EP2759397B1 - Rotationsprägeeinrichtung mit Spannsystem und Winkeleinstellung - Google Patents

Rotationsprägeeinrichtung mit Spannsystem und Winkeleinstellung Download PDF

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EP2759397B1
EP2759397B1 EP13195594.0A EP13195594A EP2759397B1 EP 2759397 B1 EP2759397 B1 EP 2759397B1 EP 13195594 A EP13195594 A EP 13195594A EP 2759397 B1 EP2759397 B1 EP 2759397B1
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EP
European Patent Office
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embossment
clamping
tool
clamping ring
rotational
Prior art date
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Active
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EP13195594.0A
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French (fr)
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EP2759397A3 (de
EP2759397A2 (de
Inventor
Wolfgang Diehr
Tobias Ring
Frank Schmid
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Masterwork Group Co Ltd
Original Assignee
Masterwork Group Co Ltd
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Publication date
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Publication of EP2759397A3 publication Critical patent/EP2759397A3/de
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    • 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
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/07—Embossing, i.e. producing impressions formed by locally deep-drawing, e.g. using rolls provided with complementary profiles
    • 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
    • B31F2201/0707—Embossing by tools working continuously
    • B31F2201/0715—The tools being rollers
    • B31F2201/0723—Characteristics of the rollers
    • B31F2201/073—Rollers having a multilayered structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/026—Dies

Definitions

  • the invention relates to a rotary embossing device according to the preamble of claim 1.
  • 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 in a flatbed or rotary die-cutting machine. The blank must be folded on several lines and glued at least at one edge. When folded flat, the folded boxes come out of the carton gluer and can be stacked compact or packed in cartons. The placement and filling of the boxes can be done mechanically in packaging machines or manually.
  • embossing of the braille is carried out either during the stamping process in the punching machine during the production of the blanks. This is however consuming, since a punching sheet several benefits, ie blanks contains and for each benefit a pair of tools consisting of die and patrix must be provided. Or there are rotary embossing devices with two rotating embossing tools are used, which may for example be part of a Faltschachtelklebemaschine.
  • the known Braille stamping devices usually consist of an upper rotary tool, the Braille male and a lower rotary tool of the Braille die.
  • the Braille patrix has a predetermined number of raised Braille embossing points on its embossing side.
  • the Braille matrix usually has the maximum possible number of Braille point wells; It is therefore designed as a universally applicable matrix. The number of depressions depends on whether the Braille embossing used is the usual 6-point basic shape or the 8-point basic shape.
  • the DE 10 2010 036 011 A1 shows a tool for a rotary embossing device for embossing flat, curved material.
  • the device has two rotary embossing tools in the form of a male and a die for introducing the embossments.
  • At least the male part consists of a roller body, on which a closed, annular tool sleeve or a slotted tool sleeve is attached.
  • the tool sleeves are fixed by clamping systems described in more detail.
  • the tool sleeve of the male has on its outer shell job specific raised embossing points. These interact with corresponding depressions in the outer shell surface of the order-neutral die.
  • Another disadvantage is that when two or more embossing dies are mounted on the same drive shaft, no relative synchronization of both is possible. Due to manufacturing tolerances, however, such synchronization for the production of high-quality printed products is required. This is especially true for coining legally prescribed braille.
  • Known from the prior art it is only to synchronize the embossing die relative to the associated embossing die by rotating their drive shafts to each other. With this method, however, only both (or more) embossing matrices can be corrected by an equal angular degree.
  • Object of the present invention is to provide a rotary embossing device, which allows easy installation and adjustment of a tool sleeve and thus at least partially solves the disadvantages of the prior art.
  • the rotary embossing device is used for embossing sheet-like materials such as sheet, utility and webs of paper, cardboard, plastic and composite materials with a drive shaft and an embossing tool mounted thereon, wherein the embossing tool has a roller body, a clamping system and a tool sleeve, wherein the tool sleeve with the Clamping system is stretched on the roll body. Furthermore, one on a parallel further drive shaft be provided mounted rotary counter tool. For processing the sheet material, this is then transported between the two tools.
  • the clamping system has at least one clamping ring, which is arranged between the roller body and the tool sleeve and serves to clamp the tool sleeve.
  • the clamping ring has a lower mass moment of inertia.
  • the at least one clamping ring is connected to an adjusting device for rotating the at least one clamping ring for adjusting the angle of the tool sleeve about an axis of rotation of the embossing tool. There is thus also a rotation of the tool sleeve relative to the drive shaft. The twisting takes place by a displacement of the clamping ring along the preferably cylindrical surface of the roller body. This ensures that the clamping ring and thus the tool sleeve can be adjusted in its angular position relative to the drive shaft and thus also relative to an optionally existing counter tool. If there are several embossing tools on one and the same drive shaft, then it is possible for the tool sleeves of the embossing tools to undergo a different angle adjustment, and thus the tool sleeves to be adjusted relative to one another.
  • the adjusting device has a particularly axially displaceable positioning, which is associated with a particular mounted inside the roller body adjustment mechanism, wherein the clamping ring has on its inner surface a groove and the positioning element is displaceable in the groove, wherein the displacement causes an adjustment of the clamping ring.
  • the groove in the clamping ring is aligned in particular at an acute angle to the axial direction.
