EP1925408B1 - Stanzvorrichtung und Gegenstanzzylinder für eine Stanzvorrichtung - Google Patents
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- EP1925408B1 EP1925408B1 EP07022837A EP07022837A EP1925408B1 EP 1925408 B1 EP1925408 B1 EP 1925408B1 EP 07022837 A EP07022837 A EP 07022837A EP 07022837 A EP07022837 A EP 07022837A EP 1925408 B1 EP1925408 B1 EP 1925408B1
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- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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- B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member
- B26D7/265—Journals, bearings or supports for positioning rollers or cylinders relatively to each other
Definitions
- the invention relates to a device for punching and a device for a device for punching, in particular a counter-punching cylinder.
- labels or the like are punched out of a passing between a punching cylinder and a counter-punching cylinder or impression cylinder web in the so-called cutting application or cut in the so-called stamping application.
- the label falls out of the material web after the cut, while in the so-called stamping application only the label material and, if necessary, the adhesive are severed, leaving the carrier material at least substantially intact, so that the stamped labels are printed on a e.g. rolled-up web can remain.
- the cutting depth of the cutters must be maintained fairly accurately to avoid too much or too little incision depth. As the blades blunt in the course of operation, the cutting depth is reduced over time.
- a renewal or rework of the cutting is complex, so that in the prior art punching devices have become known in which the cutting gap between the punching cylinder and the counter-punching cylinder is adjustable so that with decreasing cutting depth, the cutting gap can be adapted to the changed conditions.
- a device for punching with a rotatable about a rotation axis punching cylinder and a about a rotation axis of the punching cylinder parallel rotation axis rotatable impression cylinder in which the size of the gap between the punching cylinder and the impression cylinder is adjustable.
- the punching cylinder and the impression cylinder are each equipped with bearer rings, which are made of hardened steel and run on each other. The bearer rings project respectively radially outward beyond the outer surface of the cylinder body, so that the cutting gap results in the area of the cylinder body of the punching cylinder and the impression cylinder.
- the position of the axis of rotation of the bearer rings of the impression cylinder is provided via an eccentric intermediate ring adjustable.
- the bearing of the axis of rotation can be changed and the gap can be increased or decreased.
- a disadvantage of the DE 197 36 762 C2 known system is, however, that changes not only the position of the axis of rotation of the impression cylinder by an angular adjustment of the intermediate ring, but that the position of the axis of rotation of the punching cylinder must be changed accordingly, since the Punch cylinder rests on the bearer rings of the counter-pressure cylinder via its bearer rings.
- Another disadvantage of this known device is that a retrofitting of existing systems is practically possible only by a complete replacement of the entire punching device.
- Another punching device has become known, which has a rotatably mounted punching cylinder and a rotatably mounted impression cylinder, between which a material web is feasible.
- the axis of the impression cylinder is fixed and arranged on the upper side of the fixed shaft oblique surfaces on which an adjustment of a bearing of the impression cylinder is adjustably arranged, so achieved by an axial adjustment of the bearing and a height adjustment of the axis of rotation of the impression cylinder becomes.
- a disadvantage of this known system is the complicated structure of many items. Another disadvantage is that a fixed shaft is needed to ensure the adjustability of the cutting gap. This leads to that in existing plants, where the drive over the wave of the Counter-pressure cylinder is done, retrofitting is not possible or only with great effort.
- a punching device with a rotatably mounted punching cylinder and a rotatably mounted on a fixed shaft impression cylinder, in which the distance between the punching cylinder and the impression cylinder is also adjustable.
- the fixed axis is provided with an eccentric portion on which the impression cylinder is rotatably mounted.
- the object of the present invention to provide a device for punching and a device for a device for punching available in which a gap width easy to adjust and where a retrofitting of existing facilities is possible.
- the device according to the invention for a device for punching comprises according to claim 1, a counter-punching cylinder comprising a shaft and a rotatably received around the shaft around the cylinder body, and at least one bearer ring.
- the shaft is rotatable about an axis of rotation and the cylinder body is mounted on at least one eccentric on the shaft to adjust a gap width. Due to this arrangement, the position of the shaft remains unchanged when adjusting the gap width.
- the inventive device for punching and / or embossing a material web comprises a rotatably received punching cylinder and a rotatably received counter punch cylinder, wherein the counter punch cylinder comprises a shaft and a rotatably received around it cylinder body, and at least one bearer ring. Between the punching cylinder and the cylinder body of the counter-punching cylinder to be punched and / or to be embossed material web is feasible.
- the shaft of the counter-punching cylinder is designed to be rotatable about an axis of rotation and rotates during operation.
- the cylinder body according to the invention is mounted on the shaft via at least one eccentric to set a gap width between the punching cylinder and the counter-punching cylinder or the impression cylinder, wherein when adjusting the gap width, the position of the shaft remains unchanged.
- the invention has many advantages.
- the inventive device is particularly suitable for retrofitting existing systems that do not have an adjustable gap.
- both devices can be retrofitted, which have a rotatable shaft as well as a fixed shaft, so that flexible retrofitting of existing systems is possible.
- the device according to the invention is particularly simple in construction and ensures reliable operation.
- a significant advantage of the invention is that the important for installation radial distance from the outer circumference of the bearer rings to the position of the shaft remains the same.
- the required stability can be ensured both when using magnetic and full cylinders, since vibrations are reliably avoided.
- the maximum radial distance of the surface of the cylinder body from the axis of rotation of the shaft and thus the gap width is adjusted.
- the minimum distance of the outer contours of the cylinder body is adjusted by the outer contour of the bearer ring.
- the cutting depth can be adapted to different material thicknesses or also to the wear of the tool.
- the position of the shaft remains unchanged even when adjusting the gap width.
- the pickup points in the device remain fixed.
- a bearing clearance or the like is not required, e.g. compensate for radial length shifts.
- the precision can be increased.
- the shaft of the counter-punching cylinder is formed substantially rotationally symmetrical to the axis of rotation.
- the shaft is rotationally symmetrical over the entire engagement length or at all portions which are in engagement with other components, and particularly preferably the shaft as a whole is rotationally symmetrical formed to the rotation axis to avoid vibrations during rotation of the shaft.
- At least one bearer ring and preferably both bearer rings are non-rotatably connected to the shaft, since in a co-rotating shaft bearings between the shaft and the bearer rings are not required.
- a separate bearing between the shaft and the bearer rings may be provided.
- At least one outer contour of at least one bearer ring is formed rotationally symmetrical to the axis of rotation of the shaft.
- At least one bearer ring is secured in an axial direction by at least one circlip.
- the cylinder body is mounted via at least one bearing relative to the at least one eccentric device.
- one or more needle bearings are used for storage, since they have a particularly low radial clearance.
- the eccentric rotatably mounted on at least one bearing relative to the shaft, being used as a bearing needle roller bearings in particular.
- the eccentric is rotatably supported via a needle bearing relative to the rotatably designed shaft and the cylinder body is rotatably supported via a further needle bearing relative to the eccentric so that in punching operation, the shaft and the cylinder body rotate while the eccentric remains stationary and angularly only is adjusted to adjust the gap width.
- Such a configuration allows a particularly compact design of the counter-punching cylinder, so that an exchange in existing systems is possible, which do not have an adjustable gap width so far.
- the eccentric device comprises at least one eccentric ring or is designed as an eccentric ring which has a central bore or a central hole in order to provide a ring eccentrically to the bore.
- the circular eccentric ring has a slightly offset hole from the center.
- the eccentricity of the hole or the bore of the ring is preferably in the range of less than 1 mm, in particular in the range of up to 50 or 100 micrometers, preferably about 30 micrometers.
- the eccentric device is rotatably connected to a gear, which is connected in particular via one or more further gears and one or more shafts with a dial to adjust the angular position of the eccentric and thus the gap width.
- a gear which is connected in particular via one or more further gears and one or more shafts with a dial to adjust the angular position of the eccentric and thus the gap width.
