DE3044083C2

DE3044083C2 - Stanzeinrichtungen für Stanzautomaten zum Stanzen von Bögen aus Papier, Pappe u. dgl.

Info

Publication number: DE3044083C2
Application number: DE3044083A
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.-Ing. 4053 Jüchen Halff; Manfred 4055 Niederkrüchten Vossen
Original assignee: Bobst SA
Current assignee: Bobst Mex SA
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1990-05-10
Anticipated expiration: 2000-11-25
Also published as: DE3044083A1; GB2087783A; GB2087783B; JPH0546875Y2; US4485708A; JPS6420295U; US4763551A; BR8107608A; CH653945A5; US4903560A; JPS57114396A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stanzeinrichtung für Stanzautomaten zum Stanzen von Bögen aus Papier, Pappe u. dgL, mit einem Untertisch und einem Oberlisch, wobei der eine Tisch die Stanzmesser und der andere Tisch die Gegenplatte trägt und der eine Tisch am Gestell fest gelagert und der andere Tisch über eine Antriebsvorrichtung senkrecht zur Gegenplattencbene hin- und herbeweglich ist, und die Bögen von auf umlaufenden Ketten befestigten Greiferstangenanordnungen an ihrer Vorderkante ergriffen und dann intermittierend durch die Stanzeinrichtung und weitere Stationen des Stanzautomaten hindurchgezogen werden können.

Eine derartige Sianzeinrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 38 09 390 bereits bekannt. Stanzeinrichtungen ohne Greiferstangenanordnungen werden in der DE-OS 24 44 505 beschrieben, außerdem sei auf das Buch »Die mechanischen Pressen« von Professor Dr.-Ing. Heinrich Mäkelt verwiesen, das im Carl Hanser Verlag, München, 1961 erschienen ist, siehe insbesondere die Seite 158.

Diese Seite zeigt einen Stanzautomaten mit oben liegendem Antrieb, bei dem oberhalb-jiies ruhenden Untertisches ein Obertisch mittels Pleuelstange von einer Exzenterwelle angetrieben wird. Dieser Antrieb liegt oberhalb des Obertisches und wird von einem nicht näher erkennbaren Teil eines oberen Pressenkörpers gehalten, der auch sogenannte Schrumpfanker umfaßt, die in Richtung des unteren Teils des Pressenkörpers führen, ohne daß jedoch nähere Einzelheiten erkennbar sind.

Da es sich bei dem dargestellten Stanzautomaten nicht um eine Stanzeinrichtung handelt, bei der die besonderen Probleme vorhanden sind, die sich bei von umlaufenden Ketten getragenen Greiferstangenanordnjngen ergeben, und da auch eine Beschreibung von Konstruktionseinzelheiten und deren technischer Bedeutung fehlen, kann der Durchschnittsfachmann dieser Stanzeinrichtung keine wesentlichen Gesichtspunkte für die hier vorliegende Stanzeinrichtung entnehmen. Hinzu kommt, daß sogar im letzten Absatz der Seite 158 für schnellaufende Stanzautomaten der Unterantrieb als günstiger bezeichnet wird, was vom Gegenstand der vorliegenden Anmeldung wegführt.

Stanzeinrichtungen der eingangs genannten Art arbeiten entweder mittels dem bereits erwähnten Exenterantrieb, oder aber mittels eines Knichebelanlriebs.

Beide Systeme haben ihre jeweiligen Vor- und Nachteile. So besitzt der Kniehebelantrieb große Stanzkraft

b5 bei relativ geringer Antriebsleistung, außerdem erzeugt er einen verhältnismäßig »weichen« Stanzschlag, was die Geräuschentwicklung verringert.

Nachteilig beim Kniehebelantrieb ist allerdings die

verhältnismäßig geringe »Offenzeit«, daß ist die Zeit innerhalb eines Maschinentaktes, in der die Greiferstangen den Bogen zwischen den offenen Tischen transportieren können. Wegen dieser geringen Zeit sind erhebliche Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte auf den gestanzten Bogen notwendig, so daß die maximale Arbeitsgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig ist

Nachteilig is* außerdem der verhältnismäßig komplizierte Aufbau des Systems.

Der Exzenterantrieb, der von Seiten der Anmelderin seit mehreren Jahrzehnten in ihren Stanzautomaten angewendet wird und der sich auch bei den vorstehend genannten Druckschriften findet, ist dagegen viel einfacher aufgebaut und ergibt eine wesentlich größere »Offenzeit« der Stanztische, wodurch verhältnismäßig viel Zeit für den Greiferstangentransport zwischen den offenen Stanztischen verbleibt, so daß die Beschleunigungskräfte niedriger sind und dadurch höhere Betriebsgeschwindigkeiten erreicht werden können.

Nachteilig sind jedoch hier die erforderliche große Antriebsleistung sowie der »harte StanzscLag«, der verhältnismäßig aufwendige Geräuschdämmungsmaßnahmen erforderlich macht.

Weitere Unterschiedsmerkmale zwischen den beiden Antriebssystemen ergeben sich dadurch, daß der bekannte Kniehebelantrieb den unteren Stanztisch betätigt und dieser die Anlagestahlplatte trägt, während der feste obere Stanztisch die Stanzmesser trägt, so daß während des Stanzvorganges die auf der Stahlplatte liegenden Bögen nach oben gegen die Stanzmesser gedrückt werden. Vorteil dieser Anordnung ist das geringe Gewicht des bewegten Stanztisches, was die bereits erwähnte geringere Antriebsleistung bedingt. Allerdings erhöht der bewegte untere Stanztisch die Bogenabrißgefahr.

