EP2862684A1 - Stanzmaschine mit Einrichtung zum Zurichten - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a flat bed punching and / or embossing machine according to the preamble of claim 1, claim 9 and claim 10.
- punching As punching the cutting is referred to with closed geometric blank forms that can be circular, oval or polygonal and imaginary shapes of all kinds. Also the practices practiced in print finishing, such as punching with punch, corner punching and register punching are counted to this area.
- the punching takes place against a punching pad or against stamp, in some cases it is also shearing operations.
- Packaging materials made of paper, cardboard, cardboard or corrugated board are mainly punched in sheet format but also as webs. Even materials such as film (in-mold), various thin plastics or aluminum foil can be processed accordingly. When punching but also creasing lines or blind embossing can be introduced into the benefit. This complex process makes it indispensable to punch the sheets individually.
- the printed sheets stacked on a pallet are fed to the punching machine.
- the sheets to be punched are precisely aligned in an alignment device, taken over by a gripper carriage and exactly in the punching device between a fixed undercounter and a vertically movable by means of eccentric gear top table positioned.
- machines are known in which the upper table is fixed and for the punching operation of the lower table is moved by means of a toggle lever against the upper table.
- flat bed web punching machines that further inline webs coming from web presses.
- Such a flat bed punch is for example from the DE 30 44 083 A1 known.
- the two tables also referred to as crucibles, are equipped with cutting and scoring tools or corresponding counter tools with which the benefits punched out of the cyclically guided between the table surface sheets and at the same time pressed the necessary for clean folding grooves. In the subsequent breakout the waste is removed by machine tools. Depending on the equipment of the machine finally the punched benefits can be separated in a designatedWhentrenn arthritis.
- the punching pressure in the sheet punching and embossing machine must be adjustable according to the sheet being processed.
- punching force adjusting devices can only be adjusted globally, i. based on the entire surface of the crucible. Due to the design, however, an uneven punching force distribution over the surface of the crucible is present in all stamping and embossing machines according to the prior art.
- the punching force is introduced via individual force introduction points and thus does not affect the entire crucible surface.
- Depending on the rigidity of the crucible results in a deformation, which in turn results in an uneven punching pressure distribution over the surface of the crucible.
- height differences of the punching or Rillmesser, as well as the wear of the knife cause an uneven punching pressure distribution.
- the unequal punching pressure in turn causes an unclean cutting of the cutting blade of the punching tool or an insufficient pronounced creasing by the creasing blades of the stamping tool.
- the DE 35 31 114 A1 describes a method and a device for pressurizing a press for producing embossing tools.
- the press is operated separately and independently of a sheet punching and / or embossing machine.
- the press has a large number of hydraulic pistons which carry a pressure plate.
- the pressure plate serves to emboss the tools.
- the pistons can be electrically controlled via a control panel, whereby the pressure build-up on the pressure plate can be varied precisely and specifically.
- the DE 39 07 826 C2 describes an apparatus for producing stamping tooling, namely an impression machine.
- an impression machine In order to relocate the punching tooling in the impression machine is in a first step captures the topography of the crucible of the punching machine. The topography of the crucible is then simulated in the impression machine below. This makes it possible that the punching tools can be dressed in the impression machine and the punching machine can continue to operate during this trimming. The effort for trimming the punching tools is not reduced thereby.
- the DE 10 2007 014 317 A1 discloses a sheet punching and embossing machine with a punching station, the crucible is provided with a device for regulating the punching or embossing pressure.
- a plurality of actuator elements such as piezo elements, hydraulic chambers or electric motors are distributed over the device.
- the object of the present invention is to provide a flatbed punching and / or embossing machine which reduces the disadvantages of the prior art and which reduces the set-up time and thus increases the productivity of the machine.
- the Flachbettstanz- and / or embossing machine according to the invention for processing flat elements, in particular of paper, cardboard, cardboard or plastic has a punching and / or - josgestation with an upper table and a lower table, one of which is liftable and at least one with a Punching and / or embossing tool is equipped.
- the undertable has a plurality of matrix-like juxtaposed, in particular cuboid metal blocks, each metal block having an independently controllable heating means for selectively heating or heating a respective metal block for trimming the punching and / or embossing station by local deformation of the surface of the undertable ,
- the heating means of the metal blocks are controlled in such a way that, due to the thermal expansion of the metal blocks, a deformation of the undertable results, which corresponds to a respective required dressing requirement.
- a respective heater is designed as a heating cartridge with control unit, wherein a respective heating cartridge, such. B. offered by Watlow under the product name "firerod”, in particular has a heatable resistance wire.
- firerod offered by Watlow under the product name "firerod”
- Such cartridges are inexpensive, clever in the assembly, resistant and accurate in their control.
- a bus system for controlling the heating cartridges, wherein in each case the control unit of a heating cartridge is connected in terms of data transmission technology via the bus system to a machine control system.
- the latter has a data memory for storing a machine-dependent and / or a tool-dependent dressing requirement and the dressing requirement can be converted into a heat distribution such that the heating cartridges can be individually controlled by the machine control system. that by heating the heating cartridges an expansion of the metal blocks and therefrom a dressing of the tool.
- the metal blocks are designed as aluminum cuboid.
- an insulation layer is provided as a thermal insulation between the individual metal blocks.
- the thickness or effectiveness of the insulating layer can be designed differently, depending on the position of the metal block. So z. B. a metal block located on the edge have a thinner insulation layer than a metal block surrounded by further metal blocks.
- the insulation layer does not cause heat from one metal block to another can be transferred adjacent metal block.
- a respective metal block may be provided with a cooling element, in particular on its lower end face.
