EP2353810A1

EP2353810A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten einer Materialbahn

Info

Publication number: EP2353810A1
Application number: EP20100152656
Authority: EP
Inventors: Peter Eisemann
Original assignee: Mueller Martini Holding AG
Current assignee: Mueller Martini Holding AG
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2011-08-10
Also published as: BRPI1101811A2; JP2011161626A; CN102145830A; US20120036973A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer in einer Längsrichtung (L) durch die Vorrichtung (1) transportierten Materialbahn (2). Die Vorrichtung 1 weist ein Maschinengestell (7) auf, in dem ein Ambosszylinder (3) um eine erste Rotationsachse (A) und ein Werkzeugzylinder (4) um eine zweite Rotationsachse (B) drehbar gelagert sind. Der Ambosszylinder (3) und der Werkzeugzylinder (4) sind gegeneinander drehbar, sodass die Materialbahn (2) zwischen diesen beiden Arbeitszylindern durchführbar ist. Die Rotationsachsen (A, B) sind jeweils quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Materialbahn (2) ausgerichtet. Erfindungsgemäß sind der Ambosszylinder (3) und der Werkzeugzylinder (4) in eine übereinstimmende Schrägstellung schwenkbar. In der Schrägstellung sind die Rotationsachsen (A, B) erneut jeweils quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Materialbahn (2) ausgerichtet. Dabei weichen die Arbeitszylinder jeweils in einem für beide Rotationsachsen (A, B) übereinstimmenden Winkel (±) von einem rechten Winkel zu der Längsrichtung (L) ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer in einer Längsrichtung durch die Vorrichtung transportierten Materialbahn, mit einem Maschinengestell, in dem ein Ambosszylinder und ein Werkzeugzylinder gelagert sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtungen der genannten Art sind beispielsweise zum Schneiden und Perforieren von Materialbahnen in Rollenrotationsdruckmaschinen bekannt. So offenbart die DE19927920 eine solche Vorrichtung, die als Schneideinrichtung im Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine vorgesehen ist. Die EP1186561 betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere zum Schneiden und Perforieren einer Materialbahn, bei der ein Arbeitszylinder mit einem feststehenden Gegenmesser zusammenarbeitet.
Beim Stanzen, Schneiden und/oder Perforieren von Materialbahnen rotativ zusammenwirkender Arbeitszylinder treten vergleichsweise hohe Kräfte auf, welche über entsprechende Werkzeuge abgetragen werden. Diese Kräfte nehmen mit nachlassender Schärfe des Werkzeuges noch zu. Da die Arbeitszylinder lediglich an ihren Enden gelagert sind, ist eine gewisse Durchbiegung der Arbeitszylinder zwischen den Lagerstellen des Maschinengestells nicht zu vermeiden. Auch eine vergleichsweise geringe Durchbiegung der Arbeitszylinder kann zu einer Minderung der Qualität der Stanzung, des Schnittes bzw. der Perforation führen. Die Durchbiegung und die damit einhergehende Qualitätsminderung ist vor allem bei Arbeitszylindern mit geringeren Durchmessern vergleichsweise groß.
Die EP 1818299 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Materialbahnen mit gegeneinander geschränkten oder schränkbaren Amboss- bzw. Werkzeugzylindern. Durch ein solches Schränken der zusammenwirkenden Arbeitszylinder ist es möglich, die zum Bearbeiten erforderlichen Kräfte wesentlich zu vermindern, da beim Bearbeiten immer nur ein Teil des Werkzeugzylinders mit der Materialbahn bzw. dem Ambosszylinder in Eingriff ist. Auf diese Weise wird ein sukzessives Eintauchen der Werkzeuge in die Materialbahn erreicht. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass mit einer Schränkung die Durchbiegung insbesondere des Werkzeugzylinders ausgeglichen werden kann, weil sich der Achsabstand in der Mitte der beiden Arbeitszylinder vermindert, während er an den Enden der Arbeitszylinder unverändert bleibt. Beim Schränken wird somit gezielt der Achsabstand in der Mitte der beiden Arbeitszylinder beeinflusst.