  • the adjustment mechanism is easily accessible from outside the embossing tool, so that the machine operator can make an adjustment of the clamping ring in a simple manner by actuating the adjusting mechanism. Another advantage results from the fact that the adjustment is very compact and has only a small moment of inertia.
  • the adjusting device has an eccentric disk mounted in the roller body, the rotation of which causes an adjustment of the clamping ring.
  • the adjusting device has a worm gear and the clamping ring has a toothing on its inner surface.
  • the invention also relates to a rotary embossing device, in particular as described above, wherein the clamping system according to the invention has a clamping ring, which is arranged between the roller body and the tool sleeve, for clamping the tool sleeve.
  • the clamping ring has at least one elastomeric ring and the clamping system further comprises an axially displaceable clamping cover for pressing the at least one elastomeric ring. The pressing of the at least one elastomer ring by the clamping cover causes a radial expansion of the at least one elastomeric ring, whereby the tool sleeve is clamped.
  • the clamping ring has a plurality of elastomer rings and in each case between two elastomer rings each have a particular rigid spacer ring.
  • the roller body at least at one end of an external thread and the clamping cover has a complementary internal thread for screwing the clamping cover on the roller body, whereby the clamping ring is fixed to the roll body.
  • screwing the clamping lid causes an axial displacement of the clamping cover and thus causes a pressing of the at least one elastomeric ring.
  • an acrylonitrile-butadiene rubber can be selected.
  • the tool sleeve is tubular and has a closed lateral surface.
  • the tool sleeve is also tubular, but with a slotted lateral surface.
  • the clamping ring in a particularly advantageous embodiment, a joining piece and the two longitudinal edges of the tool sleeve are, in particular form-fitting, connectable to the joining piece.
  • the groove of the adjusting device can be introduced into the joining piece.
  • the tool can be used in a Braille embossing device in a Faltschachtelklebemaschine.
  • FIG. 1 shows an embossing device with the rotary embossing device 1 according to the invention in partially dismounted state.
  • the rotary embossing device 1 has an upper tool, which is designed as a male part 2 and a lower tool, which is designed as a die 3.
  • the male part 2 consists of a roller body 4, on which a tool sleeve 5 is fixed, which has raised embossing points on its outer shell surface, for the sake of clarity in FIG. 1 are not shown.
  • the die 3 also has a roller body 6, which has corresponding recesses on its outer shell surface, the sake of clarity in FIG. 1 also not shown in detail.
  • the recesses can be introduced either directly on the outer shell surface 7 of the roller body 6 of the die 3, or analogously to the male in a tool sleeve, not shown, which is mounted on the roller body 6 of the die 3.
  • Both the male part 2 and the female part 3 are protected against contact by protective boxes 8, 9.
  • the male part 2 is mounted on a flange, not shown, and is driven by a drive shaft 12. Furthermore, it is guided by an upper tool guide element 10, which is supported on a crossbeam 15, laterally.
  • the die 3 is mounted on a flange, not shown, and is driven by a lower drive shaft 13. Furthermore, it is guided laterally by a lower tool guide element 11, which is supported on a lower transverse beam 16.
  • embossing device can be sheet, web or web-shaped substrates with an embossing, in particular a Braille embossing provided by the substrates are moved by a well-known and therefore not shown belt transport system between male and female die 3 3.
  • FIG. 2 shows a rotary embossing device 1 according to the invention, as shown on a drive shaft 12 (not shown in detail) pushed and fastened by means of a tool guide member 10 on a transverse line 15 (not shown).
  • a roller body 4 is mounted on ball bearings 10.2 of a tool carrier 10.1 and has a polyhedron which is complementary designed to a participatedvielkant the drive shaft 12. Instead of a polygon also polygonal or a shaft with key can be used, the roller body is then also carried out correspondingly complementary , The roller body 4 is thus mounted on the tool carrier 10.1 and is driven by the drive shaft 12. On the roll body 4, a clamping ring 31 is pushed.
  • the clamping ring 31 consists of a plurality of elastomeric rings 32, wherein a spacer ring 33 is disposed between each two elastomeric rings 32. Both elastomer rings 32 and spacers 33 are attached to a joining piece 34 and are held together.
  • the roller body 4 is provided at its one end with an external thread 38, on which a provided with an internal thread 37 clamping cover 36 can be screwed. In the clamping cover 36 engagement points may be provided for a tool for easier rotation of the clamping cover 36, such as holes for a face spanner. By screwing the clamping cover 36 of the clamping ring 31 is secured.
  • This device serves to receive order-dependent, differently designed tool sleeves 17, which may be provided, for example, with elevations for the generation of Braille points.
  • it is a slotted tool sleeve 17.
  • This tool sleeve 17 may be on the clamping ring 31st be postponed easily.
  • the longitudinal edges of the tool sleeve 17 in the region of its slot engage in specially shaped grooves of the joining piece 34, so that the tool sleeve 17 is fixed on the clamping ring 31.
  • a tension in the clamping system 30 must be generated. This happens because the clamping cover 36 is further screwed onto the roller body 4.
  • the adjusting device 20 has for this purpose a positioning element 21, which is pin-shaped and can be actuated by an adjusting mechanism 23.
  • the adjusting mechanism 23 has a threaded pin, which has at its one head, for example, an easily accessible from outside the male 2 hexagon socket. By operating the hexagon socket, the grub screw is turned.
