DE102007012638A1

DE102007012638A1 - Bogenstanz- und -prägemaschine

Info

Publication number: DE102007012638A1
Application number: DE102007012638A
Authority: DE
Inventors: David Ehrbar; Hendrik Frank; Reinhard Lappok
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-09-18
Also published as: CN101264609A; EP1970173A1; CN101264609B; EP1970173B1; ATE524281T1

Abstract

Bogenstanz- und -prägemaschine mit mindestens einer Stanzstation und einer Transportvorrichtung für die zu stanzenden Bogen. Die Stanzstation weist einen ersten fest in einem Maschinengestell angeordneten Tiegel und einen zweiten angetriebenen, gegen den ersten zustellbaren Tiegel auf. Der Antrieb des zustellbaren Tiegels weist zwei keilförmige Unterlagen auf, die mit einer Verstelleinrichtung verstellbar sind, der eine Keil dient hierbei zur Stanzkraftverstellung und ist mit einem Verstellmotor versehen. Der andere Keil dient zur Notunterbrechung und wird von einem schnell wirkenden Aktuator beaufschlagt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenstanz- und -prägemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Als Stanzen wird das Schneiden mit in sich geschlossenen, geometrischen Zuschnittsformen bezeichnet, die kreisförmig, oval oder mehreckig sowie Fantasieformen aller Art sein können. Auch die in der Druckweiterverarbeitung geübten Praktiken wie Stanzen mit Locheisen, Ecken abstoßen und Register stanzen werden zu diesem Bereich gezählt. Die Stanzung erfolgt gegen eine Stanzunterlage oder gegen Stempel, teilweise sind es auch Schervorgänge (vgl. Druckweiterverarbeitung, Ausbildungsleitfaden für Buchbinder, Bundesverband Druck e. V. 1996, Seite 351 ff.).
Verpackungsmaterialien aus Papier, Karton, Pappe oder Wellpappe werden hauptsächlich im Bogenformat gestanzt. Beim Stanzvorgang können zusätzlich aber auch Rilllinien oder Blindprägungen in den Nutzen eingebracht werden. Dieser komplexe Prozess macht es unabdingbar, die Bogen einzeln zu stanzen. Da es sich bei den Endprodukten um anspruchsvolle Verpackungen hinsichtlich technischer und graphischer Ausführungen handelt (etwa Verpackungen für Kosmetik, Zigaretten, Pharmazie, Lebensmittel etc.), werden besondere Anforderungen nicht nur an die Verpackungsmaterialien selbst gestellt, sondern es sind für optimale Resultate auch Stanzwerkzeuge mit geringsten Toleranzen und äußerst präzise und zuverlässig arbeitende Stanzmaschinen erforderlich.
Diesen Ansprüchen wird das Flachbettstanzen am besten gerecht. Dabei werden die gedruckten und auf einer Palette gestapelten Bogen der Stanzmaschine zugeführt. In der Maschine erfolgt in einer Vereinzelungseinrichtung zunächst die Vereinzelung der zu stanzenden Bogen, die dann anschließend in einer Ausrichteinrichtung passgenau ausgerichtet, von einem Greiferwagen übernommen und exakt in der Stanzeinrichtung positioniert werden. Die Greiferwagen können hierbei an endlosen Ketten durch die Maschine bewegt werden oder aber durch Linearantriebe angetrieben werden.
Die Stanzeinrichtung besteht üblicherweise aus einem mit einer Gegenplatte versehenen ruhenden Tisch und einem mit Stanz- und Rillwerkzeugen versehenen über einen Hubantrieb senkrecht zur Gegenplatte auf und ab beweglichen Tisch. Durch diese Auf- und-abbewegung wird aus den taktweise zwischen den Tischflächen hindurch geführten Bögen die Nutzen ausgestanzt und gleichzeitig die zum sauberen Falten notwendigen Rillen eingedrückt.
In einer nachfolgenden Ausbrecheinrichtung wird der Abfall über Ausbrechwerkzeuge maschinell entfernt. Je nach Ausstattung der Maschine können schließlich die gestanzten Nutzen in einer hierfür vorgesehenen Nutzentrenneinrichtung separiert werden.
Ein Antrieb für eine Bogenstanz- und -prägemaschine ist aus der DE 30 44 083 A1 bekannt. Die hierin beschriebene Maschine besitzt einen festen Untertisch und einen auf und ab beweglichen Obertisch zum Stanzen von Bögen aus Papier, Pappe und dergleichen. Die Bewegung des auf und ab beweglichen Obertisches wird über Rollen realisiert, die auf zwei über dem Tisch angeordneten Exzenterwellen angeordnet sind. Der Obertisch liegt mit Federkraft gegen die Rollen auf der Exzenterwelle an. Durch eine Drehbewegung der Exzenterwellen wird der Obertisch senkrecht gegen den Untertisch bewegt. Durch den Exzenterantrieb ergibt sich im zeitlichen Verlauf eine im Wesentlichen sinusförmige Hubbewegung des Obertisches.