- the cooling element may be, for example, a metal plate, which dissipates the heat introduced by the heaters.
- a respective heating cartridge has a temperature sensor and can be controlled via the bus system.
- a plurality of metal blocks can be combined to form a unit, in particular a latch.
- a respective latch can be individually connected to the table.
- the flat-bed punching and / or embossing machine has a punching and / or embossing station with an upper table and a lower table.
- a hollow chamber plate with a plurality of matrix-like juxtaposed chambers is provided in the region of the undertable or behind an upper tool of the upper table, wherein the chambers are filled with a rheological fluid and wherein the viscosity in a respective chamber by means of a current-conducting bus system by changing the Rheology of the liquid is individually adjustable.
- a hollow chamber plate is provided with a multiplicity of chambers arranged next to one another in a matrix, the chambers being designed as tubes communicating with one another and filled with a hydraulic fluid, the pressure being individually adjustable in a respective chamber.
- the Chambers can be the Chambers connected to each other by means of valves and may be provided a reservoir for the hydraulic fluid.
- controllable microvalves which are known from the field of active microfluidics and can be constructed, for example, from monocrystalline silicon, can each connect the chambers. After the conditions required for the dressing have been set, the valves remain closed during a respective punching operation. When a job is changed, the microvalves are opened, the conditions redetermined and the pressure in each chamber adjusted.
- Another embodiment is check valves or check valves. These form a kind of flap between the chambers. These flaps allow the hydraulic fluid to get into the adjacent chambers, including two flaps, one per direction needed to be able to regulate the pressure level in the chambers variable. The flaps would have to be actively locked and opened.
- pressure valves or pressure relief valves or membranes The chambers are each connected via two pressure valves or diaphragm and the hydraulic fluid is by their specific properties in the position, alone by the influence of dynamic pressure conditions during a particular stamping process Establish pressure level in the chambers so that the required dressing sets. This could be dispensed with control of the valves or diaphragm.
- all chambers are connected to each other by said embodiments of the valves.
- FIG. 1 the basic structure of a sheet punching and embossing machine 100 for punching, breaking,directionalally storing sheets of paper, cardboard, plastic and the like is shown.
- the punching and embossing machine 100 has a feeder 1, a punching station 2, a breaking station 3 and a boom 4 with storage and pay station, which is supported by a common machine housing 5 and are enclosed and driven by a main drive 17. From one side, the so-called operator side, the processing stations 2, 3, 4 are accessible; on the opposite side, the so-called drive side, there is the drive train of the sheet punching and embossing machine 100.
- a machine control 15 controls the processes within the punching machine 100.
- the sheets 6 are separated by a feeder 1 from a stack 6.1 by a so-called suction head 18, fed to the sheet transport system 7 and gripped by gripper bars of a gripper carriage 8 grippers at its front edge and intermittently in the sheet transport direction B through the various stations 2, 3 and 4 the punching and embossing machine 100 pulled through.
- the sheet transport system 7 has a plurality of gripper carriages 8, so that a plurality of sheets 6 can be processed simultaneously in the various stations 2, 3 and 4.
- the gripper carriage 8 can be driven by a chain drive.
- the punching station 2 consists of a lower crucible, a so-called. Subtable 9, and an upper crucible, a so-called. Obertisch 10.
- the upper table 10 is vertically reciprocally mounted and provided with an upper tool 30 with punching and Rillmessern.
- the lower table 9 is fixedly mounted in the machine frame and provided with a counter-plate 20 to the punching and Rillmessern. Alternatively, the upper table 10 fixed and the lower table 9 may be moved.
- embossing embossing tools, in particular in the form of so-called embossing dies, are used instead of the punching and scoring tools.
- a plurality of metal blocks 101 is integrated, which effect the dressing of the lower table 9.
- the lower table 9 can be provided with an active cooling 101.
- hollow-chamber plates 200 may instead be arranged behind the upper tool 30 and / or behind the lower tool 20, which effect trimming of the respective tool 20, 30.
- the gripper carriage 8 transports the sheet 6 from the punching and embossing station 2 in the subsequent breaking station 3, which is equipped with breakout tools 21, 23.
- the stripping station 3 are using the stripping tools 21, 23 not required pieces of waste 11 pushed out of the sheet 6 down, causing the waste pieces 11 fall into a pushed-in under the station carriage-like container 12 or be transported away from there.
- the boom 4 may also include a pallet 13, on which the individual sheets 6 or benefits in the form of a stack 14 are stacked, so that after reaching a certain stack height, the pallet 13 with the Sheet stack 14 can be moved away from the area of the punching and embossing machine 100. In order not to have to stop the machine 100 during the stack exchange, auxiliary stacking devices can be used.
- FIG. 2 are the metal blocks 101, which serve the finishing of a punched annular plate 20 and thus the dressing of the punching and / or -gargestation 2, shown in more detail.
- a respective metal block 101 is surrounded by an insulating layer 108a to 108f.
- a metal plate as a cooling element 110 which serves to dissipate heat introduced by the heating cartridges 104.
- a heating cartridge 104 Integrated into a respective metal block 101 is a heating cartridge 104.
- This heating cartridge 104 is driven by a control unit 105, which is likewise integrated in the metal block 101.
- a respective control unit 105 it is possible to specify to which temperature a respective heating cartridge 104 is heated. This temperature is dependent on a required thermal expansion of a respective metal block 101, which in turn is required for the trimming of the punched annular plate 20 in the region of this metal block 101.
- the specification of a respective temperature, which is therefore conditioned by the thermal expansion behavior of the metal blocks 101 and a respective local dressing needs - as in the sectional view of FIG.
