EP2058115A2 - Rotationsprägeeinrichtung - Google Patents

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EP2058115A2
EP2058115A2 EP08105684A EP08105684A EP2058115A2 EP 2058115 A2 EP2058115 A2 EP 2058115A2 EP 08105684 A EP08105684 A EP 08105684A EP 08105684 A EP08105684 A EP 08105684A EP 2058115 A2 EP2058115 A2 EP 2058115A2
Authority
EP
European Patent Office
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embossing
transport
rotary
speed
tools
Prior art date
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Granted
Application number
EP08105684A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2058115A3 (de
EP2058115B1 (de
Inventor
Dr. Christian Compera
Wolfgang Diehr
Steffen Galle
Erich Klaßen
Jana Schiek
Carsten Terhorst
Leo Zeimetz
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Masterwork Machinery Co Ltd
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP2058115A2 publication Critical patent/EP2058115A2/de
Publication of EP2058115A3 publication Critical patent/EP2058115A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2058115B1 publication Critical patent/EP2058115B1/de
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/006—Controlling; Regulating; Measuring; Improving safety
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
    • B31B50/02—Feeding or positioning sheets, blanks or webs
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    • B31B50/042—Feeding sheets or blanks using rolls, belts or chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31B50/02—Feeding or positioning sheets, blanks or webs
    • B31B50/04—Feeding sheets or blanks
    • B31B50/06—Feeding sheets or blanks from stacks
    • B31B50/062—Feeding sheets or blanks from stacks from the underside of a magazine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B31B50/88—Printing; Embossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F2201/00—Mechanical deformation of paper or cardboard without removing material
    • B31F2201/07—Embossing
    • B31F2201/0779—Control

Definitions

  • the invention relates to a rotary embossing device according to the preamble of claim 1, a method for operating a rotary embossing device according to claim 10 and a folding box gluing machine according to claim 11.
  • Folding cartons are cardboard or corrugated board packaging, and to a lesser extent plastic, which are glued at one or more points during the folding process, depending on the design. They are usually produced from a blank. The blanks are usually punched out on a sheet punch. The blank must be glued at least at one edge. The folded boxes come out of the carton gluer in the flat state. The placement and filling of the box can be done by machine or manually.
  • the embossing of braille is carried out either during the punching process in the sheet punch in the production of blanks.
  • this is expensive because a punching sheet several benefits, ie blanks contains and for each benefit a pair of tools consisting of die and male must be provided.
  • rotary embossing devices with two rotating embossing tools are used, which may for example be part of a Faltschachtelklebemaschine.
  • such rotary embossing devices have a common drive for both rotary tools.
  • the rotation tools relative to Faltschachtelzuites be synchronized.
  • the EP 1 447 211 A2 shows a device for impressing transverse grooves in cardboard.
  • the EP 1 537 920 A1 shows an apparatus for cutting, creasing and embossing sheet material, such as cardboard, with two rollers. Both devices have in common that the synchronization can not be performed with the braille required accuracy and that no adaptation of the devices to the size of the product and the distance of the products is possible.
  • the EP 1 398 141 B1 shows a folding box gluing machine with a folding station and a closing station.
  • there is an intermediate station between the two stations which serves to change the transport speed of folding box hoses and to reduce the distance between successive folding box hoses. A positioning of the Faltschachtelschläuche relative to the tools of the closing station does not take place.
  • the object of the present invention is to provide a rotary embossing device which overcomes the disadvantages of the prior art and enables high output while maintaining high embossing quality.
  • the rotary embossing device has two rotating embossing tools, driven by at least one embossing tool drive, for introducing embossings, in particular braille, into printing substrates, in particular folding carton blanks.
  • the embossing tools are formed by a stamped male and a die.
  • the template serves as a counter-mold and is advantageously product-neutral and has a uniform hole pattern.
  • the embossing tools of the rotary embossing device are preceded by a transport device for transporting the printing materials.
  • the transport device advantageously has a drive which is independent of the at least one embossing tool drive and which can be designed, for example, as a controllable electric motor.
  • a respective printing material undergoes a change in its transport speed, whereby the printing material is synchronized with respect to its embossing position relative to the punches of the male, i. the seen in the direction of transport front edge of an imprint to be provided surface of the printing material is synchronized relative to the one or the first stamping process becoming effective stamping the male, so tuned in their position.
  • the trailing edge of the surface to be imprinted may also be positioned relative to the stamp (s) most recently effective in the stamping process. This synchronization makes it possible in an advantageous manner that the embossing tools can be operated at a constant speed.
  • the synchronization of substrates and embossing tools is no longer done as usual by adjusting the rotational speeds of the embossing tools, but as exclusively as possible by adjusting the transport speed in the transport device. Consequently, since the rotary tools no longer have to be constantly accelerated and decelerated, the rotary tools can be operated at a higher speed. As a result, the output of the rotary embossing device is increased significantly in an advantageous manner.