An den Berührungsflächen zwischen Rollen und Tisch sind gehärtete Stahlplatten angeordnet, die die Druck- und Reibungskräfte, die von den Rollen ausgeübt werden, aufnehmen und an den Obertisch weitergeben. Diese Stahlplatten können keilförmig ausgebildet sein und dann zur Druckzustellung herangezogen werden, indem entsprechende Einrichtungen vorgesehen werden, um die Stahlplatten bezüglich des Auflagepunktes der Rollen in Richtung der Keilneigung zu verschieben.
Bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, den Stanzvorgang schlagartig zu unterbrechen, während die Maschine mit voller Geschwindigkeit weiterläuft, da die aufgezeigten Verstellmechanismen zu langsam sind.
Des Weiteren ergibt sich ein Problem bei Maschinen mit einer weiteren Station zur Heißfolienprägung. Bei diesem Prozess ist es zwingend erforderlich, dass die Stanzkraft innerhalb eines Arbeitstaktes abgestellt werden kann. Ansonsten wird die Heißfolie auf das Unterwerkzeug aufgebracht, sobald es zu einer Fehlanlage des Bogens kommt.
Aus der DE 33 13 790 C2 ist ein weiterer Antrieb für eine Bogenstanz- und -prägemaschine bekannt. Die Tiegelstanzpresse weist einen ersten, fest in einem Maschinengestell angeordneten Tiegel und einen zweiten, gegen den ersten zustellbaren Tiegel auf, der über vier an diesem gelenkig angreifende Kniehebel in Zustellrichtung verstellbar ist. Die Kniehebel stützen sich jeweils über ein Stützgelenk gegen das Maschinengestell ab und werden durch einen Nockentrieb beaufschlagt. Aus dieser Schrift ist es weiterhin bekannt, dass wenigstens ein Paar Stützgelenke quer zur Zustellrichtung verstellbar ist. Die Verstellbarkeit wird dadurch ermöglicht, dass die Stützgelenke jeweils über Gelenkkörper in im Maschinengestell verschiebbar gelagerte Lagerhalbschalen gelagert sind. Die in dieser Schrift offenbarte Lösung ermöglicht zwar ein Aussetzen der Stanzbewegung, jedoch wird hierbei eine Ausweichbewegung eines hoch belasteten Gelenks erforderlich. Deshalb muss im Betrieb vom Aktuator eine permanent hohe Stehkraft aufgebracht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Bogenstanz- und -prägemaschine mit einem Antrieb für den zustellbaren Tiegel zu schaffen, der die geschilderten Nachteile vermeidet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bogenstanz- und -prägemaschine gemäß den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Antrieb zwei übereinander angeordnete keilförmige Unterlagen auf, die gegeneinander verschiebbar sind. Die Keile sind jeweils über eine Verstelleinrichtung verstellbar, wobei der eine Keil zur Stanzkraftverstellung mit einem Verstellmotor versehen ist und der andere Keil zur Notunterbrechung von einem schnell wirkenden Aktuator beaufschlagt wird. Dies hat den Vorteil, dass zum einen die Druckbeistellung über einen Verstellmotor genau einstellbar ist und zum anderen über den schnell wirkenden Aktuator die Stanzkraft schlagartig auf Null verstellt werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Keil zur Notunterbrechung nur in seine beiden Endlagen verstellbar. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Verstellung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der schnell wirkende Aktuator ein Pneumatikzylinder. Hierdurch wird eine schnelle und einfache Verstellung begünstigt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform verfährt der schnell wirkende Aktuator den Keil zur Notunterbrechung gegen Anschläge. Hierdurch wird eine schnelle Unterbrechung besonders einfach. Des Weiteren lässt sich eine reproduzierbare Stellung zum Arbeitshub einfach wieder erreichen.
In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Bogenstanz- und -prägemaschine dargestellt.
Es zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau einer Bogenstanz- und -prägemaschine in schematischer Darstellung
2 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung für den Antrieb einer Bogenstanz- und -prägemaschine