- a respective metal block 101 can have a temperature sensor 113, so that the actual actual temperature of the metal block 101 can be fed back to the machine controller 15 or a respective control unit 105, so that a temperature control is made possible.
- the metal blocks 101 are juxtaposed in a matrix field 102 in rows m1, m2,... and columns n1, n2,..., and extend approximately over the surface of the lower table 9 and the punched annular plate 20.
- a plurality of metal blocks 101 may be combined to form bars 112, so that the metal blocks 101 can be maintained, repaired and replaced easier.
- hollow chamber plate 200 may be used, which has a plurality of matrix-like juxtaposed chambers 201.
- the chambers 201 may be designed in a non-illustrated alternative as honeycomb, eg hexagonal chambers.
- FIG. 5b a first embodiment of a hollow chamber plate 200 is shown in more detail.
- the chambers 201 of the hollow chamber plate 200 are filled with a rheological fluid 202.
- a current finger 206 Connected to a respective chamber 201 is a current finger 206 for applying a current to the respective chamber 201 for adjusting the viscosity of the rheological fluid 202 in the respective chamber 201.
- the current fingers 206 are connected to a control unit 105 via a bus system 106 be controlled. By specifying a certain flow, the viscosity can be adjusted in the chamber 201 and thereby a locally required dressing can be effected.
- FIG. 5c a second embodiment of a hollow chamber plate 200 is shown.
- the chambers 201 of the hollow chamber plate 200 are filled with a hydraulic fluid 203.
- a pressure equalization between the respective chambers 201 is ensured via controllable valves 204.
- a reservoir 205 is provided.
- the valves 204 are via a bus system 106 from a control unit 105 can be controlled, so that it can be made a pressure control for each chamber 201.
- valves 204 could also be provided which are not controllable and can only withstand a certain maximum pressure. If this pressure is exceeded, then hydraulic fluid 203 is discharged into a reservoir 205.
- a bus system 106 with connected control unit 105 is then not required.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, Anspruch 9 und Anspruch 10.
- Als Stanzen wird das Schneiden mit in sich geschlossenen geometrischen Zuschnittsformen bezeichnet, die kreisförmig, oval oder mehreckig sowie Phantasieformen aller Art sein können. Auch die in der Druckweiterverarbeitung geübten Praktiken, wie Stanzen mit Locheisen, Eckenabstoßen und Registerstanzen werden zu diesem Bereich gezählt. Die Stanzung erfolgt gegen eine Stanzunterlage oder gegen Stempel, teilweise sind es auch Schervorgänge. Verpackungsmaterialien aus Papier, Karton, Pappe oder Wellpappe werden hauptsächlich im Bogenformat aber auch als Bahnen gestanzt. Auch Materialien wie Folie (In-mould), diverse dünne Kunststoffe oder Aluminiumfolie können entsprechend bearbeitet werden. Beim Stanzvorgang können zusätzlich aber auch Rilllinien oder Blindprägungen in den Nutzen eingebracht werden. Dieser komplexe Prozess macht es unabdingbar, die Bogen einzeln zu stanzen. Da es sich bei den Endprodukten um anspruchsvolle Verpackungen hinsichtlich technischer und graphischer Ausführung handelt (etwa Verpackungen für Kosmetik, Zigaretten, Pharmazie, Lebensmittel, etc.), werden besondere Anforderungen nicht nur an die Verpackungsmaterialien selbst gestellt, sondern es sind für optimale Resultate auch Stanzwerkzeuge mit geringsten Toleranzen und äußerst präzise und zuverlässig arbeitende Stanzmaschinen erforderlich. Diesen Ansprüchen wird das Flachbettstanzen am besten gerecht.
- Bei Flachbettbogenstanzmaschinen werden die gedruckten und auf einer Palette gestapelten Bogen der Stanzmaschine zugeführt. In der Maschine werden in einer Ausrichteinrichtung die zu stanzenden Bogen passgenau ausgerichtet, von einem Greiferwagen übernommen und exakt in der Stanzeinrichtung zwischen einem fest gelagerten Untertisch und einem mittels Exzentergetriebe vertikal bewegbaren Obertisch positioniert. Alternativ sind Maschinen bekannt, bei denen der Obertisch feststeht und für den Stanzvorgang der Untertisch mittels Kniehebel gegen den Obertisch bewegt wird. Auch bekannt sind Flachbettbahnstanzmaschinen, die von Rollendruckmaschinen kommende Bahnen inline weiterverarbeiten.
- In bekannten Bogenstanz- und Prägemaschinen, die zum Stanzen, Ausbrechen, Prägen und Ablegen von Bögen aus Papier, Pappe und dergleichen eingesetzt werden, ist es bekannt, die Bögen mittels Greiferwagen durch die einzelnen Stationen der Maschine zu bewegen. Ein jeweiliger Greiferwagen besitzt eine Greiferbrücke, an der Greifer befestigt sind, die die Bögen an einem vorderen Ende ergreifen. Ein Greiferwagen besitzt weiterhin seitliche Fahrwagen, welche mit endlosen Ketten des Transportsystems verbunden sind und wodurch die Greiferwagen durch die Maschine bewegt werden. Durch diese Art der Bewegung der Bögen durch die Maschine wird ein kontinuierliches Arbeiten in den einzelnen hintereinander angeordneten Stationen der Maschine, insbesondere Stanz-, Ausbrech- und Nutzentrennstation, ermöglicht.
