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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 und weiter eine Vorrichtung zum Stanzen
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
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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. 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
und exakt in der Stanzeinrichtung zwischen einem fest gelagerten
Untertisch und einem über einen Kniehebel oder Exzentergetriebe
vertikal bewegbaren Obertisch positioniert.
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In
bekannten Bogenstanz- und Prägemaschinen, die zum Stanzen,
Ausbrechen, Prägen und Ablegen von Bögen aus Papier,
Pappe und der gleichen eingesetzt werden, ist es bekannt die Bögen mittels
Greiferwagen durch die einzelnen Stationen der Maschine zu bewegen.
Ein jeweiliger Greiferwagen besitzt eine Greiferbrücke,
an der Greifer befestigt sind, die die Bögen an einem vorderen
Ende ergreifen. Ein Greiferwagen besitzt weiterhin seitliche Fahrwagen,
welche mit endlosen Ketten des Transportsystems verbunden sind und
wodurch die Greiferwagen durch die Maschine bewegt werden. Durch diese
Art der Bewegung der Bögen durch die Maschine wird ein
kontinuierliches Arbeiten in den einzelnen hintereinander angeordneten
Stationen der Maschine, insbesondere Stanz-, Ausbrech- und Nutzentrennstation,
ermöglicht.
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Eine
derartige Flachbettstanze 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.
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Für
ein exaktes und hochwertiges Stanzen ist es notwendig, dass die
Schneid- und Rillwerkzeuge relativ zu den Gegenwerkzeugen positioniert
werden. Die
DE 195
16 073 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Stanzen mit einer
oberen positiven Form und einer unteren negativen Form. Die obere
Form besteht aus einem Rahmen, in welchem die Stanz- und Rillmesser
haltende Tragplatte durch Justier- und Halteschrauben gehalten ist.
Die untere Form besteht aus einer Metallplatte, welche das negative Gegenstück
zu den Stanz- und Rillmessern bildet. Die Vorrichtung besitzt verstellbare
Anschläge, welche dem Positionieren der oberen und/oder
unteren Form dienen.
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Die
EP 0 756 919 B1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Stanzen mit einem oberen und einem unteren
Tiegel. Der eine Tiegel trägt Stanzmesser, der andere Tiegel
eine Gegenstanzplatte. Die Gegenstanzplatte umfasst eine fest mit
dem Tiegel verbundene Unterplatte und eine ebenfalls dünne
Oberplatte. Die Oberplatte ist relativ zur Unterplatte über
mindestens ein Führungs- und Antriebselement verstellbar.
Mittels mindestens eines Feststellelements sind die beiden Platten
relativ zueinander fixierbar.
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Die
US 5,730,039 beschreibt
eine Vorrichtung zur Einstellung der Position einer Stanzplatte
in einer Stanzmaschine. Die Vorrichtung umfasst eine Stanzplatte
und eine Lagerplatte. Die Lagerplatte ist mit zwei Einstelleinrichtungen,
welche jeweils Exzenter umfassen, versehen. Die Stanzplatte verfügt über zwei
Ausnehmungen, in welche die Einstelleinrichtungen eingreifen. Durch
Verdrehen der Exzenter der Einstelleinrichtungen wird die Stanzplatte
relativ zur Lagerplatte verschoben.
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Die
EP 1 153 716 B9 beschreibt
eine Stanzmaschine mit einer Stanzstation, welche ein Stanzblech
umfasst. Das Stanzblech liegt auf einer Stützplatte auf
und wird durch bewegliche Bügel gehalten. Die beweglichen
Bügel besitzen zwei Stellungen: eine erste Klemmstellung,
in der das Verschieben des Stanzblechs auf der Stanzplatte verhindert
und eine Ruhestellung, in der das Verschieben des Stanzblechs auf
der Stützplatte ermöglicht wird. Die Position
der Stützplatte relativ zum unteren Tiegel kann über
Einstellmittel horizontal verändert werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Stanzen
zu schaffen, die eine einfache und exakte Verstellung einer eine
Gegenform umfassende Form ermöglicht, wobei die Form nach
einem Auftragswechsel wieder einfach in ihre Nullstellung verbringbar
ist.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Stanzen mit den kennzeichnenden Merkmalen
von Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung zum Stanzen mit den kennzeichnenden
Merkmalen von Anspruch 10.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stanzen von bogenförmigem
Material aus Papier, Pappe und dergleichen besitzt einen oberen
und einen unteren Tiegel. Eine erste positive Form, welche Stanz-
und/oder Rillmesser trägt, ist mit dem oberen Tiegel verbunden.
