DE102022111895A1

DE102022111895A1 - Vorrichtung zum Stanzen eines geförderten Flächenelementes

Info

Publication number: DE102022111895A1
Application number: DE102022111895.9A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Joerg von Seggern Maschinenbau GmbH
Current assignee: Joerg von Seggern Maschinenbau GmbH
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-11-16
Also published as: EP4275850A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Stanzen eines geförderten Flächenelementes, insbesondere zum Stanzen eines Bandes mit insbesondere durch Tiefziehen in diesem Band eingeformten Behältern, umfassend wenigstens ein Stanzoberwerkzeug und umfassend zumindest ein Stanzunterwerkzeug, die zum Ausführen der Stanzung gegeneinander bewegbar sind, ist vorgesehen, dass zumindest eine Bewegungseinrichtung für ein Stanzwerkzeug zumindest eine etwa quer zur Förderrichtung des Flächenelementes und quer zur Bewegungsrichtung des Stanzwerkzeuges liegende Kurbelwelle hat, an der Pleuelelemente angelenkt sind, deren von der Kurbelwelle abgewandte Enden an dem Stanzwerkzeug angelenkt sind.Eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ermöglicht ein Stanzen mit hohen Kräften ohne das Auftreten von Biegungen in den beteiligten Werkzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen eines geförderten Flächenelementes, insbesondere zum Stanzen eines Bandes mit insbesondere durch Tiefziehen in diesem Band eingeformten Behältern, umfassend wenigstens ein Stanzoberwerkzeug und umfassend zumindest ein Stanzunterwerkzeug, die zum Ausführen der Stanzung gegeneinander bewegbar sind.
Innerhalb geförderter Flächenelemente, insbesondere innerhalb geförderter Bänder aus Folien, werden Behälter regelmäßig in Schalenform angeordnet. Das Anordnen der Schalen erfolgt regelmäßig durch Tiefziehen der Folie. Es sind dafür Behandlungsstraßen bekannt, in denen ein Band nach Tiefziehen der Behälter weitertransportiert wird. Die Behälter sind in bestimmten Bereichen des Bandes angeordnet, sie können nachfolgend befüllt und anschließend beispielsweise durch Aufsiegeln einer Folie verschlossen werden. Anschließend sind die in das Band eingeformten Behälter zu vereinzeln, dazu sind sie in Längsrichtung des Bandes und in Querrichtung zur Bandförderrichtung voneinander zu trennen. Dieses Trennen erfolgt mit gattungsgemäßen Vorrichtungen.
Ein Band, in das durch Tiefziehen Behälter eingeformt werden, hat eine Stärke von beispielsweise 1 Millimeter. Regelmäßig ist es aus einem Kunststoff ausgebildet.
Ein derartiges Material zu stanzen, erfordert hohe Kräfte. So ist beispielsweise in der DE 10 2015 211 622 A1 ein Servoantrieb vorgeschlagen worden, der einen Servomotor mit Riemengetriebe und Spindel umfasst. Mit einem derartigen Servoantrieb wird ein Stanzunterwerkzeug angehoben, um es zum Ausführen der Stanzung gegen das Stanzoberwerkzeug zu führen.
Bei der Stanzung derartiger Bänder sind hohe Kräfte aufzubringen, es ist zudem zu verhindern, dass eine Durchbiegung der an der Stanzung beteiligten Werkzeuge eintritt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Stanzen der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit dem ein Stanzen mit hohen Kräften ohne das Auftreten von Biegungen in den beteiligten Werkzeugen möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine Bewegungseinrichtung für ein Stanzwerkzeug zumindest eine etwa quer zur Förderrichtung des Flächenelementes und quer zur Bewegungsrichtung des Stanzwerkzeuges liegende Kurbelwelle hat, an der Pleuelelemente angelenkt sind, deren von der Kurbelwelle abgewandte Enden an dem Stanzwerkzeug angelenkt sind.
