DE3000321C2

DE3000321C2 - Rotierende Stanzvorrichtung

Info

Publication number: DE3000321C2
Application number: DE3000321A
Authority: DE
Inventors: Tadao Mihara Hiroshima Otomaru
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1983-10-27
Also published as: FR2445759B1; GB2040208B; JPS6044120B2; JPS5596300A; US4295843A; IT1130209B; FR2445759A1; IT8019091A0; GB2040208A; DE3000321A1; AU5437580A; AU520321B2

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Stanzvorrichtung mit einem Maschinenrahmen, mit einem Messerzylinder, der axial feststehend, drehbar gelagert und an seiner Außenumfangsfläche mit einem Stanzmesser versehen ist, mit einem Gegenzylinder, der im Maschinenrahmen drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und an seiner Außenumfangsfläche eine Futterschicht zur Aufnahme des Stanzmessers aufweist, mit unterschiedliche Zähnezahlen aufweisenden Antriebsrädern, die an die axialen Enden der beiden Zylinder angeschlossen sind und miteinander kämmen, und mit einem an den Gegenzylinder angeschlossenen Betätigungsmechanismus zur axialen Verschiebung des Gegenzylinders, wobei der Messerzylinder und der Gegenxylinder einen zwischen sie eingeführten Karton bearbeiten.

Es ist bereits eine rotierende Stanzvorrichtung bekannt, die einen an der Mantelfläche ein Stanzmesser tragenden Messerzylinder, einen Gegen- oder Widerlagerzylinder, der auf seiner Mantelfläche mit einer Futterschicht zur Aufnahme der Stanzmessereindrücke belegt ist, und Zahnräder aufweist, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, mit den axialen Endabschnitten der betreffenden Zylinder verbunden sind und miteinander kämmen. Messerzylinder und Gegenzylinder wirken dabei zum Ausstanzen oder Zurechtschneiden eines zwischen beide Zylinder eingeführten Wellkartonstücks zusammen.

Bei der zum Beispiel in den F i g. 1 und 2 dargestellten

ίο bisherigen Stanzvorrichtung sind ein Messerzylinder 1 und ein Gegenzylinder 2 einander gegenüberstehend angeordnet, wobei der Messerzylinder 1 ein Stanzmesser 3 zum Ausstanzen eines Zuschnitts mit einer vorbestimmten Form und/oder ein Kerbelement 4 zum Eindrücken (Einkerben) einer Faltlinie mittels eines Stanzstegs 5 trägt Um die Außenfläche des Gegenzylinders 2 ist eine Futterschicht 6 aus Urethan herumgelegt. Diese beiden Zylinder 1 und 2 werden dabei durch einen externen Antrieb über zwei mit den axialen Endabschnitten der Zylinder verbundene und miteinander kämmende Stirn(zahn)räder angetrieben. Um zu verhindern, daß das Stanzmesser 3 bei jeder Umdrehung stets auf dieselbe Stelle der Futterschicht 6 trifft, besitzen die Stirnräder unterschiedliche Zähnezahlen, und der Gegenzylinder 2 wird außerdem jeweils in Axialrichtung etwas verschoben. Wenn eine Wellkartonlage 7 durch eine zugeordnete Vorschubeinrichtung zwischen die beiden Zylinder 1,2 eingeführt wird, wird aus dieser Lage durch das Stanzmesser 3 ein Wellkarton-Zuschnitt mit vorbestimmter Form ausgestanzt, während gleichzeitig durch das Kerbelement 4 im Zuschnitt eine Falzlinie geformt wird. Ein Beispiel für einen auf diese Weise ausgestanzten und vorgekerbten Wellkarton-Zuschnitt 7 ist in F i g. 3 dargestellt. Außerdem veranschaulicht F i g. 4 den Zustand der Futterschicht 6 nach dem wiederholten Ausstanzen einer Öffnung A (F i g. 3).

