DE102007014314A1

DE102007014314A1 - Bogenstanz- und -prägemaschine mit hydraulischem Antrieb

Info

Publication number: DE102007014314A1
Application number: DE102007014314A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr. Zahn
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-01-31
Also published as: DE102007014315A1; DE102007014317A1; DE102007022725A1; DE102007020497A1; DE502007006643D1; ATE500934T1; ATE532725T1; DE102007020496A1; DE102007020495A1; DE102007032604B4; ES2360624T3; DE102007030271A1; ATE552950T1; DE102007014313A1; DE102007030272A1; DE102007032604A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bogenstanz- und -prägemaschine zur Bearbeitung von Bogen aus Papier, Pappe und dergleichen mit einer Bogentransporteinrichtung mit separatem Antrieb und mit einem mit Hydraulikzylindern direkt bewegten Stanzwerkzeug. Die idealerweise symmetrisch angeordneten Hydraulikzylinder lassen sich einzeln ansteuern, wobei die Steuerung über ein in der Maschinensteuerung hinterlegtes Profil erfolgt.

Description

Die 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 Phantasieformen aller Art sein können. Auch die in der Druckweiterverarbeitung geübten Praktiken, wie Stanzen mit Locheisen, Eckenabstoßen und Registerstanzen werden zu diesem Bereich gezählt. Die Stanzung erfolgt gegen eine Stanzunterlage oder gegen Stempel, teilweise sind es auch Schervorgänge (vg. Druckweiterverarbeitung, Ausbildungsleitfaden für Buchbinder, Bundesverband Druck e. V. 1996, S. 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 Ausführung 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 werden in einer Ausrichteinrichtung die zu stanzenden Bogen passgenau ausgerichtet, von einem Greiferwagen übernommen, zur Stanzstation transportiert und exakt in der Stanzeinrichtung zwischen einem fest gelagerten Untertisch und einem über einen Kniehebel oder Exzentergetriebe vertikal bewegbaren Obertisch positioniert.
Eine derartige Stanze zur Bearbeitung von Bogen ist beispielsweise aus der DE 30 44 083 A1 bekannt. Die beiden Tische sind mit Schneid- und Rillwerkzeugen bzw. entsprechenden Gegenwerkzeugen bestückt, mit denen aus dem taktweise zwischen die Tischfläche geführten Bögen die Nutzen ausgestanzt und gleichzeitig die zum sauberen Falten notwendigen Rillen eingedrückt werden. In der 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.
Die Übertragung der Stanzkraft auf das Stanzwerkzeug geschieht nach dem Stand der Technik mittels Exzenterwellen oder Kniehebelsystemen mit Kurvenscheiben. Die so erzeugte Hubbewegung ist wegen eines gemeinsamen Antriebs mit der Förderbewegung gekoppelt. Nachteilig an dieser Lösung ist der konstruktionsbedingte Einsatz von großen Massen im Bereich des Exzenter- oder Kniehebelsystems und die geringe Flexibilität in der Steuerung der Hubbewegung relativ zur Förderbewegung und somit die Möglichkeit zur Optimierung des Stanzprozesses.
Eine alternative Lösung zum Aufbringen der Stanzkraft ist in der DE-GM 76 11 968 beschrieben; die Bogen werden hierbei jedoch nicht gefördert. Ein im Maschinenunterteil befindlicher und zum Stanzwerkzeug mittig angeordneter hydraulischer Zylinder wirkt mittels eines symmetrischen Hebels und mittels zweier geführter Stangen auf den Obertisch einer Stanze. Nachteilig an dieser Lösung ist die aufwändige Konstruktion zur Kraftübertragung und die geringe Möglichkeit zur Anpassung der Stanzkraft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Bogenstanz- und -prägemaschine zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet, einen von der Förderbewegung unabhängigen Stanzhub ermöglicht, bei gleichzeitig höherer Flexibilität der Stanzkraftübertragung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bogenstanz- und -prägemaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1. Das Stanzwerkzeug wird dabei mittels Hydraulikzylinder unabhängig von den Greiferbrücken des Transportsystems bewegt. Bei dem Transportsystem kann es sich dabei insbesondere um ein Transportsystem mit Linearantrieb handeln. Zu unterscheiden sind zwei Varianten: Zylinder befinden sich im Maschinenunterteil und greifen von unten an das Stanzwerkzeug an oder Zylinder befinden sich oberhalb des Stanzwerkzeugs und greifen von oben an. Die zweite Variante hat den Vorteil, dass die Krafteinleitungspunkte frei gewählt werden können. Die Hydraulikzylinder können jeweils einzeln angesteuert werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Höhe der Stanzkraft über das Stanzwerkzeug variiert werden. Kommen, wie in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, vier Hydraulikzylinder zum Einsatz, welche die Stanzkraft symmetrisch in das Stanzwerkzeug einbringen, so kann die Kraftverteilung in Bogentransportrichtung vorne und hinten als auch rechts und links variiert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Verlauf der Stanzkraft sowohl in Abhängigkeit von der Zeit als auch der Abhängigkeit vom Hubweg geregelt werden kann. Durch diese so genannte Kurvensteuerung kann der Stanzprozess weiter optimiert werden. Solche Kraft-Weg-Zeitverläufe sind praktischerweise in der Maschinensteuerung hinterlegt. Dabei gibt es verschiedenartige Verläufe, in welchen die Eigenschaften und Qualität des zu bearbeitenden Bogens, die Erfordernisse der jeweiligen Bearbeitungsstation und die Kraftverteilung über der Fläche des Werkzeuges einer Bearbeitungsstation Berücksichtigung finden. Aus der vorgegebenen Menge von vorprogrammierten Steuerkurven wird durch Zuordnung die jeweils optimale ausgewählt.
