DE10392784B4

DE10392784B4 - Vorrichtung zum Aufspannen von Werkzeugblechen auf Bearbeitungswalzen oder Werkzeugträger

Info

Publication number: DE10392784B4
Application number: DE10392784.0T
Authority: DE
Inventors: Klaus Wittmaier; Ebe Hesterman
Original assignee: Schober Holding GmbH
Current assignee: Schober Holding De GmbH
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2023-06-28
Also published as: AU2003250854A1; DE10392784D2; WO2004002694A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufspannen von Werkzeugblechen (1, 6) auf Bearbeitungswalzen oder Werkzeugträger, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Aufspannen vorgesehenes Werkzeugblech (1, 6) mit Ausstanzungen (2) bzw. Öffnungen oder Ausfräsungen versehen ist, um das Eintauchen der Greiferrücken (3) in das Werkzeugblech (1, 6) zu ermöglichen und dadurch eine Beschädigung der Greiferwerkzeuge und/oder Werkzeuge und/oder Zylinder zu verhindern, bei maximalem Bearbeitungsformat bzw. bei minimalem Weißrand d. h. Abfall.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspannen von Werkzeugblechen auf Bearbeitungswalzen oder Werkzeugträger.
Dabei sollen vor allem Sandwich-Werkzeugbleche zum Schneiden, Stanzen, Prägen, Rillen und Auftragen von Folien in Inline- und Offline Bogenverarbeitungsmaschinen aufgespannt werden.
Bekannt sind Stanzwerkzeuge oder kombinierte Werkzeuge zur Verarbeitung von Bedruckstoffen in der Endlos-Verarbeitung von Rolle auf Rolle oder von Rolle zu Endprodukten, wie z. B. Labels, Formulare oder Verpackungen. Bei dieser Verarbeitung besteht der Vorteil, dass alle bedruckten Teile endlos aneinander gereiht sind und so die einzelnen Bearbeitungsstufen nacheinander in einem Durchlauf ausgeführt werden, um dann letztendlich in eine endgültige Form gebracht zu werden.
In der Bogenverarbeitung werden die Bedruckstoffe bisher zuerst in einer Druckmaschine bedruckt, und/oder mit Lack versehen und getrocknet, dann ausgelegt und später über mehrere zusätzliche Arbeitsgänge, wie Veredlung oder Weiterverarbeitung, in die endgültige Form gebracht.
Bekannt ist durch EP 1 283 765 B1 und DE 200 06 554 U1 , dass die mehrfache Veredelung und Weiterverarbeitung von Bogenware oder bogenförmige Bedruckstoffe auch im Inline- oder Offlineverfahren durchgeführt werden kann.
Dabei sind, ähnlich wie im Endlosverfahren, die einzelnen Verarbeitungsschritte nacheinander positioniert und die Bögen durchlaufen mit Hilfe von Greifertransporttechnik die einzelnen Verarbeitungsstationen. Bei Rollenmaschinen kommen keine Greifer zum Einsatz, welche bekanntlich über die Zylinderoberfläche überstehen (siehe 1).
Bekannt von Offsetplatten und Stanzblechen sind sogenannte Registersysteme mit z. B. U-förmige oder Index-Ausstanzungen bzw. Fixierungs- und Spannlöcher im Bereich der Spannkanäle/Spannleisten zur positionsgenauen Aufnahme und Befestigung, siehe DE 295 11 092 U1 .
Bekannt sind mechanische Haltesysteme und Magnetsysteme zur Aufnahme von Werkzeugblechen z. B. flexible Stanzbleche oder sogenannte Folienmesser. Nicht berücksichtigt wurden Registersysteme für kombinierte Werkzeugbleche mit Patrizen und Matrizen.
Bekannt ist durch DE 298 05 004 U1 , dass mittels Positionierstifte auf dem Walzenkörper Stanzbleche auf Magnetzylinder positioniert und gehalten werden (siehe 1).
