DE19814009C1 - Stanzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung mit einem Stanzzylinder, einem mit diesem einen Walzenspalt bildenden Gegenzylinder zur Abstützung des zu stanzenden Materials, und einem Vorspannmechanismus, der den senkrecht zu seiner Achse verschiebbar gelagerten Stanzzylinder gegen den Gegenzylin­ der vorspannt.

Derartige Stanzvorrichtungen sind zum Stanzen von Verpackungsmaterialien, Haftetiketten etc. bekannt. Bei diesen Stanzzylindern kann es sich um ver­ schiedene Arten von rotierenden Stanz- oder Prägewerkzeugen handeln. Üb­ lich sind beispielsweise sogenannte Vollkörperzylinder, bei denen die Schnitt-, Rill- oder Perforationslinien mit Hilfe von unmittelbar aus dem Ma­ terial des Zylinders vorspringenden Stanzschneiden oder Rill-Rücken herge­ stellt werden, oder auch Zylinder, auf deren Umfang Stanzbleche mit ent­ sprechenden Stanzschneiden befestigt sind.

Damit diese Werkzeuge ihre volle Wirkung entfalten können, wird der Stanz­ zylinder im allgemeinen senkrecht zu seiner Achse verschiebbar im Maschi­ nengestell gelagert und durch einen Vorspannmechanismus gegen den Ge­ genzylinder vorgespannt.

Die EP 0 305 904 A2 zeigt und beschreibt eine Walzenanordnung für Stanz­ vorrichtungen mit Stanzwalze und Gegendruckwalze. Eine der beiden Walzen ist im Gestell axial verschiebbar gelagert und kann mehrere axial versetzte Positionen einnehmen. An beiden Enden der beiden Walzen befinden sich Distanzringe, die den gegenseitigen Abstand bestimmen. Auf der längsver­ schiebbaren Walze befinden sich axial hintereinander mehrere Distanzringe unterschiedlichen Durchmessers. Durch axiale Verstellung dieser Walzen kann erreicht werden, daß jeweils Distanzringe mit unterschiedlichem Durchmesser zum Einsatz kommen, so daß sich der Abstand zwischen den Walzen entsprechend ändert. Wenigstens eine der Walzen ist im übrigen quer zu ihrer Längsachse im Gestell verstellbar.

Die DE 39 24 053 A1 zeigt und beschreibt eine ähnliche Stanzvorrichtung, bei der der Abstand der Stanz- und der Gegendruckwalze durch Distanzringe an den Enden der Walzen bestimmt werden. Die Distanzringe der Stanzwalze werden im übrigen durch Druckrollenglieder gegen die Distanzringe der Ge­ gendruckwalze vorgespannt. Die Gegendruckwalze wird im Stanzbereich durch Druckrollenglieder gegen den Stanzdruck abgestützt.

Die US 4,130,042 zeigt und beschreibt eine Stanzvorrichtung, bei der die Ge­ gendruckwalze an ihren axialen Enden Distanzringe aufweist, deren radiale Position mit Hilfe von Exzenterringen verstellbar ist.

Im vorliegenden Zusammenhang soll davon ausgegangen werden, daß der Stanzzylinder oben und der Gegenzylinder unter diesem liegt und der Stanz­ zylinder in senkrechter Richtung verschiebbar ist. Diese Festlegung soll je­ doch lediglich der Vereinfachung der Beschreibung dienen und stellt keine zwingende Vorgabe dar.

Die Vorspannung des Stanzzylinders gegen den Gegenzylinder geschieht bei­ spielsweise dadurch, daß an beiden Enden des Stanzzylinders in Radialrich­ tung leicht vorspringende, sogenannte Schmitzringe vorgesehen sind, auf die der Vorspannmechanismus mit Hilfe von Vorspannrollen einwirkt. Diese Vor­ spannbewegung ist jedoch nur so weit möglich, bis die Schmitzringe des Stanzzylinders gegen die Umfangsfläche des Gegenzylinders oder entspre­ chende Schmitzringe des Gegenzylinders treffen.

