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Die Erfindung betrifft eine Rotationsmaschine mit einem Rotationszylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Rotationsstanzform für einen Rotationszylinder einer Rotationsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12, einen Befestigungsbügel für eine Rotationsstanzform nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Befestigungsbügels für eine Rotationsstanzform eines Rotationszylinders einer Rotationsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 24.
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Zur Fixierung von Rotationsstanzformen, zum Beispiel einer mit Werkzeugen bestückten Halbschale aus Holz als Rotationsstanzform, auf einem Rotationszylinder einer Rotationsmaschine werden regelmäßig stabartige Befestigungsbügel eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der
EP 0 384 161 A1 bekannt sind, wo sie als Ringe bezeichnet werden. Diese Befestigungsbügel werden in der Praxis im Druckgussverfahren aus Aluminium hergestellt, wobei in die Befestigungsbügel zum Beispiel Gewindemuttern eingegossen werden, in die wiederum Befestigungsschrauben zur Festlegung der jeweiligen Rotationsstanzform an den Befestigungsbügeln eingeschraubt werden können. Die Rotationsstanzform mit Befestigungsbügeln wird anschließend über ein Schnellverschlusssystem am Rotationszylinder festgelegt, wobei hier Verriegelungselemente in befestigungsbügelseitige Ausnehmungen eingreifen. Im befestigten Zustand sollen die Befestigungsbügel plan bzw. in einer Anlageverbindung auf dem Rotationszylinder aufliegen, um ein qualitativ hochwertiges Arbeiten mit der Rotationsstanzform zu ermöglichen. Das Eingießen der Gewindemuttern hat jedoch den Nachteil, dass hierdurch die Stabilität der Druckgussbügel herabgesetzt wird. Zudem besteht die Gefahr, dass die Gewindemuttern nach dem Gießen auf der dem Rotationszylinder zugewandten Unterseite aus dem Bügel hervorstehen und somit ein planes Aufliegen in einer Anlageverbindung auf dem Rotationszylinder verhindern. Andererseits können die Gewindemuttern gegebenenfalls im Rahmen des Druckgussverfahrens auch zu tief eingegossen sein, sodass ein Grat entstehen kann, der die Verschraubung ebenfalls erschwert. Dementsprechend müssen die Befestigungsbügel regelmäßig nachgearbeitet werden, was zum einen aufwändig und teuer ist und zum anderen auch oftmals zu ungleichmäßigen Änderungen an der Befestigungsbügelgeometrie führt, was sich wiederum nachteilig auf die Qualität des Rotationsstanzprozesses auswirken kann.
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Zudem besteht die Gefahr, dass die Gewindemuttern gegebenenfalls nicht positionsgenau eingegossen werden, sodass die Gewinde nicht gängig sind bzw. nicht greifen. Außerdem werden zur Herstellung der Befestigungsbügel spezielle, auf den jeweiligen Durchmesser der Rotationszylinder angepasste Druckgussformen benötigt, was ebenfalls sehr teuer und sehr aufwändig ist.
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Alternativ dazu ist es auch allgemein bekannt, die Gewinde spanend in das Druckgusswerkstück einzubringen, zum Beispiel spanend durch Gewindeschneiden. Auch hier ist die Genauigkeit und die Fertigkeit der Gewinde jedoch oftmals problematisch.
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Aus der
US 2007/0107578 A1 ist ein einstellbares Rotationswerkzeug bekannt, bei dem das Schneidwerkzeug mit einem nicht näher definierten Haltebügel festgelegt wird.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und Befestigungsbügel zur Verfügung zu stellen, die qualitativ hochwertig sowie vielfältig einsetzbar sind und dennoch einfach und preiswert in der Herstellung sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Rotationsmaschine mit einem Rotationszylinder vorgeschlagen, wobei wenigstens eine Rotationsstanzform vorgesehen ist, die mittels wenigstens eines, vorzugsweise stabartig ausgebildeten, Befestigungsbügels auf dem Rotationszylinder festgelegt ist. Dabei verläuft der wenigstens eine Befestigungsbügel im montierten Zustand der Rotationsstanzform in Umfangsrichtung und weist eine, vorzugsweise an die Kontur der Rotationsstanzform und/oder an die Kontur des Rotationszylinders angepasste, Kreisbogenform aufweist. Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Befestigungsbügel durch ein Druckumformteil oder durch einen Zuschnitt gebildet, vorzugsweise durch ein, in die Kreisbogenform umgeformtes, vorzugsweise gebogenes, Druckumformteil oder durch einen, in die Kreisbogenform umgeformten, vorzugsweise gebogenen, Zuschnitt gebildet.
