EP1764194A1 - Stanzvorrichtung und Verfahren zum Betrieb davon - Google Patents

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EP1764194A1
EP1764194A1 EP05020381A EP05020381A EP1764194A1 EP 1764194 A1 EP1764194 A1 EP 1764194A1 EP 05020381 A EP05020381 A EP 05020381A EP 05020381 A EP05020381 A EP 05020381A EP 1764194 A1 EP1764194 A1 EP 1764194A1
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EP
European Patent Office
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punching
knife
sheet
punch
support
Prior art date
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Granted
Application number
EP05020381A
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English (en)
French (fr)
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EP1764194B1 (de
Inventor
Michael Engel
Stephan Stirnimann
Alex Schuhmacher
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Blumer Maschinenbau AG
Original Assignee
Blumer Maschinenbau AG
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Publication date
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Priority to AT05020381T priority patent/ATE437731T1/de
Priority to EP05020381A priority patent/EP1764194B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/18—Means for removing cut-out material or waste
    • B26D7/1818—Means for removing cut-out material or waste by pushing out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/40—Cutting-out; Stamping-out using a press, e.g. of the ram type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/44—Cutters therefor; Dies therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/002—Precutting and tensioning or breaking

Definitions

  • the present invention relates to a punching device according to the preamble of claim 1 and a method of operating it according to claim 8.
  • a generic punching device and a corresponding operating method are from the EP-B 0 773 856 and the WO 85/01241 known.
  • the material sheet to be cut is placed between two wedge-shaped, hollow cylindrical punching blades in the profile. These are mutually movable and arranged so that they can not touch in their final position. This cuts the sheet of material from two sides except for a thin core.
  • the blank is broken out of the sheet of material by means of a punch-like core, which is arranged in one of the knives.
  • Such devices have the advantage that the punching blades do not wear as easily as, for example, the complete punching through the sheet of material. Furthermore, the formation of burrs can be prevented at the edges, which can occur, for example, in the die-Patrizen-cutting.
  • both punching blades penetrate approximately equally deep into the sheet material.
  • EP-B 0 773 856 To provide both knives with stamp-like cores, which are resiliently mounted within the knife ring and can be offset in the punching direction against the knife tips to the rear. At rest, the front surfaces of the stamp lie in the plane of the blade tips, creating a Bending of the bow is prevented. Stop elements limit the maximum stroke of the core relative to the knife and thus determine the maximum cutting depth of the knife. In addition, located on the lower support plate, a stop which cooperates with the upper support plate and determines the minimum distance of the blade tips.
  • the lower knife first cuts into the material. Its cutting depth is limited by the core. In the course of the further downward movement of the upper knife this also cuts into the material, its cutting depth is now limited by the upper core or the stop.
  • the problem here is that although an adaptation of the device to different thicknesses of the material sheet is possible, but not to different hardnesses. For this purpose, an adjustment of the spring constants of the two springs would be necessary in order to still realize a cut on both sides about the same depth. Furthermore, the expressions and the removal of the blank can be realized only with great effort. Since the ejection of the blank takes place in the end position of the knife, the ejecting core must work against the spring force of the other core. Furthermore, the upper support plate for removal of the blank must be lifted so far that the blank can be accessed. Such a relatively large stroke by a multiple of the thickness of the material sheet on the one hand complicates the necessary very precise alignment of the two knives and on the other hand, the realization of high cycle numbers. Another problem is the high wear of the mechanical Components that result from the abrupt braking of the relevant attacks.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a punching device and a corresponding punching method, in which the removal of the blank is facilitated.
  • two hollow cylindrical punching knives are used.
  • One of the punching knives is stamped.
  • the second punching knife and its associated carrier device have in the punching direction a through opening through which the blank can be ejected by means of the punch.
  • the stamp is used in an advantageous development of the invention for perfecting the cutting edge by its contour is adapted to the contour of the second punching blade, that the blank is not only broken, but the soul is cut through the blank when ejecting the blank over the entire circumference.
  • the sheet is preferably fed so that it can interact with the punching knives largely unhindered and especially before or during punching does not bend.
