DE8809001U1 - Hubantrieb für eine Stanze bei Verpackungsmaschinen - Google Patents

Hubantrieb für eine Stanze bei Verpackungsmaschinen

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DE8809001U1 DE8809001U DE8809001U DE8809001U1 DE 8809001 U1 DE8809001 U1 DE 8809001U1 DE 8809001 U DE8809001 U DE 8809001U DE 8809001 U DE8809001 U DE 8809001U DE 8809001 U1 DE8809001 U1 DE 8809001U1
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Description

Hubantrieb für eine Stanze bei Verpackungsmaschinen
Die Neuerung betrifft einen Hubantrieb für eine Stanze bei Verpackungsmaschinen mit Antriebszylinder und Hebel gestänge, wobei ein Hubtisch gegen eine Schnittmatritze mit dazwischen angeordneter Folie geführt wird.
Derartige Hubantriebe für Stanzen von Verpackungsmaschinen sind bekannt, wobei bisher der Hubantrieb so ausgeführt war, daß die Bewegung des Kolbens eines entsprechenden Antriebszylinders über einen Kniehebel bzw. ein Kriehebelpaar direkt auf den Hubtisch übertragen wurde.
Hierdurch erfolgt ~>so eine lineare, ununterbrochene Bewegung des Hubtisches, welcher das Klemmwerkzeug und das Stanzwerkzeug trägt.
Eine derartige Stanzeinrichtung besteht im allgemeinen aus einer oberen, feststehenden Platte mit einer darin angeordneten Matritze.
An der Unterseite dieser Platte läuft in gewissem Abstand die Folie vorbei, die auszustanzen ist. An der Unterseite der Folie - also gegenüberliegend der obenliegenden, feststehenden Platte - ist eine federnd gelagerte Platte angeordnet, die über entsprechende Federelemente mit dem Hubtisch verbunden 1st.
In dieser federnd gelagerten Platte ist das Stanzwerkzeug beweglich angeordnet.
Bisher war es lediglich bekannt, den Hubtisch in einer einzigen.
durohgehenden Bewegung nach oben und in Gegenrichtung hierzu zu bewegen.
Hierzu waren entsprechende Antriebe vorgesehen, wie z. B. Hydraulikoder Pneumatikzylinder,, die direkt mit ihrer Kolbenstange auf den Hubtisch wirkten, oder über entsprechende Hebel indirekt auf den Hubtisch einwirkten.
Es ist aber bekannt, daß in der Schnittphase, wenn der Sehet'ittstempel in die Folie eintritt, bzw. diese durchstanzt und dann in die
I Schnittmatritze eintritt, eine relativ hohe Schnittkraft benötigt wird,
1- während man ansonsten für den übrigen IHubweg des Hubtisches nur eine
I relativ geringe Antriebskraft benötigt. I Bisher konnte man das Problem nicht lösen, denn man hatte die bisherigen
§ Antriebe so dimensioniert bzw. dimensionieren müssen, daß über den
I gesamten Hubweg, die eigentlich nur im letzten Hubweg geforderte hohe
p Antriebskraft aufgebracht werden mußte.
fi Demnach mußten bisher derartige Hubzylinder überdimensioniert werden, um
I auch die erforderliche Schnittkraft in der letzten Phase der Hubbawegung
.&iacgr;| aufzubringen.
I Der vorliegenden feuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den &ngr; Hubantrieb einer Stanze für eine Verpackungsmaschine so weiterzubilden,
daß wesentlich geringer dimensionierte Hubzylinder verwendet werden müssen, obwohl in der letzten Hubphase dennoch die geforderte hohe Schnittkraft bereitgestellt werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe 1st die Neuerung dadurch
f. gekennzeichnet, daß die Hubbewegung 1n zwei Bewegungsabläufe übertragen wird und daß zum Antrieb des Hubtisches zwischen dem Antriebszylinder
• ·
-5-
und dem Hubtisch ein mechanisches Übertragungsgetriebe eingesetzt ist, welches über einen langen Hubweg dem Hubtisch eine relativ geringe Vorschubkraft zuteilt, während in der letzten Hubphase dein Hubtisch Hei kleiner Hubbewegung eine große Vorschubkraft zugeteilt wird.
