NO157690B - FremgangsmŸte og anordning for fjernelse av spillmaterial fra et stanseaggregat. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å fjerne spillmaterial fra et stanseaggregat med samvirkende valser, av hvilke den ene oppviser flere hull som er innrettet til å oppta det bortstansede spillmaterialet, idet et stempel som befinner seg i hvert hull ved rotasjon av valsen forflyttes mellom en indre og en ytre stilling for å tilbakeholde, henholdsvis å støte ut utstanset spillmaterial. Oppfinnelsen angår dessuten en anordning for gjen-nomføring av fremgangsmåten, hvilken anordning omfatter en valse med hull for å oppta spillmaterial, idet hvert hull omfatter et stempel som kan beveges aksialt i hullet, samt manøvreringsorganer for under rotasjon av valsen å forflytte stempelet mellom forskjellige aksialstillinger.

Ved stansing av et gjentatt stansemønster i en materialbane anvendes vanligvis rotasjonsstansing, idet det utnyttes en med utragende stanser utstyrt valse og en med motsvarende fordypninger utstyrt hullvalse. Materialbanen kan f.eks. utgjøres, av et laminert emballasjematerial som senere ved hjelp av en emballasjemaskin skal omformes til beholdere av engangstypen, for juice, melk eller andre drikker. I de tilfeller drikken er beregnet til å drikkes direkte fra be-holderen ved hjelp av sugerør utstyres materialbanen med sugerørhull i forut bestemt mønster som er tilpasset formen til de enkelte beholderne, hvilket skjer ved at materialbanen føres frem i spalten mellom stansevalsene, slik at det dannes sugerørhull i det ønskede mønster. Herved frem-bringes spillmaterial i form av små utstansede brikker, som må tas hånd om for ikke å bli liggende på den ferdigstans-ede banen eller på andre steder der det bevirker problemer. Ettersom brikkene av spillmaterial er små og lette er de på grunn av den høye stanse- og fremføringshastigheten meget vanskelige å håndtere og fjerne.

Hittil har spillmaterialet vanligvis blitt fjernet via innvendige kanaler i hullvalsen, og nærmere bestemt ved at de utsparinger eller hull som befinner seg i valseflaten er forbundet med et indre hulrom i valsen, hvilket hulrom i sin tur er koblet til en undertrykkilde slik at spillmaterialet suges bort fra stanseområdet i spalten mellom valse-ne. Undertrykket må på grunn av tetnings- og lydproblemer holdes innen visse grenser, og metoden har derfor en natur-lig begrensning som gjør at den ikke kan anvendes ved høye stansehastigheter, ettersom hullvalsens rotasjon derved ville bevirke en utover rettet kraft som motvirker undertrykket og fører til at spillmaterialet av og til fester seg i hullene eller til og med kastes ut av disse.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte og en anordning som medfører at det ovenfor nevnte problem unngås, hvilken fremgangsmåte og anordning ikke er beheftet med de tidligere fremgangsmåters og anordningers ulemper.

Et annet formål med oppfinnelsen er å komme frem til en på-litelig og enkel fremgangsmåte og anordning for effektivt å fjerne spillmaterialet også ved rotasjonsstansing i meget høye hastigheter.

Disse formål er i henhold til oppfinnelsen oppnådd med en fremgangsmåte og en anordning angitt i de etterfølgende patentkrav 1 og 6.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved de trekk som fremgår av patentkravene 2-5 og 7-10.

I henhold til oppfinnelsen dannes det i et meget kort tids-rom et kraftig undertrykk i hullet, hvilket tilbakeholder det utstansede spillmaterialet, hvoretter dette mekanisk trykkes ut av hullet og suges bort. Disse operasjoner er synkronisert med valsenes rotasjon, og bevirker en meget sikker og hurtig håndtering av spillmaterialet.

Ved anbringelse av stempelet umiddelbart inntil det område der undertrykket skal virke oppnås et maksimalt undertrykk som med sikkerhet tilbakeholder spillmaterialet i dynehul-let. Anordningens enkle konstruksjon og den direkte styr-ingen av stempelets aksialbevegelse ved hjelp av kamkurven sikrer også en nøyaktig synkronisering mellom stempelbeveg-elsen og valserotasjonen.