- the angular adjustment of the eccentric and / or the dial is fixable. This can be done by locking cams or by other known in the art locking devices.
- two eccentric devices are preferably provided, one of which is provided in each case in one area at the opposite ends of the counter-punching cylinder.
- both eccentric rings are adjusted synchronously by turning the dial to achieve a uniform adjustment of the gap.
- the thumb wheel is connected to a display unit to indicate a measure of the gap width.
- the counter-punch cylinder is recorded on recordings.
- two radially protruding bearer rings are provided and a distance between the axes of rotation of the bearer rings and of the cylinder body can be adjusted by means of an adjusting device accommodated on at least one receptacle in order to adjust the gap width during punching.
- At least one adjusting shaft and in particular two adjusting shafts are provided for adjusting the gap width.
- the adjusting shafts are in particular rotatably received in at least one receptacle and in particular in the vicinity of the two ends of the cylinder body in each case in a receptacle.
- the adjusting shafts extend in particular on the two sides approximately parallel to the cylinder body.
- each receptacle is designed as a sliding block.
- the shaft is advantageously received in the receptacle or the sliding block.
- the shaft can be mounted in the receptacle via at least one ball bearing.
- the adjustment shaft is adjustable in length.
- At least one axial needle bearing is provided between a bearer ring and an eccentric device.
- At least one driver for the rotationally fixed connection of the cylinder body and shaft is provided.
- the driver is designed in particular as a flexible ring and in particular as at least one O-ring.
- the driver or flexible ring is preferably pressed by a fixed to the cylinder body or on the shaft pulley or sleeve to the shaft or the cylinder body.
- At least one disengaging button or two disengaging buttons are provided with which an interruption of the transmission of the movement of the adjusting wheel on one or both eccentric rings is possible. This will be a Side-by-side adjustment of the gap width possible, which leads to an even more flexible use of the device according to the invention and the device according to the invention.
- a display device which displays a measure of the set gap width.
- each display button still separate display units are arranged, which informs about the extent of page-by-page setting, so that the user can always inform themselves about the current settings and optionally also set the zero point or the original state again.
- the rotational connection between the locking shaft of the disengaging button and the button itself is interrupted by pressing a disengaging button, so that the adjustment on the central dial only affects the other setting shaft.
- at least one disengaging button is connected to a display unit to indicate at least one measure of the side-by-side gap width.
- a limitation of the individual setting per side is limited to one revolution of the latching shaft.
- the current setting can then be displayed on the latching shaft and the detent button via aligned markings at the zero point. If the gap width has been adjusted on one side, the markings of detent shaft and detent button are no longer aligned and the extent can be read off via the angle adjustment.
- the eccentric can be connected, for example, with a cable or the like to make a remote adjustment.
- the eccentric can also be provided with a remotely controllable motor, so that a remote-controlled adjustment is possible.
- the motor can be performed pneumatically, hydraulically, magnetically and in particular electrically.
- sensors can be provided which detect the angular position of the eccentric devices and / or the gap width and pass it on to a central control device which determines the current setting values, e.g. on a display or the like outputs and / or via a network connection or the like.
- FIG. 1 - 4 an embodiment of the device 100 according to the invention, comprising a device 1 according to the invention, is shown.
- Fig. 1 only schematically and greatly schematically illustrated device 100 is used for stamping or punching, in particular of labels and the like and comprises a frame or housing 40 in which the punching cylinder 3 and the counter-punching cylinder 2 are rotatably received respectively about their shafts 36 and 4 respectively ,
- the punching cylinder 3 has a cylinder body 35 and the counter-punching cylinder 2 comprises a cylinder body 5.
- the stamping process requires a high degree of accuracy, although oscillations in the micrometer range are undesirable. Therefore, by means of adjusting wheels 30, which act on pressure liners 31, a biasing force is applied to the hardened steel bearing rings 34 of the punching cylinder 3.
- biasing force ensures that the set conditions are maintained during operation even when larger forces.
- FIG. 2 is an external perspective view of the device 1 according to the invention shown, comprising the counter-punching cylinder 2.
- the counter-punching cylinder 2 has a rotatable and co-rotating in operation shaft 4, which is rotatably received about an axis of rotation 7 in bearings 20 on sliding blocks or receptacles 18 and 19.
- the sliding blocks or receptacles 18 and 19 are received on the frame 40 and support the counter-punching cylinder 2 and its adjusting shafts 16, so that the counter-punching cylinder 2 with the adjusting shafts and the sliding blocks a compact and exchangeable device 1, which can be exchanged for conventional devices 1, to allow adjustability of the gap width.
- a rotatably arranged cylinder body 5 is provided, which is rotatably supported in each case via a needle bearing 10 on two eccentric rings 12 of an eccentric 8.
- the eccentric rings 12 are in turn rotatably supported by needle bearings 11 on the shaft 4.
- a drive wheel 44 is rotatably attached to the shaft 4, via which the shaft 4 is driven with the bearer rings 6.
- the drive shaft 4 is mounted in the sliding block or the receptacle 18, which has an enlarged mounting portion 45 for supporting the receiving shafts 16 in the lower area to form a compact device with the components as a whole.
- the shaft 4 is formed as a whole rotationally symmetrical to the axis of rotation 7.
- the eccentric 12 of the eccentric 8 have a round outer cross-section, in which eccentrically to a bore is provided so that the axis of symmetry of the outer contour is spaced from the axis of symmetry of the bore.
- the distance between the two axes is small and is in the embodiment between about 20 and 70 microns, so that there is an adjustability of the gap width of up to about 40 or 140 micrometers.
- the eccentric ring 12 can remain stationary during operation, while the cylinder body 5 and the shaft 4 rotate. In this way it is achieved that the eccentric position of the axis of rotation of the cylinder body 5 is maintained to the axis of rotation 7 of the shaft 4.
- the bearer rings 6 are rotatably received.
- a bearing of the bearer rings 6, which have a hardened surface 6a, is not required with respect to the shaft 4, since the shaft 4 is designed to rotate.
- axial needle bearings 51 may be provided in the annular grooves 43, which serve for the axial support and support of the cylinder body 5, to prevent friction heat and heavy wear during operation when axial forces occur.
- O-rings 41 are also provided, which are pressed axially from the outside against radial and / or axial regions of the shaft 4 by clamping sleeves 42.
- the clamping sleeves 42 are attached to the outer cylinder body 5, so that upon rotation of the shaft 4, the rotational movement is transmitted to the O-rings 41, which transmit the rotational movement of the here outer cylinder body 5 due to the friction occurring. Without such a friction transmission, it could happen that when passing through the punching tracks, the outer cylinder 5 does not rotate when the frictional forces occurring between the web to be punched and the cylinder body 5 are insufficient to enable the cylinder 5 to rotate.
- the O-ring 41 is subjected to a periodic compression, which is caused by the slightly different positions of the axes of rotation of the cylinder body 5 and the central shaft 4. Since in the embodiment, the material of the O-ring has a thickness of about 4 mm and since the eccentricity of the two axes is only in the range of about 100 microns, the O-ring is exposed to only low loads and is not even warm in operation.
- Gears 13 and 14 are rotatably connected to the eccentric 12.
- the gears 13 and 14 are in engagement with gears 25, 27 and 28 which are arranged on adjustment shafts or shafts 16 to cause rotation of the shaft 16, a rotation of the gears 13 and 14 and thus the eccentric 12.
- the gears 13 and 14 are each arranged between the bearer rings 6 and the cylinder body 5.
- the shafts 16 are connected via gears 23, 25 and 26, 27 with a shaft 21 in a rotationally fixed connection, on which a sleeve 22 and the adjusting wheel 15 are arranged and on which the gear 49 is provided.
- a special feature are the two symmetrically arranged Ausrastknexcellent 17, by their pressures in each case the rotational connection between the adjustment knob 15 and one of the gears 13 and 14 can be interrupted to allow a page-wise adjustment of the gap width.
