DE3000321A1

DE3000321A1 - Rotierende stanzvorrichtung

Info

Publication number: DE3000321A1
Application number: DE19803000321
Authority: DE
Inventors: Tadao Otomaru
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1980-07-10
Also published as: GB2040208B; FR2445759B1; GB2040208A; IT1130209B; US4295843A; AU520321B2; JPS5596300A; FR2445759A1; IT8019091A0; AU5437580A; DE3000321C2; JPS6044120B2

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende Stanzvorrichtung (rotary die cutter) zum Ausstanzen eines Zuschnitts mit vorbestimmter Form aus einer Wellkartonlage mittels eines Stanzmessers.

Es ist bereits eine rotierende Stanzvorrichtung bekannt, die einen an der Mantelfläche ein Stanzmesser tragenden Messerzylinder, einen Gegen- oder Widerlagerzylinder, der auf seiner Mantelfläche mit einer Futterschicht zur Aufnahme der Stanzmessereindrücke belegt ist, und Zahnräder aufweist, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, mit den axialen Endabschnitten der betreffenden Zylinder verbunden sind und miteinander kämmen. Messerzylinder und Gegenzylinder wirken dabei zum Ausstanzen oder Zurechtschneiden eines zwischen beide Zylinder eingeführten Wellkartonstücks zusammen.

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Bei der z.B. in den Fig. 1 und 2 dargestellten bisherigen Stanzvorrichtung sind ein Messerzylinder 1 und ein Gegenzylinder 2 einander gegenüberstehend angeordnet, wobei der Messerzylinder 1 ein Stanzmesser 3 zum Ausstanzen eines Zuschnitts mit einer vorbestimmten Form und/oder ein Kerbelement zum Eindrücken (Einkerben) einer Faltlinie mittels eines Stanzstegs 5 (die lumber) trägt. Um die Außenfläche des Gegenzylinders 2 ist eine Futterschicht 6 aus Urethan herumgelegt. Diese beiden Zylinder 1 und 2 werden dabei durch einen externen Antrieb über zwei mit den axialen Endabschnitten der Zylinder verbundene und miteinander kämmende Stirn-(zahn)räder angetrieben. Um zu verhindern, daß das Stanzmesser 3 bei jeder Umdrehung stets auf dieselbe Stelle der Futterschicht 6 trifft, besitzen die Stirnräder unterschiedliche Zähnezahlen, und der Gegenzylinder 2 wird außerdem jeweils in Axialrichtung etwas verschoben. Wenn eine Wellkartonlage 7 durch eine zugeordnete Vorschubeinrichtung zwischen die beiden Zylinder eingeführt wird, wird aus dieser Lage durch das Stanzmesser 3 ein Wellkarton-Zuschnitt mit vorbestimmter Form ausgestanzt, während gleichzeitig durch das Kerbelement 4 im Zuschnitt eine Falzlinie geformt wird. Ein Beispiel für einen auf diese Weise ausgestanzten und vorgekerbten Wellkarton-Zuschnitt 7 ist in Fig. 3 dargestellt. Außerdem veranschaulicht Fig. 4 den Zustand der Futterschicht 6 nach dem wiederholten Ausstanzen einer öffnung A (Fig. 3).

Da bei dieser bisherigen Vorrichtung die Stirnräder der Zylinder unterschiedliche Zähnezahlen besitzen und der Gegenzylinder 2 in Axialrichtung verschoben wird, wird eine Überlappung der Stanzeindrücke entsprechend der öffnung A in jeweils derselben Position vermieden, vielmehr werden diese Eindrücke dabei längs einer Anzahl von Liniensegmenten in Axialrichtung des Gegenzylinders verteilt. Da jedoch die Zahl der Liniensegmente der Stanzeindrücke infolge des Übersetzungsverhältnisses der miteinander kämmenden Stirnräder endlich ist, sind diese Eindrücke des Stanzmessers auf einen begrenzten