  • the positioning element 21 has a matching internal thread and is displaced by the rotation in the axial direction.
  • the adjusting mechanism 23 is integrated into the roller body 4 and only one pin of the positioning element 21 protrudes beyond the offset lateral surface of the roller body 4. This pin of the positioning element 21 engages in a groove 22, which is introduced on the inside of the joining piece 34.
  • the groove 22 (in Fig. 2 indicated by a dashed line) is oriented in the joining piece 34 so that it is aligned at an acute angle to the axial direction. This results in an axial displacement of the positioning element 21 during the actuation of the adjusting mechanism 23, an angular displacement of the joining piece 34 and thus the entire clamping ring 31 and together with the tool sleeve 17.
  • the resulting adjustment movement j in the circumferential direction of the tool sleeve 17 for angular correction of the tool sleeve 17 is represented by an arrow j.
  • FIG. 3 an alternative embodiment of the rotary embossing device 1 is shown for the use of closed tool sleeves 18.
  • the closed tool sleeve 18 has at one of its round edges a recess 19.
  • the joining piece 34 which is connected to the clamping ring 31 and between roller body 4 and clamping ring 31 is inserted , has a recess 35 to the complementary nose 35, wherein the recess 19 of the tool sleeve 18 engages when pushing the tool sleeve 18 on the clamping ring 31 in the nose 35, so that the closed tool sleeve 18 is fixed on the clamping ring 31.
  • the clamping of the tool sleeve 18 is effected as described above by a further unscrewing (s) of the clamping cover 36.
  • the angle adjustment of the tool sleeve 18 can also be done with the aid of an adjusting device 20 as described above by the adjusting device via a groove (indicated by a dashed line) the joining piece 34, so that the clamping ring 31 and thus also the tool sleeve 18 is rotated in the circumferential direction.
  • FIG. 4a a first embodiment of the adjusting device 20 is shown.
  • the adjusting device 20 in this case has a worm-helical gear 25, 26.
  • the worm wheel 25 is provided with a hexagon socket, which is easily accessible from the outside through a hole in the joining piece 34.
  • the worm wheel 25 engages in a spur gear 26, which is provided with an external toothing.
  • the external toothing of the spur gear 26 in turn engages in a toothing 27 on the inside of the joining piece 34. Due to the interaction of the worm wheel 25 and the spur gear 26, a very high reduction and thus a very precise adjustment of the position of the joining piece 34 relative to the roller body 4 are made possible.
  • FIG. 4b a further embodiment of the adjusting device 20 is shown, which has an eccentric 24.
  • the eccentric 24 is embedded in the roller body 4 and is rotatably supported by means of a pin 28 which engages in a bore in the roller body 4.
  • the eccentric 24 On its surface, which in FIG. 4b Not can be seen, the eccentric 24 has a hexagon socket, about which a rotational movement of the eccentric disc 24 can be initiated from outside the rotary embossing device 1.
  • the eccentric disc 24 is located in the region of a joining piece 34.
  • the joining piece 34 has been provided on its inside with a groove 39 through which the eccentric disc 24 is received. In the joining piece 34 in the region of the groove 39, a long hole 39.1 is introduced, which in FIG. 4b only hinted at.
  • the slot 39.1 ensures that the hexagon socket (not shown) of the eccentric disc 24 remains accessible to the operator.
  • a rotation of the eccentric disc 24 causes the joining piece 34 is displaced relative to the roller body 4 via the groove 39, whereby an angular adjustment of the clamping ring 31 and thus also a tool sleeve 17, 18 takes place.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rotationsprägeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    • Stand der Technik
  • 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 in einer Flachbett- oder Rotationsstanzmaschine ausgestanzt. Der Zuschnitt muss an mehreren Linien gefalzt und mindestens an einer Kante verklebt werden. Die gefalteten Schachteln kommen im flachliegenden Zustand aus der Faltschachtel-Klebemaschine und können kompakt gestapelt oder in Umkartons verpackt werden. Das Aufstellen und Befüllen der Schachteln kann maschinell in Verpackungsmaschinen oder auch manuell erfolgen.
  • Neben den Faltungen, die zur Herstellung von 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). Auch bei sogenannten Blisterkarten ist oft die Anforderung gegeben, dass Braille-Schrift oder andere Prägungen aufgebracht werden müssen.
  • Nach dem Stand der Technik erfolgt die Prägung der Blindenschrift entweder während des Stanzprozesses in der Stanzmaschine 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.
  • Die bekannten Brailleprägevorrichtungen bestehen in der Regel aus einem oberen Rotationswerkzeug, der Braille-Patrize und einem unteren Rotationswerkzeug der Braille-Matrize. Die Braille-Patrize weist auf ihrer Prägeseite eine vorgegebene Anzahl von erhabenen Braille-Prägepunkten auf. Die Braille-Matrize weist in der Regel die maximal mögliche Anzahl von Braillepunkt-Vertiefungen auf; sie ist also als universell einsetzbare Matrize ausgeführt. Die Anzahl der Vertiefungen hängt davon ab, ob es sich bei der zur Anwendung kommenden Brailleprägung um die übliche 6-Punkt-Grundform, oder die 8-Punkt-Grundform handelt.