Bei den Exzenterantrieben der beiden zuerst erwähnten Entgegenhaltungen dagegen wird der obere Stanztisch angetrieben und gegen den mit dem Maschinenrahmen fest verschraubten unteren Stanztisch gedruckt. Auch hier befindet sich am oberen Stanztisch die Stanzform und am unteren Stanztisch die (gehärte'e und geschliffene) Stahlplatte.

Der Exzenterantrieb erfolgt in der Weise, daß der obere Stanztisch zwei nach außen ragende Vorsprünge besitzt, an denen an jeder Seite je zwei Zugstangen angelenkt sind, die nach unten reichen und dort mittels zweier Exzenterwellen auf- und abbewegt werden. Durch die außen liegenden Anlenkpunkte ergibt sich eine verhältnismäßig grolle räumliche Erstreckung des oberen Stanztisches, was wegen der notwendigen Biegesteifigkeii eine verhältnismäßig schwere Rahmenkonstruktion für den oberen Stanztisch notwendig macht. Dies wiederum erhöht wiederum ganz beträchtlich das Gewicht des oberen Stanztisches und führt zu der bereits erwähnten höheren Antriebsleistung.

Daß der untere Tisch bei diesen \usführungsformen feststeht, hat den großen Vorteil, daß sich eine glatte und feststehende Transportebene für den Bogen ergibt, so daß die Gefahr des Bogenabrisses wesentlich geringer ist. Außerdem wird bei ruhendem Untertisch erreicht, daß dem Bogen keine zusätzlichen Vertikalbewegungcn aufgedrückt werden müssen, was die Stanzgenauigkeit verschlechtern würde. Auch der Materialfluß von der Aufnahmesla'ion zur Stanzstation und von der Stanzstation zur nachfolgenden Ausbrechstation ist bei ruhendem Untertisch wesentlich unproblematischer.

Statt den oberen Tisch mittels Exzenterantrieb und Exenterwellen anzutreibpn, kann man dies natürlich auch mit einem Zwischenuntcrlisch und Gbenisch angeordneten Kniehcbclanlrieb tun, wobei man unter Beibehaltung der Vorteile des festen Untertisches einen weicheren Stanzschlag erhält, allerdings wiederum mit dem Nachteil der verkürzten Rastzeiten.

Allen Lösungsversuchen mit bewegtem Obertisch, seien sie nun mittels Exenter- oder mittels Kniehebelantrieb versehen, haftet der große Nachteil an, daß der obere Tisch infolge des seitlich angebrachten Antriebs eine verhältnismäßig große Längserstreckung behält und damit zur Erlangung der erforderlichen Biegesteifigkeit sehr schwer gemacht werden muß. Die dadurch bedingte große bewegte Masse erhöht den Energiebedarf, begrenzt die Arbeitsgeschwindigkeit, erfordert teurere Maschinenteile und erhöht auch den Raumbedarf der Stanzreinrichtung. Der Stabautomat gemäß dem Buch »Die mechanischen Pressen« zeigt »Pleuelstangen mit Exenterwelle«, siehe die Figurenbezeichnung d, die an den jeweils äußeren Tilden des Oberti-

iö sehe» angreifen. Ob dadurch ein kompakterer und leichterer Aufbau des bewegten Obertisches erreicht wird, bleibt jedoch offen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stanzeinrichtung der eingangs genannten Art, die die Vorteile des festen Untertisches und des bewegten Obertisches hat, außerdem aber wesentlich kompakter und damit leichter aufgebaut werden kann, wodurch sich nicht nur Energieeinsparungen und Reduzierung der Herstellungskosten ergeben, sondern auch die Arbeitsgeschwindigkeit auch unter Berücksichtigung der besonderen Probleme, die bei auf umlaufenden Ketten befestigten Greiferstangenanordnungen auftreten, wesentlich gesteigert werden kann und zudem sich die Geräuschentwicklung reduzieren Iäi3t.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Untertisch eine wesentlich größere Masse als der Obertisch aufweist, daß der Untertisch ruht und dei· Obertisch angetrieben ist, daß die Antriebsvorrichtung für den Obertisch zwischen Obertisch und einem Joch angeordnet :a, welches mit dem festen Untertisch über vorgespannte Zuganker verbunden ist, und daß der Obertisch innerhalb des Joches geführt und durch Federn ständig gegen die Antriebsvorrichtung gedruckt wird.

Durch diese besonderen Maßnahmen, die sich beim Stand der Technik nicht finden und allenfalls teilweise aus der Druckschrift »Die mechanischen Pressen« an sich bekannt sind, kann mit wesentlich geringeren bewegten Massen der Sianzvorgang erreicht werden, so daß zum einen Energie eingespart wird, zum anderen auch die Umweltbelastung durch Körpervibrationen wie auch Luftschall stark verringert wird. Auch die Herstellungskosten sind gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Gleichzeitig kann wegen der geringeren zu bewegenden Massen die Arbeitsgeschwindigkeit gesteigert werden, ohne daß dabei die für den Durchlauf der an den Greiferstangenanordnungen befestigten Bögen wegen zu gering werdender Offenzeit der Stanzeinrichtung Probleme entstehen.
Dieser Gesichtspunkt entfällt im übrigen völlig bei der DE-OS 24 44 505, aus der eine Stanzeinrichtung bekannt ist, bei der der Untertisch ruht und der Obertisch von einer zwischen dem Obertisch oder einem Joch angeordneten Antriebsvorrichtung langetrieben wird, wobei das Joch mit dem testen Untertisch verbunden und die Hubeinrichtung oberhalb des. Obertisches im Joch gelagert ist. Bei dieser Druckschrift, bei der es gleichfalls, ähnlich wie bei dem Buch »Die mechanischen Pressen«, keine von auf umlaufenden Ketten befestigten