  • the punching device is designed so that the movement of the sheet in the punching direction is not limited by stops in normal operation, neither directly, for example by stamp as in the EP-B 0 773 856 still indirectly by cooperating with a sheet support attacks.
  • the drive of the punching blade relative to each other is preferably realized so that the punching depth or the stroke of the punching blade can be adjusted without stopping only by means of a suitable control of the drive.
  • the non-impact construction when using knives of the same profile, results in a substantially symmetrical penetration into the sheet of material, even if only one of the knives is driven.
  • FIG. 1 shows an overview of an inventive punching device with a punching tool 44, which is held in a frame 40 and a holder.
  • Fig. 2 shows the punching tool 44 in detail.
  • Figures 3-6 the operation of the punching device.
  • the core of the punching device is the actual punching tool 44, which in FIGS. 1 and 2 in each case comprises three pairs of knives which consist of an upper first punching knife 10 and a lower second punching knife 12. For the sake of simplicity, only one pair of knives is shown in FIGS. 3-6.
  • First and second punching blades 10, 12 are rigidly connected to a carrier device 20, 22, of which only the lower carrier device 22 is shown in FIGS. 3-6.
  • the carrier device 22 comprises a knife-receiving plate 22 '; the upper support device 20 may be designed analogously.
  • the carrier device 22 is fixedly connected to the frame 40, while the first punching blade 10 and its carrier device 20 can be moved by means of a suitable drive 36 in the punching direction S and thereby executes a stroke H.
  • the drive is an electrically controllable, pneumatically or hydraulically operated lifting device whose stroke H is adjusted by means of a control device 42 and in small steps, e.g. in 0.02 mm increments, can be changed.
  • the stroke H is preferably between about 4 and 6 mm.
  • the vertically oriented precision rolling guides 32 connected to the carrier devices 20, 22 serve to realize the precise vertical movement of the punching blades 10, 12. With adjusting means, not shown, the relative position of the punching blades 10, 12 is set in the horizontal direction.
  • Vertically oriented compression springs 34 arranged between the carrier devices 20, 22 serve to stabilize the carrier devices 20, 22 and upward movement of the upper support device 20 during punching.
  • the punching blades 10, 12 are hollow cylindrical and have a wedge-shaped in section in the punching direction S cutting edge 11, 13.
  • the punching blades 10, 12 are opposite to each other in the here vertically extending punching direction S.
  • the area enclosed by the knife edges 11, 13 has approximately the same shape for both punching blades 10, 12.
  • a flat sheet support 18 is connected to the lower support device 22 via springs 26 (see FIGS. 3-6).
  • the support surface 19 of the sheet support 18 is in the rest state shown in Fig. 3 above the cutting edge 13 of the lower punch blade 12, e.g. 0.5-1 mm apart, in order to introduce the sheet of material 16 non-destructive between the two punching blades 10, 12 can.
  • a punch 14 which is connected to another drive 38 in the vertical direction, i.e. in the vertical direction. in the punching direction S, can be moved.
  • the front surface 15 of the punch 14 is offset at rest relative to the cutting edges 11 of the upper punch blade 10 by an amount D of about 1 mm.
  • the lower punching blade 12, the knife-receiving plate 22 'and the support device 22 are hollow and enclose a channel-like, in the punching direction S opening 24 through which the blank 30 can be pushed down.
  • the lower punching knife 12 contains no stamp.
  • the sheet support 18 is provided with a recess 25 which is aligned in the punching direction S with the opening 24 and larger than this.
  • the punching device operates as follows: As shown in Fig. 1, a sheet of material 16 is introduced on the sheet support 18 between the punching blades 10, 12.
  • the sheet support 18 is held by the springs 26, of which a total of preferably four, at a distance from the blade receiving plate 22 '.
  • the punch 14 is located in a relation to the cutting 11 of the upper punch blade 10 retracted position.
  • a control pulse of the control device 42 actuates the drive 36 and causes the upper support device 20 to move downwards by a stroke H.
  • the lowered position of the upper punching blade 10 is shown in solid lines and the rest position indicated in FIG. 3 by dashed lines.
  • the punch 14 is still coupled to the upper support device 20 and therefore also moved downwards. Due to the pressure of the upper punching blade 10 on the material sheet 16, the upper punching blade 10 cuts into the sheet of material 16.