Eine zweite negative Form, welche eine Gegenform umfasst, ist mit
dem unteren Tiegel verbunden. Die Gegenform ist mit einer Platte verbunden,
bevorzugterweise verschraubt, und Gegenform und Platte werden in
einem Rahmen gehalten. Dieser Rahmen ist über einen Spannmechanismus
mit dem unteren Tiegel verbunden. Über eine Einstelleinrichtung
kann der Rahmen zusammen mit der die Gegenform tragenden Platte und
der Gegenform relativ zum unteren Tiegel horizontal verstellt werden.
Die Verstellung erfolgt bevorzugterweise aktuatorisch bzw. motorisch.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gegenform durch
ein Stanzblech gebildet. In einer bevorzugten Weiterbildung dieser
Ausführung wird die die Gegenform tragende Platte durch
eine Vakuumplatte gebildet. Das Stanzblech ist mit dieser verschraubt
und wird durch ein Vakuum an die Vakuumplatte angepresst. Das Vakuum
wird dabei durch einen dem Fachmann bekannten Unterdruckerzeuger
erzeugt. Vorteilhafterweise ist die Vakuumplatte wesentlich dicker
als das Stanzblech ausgeführt und stellt die tragende Struktur
des Stanzblechs dar. Die Vakuumplatte besitzt üblicherweise
eine Dicke von ca. 4 bis 10 mm, das Stanzblech eine Dicke von ca. 1
mm.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Spannmechanismus mindestens
zwei Aktoren, welche den Rahmen auf den unteren Tiegel pressen. Die
Aktoren können vorteilhaftertweise als Pneumatikzylinder
ausgeführt sein. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz
von vier Pneumatikzylindern, die eine gleichmäßige
Anpressung sicherstellen. Alternativ zu den Pneumatikzylindern können
auch Hydraulikzylinder oder Elektromoren mit angetriebenen Spindeln zum
Einsatz kommen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt
die Einstelleinrichtung über mindestens zwei Aktuatoren
zur Verstellung des Rahmens mit Platte und Gegenform in der horizontalen
Ebene des Rahmens. In dieser Ebene ist ein zweidimensionales Koordinatensystem
aufgespannt. Der erste Aktuator bewirkt eine Verstellung des Rahmens
in Richtung der ersten Achse und der zweite Aktuator bewirkt eine
Verstellung des Rahmens in Richtung der zweiten Achse des Koordinatensystems.
Besonders vorteilhaft ist es, einen Aktuator durch zwei Aktuatoren zu
ersetzen, welche jeweils am äußeren Ende des Rahmens
angreifen und synchronisiert zueinander angetrieben werden. Dadurch
wird sichergestellt, dass der Rahmen parallel zur Achse verschoben
wird und keine Drehbewegung ausführt. In dem Fall, dass eine
definierte Verdrehung des Rahmens erzielt werden soll, werden die
Aktuatoren des Aktuatorpaars nicht synchron, sondern asynchron zueinander
betrieben. Als Aktuatoren eignen sich insbesondere steuerbare Elektromotoren.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zum
Stanzen ist die Platte und die Gegenform mittels eines Klemmmechanismus mit
dem Rahmen verspannt. Der Klemmmechanismus verfügt mindestens über
eine am Rahmen fest angebrachte Klemmnase und mindestens eine der festen
Klemmnase gegenüber liegend angeordnete lösbare
Klemmnase. Die lösbare Klemmnase kann dabei manuell, pneumatisch,
hydraulisch oder motorisch bedient werden. Je nach Größe
von Platte, Gegenform und Rahmen als auch den wirkenden Kräften,
kann es sinnvoll sein, den Klemmmechanismus mit einer Mehrzahl von
festen und lösbaren Klemmnasen auszuführen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zum Stanzen besitzt
diese eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Spannmechanismus und
der Einstelleinrichtung. Dies ermöglicht die Ansteuerung
der Aktoren zum Verspannen des Rahmens mit dem unteren Tiegel und
die Ansteuerung der Aktuatoren zur Verstellung des Rahmens mit Platte
und Gegenform in der horizontalen Ebene des Rahmens.
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Die
Erfindung umfasst weiter eine Vorrichtung zum Stanzen von bogenförmigem
Material aus Papier, Pappe und dergleichen mit einem oberen und einem
unteren Tiegel in einer alternativen Ausführungsform. Die
Vorrichtung umfasst eine erste positive Form, welche eine in einem
ersten Rahmen gehaltene Stanz- und/oder Rillmesser tragende Platte
umfasst, und/oder eine zweite negative Form, welche eine in einem
zweiten Rahmen gehaltene, eine Gegenform tragende, Platte umfasst.