  • the transport device is preceded by a transport system, which is designed for example as a circulating conveyor belt and which one of the embossing tool drive and the drive of the transport device dependent drive, such as an electric motor has.
  • the rotary embossing means has a means for determining the rotational speed of the male.
  • This may be, for example, a rotary encoder or a sensor.
  • the upstream transport system has at least one sensor for determining the position of a transported printing material and also a means for determining the transport speed of the transported printing material.
  • the means may also be a rotary encoder or a sensor.
  • the electric motor for driving the transport device, the means and the sensor are connected via data lines to a control device.
  • the transport device has a lower and an upper conveyor belt, between which the printing material can be clamped. As a result, the printing material can be safely and reliably guided and transported.
  • the stamping tools, the transport device and the upstream transport system are each operated at approximately constant speeds. This makes it possible with little control effort to operate the rotary embossing device at high speed, thereby obtaining a high output of the rotary embossing device.
  • the embossing tools and the upstream transport system are operated at approximately constant speeds.
  • the transport speed of the transport device follows a speed profile specified by the control unit.
  • a respective printing material can be taken over, for example, with the transport speed of the upstream transport system, subsequently accelerated for synchronization or decelerated and adapted to the speed of the die and male prior to transfer to the rotary embossing tools.
  • the substrate is gently transported, kept low forces on the sheet in the transport direction and marks avoided by the belts of the transport device.
  • the invention further relates to a method for operating a rotary embossing device.
  • the data acquired by the means for determining the rotational speed of the die and the position of the punches of the die, the sensor for determining the position of a transported printing material in the area of the upstream transport system and the means for determining the transport speed of the printing material in the transport system are taken over by the control device , Further, the embossing position of a printing material is entered into the control device. This may be, for example, the distance of the leading edge of an area to be imprinted from the leading edge of the printing material, which the machine operator inputs via a generally known interface.
  • the control device calculates the necessary transport speed of the transport device for synchronizing the printing material with respect to its embossing position relative to the punches of the male part.
  • the electric motor of the transport device is controlled by the control device accordingly.
  • Fig. 1 shows a Faltschachtelklebemaschine 1 with a Rotationsgarge acquired invention 10 Faltschachtelzuitese 2 are transported by a feeder in the transport direction T by the Faltschachtelklebemaschine 1 from an upstream transport system 3, a transport device 13 through the rotary embossing device 10 to a boom.
  • the rotary embossing device 10 has a male part 11 and a die 12 for introducing embossments into the folding box blanks 2.
  • the folding box blanks 2 are conveyed with a board pitch A, also referred to as a section length, at the speed vF through the upstream transport system 3 and then to a transport device 13 passed, which accelerates or decelerates a respective folding carton blank 2 to the speed vT.
  • This speed change causes a synchronization of the carton blank 2 with the embossing tools 11, 12 (see also Fig. 2b-d ), ie, the front edge 211, seen in the transporting direction T, of a surface to be provided with an embossment 22 at the position 21 of the printing substrate 2 is synchronized relative to the stamping process 111 of the male part 11 that first becomes effective during the embossing process. Subsequently, this process is referred to as synchronization of the printing material 2 with respect to its embossing position 21 relative to the punches 110 of the male part 11. In the contact line of male part 11 and folding carton blank 2 during the embossing process, the male part 11 has the speed vP.
  • the die 12 has the speed vM.
  • the speeds of die vM, male vP and Faltschachtelzuites have the same amount, so that there is no relative movements between tools 11, 12 and Faltschachtelzuites 2 and thus markings of Faltschachtelzuitess be avoided.
  • you need to patrote 11 and die 12 are relatively synchronized with respect to their speed.
  • male and female mold 11 12 must be synchronized relative to each other with respect to their angular position, ie it must be ensured that the punch 110 of the male part 11 can dive into holes of the die 12.
  • Do Patrize 11 and die 12 each have their own embossing tool drive so the synchronization is preferably electronically. If the male part 11 and the female part 12 are driven by a common embossing tool drive, the synchronization takes place mechanically, for example by coupling the male part 11 and the female part 12.
  • Fig. 2a shows the rotary embossing device 10.
  • a folding carton blank 2 is transported by an upstream transport system 3 in the transport direction T.
  • the position of the folding carton blank 2 is determined by a sensor 17, for example by the detection of the front edge of the folding carton blank 2.
  • the transport speed of the folding box in the upstream transport system is determined by a rotary encoder of the transport system 16.
  • the acquired information is forwarded via data lines to a control device 18.
  • the folding box blank 2 is transferred to a transport device 13.
  • the transport device 13 has an upper conveyor belt 131 and a lower conveyor belt 132.
  • a folding carton blank 2 is transported further at the speed vT.
  • the conveyor belts 131, 132 are driven by at least one electric motor 14. This is controlled by the control device 18.
  • a respective folding box blank 2 is transferred to the rotary tools 11, 12 and experiences by the interaction of the male part 11 and die 12 an embossing.