Aus der GB 905 156 A ist eine Vorrichtung bekannt, die ein Paar von oberen und unteren Platten umfasst. An diesen Platten sind Werkzeuge angeordnet, die zum Beispiel eine Schnitt-, eine Bördel- oder eine Prägeoperation ausführen können. Nicht berücksichtigt wurden bisher Greiferöffnungen bzw. Ausstanzungen oder Ausfräsungen (siehe 1) und die Möglichkeit Werkzeugbleche zu spannen und zu halten in Zusammenhang mit Magnetzylindern. Die Möglichkeit Werkzeugbleche (z. B. Stanzbleche, Rillplatten. Prägeplatten, Schneidwerkzeuge etc.) über eine Spannvorrichtung zu befestigen erlaubt es auch, unabhängig von Magnetzylindern, mit kostengünstigen Kleinformat-Stanzblechen zu arbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu finden, die es ermöglicht für den Bogentransport Greifer einzusetzen und trotz überstehendem Greiferrücken dabei die normalen Verhältnisse des maximalen Formats im Druck bei der Weiterverarbeitung bzw. Veredelung zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Die Erfindung besteht darin, dass die gespannten Werkzeugbleche Ausstanzungen bzw. Ausfräsungen erhalten, wodurch sich die Greiferrücken im Spannkanal oder evtl. auch außerhalb des Spannkanals abwickeln können, und es damit möglich ist, die Stanzlinien bis an den Greiferrand (Weißrand) anzuordnen (siehe 1 und 2)
Bei dem Einsatz von schweren (dicken) Bedruckstoffen und normalen Werkzeugblechen, kann es aufgrund der hohen Bearbeitungskräfte zu einer ungewollten Längung der Werkzeugbleche kommen, und dadurch bedingt zu einer Verzerrung, die zu einer Registerungenauigkeit führt.
Durch das Vorspannen der Werkzeugbleche und der zusätzlichen Magnetkräfte wird diese ungewollte Längung reduziert oder völlig aufgehoben, so dass passergenaue Schnitte oder Bearbeitungen ausgeführt werden können (nicht dargestellt).
Beim Stanzen bzw. Ausschneiden von Zuschnitten aus Bogenware, durch z. B. Stanzbleche mit geringer Profilhöhe, entsteht häufig das Problem, dass sich der Abfall in dem Stanzblech verklemmt und nicht sicher abgesaugt werden kann, was eine Beschädigung des Stanzbleches und evtl. auch des Trägerwerkzeuges zu Folge hat.
Bekannte Hilfsmittel sind Druckluft oder Vakuum oder einfache Gummistreifen, die sich jedoch oft nicht als kräftig genug erweisen, um den Abfall sicher entsorgen zu können. Das Einbringen von Gummistreifen oder ähnlichem erfordert außerdem eine entsprechende Geschicklichkeit und hat einen erheblichen Zeitaufwand zur Folge, wobei die Produktionsmaschine steht bzw. nicht produzieren kann.
Die Erfindung besteht darin, dass vollflächige Hydropakete (siehe 3), ein Bestandteil der Werkzeugbleche oder der Stanzbleche sind. Diese Hydropakete verhindern das Verklemmen von Abfall und die Beschädigung am Stanzblech. Diese Teile können auch Vorort direkt von den Bedienern eingesetzt werden, bevorzugt wird dies aber direkt mit dem Werkzeugblech eingesetzt und bereits bei der Fertigung der Werkzeugbleche integriert, so dass lange Stillstandszeiten vermieden werden.
Bekannt beim Offsetdruck sind Mehrmetallplatten z. B. Bi- oder Tri- Metall, alternativ zur Mono-Metallplatte (meistens aus Aluminium).
Bekannt sind Werkzeugbleche mit unterschiedlichen Dicken für unterschiedliche Profilhöhen bzw. Tiefen, die meistens für Spezialaufgaben, z. B. nur Etikettenstanzen oder nur zur Faltschachtelherstellung, eingesetzt werden. Aufgabe der Erfindung ist es ein Werkzeugblech zu entwickeln, welches für mehrere Aufgaben/Substrate mit mehreren Profilhöhen und Tiefen und mehreren Funktionen, wie z. B. Stanzen, Rillen und Prägen, eingesetzt werden können, und zwar für werkzeugtragende Zylinder bzw. Mantel mit einheitlichem Durchmesser. Denkbar ist es, dass die Kalibrierfolien ersetzt werden können durch heizbare Folien z. B. für Heißfolienprägung.