Bei dieser Vorrichtung sind an beiden Enden der Arbeitsfläche der Arbeitszylinder Schmitzringe angeordnet, über welche die Arbeitszylinder aufeinander abrollen. Die Schmitzringe weisen jeweils eine zylindrische Abrollfläche auf, so dass die Arbeitszylinder auch im gegeneinander geschränkten Zustand sehr genau aufeinander bzw. auf der zwischen ihnen geführten Materialbahn ablaufen. Alternativ können die Schmitzringe konisch ausgeführt werden, sodass der Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Arbeitszylinder durch eine axiale Verschiebung der Schmitzringe zueinander definiert einstellbar ist. Weil die beiden Arbeitszylinder beim Schränken gegeneinander verstellt werden, ändert sich die Laufrichtung der Schmitzringe zueinander. Statt einer parallelen Linienabwälzung der Schmitzringe entsteht somit lediglich ein Punktkontakt, was einen stärkeren Verschleiß der Schmitzringe zur Folge hat.
Da die Einstellung der Arbeitszylinder mittels Schmitzringen Vorteile bietet, wurde bereits in der Vergangenheit nach Lösungen für die oben genannte Probleme gesucht, ohne dafür die Arbeitszylinder gegeneinander schränken zu müssen. Generell existieren jedoch Probleme mit Magnetzylindereinschüben, in denen die Arbeitszylinder parallel zueinander und senkrecht zu einer Bewegungsrichtung der Materialbahn angeordnet sind. Beispielsweise kommt es zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des jeweiligen Zylinderkörpers sowie zu Schwingungen aufgrund der notwendigen hohen Pressung zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder.
Neben der Schränkung der Arbeitszylinder wurde bisher versucht, die auftretenden Probleme durch eine Kühlung oder eine verbesserte Lagerung der Arbeitszylinder oder durch eine ballige Ausformung des Ambosszylinders zu lösen. Diese Lösungen sind jedoch relativ aufwendig und damit teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zum Bearbeiten von Materialbahnen zu schaffen, mit der dennoch eine gute Qualität beim Stanzen, Schneiden und/oder Perforieren der Materialbahnen erzielt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe verfolgt die vorliegende Erfindung den Gedanken, die beiden Arbeitszylinder übereinstimmend, d.h. in gleichem Ausmaß gegenüber der Bewegungsrichtung der Materialbahn schräg zu stellen. Die Arbeitszylinder können daher ebenso aufeinander abrollen, wie dies bei konventionell, d.h. senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneten Arbeitszylindern erfolgt. Durch eine entsprechende Gestaltung der Stanz-, Schneid- oder Perforierform ist dennoch ein sukzessives Eintauchen der Werkzeuge in die Materialbahn realisierbar.
Dazu weist die gattungsgemäße Vorrichtung ein Maschinengestell auf, durch das die Materialbahn in einer Längsrichtung transportierbar ist. In dem Maschinengestell sind ein Ambosszylinder um eine erste Rotationsachse und ein Werkzeugzylinder um eine zweite Rotationsachse drehbar gelagert. Die Rotationsachsen sind jeweils quer zur Längsrichtung und parallel zur Materialbahn ausgerichtet. Der Ambosszylinder und der Werkzeugzylinder sind gegeneinander drehbar, sodass die Materialbahn zwischen dem Ambosszylinder und dem Werkzeugzylinder durchführbar ist.
Erfindungsgemäß sind der Ambosszylinder und der Werkzeugzylinder in eine übereinstimmende Schrägstellung schwenkbar. In dieser Schrägstellung sind die Rotationsachsen dieser beiden Arbeitszylinder erneut quer zur Längsrichtung und parallel zur Materialbahn ausgerichtet. Dabei weichen die Arbeitszylinder jeweils in einem übereinstimmenden Winkel von einem rechten Winkel zu der Längsrichtung ab.