En foretrukket utførelsesform av såvel fremgangsmåten som anordningen i henhold til oppfinnelsen skal.i det følgende beskrives nærmere, under henvisning til de vedføyde, skje-matiske tegninger, som bare viser de detaljer som er nød-vendige for forståelsen av oppfinnelsen. Fig. 1 viser, sett fra siden, en anordning i henhold til oppfinnelsen, slik den benyttes i et rotasjonsstanseaggre-gat, idet en del av arrangementet er utelatt for tydeligere å illustrere oppfinnelsen. Fig. 2 viser i større målestokk et tverrsnitt gjennom såvel materialbanen som de to stansevalsene, idet anordningen i henhold til oppfinnelsen er vist tydelig. Fig. 3, 4 og 5 viser i stor målestokk snitt gjennom hullvalsen, idet de trinnvise operasjoner ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er illustrert skjematisk.

Anordningen vist i fig. 1 omfatter et stanseaggregat med to stansevalser, nemlig en valse 1 med stanseverktøy og en hullvalse 2, hvilke mellom seg bearbeider en materialbane 3. Bevegelsesretningene til både materialbanen 3 og de to stansevalsene 1, 2 er vist med piler i fig. 1. De to val-sene 1, 2 bæres av et ikke vist stativ, og er på konvensjonell måte justerbare i retning mot eller fra hverandre, for å muliggjøre regulering av avstanden mellom valseflate-ne i spalten der materialbanen 3 skal passere. Valsen 1 er hovedsakelig sylindrisk, og omfatter på konvensjonell måte flere stanser 4 som er fordelt på overflaten i et regelmes-sig mønster. Stansene 4 rager noe utenfor overflaten av valsen 1, for i samvirke med motsvarende hull 5 i hullvalsen 2 å muliggjøre stansing av materialbanen 3. Stansene 4 er forøvrig konvensjonelt utformet, og deres form og inn-festing i valsen 1 kan varieres på forskjellige, for fag-mannen velkjente måter, hvilket er uten betydning for den foreliggende oppfinnelse og derfor ikke blir beskrevet nærmere i denne sammenheng.

Den rett under valsen 1 og parallelt med denne lagrede hullvalsen 2 oppviser rundt sin omkrets flere hull 5 som samvirker med stansene 4, hvilke hull er fordelt over overflaten til hullvalsen 1 i et mønster som tilsvarer for-delingen av stansene 4. Hullene 5 omfatter en ytre dynedel 5' og en indre stempeldel 5<1>' . Den ytre dynedelen 5' av hullet 5 har en form som stemmer overrens med formen til stansene 4, samt en tverrsnittsflate som er litt større enn tverrsnittsflaten til stansene 4, slik at det på konvensjonell måte muliggjøres stansing ved at stansene 4 trenger noe inn i hullene 5 under samtidig utstansing av en del av materialbanen 3 med ønsket form. Den utstansede delen eller spillmaterialet 6 vil derved havne i dynedelen 5' av hullet 5, der det ligger mot en stegformet overgang som er dannet mellom de forskjellige deler av hullet 5, ettersom dynedelen 5' har større tverrsnittsflate enn stempeldelen 5'' . Formen av dynedelen 5' kan varieres innen vide grenser, avhengig av utstansningens ønskede form, ved at stempeldelen 5<1>' fortrinnsvis er sylindrisk og har en tverrsnittsflate som hovedsakelig stemmer overrens med tverrsnittsflaten til et stempel 7 som har glidepasning i stempeldelen 5'' i hullet 5. Stempelet 7 kan beveges aksialt i hullet 5, for under rotasjon av valsen 2 å forflyttes mellom forskjellige aksialstillinger. Stempelet 7 slutter lufttett mot veggen i hullet 5 i det område av hullet som utgjør stempeldelen 5'' . Når materialbanen 3 skal utstyres med hull, med en diameter som tilsvarer diameteren til stempelet 7, vil stempeldelen 5'<1> med sin fremre ende samtidig utgjøre dynedel 5', men ofte har det utstansede spillmaterial 6 uregelmessig form og er større enn stempelet 7, hvilket nødvendiggjør bruken av en dynedel 5' med større flate enn stempeldelen 5'' . Dynedelen 5' og det omgivende område kan også ha form av en utskiftbar dyne, som på konvensjonell måte er plassert i en motsvarende utsparing i valseflaten og derfor enkelt kan skiftes ut ved slitasje eller endring av de stansede hullenes størrelse og form.

På baksiden av stempelet 7 finnes en stempelstang 8, som rager radialt gjennom hullvalsen, for med sin indre, mot senteraksen til valsen 2 vendende ende, via en trinse 9, å ligge mot en stasjonær kamkurve 10. Mellom stempelet 7 og trinsen 9 oppviser stempelstangen 8 en flens 11, mot hvilken en skruelinjeformet fjær 12 ligger med sin ene ende. Fjæren 12 befinner seg i et fjærkammer 13 i hullvalsen 2, og ligger med sin annen ende mot den ene kortsiden av fjærkammeret 13. Fjæren 12 er en trykkfjær, og dens anbringelse mellom flensen 11 og endeveggen av fjærkammeret 13 vil således påvirke stempelstangen 8 og dermed stempelet 7 aksialt innover mot senteraksen til hullvalsen 2, hvorved trinsen 9 konstant vil trykkes mot kamkurven 10.