Die Hydraulikzylinder können in einer Ausführungsform als Hydropulser ausgeführt sein. Hydropulsern liegt das Prinzip der Impulserzeugung durch die schlagartige Expansion einer komprimierten Flüssigkeit oder eines hochkomprimierten Gases zugrunde.
Da Hub- und Transportbewegung im Gegensatz zum Stand der Technik bei einer erfindungsgemäßen Bogenstanz- und -prägemaschine nicht gekoppelt sind, muss verhindert werden, dass er bewegte Obertisch mit dem Stanzwerkzeug zu nahe an den Untertisch bewegt wird, während sich dazwischen Greiferbrücken befinden. Dies geschieht durch den Einsatz von Sicherheitsexzentern, welche den Hubweg begrenzen, indem sie in eine obere Wirkposition verbracht werden. Sobald die Greiferbrücken aus der Stanzzone ausgefahren sind, wird der volle Stanzhub wieder freigegeben.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Bogenstanz- und- prägemaschine verfügen auch weitere Bearbeitungsstationen wie z.B. Ausbrecherstation und Nutzentrennstation über einen hydraulischen Antrieb. Dieser kann kleiner dimensioniert sein, da nur geringere Kräfte aufgebracht werden müssen.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 Bogenstanz- und -prägemaschine
2 Stanzstation mit hydraulisch angetriebenem Stanzwerkzeug
3 Schnitt durch die Stanzstation in Förderrichtung F
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 9, eine Stanzstation 1, eine Ausbrechstation 16 und einen Ausleger 10, die von einem gemeinsamen Maschinengehäuse getragen und umschlossen werden.
Die Bögen 8 werden durch einen Anleger 9 von einem Stapel vereinzelt und zugeführt und von durch das Bogentransportsystem 7 transportierten Greiferwagen 6 an ihrer Vorderkante ergriffen und intermittierend in Bogentransportrichtung F durch die verschiedenen Stationen 1, 16 und 10 der Stanz- und Prägemaschine 100 hindurchgezogen.
Die Stanzstation 1 besteht aus einem Untertisch 3 und einem Obertisch mit Stanzwerkzeug 2. Der Untertisch 3 ist fest im Maschinengestell gelagert und mit einer Gegenplatte zum Stanzmesser versehen. Der Obertisch ist vertikal hin- und herbewegbar gelagert.
Der Greiferwagen 6 transportiert den Bogen 8 von der Stanz- und Prägestation 1 in die nachfolgende Ausbrechstation 16, die mit Ausbrechwerkzeugen ausgestattet ist. In der Ausbrechstation 16 werden mit Hilfe der Ausbrechwerkzeuge die nicht benötigten Abfallstücke 11 aus dem Bogen 8 nach unten herausgestoßen, wodurch die Abfallstücke 11 in einen unter der Station eingeschobenen behälterartigen Wagen 12 fallen.
Von der Ausbrechstation 16 gelangt der Bogen in den Ausleger 10, wo der Bogen entweder nur einfach abgelegt wird, oder aber gleichzeitig eine Trennung der einzelnen Nutzen erfolgt. Der Ausleger 10 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 8 aus dem Bereich der Stanz- und Prägemaschine 100 weggefahren werden können.
Wie zu erkennen ist, besitzt die Fördereinrichtung 7 mehrere Greiferwagen 6, bspw. sind es hier acht, so dass mehrere Bögen 8 gleichzeitig bearbeitet werden können, nämlich je ein Bogen 8 in je einer der verschiedenen Stationen 1, 16 und 10.
2 zeigt eine Stanzstation 1 einer erfindungsgemäßen Bogenstanz- und -prägemaschine. Ein zu stanzende Bogen 8 (nicht dargestellt) wird durch die Fördereinrichtung 7 und die Greiferwagen 6 in Förderrichtung des Bogens F in die Stanzstation 1 transportiert. Der Greiferwagen 6 ist dabei jeweils an seinen äußeren Enden mit je einer umlaufenden Kette (nur schematisch dargestellt) der Fördereinrichtung 7 verbunden. Die Stanzstation 1 besitzt ein oben liegendes Stanzwerkzeug 2 und einen Untertisch 3. Vier Hydraulikzylinder 4 zum Aufbringen der Stanzkraft auf das Stanzwerkzeug 2 befinden sich im Maschinenunterteil. Die Hydraulikzylinder 4 sind zum einen mit dem Stanzwerkzeug 2 verbunden und zum anderen im Untergestell der Bogenstanze gelagert. Die Hydraulikzylinder 4 bewirken einen Stanzhub h, durch welchen das Stanzwerkzeug 2 gegen den festen Untertisch 3 bewegt wird.
Um einen ungewollten Hub des Stanzwerkzeugs 2 verhindern zu können, sind in einem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel vier Sicherheitsexzenter 5 jeweils in der Nähe eines Hydraulikzylinders 4 so angebracht, dass diese zwischen Stanzwerkzeug 2 und Untertisch 3 eingreifen können. Ein durch eine Greiferbrücke 6 gehaltener Bogen 8 fährt in Förderrichtung F in die Stanzstation 1 ein. Das Stanzwerkzeug 2 befindet sich im in Förderrichtung F hinteren Teil in einem angehobenen Zustand. Um zu verhindern, dass sich das Stanzwerkzeug 2 absenken kann, während sich die Greiferbrücke 6 zwischen Stanzwerkzeug 2 und Untertisch 3 befindet, ist der in Förderrichtung F hintere Sicherheitsexzenter 5 in einer oberen Wirkposition. Während die Greiferbrücke 6 und Bogen 8 weiter in die Stanzstation 1 einfahren, müssen auch der in Förderrichtung F vorne liegende Teil des Stanzwerkzeugs 2 und die vorne liegenden Sicherheitsexzenter 5 in eine obere Position verbracht werden.
Zur besseren Übersichtlichkeit wurden in 3 die Ketten des Transportsystems 7 und die Hydraulikzylinder 4 weggelassen. Deren Position ergibt sich in Analogie zu ihrer Position in 2.