Die Arbeitszylinder sind folglich in der Schrägstellung parallel zueinander ausgerichtet. Dadurch kann die Stanz-, Schneid- oder Perforierform beim Betrieb der Vorrichtung auf dem parallel zum Werkzeugzylinder schräggestellten Ambosszylinder "abrollen". Dabei treten wesentlich weniger Schwingungen als bei einer Lösung mit gegeneinander geschränkten Arbeitszylindern auf, was sich in einer verbesserten Bearbeitungsqualität der Materialbahn niederschlägt. Die Schrägstellung beträgt dabei vorteilhaft etwa 1-2%, kann bei Bedarf aber natürlich auch davon abweichen. Vorteilhaft können somit zur Einstellung des Abstands der Arbeitsflächen von Werkzeug-und Ambosszylinder weiterhin konische Schmitzringe eingesetzt werden.
Die beim Stanzen, Schneiden oder Perforieren auftretenden Schwingungen werden vorteilhaft dadurch kompensiert, dass die Werkzeuge zum Herstellen der senkrecht zur Materialbahn verlaufenden Schnittkanten der entsprechenden Stanz-, Schneid-oder Perforiermuster nicht schlagartig über die gesamte Zylinderlänge hinweg in Kontakt mit dem Ambosszylinder kommen. Ein Kontakt mit dem Ambosszylinder entsteht vielmehr lediglich im Moment des Abrollens des Werkzeugs, d.h. seines jeweils im Eingriff befindlichen Abschnitts. Dies wird dadurch erreicht, dass Stanz-, Schneid-oder Perforierformen mit einem definierten geometrischen Verzerrungsfaktor entsprechend der Schrägstellung der beiden Arbeitszylinder zur Materialbahn herstellbar sind. Durch die parallele Schrägstellung der beiden Arbeitszylinder entstehen beim Eintauchen der Werkzeuge der Stanz-, Schneid- oder Perforierformen in die Materialbahn anstelle des bisher üblichen Linienkontakts ein sukzessiv fortschreitender Punktkontakt zwischen der Materialbahn und den Stanz-, Schneid- oder Perforierformen sowie anstelle eines Punktkontakts ein Linienkontakt zwischen den Schmitzringen. Damit können die Kräfte an den Arbeitszylindern vorteilhaft verringert und die Standzeit der Werkzeuge und der Schmitzringe erhöht werden. Dies bei gleichzeitiger Verbesserung der Stanz-, Schneid- oder Perforierqualität durch geringere Durchbiegung der Arbeitszylinder und bei Verringerung der Schwingungsneigung.
Bei konventioneller Parallelanordnung der beiden Arbeitszylinder wird die Durchbiegung durch den Linienkontakt des Stanz-, Schneid- oder Perforiermusters über die Breite der Arbeitszylinder hinweg verstärkt. Die Erfindung vermeidet einen solchen Linienkontakt, ohne dazu die Arbeitszylinder schräg zueinander stellen zu müssen. Bei der erfindungsgemässen Schrägstellung der beiden Arbeitszylinder ist eine lokale Auslenkung der zwischen diesen geführten Materialbahn bezogen auf deren globale Bewegungsrichtung zu erwarten. Dies deshalb, weil die Materialbahn in einem gemeinsamen Berührungsbereich der Arbeitszylinder über nahezu deren gesamte Länge hinweg reibschlüssig geführt wird. In Folge der Schrägstellung der Arbeitszylinder ist deren Berührungsbereich gegenüber der globalen Bewegungsrichtung der Materialbahn ebenfalls schräggestellt.
Das erwartete Wegdriften der Materialbahn durch eine gewisse Auslenkung kurz vor dem Berührungsbereich der Arbeitszylinder wird bei der Gestaltung der Stanz-, Schneid- oder Perforiermuster berücksichtigt, die in der Regel über den Zylinderumfang des Arbeitszylinders zu spannen sind. Beispielsweise werden Kantenführungen der Werkzeuge auf den Stanz-, Schneid- oder Perforierformen vermieden, die eine Führung der Materialbahn begünstigen. Sollte dennoch ein Wegdriften der Materialbahn beobachtet werden, kann in vorteilhaften Ausführungsformen die Schrägstellung während des Betriebs der Vorrichtung verändert werden, sodass der für beide Rotationsachsen übereinstimmende Winkel kleiner wird. Bei großen Veränderungen dieser Art muss eine erneute Anpassung des Stanz-, Schneid- oder Perforiermusters erfolgen.
