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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Universal-Ausbrechwerkzeug
von Abfällen
einer Stanzpresse von plattenartigen Werkstücken, insbesondere Werkstücke wie
Papier oder Karton, die für die
Herstellung von Verpackungen bestimmt sind. Ein solches Werkzeug
ist im Dokument DE-U-8915577 beschrieben, das den ähnlichsten Stand
der Technik darstellt.
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Im
Allgemeinen umfassen diese Stanzpressen mehrere aufeinanderfolgend
angeordnete Stationen, insbesondere einen Einleger zum Einführen von Kartonbogen
in die Maschine, in bestimmten Ausführungen einen Anlegetisch,
der diese Bogen flächig anordnet,
eine Tiegelstanze, welche die Bogen einzeln gemäss einer gegebenen Form für die Herstellung
von Schachtelzuschnitten stanzt, eine Ausbrechstation, die die vom
Stanzen resultierenden unerwünschten
Abfälle
entfernt, und schliesslich eine Station für die Stapelauslage der so
verarbeiteten Zuschnitte.
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Das
Werkzeug der vorliegenden Erfindung wird in der Ausbrechstation
der Abfälle
der Stanzpresse verwendet. Jedes der durch solche Maschinen verarbeiteten
plattenartigen Werkstücke
umfasst mehrere Nutzen oder Zuschnitte, welche die entwickelten
Formen und Flächen
der hergestellten Verpackungen darstellen. Obwohl diese Zuschnitte
sorgfältig
auf der vom Bogen angebotenen Fläche
angeordnet und eingerichtet werden um sie optimal auszunutzen, können im
Allgemeinen interstitielle Abfallzonen zwischen den Zuschnitten,
die hauptsächlich
aus ihren spezifischen Formen resültieren, nicht vermieden werden.
Diese interstitiellen Flächen
bilden die unerwünschten
Abfälle
und müssen
aus dem Bogen entfernt werden.
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Zu
diesem Zweck wird der gestanzte Bogen auf eine Holzplatte gelegt,
genannt untere Ausbrechform, die eine Mehrzahl von Öffnungen
enthält.
Diese Öffnungen
befinden sich gegenüber
der Abfälle
des Bogens und haben eine ihnen entsprechende Form. Jeder Abfall
kann durch Klemmen zwischen zwei Ausbrechstiften entfernt werden,
wobei die einen Ausbrechstifte auf einem oberen beweglichen Werkzeug
und die anderen teleskopischen auf einem unteren Werkzeug angebracht
sind. In einer vertikalen Bewegung entfernen diese zwei Werkzeuge
alle Abfälle
des Bogens auf einmal. Eine Ausbrechstation dieser Art wird in Patent
US 3,786,731 detaillierter beschrieben.
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Die
Abfallausbrechstation kann auch nur ein bewegliches oberes Werkzeug
umfassen, das die Abfälle
durch die Holzplatte mit Öffnungen
drückt.
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In
einer Ausführungsform
des Ausbrechwerkzeugs wird eine ebene Fläche verwendet, im Allgemeinen
eine Holzplatte, in welche an den den auszubrechenden Abfällen entsprechenden
Stellen Ausbrechstifte befestigt werden, die einfach eine Art Nägel sein
können,
welche in die Holzplatte eingeschlagen werden. Obwohl diese Lösung sehr
wirtschaftlich scheint, wird sie langwierig und schnell aufwendig, wenn
die Maschine, um den Erwartungen der Kunden zu entsprechen, für allerlei
verschiedene Arbeiten vorbereitet werden muss, die jede ein spezifisches
Werkzeug erfordert.