  • the male part 11 is equipped with a rotary encoder 15 which is used to detect the rotational speed of the male part 11 and to detect the position of the punches 110 (in FIG Fig. 2a not shown) of the male part 11 is used.
  • the acquired information is forwarded to the control device 18 via a data line.
  • the control device 18 is connected to an interface via which the machine operator can enter the embossing position 21 on a folding carton blank 2. Based on the provided Information calculates the controller 18, the target speed of the carton in the transport device so that a synchronization of the carton blank 2 relative to the embossing dies 11, 12 takes place by the transport device 13.
  • a feeder for applying Faltschachtelzulaseen 2 may be located at the position of the upstream transport system 3, alternatively, a feeder for applying Faltschachtelzulaseen 2. Integrated into the feeder are then also a sensor 17 and a means for determining the transfer speed of Faltschachtelzuitese 2 from the feeder to the transport device 13, analogous to the encoder of the transport system 16. The synchronization of embossing position 21 of Faltschachtelzuitess 2 relative to the punches 110 of the male 11th takes place as described above. To the rotary embossing device 10 can either further processing stations with a subsequent boom or directly connect a boom.
  • the transport device 13 has a sensor which detects the position of a folding carton blank 2 transported by the conveyor belts 131 and 132, for example by detecting the front edge of the folding carton blank 2.
  • the speed of the folding carton blank 2 corresponds to the time of detection the speed of the conveyor belts 131, 132 and is determined by the control of the electric motor 14 and thus known.
  • the position of the punches 110 of the male part 11 and the rotational speed of the male part 11 are determined by a rotary encoder 15 as described above.
  • This information is in each case transmitted to the control device 18, which calculates therefrom the acceleration of the conveyor belts 131 and 132 and thus of the folding box blank 2 necessary for the synchronization of embossing position 21 of the folding box blank 2 relative to the punches 110 of the male part 11.
  • Fig. 2b shows a detail of the male part 11, namely the punch 110 of the male.
  • the front edge 113 seen in the direction of rotation is formed by the one or more stamps 111 which become effective during the stamping process, and the rear edge 114 is formed by the last impression stamping die 112 or stamping process.
  • the die 12 (not shown here) represents the negative mold of the male part 11 and has recesses which receive the punches 110, 111, 112 of the male.
  • Fig. 2c a folding carton blank 2 is shown, which is moved in the transport direction T and wherein the embossed position 21 is indicated a to be provided with an embossment 22 surface.
  • the area to be provided with an embossment 22 is delimited by the front edge 211 and the rear edge 212.
  • the leading edge of the punches 113 is imaged onto the leading edge of the imprint 211 and the trailing edge of the punches 114 is imaged onto the trailing edge of the imprint 212.
  • a synchronization takes place, ie a positioning of the carton blank 2 with its embossing position 21 relative to the punches 110 of the male part 11.
  • the result of the embossing process is in Fig. 2d
  • the folding carton blank 2 was embossed 22 at the original embossing position 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotationsprägeeinrichtung (10) mit zwei rotierenden Prägewerkzeugen, einer Patrize (11) mit Stempeln und einer Matrize (12), mit mindestens einem Prägewerkzeugantrieb zum Einbringen von Prägungen, insbesondere Blindenschrift, in Bedruckstoffe, insbesondere Faltschachtelzuschnitte (2). Die Rotationsprägeeinrichtung besitzt eine Transporteinrichtung (13) zum Transport der Bedruckstoffe, welche den Prägewerkzeugen vorgelagert ist und einen von dem mindestens einen Prägewerkzeugantrieb unabhängigen Antrieb besitzt. Der Bedruckstoff wird bezüglich seiner Prägeposition relativ zu den Stempeln der Patrize durch eine Änderung der Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung synchronisiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rotationsprägeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 10 und eine Faltschachtelklebemaschine nach Anspruch 11.
  • Faltschachteln sind Verpackungen aus Karton oder Wellpappe, in geringem Umfang auch aus Kunststoff, die je nach Konstruktion während des Faltprozesses an einer oder mehreren Stellen beleimt werden. Sie werden in der Regel aus einem Zuschnitt produziert. Die Zuschnitte werden üblicherweise auf einer Bogenstanze ausgestanzt. Der Zuschnitt muss mindestens an einer Kante verklebt werden. Die gefalteten Schachteln kommen im flachliegenden Zustand aus der Faltschachtel-Klebemaschine. Das Aufstellen und Befüllen der Schachtel kann maschinell oder auch manuell erfolgen.
  • Neben den Faltungen, die zur Herstellung der Faltschachteln erforderlich sind, werden als Vorbereitung für den anschließenden Produktionsschritt auch weitere Rilllinien in der Faltschachtel-Klebemaschine vorgebrochen (vorgefaltet). Dadurch werden das Aufstellen der Schachtel und das spätere Befüllen erleichtert.