Geringfügige und je nach Stanz-, Schneid- oder Perforiermuster mehr oder weniger starke Auslenkungen der Papierbahn können in Kauf genommen werden bzw. führen nicht zu maßgeblichen Qualitätseinbußen im Stanz-, Schneid- oder Perforierprodukt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der Ambosszylinder und der Werkzeugzylinder in Seitenschildern des Maschinengestells gelagert. Dabei weisen die Seitenschilder Ausnehmungen auf und der Ambosszylinder sowie der Werkzeugzylinder sind in einem gemeinsamen, in den Ausnehmungen der Seitenschilder gelagerten Einschub angeordnet. Letzterer besitzt eine bedienseitige Schiebeschwenkkulisse sowie eine antriebsseitige Schwenkkulisse. Die antriebsseitige Ausnehmung weist einen in den Einschub eingreifenden Schwenkzapfen auf. Aufgrund dieser Anordnung können die Arbeitszylinder mittels des Einschubs vorteilhaft gemeinsam in die Schrägstellung geschwenkt werden. Bei einer derartigen Aufnahme ist die Justierung der Arbeitszylinder zueinander ohne Aufwand sichergestellt und der Aufbau des Maschinengestells vereinfacht.
Der Ambosszylinder und der Werkzeugzylinder einer weiteren Ausführungsform sind an ihren jeweiligen Enden mit jeweils einem insbesondere konisch ausgebildeten Schmitzring versehen. Durch axiale Verschiebung der Schmitzringe zueinander ist damit vorteilhaft eine einfache und definierte Einstellung des Abstands zwischen den Arbeitsflächen der Arbeitszylinder möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auf dem Werkzeugzylinder eine Stanzform mit einem Stanzmuster lösbar befestigt. Das Stanzmuster kompensiert die Schrägstellung des Ambosszylinders und des Werkzeugzylinders.
Die Flexibilität bei der Gestaltung des Stanzmusters bietet Kostenvorteile gegenüber alternativen Stanzkonzepten, die keine Schrägstellung der beiden an dem Stanzprozess beteiligten Arbeitszylinder vorsehen. Dabei sind Stanzmuster hier nur beispielhaft genannt. Gleiches gilt für Schneid- oder Perforierwerkzeuge, die ebenfalls als entsprechende Formen auf dem Werkzeugzylinder aufspannbar sind. In vorteilhaften Ausführungsformen der Vorrichtung ist folglich der Werkzeugzylinder zum Stanzen, Schneiden oder Perforieren vorgesehen.
Wenn rechteckige Stanzfelder in der Materialbahn zu erzeugt werden sollen, weist eine vorteilhafte Ausführungsform des Stanzmusters Werkzeuge in Form von Parallelogrammen auf. Diese entstehen durch Parallelverschiebung einer der quer zur Rotationsachse verlaufenden Seiten eines Abbilds der rechteckigen Stanzfelder in Umfangsrichtung. Solche zur Anpassung an die jeweilige Schrägstellung geeigneten Stanzmuster sind kostengünstig realisierbar.
Der Ambosszylinder und der Werkzeugzylinder einer weiteren Ausführungsform sind jeweils über einen Einzelantrieb angetrieben. Insbesondere ist der Einzelantrieb als Servoantrieb ausgebildet, was vorteilhaft eine einfache Anpassung an unterschiedliche Schrägstellungen der Arbeitzylinder ermöglicht. Alternativ kann der Ambosszylinder den Werkzeugzylinder antreiben.