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In
einer anderen Ausführungsform
des Ausbrechwerkzeugs werden Stifte benutzt, die regulierbar befestigt
werden können,
um sich so gut wie möglich
für eine
ganze Reihe von verschiedenen Arbeiten zu eignen. Zu diesem Zweck
umfasst das betreffende Werkzeug einen rechteckigen Rahmen und Querträger, die
die Seiten- oder Längsstangen
des Rahmens verbinden, so dass diese Querträger, welche als Träger für die Ausbrechstifte
dienen, an den Stellen der auszubrechenden Abfälle positioniert werden können. Jeder
Ausbrechstift muss auf einen radial regulierbaren Träger geschraubt
werden, der auf einem Umfang von 360° drehen kann, um den Stift genau
gegenüber
des auszubrechenden Abfalls positionieren zu können. Diese Ausführungsform
hat den Nachteil, dass es für
jeden Ausbrechstift den Zusammenbau und die Einstellung mehrerer
konstitutiver Teile seines Trägers
erfodert. Ausserdem, obwohl die Stanzpresse verschiedene Arbeiten
ausführen kann,
die mehreren Zuschnittarten und -formaten entsprechen, muss die
peinlich genaue Einstellung der Position der Ausbrechwerkzeuge gemäss den zu verwirklichenden
Arbeiten jedoch jedesmal wiederholt werden. Dieses Werkzeug hat
den Vorteil, sich mit nur ein und demselben Satz von Teilen für jede Arbeit
zu eignen, das Positionieren der Ausbrechstifte hingegen ist eine
Einstellaufgabe, die, abhängig von
der Komplexität
der zu stanzenden Schachteln und der verursachten Abfälle, sehr
lang und mühsam sein
kann. Schliesslich erfordert die Grösse und vor allem die relativ
hohen Herstellungskosten dieser Art von Werkzeug eine rationale
Benutzung der Vorrichtung; weshalb diese Ausbrechwerkzeuge im Allgemeinen
nach jeder Arbeit demontiert und in einer neuen Konfiguration für eine neue
Arbeit wieder zusammengebaut werden, was natürlich bedeutend viel Zeit in
Anspruch nimmt und mit den Produktionsanforderungen nicht kompatibel
ist.
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In
einer anderen Lösung
werden die Abfälle nicht
während
der Produktion entfernt, sondern manuell wenn das von der Tiegelstanze
gelieferte verarbeitete Produkt zurückgenommen wird. Diese für mittlere
und grosse Serien sehr anstrengende Lösung ist in industrialisierten
Ländern
wegen der hohen Arbeitskosten wirtschaftlich völlig undenkbar. Ausserdem wäre die durch
diese Aufgabe beanspruchte Zeit unverhältnismässig in bezug auf die durch
eine Maschine benötigte
Zeit, um das gewünschte
Produkt in einem Zug herzustellen. Schliesslich verursacht die manuelle
Entfernung der Abfälle
verschiedene Probleme wie die Gefahr des Zerreissens, die Gefahr
von ungewolltem Trennen verarbeiteter Zuschnitte, Probleme, welche
mit der Handhabung von Bogenstapeln zusammenhängen und schliesslich Probleme
der Hygiene für
Bogen, welche für
Verpackungen von medizinischen Produkten oder Nahrungsmittel bestimmt
sind.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen,
indem sie ein vor allem wirtschaftliches Universal-Ausbrechwerkzeug
liefert, das von einfacher Konzeption und trotzdem wirksam und zuverlässig ist.
Es soll Abfälle
jeglicher Art auf dem gesamten Bogenbereich ausbrechen können und
für Arbeiten
geeignet sein, welche das gesamte Sortiment der Bogenformate abdecken,
die mit der Art von Tiegelstanze, für welche das betreffende Ausbrechwerkzeug
vorgesehen ist, verarbeitet werden können. Die für die Vorbereitung dieses Werkzeugs für eine gegebene
Arbeit benötigte
Zeit soll so kurz wie möglich
sein. Dieses Ausbrechwerkzeug soll ebenfalls die Anzahl der Handhabungen
und Ersatzteile für
die Werkzeugvorbereitungsphase beträchtlich vermindern und falls
ein oder mehrere Organe für das
Abfallausbrechen hinzugefügt,
weggenommen oder verschoben werden müssen, soll dies sehr leicht
ausführbar
sein.
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Zu
diesem Zweck bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Ausbrechwerkzeug
wie in Patentanspruch 1 beschrieben.
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Besser
verständlich
wird die Erfindung bei der Prüfung
einer Ausführungsform,
die als keineswegs beschränkendes
Beispiel angeführt
und durch die beigelegten Zeichnungen dargestellt wird, in welchen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht im Teilschnitt eines Universal-Ausbrechwerkzeugs gemäss der Erfindung,
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2 eine
schematische Ansicht im vertikalen Teilschnitt des Ausbrechwerkzeugs
entlang der Mittellinie A-A von 1,
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3 eine
schematische vertikale Schnittansicht eines Teils des Universal-Ausbrechwerkzeugs,
und
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4 eine
Perspektivansicht eines Ausbrechstiftes gemäss der Erfindung darstellen.
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1 ist
eine schematische Perspektivansicht im Teilschnitt eines Universal-Ausbrechwerkzeugs 1.
Letzteres umfasst einen Rahmen 2, der durch zwei Längsstangen 3, 4 gebildet
wird, die an zwei Seitenstangen 5, 6 festgehalten
werden. Diese Stangen sind vorzugsweise rechteckig oder quadratisch.
