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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationsstanze mit einer Reinigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In Rotationsstanzen schneiden Stanzzylinder mit auf ihrer Zylinderfläche hervorstehend angebrachten Messern und ggf. Rillwerkzeugen das bogenförmige Stanzgut gegen einen mitlaufenden Gegenstanzzylinder. Um den Verschleiß der Stanzwerkzeuge zu reduzieren, ist der Gegenstanzzylinder mit einem wechselbaren Bezug aus Kunststoff ausgestattet. Dieser Gegenstanzbelag ist als Verschleißteil ausgelegt, der durch das Stanzen beschädigt wird.
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Um einen Gegenstanzbelag bei guter Stanzqualität länger nutzen zu können und Produktionsunterbrechungen zu reduzieren, schlägt
JP07256791 A eine in der Rotationsstanze angebrachte Schleifvorrichtung vor. Diese ist geeignet, den Gegenstanzbelag innerhalb der Rotationsstanze abzuschleifen und so eine funktionsfähige Oberfläche zu erzeugen. Dazu ist in etwa unterhalb des Gegenstanzzylinders eine Schleifwalze vorgesehen. Diese ist parallel zu dem Gegenstanzzylinder angeordnet und erstreckt sich über dessen komplette Breite.
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Zur Reinigung der Zylinderoberfläche ist eine Rundbürste vorgesehen. Diese ist ebenfalls parallel zu und in etwa unterhalb des Gegenstanzzylinders angebracht. Von dem Gegenstanzbelag abgelöste Verschmutzungen werden abgesaugt.
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Um einen geeigneten Achsabstand der Bürste zu dem Gegenstanzzylinder einzuhalten, ist es bekannt, dass die Rundbürste als Wechselteil ausgeführte Ringe aufweist, welche auf dem Gegenstanzbelag abrollen.Soll dieser Achsabstand verändert werden, um etwa die Anpresskraft der Borsten einzustellen, ist der Wechsel der Laufringe erforderlich. Das bedeutet immer einen Maschinenstillstand und Montageaufwand. Darüber hinaus können diejenigen Bereiche des Gegenstanzzylinders nicht durch die Bürste gereinigt werden, auf denen ihre Ringe laufen. Das führt zu Verschmutzungen auch von benachbarten Bereichen. Außerdem können Schleifablagerungen die Lauffläche der Ringe beeinträchtigen, was zu einem unruhigen Betrieb bis zu unerwünschten Veränderungen des Achsabstandes zwischen der Rundbürste und dem Gegenstanzzylinder führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Rotationsstanze mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Dazu weist die Rotationsstanze eine in einem Maschinengestell angeordnete Stanzvorrichtung aus einem Stanzzylinder und einem mit dem Stanzzylinder zusammenwirkenden Gegenstanzzylinder auf. Dem Gegenstanzzylinder zugeordnet ist eine in demselben Maschinengestell angeordnete Reinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung umfasst eine Rundbürste. Die Rundbürste ist geeignet, Partikel, insbesondere Staub und Stanzrückstände von der mit dem Stanzzylinder zusammenwirkenden Zylinderfläche des Gegenstanzzylinders zu entfernen. Dazu ist die Rundbürste im wesentlichen parallel zu dem Gegenstanzzylinder orientiert. Der Abstand der Drehachse der Rundbürste zu der Drehachse des Gegenstanzzylinders ist veränderbar.
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Um den Achsabstand zwischen der Rundbürste und dem Gegenstanzzylinder zu verändern ist eine Zustelleinrichtung vorgesehen. Diese Zustelleinrichtung wirkt auf die Rundbürste. Sie weist einen steuerbaren Antrieb auf.
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Vorzugsweise ist die Rundbürste durch Linearführungen relativ zu dem Gegenstanzzylinder verschiebbar in dem Maschinengestell aufgenommen. Die Linearführung ermöglicht auf besonders einfache Weise eine einfach abzubildenden lineare Übertragungsfunktion zwischen dem steuerbaren Antrieb und der Veränderung des Achsabstandes zwischen Rundbürste und Gegenstanzzylinder. In besonders vorteilhafter Weise sind die Linearführungen parallel zu der Strecke zwischen den Drehachsen von Rundbürste und Gegenstanzzylinder angeordnet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst der steuerbare Antrieb der Zustelleinrichtung einen oder mehrere pneumatische Hubzylinder. So kann die Konstruktion robust und preiswert gehalten werden.