Die Vorrichtung ist zum Stanzen, Schneiden oder Perforieren einer endlosen Papierbahn vorgesehen. Dabei sind die oben beschriebenen Stanzformen allgemein auf schräggestellten Werkzeugzylindern verwendbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels für die Vorrichtung und anhand zweier Ausführungsbeispiele für Stanzformen unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Teilansicht einer Vorrichtung zum Bearbeiten einer Materialbahn,
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Arbeitszylinder einer konventionellen Vorrichtung,
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit jeweils um den gleichen Betrag geschränkten Arbeitszylindern,
Fig. 4: eine Draufsicht in schematisierter Darstellung auf einen mit einer konventionellen Stanzform bestückten Werkzeugzylinder in konventioneller Ausrichtung mit darunter geführter Materialbahn,
Fig. 5: eine Draufsicht in schematisierter Darstellung auf einen mit einer erfindungsgemäßen Stanzform bestückten Werkzeugzylinder in erfindungsgemäßer Ausrichtung mit darunter geführter Materialbahn,
Fig. 6: eine Draufsicht auf eine konventionelle Stanzform,
Fig. 7: eine Draufsicht auf die Stanzform aus Fig. 6 mit Markierung eines Kontaktbereichs zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder,
Fig. 8: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Stanzform gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 9: eine Draufsicht auf die Stanzform aus Fig. 8 mit Markierung eines Kontaktbereichs zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder,
Fig. 10: eine Draufsicht auf eine weitere konventionelle Stanzform,
Fig. 11: eine Draufsicht auf die Stanzform aus Fig. 10 mit Markierung eines Kontaktbereichs zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder,
Fig. 12: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Stanzform gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 13: eine Draufsicht auf die Stanzform aus Fig. 12 mit Markierung eines Kontaktbereichs zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder,
Fig. 14: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer mit der Stanzform aus Fig. 6 oder aus Fig. 8 bearbeiteten Materialbahn, und
Fig. 15: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer mit der Stanzform aus Fig. 10 oder aus Fig.12 bearbeiteten Materialbahn.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zum Bearbeiten einer Materialbahn 2. Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise eine Stanzvorrichtung mit einem Ambosszylinder 3 und einem Werkzeugzylinder 4. Die Aufnahme dieser Arbeitszylinder erfolgt wie üblich in einem mit einer Antriebsseite 5 und einer Bedienseite 6 ausgestatteten Maschinengestell 7 der Vorrichtung 1, von dem beidseitig lediglich ein Seitenschild 8 dargestellt ist. In die Seitenschilder 8 sind Ausnehmungen 9 eingebracht. Der Ambosszylinder 3 sowie der Werkzeugzylinder 4 sind in einem gemeinsamen Einschub 10 gelagert, welcher seinerseits, in den Ausnehmungen 9 der Seitenschilder 8 angeordnet ist. Mit dem Einschub 10 können diese beiden Arbeitszylinder gemeinsam in die Vorrichtung 1 eingeführt oder aus dieser entfernt werden. Nach dem Einführen des Einschubs 10 in die Vorrichtung 1 kann dieser als Bestandteil des Maschinengestells 7 angesehen werden.
Die beiden Arbeitszylinder drehen gegeneinander, so dass die Materialbahn 2 zwischen ihnen hindurch geführt wird. Dabei dreht sich der Ambosszylinder 3 um eine erste Rotationsachse A und der Werkzeugzylinder 4 um eine zweite Rotationsachse B.
Bei einer in Fig. 2 dargestellten, analog aufgebauten konventionellen Vorrichtung 1', von der lediglich der Ambosszylinder 3' und der Werkzeugzylinder 4' dargestellt sind, sind deren Rotationsachsen A', B' parallel zueinander, parallel zur Materialbahn 2 und senkrecht zu einer Längsrichtung L der Materialbahn 2 ausgerichtet, wobei die Längsrichtung L der globalen Bewegungsrichtung der Materialbahn 2 entspricht.
Die Fig. 3 zeigt dagegen die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 entsprechend Fig. 1 in einer Darstellung analog zur Fig. 2. Auch hier ist die Materialbahn 2 in einer Längsrichtung L durch die Vorrichtung 1 transportierbar, d.h. durch eine gegenläufige Drehung der beiden Arbeitszylinder. Die Rotationsachsen A, B von Ambosszylinder 3 und Werkzeugzylinder 4 sind wie die Rotationsachsen A', B' der Arbeitszylinder der konventionellen Vorrichtung 1' parallel zur Materialbahn 2 und quer zur Längsrichtung L ausgerichtet. Allerdings sind die Rotationsachsen A, B erfindungsgemäß nicht senkrecht zur Längsrichtung L ausgerichtet, sondern übereinstimmend in einem Winkel α von einem rechten Winkel zu der Längsrichtung L abweichend ausgebildet. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 3 eine entsprechende Hilfslinie H_A eingezeichnet. Der Ambosszylinder 3 und der Werkzeugzylinder 4 sind in der erfindungsgemäßen Schrägstellung dargestellt.