Die Oberfläche
des Rahmens 2 dient als Träger für eine obere Platte 10,
die mit einer Mehrzahl kleiner Löcher 11 durchbohrt
ist. Gegen die Unterseite des Rahmens 2 ist eine untere
Platte 12 befestigt, die ebenfalls mit einer Mehrzahl von
kleinen Löchern 13 durchbohrt
ist (2), welche denselben Durchmesser aufweisen, wie
die Löcher 11 der
oberen Platte. Die Platten 10 und 12 sind identisch
und ihre Dimensionen entsprechen im wesentlichen denjenigen des Rahmens 2.
Sie sind auf letzterem mit durchquerenden Schrauben 14 befestigt,
die in der Platte 10 versenkt werden können, und mit Muttern 15 auf
den Seitenstangen 5, 6 des Rahmens 2,
sowie mit Schrauben 16, welche in blinden Gewinden für die Längsstangen 3, 4 angezogen
sind. Alle Löcher 11 der
oberen Platte und Löcher 13 der
unteren Platte befinden sich einander genau gegenüber und
sind also paarweise auf vertikalen Geraden perfekt ausgerichtet
(2). In der schematischen 1 sind diese
Löcher
in übertriebenen
Proportionen gezeichnet. In Wirklichkeit kann jede Platte zum Beispiel
mit einer Anzahl von 50'000
bis 400'000 Löchern für eine Plattenfläche von
1 bis 2 m2 durchbohrt sein. Vorzugsweise
bilden diese Löcher
für jede
Platte 10, 12 ein Feld, so dass die Zentren von
drei beliebigen angrenzenden Löchern
die Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden, wobei eine der
Seiten dieses Dreiecks zu einem der Ränder des Rahmens 2 parallel ist.
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Um
jegliche Verformung der Platten zu vermeiden, sind Trennorgane,
bestehend aus einer Mehrzahl von Bändern 17, auf der
Kante zwischen den zwei Platten 10, 12 positioniert.
Jedes dieser Bänder 17 bildet
ein S, das die zwei Längsstangen 3, 4 des
Rahmens 2 verbindet. Sie sind nur an ihren Enden gegen
die Innenränder
dieser Stangen befestigt.
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Das
Positionieren und das Register des Ausbrechwerkzeugs 1 in
der Ausbrechstation erfolgt mittels einer der Längsstangen und einem Zentrierblock 18,
der auf einer in 1 gezeigten Achse A-A positioniert
ist. Diese virtuelle Achse befindet sich auf der Mittellinie der
Produktionsmaschine und bildet eine Bezugslinie. Alle Stationen
(Einführ-,
Stanz- Ausbrechstationen, etc...) dieser Maschine sind in bezug auf
diese Achse ausgerichtet, so dass die verschiedenen mit ein und
demselben plattenartigen Werkstück
ausgeführten
Arbeitsgänge
immer im perfekten Register erfolgen.
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2 ist
eine Ansicht im vertikalen Teilschnitt des Ausbrechwerkzeugs 1 entlang
der Mittellinie A-A. Der Zentrierblock 18 ist sorgfältig auf
der oberen Platte 10 mittels einer in der Längsstange 4 verankerten
Schraube 19 befestigt. Eine gebogene Platte 20 ist
durch die Schrauben 14 entlang der Seitenstange 5 unter
der unteren Platte 12 befestigt. Diese gebogene Platte 20 ist
mit Greifmitteln 21 ausgestattet, welche aus zwei Öffnungen
bestehen, die erlauben, das Werkzeug 1 zu ergreifen und
wie eine Schublade aus der Ausbrechstation zu ziehen. In 2 sind
zwei Längsträger 22, 23 dargestellt,
die, obwohl sie zur Ausbrechstation gehören, erlauben besser zu verstehen,
wie das Ausbrechwerkzeug 1 dort eingeführt und gehalten wird. Der
Träger 23 ist feststehend;
er dient als Richtmarke gegen welche sich die Längsstange 4 abstützt. Der
Träger 22 ist
in der Richtung des Pfeils 24 beweglich, um das Werkzeug 1 in
der Ausbrechstation zu klemmen und festzuhalten. Gegenüber der
gebogenen Platte 20 befindet sich eine andere Platte 25,
deren Dimensionen und Befestigungsmittel mit denjenigen der ersten Platte 20 identisch
sind.
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In 2 ist
nur ein im Werkzeug 1 eingeführter Ausbrechstift 30 dargestellt.
