DE102011108505A1

DE102011108505A1 - Vorrichtung zum Stanzen mit einstellbarem Zylinderabstand

Info

Publication number: DE102011108505A1
Application number: DE201110108505
Authority: DE
Inventors: Thomas Demand
Original assignee: Gallus Druckmaschinen GmbH
Current assignee: Gallus Druckmaschinen GmbH
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-01-31
Also published as: CN102896888A; EP2551078B1; US20130025426A1; US8943939B2; DK2551078T3; CN102896888B; EP2551078A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen (10) von Etiketten mit einem Stanzzylinder (1) und mit einem Gegenstanzzylinder (2), wobei der Abstand (S) zwischen dem Stanzzylinder (1) und dem Gegenstanzzylinder (2) einstellbar ist. Erfindungsgemäß wird durch eine Spannkraft (F) der Stanzzylinder (1) ortsfest verspannt und der Gegenstanzzylinder (2) durch eine Führung (7) verschieblich gelagert. Dabei sind die Spannkraft (F) und die Führung (7) im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet. Weiter betrifft die Erfindung eine Schmalbahndruckmaschine mit einer solchen Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Schmalbahndruckmaschine gemäß Anspruch 10.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Stanzen von flachem mehrschichtigem Gut mit Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder sind bekannt. Wenigstens eine Schicht des flachen mehrschichtigen Gutes ist dabei in einem vom Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder gebildeten Stanzspalt durchstanzbar, ohne alle Schichten vollständig zu durchtrennen, wobei die Breite des Stanzspaltes einstellbar ist.
In dieser Darstellung wird der Ausdruck ”stanzen” einerseits im engeren Sinne verwendet, was ”durchtrennen”, ”perforieren” oder ”lochen” impliziert, andererseits auch im weiteren Sinne als ”prägen”, also ”verformen” oder ”eindrücken” verstanden. Entsprechendes gilt für ähnliche grammatikalische Formen, wie beispielsweise ”stanzbar”, welches im engeren Sinne als ”durchtrennbar”, ”perforierbar” oder ”lochbar” und im weiteren Sinne als ”prägbar”, ”verformbar” oder ”eindrückbar” verstanden wird. Nur zur Vereinfachung der Darstellung, aber ohne Einschränkung dieser angesprochenen Konnotationen werden der Ausdruck ”stanzen” und ähnliche grammatikalische Formen verwendet. Auch werden nachfolgend die Begriffe „Stanze”, „Stanzvorrichtung” und „Stanzmaschine” synonym verwendet.
Beim Stanzen von flachem mehrschichtigem Gut, beispielsweise Selbstklebeetiketten, insbesondere in einer Vorrichtung zum Stanzen in einer Druckmaschine, müssen ein Obermaterial, ein oben liegendes Bedruckstoffmaterial (eigentliches Etikettenmaterial) und eine Klebstoffschicht durchstanzt (insbesondere durchtrennt) werden, ohne ein darunter liegendes Trägermaterial zu verletzen, insbesondere zu durchtrennen. Der Stanzvorgang ist materialabhängig, so dass eine Variation oder Einstellung der Vorrichtung, beispielsweise der Positionen ihrer Komponenten oder der Stanzstärke, derart erfolgen muss, dass in einem Bereich von wenigen Mikrometern bis einigen Zehntel Millimeter die Stanztiefe verändert werden kann. Geläufig erfolgt das Stanzen in einer sogenannten Rotastanze (Rotationsstnnzwerk) oder einem Rotapräger (Rotationsprägewerk): In einem zwischen einem Stanzzylinder, welcher eine Stanzform oder eine Prägeform trägt, und einem Gegenstanzzylinder gebildeten Stanzspalt wirkt die Stanzform oder die Prägeform auf das flache mehrschichtige Gut ein, welches eine plastische Änderung in Form einer Durchtrennung oder einer Einprägung erfährt. Das flache mehrschichtige Gut kann insbesondere bahnförmig sein.
