DE3738196A1 - Vorrichtung zur befestigung von stanzwerkzeugen auf einer stanztrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines oder mehrerer Stanzwerkzeuge auf einer Stanztrommel einer Stanzmaschine.

In bekannten Stanzmaschinen mit einer oberen und einer unteren Stanztrommel ist die die Stanzwerkzeuge tragende Trommel mit regelmäßig angeordneten Gewindebohrungen versehen. Die auf der Trommel zu befestigenden, halbschalenförmigen Stanzwerkzeuge weisen eine Anzahl von Durchgangsbohrungen auf, die in Über­ einstimmung mit den Gewindebohrungen der Stanztrommel angeord­ net sind, so daß die Stanzwerkzeuge mittels Schrauben auf der Trommel befestigt werden können. In die meist aus Holz bestehenden Halbschalen sind Schneidmesser eingelassen, die die die Maschine durchlaufenden Pappbögen mit den entsprechen­ den Ausstanzungen versehen. Beim Werkzeugwechsel ist diese Art der Befestigung sehr zeitaufwendig und führt zu langen Rüst­ zeiten, zumal immer mehr von einer Bevorratung fertiger Stanzschachteln Abstand genommen wird und die Stanzwerkzeuge deshalb häufig gewechselt werden müssen. Der Nachteil der langen Rüstzeiten wiegt umso schwerer als durch den Einsatz von numerischen Steuerungen an Stanzmaschinen der übrige Teil der Maschine wesentlich rascher umgestellt werden kann. Die Vorteile der Automatisierung der übrigen Arbeitsschritte sind wegen der langen Rüstzeiten beim Werkzeugwechsel unwirksam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Wechseln der Stanzwerkzeuge in schneller und einfacher Weise durch­ geführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß für jedes Stanzwerkzeug bzw. für jede Anordnung von Stanzwerkzeugen jeweils zwei Spannringe vorhanden sind, welche in Axialrich­ tung gegen und über je einen Rand der Stanzwerkzeuge preßbar sind, wobei mindestens eine der an jedem Spannring und dem zugeordneten Rand des Stanzwerkzeugs zusammenwirkenden Flächen eine Schräge zur Erzeugung einer die Anpressung des Stanzwerk­ zeugs an die Stanztrommel bewirkenden Kraftkomponente aufweist.

Mit dieser Anordnung können Stanzwerkzeuge in einfacher Weise durch die axiale Bewegung der zwei Spannringe an der Trommel befestigt und wieder gelöst werden, zumal wenn die Axial­ bewegung der Ringe motorisch durchgeführt wird. Das Abnehmen der zu ersetzenden Stanzwerkzeuge und das Auflegen der neuen bleiben die einzigen manuell durchzuführenden Operationen. Nach Auflegen und Zentrieren des Werkzeugs erfolgt seine Befestigung selbsttätig durch das Anschieben der Spannringe an die Ränder des Werkzeuges. Gleichzeitig werden die Holzschalen der Stanzwerkzeuge gegen die zylindrische Stanztrommelober­ fläche gepreßt, so daß eine möglicherweise von der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Art der Lagerung verursachte Formveränderung selbsttätig korrigiert wird.

Ein besonders zuverlässiges Zusammenwirken der Innenfläche des Spannringes und der Außenrandfläche des Stanzwerkzeuges wird dann erreicht, wenn beide Flächen mit Schrägen gleichen Winkels versehen sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Spannringe jeweils auf ein mittels einer Gewindespindel­ anordnung bewegbares Joch drehbar angeordnet, wobei das Joch mittels an dem Gestell der der Stanzmaschine befestigten Füh­ rungen geführt wird. Es wird somit eine gleichmäßige Bewegung und eine genaue Stellung des Jochs gewährleistet. Der Antrieb der Joche erfolgt zweckmäßigerweise über Gewindespindeln. Die Aufrechterhaltung der Pressung auf die Werkzeugränder kann durch selbsthemmende Keilwirkung an den Werkzeugrändern und/ oder selbsthemmende Ausführung der Gewindespindeln und/oder Aufrechterhaltung eines Antriebdrehmoments an den Gewinde­ spindeln gewährleistet werden. Statt dessen ist auch ein Antrieb mittels Druckmittelzylindern möglich, die auch während des Betriebs mit Druck beaufschlagt sein können.