Die beiden Arbeitszylinder sind in eine übereinstimmende Schrägstellung schwenkbar ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Arbeitszylinder gemeinsam in die Schrägstellung schwenkbar, insbesondere durch gemeinsame Lagerung im Einschub 10, welcher in die Schrägstellung schwenkbar ausgebildet ist. Dazu weist der Einschub 10 bedienseitig eine Schiebeschwenkkulisse 11 sowie antriebsseitig eine Schwenkkulisse 12 und die antriebsseitige Ausnehmung 9 einen in den Einschub 10 eingreifenden Schwenkzapfen 13 mit einer Schwenkachse 14 auf. Die Fig. 1 zeigt den Einschub 10 und die Arbeitszylinder in ihrer Schrägstellung.
In der Schrägstellung liegen die Rotationsachsen A, B der Arbeitszylinder parallel zueinander und ebenfalls nicht senkrecht zur Längsrichtung L. Mit Bezug zur Längsrichtung L, die als globale Bewegungsrichtung der Materialbahn 2 anzusehen ist, sind die Rotationsachsen A, B in einem Winkel β ungleich 90° ausgerichtet.
Selbst wenn es während des Betriebs der Vorrichtung 1 lokal um einen gemeinsamen Berührungsbereich 15 (Fig. 9) der beiden Arbeitszylinder zu Auslenkungen der Materialbahn 2 kommen sollte, kann global dennoch die Bewegungsrichtung L eingehalten werden.
Mit den Fig. 4 bis 9 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen als Stanzplatte ausgebildeten Stanzform 16 einer konventionellen Stanzform 16' gegenübergestellt. Mittels der Stanzform 16 ist eine Schrägstellung der Arbeitszylinder um den Winkel α kompensierbar. Bei konventioneller Anordnung der Arbeitszylinder hingegen ist keine Kompensation erforderlich. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Stanzform 16 und der konventionellen Stanzform 16' führen zu einem gleichen Stanzergebnis gemäß Fig. 14. Natürlich kann in einer entsprechenden Vorrichtung 1 zur Bearbeitung einer Materialbahn 2 statt einer Stanzform 16 auch eine Schneidform oder einer Perforierform angeordnet und auf dem Werkzeugzylinder 4 aufgespannt sein. Demnach kann die Materialbahn 2 anstatt mit der hier beispielhaft beschriebenen Stanzform 16 gestanzt zu werden, auch mit einer Schneidform geschnitten oder mit einer Perforierform perforiert werden.
Die Fig. 4, 6 und 7 beziehen sich auf die konventionelle Stanzform 16' für die Bespannung des konventionellen Werkzeugzylinders 4'. In Fig. 4 ist der mit der Stanzform 16' bespannte Werkzeugzylinder 4' in einer Darstellung von oben gezeigt. Darunter ist der Ambosszylinder 3' angeordnet, was in der Darstellung gemäß Fig. 4 nicht erkennbar ist. Zwischen diesen beiden Arbeitszylindern ist die Materialbahn 2 in Längsrichtung L hindurchgeführt. Die Arbeitszylinder sind in einer Querrichtung Q senkrecht zur Längsrichtung L ausgerichtet. Auf der Materialbahn 2 sind rechteckige, in die Materialbahn 2 gestanzte Stanzfelder 17' zu erkennen, welche beispielsweise Etiketten sein können. Diese Stanzfelder 17' entsprechen einem Stanzmuster 18' auf der Stanzform 16', das als Werkzeug 19' im Berührungsbereich 15' (Fig. 7) der Arbeitszylinder in die Materialbahn 2 eintaucht.