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Bereich der Oberfläche des Gegenzylinders 2 verteilt. Diese bisherige Vorrichtung ist damit mit dem Nachteil behaftet, daß sich die Stanzleistung des Stanzmessers in diesem konzentrischen Bereich verschlechtert und deshalb die Futterfläche in kurzen Abständen nachgearbeitet oder erneuert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Mängel des Stands der Technik durch Schaffung einer verbesserten rotierenden Stanzvorrichtung, die so ausgelegt ist, daß das Stanzmesser gleichmäßiger auf die Oberfläche des Gegenzylinders auftrifft und damit die Betriebslebensdauer der Futterschicht verlängert und die Wartungsintervalle für die Futterschicht unter Gewährleistung erhöhter Wirtschaftlichkeit verlängert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer rotierenden Stanzvorrichtung mit einem Maschinenrahmen, einem an seiner Mantelfläche mit einem Stanzmesser versehenen Messerzylinder, einem Gegenzylinder, der auf seiner Mantelfläche eine Futterschicht als Widerlager für das Stanzmesser trägt/ und Antriebszahnrädern, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, mit dem axialen Endabschnitt des jeweils zugeordneten Zylinders verbunden sind und miteinander kämmen, wobei der Messerzylinder und der Gegenzylinder zum Stanzen oder Zuschneiden eines zwischen beide Zylinder eingeführten Wellkartonstücks miteinander zusammenwirken, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Messerzylinder unter Verhinderung einer Axialverschiebung im Maschinenrahmen drehbar gelagert und an seinem einen Endabschnitt mit einem der AntriebsZahnräder fest verbunden ist, daß der Gegenzylinder im Maschinenrahmen drehbar und axial verschiebbar gelagert und an seinem einen Endabschnitt über zwei schrägverzahnte Zahnräder mit dem anderen Antriebszahnrad verbunden ist, daß das eine schrägverzahnte Zahnrad am axialen Endabschnitt des Gegenzylinders montiert ist, daß das andere schrägverzahnte Zahnrad am zweitgenannten Antriebszahnrad montiert ist, das seinerseits unter Verhinderung einer

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Axialverschiebung im Mas diinenrahmen drehbar gelagert ist, und daß mit dem einen axialen Ende des Gegenzylinders eine Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Gegenzylinders in Axialrichtung verbunden ist.

Bei dieser Stanzvorrichtung führt eine durch die Verschiebeeinrichtung bewirkte Axialverschiebung des Gegenzylinders gleichzeitig zu einer gewissen Drehung desselben aufgrund der beiden an seinem axialen Endabschnitt vorgesehenen Schneckenräder. Im Betrieb der Verschiebeeinrichtung ändert sich somit die Relativausrichtung zwischen den Mantelflächen von Messer- und Gegenzylinder sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung, so daß die Stanzeindrücke des Stanzmessers auf der Mantelfläche des Gegenzylinders nicht in Axialrichtung, sondern auf einer schräg verlaufenden geraden Linie ausgerichtet sind. Die durch ein axiales Segment des Stanzmessers hervorgerufenen Stanzeindrücke sind daher nicht auf eine axial verlaufende gerade Linie konzentriert, wie dies bei der bisherigen Vorrichtung der Fall ist, so daß die Futterschicht eine verlängerte Betriebslebensdauer erhält und sich infolgedessen die Zeitabstände zwischen den Nacharbeitungen und Erneuerungen der Futterschicht verlängern. Demzufolge lassen sich Wartung und Instandhaltung vereinfachen, und die Wirtschaftlichkeit der Stanzarbeiten wird insgesamt verbessert.

Ein spezielles Merkmal der vorstehend umrissenen Stanzvorrichtung besteht darin, daß das zweitgenannte schrägverzahnte Zahnrad axial verschiebbar, aber drehfest am zweitgenannten Antriebszahnrad montiert ist und daß eine Einstelleinrichtung zur verstellbaren Änderung und Festlegung der axialen Relativstellung zwischen dem zweitgenannten schrägverzahnten Zahnrad und dem zweitgenannten Antriebszahnrad vorgesehen ist.