  • Dienen die Faltschachteln zur Verpackung von Arzneimitteln, so ist es gesetzlich vorgeschrieben, die Bezeichnung des Arzneimittels in Blindenschrift (so genannte Braille-Schrift) auf die Faltschachtel aufzubringen (bspw. durch Prägen).
  • Nach dem Stand der Technik erfolgt die Prägung der Blindenschrift entweder während des Stanzprozesses in der Bogenstanze bei der Herstellung der Zuschnitte. Dies ist jedoch aufwendig, da ein Stanzbogen etliche Nutzen, d. h. Zuschnitte enthält und für jeden Nutzen ein Werkzeugpaar bestehend aus Matrize und Patrize bereitgestellt werden muss. Oder es kommen Rotationsprägeeinrichtungen mit zwei rotierenden Prägewerkzeugen zum Einsatz, welche beispielsweise Teil einer Faltschachtelklebemaschine sein können. Bekannter weise verfügen derartige Rotationsprägeeinrichtungen über einen gemeinsamen Antrieb für beide Rotationswerkzeuge. Um die Prägung an der richtigen Position auf den Faltschachtelzuschnitt aufbringen zu können, müssen die Rotationswerkzeuge relativ zum Faltschachtelzuschnitt synchronisiert werden. Insbesondere beim Einbringen einer Blindenschrift in den Faltschachtelzuschnitt muss die Synchronisierung sehr genau erfolgen. Aufgrund des Massenträgheitsmoments von Matrize, Patrize und Rotationsantrieb ist die erforderliche Genauigkeit der Synchronisierung nur schwer bis gar nicht zu erreichen. Weiter nachteilig ist, dass Rotationsprägeeinrichtungen zur besseren Synchronisierung häufig im Start- / Stopp-Betrieb gefahren werden. D. h. die Rotationsprägewerkzeuge werden zur Synchronisierung angehalten und nachfolgend wieder neu beschleunigt. Dadurch wird die Produktionsleistung der Rotationsprägeeinrichtung stark eingeschränkt. Weiter wird dir Produktionsleistung dadurch eingeschränkt, dass keine Anpassung der Rotationsprägeeinrichtung an die Größe des zu bearbeitenden Produktes möglich ist.
  • Die EP 1 447 211 A2 zeigt eine Vorrichtung zum Einprägen von Querrillen in Pappe. Die EP 1 537 920 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Schneiden, Rillen und Prägen von Bogenmaterial, wie Karton, mit zwei Walzen. Beiden Vorrichtungen ist gemein, dass die Synchronisierung nicht mit der für Blindenschrift notwendigen Genauigkeit durchgeführt werden kann und dass keine Anpassung der Vorrichtungen an die Größe des Produktes und den Abstand der Produkte möglich ist.
  • Die EP 1 398 141 B1 zeigt eine Faltschachtelklebemaschine mit einer Faltstation und einer Schließstation. Zwischen beiden Stationen befindet sich zusätzlich eine Zwischenstation, welche dazu dient, die Transportgeschwindigkeit von Faltschachtelschläuchen zu verändern und den Abstand von aufeinander folgenden Faltschachtelschläuchen zu verringern. Eine Positionierung der Faltschachtelschläuche relativ zu den Werkzeugen der Schließstation erfolgt dabei nicht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotationsprägeeinrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet und bei gleichzeitig hoher Prägequalität eine hohe Ausbringung ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rotationsprägeeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1.
  • Die erfindungsgemäße Rotationsprägeeinrichtung besitzt zwei rotierende Prägewerkzeuge, angetrieben durch mindestens einen Prägewerkzeugantrieb, zum Einbringen von Prägungen, insbesondere Blindenschrift, in Bedruckstoffe, insbesondere Faltschachtelzuschnitte. Die Prägewerkzeuge werden durch eine mit Stempeln versehene Patrize und eine Matrize gebildet. Die Matrize dient als Gegenform und ist vorteilhafter weise produktneutral und besitzt ein gleichmäßiges Lochmuster. In stromaufwärtiger Richtung ist den Prägewerkzeugen der Rotationsprägeeinrichtung eine Transporteinrichtung zum Transport der Bedruckstoffe vorgelagert. Die Transporteinrichtung besitzt in vorteilhafter Weise einen von dem mindestens einen Prägewerkzeugantrieb unabhängigen Antrieb, welcher beispielsweise als steuerbarer Elektromotor ausgeführt sein kann. Durch die Transporteinrichtung erfährt ein jeweiliger Bedruckstoff eine Änderung seiner Transportgeschwindigkeit, wodurch der Bedruckstoff bezüglich seiner Prägeposition relativ zu den Stempeln der Patrize synchronisiert wird, d.h. die in Transportrichtung gesehen vordere Kante einer mit einer Prägung zu versehenden Fläche des Bedruckstoffes wird relativ zu dem oder den beim Prägevorgang zuerst wirksam werdenden Stempeln der Patrize synchronisiert, also in ihrer Position abgestimmt. Alternativ kann auch die hintere Kante der mit einer Prägung zu versehenden Fläche relativ zu dem oder den beim Prägevorgang zuletzt wirksam werdenden Stempeln positioniert werden. Diese Synchronisierung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass die Prägewerkzeuge mit einer konstanten Geschwindigkeit betrieben werden können. Die Synchronisation von Bedruckstoffen und Prägewerkzeugen erfolgt nicht mehr wie bisher üblich durch eine Anpassung der Rotationsgeschwindigkeiten der Prägewerkzeuge, sondern möglichst ausschließlich durch eine Anpassung der Transportgeschwindigkeit in der Transporteinrichtung. Da die Rotationswerkzeuge folglich nicht mehr ständig beschleunigt und abgebremst werden müssen, können die Rotationswerkzeuge mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Ausbringung der Rotationsprägeeinrichtung wesentlich erhöht.