- the present invention has a particularly compact design, wherein the outer contour of the counter-punching cylinder 2 does not differ in principle from the outer contours of conventional counter-punching cylinders, in which no adjustability of the gap width or the depth of engagement of the punching tools is given. Due to the compact dimensions of the counter-punching cylinder 2 is particularly flexible and especially suitable for retrofitting existing systems.
- the Fig. 5 shows a further embodiment of the device 1 according to the invention.
- the counter-punching cylinder 2 in turn has a rotatable shaft 4 which rotates during operation and which is rotatably received around a rotation axis 7 in bearings 20 on the receptacles or sliding blocks 18 and 19.
- the bearings 20 are provided here as a ball bearing or angular contact ball bearings and not as a needle bearing in order to absorb and divert axial forces can.
- ball bearings as bearing 20 is that when removing the device 1 from a punching device 100 no separate protection against slipping of the components is required because ball bearings can also absorb axial forces. Otherwise, a separate fuse carrier can be used, which can for example also serve to transport the counter-punch cylinder with a crane.
- shafts or adjusting shafts 16 are provided on both sides of the cylinder body 5 .
- shafts or adjusting shafts 16 are provided on the front side of an adjustment shaft 16a and arranged on the rear side of a setting shaft 16b, on the rotation of the gap width can be adjusted during punching.
- the adjusting shafts 16 and 16a and 16b are rotatably received or supported in the sliding blocks 18 and 19.
- the adjusting shaft 16a is used for adjusting the gap width at the end adjacent to the adjusting knob 15, while the adjusting shaft 16b for adjusting the gap width is provided at the opposite end of the cylinder body 5.
- the sliding block or the receptacle 19 is provided, while at the other end of the sliding block or the receptacle 18 is arranged.
- the sliding blocks 18 and 19 carry the entire assembly and take the central shaft 4, and the adjusting shafts 16a and 16b.
- the device 1 according to the invention can be exchanged for a conventional device and allows the setting of the gap width without further modification of the punching device.
- the position of the shaft of the counter-punching cylinder does not change even when changing the gap width 9.
- the installation dimension remains the same. An additional bearing load does not occur.
- the device according to the invention is optionally suitable for top and bottom punching.
- the integration of the adjustment and the arrangement of the adjustment for adjusting the gap in the sliding blocks 18 and 19 allows flexible adjustment of the gap when punching. Subsequent processing of the housing 40 is eliminated.
- the sliding block comprises the parts 18a and 18b, which are separated by a clamping gap 18c.
- the sliding block can also be designed as a one-piece slotted part, which also axially clamps the bearing 20 with clamping screws.
- the adjusting mechanism 50 for adjusting the gap dimension is arranged axially outside the sliding blocks 18 and 19 and comprises disengaging buttons 17, which allows a separate adjustment of the two adjusting shafts 16.
- Fig. 7 is a front view of the device 1 is shown.
- the front sliding block 19 with the receptacles for the adjusting shafts 16a and 16b can be seen.
- Two disengaging buttons 17 are provided, namely a disengaging button 17a for the according to in the illustration Fig. 7 right adjusting shaft 16a and a disengaging button 17b for interrupting transmission to the left adjusting shaft 16b.
- a display 52 on the adjustment mechanism 50 is used to read the currently set gap.
- 17 a and 17 b marks or pointers 171 a, 172 a, and 171 b and 172 b are additionally provided so that the operator can see at a glance, which total gap was set and to what extent the settings of the two adjustment shafts 16 a and 16 b of the basic common attitude differs.
- the adjusting device 55 comprises at least the adjusting shafts 16a and 16b and the adjusting wheel 15 and in particular also the adjusting mechanism 50, which may have a plurality of gears, etc.
- the disengaging buttons 17 are part of the adjustment device 55.
- the adjustment mechanism 50 is designed in such a way that an adjustment range of e.g. 100 or 140 microns results.
- the rotational movement on the in Fig. 8 detectable gear 60 transmitted directly.
- the gear 60 transmits the rotational movement to the gear 59, which in turn engages in the internal teeth 59 of the adjustment mechanism 50.
- the internal teeth 59 in turn transmits the rotational movement to the at a different radial point and here symmetrically to the perpendicular bisected gears 57 and 58, which in turn transmit the rotational movement via the gears 23-27 on the adjustment shafts 16a and 16b, if they are not by pressing the release buttons 17 are disengaged.
- the different adjustability of the front and rear or right and left gap size is preferably limited to a certain portion of the total adjustable range, so as not to confuse the operator with too large Einstellvariationen. If, in fact, the cutting edges on one side of the punching cylinder have worn very heavily, as a rule the punching profile as a whole is no longer in the proper condition and should therefore be exchanged.
- the page-wise adjustability is limited to about one revolution of the disengaging buttons 17, in which an axial spring protrudes on the locking shaft in an annular groove of the knob.
- a radial driver is arranged so that at the latest upon rotation of the knob by 360 degrees, the driver abuts the axial spring of the shaft and this entrains in a further rotation.
- Fig. 9 the adjusting shaft 16a is shown.
- the gears 23 and 25 can be seen on the left edge, which transmit the rotational movement of the adjustment mechanism 50 on the shaft 16a and the gear 25 on the left eccentric ring 12.
- a length adjusting unit 60 comprising a spring 61 is provided at the right end.
- the device 1 can also be used in installations of slightly different dimensions without the need for costly shortening of one or both adjusting shafts 16a and 16b.
- the sliding blocks are in particular made of steel or another metal, such as e.g. Aluminum, however, can also consist of other materials.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen und eine Einrichtung für eine Vorrichtung zum Stanzen, insbesondere einen Gegenstanzzylinder.
- Mit der Erfindung werden insbesondere Etiketten oder dergleichen aus einer zwischen einem Stanzzylinder und einem Gegenstanzzylinder oder Gegendruckzylinder hindurchlaufenden Materialbahn in der sogenannten durchschneidenden Anwendung herausgestanzt oder aber bei der sogenannten anstanzenden Anwendung angeschnitten. Bei der durchschneidenden Stanzung fällt das Etikett nach dem Schnitt aus der Materialbahn heraus, während bei der sogenannten anstanzenden Anwendung nur das Etikettenmaterial und gegebenenfalls der Kleber durchtrennt werden, wobei das Trägermaterial wenigstens im wesentlichen unverletzt bleibt, so dass die gestanzten Etiketten auf einer z.B. aufgerollten Materialbahn verbleiben können.
- Zur An- und Ausstanzung von z.B. Etiketten aus Materialbahnen sind verschiedene Vorrichtungen im Stand der Technik bekanntgeworden, bei denen die Materialbahn zwischen den drehbar gelagerten Stanz- und Gegenstanzzylindern hindurchläuft. Auf der Außenoberfläche des Stanzzylinders sind Schneiden in der gewünschten Form vorgesehen, die in die Materialbahnen entsprechende Muster einschneiden.
- Bei der anstanzenden Anwendung muss die Schnitttiefe der Schneiden ziemlich exakt eingehalten werden, um eine zu große oder zu geringe Einschneidtiefe zu vermeiden. Da im Laufe des Betriebs die Schneiden abstumpfen, reduziert sich die Schneidtiefe mit der Zeit.
- Eine Erneuerung oder Nachbearbeitung der Schneiden ist aufwändig, sodass im Stand der Technik Stanzvorrichtungen bekannt geworden sind, bei denen der Schneidspalt zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegenstanzzylinder einstellbar ist, sodass bei nachlassender Schneidtiefe, der Schneidspalt an die veränderten Bedingungen angepasst werden kann.