  • the spring constant of the sheet support 18 supporting springs 26 is chosen so small that the force necessary for pressing down the sheet support 18 by a multiple is lower than the force exerted by the upper punch blade 10, preferably by a factor of 100-500.
  • the force required to push down the sheet support 18 by typically 2-3 mm is approximately between 50 and 150 N.
  • the sheet support 18 offers virtually no resistance.
  • the movement of the Sheet support 18 down not limited by stops, in particular between the lower support device 22 and the blade receiving plate 22 'and the sheet support 18, a gap 48.
  • the recess 25 in the sheet support 18 is so large that the sheet support 18 when pressed down with the Punching knife 12 or the blade receiving plate 22 'comes into contact or even jammed.
  • the stroke H with the control device 42 is selected such that both punching blades 10, 12 penetrate into a depth T1 or T2, T1 being approximately equal to T2, and a core 28 having a thickness d of approximately 0.05 to 0, 15 mm, preferably about 0.1 mm between the knife edges 11, 13 remains. Furthermore, the front surface 15 of the punch 14 with respect to the cutting edge 11 of the upper punch blade 10 is offset by an amount D> T1 to the rear, so that during the punching process of the material sheet 16th is spaced and does not act as a stop.
  • FIG. 5 shows how the blank 30 is pressed out of the material sheet 16 by means of the punch 14.
  • the control device 42 causes the further drive 38 to move the punch 14 relative to the upper punching knife 10.
  • the stroke of the punch 14 relative to the punching knife 10 is preferably 10 to 20 mm for this purpose.
  • An unillustrated lifting cylinder with fixed end positions serves to realize the movement of the punch.
  • the outer edges 14 'of the punch 14 cooperate in the manner of a pair of scissors with the knife edge 13 of the lower punch blade 12 by the contour of the punch 14 is adapted to that of the punching blade 12, so that the soul 28 is severed clean.
  • the blank 30 falls down through the opening 24 and can be removed there or removed with a suitable transport means 46.
  • the upper support device 20 and the punch 14 are brought back into their rest position shown in Fig. 3, so that the spring 26 relaxes and the support surface 19 of the sheet support 18 is disposed above the knife edge 13 again.
  • an eccentric drive can also be used, with which a stop-free movement of the punching blade with a predetermined stroke can likewise be realized.
  • the drive 38 for the punch 14 can also be integrated in the drive 36 for the upper punching blade 10 and the upper support device 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten (30) aus einem Materialbogen (16), insbesondere von Karten aus einem Karton-, Plastik- oder Verbundmaterial. Zwei hohlzylindrische Stanzmesser (10, 12) werden derart aufeinander zu bewegt, dass sie (10, 12) während des Stanzvorgangs unter Bildung einer Seele (28) im Materialbogen (16) voneinander beabstandet sind. Mit einem innerhalb des ersten Stanzmessers (10) angeordneten, relativ zum ersten Stanzmesser (10) beweglichen Stempel (14) wird der Zuschnitt durch eine in Stanzrichtung (S) durchgehende Öffnung (24) im zweiten Stanzmesser (12) und einer diesem zugeordneten Trägervorrichtung (22) ausgestossen. Dies ermöglicht eine einfache Entnahme des Zuschnitts (30).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanzvorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb davon gemäss Anspruch 8.
  • Eine gattungsgemässe Stanzvorrichtung und ein entsprechendes Betriebsverfahren sind aus der EP-B 0 773 856 und der WO 85/01241 bekannt. Dabei wird der zu schneidende Materialbogen zwischen zwei im Profil keilförmige, hohlzylindrische Stanzmesser gebracht. Diese sind gegeneinander beweglich und so angeordnet, dass sie sich in ihrer Endposition nicht berühren können. Damit wird der Materialbogen mit Ausnahme einer dünnen Seele von zwei Seiten geschnitten. Der Zuschnitt wird mittels eines stempelartigen Kerns, der in einem der Messer angeordnet ist, aus dem Materialbogen herausgebrochen. Derartige Vorrichtungen haben den Vorteil, dass sich die Stanzmesser nicht so leicht abnutzen wie beispielsweise beim vollständigen Durchstanzen durch den Materialbogen. Des weiteren kann die Bildung von Graten an den Kanten verhindert werden, welche beispielsweise beim Matrizen-Patrizen-Schneiden auftreten können.