Greiferstangenanordnungen gehaltene Bögen gibt, ist außerdem festzustellen, daß die dort dargestellte Starteinrichtung keinen ständigen Kraftschluß zwischen der Antriebsvorrichtung und dem Obertisch ermöglicht. Während des Abwärtshubes verläßt nämlich die Rolle 56 die Exzenterscheibe 51 (siehe die Fallstufe 151), so daß infolge des Eigengewichtes wie auch infolge der Druckkraft der Federn 4 der Obertisch einen ungesteuerten Abwärtshub ausführt. Die in den gespannten Federn gespeicherte potentielle Energie wie auch die Gewichtsenergie wird dabei in kinetische Energie umgesetzt, die beim Auftreffen auf den ruhenden Untertisch die Stanzkraft erzeugt. Um mit diesem Arbeitsprinzip große Stanzkräfte erzeugen zu können, müssen entsprechend große Massen beschleunigt werden, was zu gro-Ben Umweltbelastungen durch Fundamentschwingungen usw. führt, die hier gerade vermieden werden seilen. Außerdem ist eine genaue Regulierung des Stanzdrukkes, wie sie bei großflächigen Flachbettstanzen notwendig ist, unmöglich.

Demgegenüber ist beim Erfindungsgegenstand der Obertisch mit nur einer relativ kleinen bewegten Masse versehen, woraus sich die relativ geringen Umweltbelastungen ergeben, im Gegensatz zu der DE-OS 24 44 505 wird außerdem die Stanzkraft nicht durch kinetische Energie, sondern durch Verformung der gesamten Stanzeinheit erzeugt. Das Auftreffen des Obertisches auf den Untertisch geschieht mit genau definierter Geschwindigkeit, alsi. nicht wie bei der letztgenannten Druckschrift ungesteuert, das Spannen und Entspannen der Stanze erfolgt nach genau vorgegebenem Bewegungsgesetz.

Diese gesteuerten Bewegungen sind bei großformatigen Stanzvorgängen von entscheidender Bedeutung, da nur dadurch gesichert ist. daß über die gesamte Fläche uic oiänZWirkliFig gicichfofiTlig bleibt

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale, insbesondere dadurch, daß die Antriebsvorrichtung für den Obertisch zwischen Obertisch und einem Joch angeordnet ist. welches mit dem festen Untertisch über vorgespannte Zuganker verbunden ist. wobei der Obertisch innerhalb des Joches geführt und durch Federn ständig gegen die Antriebsvorrichtung gedrückt wird, ist es nicht mehr notwendig, den Obertisch besonders stabil und damit schwer zu bauen, vielmehr kann aufgrund der weit innerhalb der Obertischfläche selbst angreiferden Antriebskräfte eine verhältnismäßig leichte Konstruktion verwirklicht werden, so daß nicht mehr wie bisher reben dem schweren Stanztisch auch noch die schweren Antriebshebel bewegt werden müssen, was zu erheblichen Fundamenterschütterungen führt, sondern es ist praktisch nur noch der Obertisch alleine, der bewegt wird, wobei dieser Obertisch auch noch ein ganz erheblich geringeres Gewicht besitzt, als bei allen bisher bekanntgewordenen früheren Konstruktionen gleicher Anwendung. Die zu bewegenden Massen sind daher ganz entscheidend kleinen wodurch nicht nur die Fundamenterschütterungen wesentlich geringer werden, der ganze Aufbau ist auch preiswerter und viel kompakter.

Die erfindungsgemäße Stanzeinrichtung kann mit verschiedenen Antriebsarten zwischen Obertisch und Joch verwirklicht werden, insbesondere aber dadurch, daß ein Exzen:erantrieb vorgesehen wird, der bei der hier vorgesehenen Anordnung besonders günstig gestaltet werden kann, derart, daß er nicht nur zu den vorteilhaften großen Offenzeiten führt, sondern in diesem Fall ebenfalls wegen der nur geringen bewegten Massen einen weicheren Stanzschlag, nur geringe Fundamenterschütterungen und auch nur geringen Luftschall ergibt, außerdem nur einfache Bauteile erfordert und außerdem die Stanzeinrichtung sehr kompakt macht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt

F i g. I eine schematische Ansicht eines Stanzautomaten;

F i g. 2 eine Querschnitisansicht durch eine Stanzeinrichtung mit erfindungsgemiißem Antrieb für den Obertisch mit Hilfe von Exzenterwellen;

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines Oberlischantriebes, bestehend aus einem Kniehebelsystem mit Kurvenscheibenantrieb:

F i g. 4 eine noch andere Ausführungsform, bestehend aus einem Keilgetriebe mit Kurvenantrieb;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform, die ein Schwenkhebelgetriebe mit Kurvenantrieb umfaßt;

Fig. 6 eine noch andere Ausführungsform, die ein Schwenkhebelgetriebe mit Kurbeiantrieb umfaßt; und

F i g, 7 und 8 grafische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise von Exzenterantrieb und Kniehebelantrieb sowie der idealen, anzustrebenden Bewegungsabläufe.