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Vorzugsweise umfasst die den pneumatischen Hubzylinder versorgende Druckluftleitung einen steuerbaren Druckminderer. So kann auf besonders einfache und für das Bedienpersonal einfach nachvollziehbare Weise die zu ihrer Positionierung auf die Rundbürste wirkende Kraft vorgegeben werden.
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Vorteilhaft ist das Begrenzen des Abstandes zwischen den Drehachsen von der Rundbürste und dem Gegenstanzzylinder auf ein vorbestimmtes Mindestmaß. So können unbeabsichtigte Verspannungen oder gar Beschädigungen durch eine zu große Anpressung der Rundbürste an den Gegenstanzzylinder verhindert werden. Auf besonders einfache Weise ist dies durch eine oder mehrere Stützrollen der Rundbürste gegeben, welche auf einer zu der Drehachse des Gegenstanzzylinder konzentrischen Lauffläche des Gegenstanzzylinders abrollen.
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In einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist der die Stützrolle mit der Rundbürste verbindende Arm wenigstens in geringem Maße längenveränderbar gestaltet. Ein federndes Element hält ihn gegen die von dem Zustellantrieb aufgebrachte Kraft in einer vorgegebenen Länge. Aufgrund einer eindeutigen Weg-Kraft-Funktion des federnden Elementes kann so ein gewünschter Achsabstand der Rundbürste zu dem Gegenstanzzylinder kraftgesteuert eingehalten werden. Es können sowohl Einstellungen erreicht werden, bei denen die Borsten der Rundbürste durch den Kontakt mit dem Gegenstanzzylinder elastisch verformt werden, als auch solche, bei denen die Rundbürste zu dem Gegenstanzzylinder keinen Kontakt hat sondern einen einstellbaren Abstand einhält.
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Vorteilhaft ist eine Anordnung von Zustellantrieb, längenveränderbaren Arm und Stützrolle, durch die die von dem Zustellantrieb auf die Stützrolle aufgebrachte Kraft in radialer Richtung zu der Stützrolle wirkt.
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In vorteilhafter Weise ist die Längenveränderbarkeit des Arms durch eine in dem Arm integrierte zweite Linearführung gegeben.
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Anschließend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung einen Gegenstanzzylinder mit Reinigungsvorrichtung;
- 2 eine Zustelleinrichtung der Reinigungsvorrichtung;
- 3 ein Kraft-Weg-Diagramm der Zustelleinrichtung.
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Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Stanzvorrichtung einer Rotationsstanze weist einen angetriebenen Stanzzylinder 2 und einen mit diesem Stanzzylinder 2 zusammenwirkenden Gegenstanzzylinder 3 auf. Der Stanzzylinder 2 und der Gegenstanzzylinder 3 sind in einem gemeinsamen Maschinengestell 4 gelagert. Sie sind zueinander parallel angeordnet. Die Förderrichtung 1000 des Stanzgutes verläuft orthogonal zu der Ebene, welche von der Drehachse des Stanzzylinders 2 und der Drehachse 100 des Gegenstanzzylinders 3 gemeinsam aufgespannt wird.
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Der Stanzzylinder 2 und der Gegenstanzzylinder 3 sind derart zueinander angeordnet, dass bei ihrer Rotation die nicht in den Abbildungen dargestellten Messer des Stanzzylinders 2 die Oberfläche 201 des Gegenstanzzylinders 3 tangieren. Zur Einstellung des erforderlichen Achsabstandes ist es vorgesehen, dass der Gegenstanzzylinder 3 über zu der Gegenstanzfläche 201 exzentrisch angeordnete Wellenabsätze 24 in dem Maschinengestell 4 aufgenommen ist.
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Zur Verbesserung der Stanzqualität können die Messer des Stanzzylinders 2 geringfügig in die Oberfläche 201 des Gegenstanzzylinders 3 eintauchen. Um dabei die Messer nicht zu beschädigen, ist die Oberfläche 201 des Gegenstanzzylinders 3 aus einem weicheren Material gefertigt als die Messer. Die in 2 gezeigte Ausführung sieht einen wechselbaren Belag 22 des Gegenstanzzylinders 3 vor. Dieser bildet die komplette mit dem Stanzgut und den Messern des Stanzzylinders 2 in Kontakt kommende Fläche 201 des Gegenstanzzylinders 3.