  • Idealerweise dringen beide Stanzmesser etwa gleich tief in das Bogenmaterial ein. Um die Schneidtiefe einzustellen, insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche Bogendicken, schlägt die EP-B 0 773 856 vor, beide Messer mit stempelartigen Kernen zu versehen, die sich federnd gelagert innerhalb des Messerkranzes befinden und in Stanzrichtung gegen die Messerspitzen nach hinten versetzt werden können. Im Ruhezustand liegen die Frontflächen der Stempel in der Ebene der Messerspitzen, wodurch ein Durchbiegen des Bogens verhindert wird. Anschlagelemente begrenzen den maximalen Hub des Kerns relativ zum Messer und bestimmen damit die maximale Schneidtiefe des Messers. Zudem befindet sich an der unteren Trägerplatte ein Anschlag, der mit der oberen Trägerplatte zusammenwirkt und die minimale Distanz der Messerspitzen bestimmt. Durch geeignete Wahl der Federkonstanten der Lagerung der Kerne soll es gelingen, dass beim Herunterfahren des oberen Messers zuerst das untere Messer in das Material einschneidet. Dessen Schneidtiefe wird durch den Kern begrenzt. Im Verlauf der weiteren Abwärtsbewegung des oberen Messers schneidet auch dieses in das Material ein, wobei seine Schneidtiefe nunmehr durch den oberen Kern oder den Anschlag begrenzt wird.
  • Problematisch hierbei ist, dass zwar eine Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Dicken des Materialbogens möglich ist, nicht aber an verschiedene Härten. Denn hierzu wäre auch eine Anpassung der Federkonstanten der beiden Federn notwendig, um nach wie vor einen beidseitig etwa gleich tiefen Schnitt zu realisieren. Des weiteren ist das Ausdrücken und die Entnahme des Zuschnitts nur unter grossem Aufwand zu realisieren. Da das Ausstossen des Zuschnitts in der Endposition der Messer stattfindet, muss der herausdrückende Kern gegen die Federkraft des anderen Kerns arbeiten. Des weiteren muss die obere Trägerplatte zur Entnahme des Zuschnitts so weit abgehoben werden, dass auf den Zuschnitt zugegriffen werden kann. Ein solcher verhältnismässig grosser Hub um ein Vielfaches der Dicke des Materialbogens erschwert einerseits die notwendige sehr präzise Ausrichtung der beiden Messer und andererseits die Realisierung hoher Taktzahlen. Ein weiteres Problem ist der hohe Verschleiss der mechanischen Komponenten, der durch das stossartige Abbremsen an den betreffenden Anschlägen entsteht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stanzvorrichtung und ein entsprechendes Stanzverfahren anzugeben, bei welchem die Entnahme des Zuschnitts erleichtert ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Stanzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Stanzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.
  • Erfindungsgemäss werden zwei hohlzylindrische Stanzmesser verwendet. Eines der Stanzmesser ist mit einem Stempel versehen. Das zweite Stanzmesser und die ihm zugeordnete Trägervorrichtung weisen in Stanzrichtung eine durchgehende Öffnung auf, durch die der Zuschnitt mittels des Stempels ausgestossen werden kann. Auf diese Weise gelingt ein effizientes Abführen der Zuschnitte, ohne dass die Messer mehr als den zum Einschieben und Stanzen des Bogens notwendigen Relativhub ausführen müssen. Der Stempel dient in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zur Perfektionierung der Schnittkante, indem sein Umriss derart an die Kontur des zweiten Stanzmessers angepasst ist, dass der Zuschnitt nicht nur ausgebrochen, sondern die Seele beim Ausstossen des Zuschnitts über den gesamten Umfang durchgeschnitten wird.