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Bei dieser Ausgestaltung der Stanzvorrichtung kann zusätzlich die Drehphasenbeziehung zwischen Gegen- und Messerzylinder unabhängig von der Axialverschiebung des Gegenzylinders willkürlich und kontinuierlich variiert werden, so daß die auf der Futterschicht durch das Stanzmesser hervorgerufenen Stanzeindrücke einschränkungsfrei gleichmäßiger über die gesamte Mantelfläche des Gegenzylinders hinweg verteilt werden können. Auf diese Weise wird die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung in bezug auf Wartung und Nacharbeitung bzw. Erneuerung weiter verbessert.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. t eine schematische Seitenansicht einer bisherigen rotierenden Stanzvorrichtung,

Fig. 2 einen in \ergrößertem Maßstab gehaltenen lotrechten Schnitt durch einen Mittelbereich der Zylinder nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf ein Beispiel für einen mittels der Vorrichtung nach Fig. 1 ausgestanzten Wellkarton-Zuschnitt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Stanzmessereindrücke auf dem Gegenzylinder infolge des Ausstanzens einer öffnung im Zuschnitt nach Fig. 3,

Fig. 5 einen lotrechten Axialschnitt durch einen Gegenzylinder und einen Messerzylinder bei einer rotierenden Stanzvorrichtung gemäß der Erfindung,

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Pig. 6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt durch die axialen Endabschnitte von Gegen- und Messerzylinder nach Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der in der Futterschicht des Gegenzylinders beim Ausstanzen der öffnungim Zuschnitt entstehenden Stanzeindrücke,

Fig. 8 eine Fig. 7 ähnelnde Darstellung für den Fall, daß ein Hydraulikzylinder für die Axialverschiebung des Gegenzylinders nicht betätigt wird,

Fig. 9 eine Fig. 6 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 10 eine den Fig. 7 und 8 ähnelnde Darstellung zur Veranschaulichung der Stanzeindrücke bei der Vorrichtung nach Fig. 9.

Nachdem die Fig. 1 bis 4 eingangs bereits erläutert worden sind, ist im folgenden eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 5 bis 8 näher beschrieben.

Die Vorrichtung gemäß den Fig. 5 bis 8 umfaßt einen Messerzylinder 1, der an beiden Enden in gegenüberstehenden Maschinenrahmenteilen 14 und 14' gelagert ist, sowie einen an seinen beiden Enden mittels Lagern 10 und 10' in den Rahmenteilen 14 bzw. 14' gelagerten Gegenzylinder 2. Am einen Ende des Messerzylinders 1 ist ein Stirn(zahn)rad 13 montiert. An der Außenumfangsflache des Lagers 10 ist unter Zwischenfügung eines Lagers 15 ein Stirnrad 9 drehbar gelagert, wobei die beiden Stirnräder, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, miteinander kämmen. Konzentrisch zum Stirnrad 9 ist an diesem ein schrägverzahntes Innenzahnrad 11 (helical rack) befestigt, während an dem das Stirnrad 9 durchsetzenden Endabschnitt des Gegenzylinders 2 ein schrägver-

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zahntes Zahnrad bzw. Schneckenrad 12 befestigt ist. Die beiden schrägyerzahnten Zahnräder 11 und 12 kämmen dabei miteinander. Die Dicke des schrägverzahnten Zahnrads bzw. Schneckenrads 12 übersteigt diejenige des Innenzahnrads um einen Betrag entsprechend der Strecke der Axialverschiebung des Gegenzylinders 2. Wahlweise kann jedoch auch die Dicke des Innenzahnrads 11 um denselben Betrag größer gewählt werden als diejenige des Zahnrads 12. Ein am Rahmenteil 14' montierter Hydraulikzylinder 8 steht mit seinem Kolbenstangenteil über ein Lager 16 mit dem Gegenzylinder in Verbindung. Bei Betätigung des Hydraulikzylinders 8 wird der Gegenzylinder 2, unabhängig von seiner Drehbewegung, in Axialrichtung verschoben.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die Antriebskraft von einer nicht dargestellten Antriebskraftquelle über eine ebenfalls nicht dargestellte Kraftübertragung (Getriebe) zum Drehen des Messerzylinders 1 auf das Stirnrad 13 und weiter über das Stirnrad 9, das schrägverzahnte Innenzahnrad 11 und das schrägverzahnte Zahnrad 12 auf den Gegenzylinder übertragen, um diesen in Drehung zu versetzen. Wenn bei der Drehung des Messerzylinders 1 und des Gegenzylinders 2 der Hydraulikzylinder 8 betätigt wird, wird der Gegenzylinder in Axialrichtung verschoben, wobei sich auch das schrägverzahnte Zahnrad 12 gemeinsam mit dem Gegenzylinder 2 in Axialrichtung verschiebt, so daß sich die Eingriffsposition zwischen Innenzahnrad 11 und Zahnrad 12 verändert und dabei eine Verdrehung des Innenzahnrads 11 hervorgebracht wird. Aufgrund dieser Verdrehung verschiebt sich die Lage der durch das Stanzmesser 3 des Messerzylinders 1 im Gegenzylinder 2 hervorgerufenen Stanzeindrücke schräg zur Axialrichtung des Gegenzylinders 2. Ein Beispiel für eine Reihe von Stanzeindrücken auf dem Gegenzylinder 2 ist in Fig. 7 veranschaulicht. Wenn der Hydraulikzylinder 8 nicht betätigt wird, treten die Stanzeindrücke des Stanzmessers 3 auf dem Gegenzylinder 2 mit der in Fig. 8 dargestellten Verteilung