Das bedeutet, daß der Abstand zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegen­ zylinder nach anfänglicher Einstellung festliegt. Daher können die Stanz­ schneiden und die sonstigen Werkzeuge des Stanzzylinders zwar in der An­ fangszeit ihre volle Wirkung entfalten, jedoch läßt die Wirkung mit zuneh­ mendem Verschleiß der Schneidkanten mehr und mehr nach, so daß die Ar­ beitsqualität nachläßt und die Stanzbleche relativ rasch ausgewechselt wer­ den müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung der obigen Art zu schaffen, die eine Feineinstellung des Abstands zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegenzylinder ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs dargestellten Stanzvor­ richtung gelöst durch zwei Paare von zusammenwirkenden Schmitzringen an den Enden der beiden Zylinder, die jeweils feste Schmitzringe auf dem Stanzzylinder und senkrecht zur Richtung der Achse des Gegenzylinders ver­ schiebbare Schmitzringe auf dem Gegenzylinder umfassen, und jeweils we­ nigstens eine senkrecht zur Achse des Gegenzylinders verstellbar gelagerte Stützrolle zur Abstützung der Schmitzringe des Gegenzylinders in Richtung des Stanzzylinders.

Eine derartige Stanzvorrichtung gestattet das Nachstellen der Schneidkanten in bezug auf das zu stanzende, zu prägende, zu rillende oder anderweitig zu bearbeitende Material. Damit kann der während des Betriebes auftretende Verschleiß der Schneidkante ausgeglichen werden. Es kann jedoch auch aus anderen Gründen zweckmäßig sein, eine Verstellmöglichkeit für den Abstand der Zylinder verfügbar zu haben. So kann beispielsweise beim Stanzen von Etiketten auf einem Trägerband die Notwendigkeit bestehen, eine Einstel­ lung für Trägerbänder unterschiedlicher Stärke vorzunehmen. Es kann auch erwünscht sein, die Eindringtiefe in bezug auf das Trägerband zu variieren, also etwa, als eines der Extreme, eine leichte Verbindung zwischen den Eti­ ketten und dem umgebenden Gitter zu belassen, oder, als anderes Extrem, über das Etikettenmaterial hinaus leicht in das Trägerband hineinzustanzen. In all diesen and anderen Fällen ist es von erheblichem Vorteil, über eine Verstellmöglichkeit für den Spalt zwischen dem Stanzzylinder und dem Ge­ genzylinder zu verfügen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein schematischer senkrechter Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung;

Fig. 2 ist eine teilweise als Schnitt dargestellte Ansicht von links in Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Stanzvorrichtung umfaßt ein ortsfestes Maschinenge­ stell, von dem in der Zeichnung eine waagerechte Grundplatte 10 und zwei an deren beiden Enden senkrecht aufragende Gestellplatten 12, 14 darge­ stellt sind. Die oberen Enden der Gestellplatten 12, 14 werden durch eine Verbindungsplatte 16 verbunden. In der Längsmittellinie dieser Verbindungs­ platte 16 verläuft eine senkrecht aufragende Stegplatte 18 zur Versteifung der Verbindungsplatte und der gesamten Konstruktion. In den Gestellplatten 12, 14 ist im oberen Bereich ein Stanzzylinder 20 gelagert. Unterhalb dieses Stanzzylinders befindet sich ein Gegenzylinder 22, der ebenfalls in den Ge­ stellplatten 12, 14 gelagert ist.