- Mit der
DE 197 36 762 C2 ist eine Vorrichtung zum Stanzen mit einem um eine Drehachse drehbaren Stanzzylinder und einem um eine zur Drehachse des Stanzzylinders parallele Drehachse drehbaren Gegendruckzylinders bekanntgeworden, bei der die Größe des Spaltes zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder einstellbar ist. Dabei sind der Stanzzylinder und der Gegendruckzylinder jeweils mit Schmitzringen ausgerüstet, die aus gehärtetem Stahl bestehen und aufeinander ablaufen. Die Schmitzringe stehen jeweils radial nach außen über die Außenfläche der Zylinderkörper über, sodass sich im Bereich des Zylinderkörpers des Stanzzylinders und des Gegendruckzylinders der Schneidspalt ergibt. Bei diesem System ist die Lage der Drehachse der Schmitzringe des Gegendruckzylinders über einen exzentrischen Zwischenring verstellbar vorgesehen. Durch eine winkelverstellung des Zwischenrings kann die Lager der Drehachse verändert und der Spalt vergrößert oder verkleinert werden. - Nachteilig bei dem aus der
DE 197 36 762 C2 bekannten System ist allerdings, dass durch eine Winkelverstellung des Zwischenrings sich nicht nur die Lage der Drehachse des Gegendruckzylinders ändert, sondern, dass auch die Lage der Drehachse des Stanzzylinders entsprechend verändert werden muss, da der Stanzzylinder über dessen Schmitzringe an den Schmitzringen des Gegendruckzylinders anliegt. - Bei der
DE 197 36 762 C2 ändert sich der Abstand der Welle des Stanzzylinders von der Welle des Gegenstanzzylinders bei Einstellung der Spaltweite. Deshalb erfordert bei diesem bekannten System eine Einstellung der Spaltweite über die winkelmäßige Ausrichtung der zwischenringe eine entsprechende Gegenbewegung aller weiteren Komponenten, was zu einem insgesamt aufwändigen und somit teurem System führt. Oder es wird ein hohes Lagerspiel erfordert, um die Distanzverschiebung auszugleichen. Das führt zu einer hohen Lagerbelastung und einer thermischer Aufheizung. - Ein weiterer Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung ist, dass eine Nachrüstung bestehender Anlagen praktisch nur durch einen kompletten Austausch der ganzen Stanzvorrichtung möglich ist.
- Mit der
DE 10 2004 032 030 A1 ist eine weitere Stanzvorrichtung bekannt geworden, die einen drehbar gelagerten Stanzzylinder und einen drehbar gelagerten Gegendruckzylinder aufweist, zwischen denen eine Materialbahn durchführbar ist. Bei diesem System ist die Achse des Gegendruckzylinders feststehend ausgeführt und auf der Oberseite der feststehenden Welle sind schräge Flächen angeordnet, auf denen über einen Einstellmechanismus ein Lager des Gegendruckzylinders verstellbar angeordnet ist, sodass durch eine axiale Verstellung des Lagers auch eine Höhenverstellung der Drehachse des Gegendruckzylinders erreicht wird. - Nachteilig bei diesem bekannten System ist der komplizierte Aufbau aus vielen Einzelteilen. Ein weiterer Nachteil ist, dass eine feststehende Welle benötigt wird, um die Verstellbarkeit des Schneidspaltes zu gewährleisten. Das führt dazu, dass bei bestehenden Anlagen, bei denen der Antrieb über die Welle des Gegendruckzylinders erfolgt, eine Nachrüstung nicht oder nur mit großem Aufwand möglich ist.
- Mit der
DE 10 2004 054 868 A1 wurde eine weitere Stanzvorrichtung bekannt, bei der der Abstand zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder verstellbar ist. Dazu ist an dem Gegendruckzylinder ein elastischer Ring angeordnet, auf dem der Stanzzylinder oder ein mit dem Stanzzylinder verbundener Schmitzring abrollt. Durch eine Erhöhung des Anpressdruckes wird die Elastizität des Ringes ausgenutzt und die Spaltweite eingestellt. Um die gewünschten Bedingungen dauerhaft zu erhalten, darf das elastische Material keinen Alterungserscheinungen unterliegen und muss im dauerelastischen Bereich betrieben werden, sodass hohe Anforderungen an das elastische Material zu stellen sind. - Weiterhin ist mit der
DE 103 05 032 B3 , aus der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt sind, eine Stanzvorrichtung mit einem drehbar gelagerten Stanzzylinder und einem an einer feststehenden Welle drehbar gelagerten Gegendruckzylinder bekannt geworden, bei der der Abstand zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegendruckzylinder ebenfalls verstellbar ist. Dazu ist die feststehende Achse mit einem exzentrischen Abschnitt versehen, auf dem der Gegendruckzylinder drehbar angeordnet ist. Durch eine Winkelverstellung der sich nicht mitdrehenden Achse kann nun die Höhe des Gegendruckzylinders und somit der Abstand zwischen Gegendruckzylinder und Stanzzylinder eingestellt werden. Nachteilig bei diesem System ist der Einsatz der feststehenden Achse, sodass bei bestehenden Systemen, bei denen der Antrieb über die Welle des Gegendruckzylinders erfolgt, eine Nachrüstung ohne weiteres nicht möglich ist. - Es ist gegenüber dem angeführten Stand der Technik die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Stanzen und eine Einrichtung für eine Vorrichtung zum Stanzen zur Verfügung zu stellen, bei denen eine Spaltweite einfach einzustellen und bei denen eine Nachrüstung bestehender Anlagen möglich ist.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit dem Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Einrichtung für eine Vorrichtung zum Stanzen umfasst nach Anspruch 1 einen Gegenstanzzylinder, der eine Welle und eine drehbar um die welle herum aufgenommenen Zylinderkörper, sowie wenigstens einen Schmitzring umfasst. Dabei ist die Welle um eine Drehachse drehbar ausgebildet und der Zylinderkörper ist über wenigstens eine Exzentereinrichtung auf der Welle gelagert, um eine Spaltweite einzustellen. Aufgrund dieser Anordnung bleibt bei Einstellung der Spaltweite die Lage der Welle unverändert.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stanzen und/oder Prägen einer Materialbahn umfasst einen drehbar aufgenommenen Stanzzylinder und einen drehbar aufgenommenen Gegenstanzzylinder, wobei der Gegenstanzzylinder eine Welle und einen drehbar darum herum aufgenommenen Zylinderkörper, sowie wenigstens einen Schmitzring umfasst. Zwischen dem Stanzzylinder und dem Zylinderkörper des Gegenstanzzylinders ist die zu stanzende und/oder zu prägende Materialbahn durchführbar. Erfindungsgemäß ist die Welle des Gegenstanzzylinders um eine Drehachse drehbar ausgebildet und dreht im laufenden Betrieb mit. Der Zylinderkörper ist erfindungsgemäß über wenigstens eine Exzentereinrichtung auf der welle gelagert, um eine Spaltweite zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegenstanzzylinder bzw. dem Gegendruckzylinder einzustellen, wobei bei Einstellung der Spaltweite die Lage der Welle unverändert bleibt.
- Die Erfindung hat viele Vorteile. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich insbesondere zur Nachrüstung bestehender Anlagen, die nicht über einen einstellbaren Spalt verfügen. Dabei können sowohl Vorrichtungen nachgerüstet werden, die über eine drehbare welle als auch über eine feststehende Welle verfügen, sodass eine flexible Nachrüstung bestehender Anlagen ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut und gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb.
- Ein erheblicher Vorteil der Erfindung ist, dass der für den Einbau wichtige radiale Abstand von Außenumfang der Schmitzringe zur Lage der Welle gleich bleibt.
- Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann sowohl bei Einsatz von Magnet- als auch von Vollzylindern die erforderliche Stabilität gewährleistet werden, da Schwingungen zuverlässig vermieden werden.
- Durch die winkelmäßige Einstellung der Exzentereinrichtung wird der maximale radiale Abstand der Oberfläche des zylinderkörpers von der Drehachse der Welle und damit die Spaltweite eingestellt. Das bedeutet auch, dass der minimale Abstand der Außenkonturen des zylinderkörpers von der Außenkontur des Schmitzringes eingestellt wird. Erfindungsgemäß ist die Schnitttiefe an unterschiedliche Materialstärken oder auch an den Verschleiß des Werkzeuges anpassbar.
- Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung bleibt auch bei Einstellung der Spaltweite die Lage der Welle unverändert. Die Aufnahmepunkte in der Vorrichtung bleiben fest. Ein Lagerspiel oder dergleichen ist nicht erforderlich, um z.B. radiale Längenverschiebungen auszugleichen. Die Präzision kann gesteigert werden.
- In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Welle des Gegenstanzzylinders im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Drehachse ausgebildet. Insbesondere ist die Welle über die gesamte Eingriffslänge bzw. an allen Abschnitten, die im Eingriff mit anderen Komponenten stehen, rotationssymmetrisch ausgebildet und besonders bevorzugt ist die Welle insgesamt rotationssymmetrisch zu der Drehachse ausgebildet, um bei einer Drehung der Welle Schwingungen zu vermeiden.
- In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist wenigstens ein Schmitzring und vorzugsweise sind beide Schmitzringe drehfest mit der Welle verbunden, da bei einer sich mitdrehenden Welle Lager zwischen der Welle und den Schmitzringen nicht erforderlich sind. Für den Einsatz in Systemen mit einer feststehenden Welle kann eine separate Lagerung zwischen der Welle und den Schmitzringen vorgesehen sein.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Außenkontur wenigstens eines Schmitzringes rotationssymmetrisch zu der Drehachse der Welle ausgebildet.
- Vorzugsweise wird wenigstens ein Schmitzring in einer axialen Richtung durch wenigstens einen Sicherungsring gesichert.
- Erfindungsgemäß ist der Zylinderkörper über wenigstens ein Lager gegenüber der wenigstens einen Exzentereinrichtung gelagert. Vorzugsweise werden ein oder mehrere Nadellager zur Lagerung eingesetzt, da diese ein besonderes geringes radiales Spiel aufweisen.
- Es wird auch die Exzentereinrichtung über wenigstens ein Lager gegenüber der Welle drehbar gelagert, wobei als Lager insbesondere Nadellager eingesetzt werden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Exzentereinrichtung über ein Nadellager drehbar gegenüber der drehbar ausgestalteten Welle gelagert und der Zylinderkörper ist über ein weiteres Nadellager drehbar gegenüber der Exzentereinrichtung gelagert, sodass im Stanzbetrieb sich die Welle und der Zylinderkörper drehen während die Exzentereinrichtung ortsfest bleibt und winkelmäßig nur verstellt wird, um die Spaltweite einzustellen. Eine solche Ausgestaltung erlaubt eine besonders kompakte Bauform des Gegenstanzzylinders, sodass ein Austausch bei bestehenden Systemen möglich ist, die bislang nicht über eine einstellbare Spaltweite verfügen.
- In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung umfasst die Exzentereinrichtung wenigstens einen Exzenterring oder ist als ein Exzenterring ausgebildet, der eine zentrische Bohrung bzw. ein zentrisches Loch aufweist, um dass exzentrisch zur Bohrung ein Ring vorgesehen ist. Umgekehrt gesagt weist der kreisrunde Exzenterring ein aus der Mitte leicht versetztes Loch auf. Die Exzentrizität des Loches bzw. der Bohrung des Ringes liegt dabei vorzugsweise im Bereich kleiner 1 mm, insbesondere im Bereich von bis zu 50 oder 100 Mikrometer, vorzugsweise etwa 30 Mikrometer.
- In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Exzentereinrichtung mit einem Zahnrad drehfest verbunden, welches insbesondere über ein oder mehrere weitere zahnräder und eine oder mehrere Wellen mit einem Einstellrad verbunden ist, um die Winkelposition der Exzentereinrichtung und somit die Spaltweite einzustellen. Vorzugsweise ist die winkelmäßige Einstellung der Exzentereinrichtung und/oder des Einstellrades fixierbar. Das kann per Rastnocken oder durch sonstige im Stand der Technik bekannte Rasteinrichtungen erfolgen.
- In bevorzugten Weiterbildungen aller zuvor beschriebenen Ausgestaltungen sind vorzugsweise zwei Exzentereinrichtungen vorgesehen, von denen jeweils eine in einem Bereich an den gegenüberliegenden Enden des Gegenstanzzylinders vorgesehen ist. Vorzugsweise werden durch ein Verdrehen des Einstellrades beide Exzenterringe synchron verstellt, um eine gleichmäßige Verstellung des Spaltes zu erzielen.
- Vorzugsweise ist das Einstellrad mit einer Anzeigeeinheit verbunden, um ein Maß für die Spaltweite anzuzeigen.
- In bevorzugten Weiterbildungen ist der Gegenstanzzylinder an Aufnahmen aufgenommenen. Insbesondere sind zwei radial überstehende Schmitzringe vorgesehen und ein Abstand der Drehachsen der Schmitzringe und des Zylinderkörpers ist mit einer an wenigstens einer Aufnahme aufgenommenen Einstelleinrichtung einstellbar, um die Spaltweite beim Stanzen einzustellen.
- Vorzugsweise ist wenigstens eine Einstellwelle und insbesondere sind zwei Einstellwellen zur Einstellung der Spaltweite vorgesehen. Die Einstellwellen sind insbesondere an wenigstens einer Aufnahme und insbesondere in der Nähe der beiden Enden des zylinderkörpers jeweils in einer Aufnahme drehbar aufgenommen. Die Einstellwellen verlaufen insbesondere auf den beiden Seiten etwa parallel zu dem Zylinderkörper.
- Besonders bevorzugt ist jede Aufnahme als Kulissenstein ausgebildet. Die Welle ist vorteilhafterweise in der Aufnahme bzw. dem Kulissenstein aufgenommen. Die Welle kann über wenigstens ein Kugellager in der Aufnahme gelagert sein. Insbesondere ist die Einstellwelle längenverstellbar.
- Vorzugsweise ist wenigstens ein axiales Nadellager zwischen einem Schmitzring und einer Exzentereinrichtung vorgesehen.
- Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Mitnehmer zur drehfesten Verbindung von Zylinderkörper und Welle vorgesehen. Der Mitnehmer ist insbesondere als flexibler Ring und insbesondere als wenigstens ein O-Ring ausgeführt. Der Mitnehmer oder flexible Ring wird vorzugsweise durch eine an dem zylinderkörper oder an der Welle befestigte Scheibe oder Hülse an die welle oder den Zylinderkörper gedrückt.
- In bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens ein Ausrastknopf oder es sind zwei Ausrastknöpfe vorgesehen, mit denen eine Unterbrechung der Übertragung der Bewegung des Einstellrades auf einen oder beide Exzenterringe möglich ist. Dadurch wird ein seitenweises Einstellen der Spaltweite möglich, was zu einem noch flexibleren Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung und der erfindungsgemäßen Vorrichtung führt.
- Vorzugsweise ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die ein Maß für die eingestellte Spaltbreite anzeigt. Vorteilhafterweise sind weiterhin an jedem Rastknopf noch separate Anzeigeeinheiten angeordnet, die über das Ausmaß der seitenweisen Einstellung informiert, sodass der Benutzer sich jederzeit über die aktuellen Einstellungen informieren und gegebenenfalls auch den Nullpunkt bzw. den Ursprungszustand wieder einstellen kann.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung wird durch ein Betätigen eines Ausrastknopfes die Drehverbindung zwischen der Rastwelle des Ausrastknopfes und dem Knopf selber unterbrochen, so dass sich die Justage über das zentrale Einstellrad nur auf die andere Einstellwelle auswirkt. Insbesondere ist wenigstens ein Ausrastknopf mit einer Anzeigeeinheit verbunden, um wenigstens ein Maß für die seitenunterschiedliche Spaltweite anzuzeigen.