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Abhängig von dem für den Gegenstanzbelag 22 gewählten Material, der Güte der Messer und der Anstellung des Gegenstanzzylinders 3 an den Stanzzylinder 2 können sich in dem Gegenstanzbelag 22 Abdrücke der Messer bilden. Diese entstehen durch plastische Verformung und/oder Materialabtrag. Trifft ein Messer auf eine solche Verformung, kann dies die Qualität der Stanzung beeinträchtigen. Um dem entgegenzuwirken können der Stanzzylinder 2 und der Gegenstanzzylinder 3 zueinander in axialer Richtung 305 verschoben werden. Dazu ist eine nicht dargestellte auf den Gegenstanzzylinder 3 wirkende Zustelleinrichtung bekannter Art vorgesehen. Außerdem ist in der Vorrichtung eine ebenfalls nicht dargestellte Schleifeinrichtung bekannter Art vorgesehen, welche bei Bedarf die beschädigte Oberfläche 201 des Gegenstanzzylinders 3 abträgt.
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Das Schleifen des Gegenstanzbelags 201 reduziert geringfügig den Durchmesser des Gegenstanzzylinders 3. Entsprechend wird der Achsabstand zwischen dem Stanzzylinder 2 und dem Gegenstanzzylinder 3 angepasst. Um ein gewünschtes Geschwindigkeitsverhältnis der Gegenstanzfläche 201 zu den Messern des Stanzzylinders 2 beibehalten zu können, ist ein separater steuerbarer Antrieb für den Gegenstanzzylinder 3 vorgesehen. Beispielhaft ist der Antrieb elektronisch steuerbar und mit einer nicht dargestellten Maschinensteuerung verbunden.
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Im regulären Betrieb und beim Schleifen des Gegenstanzbelages 22 entstehen Stanzrückstände und Stäube, die sich auf der Gegenstanzfläche 201 ablagern. Insbesondere wenn sie durch die beim Stanzen auftretenden Kräfte verdichtet werden, können sie die Stanzqualität beeinträchtigen. Außerdem können sie das Stanzgut verschmutzen.
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Daher ist eine in dem Maschinengestell 4 aufgenommene Reinigungsvorrichtung 1 vorgesehen. Eine Bürste der Reinigungsvorrichtung 1 entfernt Staub und weitere Partikel von der Gegenstanzfläche 201. Die Bürste ist als angetriebene Rundbürste 10 ausgeführt. Sie ist zu dem Gegenstanzzylinder 3 parallel angeordnet. In vorteilhafter aber nicht notwendiger Weise erstreckt sich die Rundbürste 10 über die gesamte nutzbare Breite des Gegenstanzzylinders 3.
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Die Reinigungsvorrichtung 1 umfasst einen separaten Antrieb 11 der Rundbürste 10. Der Antrieb 11 ist steuerbar. Vorzugsweise ist der Antrieb 11 elektronisch steuerbar und mit einer nicht dargestellten elektronischen Steuerung bekannter Art verbunden. Somit kann der Betrieb der Rundbürste 10, insbesondere das Bewegungsprofil ihrer Drehstellung durch Bedienpersonal über ein Human-Machine-Interface oder aber automatisiert, bspw. über Betriebszustände der Rotationsstanze gesteuert werden.
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Um unnötige Reibung und Verschleiß des Gegenstanzbelags 22 und der Rundbürste 10 bei Nicht-Betrieb der Reinigungsvorrichtung 1 zu vermeiden, ist eine Zustelleinrichtung 12 vorgesehen. Die Zustelleinrichtung 12 der Reinigungsvorrichtung 1 wirkt derart auf die Rundbürste 10, dass sie den Abstand 300 der Drehachse 200 der Rundbürste 10 zu der Drehachse 100 des Gegenstanzzylinders 3 verändert. Bei Nicht-Betrieb der Reinigungsvorrichtung 1 weist die Rundbürste 10 einen Abstand zu der Gegenstanzfläche 201 auf und berührt diese nicht.
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Dazu ist die Rundbürste 10 in dem Maschinengestell 4 bewegbar angeordnet. Es ist beidseitig der Rundbürste 10 eine Linearführung 14 vorgesehen, über welche die Rundbürste 10 in dem Maschinengestell 4 aufgenommen ist. Dabei ist die Führungsschiene jeweils über einen Halter 13 gestellfest angeordnet. Die Rundbürste 10 ist in den jeweiligen Führungswagen gelagert. Die Veränderung des Abstandes 302 der Drehachse 200 der Rundbürste 10 zu der Drehachse 100 des Gegenstanzzylinders 3 erfolgt über einen Stellantrieb der Reinigungsvorrichtung 1. Dazu ist beiden Führungsschienen jeweils ein pneumatischer Hubzylinder 15 zugeordnet. Die Hubzylinder 15 sind über ein vorgeschaltetes steuerbares Ventil betätigt. Das Ventil ist mit der elektronischen Steuerung der Vorrichtung verbunden.
