DE2750530A1

DE2750530A1 - Rotationsstanze zum ausstanzen von formschnitten

Info

Publication number: DE2750530A1
Application number: DE19772750530
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Heyden
Original assignee: WINKLER and DUENNEBIER MASCHINENFABRIK und EISENGIESSEREI GmbH and CO KG
Current assignee: WINKLER and DUENNEBIER MASCHINENFABRIK und EISENGIESSEREI GmbH and CO KG
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1979-05-17

Description

Rotationsstanze zum Ausstanzen von Formschnitten
Die Erfindung betrifft eine Rotationsstanze zum Ausstanzen von Formschnitten. Insbesondere betrifft sie eine Rotstionsstanze zum Ausstanen von Formschnitten an Briefhüllenzuschnitten oder bewegter Werkstoffbahnen aus Papier oder ähnlichen Werkstoffen, mit einem Tragzylinder, auf dem ein Formmesser befestigt ist, das mit einem Gegenglied, zumeist einer Gegenwalze, zusammenwirkt.
Bei derartigen Formstanzen können die Schneidklingen des Formmessers in jedem beliebigen Winkel zur Achse des Tragzylinders verlaufen. Besonders deutlich tritt dies bei Rotationsstanzen zum Ausstanzen von Fensteröffnungen aus Briefhüllenzuschnitten in Erscheinung. Bei diesen Rotationsstanzen bildet das Formmesser, hier Fenstermesser genannt, einen geschlossenen aus vier Klingen bestehenden Rahmen.
Von diesen vier Klingen verlaufen zwei gestreckt und parallel, oder zuminderst im wesentliche parallel zur Achse des Tragzylinders, die anderen Klingen hingegen bilden eine gekrammt im wesentlichen quer zur Achse des Tragzylinders verlaufende Verbindung zwischen den Enden der erstgenannten Klingen. Bei derart ausgeprigten Richtungswechsel des Schneidklingenverlaufs treten insofern Schwierigkeiten auf, ale die quer zur Achse verlaufenden Klingen in punktförmiger BerUhrung mit den zu 3ch.zeieenden Werkstoffen stehen4 die Farallel zur Achse verlaufenden Schneiden hingegen, in linienförmiger BerUhrun.
Dementsrechend unterschiedlich sind die Anforderungen an den Schneiddruck. Die quer zur Tragzylinderachse verlaufenden !3ingenteile schneiden bereits bei leichter Anstellung des Messer, die in Längsachse des Tragzylinders verlaufenden Klingenteile hingegen erfordern eine weit stärkere Anstellung, bei der dann allerdings die quer zur Tragzylinderachse verlaufenden Klingenteile das zu schneidende SlEterial voll durchschlagen und auf das Gegenglied aufprallen. Die Folge hiervon ist ein hoher Verschleiß dieser Klingenteile, in ungünstigen Fällen besteht sogar die Gefahr der Beschädigung des Gegengliedes.
Um dies zu vermeiden, ist in der DT-PS 683 058 vorgeschlagen worden, längs und quer verlaufende Schneiden des Messers getrennt und federnd auf dem Tragzylinder zu lagern. Diese Konstruktion ist nicht nur sehr aufwenig sondern zeigt zudem den wesentlichen Nachteil, das der konstanten Federkraft die sich über der Drehzahl des Tragzylinders ändernde Zentrifugalkraft entgegensteht, so daß die resultierende SchJnittkraft zu einer Funktion der Drehzahl wird. Ein optimales Schneiden ist daher bei dieser Vorrichtung nur innerhalb einer schmalen Drehzahlspanne möglich.
Eine andere, oftmals angewandte Lösung besteht darin, die im wesentlichen quer zur Tragzylinderachse verlaufenden Schneidklingen zurtickzuversetzen. Dies kann durch ttberschleifen der entsprechenden flingenteile oder durch ein allmähliches Einlaufen des Messers erzielt werden.
Diesem eg steht jedoch der Nechteil entgegen, daß die aus fertigungstechnischen Gründen gewünschte Ausbildung des Messers als einfacher Hülienzylinder verlassen werden muß. Vielmehr wird die Herstellung des Messers durch einen zusätzlichen, relativ schwierigen und langwierigen Arbeitsganp-; erschwert und verteuert.
Drn bekannten, hier kurz beschriesenden Lösungen ist gemeinsam, daß stets versucht worden ist, ein gleichmäßiges Schneiden des Messers aurch entsprechende Ausgestaltung des Messers selbst zu erreichen.
Es ist keine Schrift bekannt, in der nach den tieferen Ursachen für das ungleichmäßige Schneiden gesucht wird und in der Lösungen vorgeschlagen werden, die zur Behebung dieser Ursache führen.
Der Erfindungsgedanke geht davon aus, daß die geschilderten Schneidschwierigkeiten ihre Ursache darin finden, daß eine Ausweichbewegung zwischen Tragzylinder und Gegenglied stattfindet, wobei die Größe dieser Ausweichbewegung abhängig ist von der Größe der auftretenden Schneidkrafte, Die bekannten Rotationsstanzen zeichnen sich aus durch sehr starr ausgebildete Tragzylinder und ebenso ausgestaltete Gegenglieder und der ausschließlichen Ver,p'endung von Präzisionslagern mit eingeengter Lagerluft. Wie eingehende Messungen gezeigt haben, tritt die vermutete Ausweichbewegung dennoch auf, und zwar in der Form, daß die Bewegung innerhalb der Lager um eine Größenordnung größer ist als die elastische Durchbiegun von Tragzylinder und Gegenglied. Die Ursache hierfür ist vermutlich zum größten teil in der bei der herkdamlichen Lagerung unumgänglich notwendigen Lagerluft zu suchen, zum Teil aber wohl auch in der elastischen Verformung der 'Målzkörper.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lagerung von Tragzylinder und Gegenglied zu schaffen, bei der die Wirkung vorhandener Lagerlauft ausgeschaltet und die elas-tische Verformung der Wälzkörper weitgehend vorweg genommen wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß an den Lagerstellen von Tragzylinder und Gegenglied, neben dea zur Aufnahme der Lagerkrafte dienenden Hauptlager, Vorspannlager angeordnet sind, ueber deren Außenring eine Vorspnnkraft in die Ilauptiager eingeleitet wird.