Av fig. 1 fremgår videre hvordan den undre del av hullvalsen 2 er omgitt av en sugekåpe 14, som via en forbindelses-ledning 15 er forbundet med en ikke vist undertrykkilde samt et oppsamlingskammer for spillmaterial. I sugekåpen 14 finnes dessuten et eller flere blir munnstykker 16, som er rettet hovedsakelig tangensialt mot overflaten av hullvalsen 2, sett i valsens bevegelsesretning. Ved drift av anordningen i henhold til oppfinnelsen roteres de to val-sene 1, 2 i motsatte retninger ved hjelp av ikke viste drivorganer, hvorved materialbanen 3 føres frem mellom val-sene under samtidig utstanjsing av valgte deler. Materialbanen 3 kan være en bane av laminert material som er beregnet til å anvendes for fremstilling av engangsbeholdere.

De ferdige beholderne skal være utstyrt med tømmeåpninger eller hull for sugerør, hvilke ved hjelp av anordningen i henhold til oppfinnelsen stanses i henhold til et forut bestemt mønster, som stemmer overrens med mønsteret av be-holderemner på materialbanen 3. Ved utstansningen dannes spillmaterial 6 i form av små, fortrinnsvis sirkelrunde ovale biter av materialbanen, hvilke på grunn av sin lille størrelse og lille vekt har en tendens til å virvle omkring og vanskeliggjøre arbeidet.

Ved stansing av et hull i materialbanen 3 samvirker på konvensjonell måte en utragende stanse 4 på valsen 1 med motsvarende hull 5 i hullvalsen 2, slik at det utstansede spillmaterialet 6 trykkes ned i den ytre ende av hullet 5 av stansen 4, og den ytre ende av hullet 5 kan i henhold til oppfinnelsen være utformet som en dynedel 5' . Dynedelen 5' har som tidligere nevnt en kontur og en form som tilsvarer den ønskede formen av det hullet som stanses i materialbanen 3, og spillmaterialet 6 vil derfor med sin omkretskant hovedsakelig ligge mot begrensningsveggen av dynedelen 5' . Undersiden av spillmaterialet 6 trykkes til anlegg mot den trinnformede overgang mellom dynedelen 5' og stempeldelen 5'1, som har mindre flate enn dynedelen 5'

(fig. 3). Det i hullet 5 aksialt bevegelige stempel 7 forflyttes under rotasjon av hullvalsen 2 periodisk frem og

tilbake mellom hovedsakelig tre aksialstillinger, nemlig en indre stilling (fig. 3), en ytre stilling (fig. 4), samt en mellomstilling (fig. 5). Denne forflytning skjer mot virk-ningen av fjæren 12, som presser trinsen 9 mot kamkurven

10, slik at denne under rotasjon av hullvalsen 2 periodisk forflytter stempelet 7 mellom de forskjellige aksialstillinger. Kamkurven 10 er herved slik utformet at det stempel som i et gitt øyeblikk befinner seg nærmest materialbanen 3 forflyttes aksialt innover fra mellomstillingen til den indre stilling samtidig med at utstansingen av spillmaterialet 6 i form av en materialbrikke skjer. Ved stansingen trykkes spillmaterialet 6 som tidligere nevnt ned i dynedelen 5' av hullet 5, idet det kommer tettende til anlegg mot den trinnformede avsatsen mellom dynedelen 5' og

stempeldelen 5'' . Den samtidige bevegelse av stempelet 7 nedover bevirker på grunn av stempelets lufttette anlegg mot veggen i hullet 5' et undertrykk i rommet over stempelet 7, det vil si det rom i hullet 5 som befinner seg mellom toppen av stempelet 7 og spillmaterialet 6. Det nevnte undertrykk opprettholdes og økes suksessivt ved at kamflaten til kamkurven 10 under omtrent 1/4 omdreining

nærmer seg senteraksen til hullvalsen 2. Stempelet 7 forflyttes således suksessivt nærmere sin indre stilling, samtidig med at det av hullvalsen 2 forflyttes fra en stilling vertikalt oppover til en stilling rett mot høyre i fig. 1. Under denne fjerdedel av hullvalsens rotasjon kommer spillmaterial 6 således, på grunn av det økende undertrykk i hullet 5, av det omgivende lufttrykk å holdes tilbake i dynedelen 5' i hullet 5. På grunn av plasseringen av stempelet 7 umiddelbart under spillmaterialet 6 dannes et direkte og kraftig undertrykk, som dessuten øker suksessivt, for å sikre tilbakeholdingen selv om det skjer en viss lekkasje mellom spillmaterialet 6 og hullet 5.