- Vorzugsweise ist eine Begrenzung der individuellen Einstellung pro Seite auf eine Umdrehung der Rastwelle begrenzt. Dann kann über im Nullpunkt fluchtende Markierungen an der Rastwelle und dem Rastknopf die aktuelle Einstellung angezeigt werden. Wenn die Spaltweite einseitig verstellt wurde, fluchten die Markierungen von Rastwelle und Rastknopf nicht mehr und über die Winkelverstellung kann das Ausmaß abgelesen werden.
- Falls in bestimmten Fällen nicht genügend Bauraum für die Anordnung des Einstellrades und der weiteren Einstellkomponenten zur Verfügung steht, kann die Exzentereinrichtung beispielsweise auch mit einem Seilzug oder dergleichen verbunden werden, um eine Ferneinstellung vorzunehmen.
- Außerdem kann die Exzentereinrichtung auch mit einem fernsteuerbaren Motor versehen sein, sodass eine ferngesteuerte Einstellung ermöglicht wird. Der Motor kann dabei pneumatisch, hydraulisch, magnetisch und insbesondere elektrisch ausgeführt sein.
- In allen Fällen können Sensoren vorgesehen sein, die die Winkelposition der Exzentereinrichtungen und/oder die Spaltweite erfassen und an eine zentrale Steuereinrichtung weitergeben, die die aktuellen Einstellwerte z.B. auf einen Display oder dergleichen ausgibt und/oder über eine Netzwerkverbindung oder dergleichen weiterleitet.
- Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
- In den Figuren zeigen:
- Fig. 1
- eine stark schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stanzvorrichtung im Schnitt;
- Fig. 2
- einen erfindungsgemäßen Gegendruckzylinder für eine Stanzvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch den Gegendruckzylinder nach
Fig. 2 ; und - Fig. 4
- einen Querschnitt des Gegendruckzylinders nach
Fig. 2 ; - Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
- Fig. 6
- eine Seitenansicht der Einrichtung nach
Fig. 5 ; - Fig. 7
- eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Einrichtung nach
Fig. 5 ; - Fig. 8
- eine weitere teilweise geschnittene Vorderansicht der Einrichtung nach
Fig. 5 ; - Fig. 9
- eine geschnittene Einstellwelle;
- Fig. 10
- ein Detail des Einstellmechanismus der Einrichtung nach
Fig. 5 ; und - Fig. 11
- das Detail nach
Fig. 10 in einem Längsschnitt. - In den
Figuren 1 - 4 wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, die eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 umfasst, dargestellt. - Die in
Fig. 1 nur prinzipiell und stark schematisch dargestellte Vorrichtung 100 dient zum An- bzw. Ausstanzen, insbesondere von Etiketten und dergleichen und umfasst einen Rahmen oder ein Gehäuse 40, in dem der Stanzzylinder 3 und der Gegenstanzzylinder 2 jeweils um ihre Wellen 36 bzw. 4 drehbar aufgenommen sind. - Der Stanzzylinder 3 weist einen Zylinderkörper 35 auf und der Gegenstanzzylinder 2 umfasst einen Zylinderkörper 5. An dem Stanzzylinder 3 und an dem Gegenstanzzylinder 2 sind jeweils Schmitzringe 34 bzw. 6 vorgesehen, die radial über die jeweiligen Zylinderkörper 35 bzw. 5 hinausstehen und die aufeinander ablaufen, so dass sich zwischen dem Zylinderkörper 35 des Stanzzylinders 3 und dem Zylinderkörper 5 des Gegenstanzzylinders 2 eine Spaltweite 9 ergibt, die einstellbar ist.
- Auf der Außenoberfläche des als Magnet- oder auch als Vollzylinders ausgebildeten Stanzzylinders 3 sind Muster 38 bildende Schneiden 37 angeordnet, die in eine zwischen dem Stanzzylinder 3 und dem Gegenstanzzylinder 2 durchlaufende Materialbahn eingreifen, um die Folie und gegebenenfalls den Klebestreifen durchzutrennen, während das zugrundeliegende Trägermaterial beim anstanzenden Verfahren im Wesentlichen unverletzt bleibt.
- Das Stanzverfahren erfordert eine hohe Genauigkeit, wobei auch Schwingungen im Mikrometerbereich unerwünscht sind. Deshalb wird mittels von Einstellrädern 30, die auf Druckbüchsen 31 einwirken, eine Vorspannkraft auf die aus gehärtetem Stahl bestehenden Schmitzringe 34 des Stanzzylinders 3 aufgebracht.
- Dabei können in der Druckbüchse 31 zwei hintereinander angeordnete und deshalb in der Darstellung nach
Fig. 1 nicht unterscheidbare Druckrollen vorgesehen sein, die die Anpresskraft zentrisch auf die Schmitzringe 34 des Stanzzylinders 3 aufbringen, von dem sie auf die Schmitzringe 6 des Gegenstanzzylinders 2 übertragen werden. - Durch die durch die Einstellräder 30 aufgebrachte Vorspannkraft wird gewährleistet, dass die eingestellten Bedingungen beim Betrieb auch beim Auftreten größerer Kräfte erhalten bleiben.
- In
Figur 2 ist eine perspektivische Außenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 dargestellt, die den Gegenstanzzylinder 2 umfasst. - Mit Bezug auf die
Figuren 2 ,3 und4 wird nun der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 erläutert. - Der Gegenstanzzylinder 2 weist eine drehbare und im Betrieb mitdrehende welle 4 auf, die um eine Drehachse 7 in Lagern 20 an Kulissensteinen bzw. Aufnahmen 18 und 19 drehbar aufgenommen ist. Die Kulissensteine bzw. Aufnahmen 18 und 19 sind an dem Rahmen 40 aufgenommen und stützen den Gegenstanzzylinder 2 und dessen Einstellwellen 16 ab, so dass der Gegenstanzzylinder 2 mit den Einstellwellen und den Kulissensteinen eine kompakte und austauschbare Einrichtung 1 bildet, die gegen herkömmliche Einrichtungen 1 ausgetauscht werden kann, um eine Einstellbarkeit der Spaltbreite zu ermöglichen.
- Um die drehbare Welle 4 des Gegenstanzzylinders 2 ist ein drehbar angeordneter Zylinderkörper 5 vorgesehen, der über jeweils ein Nadellager 10 auf zwei Exzenterringen 12 einer Exzentereinrichtung 8 drehbar gelagert ist. Die Exzenterringe 12 sind wiederum über Nadellager 11 drehbar auf der Welle 4 gelagert.
- Nahe einem Ende des Gegenstanzzylinders 2 ist an der Welle 4 ein Antriebsrad 44 drehfest befestigt, über welches die Welle 4 mit den Schmitzringen 6 angetrieben wird. An dem Ende ist die Antriebswelle 4 in dem Kulissenstein bzw. der Aufnahme 18 gelagert, die im unteren Bereich einen vergrößerten Befestigungsbereich 45 zur gelagerten Aufnahme der Einstellwellen 16 aufweist, um mit den Komponenten insgesamt eine kompakte Einrichtung auszubilden.
- Die Welle 4 ist insgesamt rotationssymmetrisch zur Drehachse 7 ausgebildet.
- Die Exzenterringe 12 der Exzentereinrichtung 8 verfügen über einen runden Außenquerschnitt, in dem exzentrisch dazu eine Bohrung vorgesehen ist, sodass die Symmetrieachse der Außenkontur beabstandet von der Symmetrieachse der Bohrung ist. Der Abstand der beiden Achsen ist klein und beträgt im Ausführungsbeispiel zwischen etwa 20 und 70 Mikrometer, so dass sich eine Einstellbarkeit der Spaltbreite von bis zu etwa 40 bzw. 140 Mikrometern ergibt.
- Da der Zylinderkörper 5 durch Nadellager auf den Exzenterringen 12 drehbar gelagert ist und da die Exzenterringe 12 über Nadellager 11 drehbar gegenüber der Welle 4 gelagert sind, kann im Betrieb der Exzenterring 12 stationär verbleiben, während der Zylinderkörper 5 und die Welle 4 mitdrehen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die exzentrische Lage der Drehachse des Zylinderkörpers 5 zur Drehachse 7 der Welle 4 erhalten bleibt.