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationsprägeeinrichtung ist der Transporteinrichtung ein Transportsystem vorgelagert, welches beispielsweise als umlaufendes Förderband ausgeführt ist und welches einen von dem Prägewerkzeugantrieb und dem Antrieb der Transporteinrichtung abhängigen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, besitzt.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besitzt die Rotationsprägeeinrichtung ein Mittel zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Patrize. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Drehgeber oder einen Sensor handeln. Durch dieses Mittel kann weiter die Position der Stempel der Patrize bestimmt werden. Das vorgelagerte Transportsystem besitzt mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Position eines transportierten Bedruckstoffes und auch ein Mittel zur Bestimmung der Transportgeschwindigkeit des transportierten Bedruckstoffes. Bei dem Mittel kann es sich ebenfalls um einen Drehgeber oder einen Sensor handeln. Der Elektromotor zum Antrieb der Transporteinrichtung, die Mittel und der Sensor sind über Datenleitungen mit einer Steuereinrichtung verbunden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Rotationsprägeeinrichtung besitzt die Transporteinrichtung ein unteres und ein oberes Transportband, zwischen welchen der Bedruckstoff klemmbar ist. Dadurch kann der Bedruckstoff sicher und definiert geführt und transportiert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Rotationsprägeeinrichtung werden die Prägewerkzeuge, die Transporteinrichtung und das vorgelagerte Transportsystem jeweils mit annähernd konstanten Geschwindigkeiten betrieben. Dadurch wird es bei geringem Steuerungsaufwand ermöglicht, die Rotationsprägeeinrichtung bei hoher Geschwindigkeit zu betreiben und dadurch eine hohe Ausbringung der Rotationsprägeeinrichtung zu erlangen.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Prägewerkzeuge und das vorgelagerte Transportsystem mit annähernd konstanten Geschwindigkeiten betrieben. Die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung folgt jedoch einem von der Steuereinheit vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil. So kann ein jeweiliger Bedruckstoff beispielsweise mit der Transportgeschwindigkeit des vorgelagerten Transportsystems übernommen werden, nachfolgend zur Synchronisation beschleunigt oder abgebremst werden und vor der Übergabe an die Rotationsprägewerkzeuge auf die Geschwindigkeit von Matrize und Patrize angepasst werden. Der Bedruckstoff wird dabei schonend transportiert, Kräfte auf den Bogen in Transportrichtung gering gehalten und Markierungen durch die Bänder der Transporteinrichtung vermieden.
  • Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Betreiben einer Rotationsprägeeinrichtung. Die von dem Mittel zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Matrize und der Position der Stempel der Matrize, dem Sensor zur Bestimmung der Position eines transportierten Bedruckstoffs im Bereich des vorgelagerten Transportsystems und dem Mittel zur Bestimmung der Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffs im Transportsystem erfassten Daten werden von der Steuereinrichtung übernommen. Weiter wird die Prägeposition eines Bedruckstoffes in die Steuereinrichtung eingegeben. Dabei kann es sich beispielsweise um den Abstand der Vorderkante einer mit einer Prägung zu versehenden Fläche von der Vorderkante des Bedruckstoffes handeln, welchen der Maschinenbediener über ein allgemein bekanntes Interface eingibt. Basierend auf diesen Daten berechnet die Steuereinrichtung die notwendige Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung zur Synchronisierung des Bedruckstoffs bezüglich seiner Prägeposition relativ zu den Stempeln der Patrize. Um die notwendige Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung zu erreichen, wird der Elektromotor der Transporteinrichtung durch die Steuereinrichtung entsprechend angesteuert.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
  • Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    den Aufbau einer Faltschachtelklebemaschine mit erfindungsgemäßer Rotationsprägeeinrichtung
    Fig. 2a
    eine erfindungsgemäße Rotationsprägeeinrichtung
    Fig. 2b
    eine Detailansicht einer Patrize
    Fig. 2c
    einen Faltschachtelzuschnitt vor dem Prägen
    Fig. 2d
    einen Faltschachtelzuschnitt nach dem Prägen.