  • Insbesondere bei der Herstellung von Verpackungen für Arzneimittel ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Brailleprägungen notwendig. Hierzu muss mit jedem neuen zu fertigenden Auftrag die Braille-Patrize geändert werden, so dass eine Vielzahl von Braille-Patrizen im Werkzeuglager vorgehalten werden muss.
  • Um die Lagerhaltung zu entlasten, ist es aus der DE 20 2008 017 133 U1 bekannt, die Walzenkörper unverändert zu lassen und nur das Werkzeug zu wechseln. Das Werkzeug wird mittels Magneten an der Mantelfläche des Walzenkörpers befestigt und während dem Betrieb gehalten.
  • Die DE 10 2010 036 011 A1 zeigt ein Werkzeug für eine Rotationsprägevorrichtung zum Prägen von flachem, bogenförmigem Material. Die Vorrichtung hat zwei rotierende Prägewerkzeuge in Form einer Patrize und einer Matrize zum Einbringen der Prägungen. Zumindest die Patrize besteht aus einem Walzenkörper, auf dem eine geschlossene, ringförmige Werkzeughülse oder eine geschlitzte Werkzeughülse angebracht ist. Die Werkzeughülsen sind über näher beschriebene Spannsysteme fixiert. Die Werkzeughülse der Patrize weist an ihrer Mantelaußenfläche auftragsspezifisch erhabene Prägepunkte auf. Diese wirken mit entsprechenden Vertiefungen in der Mantelaußenfläche der auftragsneutralen Matrize zusammen.
  • Nachteilig bei derartigen Spannsystemen sind deren hohen Massenträgheitskräfte, wodurch Unwuchten entstehen können, und die schwere Zugänglichkeit durch den Maschinenbediener, wodurch sich das Wechseln der Prägehülsen kompliziert und zeitaufwändig gestaltet.
  • Weiter nachteilig ist, dass wenn zwei oder mehr Prägepatrizen auf derselben Antriebswelle montiert sind, keine relative Synchronisierung von beiden zueinander möglich ist. Auf Grund von Fertigungstoleranzen ist eine solche Synchronisierung für die Fertigung hochwertiger Druckerzeugnisse jedoch erforderlich. Dies trifft besonders für das Prägen von gesetzlich vorgeschriebener Blindenschrift zu. Bekannt aus dem Stand der Technik ist es nur, die Prägepatrize relativ zur zugehörigen Prägematrize zu synchronisieren durch Verdrehen von deren Antriebswellen zueinander. Mit dieser Methode können jedoch nur beide (oder mehrere) Prägepatrizen um einen gleichen Winkelgrad korrigiert werden.
    • Aufgabenstellung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotationsprägeeinrichtung zu schaffen, welche eine einfache Montage und Justage einer Werkzeughülse erlaubt und so die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise behebt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rotationsprägeeinrichtung mit den Merkmalen von 25 Anspruch 1.
  • Die erfindungsgemäße Rotationsprägeeinrichtung dient dem Prägen von flächenförmigen Materialien wie Bogen, Nutzen und Bahnen aus Papier, Karton, Kunststoff und Verbundmaterialien mit einer Antriebswelle und einem darauf angebrachten Prägewerkzeug, wobei das Prägewerkzeug einen Walzenkörper, ein Spannsystem und eine Werkzeughülse aufweist, wobei die Werkzeughülse mit dem Spannsystem auf den Walzenkörper gespannt ist. Weiterhin kann ein auf einer parallelen weiteren Antriebswelle gelagertes rotatives Gegenwerkzeug vorgesehen sein. Zur Bearbeitung des flächenförmigen Materials wird dieses dann zwischen den beiden Werkzeugen hindurch transportiert. Erfindungsgemäß besitzt das Spannsystem mindestens einen Spannring, welcher zwischen Walzenkörper und Werkzeughülse angeordnet ist und dem Aufspannen der Werkzeughülse dient. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Spannsystemen besitzt der Spannring ein geringeres Massenträgheitsmoment. In vorteilhafter Weise steht der mindestens eine Spannring mit einer Verstelleinrichtung in Eingriff zum Verdrehen des mindestens einen Spannringes zur Winkeleinstellung der Werkzeughülse um eine Rotationsachse des Prägewerkzeugs. Es erfolgt somit auch ein Verdrehen der Werkzeughülse relativ zur Antriebswelle. Das Verdrehen erfolgt durch ein Verschieben des Spannrings entlang der bevorzugt zylindrischen Oberfläche des Walzenkörpers. Dadurch wird erreicht, dass der Spannring und somit auch die Werkzeughülse in ihrer Winkelstellung relativ zur Antriebswelle und somit auch relativ zu einem gegebenenfalls vorhandenen Gegenwerkzeug justiert werden können. Befinden sich auf ein und derselben Antriebswelle mehrere Prägewerkzeuge, so ist es möglich, dass die Werkzeughülsen der Prägewerkzeuge eine unterschiedliche Winkeleinstellung erfahren und somit die Werkzeughülsen relativ zueinander justiert werden.
