DE19814009C1 - Stanzvorrichtung - Google Patents
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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.
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