  • Fig. 1 zeigt eine Faltschachtelklebemaschine 1 mit einer erfindungsgemäßen Rotationsprägeeinrichtung 10. Faltschachtelzuschnitte 2 werden von einem Anleger in Transportrichtung T durch die Faltschachtelklebemaschine 1 von einem vorgelagerten Transportsystem 3, einer Transporteinrichtung 13 durch die Rotationsprägeeinrichtung 10 zu einem Ausleger transportiert. Die Rotationsprägeeinrichtung 10 besitzt eine Patrize 11 und eine Matrize 12 zum Einbringen von Prägungen in die Faltschachtelzuschnitte 2. Die Faltschachtelzuschnitte 2 werden mit einer Kartonteilung A, auch als Abschnittslänge bezeichnet, mit der Geschwindigkeit vF durch das vorgelagerte Transportsystem 3 transportiert und dann an eine Transporteinrichtung 13 übergeben, welche einen jeweiligen Faltschachtelzuschnitt 2 auf die Geschwindigkeit vT beschleunigt oder abbremst. Diese Geschwindigkeitsänderung bewirkt eine Synchronisation des Faltschachtelzuschnitts 2 mit den Prägewerkzeugen 11, 12 (siehe auch Fig. 2b-d), d.h. die in Transportrichtung T gesehen vordere Kante 211 einer mit einer Prägung 22 zu versehenden Fläche an der Position 21 des Bedruckstoffes 2 wird relativ zu dem oder den beim Prägevorgang zuerst wirksam werdenden Stempeln 111 der Patrize 11 synchronisiert. Nachfolgend wird dieser Vorgang als Synchronisation des Bedruckstoffs 2 bezüglich seiner Prägeposition 21 relativ zu den Stempeln 110 der Patrize 11 bezeichnet.
    In der Berührungslinie von Patrize 11 und Faltschachtelzuschnitt 2 während des Prägevorgangs besitzt die Patrize 11 die Geschwindigkeit vP. In der Berührungslinie von Matrize 12 mit Faltschachtelzuschnitt 2 während des Prägevorgangs besitzt die Matrize 12 die Geschwindigkeit vM. Während des Prägevorgangs haben die Geschwindigkeiten von Matrize vM, Patrize vP und Faltschachtelzuschnitt denselben Betrag, so dass es zu keinen Relativbewegungen zwischen Werkzeugen 11, 12 und Faltschachtelzuschnitt 2 kommt und damit Markierungen des Faltschachtelzuschnitts vermieden werden. Dazu müssen Patrize 11 und Matrize 12 relativ zueinander bezüglich ihrer Geschwindigkeit synchronisiert sein. Weiter müssen Patrize 11 und Matrize 12 relativ zueinander bezüglich ihrer Winkelposition synchronisiert sein, d.h. es muss sichergestellt sein, dass die Stempel 110 der Patrize 11 in Löcher der Matrize 12 eintauchen können. Besitzen Patrize 11 und Matrize 12 jeweils einen eigenen Prägewerkzeugantrieb so erfolgt die Synchronisation bevorzugt elektronisch. Werden Patrize 11 und Matrize 12 durch einen gemeinsamen Prägewerkzeugantrieb angetrieben, so erfolgt die Synchronisation mechanisch, beispielsweise durch Kopplung von Patrize 11 und Matrize 12.
  • Fig. 2a zeigt die Rotationsprägeeinrichtung 10. Ein Faltschachtelzuschnitt 2 wird von einem vorgelagerten Transportsystem 3 in Transportrichtung T transportiert. Bevor der Faltschachtelzuschnitt 2 das vorgelagerte Transportsystem 3 verlässt wird von einem Sensor 17 die Position des Faltschachtelzuschnitts 2 bestimmt, beispielsweise durch die Detektion der Vorderkante des Faltschachtelzuschnitts 2. Beispielsweise wird die Vorderkante des Faltschachtelzuschnitts 2 detektiert. Im selben Moment wird durch einen Drehgeber des Transportsystems 16 die Transportgeschwindigkeit der Faltschachtel im vorgelagerten Transportsystem bestimmt. Die erfassten Informationen werden über Datenleitungen an eine Steuereinrichtung 18 weitergeleitet. Von dem vorgelagerten Transportsystem 3 wird der Faltschachtelzuschnitt 2 an eine Transporteinrichtung 13 übergeben. Die Transporteinrichtung 13 besitzt ein oberes Transportband 131 und ein unteres Transportband 132. Geklemmt zwischen beiden Transportbändern 131, 132 wird ein Faltschachtelzuschnitt 2 mit der Geschwindigkeit vT weiter transportiert. Angetrieben werden die Transportbänder 131, 132 durch mindestens einen Elektromotor 14. Dieser wird durch die Steuereinrichtung 18 angesteuert. Von der Transporteinrichtung 13 wird ein jeweiliger Faltschachtelzuschnitt 2 an die Rotationswerkzeuge 11, 12 übergeben und erfährt durch das Zusammenwirken von Patrize 11 und Matrize 12 eine Prägung. Die Patrize 11 ist mit einem Drehgeber 15 ausgestattet, welcher zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit der Patrize 11 und zur Erfassung der Position der Stempel 110 (in Fig. 2a nicht dargestellt) der Patrize 11 dient. Die erfassten Informationen werden über eine Datenleitung an die Steuereinrichtung 18 weitergeleitet. Die Steuereinrichtung 18 ist mit einem Interface verbunden, über welches der Maschinenbediener die Prägeposition 21 auf einem Faltschachtelzuschnitt 2 eingeben kann. Basierend auf den bereitgestellten Informationen berechnet die Steuereinrichtung 18 die Sollgeschwindigkeit der Faltschachtel in der Transporteinrichtung so, dass durch die Transporteinrichtung 13 eine Synchronisation des Faltschachtelzuschnitts 2 relativ zu den Prägewerkzeugen 11, 12 erfolgt.