Aus funktionellen Gründen
der Übereinstimmung
der Grösse
der Löcher 11 und
der Dicke des Werkzeugs 1, ist in 1 kein Ausbrechstift
dargestellt worden. Die Höhe
von jedem dieser Ausbrechstifte 30 ist kleiner als die Höhe der auf
dem Rahmen 2 angebrachten gebogenen Platten 20, 25.
Tatsächlich,
ein anderes Ziel der gebogenen Platten 20, 25 ist,
das Werkzeug 1 auf einer ebenen Fläche ablegen zu können, ohne
dass sich die Ausbrechstifte 30 aufrichten, wenn sie in
den Löchern 11, 13 positioniert
sind.
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Während dem
Ausbrechen der Abfälle
durch die Stifte 30 muss der Bogen absolut flach gegen
die Holzplatte mit Öffnungen
gehalten werden. Deshalb sind die Stützorgane gegen die Unterseite
des Ausbrechwerkzeugs neben den verlorenen Flächen befestigt. In 2 ist
eine Schnittansicht eines solchen Stützorgans dargestellt. Dieses
Stützorgan 28 umfasst
einen Block 26 aus zusammenpressbaren Schaumstoff, der
gegen eine magnetische Fläche 27 geklebt
ist, die überall
auf der gesamten Platte 12 positioniert werden kann, da
letztere vorteilhaft aus ferromagnetischem Material besteht. Ein
anderer Vorteil dieses Befestigungssystems liegt in der Tatsache, dass
diese Stützorgane 28 bei
Bedarf für
späteren Gebrauch
für die
Vorbereitung einer anderen Arbeit leicht angepasst und wiederverwendet
werden können.
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Eine
Variante der Befestigungsmethode dieses Stützorgans 28 gegen
die untere Platte 12 besteht darin, besagtes Organ mit
mindestens zwei Nägeln 29 auszustatten,
welche, die Löcher 13 der
unteren Platte 12 durchquerend, jegliches Rutschen oder
jegliche unbeabsichtigte Bewegung des Stützorgans 28 verhindern.
Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit
des Ausbrechwerkzeugs noch verbessert ohne die erforderliche Zeit
für seine
Vorbereitung zu beeinträchtigen.
Um eine perfekte Verbindung eines solchen mit Nägeln 29 ausgestatteten
Stützorgans 28 mit
der unteren durchbohrten Platte 12 zu gewährleisten,
muss also die Distanz zwischen den Nägeln 29 einem Vielfachen
des Abstandes der in der unteren Platte 12 gleichmässig verteilten
Löcher 13 entsprechen.
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3 stellt
eine schematische vertikale Schnittansicht eines Teils des Universal-Ausbrechwerkzeugs
dar. Sind grossflächige
Abfälle
auszubrechen, ist es vorteilhafter, Ausbrechorgane 40 anstelle der
Ausbrechstifte 30 zu verwenden. Tatsächlich sind letztere wegen
ihrer kleinen Grösse
besonders nützlich,
kleine Abfälle
zu entfernen, während
grössere Ausbrechorgane 40 für das Ausbrechen
von grossen Abfällen
angebrachter sind; wie zum Beispiel der gesamte Umriss eines Bogens,
welcher vom Rest der darin gestanzten Nutzen getrennt werden soll.
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Zu
diesem Zweck können
die Ausbrechorgane 40 einfach aus denselben Elementen gebildet werden
wie diejenige, welche schon die Stützorgane 28 bilden,
mit dem Unterschied, dass anstatt des Blocks 26 aus zusammenpressbarem
Schaumstoff, ein Block 41 aus steifem nur leicht zusammenpressbaren
Schaumstoff verwendet wird.
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In 3 sind
Schnittansichten, einmal von vorne und einmal von der Seite, von
zwei Ausbrechorganen 40, welche auf der Unterseite der
durchbohrten Platte 12 korrekt angebracht sind. Die Konstruktion
dieser Ausbrechorgane 40, wie in dieser Zeichnung dargestellt,
bildet eine zweite mögliche Variante,
die sich nur wenig von derjenigen unterscheidet, die vorzugsweise
für die
Stützorgane 28 verwendet
wird. Um die Bindekraft des Ausbrechorgans 40 gegen die
Platte 12 zu verstärken,
werden zwei starke Magnete 42 gegen eine Stahlplatte 43 fest
befestigt, wobei letztere ihrerseits am Block 41 befestigt
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform durchqueren Nägel 29 das
Ausbrechorgan 40. Der Zweck dieser Nägel ist identisch mit jenem,
der vorher für
die Stützorgane 28 beschrieben
worden ist.