Eine über den Umfang gleichmäßig verteilte Anpreßkraft kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß jedes Joch mittels zwei diametral entgegengesetzt zusammenwirkenden Gewindespindeln bzw. Zylindern angetrieben ist.

Zur zusätzlichen Befestigung der Stanzwerkzeuge ist es zweck­ mäßig, im Befestigungsbereich der Stanztrommel ein Vakuumfeld vorzusehen, das einen Unterdruck zwischen der Trommelober­ fläche und der Innenfläche der schalenförmigen Stanzwerkzeuge erzeugt. Damit wird auch das Auflegen der Stanzwerkzeuge erleichtert, indem durch den Unterdruck die Stanzwerkzeuge auf der Trommel vorläufig gehalten werden, solange sie noch nicht von den Spannringen gehalten sind. Daher können die einzelnen Stanzwerkzeuge einer gemeinsam von denselben Ringen zu haltenden Gruppe von Stanzwerkzeugen leicht nacheinander aufgelegt werden und kann die Trommel für die Auflegung eines weiteren Stanzwerkzeuges gedreht werden, ohne daß die zuvor aufgelegten Werkzeuge herabfallen.

Gemäß einer einfachen Ausführungsform weist die Vakuumein­ richtung eine Anzahl von in eine innerhalb der Stanztrommel angeordnete Vakuumleitung mündende Durchgangsbohrungen auf.

Bei besonders breiten Maschinen ist es zweckmäßig, in dem Vakuumfeld eine Anzahl von vorzugsweise in Axialrichtung sich erstreckenden Nuten vorzusehen, die mittels Durchgangs­ bohrungen an einer innerhalb der Stanztrommel angeordneten Vakuumleitung angeschlossen sind, wobei die Spannringe mit Verschlußelementen versehen sind, die das Vakuum in den Nuten in der jeweiligen Werkzeugbreite begrenzen. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist es möglich, Stanzwerkzeuge verschiedener Breite zu verwenden, ohne daß bei Anwendung kleinerer Werkzeuge ein Teil der Saugöffnungen bzw. -bohrungen von der Schale des Werkzeuges nicht bedeckt wird oder daß bei Anwendung längerer Werkzeuge der erzeugte Unterdruck nicht ausreicht, um die Werkzeuge auf der Stanztrommel festzuhalten.

Das genaue Positionieren der Stanzwerkzeuge kann zweckmäßiger­ weise mittels zusammenwirkender Positionierstifte und -boh­ rungen in der Stanztrommel erreicht werden.

Da die Breite der Stanzwerkzeuge und die Dicke ihrer Ränder ebenso wie ihre Auflagequalität auf der Trommeloberfläche gewissen Toleranzen unterliegen, ist es zweckmäßig, in dem Kraftübertragungsweg der von dem Spannring auf den Werk­ zeugrand übertragenen Spannkraft ein Federelement vorzusehen, das die Maßtoleranzen kompensiert. Vorzugsweise wird das Federelement von einer Mehrzahl von Federzungen gebildet, die gemeinsam die zum Zusammenwirken mit dem Rand des Werkzeugs vorgesehene Schrägfläche des Spannrings bilden. Jedoch kann es auch werkzeugseitig oder an beliebiger Stelle zwischen der von dem Spannring gebildeten Schrägfläche und dem die Axialkraft auf den Spannring erzeugenden Antrieb vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeich­ nungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Stanzmaschine;

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 ein Detail im Längsschnitt eines Spannrings und des entsprechenden Außenrands eines Stanzwerkzeugs.