Da bei dieser bisherigen Vorrichtung die Stirnräder der Zylinder 1,2 unterschiedliche Zähnezahlen besitzen und der Gegenzylinder 2 in Axialrichtung verschoben wird, wird eine Überlappung der Stanzeindrücke entsprechend der Öffnung A in jeweils derselben Position vermieden, vielmehr werden diese Eindrücke dabei längs einer Anzahl von Liniensegmenten in Axialrichtung des Gegenzylinders 2 verteilt. Da jedoch die Zahl der Liniensegmente der Stanzeindrücke infolge des Übersetzungsverhältnisses der miteinander kämmenden Stirnräder endlich ist, sind diese Eindrücke des Stanzmessers 3 auf einen begrenzten Bereich der Oberfläche des Gegenzylinders 2 verteilt. Diese bisherige Vorrichtung ist damit mit dem Nachteil behaftet, daß sich die Stanzleistung des Stanzmessers 3 in diesem konzentrischen Bereich verschlechtert und deshalb die Futterschicht 6 in kurzen Abständen nachgearbeitet oder erneuert werden muß.

Durch die DE-OS 23 63 750 ist weiterhin eine Vorrichtung zur Regelung bzw. Steuerung der Genauigkeit von in einem zwischen einem Paar von zusammenwirkenden Messer- und Gegenzylindern hindurchgeführten Zuschnitt aus Pappe angebrachten Schnitten bekannt. Bei dieser Vorrichtung geht es darum, die Antriebsgeschwindigkeiten von Messerzylinder und Gegenzylinder in einem ausgewählten Verhältnis zu steuern bzw. zu regeln, um diejenigen Effekte zu kompensieren, die sich durch Abnutzungserscheinungen der Mantelfläche des Gegenzylinders sowie unterschiedliche Tangentialgeschwindigkeiten der beiden Zylinder ergeben können. Zu diesem Zweck ist eine Geschwindigkeitssteuerung für die beiden Zylinder

vorgesehen. Der bekannten Vorrichtung liegt die Überlegung zugrunde, daß die Umfangsgeschwindigkeit oder Tangentialgeschwindigkeit des Gegenzylinders im Laufe der Zeit abnehmen wird, weil dieser Gegenzylinder einer Abnutzung durch die Messer des Messerzylinders unterliegt, die seinen Durchmesser verringert

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Stanzvorrichtung so zu verbessern, daß eine gleichmäßigere Abnutzung der Oberfläche bzw. Mantelfläche des Gegenzylinders erfolgt und damit die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht bzw. die Zeitintervalle zwischen den jeweiligen Überholungen beziehungsweise Erneuerungen der Futterschicht des Gegenzylinders verlängert werden.

Diese Aufgabe wird bei der anfangs genannten rotierenden Stanzvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an den Gegenzylinder angeschlossenen Antriebszahnräder im Maschinenrahmen drehbar, axial verschiebbar gelagert und von der Axialbewegung des Gegenzylinders unabhängig sind, daß an dem einen Ende des Gegenzylinders miteinander kämmende, schrägverzahnte Zahnräder vorgesehen sind, von denen das äußere Zahnrad am Antriebszahnrad und das innere Zahnrad am Gegenzylinder angebracht sind, daß der Betätigungsmechanismus für den Gegenzylinder einen Hydraulikzylinder mit einstellbarem Druck aufweist, wobei die Axialverschiebung des Gegenzylinders das innere Zahnrad axial verschiebt und den Gegenzylinder radial verdreht, und daß eine an das äußere Zahnrad angeschlossene Einstelleinrichtung vorgesehen ist, mit der das äußere Zahnrad axial verschiebbar und damit der Gegenzylinder radial verdrehbar sind.

Bei dieser Stanzvorrichtung führt eine durch die Verschiebeeinrichtung bewirkte Axialverschiebung des Gegenzylinders gleichzeitig zu einer gewissen Drehung desselben aufgrund der beiden an seinem axialen Endabschnitt vorgesehenen Schneckenräder. Im Betrieb der Verschiebeeinrichtung ändert sich somit die Relativausrichtung zwischen den Mantelflächen von Messer- und Gegenzylinder sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung, so daß die Stanzeindrücke des Stanzmessers auf der Mantelfläche des Gegenzylinders nicht in Axialrichtung, sondern auf einer schräg verlaufenden geraden Linie ausgerichtet sind. Die durch ein axiales Segment des Stanzmessers hervorgerufenen Stanzeindrücke sind daher nicht auf eine axial verlaufende gerade Linie konzentriert, wie dies bei der bisherigen Vorrichtung der Fall ist, so daß die Futterschicht eine verlängerte Betriebslebensdauer erhält und sich infolgedessen die Zeitabstände zwischen den Nacharbeitungen und Erneuerungen der Futterschicht verlängern. Demzufolge lassen sich Wartung und Instandhaltung vereinfachen, und die Wirtschaftlichkeit der Stanzarbeiten wird insgesamt verbessert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Stanzvorrichtung besteht darin, daß das äußere Zahnrad eine Umfangsnut an seinem Außenumfang aufweist und daß die Einstelleinrichtung ein in der Umfangsnut aufgenommenes, vorspringendes Teil besitzt, mit dem das äußere Zahnrad axial verschiebbar ist.

