-
Maschine zum Prägen und Ausstechen plattenförmiger Gegenstände, insbesondere
von Keksen Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Prägen und Ausstechen von plattenförmigen
Gegenständen, insbesondere von Keksen.
-
Es ist bekannt, bei derartigen Maschinen Ausstechmesser und Prägestempelköpfe
relativ zueinander zu bewegen und eine Abstreiferplatte vorzusehen, an der der Prägestempelkopf
federnd abgestützt ist.
-
Bei den bekannten Maschinen dient zum Antrieb des Prägestempels und
Ausstechmessers ein einziges Querhaupt. Derartige Maschinen lassen indessen nur
eine beschränkte Betriebsgeschwindigkeit zu. Weiter ist auch die Arbeitsweise wenig
genau, so daß kein in jeder Beziehung vollkommenes Erzeugnis hergestellt werden
kann.
-
Es sind weiter derartige Maschinen bekannt, bei denen zunächst eine
Abwärtsbewegung der Prägestempel zwecks Erzeugung eines Abdrucks auf dem Teig erfolgt,
worauf die Messer gegen den Teig abwärts bewegt werden, schließlich der Prägestempel
relativ zu den Messern zur Freimachung des Teiges von dem Prägestempel aufwärts
bewegt, dann wieder die Messer zum Ausschneiden der Kekse abwärts geführt und schließlich
die Messer wieder zurückbewegt werden, während Prägestempel und Abstreiferplatte
die ausgestanzten Kekse und den Abfall frei machen.
-
Bei diesen bekannten Maschinen dient zum Antrieb der Prägewerkzeuge
und Ausstechmesser je ein besonderes Querhaupt. Auch diese bekannten Maschinen können
nicht mit derjenigen Geschwindigkeit betrieben werden, die zur Erzielung einer hohen
Leistung bei Aufrechterhaltung einwandfreier Beschaffenheit der Erzeugnisse nötig
ist.
-
Von diesen bekannten Einrichtungen unterscheidet sich die Maschine
nach der Erfindung dadurch, daß die federnde Abstützung des Prägestempelkopfes an
der Abstreiferplatte derart ausgebildet ist, daß die Aufwärtsbewegung des Prägestempelkopfes
durch Anschläge begrenzt ist und der Prägestempelkopf durch besondere Antriebsmittel
kraftschlüssig bewegt wird.
-
Zweckmäßig wird dabei die Anordnung so getroffen, daß als Antriebsmittel
für den Prägestempelkopf neben dem Querhaupt zum Antrieb der Ausstechmesser ein
zweites Querhaupt dient, das mit Schuhen versehen ist, die mit Arbeitsflächen des
Prägestempelkopfes zusammenarbeiten.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Abb. r ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Schneid-
und Prägeeinrichtung der Maschine.
-
Abb.2 ist ein perspektivisch gezeichneter Teilschnitt dieser Einrichtung
und -veranschaulicht die an die Schneid- und Prägewerkzeuge angrenzenden Teile.
-
Abb. g ist eine perspektivische Teildarstellung einer der Drückerfüße,
der sich gegen denjenigen Teil der Einrichtung legt, welcher die Prägewerkzeuge
führt.
-
Abb. q. ist ein Schema, welches die Bahnen der Schneid- und Prägewerkzeuge
bei einer besonderen Maschinenbauweise und unter
noch zu beschreibenden
Bedingungen darstellt. .
-
Abb.5 ist ein Schema; welches eine gewünschte Relativanordnung- der
die Schneid-und Prägewerkzeuge in dieser Maschine antreibenden Kurbeln oder Exzenter
erläutert.
-
Abb. 6, 7 und 8 sind teils im Schnitt, teils im Aufriß dargestellte
Ansichten der Einrichtung, die unmittelbar die Schneid- und Prägewerkzeuge antreibt.
-
Abb. 9, io und ii sind Schemata, welche die Winkellagen der die Schneid-
und Prägewerkzeuge antreibenden Kurbeln darstellen, während erstere die Lagen der
Abb.6, 7 und 8 einnehmen.