Für den Antrieb zumindest eines Werkzeuges für die Stanzung des Flächenelementes wird nach der Erfindung eine Kurbelwelle vorgeschlagen. Eine Kurbelwelle kann zunächst einmal massiv ausgebildet werden, sodass sie hohe Kräfte aufnehmen kann. Sie kann mehrfach gelagert sein, um ein Durchbiegen zu verhindern. Nach der Erfindung ist die Kurbelwelle quer zur Förderrichtung des Flächenelementes und auch quer zur Bewegungsrichtung des Werkzeuges angeordnet. Daraus folgt, dass sich die Kurbelwelle beispielsweise über die gesamte Breite des geförderten Bandes erstrecken kann und somit ein an das Band anzunäherndes Stanzwerkzeug über die gesamte Breite des Bandes unterstützen kann. Das wirkt einer Durchbiegung des Werkzeuges aufgrund der hohen Kräfte entgegen.
Diese Unterstützung des Werkzeuges erfolgt durch die vorgesehenen Pleuelelemente. Es sind mehrere Pleuelelemente vorgesehen, sie sind über die Längserstreckung der Kurbelwelle verteilt. Die Pleuelelemente sind zum einen an der Kurbelwelle und zum anderen an dem Werkzeug angelenkt, sodass von der Kurbelwelle ausgehende Kräfte während einer Drehung der Kurbelwelle auf das Werkzeug übertragen werden können.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stanzwerkzeug in einem Ständerwerk verschieblich geführt ist. Das Stanzwerkzeug ist in Schiebeführungen gehalten, die Bauteile des Ständerwerkes sind, sodass das Stanzwerkzeug in dem Ständerwerk beispielsweise nach oben und nach unten verschieblich geführt ist.
Konkret kann vorgesehen sein, dass das Stanzunterwerkzeug an einer Führung im Ständerwerk aufgenommen ist und dass die Pleuelelemente an dieser Führung angelenkt sind. Für das Stanzunterwerkzeug ist nach dieser Weiterbildung eine Führung vorgesehen, die im Ständerwerk verschieblich aufgenommen ist. Das Stanzunterwerkzeug ist an dieser Führung angeordnet, es steht beispielsweise auf dieser Führung auf. Die Pleuelelemente sind an der Führung angelenkt und somit im Bereich des Stanzunterwerkzeuges angelenkt. Kräfte werden von den Pleuelelementen auf die Führung und somit auch auf das an der Führung aufgenommene Stanzunterwerkzeug gebracht.
Die Kurbelwelle hat Kurbelabschnitte, vorzugsweise sind die Pleuelelemente an diesen Kurbelabschnitten angelenkt. Eine Drehung der Kurbelwelle kann aufgrund der Kurbelausbildungen und aufgrund der Anlenkung der Pleuel in eine translatorische Bewegung des Werkzeuges umgesetzt werden, da die Drehbewegung der Kurbel über die Pleuel auf das Werkzeug übertragen und dieses in seiner verschieblichen Führung im Ständerwerk translatorisch bewegt wird.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass einander benachbarte Kurbelabschnitte auf dem Umfang der Kurbelwelle einen Versatz zueinander aufweisen. Einander benachbarte Kurbelabschnitte können in einer Linie auf dem Umfang der Kurbelwelle angeordnet sein. Wenn, wie nach dieser Weiterbildung vorgeschlagen, einander benachbarte Kurbelabschnitte auf dem Umfang der Kurbelwelle einen Versatz zueinander haben, dann ist eine definierte Krafteintragung über die Pleuelelemente in das Werkzeug, beispielsweise das Unterwerkzeug, möglich. So kann vorgesehen sein, dass zunächst eine Kraft in ein Ende des Werkzeuges eingebracht wird und nachfolgend Kräfte erst in andere Abschnitte entlang der Längserstreckung des Werkzeuges in dieses eingebracht werden. Dadurch können Kraftspitzen auf bestimmte Bereiche des Werkzeuges gelegt werden, mit der Folge, dass es zu einem Kraftabrolleffekt und somit zu einem aktiven Schnitteffekt kommt.
Das Stanzwerkzeug kann im Stanzbereich eine Oberleiste aufweisen. Diese Oberleiste ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, sie deckt den gesamten Stanzbereich ab. Dabei ist die Oberleiste vorzugsweise gehärtet und biegsam, so dass über den Stanzbereich kein Versatz auftritt.
Der Kurbelwelle ist nach einer Weiterbildung zumindest ein Antrieb zugeordnet, beispielsweise ein Elektromotor.
