DE3008268A1

DE3008268A1 - Stanzvorrichtung

Info

Publication number: DE3008268A1
Application number: DE19803008268
Authority: DE
Inventors: Erling Ingvar Nilsson
Original assignee: Etra Pak Rausing & Co KG
Current assignee: Etra Pak Rausing & Co KG
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1980-11-06
Also published as: SE7902134L; GB2047600A; GB2047600B; JPS55122633A; SE429938B

Description

Patentanwälte DipL Ing. Hans-Jürgen Kuller 3008268

Dr. rer. nat Thomas Berendt * 3· ^TI-T'/'*«

Dr.-Ing. Hans Leyh 3 ^r,]y_r7 1980

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70, Avenue C-F. Ramu^, CH-inn3 Pul.i.v-Lausanne/Schvreiz

Stanzvorrichtung

Ö30045/0604 ORIGINAL INSPECTED

Scheiben-Stanz- und -Transportvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stanzen von Scheiben aus einer schrittweise bewegten Materiaibahn, mit einem Ober- und einem Unterwerkzeug _r und zum Überführen der gestanzten Scheiben auf einen an der Rückseite des Unterwerkzeugs befindlichen Applikator.

Scheiben oder Plättchen aus dünner, kunststoffbeschichteter Aluminiumfolie werden häufig an den Innenseiten von Flaschenverschlüssen angebracht. Die Scheiben, die aus einer Materialfolie oder -bahn gestanzt werden, sind infolge ihrer geringen Größe und Masse schwer zu handhaben. Z. B. ist es unmöglich, aus einem Behälter, der eine große Anzahl gestanzter Scheiben enthält, mechanisch Jeweils eine Scheibe aufzunehmen, um sie zu einem Flaschenverschluß zu überführen und auf diesen aufzubringen. Die Handhabung kann allerdings vereinfacht werden, indem jede Scheibe nach dem Stanzen einzeln gehandhabt und unmittelbar der Vorrichtung zugeführt wird, durch die sie auf den Flaschenverschluß aufgebracht wird.

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Dadurch ist es zwar möglich, die beim mechanischen Aufnehmen jeweils einer Scheibe von einem eindrückbaren Scheibenvorrat auftretende Schwierigkeit zu überwinden; es bleibt aber weiterhin schwierig, die ausgestanzte Scheibe vom Stanzwerkzeug zum Applikator zu transportieren und sie dabei in der richtigen Lage sowohl relativ zu den Transportorganen als auch den Applikatoren, die die Scheiben auf die Flaschenverschlüsse aufbringen, zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Scheiben-Stanz- und -Transportvorrichtung, mit der eine Scheibe in einfacher und zuverlässiger Weise ausstanzbar und auf einen an der Rückseite des Stanzwerkzeugs angeordneten Applikator transportierbar ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Transportorgan, das konzentrisch im Oberwerkzeug angeordnet und relativ dazu hin- und herbewegbar ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hublänge des Transportorgans wesentlich größer als die Hublänge des Oberwerkzeugs ist. Dadurch kann die gestanzte Scheibe mit Hilfe des Transportorgans zur Rückseite des Stanzwerkzeugs verbracht werden, ohne daß die Hublänge des Oberwerkzeugs vergrößert werden muß.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transportorgan durch Antriebselemente so bewegbar ist, daß es am Applikator in Anlage bringbar ist. Dadurch ist sichergestellt, daß die ausgestanzte Scheibe in richtiger Lage relativ zum Applikator überführt bzw. transportiert wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Transportorgan Kanäle enthält, die an seiner End- bzw. Arbeitsfläche enden und mit einer Unterdruckversorgung ver-

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bindbar sind. Durch diese Unterdruck-Kanäle ist es möglich, die ausgestanzte Scheibe zuverlässig in Kontakt an der Arbeitsfläche des Transportorgans zu halten.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Arbeitsfläche des Transportorgans an einem gesonderten Abschnitt liegt, der so gelagert ist, daß er im Vorderende des Transportorgans axialverschiebbar und mit diesem durch eine Druckfeder verbunden ist. Indem der Vorderabschnitt des Transportorgans federnd ausgebildet ist, kann der Arbeitshub des Transportorgans so groß gemacht werden, daß die Arbeitsfläche des Transportorgans für kurze Zeit in Kontakt an der Arbeitsfläche des Applikators gehalten wird, wodurch die Überführung der Scheibe erleichtert wird.

Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zum Stanzen dünner Scheiben z. B. aus Aluminiumfolie und zum Transport der Scheiben vom Stanzwerkzeug zu einem an der Rückseite des Unterwerkzeugs befindlichen Maschinenelement angegeben, wobei die Scheiben in einer genau vorbestimmten Lage gehalten werden. Diese genaue Ausrichtung hat bisher Schwierigkeiten bereitet, insbesondere beim schnellen Stanzen aus dünnem und leichtem Werkstoff. Diese Schwierigkeiten werden überwunden, indem das Oberwerkzeug ein konzentrisch angeordnetes Transportorgan aufweist, das relativ zum Oberwerkzeug axialverschiebbar und so angeordnet ist, daß eine Scheibe unmittelbar nach dem Stanzen zu dem an der Rückseite des Unterwerkzeugs befindlichen Maschinenelement überführt wird. Dies kann zum gleichen Zeitpunkt erfolgen, zu dem das Oberwerkzeug seinen Rückhub beginnt, so daß also der Stanzvorgang nicht behindert wird,

Die Vorrichtung eignet sich besonders zum Stanzen kleiner dünner Folienscheiben, die auf die Innenseiten von Flaschenverschlüssen aufzubringen sind.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Diese ist eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der wesentlichen Teile der Vorrichtung nach der Erfindung. Die Hauptteile sind in einem Gehäuse 1 beweglich gelagert, das wiederum auf einem (nicht gezeigten) Maschinenbett festgelegt ist. Die Vorrichtung umfaßt ein zylindrisches Ober- oder Stanzwerkzeug 2 und ein damit zusammenwirkendes Unterwerkzeug 3. Das Oberwerkzeug 2 ist so gelagert, daß es im Gehäuse 1 axialverschiebbar ist, und so ausgebildet, daß es durch ein Antriebselement 4· hin- und herbewegbar ist. Das Vorderende des Oberwerkzeugs 2 springt gering in das Unterwerkzeug 3 vor, wenn es seine eine Endlage einnimmt .

Das Oberwerkzeug 2 ist von einer im wesentlichen ringförmigen Festlegeeinheit 5 umgeben, die ebenfalls so gelagert ist, daß sie im Gehäuse 1 axialverschiebbar ist. Die Festlegeeinheit 5 weist eine ringförmige Arbeitsfläche 6 auf, die um das Vorderende des Oberwerkzeugs 2 herum verläuft und dem Unterwerkzeug 3 zugewandt ist, so daß sie mit Hilfe einer Druckfeder 7, die zwischen dem Hinterende der Festlegeeinheit 5 und dem Gehäuse 1 aigeordnet ist, gegen das Unterwerkzeug 3 drückbar ist. Die dem Oberwerkzeug 2 zugewandte Fläche der Festlegeeinheit 5 weist eine Anzahl Nuten 8 auf, die in Längsrichtung der Festlegeeinheit 5 verlaufen und dazu dienen, Ansätze 9 aufzunehmen, die von der äußeren Zylinderfläche des Oberwerkzeugs 2 vorspringen. Die Nuten 8 haben solche Länge, daß sich das Oberwerkzeug 2 während des größeren Teils seines Hubs frei bewegen kann. Während des letzten Teils seines Rückhubs gelangen die Ansätze bzw. Mitnehmer 9 jedoch in Anlage an dem hinteren Ende der Nuten 8, so daß die Festlegeeinheit 5 von dem Unterwerkzeug weg gegen die Kraft der Druckfeder 7 verschoben wird, wie noch im einzelnen erläutert wird.

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Das Oberwerkzeug 2 ist rohrförmig und hat daher einen ununterbrochenen Hohlraum, in dem konzentrisch ein zylindrisches Transport- bzw. Überführungsorgan 10 gelagert ist, das in bezug auf das Oberwerkzeug 2 in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist.