Bei dieser Ausgestaltung der Stanzvorrichtung kann zusätzlich die Drehphasenbeziehung zwischen Gegen- und Messerzylinder unabhängig von der Axialverschiebung des Gegenzylinders willkürlich und kontinuierlich variiert werden, so daß die auf der Futterschicht durch das Stanzmesser hervorgerufenen Stanzeindrücke einschränkungsfrei gleichmäßiger über die gesamte Mantelfläche des Gegenzylinders hinweg verteilt werden können. Auf diese Weise wird die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung in bezug auf Wartung und Nacharbeitung bzw. Erneuerung weiter verbessert.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer bekannten rotierenden Stanzvorrichtung,

Fig.2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch einen Mittelbereich der Zylinder nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen mittels der Vorrichtung nach F i g. 1 ausgestanzten Wellkarton-Zuschnitt,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Stanzmessereindrücke auf dem Gegenzyiinder infolge des Ausstanzens einer öffnung im Zuschnitt nach F i g. 3,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen Gegenzylinder und einen Messerzylinder bei einer rotierenden Stanzvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt durch die Endabschnitte von Gegen- und Messerzylinder nach F i g. 5,

F i g. 7 eine schematische Darstellung der in der Futterschicht des Gegenzylinders beim Ausstanzen der öffnung im Zuschnitt entstehenden Stanzeindrücke,

F i g. 8 eine F i g. 7 ähnelnde Darstellung für den Fall, daß ein Hydraulikzylinder für die Axialverschiebung des Gegenzylinders nicht betätigt wird,

Fig.9 eine Fig.6 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 10 eine den Fig.7 und 8 ähnelnde Darstellung zur Veranschaulichung der Stanzeindrücke bei der Vorrichtung nach F i g. 9.

Nachdem die F i g. 1 bis 4 eingangs bereits erläutert worden sind, ist im folgenden eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der F i g. 5 bis 8 näher beschrieben.

Die Vorrichtung gemäß den F i g. 5 bis 8 umfaßt einen Messerzylinder 1, der an beiden Enden in gegenüberstehenden Maschinenrahmenteilen 14 und 14' gelagert ist, sowie einen an seinen beiden Enden mittels Lagern 10 und 10' in den Rahmenteilen 14 bzw. 14' gelagerten Gegenzylinder 2. Am einen Ende des Messerzylinders 1 ist ein Stirn(zahn)rad 13 montiert. An der Außenumfangsfläche des Lagers 10 ist unter Zwischenfügung eines Lagers 15 ein Stirnrad 9 drehbar gelagert, wobei die beiden Stirnräder, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, miteinander kämmen. Konzentrisch zum Stirnrad 9 ist an diesem ein schrägverzahntes Innenzahnrad 11 befestigt, während an dem das Stirnrad 9 durchsetzenden Endabschnitt des Gegenzylinders 2 ein schrägverzahntes Zahnrad bzw. Schneckenrad 12 befestigt ist. Die beiden schrägverzahnten Zahnräder 11 und 12 kämmen dabei miteinander. Die Dicke des schrägverzahnten Zahnrades bzw. Schneckenrads 12 übersteigt diejenige des Innenzahnrads 11 um einen Betrag entsprechend der Strecke der Axialverschiebung des Gegenzylinders 2. Wahlweise kann jedoch auch die Dicke des Innenzahnrads 11 um denselben Betrag größer gewählt werden als diejenige des Zahnrads 12. Ein am Rahmenteil 14' montierter Hydraulikzylinder 8 steht mit seinem Kolbenstangenteil über ein Lager 16 mit dem Gegenzylinder 2 in Verbindung. Bei Betätigung des Hydraulikzylinders 8 wird der Gegenzylinder 2, unabhängig von seiner Drehbewegung, in Axialrichtung verschoben.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die Antriebs-