  • In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rotationsprägeeinrichtung besitzt die Verstelleinrichtung ein insbesondere axial verschiebliches Positionierelement, welchem ein insbesondere innerhalb des Walzenkörpers angebrachter Verstellmechanismus zugeordnet ist, wobei der Spannring an seiner Innenfläche eine Nut aufweist und das Positionierelement in der Nut verschieblich ist, wobei die Verschiebung eine Verstellung des Spannringes bewirkt. Die Nut in dem Spannring ist dabei insbesondere in einem spitzen Winkel zur axialen Richtung ausgerichtet. Der Verstellmechanismus ist von außerhalb des Prägewerkzeuges einfach zugänglich, so dass der Maschinenbediener durch eine Betätigung des Verstellmechanismus auf einfache Art und Weise eine Verstellung des Spannringes vornehmen kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass die Verstelleinrichtung sehr kompakt ausgeführt ist und nur ein geringes Trägheitsmoment besitzt.
  • In einer alternativen Ausbildung der erfindungsgemäßen Rotationsprägeeinrichtung weist die Verstelleinrichtung eine im Walzenkörper gelagerte Exzenterscheibe auf, deren Verdrehung eine Verstellung des Spannringes bewirkt.
    In einer weiteren alternativen Ausführungsform besitzt die Verstelleinrichtung ein Schneckenrad-Stirnradgetriebe und der Spannring weist an seiner Innenfläche eine Verzahnung auf. Durch eine Verdrehung des Schneckenrades, welche über das Stirnrad und die Verzahnung auf den Spannring übertragen wird, wird eine Verstellung des Spannringes bewirkt.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Rotationsprägeeinrichtung, insbesondere wie sie obenstehend beschrieben ist, wobei das Spannsystem erfindungsgemäß einen Spannring besitzt, welcher zwischen Walzenkörper und Werkzeughülse angeordnet ist, zum Aufspannen der Werkzeughülse. In vorteilhafter Weise weist der Spannring mindestens einen Elastomerring auf und das Spannsystem weiterhin einen axial verschieblichen Spanndeckel zum Pressen des mindestens einen Elastomerringes. Die Pressung des mindestens einen Elastomerringes durch den Spanndeckel bewirkt dabei eine radiale Dehnung des mindestens einen Elastomerringes, wodurch die Werkzeughülse aufgespannt wird. Durch diese Ausgestaltung der Rotationsprägeeinrichtung wird in vorteilhafter Weise ein sehr einfaches Aufspannen der Werkzeughülse ermöglicht: Die Werkzeughülse kann zuerst auf den Spannring aufgeschoben werden, nachfolgend wird die Werkzeughülse durch Verdrehen des Spanndeckels verspannt und somit auf dem Walzenkörper befestigt.
  • In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rotationseinrichtung besitzt der Spannring eine Mehrzahl von Elastomerringen und jeweils zwischen zwei Elastomerringen je einen insbesondere steifen Distanzring. Dadurch kann die Spannkraft des Spannsystems besonders gleichmäßig verteilt werden und an einer großen Fläche auf die Werkzeughülse wirken, so dass die Werkzeughülse besonders sicher gehalten wird.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Walzenkörper zumindest an seinem einen Ende ein Außengewinde und weist der Spanndeckel ein komplementäres Innengewinde auf zum Verschrauben des Spanndeckels auf den Walzenkörper, wodurch der Spannring auf dem Walzenkörper fixiert wird. Gleichzeitig bewirkt ein Aufschrauben des Spanndeckels eine axiale Verschiebung des Spanndeckels und bewirkt somit ein Pressen des mindestens einen Elastomerringes.
  • Als Elastomer kann insbesondere ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk gewählt werden.
  • In einer ersten Ausführungsvariante ist die Werkzeughülse rohrförmig und besitzt eine geschlossene Mantelfläche. In einer zweiten alternativen Ausführungsvariante ist die Werkzeughülse ebenfalls rohrförmig, jedoch mit einer geschlitzten Mantelfläche. Im zweiten Fall weist der Spannring in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ein Fügestück auf und die beiden Längskanten der Werkzeughülse sind, insbesondere formschlüssig, mit dem Fügestück verbindbar. An dem Fügestück können auch die Elastomerringe und Distanzringe befestigt sein. Auch kann die Nut der Verstelleinrichtung in das Fügestück eingebracht sein.
  • Vorteilhafterweise kann das Werkzeug in einer Braille-Prägevorrichtung in einer Faltschachtelklebemaschine eingesetzt werden.
  • Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
    • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet.
  • Es zeigen in schematischer Darstellung
    • Figur 1
    eine perspektivische Darstellung einer Prägevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Prägeeinrichtung
    Figur 2
    die Prägeeinrichtung in einer Explosionsdarstellung
    Figur 3
    eine alternative Ausführungsform der Prägeeinrichtung
    Figur 4a-4b
    zwei alternative Ausführungsvarianten einer Winkelverstelleinrichtung
  • Figur 1 zeigt eine Prägevorrichtung mit der erfindungsgemäßen Rotationsprägeeinrichtung 1 in teildemontiertem Zustand. Die Rotationsprägeeinrichtung 1 besitzt ein oberes Werkzeug, welches als Patrize 2 ausgebildet ist und ein unteres Werkzeug, welches als Matrize 3 ausgebildet ist. Die Patrize 2 besteht aus einem Walzenkörper 4, auf dem eine Werkzeughülse 5 befestigt ist, die an ihrer Mantelaußenfläche erhabene Prägepunkte aufweist, die der besseren Übersichtlichkeit wegen in Figur 1 nicht dargestellt sind. Die Matrize 3 weist ebenfalls einen Walzenkörper 6 auf, der an seiner Mantelaußenfläche entsprechende Vertiefungen aufweist, die der besseren Übersichtlichkeit wegen in Figur 1 ebenfalls nicht näher dargestellt sind. Die Vertiefungen können hierbei entweder direkt auf der Mantelaußenfläche 7 des Walzenkörpers 6 der Matrize 3 eingebracht werden, oder analog zur Patrize in eine nicht näher dargestellte Werkzeughülse, die auf dem Walzenkörper 6 der Matrize 3 befestigt wird. Sowohl die Patrize 2, als auch die Matrize 3 sind durch Schutzkästen 8, 9 gegen Berührung geschützt. Die Patrize 2 ist auf einem nicht näher dargestellten Flansch gelagert und wird durch eine Antriebswelle 12 angetrieben. Weiterhin wird sie von einem oberen Werkzeugführungselement 10, das sich an einer Quertraverse 15 abstützt, seitlich geführt. Die Matrize 3 ist auf einem nicht näher dargestellten Flansch gelagert und wird durch eine untere Antriebswelle 13 angetrieben. Weiterhin wird sie von einem unteren Werkzeugführungselement 11, das sich an einer unteren Quertraverse 16 abstützt, seitlich geführt.