Werkzeugbleche im Großformat mit einer Gesamtdicke von ca. 1 mm sind nur schwer oder schwierig oder je nach Schneidprofil nicht mehr auf Magnetzylindern befestigbar, da die entstehenden Gegenkräfte keinen sicheren Sitz auf der Zylinderoberfläche gewährleisten oder das Stanzblech während des Arbeitsprozesses sich vom Magnetzylinder abhebt.
Weiter nachteilig ist, dass die beim nachträglichen Biegen entstehenden Spannungsgradienten zu Mikrorissen an der Schneidspitze führen.
Vorteilhaft ist die zusätzliche Spanneinrichtung am Magnetzylinder, das (evtl. vorgefertigte) unterlegen von Kalibrierfolien, welche vom Gewicht leichter sind und ein Schneidblech in vorgebogener Ausführung und einen deutlich sichereren Sitz an der Magnetzylinderoberfläche gewährleistet, sowie die Fertigung der Schneidbleche bereits in (teils) vorgebogener Ausführung (siehe 4). Die Biegung ist so ausgelegt, dass gebrauchte Werkzeugbleche wieder verwendet werden können.
Um ein registerhaltiges Ansetzen von Werkzeugblechen auf dem Werkzeugträger zu gewährleisten sind insbesondere bei Bogenoffsetdruckmaschinen eine Vielzahl von sogenannten Registersystemen bekannt.
Bei Maschinen mit mehreren Stationen bzw. Druckwerken ist es zur Reduzierung von Anlaufmakulatur besonders wichtig, dass die auf dem Werkzeugträger anzusetzenden und aufzuspannenden Werkzeugbleche in eine exakte Registerposition zueinander gebracht werden, um ein Minimum an Abfall beim Einrichten zu gewährleisten.
Außerdem ist es von größter Bedeutung, das sogenannte Patrizen-Werkzeugbleche und Matrizen- Werkzeugbleche besonders genau zueinander eingespannt werden. Eine elektrische Anzeige ist in diesem Sinne sehr sinnvoll.
Bekannt ist beim Offsetrotationsdruckverfahren das Unterlegen mit unterschiedlichen Kalibrierfolien, um Drucklängendifferenzen durch Unterlegen der Offsetplattenlänge (Bildträger) mit Kalibrierfolien zu korrigieren.
Bekannt sind Werkzeugbleche von Monomaterial mit angegebener Dicke von ca. 0,5 mm. Neu sind Werkzeugbleche aus einem mehrlagigen Material mit – SANDWICH – Struktur, welche komplett mit Kalibrierfolien vorgefertigt hergestellt werden können bei einheitlicher Dicke, um auf einem und demselben Bearbeitungszylinder montiert zu werden bei gleichem Zylinderdurchmesser.
Die Erfindung besteht darin, dass es ermöglicht wird z. B. wahlweise dünne Werkzeugbleche mit relativ dicken Kalibrierfolien (mit geringem Gewicht), denkbar sind Kunststoffkalibrierfolien oder Metallkalibrierfolien, alternativ zu relativ dicken Stanz- und Rillblechen mit relativ dünner Kalibrierfolie oder sogar ohne Folie, einzusetzen und der gleiche Zylindermantel für unterschiedliche Profilhöhen bzw. Tiefen verwendet wird (siehe 5), evtl. in Kombination mit heizbaren Folien für Heißfolienprägung.
Die Erfindung umfasst auch U-förmige bzw. Index Positionierstanzungen für Patrizen- und Matrizen-Werkzeugbleche, was kürzeste Einrichtzeiten und höchste Genauigkeit gewährleistet und damit Beschädigungen an beide o. g. Werkzeugblechen vermeidet.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der Erfindungen ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen und Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtungen veranschaulichen.
1 Seitenansicht zweier Bearbeitungszylinder mit Greiferwelle und Greiferrücken, die sich durch die Ausstanzung bzw. Ausfräsung des Werkzeugbleches abwickelt;
2 Ansicht eines Werkzeugblechs mit Ausstanzung bzw. Öffnung oder Ausfräsung;
3 Ansicht eines Sandwich-Werkzeugbleches zum Stanzen mit eingelegtem vorgefertigtem Hydropaket;
4 Ansicht eines Sandwich-Werkzeugbleches als Gegendruck zum Stanzen, mit gebogenen Spannlaschen; und
5 Ansicht mit schematischer Darstellung von benannten Werkzeugblechen und Dicken für unterschiedliche Profilhöhen und/oder Tiefen.