  • Bei der erfindungsgemässen offenen Gestaltung des zweiten Stanzmessers und seiner Trägervorrichtung wird der Bogen vorzugsweise so zugeführt, dass er weitgehend ungehindert mit den Stanzmessern zusammenwirken kann und sich insbesondere vor oder während des Stanzens nicht durchbiegt. Vorzugsweise ist die Stanzvorrichtung dazu so gestaltet, dass die Bewegung des Bogens in Stanzrichtung im Normalbetrieb nicht durch Anschläge begrenzt wird, und zwar weder direkt z.B. durch Stempel wie bei der EP-B 0 773 856 noch indirekt durch mit einer Bogenauflage zusammenwirkende Anschläge. Auch der Antrieb der Stanzmesser relativ zueinander wird vorzugsweise so realisiert, dass die Stanztiefe bzw. der Hub der Stanzmesser anschlagfrei nur mittels einer geeigneten Ansteuerung des Antriebs eingestellt werden kann. Die anschlagfreie Konstruktion führt bei Verwendung von Messern mit gleichem Profil zu einem weitgehend symmetrischen Eindringen in den Materialbogen, auch wenn nur eines der Messer angetrieben ist.
  • Beispiele für die Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen rein schematisch:
    • Fig. 1
    eine Überblickszeichnung einer erfindungsgemässen Stanzvorrichtung;
    Fig. 2
    eine Detailansicht des Stanzwerkzeugs der Stanzvorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 3-6
    Detailansichten einer erfindungsgemässen Stanzvorrichtung in verschiedenen Stadien eines Stanzzyklus.
  • Fig. 1 zeigt im Überblick eine erfindungsgemässe Stanzvorrichtung mit einem Stanzwerkzeug 44, das in einem Rahmen 40 bzw. einer Halterung gehaltert ist. Fig. 2 zeigt das Stanzwerkzeug 44 im Detail. Die Figuren 3-6 stellen die Funktionsweise der Stanzvorrichtung dar.
  • Kernstück der Stanzvorrichtung ist das eigentliche Stanzwerkzeug 44, das in Fig. 1 und 2 jeweils drei Messerpaare umfasst, die aus einem oberen ersten Stanzmesser 10 und einem unteren zweiten Stanzmesser 12 bestehen. In Fig. 3-6 ist der Einfachheit halber nur ein Messerpaar dargestellt.
  • Erstes und zweites Stanzmesser 10, 12 sind mit jeweils einer Trägervorrichtung 20, 22 starr verbunden, von denen in Fig. 3-6 nur die untere Trägervorrichtung 22 gezeigt ist. Wie in Fig. 3-6 angedeutet, umfasst die Trägervorrichtung 22 eine Messeraufnahmeplatte 22'; die obere Trägervorrichtung 20 kann analog gestaltet sein. Die Trägervorrichtung 22 ist ortsfest mit dem Rahmen 40 verbunden, während das erste Stanzmesser 10 bzw. seine Trägervorrichtung 20 mittels eines geeigneten Antriebs 36 in Stanzrichtung S bewegt werden kann und dabei einen Hub H ausführt. Bevorzugt ist der Antrieb eine elektrisch ansteuerbare, pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Hubvorrichtung, deren Hub H mittels einer Steuervorrichtung 42 eingestellt und in kleinen Schritten, z.B. in 0,02 mm Schritten, verändert werden kann. Der Hub H beträgt vorzugsweise etwa zwischen 4 und 6 mm.
  • Mit den Trägervorrichtungen 20, 22 verbundene, vertikal orientierte Präzisions-Wälzführungen 32 dienen dazu, die präzise Vertikalbewegung der Stanzmesser 10, 12 zu realisieren. Mit nicht dargestellten Verstellmitteln wird die relative Lage der Stanzmesser 10, 12 in horizontaler Richtung eingestellt. Vertikal orientierte, zwischen den Trägervorrichtungen 20, 22 angeordnete Druckfedern 34 dienen zur Stabilisierung der Trägervorrichtungen 20, 22 und Aufwärtsbewegung der oberen Trägervorrichtung 20 beim bzw. nach dem Stanzen.
  • Die Stanzmesser 10, 12 sind hohlzylindrisch und haben eine im Schnitt in Stanzrichtung S keilförmige Schneide 11, 13. Die Stanzmesser 10, 12 liegen einander in der hier vertikal verlaufenden Stanzrichtung S gegenüber. Der von den Messerschneiden 11, 13 umschlossene Bereich hat für beide Stanzmesser 10, 12 etwa die gleiche Form.