In Fig. 1 ist in schematisierter Form ein Stanzautomat zum Stanzen, Ausbrechen und Ablegen von Bögen aus Papier. Pappe u. dgl. dargestellt.

Der Stanzautomat 10 besteht aus einer Stanzeinrichtung 12, einer Ausbrecheinrichtung 14 und einer Ablegeeinrichtung 16, die von einem gemeinsamen Automatengehäuse 18 getragen und umschlossen werden.

L>ic D'jgcfi 20, uic von ciMci" üicf fiiCiii uürgcSictitcfi

Anordnung an den Stanzutomaten 10 geliefert werden, werden von auf umlaufenden Ketten 24 befestigten Greiferstangenanordnungen 22 an ihrer Vorderkante ergriffen und dann intermittierend durch die verschiedenen Stationen 12, 14 und 16 des Stanzautomaten 10 hindurchgezogen.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung besteht die erste Station aus der Stanzeinrichtung 12. die einen unteren Tiegel oder Untertisch 26 sowie einen oberen Tiegel oder Obertisch 28 aufweist, wobei im vorliegenden Falle der Obertisch die Stanzmesser trägt und von einer noch näher zu beschreibenden Antriebseinrichtung auf den Untertisch 26 bewegt und von diesem wieder "bgehoben werden kann, wobei der Untertisch eine Stanzgegenplatte trägt, nicht dargestellt.

Nachdem der Bogen 20 mit Hilfe der Stanzmesser und der Gegenplatte derart schneidend gestanzt wurde, daß — z. B. mittels kleiner verbleibender Brücken zwischen den einzelnen Stanzteilen — der Bogen 20 in seiner Form noch erhalten bleibt, transportiert die zugehörige Greiferstange 22 den Bogen 20 in die nachfolgende Ausbrechstation 14. die mit Ausbrechwerkzeugen ausgestattet sein kann. An dieser Station 14 werden mit Hilfe der Ausbrechwerkzeuge, die nicht näher dargestellt sind, die nicht benötigten Abfallstücke aus dem Bogen 20 nach unten herausgestoßen, wodurch diese Abfalistücke 30 in einen unter der Station 14 eingeschobenen behälterartigen Wagen 32 faüen.

Von der Ausbrechstation 14 gelangt der Bogen 20 in die Ablegestation 16, wo der Bogen 20 entweder nur einfach abgelegt wird, oder aber, günstiger, gleichzeitig eine Trennung der einzelnen Nutzen erfolgt, wobei

Trennwerkzeuge hier nicht naher dargestellter Art Verwendung finden können. Die Ablegestation 16 kann auch eine Palette 34 umfassen, auf der die einzelnen Bögen 20 in Form eines Stapels 36 aufgestapelt werden, so daß nach Erreichen einer bestimmten Stapelhöhe die Palette 34 mit den aufgestapelten Bögen 20 aus dem Bereivii des Stanzautomaten 10 weggefahren werden kann.

Wird der Bogen 20 nicht getrennt, löst an der Ablegevorrichtung sich die Klemmvorrichtung des Greifers 22 vom Bogenrand, wird der Bogen 20 jedoch getrennt, erfolgt auch eine Abtrennung des von der Greiferstangenanordnung 22 gehaltenen Bogenrandes, so daß der Greifer 22 zunächst noch mit dem abgetrennten Bogenrand in Richtung des Pfeils 38 weiterläuft. An einer geeigneten Stelle, z. B. oberhalb eines weiteren Behälters 40 öffnen sich dann die Greifer 22 der Greiferstangenanordnung 22 und lassen den Bogenrand 42 in den Behälter 40 fallen. Unter Antrieb durch die Ketten 24 wird dann die Greiferstangenanordnung 22 wieder an den Ort gelangen, wo ein neuer Bogen 20 aufgenommen wird, um diesen Bogen 20 durch die drei Stationen 12,14 und 16 hindurchzuführen.

Wie /u erkennen ist, tragen die Kellen 24 mehrere Greiferstangen 22, beispielsweise sind es hier 8, so daß mehrere Bögen 20 gleichzeitig in den verschiedenen Stationen bearbeitet werden können.

In F i g. 2 ist nun die Stanzeinrichtung 12 des Stanzautomaten 10 näher dargestellt, wobei die Stanzeinrichtung i2 nur eine Ausführungsform der Erfindung darstellt. Es ist wiederum ein Untertisch 26 und ein Obertisch 28 zu erkennen, wie auch die Ketten 24, die von einer Führungsbahn 46 und einer Umlenkrolleneinrichtung 44 um den Obertisch 28 derart herumgeführt sind, daß die von den Ketten 24 getragenen Greiferstangen-

c-i-(U η η .-lan

den Tischen 26,28 intermittierend hilldurchgeführt werden können.

Wie zu erkennen ist. ruht der Untertisch 26 fest auf dem Automatengehäuse 18, während der Obertisch 28 angetrieben wird, und zwar durch eine Antriebsvorrichtung 46. die zwischen dem Obertisch 28 und einem Joch 48 angeordnet ist, das mit dem festen Untertisch 26 über vorgespannte Zuganker 50 verbunden ist.

Um eine ausreichend stabile Halterung des Joches 48 zu ermöglichen, sind mindestens vier derartige Zuganker 50 vorgesehen, bei größeren Bogenbreiten können auch sechs und mehr Zuganker 50 zweckmäßig sein.

