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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Rotationsstanzvorrichtung, die insbesondere in Druck- und Zurichtungsstraßen
für Faltschachteln aus Karton und für selbstklebende
Etiketten verwendbar ist.
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Diese Vorrichtungen basieren allgemein auf dem Prinzip des
Abrollens zweier übereinander angeordneter Zylinder mit
parallelen Achsen aufeinander, von denen einer, nämlich der
eigentliche Schnittzylinder, erhaben graviert ist, während
der andere Zylinder oder Amboß-Zylinder glatt ist. In
bestimmten Verfahren können jedoch auch die beiden Zylinder
komplementäre Gravuren aufweisen. Die Rotationsmitnahme
beider Zylinder mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit,
jedoch mit gegenläufiger Drehrichtung, wird durch
Verbindungszahnradgetriebe mit einem gleichen wirksamen Durchmesser
gewährleistet, der so ausgewählt ist, daß zwischen den beiden
Schnittzylindern ein kleiner konstanter Abstand herrscht, der
notwendig ist, um ein gutes Stanzen der zwischen ihnen
durchgehenden Lage aus Karton oder Papier zu gewährleisten,
ohne daß es jedoch eine Berührung zwischen den das Stanzen
gewährleistenden metallischen Teilen gibt.
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Das die beiden Stanzzylinder mit parallelen Achsen trennende
Intervall wird durch Rollkörper oder Rollbahnen
gewährleistet, die an den Enden der beiden Zylinder vollständig
konzentrisch zu diesen befestigt sind. Der Durchmesser jedes
dieser Rollkörper ist dem wirksamen Durchmesser des
Verbindungsgetriebes gleich. Der Stanzdruck kann daher ohne
Rückhalt auf die beiden Zylinder ausgeübt werden.
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Der Durchmesser der Stanzzylinder, der von dem gestanzten
Format abhängt, muß ebenfalls als Funktion der
Maschinenbreite derart bestimmt werden, daß die beim Durchführen des
Stanzvorgangs auftretenden Biegungen, die den
Ausführungstoleranzen hinzugefügt werden, nicht größer als der
theoretische Abstand sind, der die stanzenden Teile trennt. Die beim
Stanzvorgang auftretenden Biegungen haben zwei Ursprünge,
nämlich die eigentliche Biegung der Zylinder unter der
Wirkung einer punktuell oder gleichförmig verteilten Last,
aufgrund des Stanzeffekts, und die Biegung, die durch die
Biegemomente verursacht wird, die aufgrund der auf die
Spindeln der Zylinder ausgeübten Wirkung auftreten. Es ist
notwendig, insbesondere im Fall bestimmter Arbeiten, die eine
große Präzision und einen freien staubfreien Schnitt
benötigen, während des eigentlichen Stanzvorgangs eine möglichst
geringe Biegung beizubehalten, d. h. eine möglichst geringe
Durchbiegung des Stanzzylinders. Um diese Durchbiegung oder
Flexion des Stanzzylinders zu reduzieren, kann man es
offensichtlich ins Auge fassen, einen Stanzzylinder mit einem
großen Durchmesser zu verwenden, was jedoch zu erhöhten
Kosten des Werkzeugs und der Aufnahmestruktur führt. Man hat
ebenfalls vorgeschlagen, wie es in dem Patent FR-A-26 45 790
beschrieben ist, mit einer speziellen Anordnung der
Hydraulikzylinder die zweite Flexion zu unterdrücken, d. h. die von
den Biegemomenten hervorgerufene.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an einer
Rotationsstanzvorrichtung der eingangs genannten Art, die es
ermöglichen, die Flexion oder die Durchbiegung des
Stanzzylinders während eines Stanzvorgangs deutlich zu verringern.