- Eine derartige Flachbettstanze ist beispielsweise aus der
DE 30 44 083 A1 bekannt. Die beiden Tische, auch als Tiegel bezeichnet, sind mit Schneid- und Rillwerkzeugen bzw. entsprechenden Gegenwerkzeugen bestückt, mit denen aus dem taktweise zwischen die Tischfläche geführten Bögen die Nutzen ausgestanzt und gleichzeitig die zum sauberen Falten notwendigen Rillen eingedrückt werden. In der nachfolgenden Ausbrecheinrichtung wird der Abfall über Ausbrechwerkzeuge maschinell entfernt. Je nach Ausstattung der Maschine können schließlich die gestanzten Nutzen in einer hierfür vorgesehenen Nutzentrenneinrichtung separiert werden. - Um Produkte von hoher Qualität zu erhalten, muss der Stanzdruck in der Bogenstanz- und -prägemaschine je nach zu bearbeitenden Bogen angepasst werden können.
- Wie in der
DE 30 44 083 C3 beschrieben, geschieht dies durch Verschieben von keilförmigen Stahlplatten. Diese Stahlplatten befinden sich zwischen Exzenterwellen und dem angetriebenen Obertisch. Durch das Verschieben der keilförmigen Stahlplatten wird der Abstand zwischen bewegtem Obertisch und festem Untertisch, und damit die Stanzkraft, verändert. - Den verschiedenen Vorrichtungen zum Einstellen der Stanzkraft nach dem Stand der Technik ist gemein, dass die Stanzkraft nur global eingestellt werden kann, d.h. auf die gesamte Fläche des Tiegels bezogen. Konstruktionsbedingt liegt jedoch bei allen Stanz-und Prägemaschinen nach dem Stand der Technik eine ungleiche Stanzkraftverteilung über die Fläche des Tiegels vor. Die Stanzkraft wird über einzelne Krafteinleitungspunkte eingeleitet und liegt somit nicht an der gesamten Tiegelfläche an. In Abhängigkeit von der Steifigkeit der Tiegel ergibt sich eine Verformung, woraus wiederum eine ungleiche Stanzdruckverteilung über die Fläche des Tiegels resultiert. Auch Höhenunterschiede der Stanz- bzw. Rillmesser, als auch der Verschleiß der Messer bewirken eine ungleiche Stanzdruckverteilung. Der ungleiche Stanzdruck wiederum bewirkt ein unsauberes Schneiden der Schneidmesser des Stanzwerkzeugs bzw. eine unzureichend ausgeprägte Rillung durch die Rillmesser des Prägewerkzeugs.
- Nach dem Stand der Technik wird dieses Problem gelöst, indem die Stanz- und Rillmesser einzeln unterlegt werden. Je nach Abweichung von der Sollstanzkraft werden die Stanz-und Rillmesser auf der Rückseite des Werkzeugs mit verschieden dicken Papier- oder Kunststoffstreifen hinterklebt. Dieses so genannte Zurichten ist sehr zeitintensiv und muss bei Maschinenstillstand geschehen. In Abhängigkeit von der Anzahl der Stanz- und Rillmesser und der zu stanzenden Form kann das Zurichten mehrere Stunden dauern. Die hohe Rüstzeit verringert in Folge die Maschinenproduktivität.
- Die
DE 35 31 114 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Druckbeaufschlagung einer Presse zum Herstellen von Prägewerkzeugen. Die Presse wird dabei separat und unabhängig von einer Bogenstanz- und/oder- prägemaschine betrieben. Die Presse verfügt über eine Vielzahl hydraulischer Kolben, welche eine Druckplatte tragen. Die Druckplatte dient dem Prägen der Werkzeuge. Die Kolben können elektrisch über ein Schaltpult angesteuert werden, wodurch der Druckaufbau auf die Druckplatte genau und gezielt variiert werden kann. - Die
DE 39 07 826 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von Stanzwerkzeugzurichtungen, nämlich eine Abdruckmaschine. Um die Stanzwerkzeugzurichtung in die Abdruckmaschine verlagern zu können, wird in einem ersten Schritt die Topographie der Tiegel der Stanzmaschine erfasst. Die Topographie der Tiegel wird dann nachfolgend in der Abdruckmaschine simuliert. Dadurch wird ermöglicht, dass die Stanzwerkzeuge in der Abdruckmaschine zugerichtet werden können und die Stanzmaschine während dieses Zurichtens weiter betrieben werden kann. Der Aufwand für das Zurichten der Stanzwerkzeuge wird dadurch jedoch nicht reduziert. - Die
DE 10 2007 014 317 A1 offenbart eine Bogenstanz- und -prägemaschine mit einer Stanzstation, deren Tiegel mit einer Vorrichtung zur Regulierung des Stanz- oder Prägedrucks versehen ist. Dabei sind mehrere Aktuatorelemente wie z.B. Piezoelemente, Hydraulikkammern oder Elektromotoren über die Vorrichtung verteilt. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik reduziert und welche die Rüstzeit verringert und damit die Produktivität der Maschine erhöht.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch Flachbettstanz- und/oder -prägemaschinen mit den Merkmalen von Anspruch 1, Anspruch 9 und Anspruch 10.
- Die erfindungsgemäße Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine zur Bearbeitung von flächigen Elementen, insbesondere aus Papier, Pappe, Karton oder Kunststoff besitzt eine Stanz- und/oder -prägestation mit einem Obertisch und einem Untertisch, wobei einer davon hubbeweglich ist und mindestens einer mit einem Stanz- und/oder -prägewerkzeug bestückt ist. Erfindungsgemäß besitzt der Untertisch eine Mehrzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten, insbesondere quaderförmigen Metallklötzen, wobei jeder Metallklotz eine unabhängig ansteuerbare Heizeinrichtung besitzt, zum gezielten Erwärmen bzw. Erhitzen eines jeweiligen Metallklotzes zum Zurichten der Stanz-und/oder -prägestation durch lokale Verformung der Oberfläche des Untertischs. In vorteilhafter Weise werden die Heizeinrichtungen der Metallklötze derart angesteuert, dass sich aufgrund der Wärmeausdehnung der Metallklötze eine Verformung des Untertisches ergibt, welche einem jeweils erforderlichen Zurichtebedarf entspricht.
