DE19521604C1 - Vorrichtung zum Verstellen von Messern einer Mehrfachstanzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Messern einer Mehrfachstanzvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von insbesondere Kunststoffbehäl­ tern für die Aufnahme von Milchprodukten, wie z. B. Joghurt, werden in zunehmendem Maße Stanzwerkzeuge benötigt, die die Behälter aus einer Folienbahn ausstanzen. Aus wirtschaftli­ chen und abfalltechnischen Gründen werden die Folienbahnen immer breiter, so daß die Anzahl der Behälter, die bei einem Takt ausgestanzt werden, immer größer wird. Dabei werden nicht nur einzelne Behälter ausgestanzt, sondern in zuneh­ mendem Maße auch Mehrfachbehälter verschiedener Fachigkeit, die dann bei Bedarf vom Kunden (Endverbraucher) in einzelne Packungen durch Abbrechen an vorbestimmten Perforationen getrennt werden. Die Mehrfachpackungen können je nach Abmes­ sung des Behälters in der Fachigkeit von Zwei-, Vier-, Sechs-, Acht-, Zehn-, Zwölffach-Packungen usw. gestanzt wer­ den. Die Anzahl der Behälter pro Packung kann ständig wech­ seln, so daß es zweckmäßig wäre, in den Stanzwerkzeugen eine Möglichkeit zur leichten, möglichst automatischen Verstel­ lung der Messer vom Vorgang Schneiden auf Vorgang Kerben (Perforieren) zu ermöglichen. Die Messer im Stanzwerkzeug werden zum Trennen (Ausschneiden) der Behälter bei zugefah­ renem Werkzeug so weit in die Folie eintauchen, daß zur Schnittplatte ein Luftspalt von ca. 1/100 mm verbleibt. Zum Kerben (Perforieren) der Behälter müssen dagegen die Messer so weit zurückgezogen werden, daß sie je nach Folienart nur ca. 2/3 bis 3/4 mm der Folienstärke in die Folie eintauchen.

Bei evtl. sich ändernder Zusammensetzung des Behälter­ materials oder sich ändernder Temperatur der Folie kann es notwendig werden, die Eintauchtiefe der Messer in die Folie zu verstellen. Da diese Verstellung bisher nur mit großem Aufwand möglich war, wurde sie so lange vernachlässigt, bis die Qualität des Produktes zu einer Verstellung zwang. Durch die zeitaufwendige Verstellung mußte die gesamte Produk­ tionsanlage angehalten werden. Da bei erneutem Produktions­ gewinn zunächst die Anlage sterilisiert und auch einige an­ dere energieaufwendige Arbeiten erledigt werden mußten, wa­ ren bei einer Umstellung oder Änderung der Folie die Kosten so hoch, daß nach Möglichkeit nichts verstellt wurde mit dem Nachteil, daß selten mit dem optimalen Materialeinsatz ge­ fahren wurde.

Da es möglich ist, in einer Produktionsanlage von der Füllmenge her verschieden große Behälter zu produzieren, ist es sinnvoll, auch die eingesetzte Foliendicke der Behälter­ größe anzupassen. Dies war bisher nicht möglich, da das Um­ stellen der Stanzwerkzeuge auf verschieden dicke Folien nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand zu bewerkstelligen war.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszu­ bilden, daß die Messer auf einfache Art und Weise verstell­ bar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, auf einfache Art und Weise die Messer zwischen der Stellung Schneiden und der Stellung Kerben zu verstellen. Dies wie­ derum ermöglicht die leichte Anpassung an unterschiedlichste Parameter, beispielsweise an unterschiedliche Foliendicken. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann der anfallende Abfall erheblich reduziert werden. Die erzeugte Abfallmenge in der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt z. B. bei einer 48-fach-Stanzvorrichtung je nach Abmessung der Behälter bei maximal 5% der eingesetzten Rohmaterialmenge.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 einen Teil einer Mehrfachstanzvorrich­ tung im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Mehrfachstanz­ vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsformen von Verstellvor­ richtungen für Mehrfachstanzvorrichtun­ gen nach den Fig. 1 und 2 im Schnitt.

Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung zeigt einen Teil einer Mehrfachstanzvor­ richtung 2, die mehrere Messer 4 aufweist, welche jeweils in einem Messerträger 6 von unten eingesetzt sind und mit Hilfe einer Inbusschraube 8, die durch eine im Messerträger 6 aus­ gebildete Bohrung hindurchgeführt und in das Messer einge­ schraubt ist, und einer Federeinrichtung 10, die zwischen dem Messerträger 6 und dem Kopf 12 der Inbusschraube 8 an­ geordnet ist, in einer Ausgangslage (Messer als Kerbmesser) gehalten wird. Mit Hilfe der Inbusschraube 8 ist die Vor­ spannung der Federeinrichtung 10 einstellbar.