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Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass die Fertigung der Befestigungsbügel hier nicht durch Urformen, insbesondere nicht gusstechnisch, sondern zum Beispiel lediglich durch Umformen bzw. Biegen von Druckumformteilen oder Zuschnitten erfolgt, so dass der Herstellaufwand für die Befestigungsbügel insgesamt deutlich reduziert ist.
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Die Verwendung von Druckumformteilen zur Herstellung von Befestigungsbügeln trägt vorteilhaft dazu bei, eine hochskalierbare Herstellung von Befestigungsbügeln zu realisieren, und zwar von einem Stück bis hin zu einer Massenfertigung. Das Gleiche gilt in analoger Weise für die durch Zuschnitte gebildeten Befestigungsbügel. Auf den Bau von speziellen, auf die Durchmesser angepassten Druckgussformen kann somit vorteilhaft verzichtet werden. Die Bearbeitung der Druckumformteile oder Zuschnitte, zum Beispiel das Einschneiden von Gewinde-Einschraublöchern, kann ganz oder auch zum Teil vor oder nach dem jeweiligen Umform- bzw. Biegeprozess erfolgen, zum Beispiel auf einfache Weise durch Fräsen, Bohren, Formen, Abkanten, Stanzen oder dergleichen.
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Besonders bevorzugt ist der wenigstens eine Befestigungsbügel ein durch Strangpressen hergestelltes Druckformteil (und damit Strangpressprofilteil) oder ein durch ein trennendes Fertigungsverfahren hergestellter Zuschnitt.
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Strangpressprofile im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Bauteile, die durch Strangpressen hergestellt werden. Das Strangpressen wiederum ist ein Umformverfahren, bei dem ein, in der Regel erwärmter Block, der von einem Aufnehmer (Rezipienten) umschlossen ist, mittels Pressstempel durch eine Formmatrize gedrückt wird. Dabei nimmt der austretende Strang die Form der Matrize an. Das Strangpressen ist ein Druckumformverfahren und gehört nach DIN 8583 zur Untergruppe Durchdrücken. Die eigentliche Umformung vom Pressblock zum Pressstrang erfolgt in einer, meist trichterförmigen, Umformzone vor der Matrize. Das Ausgangsmaterial sind in der Regel auf Warmumformungstemperatur erwärmte Voll- oder Hohlblöcke, wobei man beispielsweise für die Herstellung von Hohlprofilen Hohlblöcke verwendet. Beim Strangpressen unterscheidet man entweder, je nach der Art wie der Block im Rezipienten verschoben wird, zwischen dem direkten und dem indirekten Strangpressen oder, je nach dem beim Strangpressen entstehenden Produkt, zwischen Voll- und Hohl-Strangpressen. Die erfindungsgemäßen Befestigungsbügel können sowohl durch direktes als auch durch indirektes Strangpressen hergestellt werden, ebenso wie durch Voll- oder Hohl-Strangpressen.
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Zuschnitte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dagegen bevorzugt Bauteile, die durch ein trennendes Verfahren hergestellt werden, die dadurch charakterisiert sind, dass der Zusammenhalt des Materials im Rahmen der Bearbeitung vermindert wird. Alle schneidenden und spanenden Trennverfahren, die vor allem in der metall- als auch in der kunststoffverarbeitenden Industrie eingesetzt werden, gehören zu dieser Gruppe, wie zum Beispiel Fräsen, Sägen, Hobeln, Stanzen, Brennschneiden, Laserschneiden usw. Zuschnitte werden also zum Beispiel durch ein Ausschneiden aus einem zum Beispiel plattenförmigen Vollmaterial hergestellt, also zum Beispiel durch Ausschneiden aus einer Stahlplatte bzw. -platine oder durch Ausschneiden aus einer Leichtmetallplatte bzw. -platine, wie zum Beispiel einer Aluminiumplatte, oder durch Ausschneiden aus einer Kunststoffplatte. Alternativ dazu können Zuschnitte aber auch durch Ablängen (oder Abschneiden) von Stangenware hergestellt werden. Beispielsweise können die Zuschnitte durch Abschneiden bzw. Ablängen von Vollmaterialstangen, wie zum Beispiel durch Ablängen von Vollmaterial-Mehrkantstangen (zum Beispiel Vierkantstangen, Sechskantstangen, Flachstangen etc.), oder durch Ablängen von Rohren, zum Beispiel durch Ablängen von Mehrkantrohren (zum Beispiel Vierkantrohren, Rundrohren etc.), oder aber auch durch Ablängen von, insbesondere durch Strangpressen hergestellten, Profilstangen hergestellt werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Befestigungsbügel aus wenigstens einem Kunststoff und/oder aus wenigstens einem Metall hergestellt ist. Als Metall wird vorzugsweise wenigstens ein Leichtmetall eingesetzt, höchst bevorzugt Aluminium und/oder Magnesium. Stranggepresste Kunststoffprofile werden oftmals auch als Extrusionsprofile bezeichnet, wobei im vorliegenden Fall aus Gründen der Übersichtlichkeit und unabhängig von den Werkstoffen stets von einem Strangpressprofil gesprochen wird, also explizit auch beim Einsatz von Kunststoffmaterialien. Die Verwendung der oben genannten Materialien erlaubt einen gewichtsgünstigen und trotzdem stabilen Aufbau der Befestigungsbügel, die den hohen Anforderungen bezüglich der Verwendung in Rotationsmaschinen standhalten.