Beispielsweise aus dem Dokument DE 6602393 ist bekannt, dass der Stanzzylinder und der Gegenstanzzylinder einer Vorrichtung zum Stanzen über Schmitzringe verfügen können, welche aufeinander abrollen, so dass sich Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder aufeinander abstützen. Eine Einstellbarkeit des Stanzspaltes und damit der Stanztiefe kann dadurch erfolgen, dass der Anpressdruck, teilweise unter drastischer Verformung der Schmitzringe, variiert wird. Bei einer Stanzung können aber hohe Kraftspitzen auftreten, die zu einer vorübergehenden Verformung des die Lager tragenden Stanzgestells führen können. Eine Veränderung der Breite des Stanzspaltes, hervorgerufen durch die Verformung, führt aber zu einem schlechten Stanzergebnis. Werden die Schmitzringe mit hohen Anpresskräften vorgespannt, kann ein vorzeitiger Verschleiß von Schmitzringen, Laufflächen und Lager resultieren.
Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist aber, dass die Höhe der Schneiden einer auf dem Stanzzylinder aufgenommen Stanzform oder Prägeform entsprechend der Größe der Schmitzringe und der Höhe des Trägermaterials gewählt sein muss. Mit anderen Worten, das Stanzwerkzeug muss speziell für den Auftrag und die eingesetzte Vorrichtung zum Stanzen angefertigt werden.
Alternativ dazu ist aus dem Dokument DE 297 15 037 U1 bekannt, eine mechanische Feinzustellung mittels auf die Achsen der Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder montierter konischer Rollen zu verwirklichen. Die konischen Rollen sind in gegenseitiger Anlage derart, dass mindestens eine der Achsen relativ zur anderen der Achsen gleichzeitig oder korreliert radial und axial verschiebbar, so dass eine Variation der Breite des Stanzspaltes erreicht wird.
Aus dem Dokument US 4,359,919 ist bekannt, weitere Lager für den Stanzzylinder und den Gegenstanzzylinder vorzusehen, welche sich an Anlageflächen in einem Zwischenstück aufeinander abstützen. Eine Anlagefläche eines der zwei sich aufeinander abstützenden Lager ist abgeschrägt ausgeführt und zwischen den Anlageflächen ist ein keilförmiges Element vorgesehen, so dass die Dicke des Zwischenstücks verändert werden kann, indem die Lage des keilförmigen Elements variiert wird.
Es sind des Weiteren mechanische Feinzustellungen bekannt, mit denen der Stanzspalt im Bereich von Mikrometern eingestellt werden kann. Typischerweise ist eine derartige mechanische Feinzustellung mit exzentrisch verstellbaren Schmitzringen realisierbar. Beispielsweise sind derartige Vorrichtungen in den Dokumenten EP 0 899 068 A2 und DE 198 14 009 C1 offenbart.
Weitere Stanzvorrichtungen gehen aus der DE 10 2005 016 779 A1 , DE 10 2007 062 936 A1 , DE 10 2005 060 587 A1 , DE 10 2007 057 188 A1 , DE 10 2004 033 032 A1 und DE 29 12 458 OS hervor.