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auf, wobei sie längs einer ümfangslinie in regelmäßigen Abständen verteilt sind, die durch das übersetzungsverhältnis zwischen den Stirnrädern 9 und 13 bestimmt werden.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung der Gegenzylinder durch Betätigung des Hydraulikzylinders sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung verschoben wird und damit die Stanzmessereindrücke auf dem Gegenzylinder in einer Reihe von schräg zur Axialrichtung verlaufenden Linien zu liegen kommen, wird die Fläche verkleinert, auf welcher sich diese Stanzeindrücke gegenseitig überlappen, so daß eine vergleichsweise gleichmäßige Abnützung des Gegenzylinders bzw. seiner Futterschicht gewährleistet wird. Hierdurch wird die Betriebslebensdauer der Futterschicht verlängert, so daß sie weniger häufig nachgearbeitet oder ausgewechselt zu werden braucht. Außerdem kann durch die gleichmäßige Verteilung der Eindringpositionen des Stanzmessers in die Futterschicht über die Gesamtoberfläche des Gegenzylinders hinweg die Schneidleistung des Stanzmessers stabilisiert und die Stanzgenauigkeit beträchtlich erhöht werden.

Im folgenden ist anhand der Fig. 9 und 10 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher die den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein schrägverzahntes Innenzahnrad bzw. eine schrägverzahnte Zahnstange (helical rack) 11 mittels eines Gleitbolzens 51 so am Stirnrad 9 montiert, daß es bzw. sie frei in Axialrichtung des Gegenzylinders 2 verschiebbar ist. Am Maschinenrahmen 14 ist eine Halterung 521 befestigt, in welcher eine Phaseneinstellwelle 52 verschiebbar gelagert ist. Am einen Ende der Phaseneinstellwelle 52 ist eine Rolle 522 drehbar gelagert, die in eine in der Außenumfangsflache des Innenzahnrads 11 vorgesehene Nut 523 eingreift. Das andere Ende der Phaseneinstellwelle 52 ist fest mit dem Ende eines Handgriffs bzw. Handrads 54 ver-

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bunden, das mit einer Schraubverbindung in der Halterung
521 geführt ist, so daß die Phaseneinstellwelle 52 in
Axialrichtung verschiebbar ist.

Wenn bei dieser abgewandelten Ausführungsform nach dem Ausstanzen einer vorbestimmten Zahl von Wellkarton-Zuschnitten das Handrad 54 um einen vorbestimmten Betrag verdreht wird, verschiebt sich die Phaseneinstellwelle 52 axial zum Gegenzylinder 2, wobei diese Bewegung über die Rolle 522 auf das Innenzahnrad 11 übertragen und dieses damit in dieselbe
Richtung verschoben wird, so daß eine Phasenverschiebung
in der Drehrichtung zwischen Innenzahnrad 11 und schrägverzahntem Zahnrad 12 eingeführt wird. Aufgrund dieser Verschiebung wird der Ort der durch das Stanzmesser 3 auf dem
Gegenzylinder hervorgerufenen Stanzeindrücke von den in
Fig. 10 in ausgezogenen Linien eingezeichneten schrägen
Linien 551 bis 554 auf die in gestrichelten Linien eingezeichneten schrägen Linien 551' bis 554' versetzt.