Durch die dargestellte Anordnung ergibt sich ein Antrieb für den Obertisch 28, der nur noch verhältnismäßig wenig bewegte Massen umfaßt, nämlich den Obertisch 28 selbst, der hier nicht größer zu sein braucht, als die Stanzfläche selber, sowie noch Teile der Antriebsanordnung, die den Obertisch 28 in Bewegung setzen. Durch diese gegenüber bisher bekannten Konstruktionen erheblich verringerte Masse reduziert sich die auf das Automatengehäuse 18 und damit die Maschinenfundamente ausgeübte Stoßbelastung ganz erheblich, außerdem sind die erforderlichen Antriebsenergien erheblich kleiner. Da zudem der Antrieb nicht mehr über die Obertischbreite hinausreicht, wird auch die Stanzeinrichtung 12 gegenüber anderen Konstruktionen erheblich kompakter. Da zudem die Jochkonstruktion durch verhältnismäßig einfachen Maschinenbau verwirklicht werden kann, sind auch die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Stanzeinrichtung 12 erheblich niedriger als es bisher der Fall war.

Die Antriebsvorrichtung 46 kann verschiedene Form annehmen, es sei in diesem Zusammenhang auch noch auf die folgenden Figuren verwiesen.

In Fig. 2 ist ein Exzenterantrieb 77 dargestellt, der für die vorliegende erfindungsgemäße Stanzeinrichtung 12 sich besonders bewährt hat. Der dargestellte Exzenterantrieb 77 besteht aus einer Exzenterwelle 52. die in nicht näher dargestellter Weise um die Achse 54 drehbar vom topfförmigen Joch 48 getragen wird. Das Joch 48 ist, wie bereits ausgeführt, mit dem unteren Stanztisch verbunden, und zwar dadurch, daß die Auflageendflächen 60 des Joches 48 unter Zwischenlage von Buchsen 56 auf vorspringende Auflageflächen 62 aufliegen, wobei das feste Aufliegen auch bei Stanzbclastung durch hochfeste Spannbolzen 58 sichergestellt wird, die durch entsprechende Bohrungen in den Jochenden 64, den Buchsen 56 und den Vorsprüngen 66 des Untertisches hindurchgesteckt und mittels Bolzenmuttern 68, 70 auf den gewünschten wert gespannt werden.

Die im Joch 48 gelagerten zwei Exzenterwellen 52 werden mittels eines nicht dargestellten Stirnradgetriebes synchron zueinander angetrieben. An den Enden der Exzenterwellen 52 sitzt je eine wälzgelagerte Rolle 72.

Der bewegliche obere Stanztisch 28 wird durch nicht näher dargestellte Einrichtungen vertikal innerhalb des Joches 48 geführt und mittels nicht dargestellter Federn gegen die Rollen 72 gehalten. An den Berührungsflächen zwischen Rollen 72 und Tisch 28 sind gehärtete Stahlplatten 74 angeordnet, die die Druck- und Reibungskräfte, die von den Rollen 72 ausgeübt werden, aufnehmen und an den Obertisch 28 weitergeben. Diese Stahlplatten 74 können auch keilförmig ausgebildet sein und dann zur Druckzustellung herangezogen werden, indem entsprechende Einrichtungen vorgesehen werden, um die Stahlplatten 74 bzgl. des Auflagepunktes

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Wie zu erkennen ist. ist der Antrieb nicht nur sehr kompakt, er ist auch verhältnismäßig einfach im Aufbau und überträgt die Druckkräfte auf den Obertisch 28 an Punkten, die nicht weit außerhalb der eigentlichen Stanzfläche 76 liegen, wie es bei einen beweglichen Obertisch aufweisenden Stand der Technik der Fall ist, sondern innerhalb dieser Fläche 76 an besonders günstigen Punkten, die es gestatten, dem Obertisch 28 eine verhältnismäßig leichte Rahmenkonstruktion zu geben.

so daß die zu bewegenden Massen sehr kleingehalten werden können.

Außer dem zu bewegenden Obertisch 28 müssen nur nonh die beiden Stahlplatten 74 auf und ab bewegt werden, außerdem führen die beiden Rollen 72 neben ihrer Drehbewegung noch diese Auf- und Abbewegung aus. Die Gesamtmasse, die somit vom Antrieb 46 hin- und herbewegt werden muß, ist demzufolge außerordentlich klein, entsprechend klein sind die erforderlichen Antriebskräfte und die vom Maschinenrahmen bzw. Maschinenfundament aufzunehmenden Stoßimpulskräfte.

Um die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion noch deutlicher werden zu lassen, seien einige Hinweise auf die Arbeitsweise von Stanzeinrichtungen gegeben.

Die Auftreffgeschwindigkeit der Stanzmesser auf das Stanzgut und die Masse des bewegten Stanztisches spielen bei der Lärmentwicklung und der entstehenden Erschütterungen die entscheidende Rolle. Um bei Exzenterantrieben die vertikale Geschwindigkeitskomponente möglichst klein zu halten, muß der Auftreffpunkt der Stanzmesser auf das Stanzgut möglichst nahe dem

unteren Totpunkt des Exzenterantriebs liegen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Stanzeinrichtung so starr wie möglich gemacht wird, d. h., daß die Durchfederung während des Stanzvorganges möglichst kleingehalten wird. Dies kann zum einen durch entsprechend hohe Vorspannung der vier (oder mehr) Zuganker 50 erreicht werden, zum anderen auch durch eine möglichst geringe Dehnung zwischen dem Joch 48 und dem unteren Stanztisch 26, wie auch die Durchbiegungen von Joch 48 und unterem Stanztisch 26 durch die verhältnismäßig kurzen von den Vorsprüngen 66 und den Jochenden 64 festgelegten Stützweiten klein bleiben.