-
Abb. 12 ist ein Seitenaufriß eines Teiles der Maschine, und Abb. 13
ist ein Endaufriß der Einrichtung nach Abb. 12.
-
Die Schneid- und Prägewerkzeuge werden durch napfförmige Messer i
und kolbenartige, in den napfförmigen Messern arbeitende Prägestempel 2 gebildet.
-
Eine der Bearbeitung durch diese Werkzeuge unterliegende Teigschicht
ist mit der Bezugsziffer 3 in den Abb. 1, 6, 7, 8 und 12 bezeichnet. Die Teigschicht
wird von einem endlosen Band q. (Abb. i) getragen, das durch die üblichen Rollen
geführt und durch eine geeignete Einrichtung stetig angetrieben wird. Das Band läuft
über eine Grundplatte 5 (Abb. i und 13), welche es während der Schneid- und Prägevorgänge
unterstützt.
-
Die Schneid- und Prägewerkzeuge führen in senkrechter Richtung eine
Auf- und Abwärtsbewegung aus und stanzen unter gleichzeitiger Beprägung bei jedem
Arbeitsvorgange Keksreihen aus der Teigschicht aus, welche stetig aus dem Band q.
durch die Maschine .derart vorgeschoben wird, daß nacheinander verschiedene Teile
der Schicht der Einwirkung der Werkzeuge unterworfen werden.
-
Die Messer werden von einem Messerkopf io (Abb. i und 2) getragen,
der aus einer Platte mit Flanschen i i besteht, die durch Brückenleisten 12 verbunden
sind. Letztere sind an Augen 13 an den Flanschen mittels Bolzen 1q. befestigt. Der
Messerkopf ist mittels in unterschnittene Schlitze in den Brükkenleisten 12 eingreifender
Hängebolzen 15 starr . auf dem in senkrechter Richtung auf und nieder gehenden,
die Messer antreibenden Querhaupt 16 verbunden. Dieses Querhaupt 16 ist auf den
senkrechten Führungsstangen 17 geführt und erhält seine auf und nieder gehende Bewegung
durch Pleuelstangen 18 und Exzenter 16a auf der Welle 16b, welche durch ein in beliebiger
Weise angetriebenes Zahnrad 16° in Drehung versetzt werden kann. Beweglich am Messerkopf
io aufgehängt ist eine Abstreiferplatte 2o mit Öffnungen, durch welche die Messer
i hindurchgehen können. Diese Abstreiferplatte ist an dem Messerkopf in begrenztem
Maße nachgiebig beweglich mittels Zapfen 2i und Federn 22 aufgehängt. Erstere sind
gleitbar mit dem Messerkopf verbunden oder gehen lose durch diesen hindurch und
dienen dazu, die Abwärtsbewegung der Abstreiferplatte mit Bezug auf den Messerkopf
zu begrenzen, indem die Köpfe 23 der Zapfen mit dem Messerkopf in Berührung treten.
Die Federn 22 sind als die Zapfen umgebende Spiralfedern dargestellt, deren obere
Enden in mit Vertiefungen versehenen Eckansätzen 2.4 des Messerkopfes liegen.
-
Beim Betriebe der Vorrichtung wird, bevor die Messer .ihren Abwärtshub
beendet haben, die Abstreiferplatte 2o dadurch zur Ruhe gebracht, daß sie auf geeignete
Anschläge, beispielsweise in Gestalt von Rippen 25, an gegenüberliegenden Seiten
der Grundplatte 5 trifft (Abb. i und 13). Nach dieser Beendigung der Abwärtsbe-,vegung
der Abstreiferplatte kann der Messerkopf seine Abwärtsbewegung wegen der gleitenden
Verbindung mit den Zapfen 21 fortsetzen, so. dä.ß durch diese weitere Bewegung die
Federn 22 zusammengedrückt werden. -Die Prägewerkzeuge 2 werden von einem Prägekopf
30 getragen, der über dem kastenartigen Messerkopf io angeordnet ist und
sich senkrecht auf und nieder gehend in diesem bewegt. Um die Stangen 31 der Prägestempel
am Prägekopf zu befestigen, sind erstere mit vier- oder sechskantigen Köpfen 32
(Abb.2) versehen, die nicht drehbar in entsprechenden Schlitzen oder Vertiefungen
der Platte 33 aufgenommen werden. Letztere ist an der Unterseite des Prägekopfes
in geeigneter Weise befestigt und hält so den Satz der Stempelstangen fest am Prägekopf.