- In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine ist eine jeweilige Heizeinrichtung als Heizpatrone mit Steuereinheit ausgeführt, wobei eine jeweilige Heizpatrone, wie z. B. von der Firma Watlow unter dem Produktnamen "firerod" angeboten, insbesondere einen erhitzbaren Widerstandsdraht aufweist. Solche Heizpatronen sind kostengünstig, geschickt in der Montage, widerstandsfähig und exakt in ihrer Ansteuerung.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Bus-System vorgesehen ist zur Ansteuerung der Heizpatronen, wobei jeweils die Steuereinheit einer Heizpatrone über das Bus-System mit einer Maschinensteuerung datenübertragungstechnisch verbunden ist. Durch diese Ansteuerung wird erreicht, dass ein jeweiliger Metallklotz derart erhitzt werden kann, dass sich eine Wärmeausdehnung und infolgedessen eine erforderliche Zurichtung ergibt.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Flachbettstanz- und/oder - prägemaschine besitzt diese einen Datenspeicher, zum Abspeichern eines maschinenabhängigen und/oder eines werkzeugabhängigen Zurichtebedarfs und der Zurichtebedarf ist in eine Wärmeverteilung umrechenbar, derart, dass die Heizpatronen entsprechend von der Maschinensteuerung individuell ansteuerbar sind, dass durch die Erwärmung der Heizpatronen eine Ausdehnung der Metallklötze und daraus eine Zurichtung des Werkzeuges erfolgt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die Metallklötze als Aluminiumquader ausgeführt.
- Weiterhin wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zwischen den einzelnen Metallklötzen eine Isolationsschicht als Wärmeisolierung vorgesehen ist. Die Dicke bzw. Wirksamkeit der Isolationsschicht kann unterschiedlich gestaltet sein, abhängig von der Position des Metallklotzes. So kann z. B. ein sich am Rand befindlicher Metallklotz eine dünnere Isolationsschicht aufweisen, als ein von weiteren Metallklötzen umgebener Metallklotz. Die Isolationsschicht bewirkt, dass Wärme nicht von einem Metallklotz auf einen anderen angrenzenden Metallklotz übertragen werden kann. In vorteilhafter Weiterbildung kann ein jeweiliger Metallklotz mit einem Kühlelement versehen sein, insbesondere an seiner unteren Stirnfläche. Bei dem Kühlelement kann es sich dabei beispielsweise um eine Metallplatte handeln, welche die durch die Heizeinrichtungen eingebrachte Wärme ableitet.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung besitzt eine jeweilige Heizpatrone einen Temperaturfühler und ist über das Bus-System regelbar.
- Um eine einfachere Wartung und Austauschbarkeit der Metallklötze zu ermöglichen, können jeweils mehrere Metallklötze zu einer Einheit, insbesondere einem Riegel zusammengefasst sein. Ein jeweiliger Riegel kann dabei einzeln mit dem Untertisch verbindbar sein.
- In einer ersten alternativen Ausführungsvariante besitzt die Flachbettstanz- und/oder - prägemaschine eine Stanz- und/oder -prägestation mit einem Obertisch und einem Untertisch. Erfindungsgemäß ist im Bereich des Untertisches oder hinter einem Oberwerkzeug des Obertisches eine Hohlkammerplatte mit einer Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Kammern vorgesehen, wobei die Kammern mit einer rheologischen Flüssigkeit gefüllt sind und wobei die Viskosität in einer jeweiligen Kammer mittels eines stromleitenden Bus-Systems durch Änderung der Rheologie der Flüssigkeit individuell einstellbar ist. Durch eine ortsgenaue Steuerung der Viskosität in den jeweiligen Kammern kann in vorteilhafter Weise eine Zurichtung der Stanz- und/oder -prägestation erfolgen.
- In einer zweiten Ausführungsvariante der Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine besitzt diese ebenfalls eine Stanz- und/oder -prägestation mit einem Obertisch und einem Untertisch. Erfindungsgemäß ist im Bereich des Untertischs oder hinter einem Oberwerkzeug des Obertischs eine Hohlkammerplatte mit einer Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Kammern vorgesehen, wobei die Kammern als miteinander kommunizierende Röhren ausgeführt und mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllt sind, wobei der Druck in einer jeweiligen Kammer individuell einstellbar ist. Dazu können die Kammern untereinander mittels Ventilen verbunden und kann ein Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein. Durch eine gezielte Regulierung des Drucks in einer jeweiligen Kammer kann in vorteilhafter Weise eine Zurichtung der Stanz- und/oder - prägestation erfolgen.
- Verwendung finden können unterschiedliche Arten von Ventilen: steuerbare Mikroventile welche aus dem Bereich der aktiven Mikrofluidik bekannt sind und beispielsweise aus einkristallinem Silizium aufgebaut sein können, können jeweils die Kammern verbinden. Nachdem sich die für die Zurichtung benötigten Verhältnisse eingestellt haben bleiben die Ventile während einem jeweiligen Stanzvorgang verschlossen. Bei einem Auftragswechsel werden die Mikroventile geöffnet, die Verhältnisse neu ermittelt und der Druck in einer jeweiligen Kammer eingestellt.