  • In einer alternativen Ausführungsform, welche nicht dargestellt ist, kann sich an der Position des vorgelagerten Transportsystems 3 alternativ ein Anleger zum Anlegen von Faltschachtelzuschnitten 2 befinden. Integriert in den Anleger sind dann ebenfalls ein Sensor 17 und ein Mittel zur Bestimmung der Übergabegeschwindigkeit der Faltschachtelzuschnitte 2 vom Anleger an die Transporteinrichtung 13, analog dem Drehgeber des Transportsystems 16. Die Synchronisation von Prägeposition 21 des Faltschachtelzuschnitts 2 relativ zu den Stempeln 110 der Patrize 11 erfolgt dabei wie oben beschrieben. An die Rotationsprägeeinrichtung 10 können sich entweder weitere Bearbeitungsstationen mit einem nachfolgenden Ausleger oder direkt ein Ausleger anschließen.
  • In einer weitem nicht dargestellten alternativen Ausführungsform verfügt die Transporteinrichtung 13 über einen Sensor, welcher die Position eines durch die Förderbänder 131 und 132 transportierten Faltschachtelzuschnitts 2 detektiert, beispielsweise durch die Detektion der Vorderkante des Faltschachtelzuschnitts 2. Die Geschwindigkeit des Faltschachtelzuschnitts 2 zum Zeitpunkt der Detektion entspricht der Geschwindigkeit der Förderbänder 131, 132 und ist durch die Ansteuerung des Elektromotors 14 bestimmt und somit bekannt. Die Position der Stempel 110 der Patrize 11 und die Rotationsgeschwindigkeit der Patrize 11 wird wie oben beschrieben durch einen Drehgeber 15 bestimmt. Diese Informationen werden jeweils der Steuereinrichtung 18 übermittelt, welche daraus die für die Synchronisation von Prägeposition 21 des Faltschachtelzuschnitts 2 relativ zu den Stempeln 110 der Patrize 11 notwendige Beschleunigung der Förderbänder 131 und 132 und damit des Faltschachtelzuschnitts 2 berechnet. Vorteilhaft an dieser Lösung ist, dass alle relevanten Komponenten innerhalb der Rotationsprägeeinrichtung 10 angeordnet sind und diese als Modul verwendet werden kann. Damit ist eine Integration in eine Faltschachtelklebemaschine 1 einfach möglich.