Når det aktuelle stempelet 7 på grunn av rotasjonen av hullvalsen 2 har kommet til en stilling horisontalt mot høyre i fig. 1, omgis valsens omkrets av sugekåpen 14, og spillmaterialet 6 støtes ut av hullet 5 for å bortsuges via sugekåpen 14 og forbindelsesledningen 15. For å bevirke utstøtningen av spillmaterialet 6 forflyttes stempelet suksessivt fra sin indre til sin ytre stilling ved at kamflaten på kamkurven 10 suksessivt fjerner seg fra senteraksen til hullvalsen 2. Dette fører først til at undertrykket i hullet 5 minsker, hvoretter toppen av stempelet 7 kommer til anlegg mot undersiden av spillmaterialet og mekanisk trykker dette ut av hullet, ettersom toppen av stempelet 7 i stempelets ytre stilling befinner seg hovedsakelig i plan med eller noe utenfor overflaten av valsen 2. For å sikre at spillmaterialet 6 virkelig forlater hullet 5 selv om

f.eks. spillmaterialet har en klebrig overflate er sugekåpen 14 utstyrt med blåsemunnstykker 16, som ved hjelp av

en tangensialt mot valsens overflate rettet munning bevirker at en vegg av luft som strømmer mot valsens rotasjons-retning med sikkerhet fjerner spillmaterialet 6 og blåser dette i retning mot forbindelsesledningen 15 til sugekåpen 14.

Etter at spillmaterialet 6 er fjernet fra hullet 5 forflyttes ved valsens fortsatte rotasjon, fra en stilling hovedsakelig horisontalt (til venstre i fig. 1), til en verti-kalstilling nærmest materialbanen 3, stempelet fra den ytre stilling til en mellomstilling. Som ved de tidligere, aksiale stempelbevegelser skjer stempelforflytningen ved hjelp av kamkurven 10, idet kamflaten på denne i løpet av en kvart omdreining igjen nærmer seg senteraksen til hullvalsen 2, slik at stempelstangen 8 av fjæren 12 forflyttes i retning mot senteraksen og fører stempelet 7 til mellomstillingen. I den nevnte mellomstilling befinner toppen av stempelet 7 seg hovedsakelig i plan med eller noe under den trinnformede overgangen mellom dynedelen 5<1> og stempeldelen 5' 1 i hullet 5, s.lik at spillmaterialet 6 under den etter-følgende stanseoperasjon igjen kan presses inn i hullet 5, hvoretter den beskrevne syklus gjentas.

Som tidligere nevnt omfatter hullet 5 to deler som er ad-skilt ved hjelp av en trinnformet avsats, nemlig den ytre dynedelen 5', som har en tverrsnittsflate som hovedsakelig tilsvarer tverrsnittsflaten til stansen 4, og den indre stempeldelen 5'', som er sylindrisk og har en diameter som hovedsakelig tilsvarer diameteren til stempelet 7. Det vil forstås at de to hulldelene 5' og 5" kan varieres uavheng-ig av hverandre med hensyn til både form og størrelse. Dersom det skal stanses sirkelformede hull i materialbanen 3, er det også mulig å gi dynedelen 5' og stempeldelen 5'' den samme form og størrelse, slik at den trinnformede avsatsen bortfaller eller kan erstattes av en flens som er anordnet i passende høyde i hullet 5. For ytterligere å sikre det tettende samvirke mellom spillmaterialet 6 og veggene i hullet 5 kan dynedelen 5' ved sin indre, mot den trinnformede avsatsen vendende endedel utstyres med et kon-isk parti 17, hvis indre ende har en diameter som er litt mindre enn diameteren til spillmaterialet 6. Denne utform-ning er vist i fig. 5, og er særlig egnet for stansing i fiberholdig material, ettersom kantene av spillmaterialet ofte får en noe uregelmessig og deformerbar kontur. Det koniske partiet 17 øker tettevirkningen ytterligere, men det har i praksis vist seg at det ved stansing i de fleste laminerte, plastbelagte materialer oppnås fullt tilfreds-stillende tetning mellom den trinnformede avsatsen og undersiden av spillmaterialet 6. I flere tilfeller har det i praksis til og med vist seg at det oppnås fullgod tetning ved utstansing av sylindrisk spillmaterial bare ved hjelp av anlegget mellom spillmaterialets omkrets og sylinder-flaten i hullet 5, slik at også den trinnformede avsatsen har kunnet utelates, hvilket gjør fremstillingen av hullvalsen billigere. Således kan åpenbart detaljutformingen av hullet 5 og særskilt den fremre dynedelen 5' varieres innen vide grenser og tilpasses de forskjellige stanseform-er og materialtyper som skal bearbeides. Tilpasningen kan forenkles ved at stansedynene er utformet som utskiftbare deler i valsens overflate, hvilket gjør det mulig å anvende den samme valse for flere forskjellige anvendelsesområder.