-
Der Prägekopf 30 ist mit Hilfe von Zapfer 35 und Federn 36
mit der Abstreiferplatte 2o beweglich verbunden und auf ihr abgestützt. Die Zapfen
35 sind gleitend mit vertieften Endansätzen 37 des Prägekopfes verbunden oder gehen
lose durch sie hindurch, und die Muttern 38 an den Zapfen legen sich gegen die Oberseiten
der Ansätze und dienen zur- Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Prägekopfes relativ
zur Abstreiferplatte. Die Federn 36 sind als die Zapfen 35 umgebende Spiralfedern
dargestellt, und ihre oberenTeile ragen in die Vertiefungen der Ansätze 37 am Prägekopf
hinein. Die Federn 37 stützen somit nachgiebig den Prägekopf und sind bestrebt,
ihn oberhalb des Messerkopfes und der benachbarten Abstreiferplatte in angehobener
Lage und in einem Abstand zu erhalten,
der durch die Bolzen 35 begrenzt
wird. Nach Beendigung der Abwärtsbewegung der Abstreiferplatte kann der Prägekopf
gegen den Widerstand der Federn 36 nach abwärts gedrückt werden.
-
Der Prägekopf ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und besitzt
hochliegende, flache Lagerflächen 40. Gegen letztere legen sich Drückerfüße oder
-schuhe 4i an den unteren Enden von Kolbenstangen 42. Diese Kolbenstangen 42 erstrecken
sich in senkrechter Richtung durch Führungsöffnungen in dem die Messer antreibenden
Querhaupt 16 hindurch und werden durch das senkrecht auf und nieder gehende, zum
Antrieb der Prägestempel dienende Querhaupt 44 angetrieben, welches auf den vorgenannten
senkrechten Führungsstangen 17 geführt ist und auf und nieder gehend durch Pleuelstangen
45 und Exzenter 44a an der Welle 16b angetrieben wird.
-
Zur Einstellung der Drückerfüße oder -schuhe 4i mit Bezug auf das
obere Querhaupt 44 besitzen die Kolbenstangen 42 mit Gewinde versehene obere Teile
46, die in drehbare, aber nicht senkrecht bewegliche, im Querhaupt 44 gelagerte,
hülsenartige Muttern 47 eingeschraubt .sind. Diese Muttern sind mit Schneckenrädern
48 versehen, die durch nicht dargestellte Schnecken angetrieben werden, derart,
daß die Muttern gleichzeitig oder unabhängig voneinander, je nach Bedarf, verdreht
werden können, je nach dem, ob es gewünscht wird, die Kolbenstangen und Drückerfüße
gleichmäßig oder ungleichmäßig senkrecht einzustellen.
-
Der Prägekopf steht in keiner zwangsläufigen Verbindung mit den Schuhen
41 an dem die Prägewerkzeuge antreibenden Querhaupt 44 und ist relativ dazu beweglich.
Neben anderen Vorteilen hat diese Konstruktion den, daß die Prägestempel mit einer
gewünschten Vorauseilung vor dem Arbeitsgang der Messer angetrieben werden, während
nichtsdestoweniger die Prägestempel unabhängig von ihrem Antrieb bewegt und gleichsinnig
mit den Messern während eines oder mehrerer Teile der Arbeitsvorgänge bewegt werden
können.
-
Die Messer und Prägewerkzeuge werden dabei in folgender bekannter
Weise angetrieben. Erstens erfolgt das Prägen der Teigschicht vor dem Schneidvorgang.