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Zu diesem Zweck enthält die Rotationsstanzvorrichtung ein
Gestell, das zwischen zwei senkrechten parallelen Ständern
zwei übereinander angeordnete Schnittzylinder mit parallelen
Achsen haltert, nämlich einen oberen Schnittzylinder und
einen unteren Schnittzylinder, die jeweils mit aufeinander
abrollenden Rollbahnen verbunden sind, wobei die beiden
gegenüberliegenden koaxialen Achsschenkel des oberen
Schnittzylinders jeweils drehbar in zwei oberen einander
gegenüberliegenden Lagerblöcken gelagert sind, die senkrecht auf den
jeweiligen Ständern gleiten können, während die beiden
koaxialen einander gegenüberliegenden Achsschenkel des
unteren Schnittzylinders jeweils drehbar in zwei unteren
gegenüberliegenden Lagerblöcken gelagert sind, die senkrecht
auf den entsprechenden Ständern gleiten können und jeweils
unterhalb der oberen Lagerblöcke angeordnet sind, wobei jeder
der oberen Lagerblöcke in seinem oberen Teil in das Innere
der Vorrichtung durch einen auskragenden Teil verlängert ist,
der der nach unten gerichteten Wirkung eines senkrechten
Druckzylinders unterworfen ist, der im oberen Teil der
Vorrichtung montiert ist, während jeder der unteren
Lagerblöcke in seinem unteren Teil in das Innere der Vorrichtung
durch einen auskragenden Teil verlängert ist, der sich
oberhalb eines Anschlags erstreckt, der von dem
entsprechenden Träger getragen wird und mit dem er in Kontakt steht,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie
zwischen jedem Paar von oberen und unteren Lagerblöcken einen
Keil oder einen Steg aufweist, der ein Abstützen der beiden
Blöcke aufeinander ermöglicht, und daß die die Achse jedes
senkrechten Druckzylinders enthaltende senkrechte Querebene
zwischen der senkrechten Querebene, in der der zwischen den
Lagerblöcken angeordnete Keil oder Steg gelegen ist, und der
senkrechten Querebene der Rollbahnen der beiden Zylinder
liegt.
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Im folgenden wird als ein nicht beschränkendes Beispiel eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:
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Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt durch eine
Rotationsstanzvorrichtung nach der
Erfindung ist;
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Fig. 2 ein senkrechter Querschnitt längs Linie
II-II in Fig. 1 ist;
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Fig. 3 ein Schema ist, das das in der
Stanzvorrichtung angewendete Prinzip zum
Realisieren der Einsetzung der Achsschenkel
des Schnittzylinders illustriert.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte
Rotationsschneidvorrichtung weist ein Gestell auf, das von zwei parallelen
senkrechten Ständern 1 und 2 gebildet wird, die miteinander
durch nicht dargestellte horizontale Traversen verbunden
sind. Jeder der Ständer 1, 2 ist in seinem oberen Teil mit
einer Öffnung 3 versehen, die sich mit rechteckiger Form
senkrecht erstreckt und in der horizontalen oberen Fläche des
Ständers mündet. In den beiden entgegengesetzten Öffnungen 3
ist eine auswechselbare Stanzvorrichtung eingesetzt, die im
wesentlichen von zwei Schneidzylindern mit parallelen
horizontalen Achsen gebildet wird, einem oberen 4 und einem
unteren 5, zwischen denen eine zu stanzende Lage Papier oder
Karton hindurchgehen muß. Der obere Schneidzylinder 4 ist an
seinen beiden Enden durch zwei koaxiale Achsschenkel 4a, 4b
verlängert und ist mit zwei Rollbahnen 6 verbunden, die mit
Abstand von den beiden Stirnflächen des Schneidzylinders 4
angeordnet sind und zwischen denen sich der gravierte Teil
des Zylinders 4 befindet. Auf die gleiche Weise ist der
untere Schneidzylinder 5, der glatt (Amboß-Zylinder) oder
graviert sein kann, an seinen beiden Enden durch zwei
koaxiale Achsschenkel 5a, 5b verlängert. Die oberen Rollbahnen 6
rollen auf dem Umfang des unteren glatten Zylinders 5, der
daher im Fall des Amboß-Zylinders zwei untere Rollbahnen in
den beiden Kontaktzonen mit den oberen Rollbahnen bildet, und
sie haben einen gleichen Durchmesser, der etwas größer als
der des oberen Schneidzylinders ist, so daß zwischen den
beiden Zylindern 4 und 5 ein kleines Intervall bleibt, das
notwendig ist, um einen guten Schnitt der zwischen ihnen
hindurchgehenden Bahn aus Karton oder Papier zu
gewährleisten, ohne daß es jedoch eine Berührung zwischen den den
Stanzvorgang gewährleistenden metallischen Teilen gibt. Der
Durchmesser der oberen Rollbahnen 6 ist dem Durchmesser des
unteren Amboß-Zylinders 5 und dem Nenndurchmesser der
Verbindungsgetriebe 7, 8 gleich, die mit den linken (in Fig. 1)
Achsschenkeln 4a, 5a der Schneidzylinder 4, 5 an der
Außenseite des linken Ständers 1 verbunden sind. Diese
Verbindungsgetriebe 7, 8 stehen in gegenseitigem Eingriff und
werden ausgehend von der allgemeinen Steuerung der
Vorrichtung in Rotation angetrieben.
