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Die
Erfindung betrifft eine Bogenstanz- und -prägemaschine
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Beschreibung
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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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In
der
DE 30 44 083 C3 sind
verschiedenartige Ausführungsformen von Stanzstationen
einer Stanzmaschine beschrieben. Eine Stanzstation besitzt zwei
Tiegel, auch als Obertisch und Untertisch bezeichnet. Einer der
beiden Tische ist bewegt, der andere fest. Der eine Tisch trägt
das Stanzwerkzeug mit den Stanzmessern, der andere Tisch die Gegenplatte.
Der bewegte Tisch ist über eine Antriebsvorrichtung senkrecht
zur Gegenplattenebene hin und her beweglich. Bei den Antriebsvorrichtungen
ist zwischen Kniehebelantrieb und Exzenterantrieb zu unterscheiden.
Sofern der Obertisch der bewegte Tiegel ist, ist dieser über
ein Joch mit dem Maschinengestell verbunden. Die
DE 30 44 083 C3 beschreibt unter
anderem eine Stanzmaschine mit einem durch ein Exzentergetriebe
angetriebenen Obertisch. Um Produkte von hoher Qualität
zu erhalten, muss der Stanzdruck in der Bogenstanz- und -prägemaschine je
nach zu bearbeitenden Bogen angepasst werden können.
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Die
DE 38 08 261 A1 zeigt
ein Prägedruck- und Stanzwerk mit einem oberen und einem
unteren Tiegel. Der untere Tiegel wird von Kniehebeln getragen und
die Kniehebel werden durch einen Kurvenmechanismus bewegt. Die Kurvenscheiben
treiben die Kniehebel an und diese bewirken eine Hubbewegung des
unteren Tiegels. Einem jeweiligen Kniehebel ist jeweils eine eigene
Kurvenscheibe zugeordnet. Die Kurvenscheiben können unterschiedliche Kurvenformen
aufweisen und beliebig ausgeformt sein. Dadurch ist es möglich,
eine beliebige gewünschte Abwälzfunktion, d. h.
Bewegung des unteren Titels, zu realisieren.
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Problematisch
an den aus dem Stand der Technik bekannten Bogenstanzmaschinen ist,
dass beim Aufbringen der Stanzkraft in den Antriebssystemen wie
z. B. Kniehebelsystemen oder Exzenterwellensystemen hohe Kräfte
auftreten und sich die Bauteile auf Grund von Reibung erhitzen.
In der Bauteildimensionierung und Materialauswahl muss dies Berücksichtigung
finden. Die eingesetzten Umlenkhebel bzw. Exzenter sind deshalb
teuer und müssen regelmäßig gewartet
werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bogenstanz- und -prägemaschine
zu beschreiben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet,
wobei das Antriebssystem der Tiegel der Bogenstanz- und -prägemaschine
einen einfachen Aufbau haben soll.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch eine Bogenstanz- und Prägemaschine
zur Bearbeitung von Bogen aus Papier, Pappe und dergleichen. Die
Bogenstanz- und Prägemaschine umfasst einen Bogenanleger,
eine Stanzstation, mindestens eine weitere Bearbeitungsstation,
wie z. B. Ausbrech- und Nutzentrennstation, eine Maschinensteuerung
und ein Bogentransportsystem. Die Stanzstation umfasst einen oberen
und einen unteren Tiegel, wovon einer fest und der andere hubbeweglich
ist. Der hubbewegliche Tiegel ist in vorteilhafter Weise mit einem
Kurvengetriebe zum Antrieb des Tiegels verbunden. Das Kurvengetriebe
umfasst Kurvenscheiben und Kurvenrollen, wobei die angetriebenen
Kurvenscheiben mittelbar im Maschinengestell der Bogenstanz- und Prägemaschine
gelagert sind und auf den am hubbeweglichen Tiegel befestigten Kurvenrollen
abwälzen.
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In
einer ersten Variante ist der obere Tiegel fest und der untere Tiegel
hubbeweglich. In einer zweiten, besonders vorteilhaften Variante,
ist der untere Tiegel fest und der obere Tiegel hubbeweglich. Die
Bogen können über den unteren festen Tiegel hinweg
in einer Ebene transportiert werden und sind somit geringeren Belastungen
ausgesetzt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Bogenstanz- und
Prägemaschine besitzt deren Kurvengetriebe mindestens vier
Kurvenrollen, vier Kurvenscheiben und zwei Wellen. Jeder Kurvenrolle
ist eine Kurvenscheibe zugeordnet und je zwei Kurvenscheiben sind
als Kurvenscheibenpaar auf einer Welle angeordnet. Die Wellen sind
im Maschinengestell, d. h. im Joch, der Bogenstanz- und Prägemaschine gelagert.