Beide Stanzwerkzeuge sind vorzugsweise in dem Ständerwerk höhenveränderbar gehalten. Wenn die Kurbelwelle dem Stanzunterwerkzeug zugeordnet ist, dann kann gleichwohl auch das Stanzoberwerkzeug im Ständerwerk höhenveränderbar gehalten sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

1: eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Fördern eines Flächenelementes und zum Einformen von Behältern, Versiegeln der Behälter und Abtrennen der Behälter voneinander;
2: eine perspektivische Teilansicht der zu trennenden Behälter;
3 bis 5: perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Stanzen des Flächenelementes während eines Stanzvorgangs; und
6 und 7: perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer abweichenden Ausführungsform.

Die Vorrichtung in 1 hat ein Maschinengestell 1, das mehrere Arbeitsstationen trägt. Mit 2 ist eine Tiefziehstation bezeichnet. In dieser werden in ein von einer Rolle 3 abgerolltes Flächenelement 4, insbesondere ein Folienband, Behälter 5 eingeformt. Das Flächenelement 4 wird nach dem Einformen der Behälter 5 entlang Pfeil 6 weitertransportiert, beispielsweise mit Gegenständen gefüllt und zu einer Siegelstation 6 geführt. Die Behälter 5 werden in dieser Siegelstation 26 mit einer Siegelfolie 7 verschlossen.
Anschließend werden die Behälter 5 zu einer Schneidestation 8 transportiert. In dieser Schneidestation 8 werden die Behälter 5 mit einem rotierenden Messer 9 parallel zur Förderrichtung des Flächenelementes 4 geschnitten. Das Schneiden quer zur Förderrichtung des Flächenelementes 4 erfolgt mit einer Stanzvorrichtung 10.
2 zeigt ein Bauteil der Stanzvorrichtung 10, nämlich ein Bauteil des Stanzoberwerkzeuges 11. Dieses erstreckt sich über die gesamte Breite des Flächenelementes 4, das zu seinem Transport an seinen Längsrändern in Ketten 12 gehalten ist. Die in 2 gezeigten Behälter 5 sind quer zur Förderrichtung (Pfeil 6) des Flächenelementes 4 mit der Stanzvorrichtung 10 voneinander zu trennen. Das Stanzen erfolgt entlang einer Linie 13.
3 bis 5 zeigen die Stanzvorrichtung 10 während eines Stanzvorgangs. Gestanzt wird ein Flächenelement 4, das der Stanzvorrichtung 10 entlang der mit Pfeil 6 gekennzeichneten Förderrichtung zugeführt wird. Das in 2 bis 5 gezeigte Stanzoberwerkzeug 11 ist in einem Ständerwerk 14 aufgenommen. Weiter in dem Ständerwerk 14 ist auch ein Stanzunterwerkzeug 15 aufgenommen. 3 zeigt die unterste, 4 eine mittlere und 5 die oberste Stellung des Stanzunterwerkzeuges 15.
Für dieses Stanzunterwerkzeug 15 ist ein Hubantrieb vorgesehen, der eine Kurbelwelle 16 umfasst. Die Kurbelwelle 16 ist quer zur Förderrichtung (Pfeil 6) des Flächenelementes 4 ausgerichtet. Das Flächenelement 4 wird zwischen Stanzunterwerkzeug 15 und Stanzoberwerkzeug 11 hindurchgeführt. Die Kurbelwelle 16 hat Kurbelabschnitte 17, an denen Pleuelelemente 18 angelenkt sind. Für das Stanzunterwerkzeug 15 sind Führungen 19 vorgesehen, die an dem Ständerwerk 14 verschieblich gehalten sind. Beide Führungen 19 sind mit einem Profilelement 27 miteinander verbunden. Die Pleuelelemente 18 sind an dem Profilelement 27 angelenkt, das in 3 bis 5 zudem das Stanzunterwerkzeug 15 trägt.
Ein abweichendes Ausführungsbeispiel ist in 6 und 7 gezeigt. Hier ist ein mittlerer Kurbelabschnitt 17 gegenüber den beiden anderen Kurbelabschnitten 17 auf dem Umfang der Kurbelwelle versetzt angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass das mittlere Pleuelelement 18 gegenüber den beiden anderen Pleuelelementen 18 an den Außenseiten einen Vorlauf oder Nachlauf hat. Bei einem Vorlauf kann das mittlere Pleuelelement 18 über einen Totpunkt geführt werden, wie in 6 gezeigt.