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Besonders bevorzugt ist der wenigstens eine Befestigungsbügel an einer, im montierten Zustand dem Rotationszylinder zugewandten Unterseite der Rotationsstanzform angeordnet, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass sich der wenigstens eine Befestigungsbügel im montierten Zustand in Umfangsrichtung gesehen wenigstens über einen Teilbereich der Rotationsstanzform und/oder des Rotationszylinders erstreckt. Dies ermöglicht sowohl eine vorteilhafte Befestigung der Befestigungsbügel an der Rotationsstanzform selbst als auch eine vorteilhafte Befestigung der Rotationsstanzform am Rotationszylinder der Rotationsmaschine.
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Der wenigstens eine Befestigungsbügel ist hierbei bevorzugt mittels wenigstens einer Schraubverbindung mit der Rotationsstanzform verbunden. Eine derartige Schraubverbindung ermöglicht eine funktionssichere Festlegung der Rotationsstanzform an dem Befestigungsbügel, die auch den, aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeiten des Rotationszylinders, auftretenden hohen Belastungen standhält. Alternativ oder zusätzlich wäre auch eine Befestigung mittels Niet- und/oder Klebeverbindungen möglich.
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Für eine besonders vorteilhafte und funktionssichere Befestigung ist zudem vorgesehen, dass der wenigstens eine Befestigungsbügel mittels mehrerer, in Bügellängsrichtung voneinander beabstandeter Schraubverbindungen und/oder Niet- und/oder Klebeverbindungen mit der Rotationsstanzform verbunden ist. Die wenigstens eine Schraubverbindung kann dabei durch ein bügelseitiges Einschraubloch mit Gewinde gebildet sein, in das eine Befestigungsschraube als weiterer Bestandteil der Schraubverbindung, durch die Rotationsstanzform hindurch und zur Festlegung derselben eingeschraubt ist. Als Befestigungsschraube eignen sich zum Beispiel Kopfschrauben, besonders bevorzugt Senkkopfschrauben, die dann vorteilhaft bündig und versenkt in der Plattenoberfläche der Rotationsstanzform einliegen.
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Die erfindungsgemäßen Befestigungsbügel können unterschiedlichste Querschnittsprofile aufweisen. Beispielsweise kann der wenigstens eine Befestigungsbügel im Querschnitt betrachtet ein Vollprofil oder ein Hohlprofil, zum Beispiel ein ringförmig geschlossenes Hohlprofil, aufweisen. Die Außenkontur des Befestigungsbügelprofils kann dabei grundsätzlich jede geeignete und gewünschte Geometrieform aufweisen, wobei eine rechteckige bzw. viereckige Außenkontur besonders einfach und vorteilhaft ist, zum Beispiel vorteilhaft im Hinblick auf eine plane Anlage an der Unterseite der Rotationsstanzform und/oder im Hinblick auf eine plane Anlage am Rotationszylinder.
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Der wenigstens eine Befestigungsbügel ist im montierten Zustand bevorzugt in einer Umfangsnut des Rotationszylinders aufgenommen, vorzugsweise in einer planen Anlageverbindung in einer Umfangsnut des Rotationszylinders aufgenommen, und dort mittels einer Haltevorrichtung lösbar festgelegt. Die Haltevorrichtung ist bevorzugt durch wenigstens eine seitliche Ausnehmung am Befestigungsbügel gebildet, in die im montierten Zustand ein mechanisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbares Verriegelungselement als rotationszylinderseitiger Bestandteil der Haltevorrichtung eingreift. Dadurch können Rotationsstanzformen auf besonders einfache Weise kraftschlüssig und schnell auf die Rotationszylinder aufgespannt werden. Als Rotationsstanzformen werden vorzugsweise mit den Werkzeugen bestückte Rotationsschalen aus Holz verwendet, besonders bevorzugt Rotationshalbschalen aus Holz. Die Umfangsnut ist vorzugsweise in Radialrichtung gesehen im Wesentlichen ganz umlaufend am Rotationszylinder angeordnet, so dass zum Beispiel zwei Halbschalen als Rotationsstanzformen mit ihren entsprechenden Befestigungsbügeln dort vorteilhaft aufgenommen werden können.