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Die Achsschenkel 4a, 4b und 5a, 5b der Schneidzylinder 4, 5
sind jeweils drehbar in übereinander angeordneten,
lagerbildenden Blöcken gelagert, nämlich oberen Lagerblöcken 9 und
unteren Lagerblöcken 10, die mit enger Passung in die
Öffnungen 3 eingreifen und senkrecht in diesen gleiten können.
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Jeder obere Lagerblock 9 ist in seinem oberen Teil in das
Innere hinein durch einen auskragenden Teil 9a verlängert,
der sich über den Endteil des oberen Schneidzylinders 4
erstreckt. In gleicher Weise ist jeder untere Lagerblock 10
in seinem unteren Teil in das Innere der Vorrichtung hinein
durch einen auskragenden Teil 10a verlängert, der sich unter
dem Endteil des unteren Schneidzylinders 5 erstreckt und über
einem festen angebauten Anschlag 11. Dieser Anschlag 11 ist
mit Hilfe von Schrauben an der Innenfläche des entsprechenden
Ständers 1, 2 derart befestigt, daß seine obere horizontale
Fläche auf einer Höhe liegt, die etwas höher liegt als die
Höhe, wo sich der untere Rand der Öffnung 3 befindet. Daher
liegt normalerweise der nach innen kragende Teil 10a jedes
unteren Lagerblocks 10 auf der oberen Fläche des angebrachten
Anschlags 11 auf und ist die untere Fläche dieses unteren
Lagerblocks gegenüber dem unteren Rand der Öffnung 3 etwas
versetzt.
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Die oberen und unteren Lagerblöcke 9, 10 jedes Paars von
Blöcken sind ebenfalls, wie dies in dem Patent FR-A-26 45 790
beschrieben ist, durch eine elastische Kupplungsvorrichtung
miteinander verbunden, die dazu tendiert, jeden oberen
Lagerblock 9 gegenüber dem unteren Lagerblock 10 anzuheben und
eine begrenzte senkrechte Bewegung des oberen Lagerblocks 9
gegenüber dem unteren Lagerblock 10 zu ermöglichen, wobei in
der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung diese
Kupplungsvorrichtung nicht dargestellt ist.
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Die Rotationsstanzvorrichtung nach der Erfindung enthält in
ihrem oberen Teil einen Druckaufbringungsrahmen 12, der eine
zentrale Traverse 13 umfaßt, die an ihren beiden Enden zwei
senkrechte Druckzylinder 14 enthält. Die Stempel dieser
Druckzylinder erstrecken sich nach unten, und ihre unteren
Enden sind gerade oberhalb der auskragenden Teile 9a der
oberen Lagerblöcke 9 und in Kontakt mit diesen gelegen. Der
Druckaufbringungsrahmen 12 ist vorzugsweise in seiner
Gesamtheit auf der einen Seite um eine Querachse angelenkt, und er
kann in horizontaler Position auf dem Gestell der Vorrichtung
durch geeignete Mittel unbeweglich gemacht werden.
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Die senkrechten Druckaufbringungszylinder 14 sind auf der
Traverse 13 des Druckaufbringungsrahmens 12 derart montiert,
daß die vertikale Achse jedes dieser Zylinder 14 in einer
senkrechten Querebene P enthalten ist, die zwischen der
senkrechten Quermittelebene P1 der oberen benachbarten
Rollbahn 6 und dem oberen benachbarten Lagerblock 9 liegt. Im
übrigen ist ein Keil oder Steg 15 mit einstellbarer Höhe
zwischen jedem Paar von oberem und unterem Lagerblock 9 bzw.
10 eingesetzt. Dieser Steg 15 ist im wesentlichen in der
senkrechten Quermittelebene P2 gelegen, die dem oberen und
unteren Lagerblock 9 und 10 des gleichen Paars von
Lagerblökken gemeinsam ist.
