschieben des Innenringes (33, 39) und/oder des Außenringes (30, 36) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit eine auf ein Lager (15, 17) wirkende Feder (21) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (11) die Hülse (19) und zwei an gegenüberliegenden Seiten der Hülse (19) angeordnete Schmitzringe (14) gelagert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (15, 17) an einer Seite in axialer Richtung der Achse (11) festgelegt sind und an der gegenüberliegenden Seite eine Spanneinheit (20, 21, 23) mit einer verstellbaren Mutter versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheit auf einer Seite auf Innenringe (33, 39) der Lager (15, 17) wirkt und das Lager benachbart zu der Hülse (19) Axialkräfte über einen Außenring (36) an die Hülse (19) weiterleitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Lager (15, 17) symmetrisch ist.