Der Gegenzylinder 22 weist an seinen Enden Wellenstümpfe 24, 26 auf, die in festen Lagern 28, 30 in den Gestellplatten 12, 14 gelagert sind. Andererseits sind Wellenstümpfe 32, 34 des Stanzzylinders 20 in den Gestellplatten 12, 14 in Lagern 36, 38 gelagert, die in senkrechten Führungen 40 in den Gestell­ platten 12, 14 verschiebbar sind. Diese senkrechte Verschiebbarkeit des Stanzzylinders 20 bietet die Möglichkeit, den Stanzzylinder stets fest gegen den Gegenzylinder anzudrücken. Dies geschieht mit Hilfe von Vorspannein­ richtungen, die insgesamt mit 42, 44 bezeichnet sind. Die Vorspanneinrich­ tungen weisen jeweils zwei Vorspannrollen 46, 48 auf. Diese beiden Vorspann­ rollen 46, 48 befinden sich auf einer gemeinsamen Umfangslinie des Stanzzy­ linders 20 und sind in einer gemeinsamen Halterung 50 gelagert. Diese Hal­ terung 50 befindet sich am unteren Ende einer senkrechten Spindel 52, die die obere, waagerechte Verbindungsplatte 16 sowie die auf dieser angebrach­ te senkrechte Stegplatte 18 mit Gewindeeingriff durchläuft. Am oberen Ende der Spindel 52 oberhalb der oberen Stegplatte 18 befindet sich ein Handrad 54.

Das bedeutet, daß durch Drehen des Handrades 54 die Spindel 52 in senk­ rechter Richtung verstellt werden kann. Dadurch lassen sich die Vorspann­ rollen 48 gegen den Stanzzylinder 20 andrücken oder von diesem zurückzie­ hen. Eine Meßuhr 56 dient zur Messung der auf den Stanzzylinder 20 ausge­ übten Kraft.

Die vorangegangenen Erläuterungen bezogen sich zwar auf eine der beiden Vorspanneinrichtungen 42, 44. Es sind jedoch identische Vorspanneinrich­ tungen an beiden Enden des Stanzzylinders 20 vorgesehen.

Die Spannrollen 46, 48 können entweder unmittelbar auf den Stanzzylinder 20 oder auf sogenannte Schmitzringe 58, 60 einwirken. Diese Schmitzringe 58, 60 sind an den beiden Enden des Stanzzylinders 20 ausgebildet und springen geringfügig in Radialrichtung nach außen vor.

Während des Stanzens werden die Spindeln 52 mit Hilfe der Handräder 54 so weit in die zugehörigen Gewinde eingeschraubt, bis die Vorspannrollen 46, 48 mit einer vorgegebenen Vorspannkraft auf die Schmitzringe 58, 60 des Stanzzylinders 20 einwirken. Auf diese Weise wird der Stanzzylinder 20 ge­ gen den Gegenzylinder 22 vorgespannt.

Auf dem Stanzzylinder 20 befindet sich in der dargestellten Ausführungsform ein Stanzblech 62, auf dem sich nicht dargestellte Stanzschneiden vorgese­ hen sind. Diese Stanzschneiden werden mit Hilfe der Vorspannung des Stanzzylinders 20 gegen das über den Gegenzylinder 22 laufende, nicht dar­ gestellte Material mit der erforderlichen Schnittkraft vorgespannt.

Während des Betriebes wird der Stanzzylinder 20 über ein Zahnrad 64 ge­ dreht, das am linken Ende des Stanzzylinders 20 in Fig. 2 befestigt ist. Das Zahnrad 64 kämmt mit einem entsprechenden, am Ende des Gegenzylinders 22 befestigten Zahnrad 66. Die Wellenstümpfe 24, 26 des Gegenzylinders 22 werden ihrerseits von der Außenseite der Gestellplatten 12, 14 her über ei­ nen nicht dargestellten Getriebezug angetrieben.