Die 1 zeigt eine Darstellung eines Werkzeugbleches 1 mit ausgestanzten Öffnungen 2 damit die Greiferrücken 3, die bekanntlich oberhalb der Zylinderoberfläche liegen, ohne Beschädigung, in die Oberwalze beim rotierenden Durchlauf sich abwickeln bzw. eintauchen können.
Die 2 zeigt eine Ansicht eines Werkzeugbleches 6 mit Ausstanzungen bzw. Öffnungen oder Ausfräsungen 8, damit die Greiferrücken in das gespannte Werkzeugblech eintauchen können. Dargestellt sind U-förmige und Index Ausstanzungen 7 zur Positionierung.
Dargestellt sind die Klemmlaschen 10. Dargestellt sind auch die Langlöcher bzw. Spannlöcher 9.
Die 3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Patrizen-Stanzbleches bzw. Werkzeugbleches 11 mit Hydropaket 12.
Die in zwei Folien dicht eingefasste Flüssigkeit kann sich während des Schneidevorgangs in oder gegen die Laufrichtung verteilen und drückt dabei den Abfall aus dem Werkzeugblech aus. Dabei wird die Verdrängung der Flüssigkeit durch den Abfall ausgenutzt. Dargestellt sind auch O-Ringe 13 sowie Moosgummistreifen 14.
Die 4 zeigt eine Ansicht eines Matrizen- Gegendruck Werkzeugbleches in Sandwich Ausführung 15 mit dargestellten Klemmlaschen 17 zur Befestigung in der Spannleiste und die Spannlöcher 18 zum Spannen, sowie die Kombination von U-förmigen und Index Ausstanzungen 16.
Die 5 zeigt eine schematische Darstellung von einem, in der Dicke einheitlichem Werkzeugblech für die Montage auf einen normalen Werkzeugträger bzw. Mantel 20 bei möglichem Einsatz von unterschiedlicher Patrizen-Profilhohen und/oder Matrizentiefen mit unterschiedlichen (oder ohne) Kalibrierfolien 29 schematisch dargestellt mit den Bezugszeichen 21 bis 28. Die Kalibrierfolie 29 könnte ersetzt werden durch eine heizbare Folie für Heißfolienprägung.

Claims

Vorrichtung zum Aufspannen von Werkzeugblechen (1, 6) auf Bearbeitungswalzen oder Werkzeugträger, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Aufspannen vorgesehenes Werkzeugblech (1, 6) mit Ausstanzungen (2) bzw. Öffnungen oder Ausfräsungen versehen ist, um das Eintauchen der Greiferrücken (3) in das Werkzeugblech (1, 6) zu ermöglichen und dadurch eine Beschädigung der Greiferwerkzeuge und/oder Werkzeuge und/oder Zylinder zu verhindern, bei maximalem Bearbeitungsformat bzw. bei minimalem Weißrand d. h. Abfall.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine sogenannte Sandwichkonstruktion von einheitlicher Stärke (Dicke), zusammengestellt aus mehrlagigem Metall und/oder Kunststofffolien von unterschiedlicher Stärke, damit unterschiedliche Patrizen-Profilhöhe mit unterschiedlicher Matrizen-Profiltiefe kombiniert werden können auf werkzeugtragenden Zylindern oder werkzeugtragenden Zylindermantel von einheitlichen Durchmesser bzw. Umfang.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Werkzeugträgern aufgebrachten Werkzeugbleche (1, 6) mit unterschiedlich dicken evtl. vorgestanzten Kalibrierfolien unterlegbar sind und dadurch unterschiedliche Umfänge an den Bearbeitungswalzen entstehen und so die Werkzeugabwicklung einer Drucklänge angepasst und weiterhin der Spalt zwischen den Werkzeugoberflächen eingestellt werden kann, wodurch das Werkzeug auch zu der Materialdicke und somit auch die Eintauchtiefe der Werkzeugbleche (1, 6) eingestellt werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitungswalze bzw. Werkzeugträger als Magnetzylinder zu Aufnahme von Werkzeugblechen (1, 6) und zusätzlich eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Werkzeugbleche (1, 6) z. B. Stanzbleche, Rillbleche oder Prägewerkzeugbleche sein können.