Kern der vorliegenden Neuerung ist also der Antrieb des Hubtisches über zwei getrennt voneinander ansteuerbare Hubzylinder, wobei ein Hubzylinder dem langen Verschiebeweg des Hubtisches ohne große Vorschubkraft zugeordnet ist, während der andere Hubzylinder dem kleinen Vorschubweg mit hoher Vorschubkraft zugeordnet wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dt»r vorliegenden Neuerung sind die beiden Hubzylinder im Abstand voneinander in spitzem Winkel zueinander angeordnet und greifen an einem exzentrisch gelagerten Antriebssegment an, wobei an diesem Antriebssegment an einer Seite der Hebel für den Hubtisch angreift, an einer benachbarten Stelle des Antriebssegments greift drenbar die Kolbenstange des ersten Hubzylinders an, während an einer anderen Stelle des Ar.iriebssegments der dem Schnittweg (kleine Verschiebeweg) zugeordnete Hubzylinder nicht unmittelbar selbst am Antriebssegment angreift, sondern der Angriff hierbei über einen Hebel erfolgt.
Der Angriff des llubzylinders im kleinen Schnittweg erfolgt so, daß das freie Ende der Kolbenstange am freien, verschwenkbaren Teil dieses Hebels angeordnet ist, wobei der Hebel selbst an seinem gegenüberliegenden Teil drehfest mit einem Exzenterbolzen verbunden ist, der seinerseits drehbar in dem Antriebssegment gelagert ist.
Auf diese Weise wird mit einfachen konstruktiven Mitteln eine wesentliche Vereinfachung erreicht, denn für den langen Hubweg wird jetzt der eine Zylinder verwendet, während für den relativ kurzen
-6-
Schnittweg mit hoher Schnittkraft der andere Zylinder verwendet wird.
Es wird wiederum darauf hingewiesen, daß die Zylinder sowohl pneumatisch als auch hydraulisch angetrieben werden können.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich einen AusfUhrungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.
Figur 1 einen teilweisen Vertikal schnitt durch eine Stanze nach der Neuerung,
Figur 2 den Schnitt gemäss der Linie H-II in Figur 1.
Auf einem Maschinentisch 1 sind zwei Zylinder 2,3 fest gelagert, wobei die beiden Zylinder 2 und 3 einen spitzen Winkel miteinander verbinden.
Der Zylinder 2 ist dem langen Hubweg des später noch zu beschreibenden Hubtisches 18 zugeordnet, während der Zylinder 3 dem kurzen Schnittweg des Hubtisches 18 zugeordnet ist.
■ · ■■ · ■ ■ · · «c « *
Der Maschinentisch 1 besteht hierbei aus einem Maschinenrahmen» wie in Figur 1 und 2 dargestellt, wobei auf dem Maschinenrahmen nach Figur 2 Säulen 27 vertikal aufrechtstehend angeordnet sind, die über
entsprechende Schrauben mit einer oben angeordneten Gegenplatte 24
verbunden sind, so daß sich insgesamt ein rahmenförmiges,
selbsttragendes Gestell ergibt.
In diesem Gestell ist der Hubtisch 18 in den Pfeilrichtungen 31 und 32 verschiebbar geführt.
Der Hubtisch 18 ist hierbei über Kugelbuchsen, welche die Säulen 27
durchgreifen, verschiebbar auf den Säulen 27 geführt.
Im folgenden wird nun das neuerungsgemässe Antriebskonzept des
Hubtisches 18 beschrieben.
Der dem längeren Hubweg zugeordnete Zylinder 2 greift mit seiner
Kolbenstange an einem Schwenkkopf 4 an, der über einen Drehbolzen 33 an einem Antriebssegment 6 verschwenkbar angreift.
Das Antriebssegment 6 besteht hierbei aus einer segmentartigen Scheibe (vergl. Figur 1 und Figur 2).
Entfernt von dem Lagerbolzen 33 in radialem Abstand zu den Lagerbolzen 33 ist ein weiterer Lagerbolzen 14 für die Schwenklagerung eines Hebels 15 vorgesehen.
Das eine Ende dieses Hebels 15 ist also in dem Lagerbolzen 14 schwenkbar gelagert, während das andere Ende dieses Hebels 15 über einen
Lagerbolzen 17 an der Unterseite des Hubtisches 18 schwenkbar gelagert ist.
-8-
Aus der Figur 2 wird deutlich, daß aus Stabilitätsgründen der Hebel 15 stets doppelt gemHß Hebeln 15a ausgeführt ist; d.h. es handelt sich um zwei miteinander über Distanzbolzen 16 fest miteinander verbundene Hebel 15a.