Der Gegenzylinder 22 ist, wie erwähnt, fest im Gestell gelagert. Darüber hin­ aus sind die Wellenstümpfe 24, 26 an den Enden des Gegenzylinders 22 in­ nerhalb der Lager 28, 30 nach unten vorgespannt. Wenn sich beispielsweise auf dem Stanzblech 62 Stanzschneiden befinden, die sich entlang einer Man­ tellinie des Stanzzylinders 20, also quer zur Drehrichtung erstrecken, so treffen diese Stanzschneiden schlagartig über die gesamte Länge auf das zu stanzende Material. Dies bedeutet, daß auf den Gegenzylinder 22 ein erhebli­ cher Schlag ausgeübt wird, der diesen veranlaßt, nach dem Durchgang der Stanzschneiden gewissermaßen hochzuspringen. Aus diesem Grunde sind auf den Enden der Wellenstümpfe 24, 26 außerhalb der seitlichen Gestellplatten 12, 14 Lagerringe 68, 70 angebracht, die mit Hilfe von Spannschrauben 72, 74 nach unten in Fig. 1 und 2 gedrückt werden. Dadurch werden die Wellen­ stümpfe 24, 26 fest nach unten in die Lager 28, 30 gedrückt, so daß eine nen­ nenswerte Vertikalbewegung nach dem Durchlauf einer quergerichteten Stanzschneide unterbleibt. Bei dem dargestellten Beispiel sind die Spann­ schrauben 72, 74 in Innengewinde innerhalb von Blöcken 76, 78 einge­ schraubt, die an den Außenseiten der Gestellplatten 12, 14 in nicht näher dargestellter Weise befestigt sind.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß auf den beiden Endbereichen des Gegenzylinders Schmitzringe 80, 82 vorgese­ hen sind, die mit geringfügigem radialen Spiel auf zylindrischen, koaxialen Ansätzen 84, 86 an beiden Enden des Gegenzylinders 22 angeordnet sind, von denen die Wellenstümpfe 24, 26 ausgehen. In Axialrichtung werden die Schmitzringe 80, 82 auf der linken Seite in Fig. 2 durch das Zahnrad 66, auf der rechten Seite durch eine an dem Ansatz befestigte Scheibe 88 gesichert.

Rechts unten in Fig. 2 ist der untere Bereich des rechten Schmitzringes 82 innerhalb eines Kreises vergrößert dargestellt. Erkennbar sind hier vor allem der Schmitzring 82 und der zylindrische Ansatz 86, auf dem sich der Schmitzring befindet. Ferner erkennbar ist der Wellenstumpf 26. Zwischen der Scheibe 88 und dem Lager 30 befindet sich eine Distanzscheibe 90.

In der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 ist zwischen dem zylindrischen An­ satz 86 und dem Schmitzring 82 ein geringfügiger Spalt 92 erkennbar, der das erwähnte geringfügige, radiale Spiel der Schmitzringe 80, 82 veranschau­ lichen soll. Dieser Spalt hat beispielsweise eine Stärke von 5/100 mm auf bei­ den Seiten, so daß das gesamte Radialspiel der Schmitzringe bei etwa 1/10 mm liegt.

Die Schmitzringe 80, 82 treffen mit den festen Schmitzringen 58, 60 des Stanzzylinders zusammen. Auf der unteren Seite der Schmitzringe 80, 82 be­ finden sich zwei beiderseits des unteren Scheitelpunkts der Schmitzringe 80, 82 angeordnete Stützrollen 94, 96, die an einem in senkrechter Richtung verschiebbaren Schlitten 98 gelagert sind. Auch in diesem Falle befindet sich die gleiche Anordnung an beiden Enden des Gegenzylinders 22, so daß sie nur für eine Seite beschrieben werden sollen, während für die andere Seite die gleichen Bezugsziffern verwendet werden.