- Eine andere Ausführungsform sind Rückschlagventile oder Rückschlagklappen. Diese bilden eine Art Klappe zwischen den Kammern. Diese Klappen ermöglichen der Hydraulikflüssigkeit in die benachbarten Kammern zu gelangen, wozu zwei Klappen, jeweils eine pro Richtung benötigt werden, um das Druckniveau in den Kammern variabel regulieren zu können. Die Klappen müssten aktiv verriegelt und geöffnet werden können.
- Ein weiterer Ansatz besteht in der Verwendung von Druckventilen bzw. Druckbegrenzungsventilen oder Membranen: Die Kammern sind jeweils über zwei Druckventile oder Membrane verbunden und die Hydraulikflüssigkeit ist durch ihre spezifischen Eigenschaften in der der Lage, alleine durch den Einfluss der dynamischen Druckverhältnisse während eines jeweiligen Stanzprozesses das Druckniveau in den Kammern so zu etablieren, dass sich die benötigte Zurichtung einstellt. Hierbei könnte auf eine Ansteuerung der Ventile oder Membrane verzichtet werden.
- Bei allen Varianten sind alle Kammern durch die genannten Ausführungsformen der Ventile miteinander verbunden.
- Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine stellen auch in Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
- Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.
- Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet.
- Es zeigen in schematischer Darstellung
- Fig. 1
- eine Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine in einer Übersichtsdarstellung
- Fig. 2
- die Metallklötze in einer Detaildarstellung
- Fig. 3a
- die Metallklötze und ihre Ansteuerung in einer Detaildarstellung
- Fig. 3b
- einen Riegel von Metallklötzen
- Fig. 4
- die matrixartige Anordnung der Metallklötze
- Fig. 5a
- eine Hohlkammerplatte als alternative Lösungsvariante
- Fig. 5b
- die Hohlkammerplatte gefüllt mit rheologischer Flüssigkeit
- Fig. 5c
- die Hohlkammerplatte aufweisend eine Vielzahl von miteinander kommunizierenden Röhren, gefüllt mit Hydraulikflüssigkeit.
- In
Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Bogenstanz- und -prägemaschine 100 zum Stanzen, Ausbrechen, Nutzentrennen und Ablegen von Bogen aus Papier, Pappe, Kunststoff und dergleichen dargestellt. Die Stanz- und Prägemaschine 100 besitzt einen Anleger 1, eine Stanzstation 2, eine Ausbrechstation 3 und einen Ausleger 4 mit Ablage- und Nutzentrennstation, die von einem gemeinsamen Maschinengehäuse 5 getragen und umschlossen werden und von einem Hauptantrieb 17 angetrieben werden. Von einer Seite, der sogenannten Bedienerseite, sind die Bearbeitungsstationen 2, 3, 4 zugänglich; auf der gegenüberliegenden Seite, der sogenannten Antriebsseite, befindet sich der Antriebsstrang der Bogenstanz- und -prägemaschine 100. Eine Maschinensteuerung 15 steuert die Abläufe innerhalb der Stanzmaschine 100. - Die Bogen 6 werden durch einen Anleger 1 von einem Stapel 6.1 durch einen sogenannten Saugkopf 18 vereinzelt, dem Bogentransportsystem 7 zugeführt und von an Greiferbrücken eines Greiferwagens 8 befestigten Greifern an ihrer Vorderkante ergriffen und in Bogentransportrichtung B intermittierend durch die verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 der Stanz- und Prägemaschine 100 hindurchgezogen.
- Das Bogentransportsystem 7 besitzt mehrere Greiferwagen 8, sodass mehrere Bogen 6 gleichzeitig in den verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 bearbeitet werden können. Die Greiferwagen 8 können von einem Kettenantrieb angetrieben werden.
- Die Stanzstation 2 besteht aus einem unteren Tiegel, einem sog. Untertisch 9, und einem oberen Tiegel, einem sog. Obertisch 10. Der Obertisch 10 ist vertikal hin- und herbewegbar gelagert und mit einem Oberwerkzeug 30 mit Stanz- und Rillmessern versehen. Der Untertisch 9 ist fest im Maschinengestell gelagert und mit einer Gegenplatte 20 zu den Stanz- und Rillmessern versehen. Alternativ kann auch der Obertisch 10 feststehend und der Untertisch 9 bewegt sein. Beim Prägen kommen an Stelle der Stanz- und Rillwerkzeuge Prägewerkzeuge, insbesondere in Form sogenannter Prägeklischees, zum Einsatz. In den Untertisch 9 ist eine Mehrzahl von Metallklötzen 101 integriert, welche die Zurichtung des Untertischs 9 bewirken. Zusätzlich kann der Untertisch 9 mit einer aktiven Kühlung 101 versehen sein. Alternativ zu den Metallklötzen 101, in einer nicht dargestellten Variante können stattdessen Hohlkammerplatten 200 hinter dem Oberwerkzeug 30 und/oder hinter dem Unterwerkzeug 20 angeordnet sein, welche ein Zurichten des jeweiligen Werkzeuges 20,30 bewirken.
- Der Greiferwagen 8 transportiert den Bogen 6 von der Stanz- und Prägestation 2 in die nachfolgende Ausbrechstation 3, die mit Ausbrechwerkzeugen 21, 23 ausgestattet ist. In der Ausbrechstation 3 werden mit Hilfe der Ausbrechwerkzeuge 21, 23 die nicht benötigten Abfallstücke 11 aus dem Bogen 6 nach unten herausgestoßen, wodurch die Abfallstücke 11 in einen unter der Station eingeschobenen wagenartigen Behälter 12 fallen oder von dort aus abtransportiert werden.