Bei großen Folienbreiten von z.B. 280 cm sind die beschriebenen Hebel demnach doppelt ausgeführt, so wie dies in Figur Z dargestellt ist. Es sind dann Hebel 15a vorgesehen, die in ihrer Funktion und Wirkungsweise genau den Hebeln 15 entsprechen.
Es handelt sich hier also um eine Tandemanordnung, wobei bei dieser Tandemanordnung die beiden Doppelhebel über ein Verbindungsjoch (nicht in der Zeichnung dargestellt) starr miteinander verbunden sind und wobei aber dann auch nur zwei Zylinder 2,3 vorgesehen sind, um das eine Hebelpaar 15 anzutreiben, so wie dies in Figur 1 und 2 dargestellt ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, daß nicht nur jeweils zwei parallel zueinander arbeitende Zylinder 2,3 vorgesehen sind, sondern daß dem für den kurzen Schnittweg vorgesehenen Zylinder 3 noch ein weiterer , nicht zeichnerisch dargestellter, Zylinder parallelgeschaltet ist, wobei die Kolbenstangen starr miteinander verbundin sind und die Kolbenräume parallel zueinander geschaltet sind.
Der dem kurzen Weg zugeordnete Zylinder 3 greift über einen Hebel 5 schwenkbar an dem «ntriebssegment 6 an, wobei dieser Hebel 5 über eine Schwenkachse 7 an einem weiteren Hebel 8 angreift, der seinerseits mit seinem gegenüberliegenden Ende in einem Exzenterbolzen 9 gelagert ist.
Der Hebel 8 ist gemäss Figur 2 über eii;e Passfeder 35 drehfest mit <£*>* Exzenterbolzen 9 verbunden.
Ei&eegr; Gewindestift 36 dient der axialen Führung und Sicherung des Hebels 8
auf dem Exzenterbolzen 9.
Der Hebel 8 ist hierbei in der Drehachse 12 zentrisch und nicht
verdrehbar auf dem Exzenterbolzen 9 gelagert.
Aussermittig *ur Drehachse 12 ist eine weitere exzentrische Drehachse 13
vorgesehen, die in der Zeichenebene der Figur 2 liegt, so daß also die
Drehachsen 12,13 in der Zeichenebene in der Figur 2 hintereinander
liegen.
Die freien Enden des Exzenterbolzens 9 sind also hierbei in der
Drehachse 13 gelagert, wobei auf diesem Bolzen das Lager 34 angeordnet
ist, welches das Drehlager auf dem Maschinentisch 1 ist.
Auf diese Weise ist klar, daß das Antriebssegment 6 exzentrisch am
Maschinentisch 1 in Bezug zu der Drehachse 12 gelagert ist.
Die sich daraus ergebenden Schwenkbewegungen werden am Schluß der 1 Beschreibung noch näher beschrieben. |
Der Hubtisch 18 ist als insich selbsttragendes Gestell ausgebildet, '') wobei an der Oberseite des Hubtisches eine Schnittmatritze 19 angeordnet % 1st. i
Innerhalb dieser Schnittmatritze sind Ausnehmungen 26 vorgesehen, 1n % welche Becher 25 hineinragen. ^
Im gezeichneten AusfUhrungsbeispiel sind die Becher 25 an Ihrer %
Oberseite mit einer Folie 23 abgedeckt und 1m vorliegenden
Ausfuhrungsbeispiel soll Hngs um die Becher ein umlaufender,
-10-
konzentrischer Rand ausgestanzt werden.
Gegenüberliegend der Folie 23 sind Abstreifer 20 vorgesehen, die über Federn 37 in dem Schnittstempel 21 axial geführt sind.
Der Schnittstempel 21 ist das Schnittwerkzeug und dieser Schnittsi^pel ist fest an der Gegenplatte 24 angeordnet, die ihrerseits fest mit dem Maschinengestell über die Säulen 27 und die Gegenplatte 24 verbunden.
Bei der Aufwärtsbewegung des Hubtisches 18 in Pfeilrichtung 3&idigr; bewegt sich die Schnittmatritze 19 gegen die Folie 23, die damit gegen den feststehenden Schnittstempel 21 gepresst wird, wodurch der Schnitt ausgeführt wird.
Nach erfolgtem Schnitt bewegt sich der Hubtisch 18 in Pfeilrichtung 32 nach unten, wodurch die Folie mit der Becheranordnung um einen weiteren Vorschubschritt weiterbewegt wird.