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Es sind Mittel vorgesehen, um auf Wunsch die Höhe des
einstellbaren Stegs 15 einzustellen. Diese Mittel können
beispielsweise zwei senkrechte Spindeln 16 umfassen, die von
oben nach unten jeden oberen Lagerblock 9 auf der einen bzw.
der anderen Seite des Achsschenkels 4a, 4b des oberen
Schneidzylinders durchqueren und bei denen mindestens die
unteren Enden 16a mit Gewinde versehen und in entsprechende
in dem unteren Teil des Blocks 9 vorgesehene Gewindelöcher
eingeschraubt sind. Die beiden Endteile 16a der Spindeln 16
bilden den Steg 15, indem sie sich auf der oberen Fläche des
unteren Lagerblocks 10 abstützen. An ihren oberen Enden sind
die beiden Spindeln 16 mit jeweiligen Ritzeln 17 verbunden,
die in Eingriff mit einem zentralen gemeinsamen Ritzel 18
stehen, das mit einer Feinstelleinrichtung 19 verbunden ist.
Es ist daher möglich, durch Drehen der
Feineinstelleinrichtung 19 die Höhe einzustellen, um die die unteren Teile 16a
der Spindeln 16 über den Lagerblock 9 vorspringen, und
infolgedessen den Abstand zwischen den beiden Blöcken 9 und
10.
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Wenn die Drehstanzvorrichtung nach der Erfindung unter Druck
gesetzt wird, erstreckt sich der Druckaufbringungsrahmen 12
horizontal, und wenn die beiden Zylinder 14 unter Druck
gesetzt werden, werden ihre Stempel nach unten gegen die
beiden oberen Lagerblöcke 9 geschoben. Die von jedem der
Zylinder 14 erzeugte Kraft F wirkt nach unten in der
senkrechten Längsebene P, die durch die Achse des entsprechenden
Zylinders 14 geht, und sie wirkt in einem Punkt A (Fig. 3) in
der horizontalen Stützebene auf den unteren Schneidzylinder
5, und sie wird von dem festen Anschlag 11 gestützt. Der
Anbringungspunkt A der Wirkung F ist einerseits zwischen dem
mittleren Berührungspunkt B zwischen der Rollbahn 6 und dem
unteren Zylinder 5 und andererseits zwischen dem
Berührungspunkt C zwischen den beiden Blöcken 9, 10, über den Steg 15.
Daher befindet sich jeder Achsschenkel 4a des Zylinders 4
zusammen mit dem Endteil des Zylinders 4 bis zu der Rollbahn
6 eingespannt, d. h. über die Länge des Abschnitts C bis B.
Aufgrund dieser Einspannung ist die Durchbiegung, die der
obere Schneidzylinder 4 während eines Stanzvorgangs erfährt,
viel geringer als dann, wenn es wegen des Fehlens der Stege
15 keine Einspannung gäbe. Dies wird durch die Kurven I und
II der Fig. 3 ersichtlich gemacht&sub1; die die Durchbiegungen f
und f1 darstellen, die der Schneidzylinder 4 während eines
Schneidvorgangs einnimmt. Die Kurve I gibt die Durchbiegung f
des Schneidzylinders beim Fehlen eines Einspannens an, d. h.
dann, wenn die Stege 15 nicht vorgesehen sind, während die
Kurve II die Durchbiegung f angibt, die man mit einer
Einspannung längs der Segmente BC erhält. Man sieht klar aus
diesen Kurven, daß die während eines Stanzvorgangs mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltene Durchbiegung f1
deutlich kleiner, etwa fünffach kleiner, als die Durchbiegung
f ist, die der Zylinder 4 einnimmt, wenn es keine Einspannung
gibt. Eine solche Verringerung der Durchbiegung des
Schneidzylinders 4 erlaubt es, mit der gleichen
Durchbiegungsverformung, Zylinder zu verwenden, deren Durchmesser zwei Drittel
des Durchmessers der gegenwärtig verwendeten Zylinder ist,
und daher einen wesentlichen Gewinn bei den Kosten der
Werkzeuge und der Aufnahmestrukturen zu verwirklichen, oder
aber mit Zylindern des gleichen Durchmessers eine deutlich
höhere Schnittqualität, sauber und ohne Staub, zu erhalten.