DE69205554T2 - Rotationsstanzvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationsstanzvorrichtung, die insbesondere in Druck- und Zurichtungsstraßen für Faltschachteln aus Karton und für selbstklebende Etiketten verwendbar ist.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Im folgenden wird als ein nicht beschränkendes Beispiel eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:
• Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt durch eine Rotationsstanzvorrichtung nach der Erfindung ist;
• Fig. 2 ein senkrechter Querschnitt längs Linie II-II in Fig. 1 ist;
• Fig. 3 ein Schema ist, das das in der Stanzvorrichtung angewendete Prinzip zum Realisieren der Einsetzung der Achsschenkel des Schnittzylinders illustriert.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (4)

1. Rotationsstanzvorrichtung mit einem Gestell, das zwischen zwei senkrechten parallelen Ständern (1, 2) zwei übereinander angeordnete Schneidzylinder (4, 5) mit parallelen Achsen haltert, nämlich einen oberen Schneidzylinder (4) und einen unteren Schneidzylinder (5), die mit aufeinander abrollenden Rollbahnen (6, 5) verbunden sind, wobei die beiden gegenüberliegenden koaxialen Achsschenkel (4a, 4b) des oberen Schneidzylinders (4) drehbar in zwei oberen gegenüberliegenden Lagerblöcken (9) gelagert sind, die senkrecht auf den jeweiligen Trägern (1, 2) gleiten können, während die beiden gegenüberliegenden koaxialen Achsschenkel (5a, 5b) des unteren Schneidzylinders drehbar in zwei gegenüberliegenden unteren Lagerblöcken (10) gelagert sind, die senkrecht an den beiden jeweiligen Ständern (1, 2) gleiten können und jeweils unterhalb der oberen Lagerblöcke (9) angeordnet sind, wobei jeder der oberen Lagerblöcke (9) in seinem oberen Teil in das Innere der Vorrichtung hinein durch einen auskragenden Teil (9a) verlängert ist, der der nach unten gerichteten Wirkung eines senkrechten Druckaufbringungszylinders (14) unterworfen ist, der im oberen Teil der Vorrichtung montiert ist, während jeder der unteren Lagerblöcke (10) in seinem unteren Teil in das Innere der Vorrichtung hinein durch einen auskragenden Teil (10a) verlängert ist, der sich oberhalb eines von dem entsprechenden Träger (1, 2) getragenen Anschlags (11) erstreckt und mit dem er in Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen jedem Paar von oberem Lagerblock (9) und unteren Lagerblock (10) einen Keil oder Steg (15) aufweist, der eine Abstützung der beiden Blöcke (10) aufeinander ermöglicht, und daß die die Achse jedes senkrechten Druckaufbringungszylinders (14) enthaltende senkrechte Querebene (P) zwischen der senkrechten Querebene (P2), in der der zwischen den Lagerblöcken (9, 10) angeordnete Keil oder Steg (15) liegt, und der senkrechten Querebene (P1) der Rollbahnen (6, 5) der beiden Zylinder liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Einstellen der Höhe der Keile oder Stege (15) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einstellen der Höhe der Keile oder Stege (15) zwei senkrechte Spindeln (16) umfassen, die jeden oberen Lagerblock (9) auf der einen bzw. anderen Seite des Achsschenkels (4a, 4b) des oberen Schneidzylinders (4) durchqueren und die mindestens in ihrem unteren Endbereich (16a) mit einem Gewinde versehen und in in dem unteren Teil des Blocks (9) vorgesehene entsprechende Gewindelöcher eingeschraubt sind, wobei die beiden Endteile (16a) der Spindeln (16a) den Steg (15) bilden, indem sie sich auf der oberen Fläche des unteren Lagerblocks (10) aufstützen, und daß die beiden Spindeln (16) an ihren oberen Enden mit jeweiligen Ritzeln (17) verbunden sind, die in Eingriff mit einem gemeinsamen zentralen Ritzel (18) stehen, das mit einer Feineinstelleinrichtung (19) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schneidzylinder (4) zwei mit Abstand von seinen beiden Stirnflächen angeordnete Rollbahnen (6) aufweist.