In 6 ist die Kurbelwelle 16 durch den Antrieb 20 gedreht worden, etwa um 90° einer 4 entsprechenden Ausgangsstellung. Die Bewegung der Kurbelwelle 16 und der Kurbelabschnitte 17 ist in eine Bewegung der Pleuelstangen 18 umgesetzt worden mit der Folge, dass die Führungen 19 mit dem Profilelement 27 auf dem Ständerwerk 14 verschoben wurden und dadurch das Stanzunterwerkzeug 15 in Richtung Stanzoberwerkzeug 11 geführt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel in den 6 und 7 ist das Profilelement 27 nicht einstückig ausgebildet. Es hat einen mittleren Abschnitt 27`, der in 6 mit dem Pleuelelement 18 ein Stück weit aus der Längserstreckung des Profilelementes 27 herausgehoben wurde. Diese angehobene Position des Profilelementes 27` wird auf das Unterwerkzeug 15 übertragen. Dazu ist das Unterwerkzeug 15 über Stifte 28 mit einer an das Profilelement 27 angesetzten Konsole 29 verbunden. Auch die Konsole 29 ist in Abschnitte unterteilt, der in 6 mittlere Abschnitt kann mit dem Profilelementabschnitt 27 angehoben werden.
7 zeigt dann, dass die Konsole 29 eng an das Unterwerkzeug 15 angelegt ist. 7 zeigt die Stanzstellung, die Pleuelelemente 18 sind mit der Kurbelwelle 16 entsprechend angehoben worden. Die Konsole 29 trägt noch eine Anschlagsplatte 30 für das auswechselbare Ansetzen des Unterwerkzeuges 15.
Das Stanzunterwerkzeug weist an seiner Oberseite noch eine gehärtete Oberleiste 21 auf. Diese Oberleiste 21 ist einstückig und durchgängig, darüber hinaus aber biegsam ausgebildet.
Die Oberleiste 21 ist an das Oberstanzwerkzeug 11 angelegt. Sie kann durch ein Durchbiegen aufnehmen, dass das mittlere Pleuelelement 18 etwas höher steht als die äußeren Pleuelelemente 18. Auf diese Weise beginnt in der Mitte der Erstreckung des Stanzunterwerkzeuges 15 der Schneidevorgang, er wird nachfolgend nach außen geführt. Wenn das mittlere Pleuelelement 18 durch einen Versatz des Kurbelabschnitts 17 nachlaufend zu den beiden anderen Kurbelabschnitten ausgebildet ist, dann steht das mittlere Pleuelelement 18 weniger weit nach oben vor als die äußeren Pleuelelemente 18. In diesem Falle würde in den äußeren Bereichen des Flächenelementes 4 zuerst geschnitten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015211622 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Stanzen eines geförderten Flächenelementes, insbesondere zum Stanzen eines Bandes mit insbesondere durch Tiefziehen in diesem Band eingeformten Behältern, umfassend wenigstens ein Stanzoberwerkzeug und umfassend zumindest ein Stanzunterwerkzeug, die zum Ausführen der Stanzung gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bewegungseinrichtung für ein Stanzwerkzeug zumindest eine etwa quer zur Förderrichtung des Flächenelementes (4) und quer zur Bewegungsrichtung des Stanzwerkzeuges liegende Kurbelwelle (16) hat, an der Pleuelelemente (18) angelenkt sind, deren von der Kurbelwelle (16) abgewandte Enden an dem Stanzwerkzeug angelenkt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug in einem Ständerwerk (14) verschieblich geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzunterwerkzeug (15) an einer Führung (19) im Ständerwerk (14) aufgenommen ist und dass die Pleuelelemente (18) an dieser Führung (19) angelenkt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (16) Kurbelabschnitte (17) hat und dass die Pleuelelemente (18) an diesen Kurbelabschnitten (17) angelenkt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einander benachbarte Kurbelabschnitte (17) auf dem Umfang der Kurbelwelle (16) einen Versatz zueinander aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwelle (16) zumindest ein Antrieb (20) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzoberwerkzeug (11) in dem Ständerwerk (14) höhenveränderbar gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug im Stanzbereich eine Oberleiste (21) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberleiste (21) gehärtet und biegsam ist.