- Von der Ausbrechstation 3 gelangt der Bogen 6 in den Ausleger 4, wo der Bogen 6 entweder nur einfach abgelegt wird, oder aber gleichzeitig eine Trennung der einzelnen Nutzen eines jeweiligen Bogens 6 erfolgt. Dazu besitzt der Ausleger 4 ein Nutzentrennwerkzeug 21, 23. Der Ausleger 4 kann auch eine Palette 13 enthalten, auf der die einzelnen Bogen 6 bzw. Nutzen in Form eines Stapels 14 aufgestapelt werden, so dass nach Erreichen einer bestimmten Stapelhöhe die Palette 13 mit dem Bogenstapel 14 aus dem Bereich der Stanz- und Prägemaschine 100 weggefahren werden kann. Um die Maschine 100 während des Stapeltausches nicht anhalten zu müssen können Hilfsstapeleinrichtungen zum Einsatz kommen.
- In
Figur 2 sind die Metallklötze 101, welche der Zurichtung einer Stanzrillplatte 20 und damit der Zurichtung der Stanz- und/oder -prägestation 2 dienen, näher dargestellt. Ein jeweiliger Metallklotz 101 ist von einer Isolationsschicht 108a bis 108f umgeben. Alternativ zur an der unteren Stirnfläche des Metallklotzes 101 angebrachten Isolationsschicht 108f kann dort eine Metallplatte als Kühlelement 110 angebracht sein, welche dem Abführen von durch die Heizpatronen 104 eingebrachter Wärme dient. - Integriert in einen jeweiligen Metallklotz 101 ist eine Heizpatrone 104. Diese Heizpatrone 104 wird von einer Steuereinheit 105, welche ebenfalls in den Metallklotz 101 integriert ist, angesteuert. Durch eine jeweilige Steuereinheit 105 kann so vorgegeben werden, auf welche Temperatur eine jeweilige Heizpatrone 104 erhitzt wird. Diese Temperatur ist dabei abhängig von einer erforderlichen Wärmeausdehnung eines jeweiligen Metallklotzes 101, welche wiederum für das Zurichten der Stanzrillplatte 20 im Bereich dieses Metallklotzes 101 erforderlich ist. Die Vorgabe einer jeweiligen Temperatur, welche also bedingt ist durch das Wärmeausdehnungsverhalten der Metallklötze 101 und einen jeweiligen lokalen Zurichtebedarf wird - wie in der Schnittdarstellung von
Figur 3a dargestellt - über ein Bus-System 106 an eine jeweilige Steuereinheit 105 eines Metallklotzes 101 übermittelt, wozu diesem eine eindeutige Adresse 107 zugeordnet ist. Die erforderliche Berechnung, ausgehend von einer Zurichtebedarfsverteilung, kann dabei durch eine Maschinensteuerung 15 erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann ein jeweiliger Metallklotz 101 über einen Temperaturfühler 113 verfügen, so dass die tatsächliche Ist-Temperatur des Metallklotzes 101 an die Maschinensteuerung 15 oder eine jeweilige Steuereinheit 105 rückgemeldet werden kann, so dass eine Temperaturregelung ermöglicht wird. Wie inFigur 4 dargestellt, sind die Metallklötze 101 in einem Matrixfeld 102 nebeneinander angeordnet in Zeilen m1, m2, ... und Spalten n1, n2, ... und erstrecken sich in etwa über die Fläche des Untertischs 9 bzw. der Stanzrillplatte 20. Wie inFigur 3b angedeutet, können jeweils mehrere Metallklötze 101 zu Riegeln 112 zusammengefasst sein, so dass die Metallklötze 101 einfacher gewartet, repariert und ausgetauscht werden können. - Anstelle der obenstehend beschriebenen Metallklötze 101 kann zur Zurichtung der Stanz- und/oder -prägestation 2 auch eine wie in
Figur 5a dargestellte Hohlkammerplatte 200 verwendet werden, welche eine Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Kammern 201 besitzt. Die Kammern 201 können in einer nicht dargestellten Alternative als wabenförmige, z.B. sechseckige Kammern ausgeführt sein. - In
Figur 5b ist eine erste Ausführungsform einer Hohlkammerplatte 200 näher dargestellt. Die Kammern 201 der Hohlkammerplatte 200 sind mit einer rheologischen Flüssigkeit 202 gefüllt. Mit einer jeweiligen Kammer 201 ist ein Stromfinger 206 verbunden zum Anlegen eines Stromes an die jeweilige Kammer 201 zur Einstellung der Viskosität der rheologischen Flüssigkeit 202 in der jeweiligen Kammer 201. Die Stromfinger 206 sind über ein Bus-System 106 mit einer Steuereinheit 105 verbunden und können so angesteuert werden. Durch die Vorgabe eines bestimmten Stromes kann die Viskosität in der Kammer 201 eingestellt und dadurch eine lokal erforderliche Zurichtung bewirkt werden. - In
Figur 5c ist eine zweite Ausführungsvariante einer Hohlkammerplatte 200 dargestellt. Die Kammern 201 der Hohlkammerplatte 200 sind mit einer Hydraulikflüssigkeit 203 gefüllt. Ein Druckausgleich zwischen den jeweiligen Kammern 201 wird über ansteuerbare Ventile 204 gewährleistet. Für überflüssige Hydraulikflüssigkeit 203 ist ein Reservoir 205 vorgesehen. Die Ventile 204 sind über ein Bus-System 106 von einer Steuereinheit 105 ansteuerbar, so dass darüber eine Druckregelung für eine jeweilige Kammer 201 vorgenommen werden kann. Alternativ zu den steuerbaren Ventilen 204 könnten auch Ventile 204 vorgesehen sein, welche nicht steuerbar sind und jeweils nur einem bestimmten Maximaldruck standhalten. Wird dieser Druck überschritten, so wird Hydraulikflüssigkeit 203 in ein Reservoir 205 abgegeben. Ein Bus-System 106 mit angeschlossener Steuereinheit 105 ist dann nicht erforderlich. Durch die Anpassung des Drucks in einer jeweiligen Kammer 201 kann in vorteilhafter Weise eine Zurichtung der Stanz- und/oder -prägestation 2 vorgenommen werden. -