1: Stanzstation
2: Stanzwerkzeug
3: Untertisch
4: Hydraulikzylinder
5: Sicherheitsexzenter
6: Greiferwagen
7: Bogentransporteinrichtung
8: Bogen
9: Anleger
10: Ausleger
11: Abfallstücke
12: Wagen
13: Palette
14: Auslagestapel
15: Maschinensteuerung
16: Ausbrechstation
100: Bogenstanz- und Prägemaschine
F: Förderrichtung des Bogens
h: Hubbewegung der Hydraulikzylinder

Claims

Bogenstanz- und -prägemaschine (100) zur Bearbeitung von Bogen (8) aus Papier, Pappe und dergleichen mit einer Bogentransporteinrichtung mit separatem Antrieb dadurch gekennzeichnet, dass ein Stanzwerkzeug (2) mittels mindestens drei Hydraulikzylindern (4) direkt bewegt wird, wobei die Hydraulikzylinder (4) einzeln angesteuert werden und wobei deren Hubbewegung kurvengesteuert ist.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Hydraulikzylinder (4) besitzt.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hydraulikzylinder (4) im Maschinenunterteil befinden und von unten an das Stanzwerkzeug (2) angreifen.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hydraulikzylinder (4) im Maschinenoberteil befinden und von oben an das Stanzwerkzeug (2) angreifen.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Maschinensteuerung (15) der Bogenstanz- und -prägemaschine (100) verschiedene Kraft-Weg-Zeitverläufe hinterlegt sind.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Hydraulikzylindern (4) um Hydropulser handelt.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Sicherheitsexzenter (5) besitzt.
Bogenstanz- und -prägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Bearbeitungsstationen (10, 16) der Bogenstanz- und -prägemaschine (100) je einen hydraulischen Antrieb besitzen.