Der wesentlicE? Vorteil dieser Lageeun; von Tragzylinder und Gegenglied liegt darin, daß der Innenring der Hauptlager eine von den auftretenden Lagerkräften unabhängige 3tellung zum Außenring einnimmt, wodurch die durch die schwankenden Schneidkräfte auftretende Ausweichbewegung von Tragzylinder und Gegenglied auf ein nicht mehr störendes Maß verringert wird. Ein starr mit dem Tragzylinder verbundenes Formmesser, dessen Klinge in jeden Punkt gleichen radialen Abstand von der Drehachse des Tragzylinders aufweist, kann nunmehr ohne jede Nacharbeit sauber Uber seinen gesamten Umfang schneiaen. Herstellung und Wartung der Messer ist deshalb erheblich vereinfacht und verbilligt. Ausserdem erlaubt diese Lagerung die Velsvendung von mehreren Formmessern auf einem Tragzylinder, die auch dann noch einwandfrei schneiden, wenn von einem Messer ein parallel zur Tragzylinderachse verlaufendes Klingenteil und vom anderen Messer ein radial verlaufendes Klingenteil gleicbzeiti.g zum Eingriff kommen, Dieser letzgenannte Vorteil ist insbesondere an Rotationsstanzen zum Ausstanzen von FensteröfCnungen von Bedeutung.
Nähere Einzelheiten geben aus der nacllfolgenden Beschreibund einer al; Ausführungsbeispiel herangezogenen Rotationsstanze zum Ausstanzen von Fensteröffnungen an Briefhüllenzuschnitten und aus der beigefügten Zeichnung hervor.
Figur 1) Eine schematische Darstelluno der Rotationsstanze Figur 2) Eine Lagerstelle einer der Walzen Figur 3) Eine Weiterbildung der Lagerstelle nach Fig. 2.
In Figur 1 ist eine Rotationsstanze 1 gezeigt, die sich von der Lagerung abgesehen, von herkömmlichen Rotationsstanzen nicht unterscheidet.
Sie besteht im wesentlichen aus einem Tragzylinder 2 mit darauf befestigtem Fenstermesser 3 daß gegen ein oberhalb des Tragzylinders 2 angeordnetes Gegenglied, hier als Gegenwalze 4 dargestellt, arbeitet.
Die Lagerung von Tragzylinder 2 und der Gegenwalze 4 unterscheidet sich von der Lagerung herkömmlicher Rota tionsstanzen dadurch, daß anstatt eines ausgesuchten Pnazisionslagers, an jeder Lagerstelle nunmehr zwei normale Rillenkugellager Verwendung finden. Hierbei Ubertragen die innen angeordnetenqim weiteren Verlauf der Beschreibung als Hauptlager bezeichneten Kugellager 6 und 7 bzw. 8 und 9, die auftretenden Lagerkräfte, wohingegen die äußeren im weiteren Verlauf der Beschreibung als Vorspannlager bezeichneten Kugellager 10 und 11 bzw. 12 und 13, lediglich zum Einleiten einer Vorspannkraft P bzw. P' dienen. Erzeugt, und auf den Außenring der Vorspannlager 10 und 11 bzw, 12 und 13 aufgebracht, wird die Vorspannkraft P bzw.
P' über ein elastisches Glied, hier als Druckfeder 14 und 15 bzw. 16 und 17 dargestellt. Die bei Wälzlagern stets vorhan3enen Rundlauffehler bleiben dadurch ohne schädlichen uswrkung auf die Größe der Vorspannung.
Die Vorspannkraft P bzw. P' ist in Größe und Richtung derart bemessen, daß,Tragzylinder 2 und Gegenwalze 4 in die Richtung gedrückt und in dieser Lage gehalten werden, in der sie unter der Einwirkung der Schnittkraft auszueichen suchen.
In der hier dargestellten anordnung, Gegenwalze oberhalb des Tramzylinlers, bedeutet dies, daß die auf die Vorspannlager 12 und 13 der Gegenwalze wirkende Vorspannkraft P' nach oben, die auf die Vorspannlager 10 und 11 des Tragzylinders einwirkende Vorspannkraft P hingegen nach unten wirkt. Dabei ist die Größe der Vorspannkraft so bemessen, daß im Falle der Gegenwalze 4 zumindest deren Eigenewir'ht überweunden wird.
Im Falle des Tragzylinder 2 wirkt bereits dessen Eigengewicht im gewünschten Sinne. Die 7orpannkraft P braucht deshalb hier nur ao groß gewählt zu werden, daß sie in Verbindung mit dem Eigengewicht des Tragzylinders mit Sicherheit die durch das messer verursachte Unwucht auch bei den höchsten in Frage kommenden Drehzahlen übersteigt, Ein einfaches Ausführungsbeispiel einer Lagerstelle nach den anhand der schematisenen Darstellung in Fig.l erläuterten Grundsätzen ist in Fig. 2 gezeigt. Es handelt sich um eine Lagerstelle des Tragzylinders 2.
Sowohl als Hauptlager 6, als auch als Vorspannlager 10 finden eirfache Rillenkugellager Verwendung, wobei lediglich darauf zu achten ist,daß der Innenring des HauptlaUers 6 den für ein schlagfreies Laufen üblichen Anforderungen an seinen i?undlaufeigenschaften genügt.
Die auf das Vorspannlager 10 einwirkende Vorspannkraft wird durch einen gummielastischen Körper 18 erzeugt und eingeleitet, der zwischen Außenring des Vorspannlagers 10 und der Wandung der Lagerschale eingekeilt ist. Richtung und Größe der Vorspannkraft wird durch die Lage bzw. Abmessung und Elastizität des gummielastischen Körpers bestimmt.
In Fig. 3 ist eine Weiterbildung einer Lagerstelle nach Fiel, 2 dargestellt, diesmal als Lagerstelle des als Walze ausgebildeten Gegengliedes 4. Zum Unterschied zur Lagerstelle nach Fig. 2, findet hierbei eine geteilte Lagerschale 19 Verwendung, deren unterer Teil den elastischen Körper 20, der auf den Außenring des Vorspannlagers 12 einwirkt, aufnimmt. Dabei ist der untere Teil der Lagerschale 19 in nicht näher dargestellter Weise in der durch eilen Pfeil angedeuteten Richtung einstellbar ausgebildet, so daß die über das Vorsnannlac-er 12 auf das Hauptlager 8 einwirkende Vorspannkraft in Anpassung an die Erfordernisse in weiten Grenzen veränderbar ist.
Leerseite