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Da die Rotationsstanzformen regelmäßig eine relativ große Längserstreckungsrichtung in Axialrichtung aufweisen, ist es für eine besonders funktionssichere Festlegung der Rotationsformen an dem Rotationszylinder vorteilhaft, wenn die Rotationsstanzform mehrere, in Axialrichtung des Rotationszylinders voneinander beabstandete Befestigungsbügel aufweist.
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Mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 12 wird ferner eine Rotationsstanzform für einen Rotationszylinder einer Rotationsmaschine beansprucht, die wenigstens einen, vorzugsweise stabartig ausgebildeten, Befestigungsbügel aufweist, der in Umfangsrichtung der Rotationsstanzform verläuft und eine, vorzugsweise an die Kontur der Rotationsstanzform angepasste, Kreisbogenform aufweist. Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Befestigungsbügel durch ein Druckumformteil oder durch einen Zuschnitt gebildet ist, vorzugsweise durch ein in die Kreisbogenform umgeformtes, vorzugsweise gebogenes, Druckumformteil oder durch einen, in die Kreisbogenform umgeformten, vorzugsweise gebogenen, Zuschnitt gebildet. Die sich hiermit ergebenden Vorteile wurden ebenso wie die Vorteile der darauf rückbezogenen Unteransprüche und die Definitionen der verwendeten Begrifflichkeiten bereits vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Rotationsmaschine ausführlich erläutert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
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Das Gleiche gilt für den mit dem unabhängigen Patentanspruch 20 beanspruchten, vorzugsweise stabartig ausgebildeten, Befestigungsbügel, der erfindungsgemäß durch ein Druckumformteil oder durch einen Zuschnitt gebildet ist, vorzugsweise durch ein in die Kreisbogenform umgeformtes, vorzugsweise gebogenes, Druckumformteil oder durch einen, in die Kreisbogenform umgeformten, vorzugsweise gebogenen, Zuschnitt gebildet ist.
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Ferner wird mit dem unabhängigen Anspruch 24 auch ein Verfahren zur Herstellung eines Befestigungsbügels für eine Rotationsstanzform eines Rotationszylinders einer Rotationsmaschine beansprucht, bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der, vorzugsweise stabartig ausgebildete, Befestigungsbügel durch ein Druckumformteil oder durch einen Zuschnitt gebildet ist, das bzw. der in eine definierte Kreisbogenform umgeformt, insbesondere gebogen, ist oder wird. Auch hier wird zur Vermeidung von Wiederholungen bezüglich der sich dadurch ergebenden Vorteile und bezüglich der in der Unteransprüchen beanspruchten Ausgestaltungen sowie bezüglich der Definitionen der verwendeten Begrifflichkeiten auf die zuvor gemachten Ausführungen zur Rotationsmaschine verwiesen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte, teilperspektivische Draufsicht auf einen Rotationszylinder einer Rotationsmaschine vor dem Aufsetzen einer, einen Befestigungsbügel aufweisenden Rotationsstanzform,
- 2 schematisch und perspektivisch eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Befestigungsbügels, und
- 3 schematisch eine Innenansicht einer beispielhaften Rotationsstanzform mit mehreren Befestigungsbügeln.
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In der 1 ist beispielhaft und schematisch eine teilperspektivische Draufsicht auf einen hier nur teilweise dargestellten Rotationszylinder 1 einer hier nicht weiter dargestellten Rotationsmaschine gezeigt, die eine in Umfangsrichtung u des Rotationszylinders 1 umlaufende Umfangsnut 2 aufweist, die einem Befestigungsbügel 4 einer Rotationsstanzform 3 zugeordnet ist, was nachstehend noch näher beschrieben wird.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Rotationsstanzform 3 beispielsweise um eine Holz-Halbschale, an deren dem Rotationszylinder 1 zugewandten Unterseite 5 mehrere, in Axialrichtung a voneinander beabstandete Befestigungsbügel 4 angeordnet sind, die jeweils einer in Umfangsrichtung u verlaufenden Umfangsnut 2 zugeordnet sind (siehe 3). In der 1 ist aus Übersichtlichkeitsgründen jeweils nur eine Umfangsnut 2 und ein dieser Umfangsnut 2 zugeordneter Befestigungsbügel 4 gezeigt.