Das Transportorgan 10 ist mit seinem Hinterende schwenkbar an einem Antriebselement 11 befestigt, und am entgegengesetzten Ende weist es einen Vorderabschnitt 12 auf, der so gelagert ist, daß er im Transportorgan 10 axialverschiebbar und damit über eine Druckfeder 13 verbunden ist. Ferner umfaßt das Transportorgan 10 einen mittig ausgebildeten Kanal 14-, der am Hinterende des Transportorgans über einen biegsamen Schlauch 15 mit einer Unterdruckversorgung (nicht gezeigt) verbindbar ist. Der Unterdruck-Kanal 14- verläuft durch einen die Druckfeder 13 enthaltenden Raum in den Vorderabschnitt 12, wo der Kanal in eine Anzahl kleinere Kanäle unterteilt ist, deren Öffnungen in der ebenen Arbeitsfläche 16 des dem Unterwerkzeug 3 zugewandten Vorderabschnitts 12 liegen.

Auf der vom Oberwerkzeug 2 fernen Seite bzw. der Rückseite des Unterwerkzeugs 3 ist ein Applikator 17 angeordnet, der zwischen wenigstens einer Stellung, die in axialer Richtung mit dem Transportorgan 10 fluchtet, und einer Stellung, in der er axial mit einem Flaschenverschluß fluchtet, auf den eine ausgestanzte Scheibe zu verbringen ist, bewegbar ist. Der Applikator 17 ist im wesentlichen zylindrisch und hat eine ebene vordere Arbeitsfläche, die mit der Arbeitsfläche 16 des Transportorgans 10 zusammenwirkt. Ebenso wie das Transportorgan weist der Applikator 17 einen im wesentlichen mittigen Kanal 18 auf, der an eine Unterdruckversorgung anschließbar ist. Der Kanal 18 ist am Vorderende des Applikators in mehrere Kanäle unterteilt, die in der Arbeitsfläche des Applikators enden.

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Wie ersichtlich ist, besteht zwischen dem Unterwerkzeug 3 und den beweglichen Teilen der Vorrichtung ein Zwischenraum bzw. Spalt, wenn die beweglichen Teile, also das Oberwerkzeug 3, die Feststelleinheit 5 und das Transportorgan 10, ihre hintere Stellung entsprechend der Zeichnung haben. In dem Zwischenraum wird eine Materialbahn 20 bewegt, die mit Hilfe von Leitrollen 19 (von denen nur eine gezeigt ist) so geführt wird, daß sie gerade vor dem Oberwerkzeug 2 und der Kante des damit zusammenwirkenden Unterwerkzeugs 3 vorbeiläuft .

Wenn dünne Scheiben aus der Materialbahn 20 auszustanzen sind, wird die Materialbahn zuerst in den Zwischenraum zwischen dem Unterwerkzeug und den beweglichen Vorrichtungsteilen eingeführt. Die Materialbahn läuft über die Leitrollen, die sie so führen, daß sie mittig gerade vor dem Oberwerkzeug 2 vorbeiläuft. Die Materialbahn 20 wird während des Stanzens schrittweise vorgeschoben, wobei sie bei jedem Vorschubschritt um eine Entfernung weiterbewegt wird, die gering größer als der Durchmesser der ausgestanzten Scheibe ist. Infolgedessen verbleibt der Stanzabfall in Bahnform, wodurch sowohl der Bahnvorschub als auch die Abfuhr und Rückgewinnung des Abfalls erleichtert werden.

Nach dem Einführen der Materialbahn in die Vorrichtung und dem Beginn des schrittweisen Bahnvorschubs erfolgt das Treiben der beweglichen Vorrichtungsteile, so daß diese die angegebenen Hin- und Herbewegungen ausführen, die mit dem schrittweisen Bahnvorschub synchronisiert sind. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird nur ein Arbeitszyklus erläutert; selbstverständlich führt die Vorrichtung in der Praxis eine Vielzahl aufeinanderfolgende Arbeitszyklen mit fortlaufendem schrittweisem Materialbahn-Vorschub aus.