    Auf den Antriebswellen 12, 13 können parallel zu den dargestellten Rotationswerkzeugen 2, 3 noch weitere Rotationswerkzeuge angebracht sein. Die Position einer weiteren Patrize 2' ist durch einen ersten Punkt, die Position einer weiteren Matrize 3' durch einen zweiten Punkt angedeutet.
    Die Antriebswellen 12, 13 werden durch Servomotoren 14 angetrieben.
    Mittels einer derartigen Prägevorrichtung lassen sich bogen-, nutzen- oder bahnförmige Bedruckstoffe mit einer Prägung, insbesondere einer Braille-Prägung, versehen, indem die Bedruckstoffe von einem allgemein bekannten und daher nicht näher dargestellten Bändertransportsystem zwischen Patrize 2 und Matrize 3 hindurch bewegt werden.
  • Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Rotationsprägeeinrichtung 1, wie sie auf eine Antriebswelle 12 (nicht im Detail dargestellt) aufgeschoben und mittels eines Werkzeugführungselements 10 an einer Quertrasse 15 (nicht dargestellt) befestigt werden kann. Ein Walzenkörper 4 ist auf Kugellagern 10.2 eines Werkzeugträgers 10.1 gelagert und besitzt einen Innenvielkant, welcher komplementär ausgestaltet ist zu einem Außenvielkant der Antriebswelle 12. Anstelle eines Vielkants können auch Polygonwellen oder eine Welle mit Passfeder eingesetzt werden, wobei der Walzenkörper dann ebenfalls entsprechend komplementär ausgeführt ist. Der Walzenkörper 4 ist also auf dem Werkzeugträger 10.1 gelagert und wird von der Antriebswelle 12 angetrieben. Auf den Walzenkörper 4 ist ein Spannring 31 aufgeschoben. Der Spannring 31 besteht aus einer Mehrzahl von Elastomerringen 32, wobei zwischen jeweils zwei Elastomerringen 32 ein Distanzring 33 angeordnet ist. Sowohl Elastomerringe 32 als auch Distanzringe 33 sind dabei an einem Fügestück 34 befestigt und werden so zusammen gehalten. Der Walzenkörper 4 ist an seinem einen Ende mit einem Außengewinde 38 versehen, auf welches ein mit einem Innengewinde 37 versehener Spanndeckel 36 aufgeschraubt werden kann. In dem Spanndeckel 36 können Eingriffspunkte für ein Werkzeug vorgesehen sein zum einfacheren Verdrehen des Spanndeckels 36, z.B. Bohrungen für einen Stirnlochschlüssel. Durch ein Aufschrauben des Spanndeckels 36 wird der Spannring 31 gesichert.
    Diese Einrichtung dient der Aufnahme auftragsabhängiger, unterschiedlich ausgestalteter Werkzeughülsen 17, welche beispielsweise mit Erhebungen zur Erzeugung von Braillepunkten versehen sein können. Im dargestellten Fall handelt es sich um eine geschlitzte Werkzeughülse 17. Diese Werkzeughülse 17 kann auf den Spannring 31 problemlos aufgeschoben werden. Die Längskanten der Werkzeughülse 17 im Bereich ihres Schlitzes greifen dabei in speziell ausgeformte Nuten des Fügestücks 34 ein, so dass die Werkzeughülse 17 auf dem Spannring 31 fixiert ist. Um einen festen Sitz der Werkzeughülse 17 zu garantieren, muss eine Spannung in dem Spannsystem 30 erzeugt werden. Dies geschieht dadurch, dass der Spanndeckel 36 weiter auf den Walzenkörper 4 geschraubt wird. Bei dieser Schraubbewegung erfahren die Elastomerringe 32 des Spannringes 31 eine Pressung bzw. Quetschung und dehnen sich dabei radial aus. Aufgrund der Ausdehnung der Elastomerringe 32 wird die Werkzeughülse 17 aufgespannt und hält in einem sicheren Presssitz auf dem Walzenkörper 4. Die Schraubbewegung s zum Aufspannen ist in Figur 2 mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet.