  • Fig. 2b zeigt ein Detail der Patrize 11, nämlich die Stempel 110 der Patrize. Die in Rotationsrichtung gesehen vordere Kante 113 wird durch den oder die ersten beim Prägevorgang wirksam werdenden Stempel 111, die hintere Kante 114 durch den oder die letzte bei Prägevorgang wirksame Stempel 112 gebildet. Die Matrize 12 (hier nicht dargestellt) stellt die Negativform der Patrize 11 dar und verfügt über Ausnehmungen, welche die Stempel 110, 111, 112 der Patrize aufnehmen. In Fig. 2c ist ein Faltschachtelzuschnitt 2 dargestellt, welcher in Transportrichtung T bewegt wird und wobei die Prägeposition 21 einer mit einer Prägung 22 zu versehende Fläche angegeben ist. Die mit einer Prägung 22 zu versehende Fläche wird durch die vordere Kante 211 und die hintere Kante 212 begrenzt. Während des Prägevorgangs wird die Vorderkante der Stempel 113 auf die vordere Kante der Prägung 211 und die Hinterkante der Stempel 114 auf die hintere Kante der Prägung 212 abgebildet. Durch die in Fig. 2a dargestellte und obenstehend beschriebene Rotationsprägeeinrichtung 10 erfolgt eine Synchronisation, d. h. eine Positionierung, des Faltschachtelzuschnitts 2 mit seiner Prägeposition 21 relativ zu den Stempeln 110 der Patrize 11. Das Ergebnis des Prägevorgangs ist in Fig. 2d dargestellt: Der Faltschachtelzuschnitt 2 wurde an der ursprünglichen Prägeposition 21 mit einer Prägung 22 versehen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Faltschachtelklebemaschine
    2
    Faltschachtelzuschnitt
    3
    vorgelagertes Transportsystem
    10
    Rotationsprägeeinrichtung
    11
    Patrize
    12
    Matrize
    13
    Transporteinrichtung
    14
    Elektromotor
    15
    Drehgeber Patrize
    16
    Drehgeber Transportsystem
    17
    Sensor
    18
    Steuereinrichtung
    21
    Prägeposition
    22
    Prägung
    110
    Stempel der Patrize
    111
    erster Stempel
    112
    letzter Stempel
    113
    Vorderkante der Stempel
    114
    Hinterkante der Stempel
    131
    oberes Transportband
    132
    unteres Transportband
    211
    vordere Kante der mit einer Prägung zu versehenden Fläche
    212
    hintere Kante der mit einer Prägung zu versehenden Fläche
    vP
    Geschwindigkeit Patrize
    vM
    Geschwindigkeit Matrize
    vF
    Geschwindigkeit Faltschachtel im Transportsystem
    vT
    Geschwindigkeit Faltschachtel in der Transporteinrichtung
    A
    Kartonteilung

Claims (11)

  1. Rotationsprägeeinrichtung (10) mit zwei rotierenden Prägewerkzeugen, gebildet durch eine Patrize (11) mit Stempeln (110) und eine Matrize (12), mit mindestens einem Prägewerkzeugantrieb zum Einbringen von Prägungen (22), insbesondere Blindenschrift, in Bedruckstoffe (2), insbesondere Faltschachtelzuschnitte,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rotationsprägeeinrichtung (10) eine Transporteinrichtung (13) zum Transport der Bedruckstoffe (2) besitzt, welche den Prägewerkzeugen (11, 12) vorgelagert ist und einen von dem mindestens einen Prägewerkzeugantrieb unabhängigen Antrieb (14) besitzt, und dass durch eine Änderung der Transportgeschwindigkeit (vT) der Transporteinrichtung (13) der Bedruckstoff (2) bezüglich seiner Prägeposition (21), hinsichtlich der vorderen Kante (211) oder der hinteren Kante (212) der mit einer Prägung zu versehenden Fläche, relativ zu dem ersten (111) oder dem letzten (112) beim Prägevorgang wirksam werdenden Stempel synchronisiert wird.
  2. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Transporteinrichtung (13) der Rotationsprägeeinrichtung (10) ein Transportsystem (3) vorgelagert ist, welches einen von dem Prägewerkzeugantrieb und dem Antrieb der Transporteinrichtung unabhängigen Antrieb besitzt.
  3. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb der Transporteinrichtung (13) durch einen Elektromotor (14) gebildet wird.
  4. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rotationsprägeeinrichtung (10) ein Mittel (15) zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Patrize (11) und der Position der Stempel (110) der Patrize (11) besitzt und dass das vorgelagerte Transportsystem (3) mindestens einen Sensor (17) zur Bestimmung der Position eines transportierten Bedruckstoffes und ein Mittel (16) zur Bestimmung der Transportgeschwindigkeit (vF) des Bedruckstoffes (2) besitzt.
  5. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei den Mitteln (15, 16) um Drehgeber oder Sensoren handelt.
  6. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Mittel (15, 16), Sensor (17) und Elektromotor (14) über Datenleitungen mit einer Steuereinrichtung (18) verbunden sind.
  7. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Transporteinrichtung (13) ein unteres (132) und ein oberes (131) Transportband besitzt, zwischen welchen der Bedruckstoff (2) klemmbar ist.
  8. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Prägewerkzeuge (11, 12), Transporteinrichtung (13) und vorgelagertes Transportsystem (3) mit annähernd konstanten Geschwindigkeiten betrieben werden.
  9. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Prägewerkzeuge (11, 12) und vorgelagertes Transportsystem (3) mit annähernd konstanten Geschwindigkeiten betrieben werden und dass die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung (vT) einem von der Steuereinheit (18) vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil folgt.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 6-9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die von den Mitteln (15, 16) und dem Sensor (17) erfassten Daten von der Steuereinrichtung (18) übernommen werden, die Prägeposition (21) eines Bedruckstoffes (2) in die Steuereinrichtung (18) eingegeben wird, die Steuereinrichtung (18) die notwendige Transportgeschwindigkeit (vT) der Transporteinrichtung (13) zur Synchronisierung des Bedruckstoffes (2) bezüglich seiner Prägeposition (21) relativ zu den Stempeln (110) der Patrize (11) berechnet und den Elektromotor (14) der Transporteinrichtung (13) entsprechend ansteuert.
  11. Faltschachtelklebemaschine (1) mit einer Rotationsprägeeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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