Mit Hilfe zweier, in Gewindebohrungen des Messerträgers 6 angeordneter Druckschrauben 14 und zugeordneter Kontermut­ tern 16 ist jedes Messer hinsichtlich seiner Eintauchtiefe einstellbar, wobei die Einstellung gegen die Kraft bzw. Vor­ spannung der Federeinrichtung 10 erfolgt und die Einstellung so weit erfolgen kann, daß ein zum Stanzwerkzeug gehörendes Nullmaß, bei dem die Messer als Trennmesser eingestellt sind, einstellbar ist.

Mit dem Bezugszeichen 18 (vgl. Fig. 1) ist eine Unter­ legscheibe bezeichnet.

Der Messerträger 6 wird mit Hilfe zweier Befestigungs­ schrauben 19, 20 unter ein Druckstück 22 geschraubt. Im Druckstück 22 sind Sacklöcher 24 und 26 für die Inbusschrau­ be 8 und die Druckschrauben 14 ausgebildet. Das Druckstück 22 ist in einer Stempelhalteplatte 28 spiel frei verschiebbar angeordnet und wird mit Hilfe von Federorganen 30, die zwi­ schen der Stempelhalteplatte 28 und einem Ringflansch 32 des Druckstückes 22 angeordnet sind, entgegen der Zustellrich­ tung des Messers (in der Zeichnung nach oben) gegen eine Kopfplatte 34 gedrückt. Dadurch kann ein evtl. Spiel zwi­ schen den Bauteilen der Vorrichtung kompensiert werden.

Die Messer 4 mit ihren Messerträgern 6 sind zwischen Sternstempeln 36 geführt, vgl. Fig. 1 und 2. Dadurch liegt die Trennlinie genau mittig zwischen den höchsten Stellen der Sternstempel, wodurch ein Versatz oder Überschnitt ver­ mieden ist.

In der Kopfplatte 34 sind Stellglieder 38, beispiels­ weise in Form einer Gewindespindel 40 (Fig. 3) oder einer Kurvenscheibe 42 (Fig. 4) angeordnet, die in Wirkverbindung mit dem Druckstück 22 stehen. Das Druckstück 22 ist mit Hil­ fe dieser Stellglieder zwischen einer unteren Stellung, in der die Messer als Trennmesser wirken, und einer oberen Stellung, in der die Messer als Kerbmesser wirken, verstell­ bar. Die Verstellung erfolgt automatisch innerhalb der nor­ malen produktionsbedingten Stillstandszeiten der Stanzvor­ richtung und wird von der Maschinensteuerung ausgelöst. Da­ durch werden die Stillstandszeiten minimiert.

Die Gewindespindel 40 (Fig. 3) kann mit Hilfe eines Motors 44, beispielsweise eines Elektromotors, Luft- oder Hydraulikmotors, angetrieben werden. Die Verstellung wird mit Hilfe elektrischer oder mechanischer Wegmeßvorrichtungen 46 und/oder Winkelmeßvorrichtungen 48 gemessen und überwacht und mit Hilfe einer geeigneten Steuereinrichtung (nicht dar­ gestellt) eingestellt.

Das Gewinde der Gewindespindel ist vorzugsweise selbst­ hemmend ausgebildet, so daß zusätzliche Maßnahmen zur Klem­ mung und Arretierung der Gewindespindel oder des Druckstük­ kes in der jeweiligen Verstellage nicht erforderlich sind.

Bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann jedes Mes­ ser unabhängig von dem nächsten Messer voreingestellt und eingestellt werden. In der Stanzvorrichtung kann somit jede beliebige Fachigkeit der Packungen oder jede beliebige Ein­ tauchtiefe in die Folie per Maschinensteuerung eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bestehen die Stell­ glieder aus den schon erwähnten Kurvenscheiben 42, die auf einer oberhalb der Druckstücke 22 in der Kopfplatte 34 an­ geordneten, durchgehenden Welle 50 angeordnet sind. Diese Kurvenscheiben 42 sind zur Welle hin durch eine Nut/Paßfe­ der-Einrichtung 52 gegen Verdrehen gesichert.

Die Kurvenscheibe 42 ist so ausgebildet, daß die Boh­ rung für die Welle 50 mittig zum maximalen Außendurchmesser D liegt. Die Kurvenscheibe ist so ausgebildet, daß der Au­ ßenradius R gleich ist über einen Winkel von mindestens 180°, beispielsweise 210°, vgl. Kurvenpfeil 54. Dadurch ist gewährleistet, daß in der in der Fig. 4 gezeigten Ruhestel­ lung die Kurvenscheibe mittig über der Antriebswelle liegt.

Im restlichen Winkel- bzw. Kurvenbereich 53, beispiels­ weise 150°, vgl. Kurvenpfeil 55, wenn man für den Winkelbe­ reich 54 mit konstantem Außenradius 210° annimmt, verringert sich der Radius in Schritten, beispielsweise in zehn Schrit­ ten 57 von jeweils 15°, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Es kann auch eine stetige Verringerung des Radius über den Winkelbereich 53 vorgesehen sein.