Die Auswerfer 22 sind mit einem Membranzylinder 38 verbunden, der gleichfalls in den Pfeil richtungen 31,32 antreibbar ist.
Bei Antrieb des Membranzylinders 38 in Pfeilrichtung 32 werden die Auswerfer 22 federbelastet nach unten in Pfeil richtung 32 bewegt und stoßen die Becher zusammen mit dem daran angeordneten umlaufenden und jetzt ausgestanzten Rand nach unten aus der Ausnehmung 26 heraus.
Im folgenden wird nun der Hubantrieb fUr die Hubbewegung In Pfeil richtung 31 über den langen Weg mit dem Zylinder 2 und über den
kurzen Schnittweg 1m Zylinder 3 näher beschrieben.
Der lange Weg wird - wie dargelegt - über den Zylinder 2 durchgeführt.
Hierbel fährt der Schwenkkopf 4 In Pfeilrichtung 29 nach außen, wodurch gleichzeitig sich das Antriebssegment 6 in Pfeilrichtung 28 verschwenkt und der Hebel T5 eine in Bezug zu der Lage nach Figur 1 geneigte Winkellage einnimmt.
Auf diese Weise wird der Hubtisch 18 in Pfeilrichtung 32 nach unten bewegt.
In Gegenrichtung, d.h. also wenn der Schwenkkopf 4 in Gegenrichtung zur Pfeilrichtung 29 einwärts in den Zylinder 2 fährt, wird der Hubtisch in Pfeilrichtung 31 nach oben bewegt.
Hierbei verschwenkt das Antriebssegment 6 stets um die Drehachse 13 am Maschinentisch 1.
Zur Ausführung eines Schnitthubes wird der Zylinder 3 bewegt.
Hierbei bewegt sich der Hebel 5 in Pfeilrichtung 30 nach außen und über die Schwenkachse 7 wird Hebel 8 im Uhrzeigersinn verschwenkt.
über die Passfeder 35 und den Gewindestift 36 wird damit der Exzenterbolzen 9 ebenfalls im Uhrzeigersinn verschwenkt und aufgrund seiner exzentrischen Lage (Abweichung zwischen den Drehachsen 12 und 13) wird damit das Antriebssegment in Gegenrichtung zur eingezeichneten Pfeilrichtung 28 geschwenkt (d.h. also 1m Uhrzeigersinn) und aufgrund der Abweichung zwischen der Drehachse 12 und der Drehachse 13 wird damit gleichzeitig das Antriebssegment 6 1n Pfeilrichtung 31 nach oben bewegt, wodurch lediglich ein Hub von etwa 3 - 5 mm (je nach Abweichung zwischen der Drehachse 12 und 13) ausgeführt wird.
Wie erkennbar, wird dieser Hub unter außerordentlich großer
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Vorschubkraft ausgeführt, denn der Zylinder 3 mit seiner großen Vorschubkraft führt diesen Hub aus.
Daraus wird erkennbar, daß ein sehr präziser Schnitt mit hoher Schnittkraft erreicht werden kann.
Dies liegt daran, daß das Übersetzungsverhältnis außerordentlich große ist. Dieses Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus der Lär;^.' des Hebelarmes 8 von der Schwenkachse 7 bis zur Schwenkachse 12 einerseits und von der Schwenkachse 12 zur Schwenkachse 13 andererseits.
Aufgrund dieser großen Hebel übersetzung erfolgt also ein geringhubiger Vorschub des Hubtisches 18 in Pftilrichtung 31 mit großer Vorschubkraft.
Der Kern der vorliegenden Neuerung liegt also darin, daß man ein Antriebssegment 6 hat, an dem insgesamt drei Angriffspunkte sind, nämlich ein Angriffspunkt für den Hebel 15, der schwenkbar am Hubtisch ansetzt, ein weiterer Angriffspunkt für den Zylinder 2, der für den langen Weg zugeordnet ist, wobei beide Angriffspunkte in einem gewissen Abstand zur 'Drehachse des Antriebssegmentes liegen, während in der Drehachse des Antriebssegmentes 6 exzentrisch ein Hebel 8 angreift, an dessen äußerem, freien Ende der Zylinder 3 für den kurzen Schnittweg angreift.