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An den Führungswagen der Linearführungen 14 sind über einen Arm 16 Stützrollen 17 angebracht. Die Stützrollen 17 sind derart angeordnet, dass sie auf Laufflächen 202 des Gegenstanzzylinders 3 abwälzen können. Die Laufflächen 202 werden jeweils durch einen zu der Gegenstanzfläche 201 konzentrischen Wellenabsatz 25 gebildet. Das Abstützen der Rundbürste 10 gegen den Gegenstanzzylinder 3 begrenz eine Annäherung der Rundbürste 10 an den Gegenstanzzylinder 3. Die derart vorgegebene kleinstmögliche Annäherung wird aufgrund dieses Abstützens gegen den Gegenstanzzylinder 3 auch bei Verstellung des Gegenstanzzylinders 3 beibehalten. Für einen eindeutigen Betriebszustand der Reinigungsvorrichtung 1 sind die Hubzylinder 15 derart beschaltet, dass sich die Rundbürste 10 bei Betätigen der Reinigungsvorrichtung 1 permanent über den Arm 16 und die Stützrolle 17 gegen den Gegenstanzzylinder 3 stützt.
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Die Arme 16 ist jeweils über zweite Linearführungen 18 längenveränderbar gestaltet. Druckfedern 19 halten sie ausgezogen. Damit ergibt sich die Annäherung 302 der Rundbürste 10 an den Gegenstanzzylinder 3 wie in 3 dargestellt als Funktion 400 aus der Federkennlinie und der von den Hubzylindern 15 auf die Stützrollen 17 aufgebrachte Kraft 401. Damit kann der Abstand 300 zwischen der Drehachse 100 des Gegenstanzzylinders 3 und der Drehachse 200 der Rundbürste 10 über den an den Hubzylindern 15 anliegenden Druck gesteuert oder geregelt werden. Der Luftdruck wird durch einen in der Versorgungsleitung 21 der Hubzylinder 15 integrierten steuerbaren Druckminderer 20 eingestellt.
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Die beidseitigen Linearführungen 14 der Zustelleinrichtung 12 sind zueinander parallel angeordnet. Um die Steuerung des Abstandes 302 einfach zu halten, sind sie parallel zu der Strecke zwischen der Drehachse 100 des Gegenstanzzylinders 3 und der Drehachse 200 der Rundbürste 10 orientiert. Damit verläuft die Zustellrichtung 301 der Rundbürste 10 radial zu dem Gegenstanzzylinder 3. Eine geringfügige Abweichung davon ergibt sich durch die exzentrische Lagerung des Gegenstanzzylinders 3 in dem Maschinengestell 4 abhängig von der Drehstellung der Zylinderlagerung.
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Die in 2 angegebene Zustellrichtung 301 verläuft parallel zu der Förderrichtung 1000 des Stanzgutes. Abhängig von der Anordnung der Rundbürste 10 zu dem Gegenstanzzylinder 3 kann sich eine abweichende Orientierung ergeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reinigungsvorrichtung
- 2
- Stanzzylinder
- 3
- Gegenstanzzylinder
- 4
- Maschinengestell
- 10
- Rundbürste
- 11
- erster Antrieb, Bürste
- 12
- Zustelleinrichtung
- 13
- Halter
- 14
- erste Linearführung
- 15
- zweiter Antrieb, Zustelleinrichtung
- 16
- Arm
- 17
- Stützrolle
- 18
- zweite Linearführung, Stützrolle
- 19
- Druckfeder
- 20
- Druckminderer, steuerbar
- 21
- Druckluftleitung
- 22
- Gegenstanzbelag
- 24
- Wellenabsatz, exzentrisch
- 25
- Wellenabsatz, konzentrisch
- 100
- erste Drehachse, Gegenstanzzylinder
- 200
- zweite Drehachse, Bürste
- 201
- Gegenstanzfläche
- 202
- Lauffläche
- 300
- Abstand Zylinderachse zu Bürstenachse
- 301
- Zustellrichtung
- 302
- Annäherung Bürstenachse an Stützrolle
- 305
- axiale Zustellrichtung
- 400
- Kraft-Weg-Funktion
- 401
- Radialkraft, Stützrolle
- 1000
- Förderrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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