Wenn sich nun die Kurvenscheibe 42 im Uhrzeigersinn schrittweise, im vorliegenden Beispiel in Schritten von 15° dreht, bleibt die Kurvenscheibe mit ihrer oberen Kante immer in Kontakt mit der Kopfplatte 34, solange der Außenradius R sich nicht ändert. An der unteren Seite, die am Druckstück 22 anliegt, wird die angeschliffene Kurve, die sich im vor­ liegenden Beispiel vorzugsweise aus einzelnen Geraden 56 zusammensetzt, wirksam, so daß das Druckstück 22 jeweils um den verringerten Betrag des Radius sich schrittweise nach oben bewegen kann. Da die Krafteinwirkung immer von unten über das Druckstück nach oben gerichtet ist, wird die Welle der Kurvenscheibe nicht belastet, da die Kraft stets in Richtung des Durchmessers wirkt. Über den Drehwinkel der Kurvenscheibe läßt sich das Messer somit schrittweise, im vorliegenden Beispiel in 10 Schritten, von Schneiden auf Kerben (Perforieren) verstellen. Außerdem ist bei sich än­ dernden Folienstärken über diese schrittweise Verstellmög­ lichkeit eine fest vorgebbare Feinjustierung möglich.

Die Welle der Kurvenscheibe kann beispielsweise über ein pneumatisches Schwenkgetriebe oder mit Hilfe elektri­ scher Motoren angetrieben werden. Dabei wird der Drehwinkel mit Hilfe einer Winkelmeßvorrichtung gemessen und in der schon im Zusammenhang mit Fig. 3 erwähnten Steuerung ausge­ wertet zur Einstellung und Verstellung eines korrekten Dreh­ winkels und damit der zugeordneten Messerstellung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 können entsprechend vorher festgelegter Fachigkeiten der Packungen mehrere Mes­ ser zu Gruppen zusammengefaßt werden, wobei einige Messer­ gruppen feststehend, d. h. entweder als Trenn- oder Kerbmes­ ser eingestellt sein können, und andere Messer verstellbar ausgebildet sein können. Die feststehenden Messer sind je­ weils unter die jeweiligen Druckstücke geschraubt, welche hierbei keine Verstellmöglichkeiten besitzen.

Die verstellbaren Messer, die von Schneiden auf Kerben oder umgekehrt verstellt werden sollen, werden unter die mit der Kurvenscheibe 42 in Wirkverbindung stehenden Druckstücke geschraubt.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Verstellen von Messern einer Mehrfach­ stanzvorrichtung zum Stanzen von Einfach- und Mehrfachbehäl­ tern, bei der die Messer voreinstellbar ausgebildet und in Messerhalterungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mit wenigstens einer verstellbar ausge­ bildeten Messerhalterung (6, 22) in Wirkverbindung bringbare Stellvorrichtung (38, 40, 42, 44) und eine Meßeinrichtung (46, 48) zur Erfassung des Verstellweges der Stellvorrich­ tung vorgesehen sind, deren Meßsignal einer Steuereinrich­ tung zur Auswertung zuführbar ist, welche Steuersignale zur Steuerung der Stellvorrichtung erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (38, 40, 42, 44) ein die Messerhalte­ rung beaufschlagendes Stellglied (40, 42) sowie eine durch die Steuereinrichtung steuerbare Antriebsvorrichtung (44) zum Antrieb des Stellgliedes aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Gewindespindel (40) oder eine Kurven­ scheibe (42) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (46, 48) eine Weg- und/oder Drehwinkel­ meßeinrichtung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerhalterung (6, 22) in einer Stempelhalteplatte (28) verschiebbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Messerhalterung ein Druckstück (22) aufweist, das in der Stempelhalteplatte (28) geführt ist und federvorgespannt am Stellglied (40, 42) anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federorgan (30) die Federvorspannung erzeugt, das zwischen dem Druckstück (22) oder einem Teil (32) des Druckstückes und der Stempelhalteplatte (28) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (42) einen durch Drehen der Kurvenscheibe in Anlage an das Druckstück (22) bringbaren Umfangsbereich mit sich stetig oder schrittweise verringerndem Radius und einen kreisförmigen Umfangsbereich mit konstantem Radius aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der kreisförmige Umfangsbereich über einen Winkelbe­ reich von wenigstens 180° erstreckt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerhalterung einen unter dem Druckstück (22) lösbar angebrachten Messerträger (6) aufweist, in dem das Messer (4) höhenverstellbar eingesetzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (4) von unten in den Messerträger (6) einge­ setzt ist und mit Hilfe einer verstellbaren Schraube (8), die durch eine im Messerträger ausgebildete Bohrung hindurch geführt ist und in einer Gewindebohrung des Messerrückens eingeschraubt ist, und einer Federeinrichtung (10), die zwi­ schen dem Messerträger (6) und einem Kopf (12) der Schraube (8) angeordnet ist, in einer Ausgangslage (Kerbstellung) gehalten ist, wobei die Vorspannung der Feder (10) durch Verdrehen der Schraube (8) verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Schraube (8) eine in einer Gewindeboh­ rung des Messerträgers (6) angeordnete, das Messer beauf­ schlagende Druckschraube (14) zur Höhenverstellung des Mes­ sers gegen die Kraft oder Vorspannung der Federeinrichtung (10) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde der Gewindespindel (40) selbsthemmend ausgebil­ det ist.