In 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Bogenstanz- und -prägemaschine 100 zum Stanzen, Ausbrechen und Ablegen von Bögen aus Papier, Pappe und dergleichen dargestellt. Die Stanz- und Prägemaschine 100 besitzt einen Anleger 1, eine Stanzstation 2, eine Ausbrechstation 3 und einen Ausleger 4, die von einem gemeinsamen Maschinengehäuse 5 getragen und umschlossen werden.
Die Bogen 6 werden durch einen Anleger 1 von einem Stapel vereinzelt und über einen Zuführtisch 16 der Bogenstanz- und -prägemaschine 100 zugeführt und von Greifern an ihrer Vorderkante ergriffen und intermittierend in Bogenförderrichtung F durch die verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 der Stanz- und Prägemaschine 100 hindurchgezogen. Die Greifer sind hierbei an Greiferstangen 8 und diese wiederum an einem Transportsystem 7 befestigt.
Die Stanzstation 2 besteht aus einem Untertisch 9 und einem Obertisch 10. Der Untertisch 9 ist fest im Maschinengestell gelagert und mit einer nicht näher dargstellten Gegenplatte zu den Stanzmessern versehen. Der Obertisch ist vertikal auf und ab bewegbar gelagert und ist mit den Stanz- und Rillmessern versehen.
Die Greifer an den Greiferstangen 8 transportieren den Bogen 6 von der Stanz- und Prägestation 2 in die nachfolgende Ausbrechstation 3, die mit Ausbrechwerkzeugen ausgestattet ist. In der Ausbrechstation 3 werden mit Hilfe der Ausbrechwerkzeuge die nicht benötigten Abfallstücke aus dem Bogen 6 nach unten herausgestoßen, wodurch die Abfallstücke 11 in einen unter der Station eingeschobenen behälterartigen Wagen 12 fallen.
Von der Ausbrechstation 3 gelangt der Bogen in den Ausleger 4, wo der Bogen entweder nur einfach abgelegt wird, oder aber gleichzeitig eine Trennung in einzelne Nutzen erfolgt. Der Ausleger 4 kann auch eine Palette 13 enthalten, auf der die einzelnen Bögen in Form eines Stapels 14 aufgestapelt werden, so dass nach Erreichen einer bestimmten Stapelhöhe die Paletten mit den aufgestapelten Bögen 14 aus dem Bereich der Stanz- und -prägemaschine 100 weggefahren werden können.
In 2 ist eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung für den Antriebe einer Bogenstanz- und -prägemaschine schematisch dargestellt. Bei dem dargestellten Antrieb des Obertisches handelt es sich um einen Exzenterantrieb, der sich für den Antrieb von Stanzeinrichtungen besonders bewährt hat. Üblicherweise wird der Obertisch durch zwei Exzenterwellen angetrieben, von denen in 2 jedoch nur eine dargestellt ist. Der Exzenterantrieb besteht aus einer Exzenterwelle 15, die in nicht näher dargestellter Weise um die Achse 17 drehbar vom nicht dargestellten Joch getragen wird. Die Exzenterwelle 15 wird mittels eines nicht dargestellten Stirnradgetriebes angetrieben. An den Enden der Exzenterwelle 15 sitzt je eine wälzgelagerte Rolle 16. An den Berührungsflächen zwischen Rollen 16 und Obertisch 10 sind Keile 18, 19 angeordnet. Die Keile 18, 19 sind dabei so angeordnet, dass sie sich mit ihren schrägen Seiten 18' und 19' berühren, wobei der Keil 19 eine schiefe Ebene bildet, auf der Keil 18 verstellbar ist. Der Keil 18 ist über eine Verstellvorrichtung, beispielsweise eine Gewindespindel 24, mit einem Motor 21 verbunden. Über diese Verstellanordnung kann eine Stanzdruckverstellung bewirkt werden, indem der Keil 18 in die Pfeilrichtungen des Pfeils A verschoben wird. Durch diese Anordnung lässt sich die Stanzdruckverstellung sehr fein justieren. Wie oben schon erwähnt, wird der Obertisch 10 üblicherweise durch zwei Exzenterrollen 15 angetrieben, die je an den Enden eine wälzgelagerte Rolle 16 aufweisen. Folglich gibt es vier Keilanordnungen 18, 19, über die eine Einstellung des Stanzdruckes ermöglicht wird.
Der untere Keil 19 ist mit einem Pneumatikzylinder 22 verbunden. Der Pneumatikzylinder wird über Druckleitungen 23, 23' entsprechend mit Druckluft beaufschlagt, so dass er den Keil 19 in die Richtungen des Pfeils B von Anschlag 20 zu Anschlag 20' und umgekehrt schlagartig verstellen kann. Hierdurch ist ein schnelles Zurückfahren des Stanzdruckes auf Null gewährleistet. Es ist natürlich ebenso denkbar, die Verstelleinrichtung für den Keil 19 mittels anderer schnell wirkender Aktuatoren zu bewirken.