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) über die Spannvorrichtung vorgespannt werden können, so dass es zu keiner ungewollten Längung der Werkzeuge während des Bearbeitungsvorganges kommt bzw. eine Nachspannung ermöglich wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswalzen oder Werkzeugträger mit einem Vakuum- und/oder Druckluftsystem ausgestattet sind, das es ermöglicht Werkzeugbleche (1, 6) oder Stanzbleche zur Abfallbeseitigung mit Vakuum oder Druckluft zu beaufschlagen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugblech (1, 6) mit einer dauerelastischen Oberfläche evtl. teilweise bezogen ist, oder selbst aus einem dauerelastischen Material besteht, so dass es als formgenaues und kostengünstiges Gegenwerkzeug für Prägung und Rillung geeignet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugblech (1, 6) und/oder ein Bearbeitungswerkzeug eine zentrale Öffnung oder mehrere dezentrale Öffnungen aufweist, das es ermöglicht, Abfälle durch das Werkzeugblech (1, 6) zu saugen oder an das Werkzeug anzusaugen und/oder vom Werkzeug abzublasen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugbleche (1, 6) mit vollflächigen vorgefertigten Auswurfhilfen in Form von z. B. Kunststoffeinlagen (14), Silikonbeschichtungen, oder Hydro-Flachpaketen (12) versehen ist, die es ermöglichen den Stanzabfall leicht und sicher vom Werkzeug zu trennen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gegenwerkzeug an gezielten Positionen Nadel, z. B. Klebenadeln, auf die Oberfläche aufgebracht werden, die Abfallstücke aufnehmen, welche dann zu einem späteren Zeitpunkt durch eine geeignete Einrichtung vom Gegenwerkzeug wieder entfernt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugblech (1, 6) eine gegenüber seiner Montagerichtung schräg angeordnetes Schnittbild aufweist, mit dem Vorteil, dass bei schräg geführter Bogenware ein abrollender Schnitt während des Schneidvorgangs entsteht und dabei wesentlich geringere Schneidkräfte entstehen, was zu einer verbesserten Lebensdauer der Werkzeuge führt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugblech (1, 6) einseitig an der Vorderseite über eine in der Werkzeugaufnahme vorgesehene Vorrichtung abgekantet und eingeklemmt wird, und so auf der gegenüber liegenden Seite nur eine einfache Zugeinrichtung zum Befestigen, Vorspannen und Nachspannen des Plattenwerkzeugs erforderlich ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) und Stanzbleche ab einer Profilhöhe von ca. 0,8 mm bevorzugt in bereits vorgebogener Ausführung profiliert und hergestellt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) für die Befestigung notwendige Querschnitts- oder Dickenreduzierungen (Flächenweise oder z. B. Rillen) aufweisen, was ein leichteres Abkanten und Einhängen während dem Befestigen der Werkzeugbleche (1, 6) ermöglicht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) in einer mehrlagigen-Sandwich-Ausführung vorgefertigt geliefert werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante für elektrische abfragbare Passstifte vorbereitet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Werkzeugbleche (1, 6) durchgehende Öffnungen eingearbeitet sind, die z. B. gemeinsam mit einer darunter angebrachten z. B. elastischen Unterlage als z. B. Rillgegenwerkzeug dient.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) mit einer Schnellspannvorrichtung ohne Werkzeuge zu handhaben sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von Kalibrierfolien heizbare Folien eingesetzt werden können z. B. für Heißfolienprägung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Patrizen als auch die Matrizen-Werkzeugbleche (1, 6) mit U-förmigen Ausstanzungen bzw. Index- oder Positionier-Ausstanzungen (9) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugbleche (1, 6) aus Gründen von Gewichtsersparnis bzw. Handhabung im Großformat (in 500 × 700 mm oder 700 × 1000 mm) in Sandwichkonstruktion hergestellt werden für minimale Gewichtsverhältnisse.