Bei der abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können
somit mittels des Handrads zur Verschiebung der Phaseneinstellwelle 52 die Positionen der Stanzeindrücke auf dem Gegenzylinder kontinuierlich und gleichmäßig über eine größere
Fläche auf dem Gegenzylinder 2 verteilt werden, so daß in
vorteilhafter Weise die Betriebslebensdauer der Futterschicht verlängert und die Schneidleistung des Stanzmessers stabilisiert werden können.

Obgleich vorstehend nur zwei derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine rotierende Stanzvorrichtung geschaffen, die einen Messerzylinder, einen

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Gegenzylinder und zwei mit den jeweiligen Zylindern verbundene AntriebsZahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl aufweist. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, daß zwei miteinander kämmende schrägverzahnte bzw. Schneckenzahnräder zwischen das dem Gegenzylinder zugeordnete Antriebszahhrad und den Gegenzylinder eingefügt sind und weiterhin eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des Gegenzylinders in Axialrichtung vorgesehen ist, wobei der Gegenzylinder bei Betätigung der Verschiebeeinrichtung über eine vorgegebene Verschiebestrecke nicht nur in Axialrichtung, sondern auch in Umfangsrichtung über die schrägverzahnten Zahnräder verschoben werden kann, um die regelmäßige Drehphasenbeziehung zwischen Gegenzylinder und Messerzylinder zu stören.

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L e e r s e i t e

Claims

Henkel, Kern, Feiler Cr Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, Möhlstraße37

Tokio, Japan D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87

Telex: 0529 802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

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7. Jan. 1980

Rotierende Stanzvorrichtung

Patentansprüche

Rotierende Stanzvorrichtung mit einem Maschinenrahmen, einem an seiner Mantelfläche mit einem Stanzmesser versehenen Messerzylinder, einem Gegenzylinder, der auf seiner Mantelfläche eine Futterschicht als Widerlager für das Stanzmesser trägt, und Antriebszahnrädern, die unterschiedliche Zähnezahlen besitzen, mit dem axialen Endabschnitt des jeweils zugeordneten Zylinders verbunden sind und miteinander kämmen, wobei der Messerzylinder und der Gegenzylinder zum Stanzen oder Zuschneiden eines zwischen beide Zylinder eingeführten Wellkartonstücks miteinander zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerzylinder (1) unter Verhinderung einer Axialverschiebung im Maschinenrahmen (14, 14') drehbar gelagert und an seinem einen Endabschnitt mit einem der Antriebszahnräder (13) fest verbunden ist, daß der Gegenzylinder (2) im Maschinenrahmen (14, 14') drehbar und axial verschiebbar gelagert und an seinem einen Endabschnitt über zwei schrägverzahnte Zahnräder (11, 12) mit dem anderen Antriebszahnrad (9) verbunden ist, daß das eine schrägverzahnte Zahnrad am axialen Endabschnitt des Gegenzylinders (2)

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montiert ist, daß das andere schrägverzahnte Zahnrad am zweitgenannten Antriebszahnrad (9) montiert ist, das seinerseits unter Verhinderung einer Axialverschiebung im Maschinenrahmen (14, 14") drehbar gelagert ist, und daß mit dem einen axialen Ende des Gegenzylinders (2) eine Verschiebeeinrichtung (8; 51 usw.) zur Verschiebung des Gegenzylinders in Axialrichtung verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweitgenannte schrägverzahnte Zahnrad axial verschiebbar, aber drehfest am zweitgenannten Antriebszahnrad montiert ist und daß eine Einstelleinrichtung zur verstellbaren Änderung und Festlegung der axialen Relativstellung zwischen dem zweitgenannten schrägverzahnten Zahnrad und dem zweitgenannten Antriebszahnrad vorgesehen ist.

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