- Auf der Welle 4 sind die Schmitzringe 6 drehfest aufgenommen. Eine Lagerung der Schmitzringe 6, die über eine gehärtete Oberfläche 6a verfügen, ist gegenüber der Welle 4 nicht erforderlich, da die Welle 4 mitdrehend ausgestaltet ist. An den Schmitzringen 6 sind Nuten in Form von Ringnuten 43 vorgesehen.
- In allen Ausführungsbeispielen können in den Ringnuten 43 axiale Nadellager 51 vorgesehen sein, die zur axialen Abstützung und Lagerung des Zylinderkörpers 5 dienen, um Reibungshitze und einen starken Verschleiß beim Betrieb beim Auftreten von Axialkräften zu verhindern.
- Vorzugsweise sind ebenfalls in allen Ausführungsformen O-Ringe 41 vorgesehen, die axial von außen gegen radiale und/oder axiale Bereiche der Welle 4 durch Spannhülsen 42 gepresst werden. Die Spannhülsen 42 sind dabei am äußeren Zylinderkörper 5 befestigt, sodass bei Drehung der Welle 4 die Drehbewegung auf die O-Ringe 41 übertragen wird, die aufgrund der auftretenden Reibung die Drehbewegung auf den hier äußeren Zylinderkörper 5 übertragen. Ohne eine solche Reibungsübertragung könnte es passieren, dass beim Durchlaufen der Stanzbahnen sich der äußere Zylinder 5 nicht mitdreht, wenn die zwischen der zu stanzenden Bahn und dem Zylinderkörper 5 auftretenden Reibungskräfte nicht ausreichen, um den Zylinder 5 in Drehung zu versetzen.
- Im Betrieb wird der O-Ring 41 einer periodischen Stauchung unterzogen, die durch die leicht unterschiedlichen Lagen der Drehachsen des Zylinderkörpers 5 und der zentralen welle 4 hervorgerufen wird. Da im Ausführungsbeispiel das Material des O-Rings eine Stärke von etwa 4 mm aufweist und da die Exzentrizität der beiden Achsen nur im Bereich von etwa 100 Mikrometer liegt, wird der O-Ring nur geringen Belastungen ausgesetzt und wird im Betrieb nicht einmal mehr warm.
- Zahnräder 13 bzw. 14 sind drehfest mit den Exzenterringen 12 verbunden. Die Zahnräder 13 und 14 stehen in Eingriff mit Zahnrädern 25, 27 und 28, die auf Einstellwellen bzw. Wellen 16 angeordnet sind, um über eine Drehung der Welle 16 eine Drehung der Zahnräder 13 bzw. 14 und damit der Exzenterringe 12 zu bewirken. Hier im Ausführungsbeispiel sind die Zahnräder 13 und 14 jeweils zwischen den Schmitzringen 6 und dem Zylinderkörper 5 angeordnet.
- Die Wellen 16 stehen über Zahnräder 23, 25 und 26, 27 mit einer Welle 21 in drehfester Verbindung, auf der eine Hülse 22 und das Einstellrad 15 angeordnet sind und an der das Zahnrad 49 vorgesehen ist.
- Eine Besonderheit sind die beiden symmetrisch angeordneten Ausrastknöpfe 17, durch deren Drücken jeweils die Drehverbindung zwischen Einstellknopf 15 und jeweils einem der Zahnräder 13 bzw. 14 unterbrochen werden kann, um eine seitenweise Einstellung der Spaltweite zu ermöglichen.
- Die vorliegende Erfindung weist einen besonders kompakten Aufbau auf, wobei die Außenkontur des Gegenstanzzylinders 2 sich prinzipiell nicht von den Außenkonturen konventioneller Gegenstanzzylinder unterscheidet, bei denen keine Einstellbarkeit der Spaltweite bzw. der Eingriffstiefe der Stanzwerkzeuge gegeben ist. Aufgrund der kompakten Ausmaße ist der Gegenstanzzylinder 2 besonders flexibel einsetzbar und insbesondere auch zur Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet.
- Wenn die Platzverhältnisse die Nachrüstung einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 nicht erlauben, z.B. wenn die räumlichen Verhältnisse für den Einbau des Einstellknopfes zu beengt sind, so kann auch eine Version mit ferngesteuerter Einstellung eingesetzt werden, bei der die Einstellung der Winkelposition der Exzenterringe 12 über integrierte Elektromotoren oder über Seilzüge oder dergleichen erfolgt.
- Die
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung 1. - Bei dem nun mit Bezug auf die
Fig. 5-11 erläuterten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel, sofern nichts anderes vermerkt wird. - Der Gegenstanzzylinder 2 weist wiederum eine drehbare und im Betrieb mitdrehende Welle 4 auf, die um eine Drehachse 7 in Lagern 20 an den Aufnahmen bzw. Kulissensteinen 18 und 19 drehbar aufgenommen ist. Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind hier die Lager 20 als Kugellager oder Schrägkugellager vorgesehen und nicht als Nadellager, um auch axiale Kräfte aufnehmen und ableiten zu können.
- Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Kugellagern als Lager 20 ist, dass beim Herausnehmen der Einrichtung 1 aus einer Stanzvorrichtung 100 keine separate Sicherung gegen ein Auseinanderrutschen der Komponenten erforderlich ist, da Kugellager auch Axialkräfte aufnehmen können. Ansonsten kann auch ein separater Sicherungsträger eingesetzt werden, der beispielsweise auch dazu dienen kann, den Gegenstanzzylinder mit einem Kran zu transportieren.
- Auf beiden Seiten des Zylinderkörpers 5 sind Wellen bzw. Einstellwellen 16 vorgesehen. In der Darstellung gemäß der
Fig. 5 und 6 ist auf der vorderen Seite eine Einstellwelle 16a und auf der hinteren Seite eine Einstellwelle 16b angeordnet, über deren Drehung die Spaltweite beim Stanzen eingestellt werden kann. Die Einstellwellen 16 bzw. 16a und 16b sind in den Kulissensteinen 18 und 19 drehbar aufgenommen oder gelagert. - Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist auch hier eine separate Einstellung der Spaltweiten an den beiden Enden des Zylinderkörpers 5 möglich. Dabei dient die Einstellwelle 16a zur Einstellung der Spaltweite an dem Ende, welches dem Einstellknopf 15 benachbart ist, während die Einstellwelle 16b zur Einstellung der Spaltweite am gegenüberliegenden Ende des Zylinderkörpers 5 vorgesehen ist.
- An dem benachbart zum Einstellknopf 15 vorgesehenen Ende ist der Kulissenstein bzw. die Aufnahme 19 vorgesehen, während am anderen Ende der Kulissenstein bzw. die Aufnahme 18 angeordnet ist.
- Die Kulissensteine 18 und 19 tragen die gesamte Anordnung und nehmen die zentrale Welle 4, sowie die Einstellwellen 16a und 16b auf.
- Durch die Kulissensteine 18 und 19 wird, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, eine einfache Einstellung des Spaltmaßes zwischen dem Stanzzylinder und dem Gegenstanzzylinder in Rotationsstanzwerken ermöglicht.
- Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 kann gegen eine konventionelle Einrichtung ausgetauscht werden und ermöglicht ohne weiteren Umbau der Stanzvorrichtung die Einstellung der Spaltbreite.
- In allen Ausführungsbeispielen ändert sich auch bei Veränderung der Spaltweite 9 die Lage der Welle des Gegenstanzzylinders nicht. Das Einbaumaß bleibt gleich. Eine zusätzliche Lagerlast tritt nicht auf.