Der hubbewegliche Tiegel ist mittels Federn gegen das Maschinengestell
verspannt, sodass die Kurvenscheiben permanent mit den Kurvenrollen
in Kontakt sind.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Wellen
motorisch angetrieben und besitzen entgegengesetzte Drehrichtungen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Bogenstanz- und Prägemaschine
besitzen die beiden Kurvenscheiben der beiden Kurvenscheibenpaare jeweils
die gleiche Form. Dadurch wird ein Parallelhub des hubbeweglichen
Tiegels bezweckt. Alternativ können die Kurvenscheiben
jedoch auch voneinander verschiedene, beliebige Formen besitzen,
wodurch eine beliebige Abrollbewegung des hubbeweglichen Tiegels
auf dem festen Tiegel bewirkt werden kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Bogenstanz- und
Prägemaschine ist die Lagerung der Wellen im Maschinengestell
höhenveränderlich und darüber ist eine
Stanzkrafteinstellung möglich.
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Verfahren
und Vorrichtungen zum Einstellen der Stanzkraft sind dem Fachmann
bekannt. Wie beispielsweise in der
DE 30 44 083 C3 beschrieben, geschieht die
Einstellung des Standrucks durch Verschieben von keilförmigen
Stahlplatten. Diese Stahlplatten befinden sich zwischen Exzenterwellen
und dem angetriebenen Obertisch. Durch das Verschieben der keilförmigen
Stahlplatten wird der Abstand zwischen bewegtem Obertisch und festem
Untertisch, und damit die Stanzkraft, verändert.
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Weiter
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
Bogenstanze
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2a eine
Ansicht des Antriebs der Stanzstation
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2b eine
Draufsicht des Antriebs der Stanzstation
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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, 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 Untertisch 9 ist fest im Maschinengestell
gelagert und mit einer Gegenplatte zum Stanzmesser versehen. Der
Obertisch 10 ist vertikal hin- und herbewegbar hubbeweglich
gelagert.
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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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2a zeigt
eine Ansicht des Antriebs der Stanzstation 2. Der Untertisch 9 der
Stanzstation 2 ist fest und unbeweglich. Der Obertisch 10 ist
hubbeweglich und führt eine Stanzbewegung s zum Stanzen
eines Bogens 6 durch. Am Obertisch 10 sind Kurvenrollen 34 befestigt.
Einer jeweiligen Kurvenrolle 34 ist eine Kurvenscheibe 31 zugeordnet.
Die jeweilige Kurvenscheibe 31 ist verdrehfest auf einer
Welle 30 gelagert. Die Wellen 30 haben jeweils
entgegengesetzte Drehrichtungen. Damit eine jeweilige Kurvenscheibe 31 permanent
auf die ihr zugeordnete Kurvenrolle 34 wirkt, ist der Obertisch 10 mittels
eines Federmechanismus 35 gegen das Joch 32 verspannt.
Die Kurvenscheiben 31 haben jeweils die gleiche Form und
bewirken durch das Abwälzen auf den Kurvenrollen 34 eine
Hubbewegung s des Obertischs 10.
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2b zeigt
den Antrieb für Stanzstation 2 aus 2a in
einer Draufsicht. Die Kurvenscheiben 31 sind verdrehfest
auf den Wellen 30 angeordnet und die Wellen 30 sind jeweils
in Joch 32 des Maschinengestells 5 (nicht dargestellt)
gelagert. Eine jeweilige Welle 30 verfingt über
einen Antrieb 33, welcher beispielsweise als Servomotor
ausgeführt sein kann. Die Wellen 30 können
alternativ über Zahnräder gekoppelt sein und einen
gemeinsamen Antrieb 33 besitzen.
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- 1
- Anleger
- 2
- Stanzstation
- 3
- Ausbrechstation
- 4
- Ausleger
- 5
- Maschinengehäuse
- 6
- Bogen
- 7
- Bogentransportsystem
- 8
- Greiferwagen
- 9
- Untertisch
- 10
- Obertisch
- 11
- Abfallstücke
- 12
- Wagen
- 13
- Palette
- 14
- Auslagestapel
- 15
- Steuerung
mit Interface und Eingabegeräten
- 16
- Zuführtisch
- 30
- Welle
- 31
- Kurvenscheibe
- 32
- Joch
- 33
- Antrieb
- 34
- Kurvenrolle
- 35
- Federmechanismus
- 100
- Bogenstanz – und
prägemaschine
- B
- Bogentransporteinrichtung
- E
- Bogentransportebene
- s
- Stanzbewegung
Obertisch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3044083
A1 [0004]
- - DE 3044083 C3 [0005, 0005, 0015]
- - DE 3808261 A1 [0006]