Også formen av stempelet 7 kan modifiseres på forskjellige måter, og det er også mulig å utstyre stempelet med passende tetningsorganer, f.eks. gummiringer eller gummimansjet-ter. Tetningsorganene kan også helt eller delvis utformes som en membran som omgir stempelet eller stempelstangen, idet membranen med sin ytre kant ligger tettende mot hull-veggen. Det anvendte uttrykket "stempel" dekker således også forskjellige typer membraner eller andre konstruksjon-er som virker på tilsvarende måte. Slike modifikasjoner vil imidlertid være åpenbare for en fagmann, og beskrives derfor ikke nærmere.

Arrangementet i henhold til oppfinnelsen har ved praktiske prøver vist seg å fungere godt, og det er oppnådd høy sikkerhet ved håndteringen av spillmaterial, slik at denne håndtering ikke lengere utgjør den hastighetsbegrensende faktor som tidligere dannet en øvre grense for den mulige stansehastigheten.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fjernelse av spillmaterial fra et stanseaggregat med samvirkende valser (1, 2), av hvilke den ene (2) oppviser flere hull (5) som er innrettet til å oppta det bortstansede spillmaterialet (6), idet et stempel (7) som befinner seg i hvert hull (5) ved rotasjon av valsen (2) forflyttes mellom en indre og en ytre stilling for å tilbakeholde, henholdsvis å støte ut utstanset spillmaterial (6 ) , karakterisert ved at et hulrom mellom stempelet (7) og det utstansede spillmaterialet (6) øker i volum når stempelet beveger seg mot den indre stilling, slik at det oppstår et undertrykk i hulrommet som holder spillmaterialet (6) i hullet (5).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at stempelet (7) ved rotasjon av valsen (2) etter utstøtingen av spillmaterialet (6) først forflyttes fra den ytre stilling til en mellomstilling, for samtidig med at stansingen skjer forflyttes til den indre stilling.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at toppen av stempelet (7) i mellomstillingen befinner seg i samme høyde som overgangen mellom en dynedel (5') og en stempeldel (5'') i hullet (5).

4. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at stempelet (7) under forflytningen til den ytre stilling mekanisk støter ut spillmaterialet (6) fra hullet (5).

5. Fremgangsmåte som angitt i ett eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at spillmaterialet (6) trykkes ned i hullet (5) av stanseverktøyet (4), til anlegg mot en trinnformet overgang mellom dynedelen (5') og stempeldelen (5'1) i hullet (5).

6. Anordning for gjennomføring av fremgangsmåten som angitt i ett eller flere av kravene 1-5, omfattende en valse (2) med hull (5) for å oppta spillmaterial (6), idet hvert hull (5) omfatter et stempel (7) som kan beveges aksialt i hullet, samt manøvreringsorganer (8 - 12) for under rotasjon av valsen (2) å forflytte stempelet (7) mellom forskjellige aksialstillinger, karakterisert ved at stempelet (7) ligger lufttett mot hullets vegg, og avgrenser et lukket hulrom mellom seg og en utstanset brikke av spillmaterial (6).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at stempelet (7) er man-øvrerbart ved hjelp av et kamarrangement som befinner seg inne i valsen (2) og omfatter en stasjonær kamkurve (10) som via mellomliggende organer (8, 9) påvirker stempelet (7) i aksial retning.

8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at stempelet (7) ved hjelp av i det minste et fjærorgan (12) påvirkes i retning mot senteraksen til valsen (2).

9. Anordning som angitt i ett eller flere av kravene 6-8, karakterisert ved at en dynedel (5') i hullet, som befinner seg nærmest valsens overflate, har større tverrsnittsflate enn en stempeldel (5") i hullet, idet den nevnte største tverrsnittsflate hovedsakelig stemmer overens med tverrsnittsflaten til en samvirkende stanse (4) .

10. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at overgangen mellom de forskjellige tverrsnittsarealene i hullet (5) skjer trinnformet.