- 1
- Anleger
- 2
- Stanz- und/oder Prägestation
- 3
- Ausbrechstation
- 4
- Ausleger, ggfs. mit Nutzentrennstation
- 5
- Maschinengehäuse
- 6
- Bogen
- 6.1
- Bogenstapel
- 7
- Bogentransportsystem
- 8
- Greiferwagen mit Greifern
- 9
- Untertisch / unterer Tiegel
- 10
- Obertisch / oberer Tiegel
- 11
- Abfallstücke
- 12
- Behälter
- 13
- Palette
- 14
- Auslagestapel
- 15
- Steuerung mit Interface und Eingabegeräten
- 16
- Zuführtisch mit einer Einheit zum Ausrichten der Bogen
- 17
- Hauptantrieb
- 18
- Saugkopf
- 19
- Unterwerkzeug mit Stiften
- 20
- Stanzrillplatte
- 21
- Oberwerkzeug mit Stiften bzw. Stempeln
- 23
- Nutzentrenngitter oder Ausbrechbrett (Zwischenwerkzeug)
- 30
- Oberwerkzeug (Stanzwerkzeug)
- 100
- Flachbett-Bogenstanz- und/oder -prägemaschine (Stanzmaschine)
- 101
- Metallklotz
- 102
- Matrixfeld
- 103
- -
- 104
- Heizpatrone
- 105
- Steuereinheit
- 106
- Bus-System
- 107
- eindeutige Adresse
- 108
- Isolation
- 108a
- Isolation an einer Umfangsfläche eines Metallklotzes
- 108b
- Isolation an einer Umfangsfläche eines Metallklotzes
- 108c
- Isolation an einer Umfangsfläche eines Metallklotzes
- 108d
- Isolation an einer Umfangsfläche eines Metallklotzes
- 108e
- Isolation an der oberen Stirnfläche eines Metallklotzes
- 108f
- Isolation an der unteren Stirnfläche eines Metallklotzes
- 109
- -
- 110
- Metallplatte als Kühlelement
- 111
- aktive Kühlung des Untertischs
- 112
- Riegel aus Metallklötzen
- 113
- Temperaturfühler
- 200
- Hohlkammerplatte
- 201
- Kammer
- 202
- rheologische Flüssigkeit
- 203
- Hydraulikflüssigkeit
- 204
- Ventil
- 205
- Reservoir
- m1, m2, ...
- Zeilen Matrixfeld
- n1, n2, ...
- Spalten Matrixfeld
- B
- Bogentransportrichtung
- E
- Bogentransportebene
Claims (10)
- Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine (100) mit einer Stanz- und/oder - prägestation (2) aufweisend einen Obertisch (10) und einen Untertisch (9),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Untertisch (9) eine Mehrzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Metallklötzen (101) aufweist, wobei jeder Metallklotz (101) eine unabhängig ansteuerbare Heizeinrichtung (104) besitzt, zum gezielten Erwärmen eines jeweiligen Metallklotzes (101) . - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine jeweilige Heizeinrichtung als Heizpatrone (104) mit Steuereinheit (105) ausgeführt ist. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Bus-System (106) vorgesehen ist zur Ansteuerung der Heizpatronen (104), wobei jeweils die Steuereinheit (105) einer Heizpatrone über das Bus-System (106) mit einer Maschinensteuerung (15) datenübertragungstechnisch verbunden ist. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine (100) einen Speicher besitzt, zum Abspeichern eines maschinenabhängigen und/oder eines werkzeugabhängigen Zurichtebedarfs. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Metallklötze (101) als Aluminiumquader ausgeführt sind. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den Metallklötzen (101) eine Isolationsschicht (108) vorgesehen ist. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein jeweiliger Metallklotz (101) mit einem Kühlelement (110) versehen ist, insbesondere an seiner unteren Stirnfläche. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass eine jeweilige Heizpatrone (104) einen Temperaturfühler (113) besitzt und über das Bus-System (106) regelbar ist. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine (100) mit einer Stanz- und/oder Prägestation (2), aufweisend einen Obertisch (10) und einen Untertisch (9),
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich des Untertischs (9) oder hinter einem Oberwerkzeug (30) des Obertischs (10) eine Hohlkammerplatte (200) mit einer Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Kammern (201) vorgesehen ist, wobei die Kammern (201) mit einer rheologischen Flüssigkeit (202) gefüllt sind, wobei die Viskosität in einer jeweiligen Kammer (201) mittels eines stromleitenden Bus-Systems (106) individuell einstellbar ist. - Flachbettstanz- und/oder -prägemaschine (100) mit einer Stanz- und/oder Prägestation (2), aufweisend einen Obertisch (10) und einen Untertisch (9),
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich des Untertischs (9) oder hinter einem Oberwerkzeug (30) des Obertischs (10) eine Hohlkammerplatte (200) mit einer Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Kammern (201) vorgesehen ist, wobei die Kammern (201) als miteinander kommunizierende Röhren ausgeführt und mit einer Hydraulikflüssigkeit (203) gefüllt sind, wobei der Druck in einer jeweiligen Kammer (201) individuell einstellbar ist.
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