  • Ist eine Winkeleinstellung der Werkzeughülse 17 relativ zu einem nicht dargestellten Gegenwerkzeug bzw. relativ zu einem weiteren, auf der Welle 12 montierten Rotationsprägewerkzeug 2 (nicht dargestellt) erforderlich, so kann die Winkeleinstellung auf einfache Art und Weise durch Betätigung der Verstelleinrichtung 20 erfolgen. Die Verstelleinrichtung 20 besitzt dazu ein Positionierelement 21, welches stiftförmig ausgebildet ist und durch einen Verstellmechanismus 23 betätigt werden kann. Der Verstellmechanismus 23 weist einen Gewindestift auf, der an seinem einen Kopf beispielsweise einen von außerhalb der Patrize 2 leicht zugänglichen Innensechskant besitzt. Durch Betätigung des Innensechskantes wird der Gewindestift gedreht. Das Positionierelement 21 besitzt ein passendes Innengewinde und wird durch die Verdrehung in axialer Richtung verschoben. Der Verstellmechanismus 23 ist dabei in den Walzenkörper 4 integriert und nur ein Stift des Positionierelements 21 ragt über die versetzte Mantelfläche des Walzenkörpers 4 hinaus. Dieser Stift des Positionierelements 21 greift in eine Nut 22 ein, welche an der Innenseite des Fügestücks 34 eingebracht ist. Die Nut 22 (in Fig. 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet) ist dabei so in dem Fügestück 34 orientiert, dass sie in einem spitzen Winkel zur axialen Richtung ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich bei einer axialen Verschiebung des Positionierelements 21 bei der Betätigung des Verstellmechanismus 23 eine Winkelverstellung des Fügestücks 34 und damit des gesamten Spannrings 31 und mit diesem zusammen der Werkzeughülse 17. Zur Veranschaulichung ist die Ausrichtung der Nut 22 in Figur 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die sich ergebende Justierbewegung j in Umfangsrichtung der Werkzeughülse 17 zur Winkelkorrektur der Werkzeughülse 17 ist durch einen Pfeil j dargestellt.
  • In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsvariante der Rotationsprägeeinrichtung 1 dargestellt für die Verwendung von geschlossenen Werkzeughülsen 18. Die geschlossene Werkzeughülse 18 besitzt an einer ihrer runden Kanten eine Ausnehmung 19. Das Fügestück 34, welches mit dem Spannring 31 verbunden ist und zwischen Walzenkörper 4 und Spannring 31 eingeschoben ist, besitzt eine zur Ausnehmung 19 komplementäre Nase 35, wobei die Ausnehmung 19 der Werkzeughülse 18 beim Aufschieben der Werkzeughülse 18 auf den Spannring 31 in die Nase 35 eingreift, so dass die geschlossene Werkzeughülse 18 auf dem Spannring 31 fixiert wird. Die Aufspannung der Werkzeughülse 18 geschieht wie obenstehend beschrieben durch ein weiteres Aufschrauben (s) des Spanndeckels 36. Auch die Winkeleinstellung der Werkzeughülse 18 kann mit Hilfe einer wie obenstehend beschriebenen Verstelleinrichtung 20 erfolgen, indem die Verstelleinrichtung über eine Nut (mit einer gestrichelten Linie angedeutet) das Fügestück 34, damit den Spannring 31 und damit auch die Werkzeughülse 18 in Umfangsrichtung verdreht.
  • In Figur 4a ist eine erste Ausführungsvariante der Verstelleinrichtung 20 dargestellt. Die Verstelleinrichtung 20 besitzt dabei ein Schneckenrad-Stirnrad-Getriebe 25, 26. Das Schneckenrad 25 ist mit einem Innensechskant versehen, welcher durch eine Bohrung in dem Fügestück 34 von außen einfach zugänglich ist. Das Schneckenrad 25 greift in ein Stirnrad 26 ein, welches mit einer Außenverzahnung versehen ist. Die Außenverzahnung des Stirnrads 26 wiederum greift in eine Verzahnung 27 an der Innenseite des Fügestücks 34 ein. Durch das Zusammenwirken von Schneckenrad 25 und Stirnrad 26 wird eine sehr hohe Untersetzung und damit ein sehr genaues Einstellen der Position des Fügestücks 34 relativ zum Walzenkörper 4 ermöglicht.