Zu diesem Zweck werden die Prägestempel mit der Teigschicht in Berührung gebracht
und machen einen Eindruck. auf dieser, während die Schneidwerkzeuge nach abwärts
gehen. Zweitens werden die Prägestempel durch die Messer wieder frei gemacht, um
zu verhindern, daß der Teig an den Prägestempeln anhaftet, wenn letztere von der
Teigschicht zurückgezogen werden. Drittens findet das Ausschneiden oder Ausstanzen
der Kekse durch die Messer statt. Viertens werden die Messer von dem Teig durch
die Prägestempel frei gemacht, um ein Anhaften der ausgeschnittenen Kekse an den
Messern zu verhindern, wenn diese von der Teigschicht wieder hochgehen.
-
In einer Maschine mit stetigem Vorschub, bei der die Schneid- und
Prägevorrichtung in bekannter Weise horizontal schwingt, um sich dadurch mit der
stetig bewegten Teigschicht während der Schneid- und Prägevorgänge vorwärts zu bewegen,
müssen die geschilderten Einzelvorgänge innerhalb derjenigen Zeitdauer geschehen,
während welcher die horizontalen Bewegungen der Messer und der Teigschicht gleichsinnig
ausgeführt werden.
-
Bei der .dargestellten Maschine können die Bewegungen der Messer und
Prägestempel in bekannter Weise so geregelt werden, daß sie ihre aufeinanderfo-lgen:den
Arbeitsgänge an vorteilhaften Stellen des Gesamtarbeitsganges der Maschine ausführen,
und die Messer und Prägestempel können einen längeren senkrechten Hub im Verhältnis
zur Tiefe der napfförmigen Messer ausführen, als sonst möglich wäre. Demgemäß können
die Messer und Prägestempel mit einer verhältnismäßig größeren senkrechten Geschwindigkeit
arbeiten, so daß die für das Prägen und Ausstanzen erforderliche Zeit wesentlich
verein= gert wird. Hierbei ist die Berührungszeit der Prägestempel und Messer mit
der Schicht im Falle eines langen Hubes der Messer und Prägestempel kürze;- als
die Berührungszeit bei einem kürzeren Hub.
-
Ein Arbeitsvorgang der dargestellten Vorrichtung bei der erwähnten
Anordnung und Einstellung der Kurbeln kann wie folgt erläutert werden: Die Normallage
der Messer und Prägestempel unter der Wirkung der Federn 22 und 37, wenn erstere
frei von dem Einfluß der die Bewegung der Abstreiferplatte begrenzenden Anschläge
oder frei von der Wirkung der Drückerfüße 41 auf dem Prägekopf 30 sind, ist
in Abb. i dargestellt. Beim Aufwärtshub der Messer, bevor die Abstrenferplatte 2o
ihre Endlage erreicht, werden die Prägestempel vor den Messern durch die Wirkung
der Prägekurbel nach abwärts gedrückt, da sich die Drückerfüße kraftschlüssig gegen
den Prägekopf legen. Wenn die Abstreiferplatte 2o zur Ruhe gebracht ist, werden
die Prägestempel, da die Prägekurbel dann nahe .dem Ende ihres Abwärtshubes .ist,
gegen die Teigschicht unter Erzeugung eines Abdruckes' auf dieser gedrückt, wie
in Abb. 6 dargestellt ist. Mittlerweile gehen die Messer unter der Wirkung der Messerkurbel
nach
abwärts, da der Messerkopf io gegen die Abstreiferplatte zu nach abwärts bewegt
wird und die Federn 22 zusammengedrückt sind. Die Messer erreichen die Teigschicht,
nachdem die Prägekurbel ihren untersten Totpunkt durchlaufen hat und die Prägestempel
begonnen haben, sich zu heben, so daß die Messer die Prägestempel während der aufsteigenden
Bewegung dieser von der Tedgschicht frei machen und so verhindern, daß diese an
den Prägestempeln anhaftet. Die Messer setzen ihre Abwärtsbewegung durch die Teigschicht
fort und stanzen aus dieser die geprägten Teile aus. Abb.7 zeigt die Lage der Maschinenteile
gerade nach dem Eintritt der Messer in die Teigschicht, also in dem Augenblick,