  • Eine flächige Bogenauflage 18 ist mit der unteren Trägervorrichtung 22 über Federn 26 verbunden (siehe Fig. 3-6). Die Auflagefläche 19 der Bogenauflage 18 liegt im in Fig. 3 dargestellten Ruhezustand oberhalb der Schneide 13 des unteren Stanzmessers 12, z.B. 0,5-1 mm beabstandet, um den Materialbogen 16 zerstörungsfrei zwischen die beiden Stanzmesser 10, 12 einführen zu können.
  • Wie in Fig. 3-6 schematisch dargestellt, ist innerhalb des oberen Stanzmessers 10 ein Stempel 14 angeordnet, der mit einem weiteren Antrieb 38 in vertikaler Richtung, d.h. in Stanzrichtung S, bewegt werden kann. Die Frontfläche 15 des Stempels 14 ist im Ruhezustand gegenüber den Schneiden 11 des oberen Stanzmessers 10 um einen Betrag D von ca. 1 mm nach oben versetzt.
  • Erfindungsgemäss sind das untere Stanzmesser 12, die Messeraufnahmeplatte 22' und die Trägervorrichtung 22 hohl und umschliessen eine kanalartige, in Stanzrichtung S verlaufende Öffnung 24, durch die der Zuschnitt 30 nach unten gestossen werden kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik enthält das untere Stanzmesser 12 keinen Stempel. Des weiteren ist auch die Bogenauflage 18 mit einer Aussparung 25 versehen, die in Stanzrichtung S mit der Öffnung 24 fluchtet bzw. grösser als diese ist.
  • Unterhalb der unteren Trägervorrichtung 22 befindet sich eine Transportvorrichtung 46 für Zuschnitte 30, die in Fig. 6 angedeutet ist.
  • Die Stanzvorrichtung funktioniert wie folgt: Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein Materialbogen 16 auf der Bogenauflage 18 zwischen die Stanzmesser 10, 12 eingeführt. Die Bogenauflage 18 wird durch die Federn 26, von denen insgesamt vorzugsweise vier vorhanden sind, in einem Abstand von der Messeraufnahmeplatte 22' gehalten. Der Stempel 14 befindet sich in einer gegenüber den Schneiden 11 des oberen Stanzmessers 10 zurückgezogenen Position.
  • Ein Steuerimpuls der Steuervorrichtung 42 setzt den Antrieb 36 in Gang und veranlasst die obere Trägervorrichtung 20, sich um einen Hub H nach unten zu verschieben. In Fig. 4 ist die abgesenkte Stellung des oberen Stanzmessers 10 in durchgezogenen Linien dargestellt und die Ruheposition gemäss Fig. 3 gestrichelt angedeutet. Der Stempel 14 ist noch mit der oberen Trägervorrichtung 20 gekoppelt und wird daher ebenfalls nach unten bewegt. Durch den Druck des oberen Stanzmessers 10 auf den Materialbogen 16 schneidet das obere Stanzmesser 10 in den Materialbogen 16 ein. Die Federkonstante der die Bogenauflage 18 stützenden Federn 26 ist so gering gewählt, dass die zum Hinunterdrücken der Bogenauflage 18 notwendige Kraft um ein Vielfaches geringer ist als die durch das obere Stanzmesser 10 ausgeübte Kraft, vorzugsweise um einen Faktor 100-500. Bei einer typischen Stanzkraft von 25 kN beträgt die zum Herunterdrücken der Bogenauflage 18 um typischerweise 2-3 mm notwendige Kraft beispielsweise etwa zwischen 50 und 150 N. Damit bietet die Bogenauflage 18 praktisch keinen Widerstand. Des weiteren wird die Bewegung der Bogenauflage 18 nach unten nicht durch Anschläge begrenzt, insbesondere bleibt zwischen der unteren Trägervorrichtung 22 bzw. der Messeraufnahmeplatte 22' und der Bogenauflage 18 ein Spalt 48. Die Aussparung 25 in der Bogenauflage 18 ist so gross, dass die Bogenauflage 18 beim Herunterdrücken nicht mit dem Stanzmesser 12 oder der Messeraufnahmeplatte 22' in Berührung kommt oder sogar verklemmt. Diese anschlagfreie Gestaltung und die geringe Federkonstante führen dazu, dass die Bogenauflage 18 unmittelbar nachgibt und beide Stanzmesser 10, 12 bei einem homogenen Material oder im Schnitt symmetrisch aufgebauten Verbundmaterial durch den Stoss des oberen Stanzmessers 10 etwa gleich tief in den Materialbogen 16 hineingestossen werden. Eine Anpassung der Eindringtiefen T1, T2 durch Anschläge oder im Messer angeordnete Stempel wie beim Stand der Technik ist nicht notwendig. Diese Konstruktion verhindert trotz der offenen Gestaltung des unteren Stanzmessers 12 und der Bogenauflage 18 mit Aussparung 25 ein Durchbiegen und damit unpräzises Schneiden des Materialbogens 16, da zu einem sehr frühen Zeitpunkt im Stanzvorgang bereits die Schneiden 11, 13 beider Stanzmesser 10, 12 eindringen und von der Bogenauflage kein Widerstand ausgeübt wird.