Die Gegenform ist mit der Gegenform tragenden Platte verbunden,
vorteilhafterweise verschraubt. Der erste Rahmen ist mit einem der
Tiegel, insbesondere dem oberen Tiegel, lösbar verbunden
und mittels einer ersten Einstelleinrichtung relativ zu diesem Tiegel
horizontal verstellbar und/oder der zweite Rahmen ist mit dem anderen Tiegel,
insbesondere dem unteren Tiegel, lösbar verbunden und mittels
einer zweiten Einstelleinrichtung relativ zu diesem Tiegel horizontal
verstellbar. Es kann also entweder nur eine der beiden Formen oder es
können beide Formen über einen verstellbaren Rahmen
verfügen. Die Verstellung erfolgt in allen Fällen
vorteilhafterweise aktuatorisch.
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Diese
zweite Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Stanzen
kann analog der ersten Ausführungsvariante zum Stanzen,
wie oben beschrieben, weitergebildet sein.
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Zur
Bestückung der Vorrichtung zum Stanzen mit Werkzeugen wird
eine Stanz- und/oder Rillmesser umfassende Form mit dem oberen Tiegel verbunden.
Die mit der Gegenform tragenden Platte verschraubte Gegenform wird
in den unteren Rahmen eingesetzt. Nachfolgend kann die Vorrichtung zum
Stanzen eingerichtet werden: In einem ersten Schritt wird die Verspannung
von Rahmen und Tiegel gelöst, indem der Spannmechanismus
gelöst wird. Dazu werden die Aktoren durch die Steuereinrichtung
entsprechend angesteuert. In einem zweiten Schritt erfolgt die horizontale
Verschiebung des Rahmens mit Platte und Gegenform relativ zu den
Stanz- und/oder Rillmessern der oberen positiven Form, indem die
Aktuatoren der Einstelleinrichtung entsprechend angesteuert werden.
Sobald die Gegenform relativ zu den Stanz- und/oder Rillmessern
positioniert ist, erfolgt in einem dritten Schritt die Verspannung
von Rahmen und Tiegel durch ein Aktivieren des Spannmechanismus.
Dazu werden die Aktoren durch die Steuereinrichtung entsprechend
angesteuert.
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Die
Erfindung umfasst auch eine Bogenstanz- und -prägemaschine,
welche eine Vorrichtung zum Stanzen in einer der oben beschriebenen
Ausführungsformen umfasst.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn die Bogenstanz- und -prägemaschine über
getrennte Antriebe des Bogentransportsystems und der einzelnen Bearbeitungsstationen
verfügt. Der Antrieb des Bogentransportsystems kann dabei
insbesondere als elektrischer Linearantrieb mit Wechselfeldmotoren
ausgebildet sein.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die
Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer
Darstellung
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1 eine
Bogenstanz- und -prägemaschine
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stanzen in einer
räumlichen Darstellung
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3 eine
Draufsicht von 2
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4 einen
Schnitt von 3 entlang 4-4
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5 das
Detail 5 aus 4
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6 eine
Ansicht von unten auf den oberen Tiegel mit Werkzeug
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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 mit einer
Vorrichtung zum Stanzen, eine Ausbrechstation 3 und einen
Ausleger 4, die von einem gemeinsamen Maschinengehäuse 5 getragen und
umschlossen werden.
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Die
Bögen 6 werden durch einen Anleger 1 von
einem Stapel vereinzelt, dem Bogentransportsystem 7 zugeführt
und von an Greiferbrücken eines Greiferwagens 8 befestigten
Greifern an ihrer Vorderkante ergriffen und in Bogentransportrichtung
B intermittierend durch die verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 der
Stanz- und Prägemaschine 100 hindurchgezogen.
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Wie
zu erkennen ist, besitzt das Bogentransportsystem 7 mehrere
Greiferwagen 8, so dass mehrere Bögen 6 gleichzeitig
in den verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 bearbeitet
werden können.
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Die
Stanzstation 2 besteht aus einem unteren Tiegel, einem
sog. Untertisch 9, und einem oberen Tiegel, einem sog.
Obertisch 10. Der Obertisch 10 ist vertikal hin-
und herbewegbar gelagert und mit Stanz- und Rillmessern versehen.
Der Untertisch 9 ist fest im Maschinengestell gelagert
und mit einer Gegenplatte zu den Stanz- und Rillmessern versehen.
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Der
Greiferwagen 8 transportiert 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.
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Von
der Ausbrechstation 3 gelangt der Bogen 6 in den
Ausleger 4, wo der Bogen 6 entweder nur einfach
abgelegt wird, oder aber gleichzeitig eine Trennung der einzelnen
Nutzen erfolgt. Der Ausleger 4 kann auch eine Palette 13 enthalten,
auf der die einzelnen Bögen 6 in Form eines Stapels 14 aufgestapelt
werden, so dass nach Erreichen einer bestimmten Stapelhöhe
die Paletten 14 mit den aufgestapelten Bögen 6 aus
dem Bereich der Stanz- und Prägemaschine 100 weggefahren
werden können.