- Dabei eignet sich die erfindungsgemäße Einrichtung wahlweise für die Ober- und die Unterseitenstanzung. Die Integration der Verstelleinheit und die Anordnung der Verstelleinheit zum Einstellen des Spaltmaßes in den Kulissensteinen 18 und 19 ermöglicht eine flexible Einstellung des Spaltmaßes beim Stanzen. Eine nachträgliche Bearbeitung des Gehäuses 40 entfällt.
- Im Ausführungsbeispiel nach
Fig. 5 umfasst der Kulissenstein die Teile 18a und 18b, die durch einen Klemmspalt 18c getrennt sind. Eine solche Anordnung erlaubt die vollumfängliche Klemmung der Lager 20, sodass ein fester Sitz der Lager in den Kulissenstein 18 und 19 garantiert und eine axiale Verschiebung zuverlässig verhindert wird. Der Kulissenstein kann aber auch als einteilig geschlitztes Teil ausgeführt sein, welches ebenfalls mit Klemmschrauben das Lager 20 axial klemmt. - Der Einstellmechanismus 50 zur Einstellung des Spaltmaßes ist axial außerhalb der Kulissensteine 18 und 19 angeordnet und umfasst Ausrastknöpfe 17, die ein getrenntes Einstellen der beiden Einstellwellen 16 ermöglicht.
- In
Fig. 7 ist eine Vorderansicht der Einrichtung 1 dargestellt. Der vordere Kulissenstein 19 mit den Aufnahmen für die Einstellwellen 16a und 16b ist erkennbar. Zwei Ausrastknöpfe 17 sind vorgesehen, nämlich ein Ausrastknopf 17a für die in der Darstellung gemäßFig. 7 rechte Einstellwelle 16a und ein Ausrastknopf 17b zur Unterbrechung der Übertragung zur linken Einstellwelle 16b. - Eine Anzeige 52 auf dem Einstellmechanismus 50 dient zum Ablesen des aktuell eingestellten Spaltmaßes. Auf den Ausrastknöpfen 17a und 17b sind zusätzlich Markierungen oder Zeiger 171a, 172a, sowie 171b und 172b vorgesehen, damit vom Bediener auf einen Blick erkannt werden kann, welches Spaltmaß insgesamt eingestellt wurde und inwieweit sich die Einstellungen der beiden Einstellwellen 16a und 16b von der grundsätzlichen gemeinsamen Einstellung unterscheidet.
- Die Einstelleinrichtung 55 umfasst wenigstens die Einstellwellen 16a und 16b sowie das Einstellrad 15 und insbesondere auch den Einstellmechanismus 50, der über mehrere Zahnräder etc. verfügen kann. Insbesondere sind auch die Ausrastknöpfe 17 Teil der Einstelleinrichtung 55.
- Der Einstellmechanismus 50 ist dabei derart konzipiert, dass sich zur Einstellung der gesamten Spaltweite ein Einstellbereich von z.B. 100 oder 140 Mikrometern ergibt.
- Von dem Einstellrad 15 wird die Drehbewegung auf das in
Fig. 8 erkennbare Zahnrad 60 direkt übertragen. Das zahnrad 60 überträgt die Drehbewegung auf das Zahnrad 59, welches wiederum in die Innenverzahnung 59 des Einstellmechanismus 50 eingreift. Die Innenverzahnung 59 überträgt wiederum die Drehbewegung auf die an einer anderen radialen Stelle und hier symmetrisch zur Mittelsenkrechten angeordneten Zahnräder 57 und 58, welche wiederum die Drehbewegung über die Zahnräder 23-27 auf die Einstellwellen 16a und 16b übertragen, falls sie nicht durch Betätigung der Ausrastknöpfe 17 außer Eingriff sind. - Die unterschiedliche Einstellbarkeit des vorderen und hinteren bzw. rechten und linken Spaltmaßes wird vorzugsweise auf einen bestimmten Anteil des insgesamt einstellbaren Bereichs beschränkt, um den Bediener nicht durch zu große Einstellvariationen zu verwirren. Wenn sich nämlich die Schneiden auf der einen Seite des Stanzzylinders sehr stark abgenutzt haben, ist in der Regel das Stanzprofil insgesamt auch nicht mehr im ordnungsgemäßen Zustand und sollte deshalb ausgetauscht werden.
- Zur Begrenzung der seitenweisen Einstellung wird deshalb der in den
Fig. 10 und 11 dargestellte Mechanismus eingesetzt. Dabei wird die seitenweise Einstellbarkeit auf etwa eine Umdrehung der Ausrastknöpfe 17 begrenzt, in dem eine axiale Feder auf der Rastwelle in eine Ringnut des Knopfes hineinragt. An einer radialen Stelle ist in der Ringnut des Knopfes ein radialer Mitnehmer angeordnet, sodass spätestens bei Drehung des Knopfes um 360 Grad der Mitnehmer an die axiale Feder der welle anschlägt und diese bei einer weiteren Drehung mitnimmt. So wird eine relative Einstellbarkeit zum Gesamtsystem um maximal etwa eine Umdrehung des Ausrastknopfes 17 ermöglicht, während die gesamte Einstellbarkeit des Spaltmaßes mehrere Umdrehungen der Ausrastknöpfe umfassen kann. - In
Fig. 9 ist die Einstellwelle 16a dargestellt. Dabei sind die Zahnräder 23 und 25 am linken Rand zu erkennen, die die Drehbewegung von dem Einstellmechanismus 50 auf die Welle 16a und über das Zahnrad 25 auf den linken Exzenterring 12 übertragen. - Um eine Längeneinstellung der Einstellwelle 16a (und der Einstellwelle 16b) zu erhalten, wird am rechten Ende eine Längenverstelleinheit 60 vorgesehen, die eine Feder 61 umfasst. Dadurch kann die Einrichtung 1 auch in leicht unterschiedlich dimensionierten Anlagen eingesetzt werden, ohne dass eine aufwändige Kürzung einer oder beider Einstellwelle 16a und 16b erfolgen muss.
- Die Kulissensteine bestehen insbesondere aus Stahl oder einem anderen Metall wie z.B. Aluminium, können allerdings auch aus anderen Materialien bestehen.
Claims (10)
- Gegenstanzzylinder (2) für eine Vorrichtung (100) zum Stanzen, welcher eine Welle (4) und einen drehbar um die Welle (4) herum aufgenommenen Zylinderkörper (5), sowie wenigstens einen Schmitzring (6) umfasst, wobei die Welle (4) um eine Drehachse (7) drehbar ausgebildet und der Zylinderkörper (5) über wenigstens eine Exzentereinrichtung (8) auf der Welle (4) drehbar gelagert ist, um eine Spaltweite (9) beim Stanzen und/oder Prägen von Materialbahnen einzustellen, wobei der Zylinderkörper (5) über wenigstens ein Lager gegenüber der wenigstens einen Exzentereinrichtung (8) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Exzentereinrichtung (8) über wenigstens ein Lager gegenüber der drehbaren Welle (4) gelagert ist, wodurch bei Einstellung der Spaltweite (9) die Lage der drehbaren Welle (4) unverändert bleibt. - Einrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Welle (4) im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Drehachse (7) ausgebildet ist.
- Einrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Schmitzring (6) drehfest mit der Welle (4) verbunden ist.
- Einrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens eine Außenkontur wenigstens eines Schmitzringes (6) rotationssymmetrisch zu der Drehachse (7) ausgebildet ist.
- Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Lager als Nadellager ausgeführt ist.
- Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Exzentereinrichtung (8) wenigstens einen Exzenterring (12) umfasst.
- Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Exzentereinrichtung (8) mit einem Zahnrad (13,14) drehfest verbunden ist.
- Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Exzentereinrichtung (8) mit einem Einstellrad (15) verbunden ist.
- Einrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Ausrastknopf (17) vorgesehen ist, um ein seitenweise Einstellen der Spaltweite (9) zu ermöglichen.
- Vorrichtung (100) zum Stanzen und/oder Prägen einer Materialbahn, mit einem drehbar aufgenommenen Stanzzylinder (3) und einem drehbar aufgenommenen Gegenstanzzylinder (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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