  • Erfindungsgemäss ist der Hub H mit der Steuervorrichtung 42 so gewählt, dass beide Stanzmesser 10, 12 in eine Tiefe T1 bzw. T2, wobei T1 ungefähr gleich T2 ist, eindringen und eine Seele 28 einer Dicke d von ca. 0,05 bis 0,15 mm, vorzugsweise ca. 0,1 mm zwischen den Messerschneiden 11, 13 verbleibt. Des weiteren ist die Frontfläche 15 des Stempels 14 gegenüber der Schneide 11 des oberen Stanzmessers 10 um einen Betrag D>T1 nach hinten versetzt, so dass sie während des Stanzvorgangs vom Materialbogen 16 beabstandet ist und nicht als Anschlag wirkt.
  • Fig. 5 zeigt, wie der Zuschnitt 30 mittels des Stempels 14 aus dem Materialbogen 16 herausgedrückt wird. Die Steuervorrichtung 42 veranlasst dazu den weiteren Antrieb 38 zu einer Bewegung des Stempels 14 relativ zum oberen Stanzmesser 10. Der Hub des Stempels 14 relativ zum Stanzmesser 10 beträgt dazu vorzugsweise 10 bis 20 mm. Ein nicht dargestellter Hubzylinder mit festen Endpositionen dient zur Realisierung der Bewegung des Stempels. Vorzugsweise wirken die Aussenkanten 14' des Stempels 14 dazu nach Art einer Schere mit der Messerschneide 13 des unteren Stanzmessers 12 zusammen, indem die Kontur des Stempels 14 an die des Stanzmessers 12 angepasst ist, so dass die Seele 28 sauber durchtrennt wird. Wie in Fig. 6 gezeigt, fällt der Zuschnitt 30 durch die Öffnung 24 nach unten und kann mit dort entnommen oder mit einer geeigneten Transporteinrichtung 46 entfernt werden. Anschliessend werden die obere Trägervorrichtung 20 und der Stempel 14 wieder in ihre in Fig. 3 gezeigte Ruheposition gebracht, so dass sich die Feder 26 entspannt und die Auflagefläche 19 der Bogenauflage 18 wieder oberhalb der Messerschneide 13 angeordnet ist.