kraft von einer nicht dargestellten Antriebskraftquelle über eine ebenfalls nicht dargestellte Kraftübertragung (Getriebe) zum Drehen des Messerzylinders 1 auf das Stirnrad 13 und weiter über das Stirnrad 9, das schrägverzahnte Innenzahnrad 11 und das schrägverzahnte Zahnrad 12 auf den Gegenzylinder 2 übertragen, um diesen in Drehung zu versetzen. Wenn bei der Drehung des Messerzylinders 1 und des Gegenzylinders 2 der Hydraulikzylinder 8 betätigt wird, wird der Gegenzylinder 2 in Axialrichtung verschoben, wobei sich auch das schrägverzahnte Zahnrad 12 gemeinsam mit dem Gegenzylinder 2 in Axialrichtung verschiebt, so daß sich die Eingriffsposition zwischen Innenzahnrad 11 und Zahnrad 12 verändert und dabei eine Verdrehung des Innenzahnrads 11 hervorgebracht wird. Aufgrund dieser Verdrehung verschiebt sich die Lage der durch das Stanzmesser 3 des Messerzylinders 1 im Gegenzylinder 2 hervorgerufenen Stanzeindrücke schräg zur Axialrichtung des Gegenzylinders 2. Ein Beispiel für eine Reihe von Stanzeindrücken auf dem Gegenzylinder 2 ist in F i g. 7 veranschaulicht. Wenn der Hydraulikzylinder 8 nicht betätigt wird, treten die Stanzeindrücke des Stanzmessers 3 auf dem Gegenzylinder 2 mit der in Fig.8 dargestellten Verteilung auf, wobei sie längs einer Umfangslinie in regelmäßigen Abständen verteilt sind, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den Stirnrädern 9 und 13 bestimmt werden.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung der Gegenzylinder 2 durch Betätigung des Hydraulikzylinders 8 sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung verschoben wird und damit die Stanzmessereindrücke auf dem Gegenzylinder 2 in einer Reihe von schräg zur Axialrichtung verlaufenden Linien zu liegen kommen, wird die Fläche verkleinert, auf welcher sich diese Stanzeindrücke gegenseitig überlappen, so daß eine vergleichsweise gleichmäßige Abnützung des Gegenzylinders 2 bzw. seiner Futterschicht 6 gewährleistet wird. Hierdurch wird die Betriebslebensdauer der Futterschicht 6 verlängert, so daß sie weniger häufig nachgearbeitet oder ausgewechselt zu werden braucht. Außerdem kann durch die gleichmäßige Verteilung der Eindringpositionen des Stanzmessers 3 in die Futterschicht 6 über die Gesamtoberfläche des Gegenzylinders 2 hinweg die Schneidleistung des Stanzmessers 3 stabilisiert und die Stanzgenauigkeit beträchtlich erhöht werden.

Im folgenden ist anhand der Fig.9 und 10 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher die den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Bei dieser Aiisfühningsform ist ein schrägverzahntes Innenzahnrad bzw. eine schrägverzahnte Zahnstange 11 mittels eines Gleitbolzens 51 so am Stirnrad 9 montiert, daß es bzw. sie frei in Axialrichtung des Gegenzylinders 2 verschiebbar ist Am Maschinenrahmen 14 ist eine Halterung 521 befestigt, in welcher eine Phaseneinstellwelle 52 verschiebbar gelagert ist. Am einen Ende der Phaseneinstellwelle 52 ist eine Rolle 522 drehbar gelagert, die in eine in der Außenumfangsfiäche des Innenzahnrads 11 vorgesehene Nut 523 eingreift. Das andere Ende der Phaseneinstellwelle 52 ist fest mit dem Ende eines Handgriffs bzw. Handrads 54 verbunden, das mit einer Schraubverbindung in der Halterung 521 geführt ist, so daß die Phaseneinstellwelle 52 in Axialrichtung verschiebbar ist.