* 1 Maschinentisch -13- /I &psgr;
! , ' ' ' &iacgr; &iacgr; 2 Zylinder (langer Weg ZEICHNUNGS-LEGENDE i
3 Zylinder (kurzer Weg) 25 Becher 4
4 Schwenkkopf 26 Ausnehmung &igr;
5 Hebel 27 Säule i
6 Antriebssegment av> frei rncntung
7 Schwenkachse 29 Pfeilrichtung
8 Hebel 30 Pfeilrichtung
9 Exzent^rbolzen 31 Pfeilrichtung
10 Lager 32 Pfeilrichtung
11 Buchse 33 Drehbolzen
12 Drehachse 34 Lager
13 Drehachse 35 Paßfeder
14 Lagerbolzen 36 Gewindestift
15 15a Hebel 37 Feder
16 Distanzbolzen 38 Membran-Zylinder
17 Lagerbolzen
18 Hubtisch
19 Schnittmatritze
20 Abstreifer
21 Schnittstempel
22 Auswerfer
23 Folie
24 Gegenplatte (fest)
&bull; »· · * a * r - ■ · · ·»
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Claims (7)

  1. Betreff:
    Re
    "" "DR.-INQ. PETER RIEBLING
    Dlpl.-lng.
    EUROPEAN MTBNT ATTORNEY
    UnMM Ztldwn/our rat.:
    V 133-22-ka
    Bitte in der Antwort wiederholen
    D-8990 Undau (Bodensee)
    Rennerle 10 - Postfach 3160
    Ihr Zeichen Ihre Nachricht vom Datum 4 t Jui 1 1988
    Yourref. Your letter of Date
    VERPACO AG, Weidstraße 1, CH-6331 HUnenberg
    Schutzansprüche
    1. Hubantrieb für eine Stanze bei Verpackungsmaschinen mit Antriebszylinder und Hebel gestänge, wobei ein Hubtisch gegen eine Schnittmatritze mit dazwischen angeordneter Folie geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung in zwei Bewegungsabläufe übertragen wird, und daß zum Antrieb des Hubtisches (18) zwischen dem Antriebszylinder (2,3) und dem Hubtisch (18) ein mechanisches Übertragungsgetriebe eingesetzt ist, welches über einen langen Hubweg dem Hubtisch (18) eine relativ geringe Vorschubkraft zuteilt, während in der letzten Hubphase dem Hubtisch (18) bei kleiner Hubbewegung eine große Vorschubkraft zugeteilt wird.
    Wex: Factkrtkt/
    rUndKPS382) 543»tgaM-4 +40-8382-78027 Ba»»£ *!«·»>«* UiÄi P) Ä12S7IW PLZ 735 200 74) MDnetan 414848-808
    78025 TuHJJWIi-ZWHm: Hypo-3e*UHJeuP)»fce670-326843PLZ73320442) &bgr;&KHgr;&Zgr;70010080)
    " " " *'WUN:St222O0O(BtZ73590l2O)
    -2-
  2. 2. Hubantrieb nach Anspruch !,dadurch gekenn 2 e 1 c h &eegr; e t, daß das mechanische Übertragungsgetriebe aus einem Antriebssegment (6) besteht, an dem einerseits der Hubtisch (18) über einen Hebel (15,15a) verschiebbar gelagert ist und an dem andererseits über einen Drehbolzen (33) ein erster Zylinder (2) flir den langen Hubweg und über einen Exzenterbolzen (9) ein zweiter Zylinder (3) für den LJ* lltB *****
  3. 3. Hubantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) an dem Antriebssegment (6) über einen weiteren Hebel (8) nach Art einer Hebel übersetzung angreift.
  4. 4. Hubantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebszylinder (2,3) im spitzen Winkel zueinander angeordnet sind.
  5. 5. Hubantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichne t, daß der Hebel (15,15a) zur Betätigung des Hubtisches (18) paarweise ausgebildet ist.
  6. 6. Hubantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei großen Folienbreiten der Hubtisch (18) über zwei parallel zueinander liegende Hebel paare (15a) angesteuert wird, die im Abstand voneinander an getrennten Lagerbolzen (17) an der Unterseite des Hubtisches (18) angreifen.
  7. 7. Hubantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zylinder (3) für dtn kurzen Schnittweg noch ein weiterer Zylinder parallel geschaltet ist, wobei die Kolbenstangen starr miteinander verbunden sind.
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JP18161389A JPH02180591A (ja) 1988-07-13 1989-07-13 包装機械におけるフォイル打抜きのためのストローク駆動装置

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