  • Statt eines elektrohydraulischen bzw. elektropneumatischen Antriebs kann auch ein Exzenterantrieb eingesetzt werden, mit dem ebenfalls eine anschlagfreie Bewegung des Stanzmessers mit vorbestimmtem Hub realisiert werden kann. Der Antrieb 38 für den Stempel 14 kann auch in den Antrieb 36 für das obere Stanzmesser 10 bzw. die obere Trägervorrichtung 20 integriert sein.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Stanzen von Zuschnitten (30) aus einem Materialbogen (16), insbesondere von Karten aus einem Karton-, Plastik- oder Verbundmaterial, mit einem an jeweils einer Trägervorrichtung (20, 22) angebrachten, einander gegenüberliegenden, zum Stanzen miteinander zusammenwirkenden hohlzylindrischen ersten und zweiten Stanzmesser (10, 12), einem Antrieb (36) für wenigstens eine Trägervorrichtung (20) in eine senkrecht zu ihr verlaufende Stanzrichtung (S), Mitteln zum Einstellen der Schneidtiefe (T1, T2) der Stanzmesser (10, 12) derart, dass die Stanzmesser (10, 12) während des Stanzvorgangs unter Bildung einer Seele (28) im Materialbogen (16) voneinander beabstandet sind, und einem innerhalb des ersten Stanzmessers (10) angeordneten, relativ zum ersten Stanzmesser (10) beweglichen Stempel (14), dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stanzmesser (12) und die ihm zugeordnete Trägervorrichtung (22) in Stanzrichtung (S) eine durchgehende Öffnung (24) aufweisen, durch die der Zuschnitt (30) mittels des Stempels (14) ausgestossen werden kann.
  2. Stanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umriss des Stempels (14) derart an die Kontur des zweiten Stanzmessers (12) angepasst ist, dass die Seele (28) beim Ausstossen des Zuschnitts (30) durchgeschnitten wird.
  3. Stanzvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen den Trägervorrichtungen (20, 22) angeordnete Bogenauflage (18) zum Einführen des Materialbogens (16) zwischen das erste und das zweite Stanzmesser (10, 12), wobei die Bogenauflage (18) im Bereich der Stanzmesser (10, 12) eine Aussparung (25) aufweist.
  4. Stanzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (22) für das zweite Stanzmesser (12) ortsfest und die Bogenauflage (18) über wenigstens eine Feder (26) damit verbunden ist, wobei der auf der Bogenauflage (18) aufliegende Materialbogen (16) durch die Bewegung des ersten Messers (10) in das zweite Messer (12) hineingestossen wird.
  5. Stanzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenauflage (18) derart geformt und von der Trägervorrichtung (22) für das zweite Stanzmesser (12) beabstandet angeordnet ist, dass die Bogenauflage (18) einen zum Stanzen notwendigen Hub ausführen kann, ohne an der Trägervorrichtung (22) oder dem zweiten Stanzmesser (12) oder sonstigen mechanischen Komponenten anzuschlagen.
  6. Stanzvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante der Feder (26) so gewählt ist, dass die zum Herunterdrücken der Bogenauflage (18) notwendige Kraft kleiner als die zum Stanzen notwendige Kraft ist, vorzugsweise um ein Vielfaches kleiner.
  7. Stanzvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einstellen der Schneidtiefe der Stanzmesser eine Steuereinrichtung (42) umfassen, die den Antrieb (36) unter Verzicht auf einen mechanischen Anschlag derart ansteuern, dass die Richtung der Relativbewegung der Stanzmesser (10, 12) bei Erreichen einer vorbestimmten Endposition umgekehrt wird.
  8. Stanzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (36) eine pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Hubvorrichtung umfasst, deren Hub mittels der Steuervorrichtung (42) einstellbar ist.
  9. Verfahren zum Betrieb einer Stanzvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit folgenden Schritten:
    - Einführen eines Materialbogens (16) zwischen das erste und zweite Stanzmesser (10, 12);
    - Bewegen des ersten und/oder zweiten Stanzmessers (10, 12) in Stanzrichtung (S) derart aufeinander zu, dass die Stanzmesser (10, 12) in ihrer Endposition unter Bildung einer Seele (28) im Materialbogen (16) voneinander beabstandet sind;
    - Bewegen des Stempels (14) relativ zum ersten Stanzmesser (10) in Stanzrichtung (S) zum Durchtrennen der Seele (28) und zum Ausstossen des Zuschnitts (30) durch das zweite Stanzmesser (12);
    - Zurückziehen des Stempels (14) und Zurückbewegen der Stanzmesser (10, 12) in ihre Ausgangsposition.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (36) derart angesteuert wird, dass die Richtung der Relativbewegung der Stanzmesser (10, 12) bei Erreichen einer vorbestimmten Endposition umgekehrt wird, ohne dass eine der Trägervorrichtungen (20, 22) oder eines der Stanzmesser (10, 12) oder der Stempel (14) an einem mechanischen Anschlag gestoppt werden.
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