Auch die Durchbiegung des oberen Stanztisches 28 kann aufgrund der nur sehr kurzen Abstände zwischen den Rollen 72 gering gehalten werden.

Dem sehr geringen Gewicht des bewegten oberen Tisches 28 steht demgegenüber ein erheblich höheres Gewicht des unteren Tisches 26 gegenüber, der unbewegt ist und infolge seines im Vergleich /um Obertisch 28 sehr viel größeren Gewichtes zur Aufnahme des Stoßimpulses des Obertisches 28 nur eine sehr geringe Vertikalbewegung ausführen muß. d. h., daß die auf das Fundament übertragende Stoßenergie sehr viel kleiner wird, als es bisher der Fall war.

Die Verringerung der Stoßbelastung ist so erheblich, daß die Anwendung von sogenannten Kniehebelantrieben anstelle des in Fig. 2 dargestellten Exzenterantriebes 46 in den meisten Fällen nicht notwendig sein wird. Nur in besonders kritischen Fällen könnte es günstig sein, einen derartigen Kniehebelantrieb bei der erfindungsgemäßen Stanzeinrichtung vorzusehen, siehe Fig. 3. Der dort dargestellte Kniehebelantrieb 78 besteht aus einem oberen Rahmenteil 80 und einem unteren Rahmenteil 82, wobei der obere Rahmenteil 80 am Joch 48 und der untere Rahmenteil 82 am Obertisch 28 2fi!:e™t. Innerhalb dar beider; Rahmenteil" SC S2 sind Gelenkpfannen 84 angeordnet, in denen über ein Kniegelenk 86 miteinander verbundene Kniehebel 88,90 gelagert sind. Das Kniegelenk 86 trägt außerdem eine Rolle 92, auf der ein von einer Antriebswelle 94 in Richtung des Pfeiles 98 drehbarer Kurvenantrieb 1% abrollt. Während des Abrollens wird das Kniegelenk 86 unterschiedlich weit nach außen gedrückt, wodurch die beiden Kniehebel 88,90 die Pfanne 84 und damit die beiden Rahmenteile 80, 82 unterschiedlich weit auseinanderdrücken.

Wie zu erkennen ist. ist der Kniehebelantrieb 78 erheblich komplizierter aufgebaut, als der in F i g. 2 dargestellte Exzenterwellenantrieb 77. auch ist die Andruckverstellung erheblich komplizierter. Dafür besitzt der Kniehebelantrieb 78 allerdings einen wesentlich flacheren Hubverlauf im Umkehrpunkt, wie eine Gegenüberstellung der Hubbewegung für Exzenterantrieb 77 und Kniehebelantrieb 78 gemäß F i g. 7 erkennen läßt. Während beim Exzenterantrieb 77 der zeitliche Verlauf der Hubbewegung im wesentlichen sinusförmig ist, zeigt der übliche Kniehebelantrieb 78 einen Hubverlauf, der an den Wendepunkten der Bewegung wesentlich flacher ist als eine Sinuskurve. Dies ergibt zum einen die günstigere Sloßbelastung. verringert allerdings die für den Greiferstangcndurchlauf zur Verfügung stehende Zeit. Beträgt der minimal notwendige Hub für den Greiferstangendurchlauf die halbe Hubhöhe, ergeben sich die angegebenen Zeitunterschiede für den Greiferstangendurchlauf.

Diese verringerte Zeit für den Greiferstangendurchlauf kann mit der Forderung nach möglichst hoher Bogendurchlaufgeschwindigkeit kollidieren, da die Kartonbogen 20 möglichst ruckfrei auch bei hohen Geschwindigkeiten durch die Maschinen transportiert werden müssen. Dies liegt daran, weil die Bögen 20 nach dem Stanzvorgang nur noch an sehr schmalen Stegen miteinander zusammenhängen und es daher selbst bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten notwendig ist, daß die Bögen während des intermittierenden Transports nur begrenzten Beschleunigungswerten ausgesetzt werden. Das bedeutet, daß die für den Transport der Bogen 20 von einer Bearbeitungsstation zur nächsten zur Verfügung stehenden Zeiten möglichst lang bleiben müssen, was wiederum eine möglichst große »Offenzeit« für die Stanztische bedingt.

Bei den Diagrammen der Fig. 7 und 8 beträgt ein Maschinenzyklus 360" (d. h. eine Umdrehung). Für di-.i Exzenterantrieb 77 ist der Zeitanteil für den Stillstund günstigstenfalls 72', während die restlichen 288" für die Bewegung der Greiferstange 22 zur Verfügung stehen. Beim Kniehebclanlrieb 78 lassen sich, da für den Stillstand 130° notwendig sind, für den Bewegungsablauf nur 230° zur Verfügung stellen. Bei Stanzmaschinen mittleren Formats mit einer Geschwindigkeit von 7000 Bögen 20 pro Stunde ergeben sich dann maximale Beschleunigungswerte von 5,3 g (Ig= Erdbeschleunigung), während bei Kniehebelmaschinen 78 die Beschleunigungswerte bei 8.3 g liegen, dies ist also erheblich mehr.