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Auf der dem Rotationszylinder 1 abgewandten Oberseite 6 der Rotationsstanzform 3 können beispielsweise Werkzeuge 7 in an sich bekannter Weise angeordnet sein, zum Beispiel ein Stanzwerkzeug, um nur ein Beispiel zu nennen. Den Werkzeugen 7 sind hier lediglich beispielhaft Auswerfergummis 8 zugeordnet.
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Die Festlegung der Befestigungsbügel 4 an der Rotationsstanzform 3 erfolgt hier beispielhaft mittels mehrerer, in Bügellängsrichtung voneinander beabstandeter Schraubverbindungen 9, wobei, was insbesondere auch aus der Zusammenschau der 1 und 2 ersichtlich ist, jede der Schraubverbindungen 9 durch ein bügelseitiges Einschraubloch mit Gewinde 10 gebildet ist, in das eine Befestigungsschraube 11, zum Beispiel eine Kopfschraube, wie beispielsweise eine Senkkopfschraube, als weiterer Bestandteil der Schraubverbindung 9, durch die Rotationsstanzform 3 hindurch, eingeschraubt ist, um den Befestigungsbügel 4 fest mit der Rotationsstanzform 3 zu verbinden.
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Die Befestigungsbügel 4 sind zum Beispiel durch ein, in eine Kreisbogenform umgeformtes bzw. gebogenes, stabartiges Druckumformteil, vorzugsweise ein Strangpressprofil, beispielsweise aus Aluminium, gebildet, wobei die Umformung bzw. Biegung so erfolgt, dass die Kreisbogenform an die Kontur der Unterseite 5 der Rotationsstanzform 3 bzw. an die Kontur der Umfangsnut 2 des Rotationszylinders 1 angepasst ist. Damit ist sichergestellt, dass die Befestigungsbügel 4 bei der Festlegung der Rotationsstanzform 3 am Rotationszylinder 1 jeweils plan bzw. in einer Anlageverbindung in den jeweils zugeordneten Umfangsnuten 2 aufgenommen sind, und zwar bevorzugt dergestalt, dass auch die Rotationstanzform 3 selbst, wenigstens bereichsweise, plan bzw. in einer Anlageverbindung auf der Oberfläche des Rotationszylinders 1 aufliegt. Alternativ dazu kann der Befestigungsbügel aber auch durch einen, in die Kreisbogenform umgeformten bzw. gebogenen Zuschnitt aus zum Beispiel einer Aluminiumplatte oder durch einen von einer Aluminiumstange abgeschnittenen bzw. abgelängten Zuschnitt gebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Befestigungsbügel 4 lediglich beispielhaft einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Zudem können selbstverständlich auch andere Materialien verwendet werden als das hier lediglich beispielhaft verwendete Aluminium.
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Die Befestigungsbügel 4 werden mittels einer Haltevorrichtung 13 lösbar am Rotationszylinder 1 festgelegt. Hierzu ist am Befestigungsbügel 4 wenigstens eine seitliche Ausnehmung 14 vorgesehen, in die im montierten Zustand ein mechanisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbares Verriegelungselement 15 als rotationszylinderseitiger Bestandteil der Haltevorrichtung 13 konturangepasst bzw. formschlüssig eingreift. Die Verlagerung des Verriegelungselementes 15 ist hier durch den Doppelpfeil 16 schematisch dargestellt.
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Bevorzugt finden sich am Befestigungsbügel 4, wie dies schematisch und beispielhaft aus der 2 ersichtlich ist, mehrere voneinander in Bügellängsrichtung beabstandete Ausnehmungen 14, denen dann entsprechende Haltevorrichtungen 13 zugeordnet sind.
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Wie dies aus der 2 ohne weiteres ersichtlich ist, können die Einschraublöcher mit Gewinde 10 auf einfache Weise in den durch ein Druckumformteil, zum Beispiel ein Strangpressprofil, oder durch einen Zuschnitt ausgebildeten Befestigungsbügel 4 eingebracht werden, und zwar entweder bevor oder nach dem dieser in die gewünschte Kreisbogenform umgeformt bzw. gebogen worden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotationszylinder
- 2
- Umfangsnut
- 3
- Rotationsstanzform
- 4
- Befestigungsbügel
- 5
- Unterseite
- 6
- Oberseite
- 7
- Werkzeuge
- 8
- Auswerfergummi
- 9
- Schraubverbindungen
- 10
- Einschraubloch mit Gewinde
- 11
- Befestigungsschraube
- 12
- Pfeile
- 13
- Haltevorrichtung
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Verriegelungselement
- 16
- Doppelpfeil