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2 zeigt
einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Stanzen in einer räumlichen Darstellung. Eine Vakuumplatte
mit Stanzblech 20 wird durch einen Klemmmechanismus 22 in
einem Rahmen 24 gehalten. Der Rahmen 24 ist über
eine Einstelleinrichtung 23 in der Ebene des Rahmens 24 verstellbar.
Durch einen Spannmechanismus, welcher vier Pneumatikzylinder 21 umfasst,
wird der Rahmen 24 an den Untertisch 9 gepresst.
Die Funktionsweise der Einstelleinrichtung 23 ergibt sich
aus der Draufsicht in 3.
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Die
Einstelleinrichtung 23 umfasst drei Elektromotoren 23.1, 23.2 und 23.3.
In der Ebene des Rahmens 24 ist ein zweidimensionales kartesisches Koordinatensystem
aufgespannt, welches die Achsen x und y besitzt. Die Elektromotoren 23.1 und 23.2 sind
miteinander synchronisiert und bewirken eine Verstellung, d. h.
Verschiebung, des Rahmens 24 mit der Vakuumplatte mit Stanzblech 20 parallel
zur Achse x. Der Elektromotor 23.3 bewirkt eine Verstellung, d.
h. Verschiebung, des Rahmens 24 mit Vakuumplatte mit Stanzblech 20 parallel
zur Achse y. Bei nicht synchronisiertem Betrieb der Elektromotoren 23.-1, 23.2 und 23.3 kann
der Rahmen 24 schräg zur x-Achse verstellt werden,
d. h. das Stanzblech 24 kann eine Drehung erfahren.
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Die
Klemmung der Vakuumplatte mit Stanzblech 20 in dem Rahmen 24 ergibt
sich aus einer Schnittdarstellung in 4. Der Rahmen 24 verfügt auf
der einen Seite über eine fest Klemmnase 22.2 und
an der gegenüber liegenden Seite über eine lösbare
Klemmnase 22.1. Der Mechanismus zum Lösen und
Betätigen der Klemmnase 22.1 ist im Detail in 5 dargestellt.
Bei der Bestückung der Vorrichtung zum Stanzen mit einer
Vakuumplatte mit Stanzblech 20 wird diese in den Rahmen 24 eingelegt,
an ihrem einen Ende unter die feste Klemmnase 22.2 geschoben
und an ihrem gegenüberliegenden Ende durch die bewegliche
Klemmnase 22.1 gegriffen und geklemmt.
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Aus
Gründen der besseren Übersicht ist die Verbindung
der Elektromotoren 23.1, 23.2 und 23.3 sowie
der Pneumatikzylinder 21 mit der Steuereinrichtung 15 in
den 2 bis 5 nicht dargestellt. Auch die
Verbindung der Vakuumplatte mit Stanzblech 20 mit dem Unterdruckerzeuger 17 ist
in den 2 bis 5 der besseren Übersicht
halber nicht dargestellt.
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6 zeigt
eine Darstellung analog zu 3. Daraus
geht die Verstellung einer sich in einem Rahmen 24 befindlichen
Stanz- und/oder Rillmesser tragenden Platte 25 relativ
zum oberen Tiegel 10 hervor.
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- 1
- Anleger
- 2
- Stanzstation
- 3
- Ausbrechstation
- 4
- Ausleger
- 5
- Maschinengehäuse
- 6
- Bogen
- 7
- Bogentransportsystem
- 8
- Greiferwagen
- 9
- Untertisch
- 10
- Obertisch
mit Stanz und/oder Rillmessern
- 11
- Abfallstücke
- 12
- Wagen
- 13
- Palette
- 14
- Auslagestapel
- 15
- Steuerung
mit Interface und Eingabegeräten
- 16
- Zuführtisch
- 17
- Unterdruckerzeuger
- 20
- Vakuumplatte
mit Stanzblech
- 21
- Pneumatikzylinder
- 22
- Klemmmechanismus
- 22.1
- lösbare
Klemmnase
- 22.2
- feste
Klemmnase
- 23
- Einstelleinrichtung
- 23.1
- erster
Elektromotor
- 23.2
- zweiter
Elektromotor
- 24
- Rahmen
- 25
- Stanz-
und/oder Rillmesser tragende Platte
- 100
- Bogenstanz-
und -prägemaschine
- B
- Bogentransportrichtung
- E
- Bogentransportebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3044083
A1 [0004]
- - DE 19516073 A1 [0005]
- - EP 0756919 B1 [0006]
- - US 5730039 [0007]
- - EP 1153716 B9 [0008]