F i g. 8 zeigt die Verhältnisse bei einem optimal arbeitenden Antrieb. Der untere Totpunkt der Hubbewegung sei bei 0°. Von diesem unteren Totpunkt aus erfolgt ein schneller Aufwärtshub des oberen Tisches oder Tiegels, bei 16° beginnen die Ketten und damit die Greiferstangen 22 sich zu bewegen. Bei 28° sind die Greiferstangen 22, die vorher durch hier nicht näher erläuterte Anschlageinrichtungen festgehalten waren, völlig Cwn', ι-Λ *-!*» R Tu s-liArAm 7nrtrMinl/t s-Όr* ,-iknro Tirwrr»! mil

den Stanzmessern bereits soviel Hub gemacht haben muß, daß der gestanzte Bogen 20 ohne die Gefahr des Hängcnbleibcns an den Stanzmessern bzw. an u. U. dazwischen angeordneten Auswerfervorrichljngcn weiterbefördert werden kann. Bei 53° kann die nächste Greiferstange 22 zwischen die Tiegel einfahren, bei 140° wird maximale Geschwindigkeit der Greiferstange 22 erreicht und die Beschleunigung der Greiferstangen 22

4; läuft durch 0 und es beginnt Verzögerung, bei 158° ist der obere Totpunkt des beweglichen Tiegels erreicht und er beginnt langsam seinen Abwärtshub. Bei 2b3° muß die Greiferstange 22 den Tiegelraum verlassen haben, in diesem Bereich erfolgt schneller Abwärtshub des Tiegels. Bei 288° wird die Greiferstange 22 von dem bereits kurz erwähnten Ausrichtmechanismus erfaßt, bei 300° ist die Greiferstangenbewegung beendet, der Abwärtshub des Tiegels verlangsamt sich und läuft flach zum unteren Totpunkt hin aus.

Dieser Hubverlauf läßt sich mit dem in F i g. 2 dargestellten Exzentersystem 77 und auch mit herkömmlichen, durch Kreisscheiben angetriebene Kniehebelantriebe 78 nicht verwirklichen. Der in F i g. 3 dargestellte Kniehebelantrieb 78 mit Kurvenscheibe 196 läßt sich

bo jedoch durch entsprechende Wahl der Kurvenscheibe 1% so aufbauen, daß eine weitgehende Annäherung an die optimalen Verhältnisse möglich sind.

Andere Systeme, die ebenfalls eine Annäherung an die idealen Verhältnisse ergeben, sind in den weiteren F i g. 4,5 und 6 dargestell t.

So zeigt Fig.4 in einer ähnlichen Darstellung wie F i g. 3 wiederum einen Antrieb 79 für aen Obertisch 28 der erfindungsgemäßen Stanzeinrichtung, wobei dieser

Antrieb 79 jedoch aus einem Keilgetriebe mit Kurvenantrieb best-jht. Auch hier ist wie bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform ein oberes Rahmenteil 80 und ein unteres Rahmenteil 82 vorhanden, wieder beispielsweise in Form von profilierten Gußteilen, wobei eins obere Teil 80 anstelle der Pfanne 84 einen Halteblock 184 für Rollen 94,% besitzt. Das untere Rahmenteil Iriigt unmittelbar weitere Rollen 98,100, wobei zwischen den Rollen 94, 96 des mit dem Obertisch verbundenen oberen Teils 80 und den Rollen 98, 100 des mit ι ο dem Untertisch verbundenen unteren Teils 82 ein Keilstück 102 hin und her schiebbar ist, und zwar unter Wirkung einer Kurvenscheibe 1%, die auf einer vom Keilstück 102 gehaltenen Rolle 104 abrollt.

Es sei erwähnt, daß der Halteblock 184 eine Keilfläehe aufweisen kann, um auch hier eine Verstellung der Stanzandruckkraft auf einfache Weise durch Verschiebung dcS ι iaitcbluCkcS io4 in Züi' ZciCncucucMC Senkrechten Richtung zu ermöglichen. Es kann auch zwischen Haltebuck 184 und dem oberen Rahmenteil 80 eine zusätzliche Keilverstellung 106 vorgesehen sein, um diese Einstellmöglichkeit zu erhalten. Eine ähnliche Kcilverstcllung kann auch bei dem Kniehebelgetriebe 78 gemäß F i g. 3 angeordnet werden.

F i g. 5 und b zeigen zwei verschiedene weitere Ausführungsformen 81, 83 für einen erfindungsgemäß geeigneten Antrieb, wobei es sich um zwei unterschiedliche Schwcnkhebelgetriebe mit Kurvenantrieb (Fig. 5) b/w. Kurbelantrieb (Fig. 6) handelt. Auch hier ist jeweils wieder ein oberes Rahmenteil 80 und ein unteres Rahmenteil 82 vorgesehen, wobei das obere Rahmenteil 80 ähnlich wie bei F i g. 3 eine Pfanne 84 zur Aufnahme des Schwenkhebels 108 bzw. 110 besitzt. Der Schwenkhebel trägt an seinem anderen Ende eine Rolle 112, die auf einem Keilstück 114 (beim Antrieb gemäß Fig.5) h?w, pjn?rn Kurverihphns'ück 116 (gemäß der Ausführungsform von F i g. 6) abrollen kann. Der Schwenkhebel 108 trägt dann noch eine weitere Rolle 118, auf der eine Kurvenscheibe 120 gleitet und dabei den Schwenkhebel 108 um die von der Pfanne 84 gebildeten Gelenkachse verschwenkt, wobei die Rolle 112 auf dem Keilstück 114 gleitet und dabei das obere Rahmenteil 80 gegenüber dem unteren Teil 82 verschiebt. Die beiden in Fig.5 erkennbaren Schwenkhebel 108 besitzen jeweils eine zugehörige Kurvenscheibe 120, die ihrerseits auf Wellen 122 drehstarr gehalten werden, die ihrerseits synchron zueinander mittels beispielsweise Zahnradgetrieben 124 angetrieben werden können.