Wenn bei dieser abgewandelten Ausführungsform nach dem Ausstanzen einer vorbestimmten Zahl von Wellkarton-Zuschnitten das Handrad 54 um einen vorbestimmten Betrag verdreht wird, verschiebt sich die Phaseneinstellwelle 52 axial zum Gegenzylinder 2, wobei diese Bewegung über die Rolle 522 auf das Innenzahnrad 11 übertragen und dieses damit in dieselbe Richtung verschoben wird, so daß eine Phasenverschiebung in der Drehrichtung zwischen Innenzahnrad 11 und schrägverzahntem Zahnrad 12 eingeführt wird. Aufgrund dieser Verschiebung wird der Ort der durch das Stanzmesser 3 auf dem Gegenzylinder 2 hervorgerufenen Stanzeindrücke von den in F i g. 10 in ausgezogenen Linien eingezeichneten schrägen Linien 551 bis 554 auf die in gestrichelten Linien eingezeichneten schrägen Linien 551' bis 554' versetzt. Bei der abgewandelten Ausfuhrungsiorm der Erfindung können somit mittels des Handrads 54 zur Verschiebung der Phaseneinstellwelle 52 die Positionen der Stanzeindrücke auf dem Gegenzylinder 2 kontinuierlich und gleichmäßig über eine größere Fläche auf dem Gegenzylinder 2 verteilt werden, so daß in vorteilhafter Weise die Betriebslebensdauer der Futterschicht 6 verlängert und die Schneidleistung des Stanzmessers 3 stabilisiert werden können.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine rotierende Stanzvorrichtung geschaffen, die einen Messerzylinder 1, einen Gegenzylinder 2 und zwei mit den jeweiligen Zylindern 1,2 verbundene Antriebszahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl aufweist. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, daß zwei miteinander kämmende schrägverzahnte bzw. Schneckenzahnräder 11,12 zwischen das dem Gegenzylinder 2 zugeordnete Antriebszahnrad und den Gegenzylinder 2 eingefügt sind und weiterhin eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des Gegenzylinders 2 in Axialrichtung vorgesehen ist, wobei der Gegenzylinder 2 bei Betätigung der Verschiebeeinrichtung über eine vorgegebene Verschiebestrecke nicht nur in Axialrichtung, sondern auch in Umfangsrichtung über die schrägverzahnten Zahnräder 11,12 verschoben werden kann, um die regelmäßige Drehphasenbeziehung zwischen Gegenzylinder 2 und Messerzylinder 1 zu siören.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Rotierende Stanzvorrichtung mit einem Maschinenrahmen, mit einem Messerzylinder, der axial feststehend, drehbar gelagert und an seiner Außenumfangsfläche mit einem Stanzmesser versehen ist, mit einem Gegenzylinder der im Maschinenrahmen drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und an seiner Außenumfangsfläche eine Futterschicht zur Aufnahme des Stanzmessers aufweist, mit unterschiedliche Zähnezahlen aufweisenden Antriebsrädern, die an die axialen Enden der beiden Zylinder angeschlossen sind und miteinander kämmen, und mit einem an den Gegenzylinder angeschlossenen Betätigungsmechanismus zur axialen Verschiebung des Gegenzylinders, wobei der Messerzylinder und der Gegenzylinder einen zwischen sie eingeführten Karton bearbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Gegenzylinder (2) angeschlossenen Antriebszahnräder (9, 13) im Maschinenrahmen (14) drehbar, axial verschiebbar gelagert und von der Axialbewegung des Gegenzylinders (2) unabhängig sind, daß an dem einen Ende des Gegenzylinders (2) miteinander kämmende, schrägverzahnte Zahnräder (11,12) vorgesehen sind, von denen das äußere Zahnrad (11) am Antriebszahnrad (9) und das innere Zahnrad (12) am Gegenzylinder (2) angebracht sind, daß der Betätigungsmechanismus für den Gegenzylinder (2) einen Hydraulikzylinder (8) mit einstellbarem Druck aufweist, wobei die Axialverschiebung des Gegenzylinders (2) das innere Zahnrad (12) axial verschiebt und den Gegenzylinder (2) radial verdreht, und daß eine an das äußere Zahnrad (11) angeschlossene Einstelleinrichtung (52) vorgesehen ist, mit der das äußere Zahnrad (11) axial verschiebbar und damit der Gegenzylinder (2) radial verdrehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Zahnrad (11) eine Umfangsnut (523) an seinem Außenumfang aufweist und daß die Einstelleinrichtung (52) ein in der Umfangsnut (523) aufgenommenes, vorspringendes Teil (522) besitzt, mit dem das äußere Zahnrad (11) axial verschiebbar ist.