wo die Messer soeben die hochgehenden Prägestempel frei gemacht haben. Während des
der in Abb.7 und io dargestellten Lage folgenden Schneidvorganges und während -der
Rückwärtsbewegung oder des Hebens der Messer vom Boden bis zur Oberseite der Teigschicht
befindet sich die Prägekurbel in ihrem Aufwärtshube, so daß sie die Drückerfüße
41 hebt. Geschieht das, so kann der Prägekopf 30 sich unter der Wirkung der
Federn 36 heben, aber nur so weit, als es die Köpfe 38 der den Prägekopf und die
Abstreiferplatte verbindenden Bolzen zulassen. Somit kann während dieses Schneidvorganges
und solange die Abstreiferplatte 2o auf ihren Anschlägen 25 niedergehalten wird,
der Prägestempel sich nur wenig von der Teigschicht heben. Die schnell hochgehenden
Messer überlaufen daher die Prägestempel, die somit ihrerseits dazu dienen, die
Messer von den ausgeschnittenen Keksen und der Teigschicht freizumachen und ein
Anhaften des Teiges- an den Messern zu verhindern. Danach können die einzelnen Maschinenteile
ihre Lage nach Abb. 8 einnehmen, in welcher Lage die Messer und Prägestempel sich
eine Zeitlang gleichmäßig nach aufwärts bewegen.
-
Beim Ausschneiden und Prägen der Kekse hat die Teigschicht gewöhnlich
das Bestreben, eher an dem endlosen Band als an den Prägestempeln und Messern anzuhaften,
aber mehr oder weniger häufig klebt der Teig an den Prägestempeln oder Messern während
der Aufwärtsbewegung dieser an. In allen diesen Fällen ist es von großem Vorteil,
wenn die Prägestempel durch die Messer vor Beginn des Ausstanzvorganges und die
Messer durch die Prägestempel nach dem Ausstanzvorgange während des Hochgehens der
Messer frei gemacht werden. Überdies würde, falls die Teigschicht an den Prägestempeln
oder Messern derart anklebt, daß Gefahr besteht, daß sie mit diesen hochgeht, die
Abstreiferplatte 2o derart wirken, daß sie den Teig daran hindert, den Messern zu
folgen, sobald diese durch die Öffnungen in der Abstrenferplatte hindurchgehen.
-
Der Zeitraum von dem Augenblick des Eindringens der Prägestempel in
die Teigschicht bis zum Freimachen der,Messer nach dem Ausstanzvorgange, d. h. der
volle Präge-und Schneidvorgang und das darauffolgende Freimachen der Messer während
ihres Hochganges von der Teigschicht, kann innerhalb oder in etwas weniger als drei
Zehntel einer vollen Umdrehung ider Hauptkurbelwelle liegen, so daß die Periode
der gleichmäßigen Horizontalbewegung der Schneid- und Prägevorrichtung und der Teigschicht
entsprechend kurz sein kann.
-
Bei der dargestellten Maschine findet die Periode der gleichmäßigen
Horizontalbewegung der Schneid- und Prägevorrichtung einerseits und der Teigschicht
andererseits beispielsweise während derjenigen Phase der Schneidkurbelumdrehung
statt, die in dem Schema nach Abb.5 zwischen den Teil= strichen io und 22 liegt,
also während einer Periode, die zwölf Vierzigstel oder drei Zehntel einer Umdrehung
der Kurbelwelle beträgt. In dem Schema nach Abb. q. ist diejenige Stelle in der
Vorwärtsbewegung der Messer und Prägestempel, wo die genannte gleichmäßige Bewegung
mit Bezug auf die Teigschicht beginnt, durch die senkrechte Linie 7o angedeutet
und diejenige Stelle, wo die gleichmäßige Bewegung endigt, mit der senkrechten Linie
71 beze-ichnet. Diejenige Stelle in der Bahn der Prägestempel, an der letztere in
die Teigschicht eindringen, ist bei 8o angedeutet. Die Stelle, wo die Messer die
Prägestempel frei machen, ist mit 8i, die Stelle, wo die Messer in den Teig eindringen,
mit 82 und die Stelle, wo die Prägestempel die Messer, während diese von der Teigschicht
hochgehen, frei machen, mit 83 bezeichnet.