Claims

r A T E N T A N S P R t C Fi E 1. Rotationsstanze zum Ausstanzen von Fornschnitten, insbesondere zum Ausstanzen von Formschnitten an BriefhUllenzuschnitten oder bewegten Werkstoffbahnen aus Papier oder ähnlichen Werkstoffen zur Herstellung von Briefhüllenzuschnitten, mit einem Tragzylinder, auf dem ein Formmesser befestigt ist, das mit einem Gegenglied, zumeist einer Gegenwalze, zusammenwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß an den Lagerstellen von Tragzylinder (2) und Gegeno'ied t4) neben zur Ausnahme der Lagerkräfte dienende Hauptlager (6 u.7 bzw.8 u.9) Vorspannlager (10 u.ll bzw.12 u.13) angeordnet sind, Aber deren Außenring eine Vorspannkraft (P bzw.P') in die Hauptlager (6u.7 bzw.8 u.9) eingeleitet wird.
2. Rotationsstanze nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannkraft (P bzw.P') in die Richtung gerichtet ist, in der Tragzylinder (2) und Gegenglied (4) unter der Wirkung der Schneidkraft auszuweichen suchen.
3. Rotationsstanze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorspannkraft (Pbzw,P') Uber ein elastisches Glied (14 bis 17) auf den Außenring der Vorspanniager (10 u.ll bzw. 12 u. 13) einwirkt.
4. Rotationsetanze nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e. n n z e i c h ne t, daß das elastische Glied als gummielastischer Körper (18 bzw. 20) ausgebildet ist.
5. Rotationsstanze nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das als gummi elastischer Körper ausgebildete elastische Glied (18 bzw.20) zwischen Außenring der Vorspannlager und der Wandung der die Lager aufnehmenden Lagerschalen eingekeilt ist.