Bei der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform ist der Schwenkhebel 110 mit einer Kurbel 126 auf der Kurvenbahn 116 hin- und herverschieblich, wobei die Kurbel 126 ihrerseits durch den gekröpften Kurbelantrieb 130 einer Kurbelwelle 128 antreibbar ist.

Auch bei den Ausführungsformen der F i g. 5 und 6 ist eine Stanzdruckzustellung möglich, ähnlich wie sie bei den F i g. 3 und 4 geschildert wurde.

Alle in den F i g. 2—6 dargestellten Ausführungsformen reduzieren die hin und her zu bewegenden Massen des Obertisches gegenüber bisher bekannten Antriebsformen für den Obertisch auf etwa '/3. Entsprechend kleiner sind die erforderlichen Antriebsleistungen und vom Maschinenfundament aufzunehmenden Stoßimpulsbelastungen, die gemäß den Anordnungen der Fig.3—6 — unter Inkaufnahme komplizierterer Anordnungen — durch Annäherung der Bewegungsverhältnisse an die ideale Laufform gemäß F i g. 8 sich noch weiter reduzieren lassen, so daß — abgesehen von Extremfällen, ζ. B. Aufstellung der Maschine auf Geschoßdecken — eine sonst stets erforderliche Schwingungsisolation zwischen Maschine und Aufstellungsfundament entbehrlich wird.

Neben diesem Vorteil gilt der andere Vor'oil des erheblich kleinen Volumens der Maschine, das /um einen Plaizcinsparungen bewirkt, /um alitieren aber auch iVi;ilcriiilcinspurungcn, so daß auch die I lcrslclliing tier Maschine preiswerter wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stanzeinrichtung für Stanzautomsten zum Stanzen von Bögen aus Papier. Pappe u.dgl., mit einem Untertisch und einem Obertisch, wobei der eine Tisch die Stanzmesser und der andere Tisch die Gegenplatte trägt und der eine Tisch am Gestell fest gelagert und der andere Tisch über eine Antriebsvorrichtung senkrecht zur Gegenplattenebene hin- und herbeweglich ist, und die Bögen von auf umlaufenden Ketten befestigten Greiferstangenanordnungen an ihrer Vorderkante ergriffen und dann intermittierend durch die Stanzeinrichtung und weitere Stationen des Stanzautomaten hindurchgezogen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Untertisch (26) eine wesentlich größere Masse als der Obertisch (28) aufweist, daß der Untertisch (2t> >ruht und der Obertisch (28) angetrieben ist, daß die Antriebsvorrichtung (46) für den Obertisch (28) zwischen Obertisch (28) und einem Joch (48) angeordnet ist, welches mit dem festen Untertisch (26) über vorgespannte Zuganker (50) verbunden ist, und daß der Obertisch (28) innerhalb des Joches (48) geführt und durcl? Federn ständig gegen die Antriebsvorrichtung (46) gedrückt wird.

2. Stanzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Zuganker (50) vorgesehen sind.

3. Stanze: !richtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (78,79,81,83) aus einem mit dem Joch (48) verbundenen oder mit dem Joch (48) ^stückigem oberen Rahmenteil (80) und aus einem mit dem Obertisch (28) verbundenen oder mit dem oberen Obertisch (28) einstückigem unteren Rahmenteil (82) besteht und daß oberes und unteres Rahmenteil (80,82) mittels eines durch eine Kurvenscheibe (196) angetriebenen Kniehebelantriebs (88, 90), mittels eines mittels einer Kurvenscheibe (196) angetriebenen Keilgetriebes (184, 94, 96, 98, 100), mittels eines durch eine Kurvenscheibe (120) angetriebenen Kurvenantriebs (84,108,112,114,118) oder mittels eines durch einen Kurbelantrieb (126, 128, 130) angetriebenen Schwenkhebelgetriebes (84, 110, 112, 116) zueinander hin- und herbewegbar sind (F i g. 3,4,5 bzw. 6).

4. Stanzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (77) aus zwei von dem Joch (48) getragenen Exzenterwellen (52, 72) besteht, auf denen Rollen (72) durch ein Wälzlager exzentrisch gehalten sind, die auf einer gehärteten, innerhalb der Stanzfläche (76) des Obertisches (28) liegenden Auflagefläche des Obertisches (28) gegen Federkraft aufliegen (F ig. 2).

5. Stanzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gehärteten Auflageflächen des Obertisches (28) von gehärteten Stahlplatten (74) gebildet werden.

6. Stanzeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (48) an seinen Jochenden (64) untere Auflageenden (60) aufweist, daß der Untertisch (26) zu den Jochenden (64) passend ausgerichtete Vorsprünge (66) trägt, die Auflageflächen (62) besitzen, auf denen die Auflageflächen (60) der Jochenden (64) befestigbar sind.

7. Stan/einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auflageenden (60) der Jochenden (64) und den Auflageflächen (62) der Vorsprünge (66) des Untertisches (26) Buchsen (56) angeordnet sind.

S. Stanzeinrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegte Masse des Obertisches (28) einschließlich der auf- und abbewegten Massen der Antriebsvorrichtung (46) um ein Vielfaches kleiner ist als die feste Masse des Untertisches (26).

9. Stanzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß keilförmige Stanzandruckverstelleinrichtungen vorgesehen sind.