Nachteilig an den Vorrichtungen zum Stanzen, welche eine Einstellung des Abstands von Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder ermöglichen, ist, dass dabei nur geringe Verstellwege ermöglicht werden. Es ist daher nicht möglich, die beiden Zylinder so weit voneinander abzustellen, dass eine Stanzregistereinstellung ermöglicht wird. Weiter nachteilig ist, dass zur Leitung des Kraftflusses aufwändig bearbeitete mechanische Komponenten wie hoch beanspruchbare Schmitzringe eingesetzt werden müssen.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Stanzen und eine Schmalbahndruckmaschine mit einer solchen Vorrichtung zu schaffen, welche eine einfache und exakte Verstellung des Abstands zwischen Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder ermöglicht und so die Nachteile des Standes der Technik zumindest verringert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Stanzen mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche insbesondere dem Stanzen von Etiketten dienen kann, besitzt einen um eine Drehachse drehbaren Stanzzylinder und einen um eine Drehachse drehbaren Gegenstanzzylinder. Die Drehachsen von Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder sind dabei im Wesentlichen parallel Der Abstand zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegenstanzzylinder ist einstellbar. Erfindungsgemäß wird der Stanzzylinder ortsfest durch eine Spannkraft verspannt; in anderen Worten: der Stanzzylinder wird durch die Wirkung einer Spannkraft in einer ortsfesten Position gehalten. Der Gegenstanzzylinder ist in einer Führung verschieblich gelagert, so dass dessen Position relativ zur Position des Stanzzylinders verändert werden kann. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Stanzen so ausgeführt, dass die Spannkraft und die Führung im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Dies hat den Vorteil, dass hohe Stanzkräfte erzeugt werden können, da diese durch die horizontale Führung des Gegenstanzzylinders in das Gehäuse der Vorrichtung zum Stanzen und damit in das Fundament der Stanzvorrichtung geleitet werden können. Weiter vorteilhaft ist, dass Schmitzringe bzw. Stützwellen zur Leitung des Kraftflusses entfallen können und damit ein einfacherer Aufbau der Vorrichtung zum Stanzen ermöglicht wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen ist der Stanzzylinder ebenfalls in einer Führung gelagert und die Führungen von Gegenstanzzylinder und Stanzzylinder sind im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet.
In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform ist die Führung des Gegenstanzzylinders als Horizontalführung ausgeführt. Die Führung des Stanzzylinders kann dabei als Vertikalführung ausgeführt sein. Derart ausgerichtete Führungen sind bevorzugt, da sie einen kurzen Bahnlauf ermöglichen und damit eine reduzierte Makulatur beim Einrichten der Vorrichtung. (Horizontal meint dabei im Wesentlichen parallel zur Grundfläche und Stellfläche der Vorrichtung, vertikal meint die lotrechte Richtung dazu.)
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist mindestens eine der Führungen Führungsschienen auf, beispielsweise in Form von Führungsnuten, in welchen die Lager von Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder, beispielsweise in Form von Lagerklötzen mit Radiallagern, geführt werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen weist diese mindestens einen Antrieb auf zum Verschieben des Gegenstanzzylinders in seiner Führung. In vorteilhafter Weiterbildung kann dabei ein Antrieb zur Feinverstellung oder zur Schnellabstellung des Gegenstanzzylinders ausgeführt sein, oder es kann ein Antrieb zum Einstellen des Registers von Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder ausgeführt sein. Schnellabstellung meint ein schnelles außer Wirkung bringen der Zylinder, beispielsweise bei einem Notstop. Es kann sich dabei entweder um mehrere Antriebe oder aber um ein und denselben Antrieb handeln. Während der Verschiebung des Gegenstanzzylinders kann die Stanzkraft dabei in vorteilhafter Weise beibehalten werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Schmalbahndruckmaschine, insbesondere eine Etikettendruckmaschine, mit einer wie oben stehend beschriebenen Vorrichtung zum Stanzen. Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Hinsichtlich weiterer Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung
1 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen
2 eine zweite Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen
3 eine Weiterbildung der Vorrichtung aus 1
4 eine Übersichtsdarstellung einer Druckmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen
1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen 10, welche einen Stanzzylinder 1 und einen Gegenstanzzylinder 2 aufweist, welche als Werkzeuge zusammenwirken und eine Bearbeitung des in Transportrichtung T transportierten bahnförmigen Materials 144 (nicht dargestellt) bewirken. Zwischen dem Stanzzylinder 1 und dem Gegenstanzzylinder 2 ist ein Spalt S; d. h. Stanzzylinder und Gegenstanzzylinder 1, 2 sind voneinander beabstandet. Um die Wirkung des Stanzzylinders 1 auf das bogenförmige zu bearbeitende Material 144 zu verändern, kann der Abstand zwischen den Zylindern 1, 2, d. h. der Spalt 5, verändert werden. Dazu ist der Gegenstanzzylinder 2 in einer Führung 7, wie durch den Doppelpfeil v dargestellt, verschieblich gelagert. Der Gegenstanzzylinder 2 kann so in horizontaler Richtung entlang der Führung 7 verschoben werden. Diese Verschiebung kann entweder manuell durchgeführt werden oder, wie in der Ausführungsvariante von 1 dargestellt, mittels eines Antriebs 9. Der Stanzzylinder 1 ist ebenfalls in einer Führung 6 gelagert und wird durch eine Spannkraft F in einer ortsfesten Lage gehalten. Die Ausrichtung der Führung 6 bzw. der Spannkraft F und der Führung 7 sind dabei orthogonal zueinander. Diese Anordnung ermöglicht es, dass hohe Stanzkräfte erzeugt werden können und diese über die horizontale Führung 7 in die nicht dargestellten Seitenwände der Vorrichtung zum Stanzen 10 und damit in das Fundament der Vorrichtung 10 geleitet werden können.