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Zu Beginn eines Arbeitszyklus wird das rohrförmige Oberwerkzeug 2 vom Antriebselement 4 aus der hinteren oder Umkehrlage (vgl. die Zeichnung) in Richtung zum Unterwerkzeug 3 getrieben. Die das Oberwerkzeug 2 umgebende Festlegeeinheit 5 folgt der Bewegung des Oberwerkzeugs, da sie von den Druckfedern 7 so beaufschlagt ist, daß sie mit den Mitnehmern 9 des Oberwerkzeugs 2 ständig in Kontakt liegt. Wenn das Oberwerkzeug 2 etwa die halbe Hublänge in Richtung des Unterwerkzeugs 3 bewegt ist, wird der Vorschub der Materialbahn 20 unterbrochen, und unmittelbar danach gelangt die vordere Arbeitsfläche 6 der Festlegeeinheit 5 in Anlage an der Materialbahn, so daß diese durch die Kraft der Druckfedern 7 zwischen der Festlegeeinheit und dem Unterwerkzeug 3 festgelegt ist. Bei weiterer Bewegung des Oberwerkzeugs 2 nach rechts in der Zeichnung werden die Ansätze 9 in den Nuten 8 der Festlegeeinheit frei vorwärtsbewegt, so daß die Festlegeeinheit infolgedessen in der genannten Stellung verbleibt und die Materialbahn 20 während des restlichen Teils des Arbeitshubs des Oberwerkzeugs 2 festlegt. Während des vorhergehenden Teils des Arbeitshubs des Oberwerkzeugs 2 wurde auch der Arbeitshub des Transportorgans 10, das vom Antriebsorgan 11 getrieben wird, ausgelöst. Das Transportorgan 10 wird mit höherer Geschwindigkeit als das Oberwerkzeug 2 bewegt, so daß die Arbeitsfläche 16 am Vorderabschnitt 12 des Transportorgans 10 im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die vordere Arbeitsfläche des Oberwerkzeugs 2 liegt, wenn diese am Rand des Unterwerkzeugs 3 vorbeibewegt wurde und aus der Materialbahn 20 eine Scheibe gestanzt hat. Das Oberwerkzeug 2 erreicht seinen unteren Totpunkt unmittelbar nach dem Ausstanzen der Scheibe und beginnt daher seinen Rückhub, während das Transportorgan seine Bewegung in Richtung zum Applikator 17 fortsetzt. Mit Hilfe des Unterdrucks im Kanal 14- wird die ausgestanzte Scheibe nunmehr in ihrer richtig zentrierten Lage auf der Arbeitsfläche 16 des Vorderabschnitts 12 gehalten und durch das

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Unterwerkzeug 3 bewegt, bis sie an der vorderen Arbeitsfläche des Applikators 17 anliegt. Wenn die Scheibe den Applikator 17 berührt, wird gleichzeitig die Verbindung des Kanals 14· mit der Unterdruckversorgung (nicht gezeigt) unterbrochen, und der Kanal wird stattdessen mit der Atmosphäre verbunden. Gleichzeitig wird der Kanal 18 im Applikator 17 an eine Unterdruckversorgung angeschlossen, und die ausgestanzte Scheibe wird auf den Applikator 17 bewegt und dort festgehalten, wenn das Transportorgan 10 seinen Rückhub beginnt. Das Transportorgan 10 in seinem vorderen Totpunkt ist so angeordnet, daß der Vorderabschnitt 12 durch die Druckfeder 13 in Kontakt mit dem Applikator während des letzten Teils des Arbeitshubs sowie des ersten Teils des Rückhubs gehalten ist, wodurch sichergestellt wird, daß auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit die Arbeitsfläche 16 des Transportorgans ausreichend lang gegen die Arbeitsfläche des Applikators 17 gedruckt wird, so daß das Umschalten der Unterdruck-Verbindungen der beiden Kanäle Ik und 18 an die Unterdruckversorgung bzw. die Atmosphäre ohne Schwierigkeiten erfolgen kann. Das Transportorgan 10 führt einen relativ schnellen Rückh'jb in die in der Zeichnung gezeigte Lage aus, die es im wesentlichen gleichzeitig mit dem Oberwerkzeug 2 und der Festlegeeinheit 5, die von den Ansätzen 9 des Oberwerkzeugs rückbewegt wird, erreicht. Gleichzeitig wird der Applikator 17 in eine Stellung bewegt, in der die ausgestanzte Scheibe zu einem Flaschenverschluß verbringbar ist, und ein neuer Applikator nimmt die gezeigte Lage in axialer Ausrichtung mit dem Transportorgan 10 ein. Nach erneutem schrittweisem Vorschub der Materialbahn 20 beginnt ein neuer Arbeitszyklus.