Die Stanzmaschine umfaßt ein Gestell 1, eine untere Stanz­ trommel 3 und eine obere Stanztrommel 4, auf der die schalenförmigen mit einer Anzahl von Schneidmessern 6 bestückten Stanzwerkzeuge befestigt sind.

Auf dem Gestell 1 sind zu den Trommelachsen parallele Führungen 7 angeordnet, längs welcher mittels Gewindespindel 9 und Motoren 11 angetriebene Joche 13 geführt werden.

An den Jochen 13 sind jeweils Spannringe 15, 17 drehbar gelagert, beispielsweise mittels eines Drahtlagers 21. Längs des Umfangs des Spannrings 15 bzw. 17 ist eine Reihe von Federblechen 25 angeordnet, die mittels Schrauben 26 oder dergleichen befestigt sind und gemeinsam eine hohlkonische Fläche zur Anlage am Rand des zugehörigen Stanzwerkzeuges bilden. Die Ränder der Stanzwerkzeuge 5 weisen entsprechend abgeschrägte, d.h. konische Flächen 27 auf, die mit den Federblechen des Spannrings 15 bzw. 17 zusammenwirken. Im geschlossenen Zustand werden die Spannringe 15, 17 auf die Konusflächen 27 gedrückt, wobei die Federbleche 25 elastisch nach außen nachgeben, aber eine hinreichende Anpreßkraft entwickeln, um die Stanzwerkzeuge 5 in ihrer Stellung festzuhalten. Durch Anwendung der federelastischen Bleche 25 findet ein leichter Toleranzenausgleich bei schalenförmigen Werkzeugen, deren axiale oder radiale Abmessungen nicht genau gleich sind, statt. Im geschlossenen Zustand können sich die Spannringe 15, 17 zusammen mit den inneren Lagerringen 19, den Stanzwerkzeugen 5 und der Stanztrommel 4 drehen, während die äußeren Lagerringe 23 und die entsprechenden Joche 13 still stehen. Dabei werden die Spannringe 15, 17 während des Stanzvorgangs von den Gewindespindeln 9 fortdauernd gegen die Stanzwerkzeuge gepreßt. Dazu wird eine selbsthemmende Wirkung innerhalb des Kraftübertragungswegs oder eine fortdauernde Antriebskraft benutzt.

Die Spannringe 15, 17 können zur Befestigung eines oder mehrerer, längs des Umfangs der Stanztrommel 4 angeordneten Stanzwerkzeugen 5 dienen. In dem in den Figuren dargestellten Beispiel sind zwei Stanzwerkzeuge vorgesehen, die sich je über 180° erstrecken.

In die Stanztrommel 4 sind für jedes schalenförmige Stanzwerk­ zeug 5 Nuten 30 eingearbeitet, die im Mittelbereich bzw. in dem Bereich der Stanzwerkzeuge durch nicht dargestellte Durch­ gangsbohrungen mit einer innerhalb der Stanztrommel 4 angeord­ neten Vakuumleitung verbunden sind. Die Spannringe 15, 17 greifen mit nicht gezeigten Vorsprüngen als Verschlußelemente in die Nuten ein und begrenzen dadurch das Vakuumfeld auf den Bereich der Innenfläche der schalenförmigen Stanzwerkzeuge 5. Statt Nuten können in die Stanztrommel 4 auch lediglich Durch­ gangsbohrungen im Mittelbereich eingearbeitet werden, wobei in diesem Falle die Verschlußelemente nicht erforderlich sind.

Die Befestigung der Stanzwerkzeuge 5 auf der Stanztrommel 4 wird in folgender Weise durchgeführt:

Die Spannringe 15, 17 werden jeweils über das zugehörige Joch 13 nach außen gefahren. Ein schalenförmiges Stanzwerkzeug 5 wird aufgelegt und das Vakuum in den entsprechenden Nuten 30 eingeschaltet. Die korrekte Positionierung erfolgt durch die in Fig. 3 ersichtlichen Stifte 35, die mittels Buchsen 32 mit dem Stanzwerkzeug 5 verbunden sind und in entsprechende Boh­ rungen 34 der Stanztrommel 4 eingreifen. Ist ein weiteres Stanzwerkzeug 5 zu befestigen, wird die Stanztrommel 4 ent­ sprechend gedreht, das zweite Stanzwerkzeug aufgelegt und das Vakuum im entsprechenden Bereich eingeschaltet. Die Spannringe 15, 17 werden dann über die Außenränder der Stanzwerkzeuge 5 mittels der Gewindespindeln 9 gefahren und die Stanzwerkzeuge auf die Stanztrommel 4 gepreßt. Müssen nun die Werkzeuge 5 gewechselt werden, werden die Spannringe 15, 17 wieder nach außen gefahren, das Vakuum eines Stanzwerkzeuges abgeschaltet und das Werkzeug entfernt. Nach Rotation der Trommeln wird das zweite Stanzwerkzeug 5 bzw. die weiteren Werkzeuge 5 nach Abschaltung des Vakuums entfernt. Die Stanzmaschine ist nun bereit für die Befestigung eines neuen Satzes von Stanzwerk­ zeugen.

Das Auflegen und Entfernen der Stanzwerkzeuge 5 wird in der Regel manuell durchgeführt, kann aber auch automatisch oder halbautomatisch erfolgen.

Für diesen Wechselvorgang sind ungefähr zwei Minuten erforder­ lich; herkömmliche mit Schraubbefestigungsvorrichtungen ver­ sehene Stanzmaschinen bedürfen dagegen für den Wechselvorgang bis zwölf Minuten. Dementsprechend wird mit der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentliche Verminderung der Rüstzeiten erreicht.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Befestigung eines oder mehrerer Stanzwerk­ zeuge auf einer Stanztrommel einer Stanzmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Stanzwerkzeug bzw. für jede Anordnung von Stanzwerkzeugen jeweils zwei Spannringe vorhanden sind, welche in Axialrichtung gegen und über je einen Rand der Stanzwerkzeuge preßbar sind, wobei min­ destens eine der an jedem Spannring und dem zugeordneten Rand des Stanzwerkzeugs zusammenwirkenden Flächen eine Schräge zur Erzeugung einer die Anpressung des Stanzwerk­ zeugs an die Stanztrommel bewirkenden Kraftkomponente aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe jeweils an einem mittels einer Gewinde­ spindelanordnung in Richtung der Stanztrommelachse beweg­ baren Joch drehbar angeordnet sind, das mittels an dem Gestell der Stanzmaschine befestigten Führungen geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe jeweils an einem mittels eines druckmittel­ betriebenen Zylinderantriebs in Richtung der Stanztrommel­ achse bewegbaren Joch drehbar angeordnet sind, das mittels an dem Gestell der Stanzmaschine befestigten Führungen geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Joch mittels zweier dimetral entgegen­ gesetzt angeordneter Gewindespindeln bzw. Zylinder angetrieben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Befestigungsbereich der Stanztrommel ein Vakuumfeld für die zusätzliche Anpressung des Stanzwerkzeuges bzw. der Stanzwerkzeuge an die Stanztrommeloberfläche vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Vakuumfelds eine Mehrzahl von mit einer innerhalb der Stanztrommel angeordneten Vakuumleitung verbundenen Durchgangsbohrungen vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Vakuumfeldes eine Mehrzahl von Nuten in der Stanztrommeloberfläche vorgesehen ist, die mit einer innerhalb der Stanztrommel angeordneten Vakuumleitung ver­ bunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe mit Verschlußelementen zur Begrenzung des Vakuums in den Nuten auf die jeweilige Werkzeugbreite versehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stanzwerkzeug mit Positio­ nierstiften und die Stanztrommeloberfläche mit damit zusammenwirkenden Positionierbohrungen versehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannring und/oder der damit zusammenwirkende Rand eines Spannwerkzeugs ein Feder­ element enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die am Spannring zum Zusammenwirken mit dem Rand des Werk­ zeugs vorgesehene Schrägfläche von dem Federelement gebildet ist.