In 3 ist eine Weiterbildung der Stanzstation 10 aus 1 dargestellt. Im Gegensatz zur Vorrichtung zum Stanzen 10 aus 1 wurde ein Stanzzylinder 1 mit größerem Durchmesser gewählt. Daher ist es erforderlich, die Drehachse 3 des Stanzzylinders 1 so zu verschieben, dass zwischen Stanzzylinder 1 und Gegenstanzzylinder 2 trotzdem ein Spalt S von gewünschter Größe entsteht. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass in die Führung 6 des Stanzzylinders 1 zwischen dem Anschlag 5 der Führung 6 und dem Lager des Stanzzylinders 1 ein Unterlegblech 8 eingefügt wird. Dieses bewirkt den Durchmesserausgleich.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform der Stanzstation 10 dargestellt. Im Gegensatz zur oben stehend beschriebenen Ausführungsvariante wurden die Zylinderführungen 6 und 7 um 90° gedreht. Damit ergibt sich eine im Wesentlichen vertikale Transportrichtung des bahnförmigen Materials 144 zwischen Stanzzylinder 1 und Gegenstanzzylinder 2 hindurch.
In der 4 ist eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Druckmaschine 100, genauer einer Schmalbahn-Etikettendruckmaschine in Reihenbauweise, mit in horizontaler Richtung folgenden Druckwerken 110 gezeigt. Die Etikettendruckmaschine dient der Bearbeitung eines Substrats 144 in Bahnform. Das Substrat wird von einer Substratrolle 146 in einem Zuführteil 148 der Druckmaschine 142 abgerollt und entlang eines Weges in Maschinenlaufrichtung M durch die Druckmaschine 142 geführt. Die Druckmaschine 142 kann eine Mehrzahl von Gestellmodulen 126, hier beispielhaft drei Gestellmodule 26, aufweisen. In dieser Ausführungsform sind jeweils zwei Druckwerke 110 beziehungsweise ein Druckwerk 110 und ein Bearbeitungswerk 150, hier ein Stanzwerk zum Ausstanzen der Etiketten auf denn bahnförmigen Substrat 144, an einem Gestellmodul 126 aufgenommen. Nach den einzelnen Bearbeitungsstationen folgt ein Auslaufteil 152, in welchem die fertigen Produkte in eine Etikettenrolle 154 aufgewickelt werden. Zuführteil 148, Gestellmodule 126 und Auslaufteil 152 sind lösbar bzw. trennbar miteinander verbunden sodass sich ein modularer Aufbau der Druckmaschine 142 ergibt.