1: Anleger
2: Stanzstation
3: Ausbrechstation
4: Ausleger
5: Maschinengehäuse
6: Bogen
7: Transportsystem
8: Greiferstangen
9: Untertisch
10: Obertisch
11: Abfallstücke
12: Wagen
13: Palette
14: Stapel
15: Exzenterwelle
16: Rolle
17: Achse
18: Keil
18': Schrägseite
19: Keil
19': Schrägseite
20, 20': Anschlag
21: Motor
22: Pneumatikzylinder
23, 23': Druckluftanschlüsse
24: Gewindespindel
100: Bogenstanz- und -prägemaschine
F: Bogenförderrichtung
A: Pfeil
B: Pfeil
C: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3044083 A1 [0007]
- DE 3313790 C2 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Druckweiterverarbeitung, Ausbildungsleitfaden für Buchbinder, Bundesverband Druck e. V. 1996, Seite 351 ff. [0002]

Claims

Bogenstanz- und -prägemaschine (100) mit mindestens einer Stanzstation (2) und einer Transportvorrichtung (7) für die zu stanzenden Bogen, wobei die Stanzstation einen ersten fest in einem Maschinengestell angeordneten Tiegel (9) und einen zweiten angetriebenen, gegen den ersten zustellbaren, Tiegel (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zwei übereinander angeordnete keilförmige Unterlagen (18, 19) aufweist, die je mit einer Verstelleinrichtung (21, 22) verstellbar sind, wobei der eine Keil (18) zur Stanzkraftverstellung mit einem Verstellmotor (21) versehen ist und der andere Keil (19) zur Not- oder Schnellabschaltung von einem schnell wirkenden Aktuator (22) beaufschlagt wird.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schnell wirkende Aktuator (22) ein Pneumatikzylinder ist.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Keil (19) zur Notunterbrechung nur in seine beiden Endlagen verstellbar ist.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass der schnell wirkende Aktuator den Keil zur Notunterbrechung gegen Anschläge (20, 20') verstellt.