Da die auf das Transportorgan 10 wirkenden Beanspruchungen wesentlich geringer als die auf das Oberwerkzeug 2 wirkenden Beanspruchungen sind, kann das Transportorgan wesentlich

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leichter und mit geringerer Masse als das Oberwerkzeug 2 ausgeführt sein. Infolgedessen kann das Transportorgan, dessen Hublänge wesentlich größer als diejenige des Oberwerkzeugs ist, mit höherer Geschwindigkeit arbeiten, ohne daß Schwingungen oder andere Schwierigkeiten auftreten. Da das Oberwerkzeug 2 in keiner Weise an dem Transport der ausgestanzten Scheibe auf den Applikator 17 beteiligt ist, kann seine Hublänge kurz und seine Geschwindigkeit relativ niedrig gehalten werden, was beim Stanzen nicht zuletzt im Hinblick auf den Verschleiß vorteilhaft ist. Da der Applikator 17, nachdem er in eine mit einem Flaschenverschluß (nicht gezeigt) axial fluchtende Lage geschwenkt wurde, in bezug auf den Flaschenverschluß genau positioniert sein muß, ist es sehr vorteilhaft, daß der Applikator unelastisch ist. Dies ist möglich, weil die für den Transport der ausgestanzten Scheibe erforderliche Flexibilität durch den federbeaufschlagten Vorderabschnitt 12 des Transportorgans 10 erreicht wird. Die Steifigkeit der Druckfeder 13 ist so gewählt, daß das Eindrücken des Vorderabschnitts 12 gegen die Kraft der Feder erst beginnt, wenn die Arbeitsfläche 16 in Anlage am Applikator gelangt. Dadurch ist sichergestellt, daß die Scheibe während des Transports nicht aus ihrer Lage verschoben wird.

Mit der erläuterten Vorrichtung ist ein zuverlässiges Arbeiten möglich, und ungeachtet sehr hoher Betriebsgeschwindigkeiten sind ein genaues Ausstanzen der Scheiben sowie deren zuverlässiger Transport in eine richtige Lage auf dem Applikator erzielbar.

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Claims

Patentansprüche

1. !Vorrichtung zum Stanzen von Scheiben aus einer schrittise bewegten Materialbahn, mit einem Ober- und einem Unterwerkzeug, und zum Überführen der gestanzten Scheiben auf einen an der Rückseite des Unterwerkzeugs befindlichen Applikator,

gekennzeichnet durch ein Transportorgan (10), das konzentrisch im Oberwerkzeug (2) angeordnet und relativ dazu hin- und herbewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Hublänge des Transportorgans (10) wesentlich größer als die Hublänge des Oberwerkzeugs (2) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Transportorgan (10) durch Antriebselemente (11) so bewegbar ist, daß es am Applikator (17) in Anlage bringbar ist,

ή·. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Transportorgan (10) Kanäle (14-) enthält, die an seiner End- bzw. Arbeitsfläche (16) enden und mit einer Unterdruckversorgung verbindbar sind.

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5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Arbeitsfläche (16) des Transportorgans (10) an einem gesonderten Abschnitt (12) liegt, der so gelagert ist, daß er im Vorderende des Transportorgans (10) axialverschiebbar und mit diesem durch eine Druckfeder (13) verbunden ist.

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