  • In Figur 4b ist eine weitere Ausführungsvariante der Verstelleinrichtung 20 dargestellt, welche über einen Exzenter 24 verfügt. Der Exzenter 24 ist in den Walzenkörper 4 eingelassen und wird mittels eines Zapfens 28, welcher in eine Bohrung in den Walzenkörper 4 eingreift, drehbar gelagert. An seiner Oberfläche, welche in Figur 4b nicht zu sehen ist, besitzt der Exzenter 24 über einen Innensechskant, worüber eine Verdrehbewegung der Exzenterscheibe 24 von außerhalb der Rotationsprägeeinrichtung 1 eingeleitet werden kann. Die Exzenterscheibe 24 befindet sich dabei im Bereich eines Fügestücks 34. Das Fügestück 34 wurde dazu an seiner Innenseite mit einer Nut 39 versehen, durch welche die Exzenterscheibe 24 aufgenommen wird. In dem Fügestück 34 im Bereich der Nut 39 ist eine Langlochbohrung 39.1 eingebracht, welche in Figur 4b nur andeutungsweise zu erkennen ist. Die Langlochbohrung 39.1 stellt sicher, dass der Innensechskant (nicht dargestellt) der Exzenterscheibe 24 für den Maschinenbediener zugänglich bleibt. Eine Verdrehung der Exzenterscheibe 24 bewirkt, dass über die Nut 39 das Fügestück 34 relativ zum Walzenkörper 4 verschoben wird, wodurch eine Winkeleinstellung des Spannrings 31 und damit auch einer Werkzeughülse 17, 18 erfolgt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rotationsprägeeinrichtung
    2
    Patrize (Rotationsprägewerkzeug)
    3
    Matrize (Rotationsprägewerkzeug)
    4
    Walzenkörper der Patrize
    5
    Werkzeughülse der Patrize
    6
    Walzenkörper der Matrize
    7
    Mantelaußenfläche der Matrize
    8
    oberer Schutzkasten
    9
    unterer Schutzkasten
    10
    oberes Werkzeugführungselement 10.1 Werkzeugträger 10.2 Kugellager
    11
    unteres Werkzeugführungselement
    12
    obere Antriebswelle
    13
    untere Antriebswelle
    14
    Servomotor
    15
    obere Quertraverse
    16
    untere Quertraverse
    17
    geschlitzte Werkzeughülse
    18
    geschlossene Werkzeughülse
    19
    Ausnehmung
    20
    Verstelleinrichtung
    21
    Positionierelement
    22
    Nut
    23
    Verstellmechanismus
    24
    Exzenterscheibe
    25
    Schneckenrad
    26
    Stirnrad
    27
    Verzahnung
    28
    Zapfen
    30
    Spannsystem
    31
    Spannring
    32
    Elastomerring
    33
    Distanzring
    34
    Fügestück
    35
    Nase
    36
    Spanndeckel
    37
    Innengewinde
    38
    Außengewinde
    39
    Nut in Fügestück
    39.1
    Langloch
    s
    Schraubbewegung zum Aufspannen
    j
    Justierbewegung zur Winkeleinstellung

Claims (10)

  1. Rotationsprägeeinrichtung (1) zum Prägen von flächenförmigen Materialien wie Bogen, Nutzen, Bahnen aus Papier, Karton, Kunststoff und Verbundmaterialien mit einer Antriebswelle (12) und mindestens einem darauf angebrachten Prägewerkzeug (2), wobei das Prägewerkzeug einen Walzenkörper (4), ein Spannsystem (30) und eine Werkzeughülse (17, 18) aufweist, wobei die Werkzeughülse (17, 18) mit dem Spannsystem (30) auf den Walzenkörper (4) gespannt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spannsystem (30) mindestens einen Spannring (31) besitzt, welcher zwischen Walzenkörper (4) und Werkzeughülse (17, 18) angeordnet ist und, dass der mindestens eine Spannring (31) mit einer Verstelleinrichtung (20) in Eingriff steht zum Verdrehen (j) des mindestens einen Spannringes (31) zur Winkeleinstellung der Werkzeughülse (17, 18) um eine Rotationsachse des Prägewerkzeuges (2).
  2. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstelleinrichtung (20) ein insbesondere axial verschiebliches Positionierelement (21) aufweist und diesem ein insbesondere innerhalb des Walzenkörpers (4) angebrachter Verstellmechanismus (23) zugeordnet ist, wobei der Spannring (31) an seiner Innenfläche eine Nut (22) aufweist und das Positionierelement (21) in der Nut (22) verschieblich ist, wobei die Verschiebung eine Verstellung (j) des Spannringes (31) bewirkt.
  3. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstelleinrichtung (20) eine im Walzenkörper (4) gelagerte Exzenterscheibe (24) aufweist, deren Verdrehung eine Verstellung (j) des Spannringes (31) bewirkt.
  4. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verstelleinrichtung (20) ein Schneckenrad-Stirnradgetriebe (25, 26) und der Spannring (31) an seiner Innenfläche eine Verzahnung (27) aufweisen, wobei eine Verdrehung des Schneckenrades (25) über das Stirnrad (26) und die Verzahnung (27) eine Verstellung (j) des Spannringes (31) bewirkt.
  5. Rotationsprägeeinrichtung (1), nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spannring (31) mindestens einen Elastomerring (32) aufweist, und das Spannsystem (30) weiterhin einen axial verschieblichen Spanndeckel (36) zum Pressen des mindestens einen Elastomerrings (32) besitzt.
  6. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spannring (31) eine Mehrzahl von Elastomerringen (32) und jeweils zwischen zwei Elastomerringen (32) je einen insbesondere steifen Distanzring (33) besitzt.
  7. Rotationsprägeeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Walzenkörper (4) ein Außengewinde (38) und der Spanndeckel (36) ein komplementäres Innengewinde (37) aufweisen zum Aufschrauben (s) des Spanndeckels (36) auf den Walzenkörper (4).
  8. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Elastomer für den mindestens einen Elastomerring (32) ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk gewählt wird.
  9. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeughülse (18) rohrförmig ist mit einer geschlossenen Mantelfläche.
  10. Rotationsprägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeughülse (17) rohrförmig ist mit einer geschlitzten Mantelfläche, und dass der Spannring (31) ein Fügestück (34) aufweist und die beiden Längskanten der Werkzeughülse (17) mit dem Fügestück (34) verbunden sind, insbesondere formschlüssig.
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