-
Aus Abb. q. geht hervor, - daß die Prägestempel nach Erzeugung eines
Abdruckes auf dem Teige bis zur Oberfläche der Teigschicht hochgehen, während die
Messer in die Teigschicht eindringen. Die Stellen 81 und 82, wo die Messer die Prägestempel
frei machen und in die Teigschicht eindringen, fallen nahezu zusammen und liegen
kurz vor dem Ende des Abwärtshubes des Messers. Ferner ist aus der Abb. q. ersichtlich,
daß die Prägestempel nur wenig angehoben verbleiben während des darauffolgenden
Schneidvorganges oder während die Messer sich durch die Tedgschicht nach abwärts
und aufwärts bewegen und bis die Messer während des Hochgehens durch die Prägestempel
an den Stellen 63 der Messerbahn frei gemacht werden, was kurz nach Vollendung des
Abwärtshubes
der Messer stattfindet. Im Augenblick des Eindringens
der Messer in die Teigschicht, angedeutet durch den Punkt 82 der Messerbahn, kann
die Messerkurbel in oder nahe der durch den Teilstrich 18 in Abb. 5 bezeichneten
Lage sein, während im Augenblick des Freimachens der Messer durch die Prägestempel,
angedeutet durch Punkt 83 in der Messerbahn, die Messerkurbel in oder gerade jenseits
der durch den Teilstrich 21 in Abb. 5 bezeichneten Lage sein kann. Somit liegt nur
eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer zwischen dem Freimachen der Stempel durch die
abwärts gehenden Messer bei 81 und dem Freimachen der aufwärts gehenden Messer durch
die Prägestempel an den Punkten 83. Dies wie auch der proportional längere, senkrechte
Hub der Messer und Prägestempel, wie er durch die dargestellte Vorrichtung ermöglicht
wird, gestattet, daß die ganze Berührungszeit des Teiges mit den Prägestempeln und
Messern in die kurze Periode der Vorwärtsbewegung der Schneidvorrichtung im Gleichschritt
mit der Teigschicht fällt. Es wird somit die Gefahr einer Verringerung der volkommenen
Wirkung der Präge-und Schneidwerkzeuge infolge davon, daß diesen die Teigschicht
folgt, beseitigt.
-
Die Prägekurbel hat einen verhältnismäßig langen Hub, in diesem Falle
annähernd gleich der Länge des Schneidkurbelhubes, so daß der Prägestempel mit einem
hammerartigen Schlag wirkt, wenn er einen schnellen Eindruck auf dem Teig erzeugt
und zurückgeht, worauf er dann in seiner Aufwärtsbewegung während des darauffolgenden
schnellen Hubes des Messers und bis das Messer bei seiner Aufwärtsbewegung von dem
Prägestempel frei gemacht wird, verzögert wird. Unter anderen Vorteilen verringert
eine schnelle Druckwirkung des Prägestempels :die Gefahr, daß der Prägestempel,
wenn er auf der Teigschicht ruht, die angrenzenden Teile der Teigschicht mitnimmt,
wie es der Fall ist bei einem langsam bewegten Prägestempel. Die Gesamtheit des
die Messer tragenden Kopfes und der Abstreiferplatte bildet eine Einheit, welche
durch Bolzen 15 lösbar am Querhaupt 16 befestigt ist. Die Konstruktion ist derart,
daß diese Einheit leicht und schnell angebracht und aus der Maschine entfernt werden
kann. Demzufolge können auch Einheiten verschiedener Natur in der Maschine benutzt
werden.