In vergleichbarer Darstellung zur Fig. 4 ist in Fig. 5 die erfindungsgemäße Schrägstellung der Arbeitszylinder dargestellt. Die um den Winkel α erfolgende Schrägstellung der Arbeitszylinder zu der senkrecht zur Längsrichtung L der Materialbahn 2 ausgebildeten Querrichtung Q wird durch ein entsprechendes Stanzmuster 15 der Stanzform 16 kompensiert. Um z.B. als Etiketten nutzbare, rechteckige Stanzfelder 17 in der Materialbahn 2 zu erzeugen, sind auf der Stanzform 16 als Parallelogramme ausgebildete Werkzeuge 19 angeordnet. Die Form der Werkzeuge 19 entsteht durch Parallelverschiebung einer der quer zur Rotationsachse B verlaufenden Seiten 20 eines Abbilds der rechteckigen Stanzfelder 17 in Umfangsrichtung des Werkzeugzylinders 4. Dabei weist die Stanzform 16 selbst die Form eines Parallelogramms auf und wird auf den Werkzeugzylinder 4 aufgespannt. Entsprechend verläuft eine nicht dargestellte Stoßkante der Stanzform 16 schräg zur Querrichtung Q. Es ist alternativ auch denkbar, die Stoßkante parallel zur Rotationsachse A, B der Arbeitszylinder verlaufen zu lassen. Dann allerdings kann es je nach Stanzmuster 15 zum Kreuzen der Stanzformen 16 über die Stoßkante hinaus kommen. Eine entsprechende Ausführungsform ist nicht dargestellt.
Der Werkzeugzylinder 4 und der Ambosszylinder 3 besitzen bedienseitig und antriebsseitig jeweils einen Schmitzring 21. Beide Arbeitszylinder werden jeweils mittels eines als Servomotor ausgebildeten Einzelantriebs 22 betrieben (Fig. 1). Natürlich ist auch ein nicht dargestellter, konventioneller Antrieb über einen Räderzug möglich. In diesem Fall weist zumindest der Ambosszylinder 3 jeweils ein schmales und/oder ein balliges Zahnrad auf. Alternativ zur Verwendung von Servomotoren kann auf jeder Rotationsachse A, B auch ein Direktantrieb, beispielsweise mittels Torque-Motoren und ohne Getriebestufung angeordnet werden.
In Fig. 6 ist eine für den konventionellen Werkzeugzylinder 4' aus Fig. 4 vorgesehene Stanzform 16' mit dem Stanzmuster 15' gezeigt. Auf diesem Stanzmuster 15' ist in Fig. 7 mit einer schwarzen Linie der Berührungsbereich 15' dargestellt, in dem die Materialbahn 2 zwischen dem Werkzeugzylinder 4' und dem Ambosszylinder 3' hindurchgeführt wird.
In analoger Weise zu den Fig. 6 und 7 zeigen die Fig. 8 und 9 hingegen die Stanzform 16 für das Aufspannen auf den erfindungsgemäßen Werkzeugzylinder 4, in. Die Schrägstellung der Stanzform 16 um den Winkel α gegenüber der Querrichtung Q ist dabei deutlich zu erkennen, besonders bei der Darstellung gemäß Fig. 9 mit der durch eine schwarze Linie erfolgten Markierung des Berührungsbereichs 15 zwischen dem Werkzeugzylinder 4 und dem Ambosszylinder 3. Damit ist der gemäß Fig. 5 unter dem Werkzeugzylinder 4 verborgene, sukzessiv fortschreitende Punktkontakt zur Materialbahn 2 verdeutlicht.
In Fig. 14 ist für die beiden Anordnungen gemäß konventioneller sowie erfindungsgemäßer Vorrichtung 1', 1 das Stanzergebnis auf der Materialbahn 2 dargestellt. Die Fig. 10 bis 13 stellen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Stanzform 26, 26' dar. Für eine konventionelle Vorrichtung 1' zeigen die Fig. 10 und 11 die Stanzform 26' mit dem Stanzmuster 28' in Form von großen Rechtecken. Hingegen zeigen die Fig. 12 und 13 das zweite Ausführungsbeispiel als erfindungsgemäße Stanzform 26 mit dem Stanzmuster 28 in Form von Parallelogrammen.