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Der
Block 41 der Ausbrechorgane 40 befindet sich leicht
versetzt zu zwei Rändern
der Stahlplatte 43, welche den Sockel des Ausbrechorgans 40 bildet.
Dieser Versatz t erleichtert das genaue Positionieren des Randes
des Blocks 41 in bezug auf die Holzplatte mit Öffnungen
der Ausbrechstation. Diese Eigenschaft erleichtert das Plazieren
der Ausbrechorgane 40, wenn diese in allernächster Nähe der Ränder der
auszubrechenden Flächen
positioniert werden müssen.
In der Tat unterscheidet sich die Grösse der Öffnungen der Holzplatte, welche
für das Positionieren
der Ausbrechorgane und der Ausbrechstifte verwendet wird, leicht
von der Grösse
der auszubrechenden Abfälle,
so dass mit besagtem Versatz t dieser geringfügige Unterschied problemlos kompensiert
werden kann.
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4 stellt
eine Perspektivansicht eines Ausbrechstiftes 30 dar. Einfach
zu realisieren, ist dieser Stift nicht teleskopisch sondern ähnelt einem
Haken, geformt aus einer Stange, die ein erstes Mal im rechten Winkel,
dann ein zweites Mal in derselben Richtung in einem Winkel α von vorzugsweise
zwischen 87° und
90° gebogen
ist. Das Biegen dieser Stange definiert beziehungsweise einen ersten
langen Arm 31, eine Schlaufe 32, einen Abschnitt 33, eine
zweite Schlaufe 34 und schliesslich einen zweiten Arm 35,
der kürzer
als der erste ist. Die Länge
des zweiten Arms 35 ist ganz leicht grösser als der Abstand zwischen
den oberen und unteren Platten 10, 12, während die
Länge des
ersten Arms 31 wirklich den Stachel bildet, welcher die
vom plattenartigen Werkstück
zu trennenden Abfälle
nach unten stösst. Der
Durchmesser der Stange des Ausbrechstifts ist etwas kleiner als
der Durchmesser der Löcher 11, 13, damit
diese Stifte leicht manuell darin eingeführt werden können. Wenn
der Ausbrechstift 30 durch das Ausbrechwerkzeug 1 hindurch
plaziert ist, bleibt er dort durch die relative Elastizität der nicht
parallelen Arme 31, 35 gehalten, die dazu neigen,
sich zu spreizen. Um die Einführung
dieser Stifte durch die Löcher 11, 13 zu
erleichtern, ist einerseits ein Ende 36 des Arms 35 abgeschrägt, und
andererseits die zweite Schlaufe 34 mit einer schrägen Ebene
gefräst.
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Vorteilhafterweise,
dank der Flexibilität
der Trennorgane der oberen und unteren Platten 10, 12, stellen
die Bänder 17 kein
Hindernis für
die Ausbrechstifte 30 dar, die an präzisen Stellen plaziert werden
müssen.
Tatsächlich,
falls eines der Bänder 17 genau
gegenüber
von einem Loch verläuft,
das von einem der Ausbrechstifte durchquert werden muss, kann dieser
Ausbrechstift das Band 17 ohne Problem von seinem Weg entfernen,
um richtig in das Ausbrechwerkzeug eingeführt werden zu können.
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Eine
andere mögliche
Lösung
für die
Vermeidung jeglicher Verformung der durchbohrten oberen und unteren
Platten 10, 12 wäre, die Bänder 17 durch geradlinige
Bänder
oder Platten aus steifem Schaumstoff wie zum Beispiel PVC zu ersetzen.
Die Einführung
der Ausbrechstifte 30 könnte,
in diesem Fall, den besagten steifen Schaumstoff leicht durchbohren.
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In
der vorliegenden Beschreibung schliesst die bevorzugte Ausführungsform
der Ausbrechstifte keineswegs eine andere Art und Weise aus, sie
anzufertigen. Zum Beispiel könnte
die Herstellung eines solchen Stiftes darin bestehen, nur eine gerade
Stange zu verwenden, entlang welcher ein Federblatt und am oberen
Ende dieser Stange ein Stoporgan angebracht wären. Dieses Organ würde verhindern,
die Stange zu tief in das Ausbrechwerkzeug einzuführen, während mit
dem Federblatt die Stange im vertikalen Paar Löcher 11 der oberen
Platte 10 und Löcher 13 der
unteren Platte 12 dank seiner Elastizität blockiert werden könnte.
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Zahlreiche
Verbesserungen können
im Rahmen der Patentansprüche
an diesem Ausbrechwerkzeug vorgenommen werden.