In der Darstellung der einzelnen Druckwerke 110, hier Flexodruckwerke sind neben den Druckformzylindern, den Gegendruckzylindern und den Farbauftragswalzen auch Kammerrakel gezeigt. Des Weiteren weisen die Druckwerke 110 in der Druckmaschine 142 diverse Trocknungseinrichtungen auf Den Gegendruckzylindern sind an dem jeweiligen Druckspalt des Druckwerks 110 nachgeordnet UV-Trocknungseinrichtungen zugeordnet, so dass das bedruckte Substrat 144 direkt auf dem Gegendruckzylinder getrocknet werden kann. Die Druckwerke 110 weisen auch Bahnleitwalzen 160 zur Führung des bahnförmigen Substrats 144 auf. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das fünfte Druckwerk 110 eine Heißlufttrocknungseinrichtung 162. Alternativ könnte auch hier eine UV- oder eine IR-Trocknungseinrichtung eingesetzt werden. Nachfolgend ist ein Stanzwerk 150 angeordnet, welches als rotierende Werkzeuge einen Stanzzylinder und einen Gegenstanzzylinder aufweist. Zusätzlich bzw. alternativ zu dem Stanzwerk kann auch ein Prägewerk, beispielsweise ein Heißfolienprägewerk Verwendung finden.
Alternativ zu den dargestellten Flexodruckwerken können auch Offset-Druckwerke und Rotationssiebdruckwerke eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Stanzzylinder
2: Gegenstanzzylinder
3: Drehachse Stanzzylinder
4: Drehachse Gegenstanzzylinder
5: Anschlag
6: Führung Stanzzylinder
7: Führung Gegenstanzzylinder
8: Unterlegblech (Durchmesser-Ausgleich)
9: Antrieb Gegenstanzzyylinderverstellung
10: Stanzstation
100: Druckmaschine
110: Druckwerk
126: Gestellmodul
144: Substrat
146: Substratrolle
148: Zuführstation
150: Bearbeitungswerk
152: Auslaufstation
154: Etikettenrolle
160: Bahnleitwalze
162: Heißlufttrockner
v: Verschiebebewegung Gegenstanzzylinder
M: Maschinenlaufrichtung
F: Spannkraft Stanzzylinder
S: Spalt (Abstand Zylinder)
T: Transportrichtung bahnförmiges Material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 6602393 [0005]
DE 29715037 U1 [0007]
US 4359919 [0008]
EP 0899068 A2 [0009]
DE 19814009 C1 [0009]
DE 102005016 [0010]
DE 102007062936 A1 [0010]
DE 102005060587 A1 [0010]
DE 102007057188 A1 [0010]
DE 102004033032 A1 [0010]
DE 2912458 A [0010]

Claims

Vorrichtung zum Stanzen (10), insbesondere von Etiketten, mit einem um eine Drehachse (3) drehbaren Stanzzylinder (1) und mit einem um eine zur Drehachse des Stanzzylinders im Wesentlichen parallele Drehachse (4) drehbaren Gegenstanzzylinder (2), wobei der Abstand (S) zwischen dem Stanzzylinder (1) und dem Gegenstanzzylinder (2) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannkraft (F) den Stanzzylinder (1) ortsfest verspannt, dass der Gegenstanzzylinder (2) in einer Führung (7) verschieblich gelagert ist und dass die Spannkraft (F) und die Führung (7) im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzzylinder (1) in einer Führung (6) gelagert ist und die Führungen (6, 7) von Gegenstanzzylinder (2) und Stanzzylinder (1) im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind.
Vorrichtung zum Stanzen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (7) des Gegenstanzzylinders als Horizontalführung ausgeführt ist.
Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (6) des Stanzzylinders als Vertikalführung ausgeführt ist.
Vorrichtung zum Stanzen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungen (6, 7) Führungsschienen aufweist.
Vorrichtung zum Stanzen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zum Stanzen mindestens einen Antrieb (9) besitzt zum Verschieben (v) des Gegenstanzzylinders (2).
Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (9) zur Feinverstellung des Gegenstanzzylinders (2) ausgeführt ist.
Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (9) zur Schnellabstellung des Gegenstanzzylinders (2) ausgeführt ist.
Vorrichtung zum Stanzen nach Anspruch 6 und/oder 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (9) zum Einstellen des Registers von Stanzzylinder (1) und Gegenstanzzylinder (2) ausgeführt ist.
Schmalbahndruckmaschine (100), insbesondere Etikettendruckmschine, mit einer Vorrichtung zum Stanzen (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.