Entsprechend den Fig. 7 und 9 ist in den Fig. 11 und 13 der jeweilige Berührungsbereich 15', 15 zwischen Amboss- und Werkzeugzylinder 4', 3' bzw. 4, 3 markiert. Analog zur Fig. 14 ist in Fig. 15 die gestanzte Materialbahn 2 dargestellt, wie sie aus dem Stanzvorgang mit konventioneller wie auch erfindungsgemäßer Vorrichtung 1', 1 mit einer Stanzform 26', 26 hervorgeht.
Natürlich können mit der Vorrichtung 1 bei entsprechender Werkzeuggestaltung auch Stanzfelder mit anderen Formen, beispielsweise elliptische oder auch runder Stanzfelder hergestellt werden.

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten einer in einer Längsrichtung (L) durch die Vorrichtung (1) transportierten Materialbahn (2), mit einem Maschinengestell (7), in dem ein Ambosszylinder (3) um eine erste Rotationsachse (A) und ein Werkzeugzylinder (4) um eine zweite Rotationsachse (B) drehbar gelagert sind, wobei die Rotationsachsen (A, B) jeweils quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Materialbahn (2) ausgerichtet sind und wobei der Ambosszylinder (3) und der Werkzeugzylinder (4) gegeneinander drehbar sind und dabei die Materialbahn (2) zwischen dem Ambosszylinder (3) und dem Werkzeugzylinder (4) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ambosszylinder (3) und der Werkzeugzylinder (4) in eine übereinstimmende Schrägstellung schwenkbar sind, in der ihre Rotationsachsen (A, B) erneut quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Materialbahn (2) ausgerichtet sind und dabei jeweils in einem übereinstimmenden Winkel (α) von einem rechten Winkel zur Längsrichtung (L) abweichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Werkzeugzylinder (4) eine Stanz-, Schneid- oder Perforierform (16) lösbar befestigt ist, welche ein die Schrägstellung des Ambosszylinders (3) und des Werkzeugzylinders (4) kompensierendes Stanz-, Schneid- oder Perforiermuster (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanz-, Schneid- oder Perforiermuster (15) zum Erzielen von rechteckigen Stanz-, Schneid- oder Perforierfeldern (17) in der Materialbahn (2) Werkzeuge (19) in Form von Parallelogrammen aufweist, die durch Parallelverschiebung einer der quer zur Rotationsachse (B) verlaufenden Seiten (20) eines Abbilds der rechteckigen Stanz-, Schneid- oder Perforierfelder (17) in Umfangsrichtung des Werkzeugzylinders (4) entstehen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ambosszylinder (3) sowie der Werkzeugzylinder (4) in Seitenschildern (8) des Maschinengestells (7) gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenschilder (8) Ausnehmungen (9) aufweisen und der Ambosszylinder (3) sowie der Werkzeugzylinder (4) in einem gemeinsamen, in den Ausnehmungen (9) der Seitenschilder (8) gelagerten Einschub (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Antriebsseite (5) sowie eine Bedienseite (6) aufweist, dass der Einschub (10) eine bedienseitige Schiebeschwenkkulisse (11) sowie eine antriebsseitige Schwenkkulisse (12) besitzt und die antriebsseitige Ausnehmung (9) einen in den Einschub (10) eingreifenden Schwenkzapfen (13) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugzylinder (4) und der Ambosszylinder (3) an ihren Enden jeweils mit einem insbesondere konisch ausgebildeten Schmitzring (21) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ambosszylinder (3) und der Werkzeugzylinder (4) jeweils über einen Einzelantrieb (22) antreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelantriebe (22) als Servoantriebe ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugzylinder (4) zum Stanzen, Schneiden oder Perforieren vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Bearbeitung einer endlosen Papierbahn vorgesehen ist.
Stanzform für einen Werkzeugzylinder (4), mit einem Stanz-, Schneid- oder Perforiermuster (15) nach einem der Ansprüche 2 oder 3.