Der Schlitten 98 stützt sich auf einen Stellkeil 100 ab, der seinerseits auf ei­ ner Zwischenplatte 102 liegt, die auf der Grundplatte 10 befestigt ist. Die zu­ sammentreffenden Oberflächen an der Unterseite des Schlittens 98, der Oberseite der Zwischenplatte 102 und der Ober- und Unterseite des Stell­ keils 100 sind wenigstens zum Teil schräg angestellt, so daß ein flacher Keil gebildet wird, der bei Verschiebung des Stellkeils 100 nach links in Fig. 1 zu einer geringfügigen Anhebung des Schlittens 98 führt. Diese Verschiebung wird hervorgerufen durch ein auf der linken Seite gezeigtes Stellrad 104, das nach rechts in Fig. 1 in einen Gewindeabschnitt 106 übergeht, der in den Stellkeil 100 eingeschraubt ist. Da der Gewindeabschnitt 106 in nicht darge­ stellter Weise in Axialrichtung in einem senkrechten Ansatz 108, der sich auf der Grundplatte 10 befindet, festgelegt ist, führt eine Drehung des Stellrades 104 dazu, daß der Stellkeil 100 nach links oder rechts verschoben wird. Da­ durch wird der Schlitten 98 angehoben oder abgesenkt. Diese Bewegung überträgt sich auf den Schmitzring 80, der seinerseits auf den entsprechen­ den Schmitzring 58 des Stanzzylinders einwirkt. Das bedeutet, daß durch Drehung des Stellrades 104 der Stanzzylinder 62 geringfügig angehoben und abgesenkt werden kann.

Wie erwähnt, geht es dabei um Verstellbewegungen im Bereich von 100-tel mm, die naturgemäß die Wirkung von etwa 5/100 mm hohen Stanzschneiden erheblich verändern können.

Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß die Stanzschneiden nicht ausrei­ chend in das zu stanzende Material eindringen, werden die unteren Stützrol­ len 94, 96 durch Verschiebung des Stellkeils 100 abgesenkt, so daß auch die unteren Schmitzringe 80, 82 leicht absinken und der Stanzzylinder 62 auf den Gegenzylinder 22 herabsinkt.

Dabei ist es von Bedeutung, daß das radiale Spiel der unteren Schmitzringe 80, 82 sehr gering ist, so daß selbst dann, wenn die Schmitzringe 80, 82 durch eine Fehlbedienung oder Bewegung des unteren Stellmechanismus mit den Stützrollen 94, 96 herabsinken, die Stanzschneiden auf dem Stanzzylin­ der nicht unmittelbar auf den Gegenzylinder 22 treffen.

Obgleich in Fig. 2 der Stanzzylinder 20 mit einem aufgelegten Stanzblech 62 gezeigt ist, ist die Erfindung selbstverständlich auch auf einen Vollkörperzy­ linder und generell jede Art eines rotierenden Stanz- oder Prägewerkzeugs anwendbar.

Claims (5)

1. Stanzvorrichtung mit einem Stanzzylinder (20), einem mit diesem einen Walzenspalt bildenden Gegenzylinder (22) zur Abstützung des zu stanzenden Materials und einem Vorspannmechanismus (42, 44), der den senkrecht zu seiner Achse verstellbar gelagerten Stanzzylinder (20) gegen den Gegenzylin­ der (22) vorspannt, gekennzeichnet durch zwei Paare von zusammenwirken­ den Schmitzringen (58, 60; 80, 82) an den Enden der beiden Zylinder (20, 22), die jeweils feste Schmitzringe (58, 60) auf dem Stanzzylinder (20) und senk­ recht zur Richtung der Achse des Gegenzylinders (22) verschiebbare Schmitzringe (80, 82) auf dem Gegenzylinder (22) umfassen, und jeweils we­ nigstens eine senkrecht verstellbar gelagerte Stützrolle (94, 96) zur Abstüt­ zung der Schmitzringe (80, 82) des Gegenzylinders (22) in Richtung des Stanzzylinders.

2. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (94, 96) an einem senkrecht zur Achse des Gegenzylinders (22) verschiebbaren Schlitten (98) gelagert ist.

3. Stanzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlitten (98) zwei auf dem Umfang des zugehörigen Schmitzringes (80, 82) versetzte Stützrollen (94, 96) vorgesehen sind.

4. Stanzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (98) mit den Stützrollen (94, 96) in senkrechter Richtung mit Hilfe eines Stellkeils (100) verschiebbar ist, der zwischen dem Schlitten (98) und einer gestellfesten Gegenplatte (102, 10) verschiebbar ist.

5. Stanzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmitzringe (80, 82) des Gegenzylinders (22) auf diesem ein radiales Spiel von ± 5/100 mm aufweisen.