EP2165954B1

EP2165954B1 - Bogenverarbeitungsmaschine und Verfahren zum Ablegen von Bogen

Info

Publication number: EP2165954B1
Application number: EP09165939A
Authority: EP
Inventors: David Ehrbar; Hendrik Frank; Michael Pasuch
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2029-07-21
Also published as: EP2165954A1; DE102008046125A1; ATE526268T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenverarbeitungsmaschine gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Ablegen von bogenförmigen Elementen gemäß Anspruch 7.

Stand der Technik

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 gestanzt. 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. Dabei 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 über einen Kniehebel oder Exzentergetriebe vertikal bewegbaren Obertisch positioniert.
In bekannten Bogenstanz- und Prägemaschinen, die zum Stanzen, Ausbrechen, Prägen und Ablegen von Bögen aus Papier, Pappe und der gleichen 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 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.
Neben den oben beschriebenen Bogenstanz- und -prägemaschinen mit umlaufenden Ketten zum Transport der Greiferwagen geht aus der DE 20 2007 012 349 U1 eine Bogenstanz- und -prägemaschine hervor, deren Greiferwagen an ihren äußeren Enden durch jeweils mindestens einen Linearantrieb angetrieben werden. Der Linearantrieb wird dabei als elektrischer Linearantrieb mit Wechselfeldmotoren ausgebildet. Bei einer derartigen Bogenstanz- und -prägemaschine können verschiedene Greiferwagen zeitgleich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt werden.
Problematisch an bekannten Bogenstanzmaschinen ist, dass die Leistung der Bogenstanzmaschine durch die Kapazität und Leistung der Auslagestation begrenzt wird. Erfolgt zusätzlich zum Ablegen der gestanzten Bogen noch ein Trennen der Nutzen, so muss die notwendige Zeit dafür zur Verfügung stehen.

Aufgabenstellung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bogenverarbeitungsmaschine zu schaffen, bei der die Ausbringung der Bogenverarbeitungsmaschine zumindest in geringerer Weise durch die Bogenablage begrenzt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bogenverarbeitungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 als auch durch ein Verfahren zum Ablegen von bogenförmigen Elementen mit den Merkmalen von Anspruch 7.
Die erfindungsgemäße Bogenverarbeitungsmaschine zur Bearbeitung von Bogen aus Papier, Pappe und dergleichen besitzt einen Anleger, mindestens eine Bearbeitungsstation, mindestens zwei Auslagestationen und ein Bogentransportsystem mit umlaufenden Greiferwagen. Die bogen werden von dem Bogentransportsystem vom stromaufwärtigen Anleger durch die mindestens eine Bearbeitungsstation hindurch zu den stromabwärtigen Auslegern transportiert. Die umlaufenden Greiferwagen werden durch einzeln ansteuerbare Linearantriebe angetrieben und die Linearantriebe durch ein elektromagnetisches Wanderfeld bewegt. Weiter besitzt die Bogenverarbeitungsmaschine eine Maschinensteuerung zur Steuerung des Anlegers, der mindestens einen Bearbeitungsstation, den mindestens zwei Auslagestationen und dem Bogentransportsystem. In vorteilhafter Weise werden die in der mindestens einen Bearbeitungsstation bearbeiteten Bogen durch das Bogentransportsystem alternierend in den mindestens zwei Auslagestationen abgelegt. Die Linearantriebe werden so angesteuert, dass ein jeweils erstes bogenförmiges Element die stromaufwärtige Auslagestation mit hoher Geschwindigkeit durchfährt, der stromabwärtigen Auslagestation zugeführt wird und dort abgelegt wird. Durch den vorteilhaften Einsatz von mindestens zwei Auslagestationen wird die Leistung der Bogenauslage wesentlich erhöht und die Leistung der vorhergehenden Bearbeitungsstation wird weniger beschränkt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogenverarbeitungsmaschine weist diese zwei Auslagestationen aus und zwischen den beiden Auslagestationen ist eine Einheit zum einbringen von Zwischenbogen angeordnet. Die Zwischenbogen dienen dabei dem Stabilisieren der Auslagestapel. Die Einheit zum Einbringen von Zwischenbogen ist beiden Auslagestationen zugeordnet und kann Zwischenbogen in beide Auslagestapel einbringen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogenverarbeitungsmaschine besitzt diese zwei Auslagestationen und zwischen den beiden Auslagestationen ist eine Hilfsstapeleinheit mit einem Rechen angeordnet. Der Rechen kann dabei sowohl in die stromaufwärtige als auch in die stromabwärtige Auslagestation verfahren werden. In einer jeweiligen Auslagestation kann der Rechen einen Hilfsstapel aufnehmen. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass nicht jeder Auslagestation eine separate Hilfsstapeleinheit zugeordnet sein muss und damit Kosten und Bauraum eingespart werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bogenverarbeitungsmaschine weist mindestens die in Bogentransportrichtung gesehen stromaufwärtige Auslagestation ein Unterwerkzeug und ein insbesondere rolloförmiges oder rollladenförmiges Trennelement auf. Das Trennelement ist zwischen Unterwerkzeug und Bogentransportebene einfahrbar. Das Trennelement wird dann eingefahren, wenn ein Bogen durch die stromaufwärtige Auslagestation weiter bis in die stromabwärtige Auslagestation transportiert wird und stellt sicher, dass der transportierte Bogen durch das Unterwerkzeug der stromaufwärtigen Auslagestation nicht beschädigt wird.
In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform ist den mindestens zwei Auslagestationen stromaufwärtig eine Stau- und Beschleunigungsstrecke vorgeordnet.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ablegen von bogenförmigen Elementen in zwei Auslagestationen in einer Bogenverarbeitungsmaschine. Die Bogenverarbeitungsmaschine besitzt ein Transportsystem mit umlaufenden Greiferwagen, welche durch von einer Maschinensteuerung einzeln ansteuerbaren Linearantrieben bewegt werden. Die bogenförmigen Elemente werden dabei vorteilhafter Weise alternierend in den zwei Auslagestationen abgelegt und die Linearantriebe werden so angesteuert, dass ein jeweils erstes bogenförmiges Element die stromaufwärtige Auslagestation mit hoher Geschwindigkeit durchfährt, der stromabwärtigen Auslagestation zugeführt wird und dort abgelegt wird. Die Linearantriebe werden weiter so angesteuert, dass ein jeweils nachfolgendes bogenförmiges Element der stromaufwärtigen Auslagestation zugeführt und dort abgelegt wird. Die Maschinensteuerung kann weiter die bereits oben aufgeführten Einrichtungen ansteuern: Einheit zum Einbringen von Zwischenbogen, Hilfsstapeleinheit und Trennelement.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht den Auslagestationen der Bogenverarbeitungsmaschine eine Stau- und Beschleunigungsstrecke voran und die Linearantriebe werden im Bereich der Stau- und Beschleunigungsstrecke so angesteuert, dass zwei bogenförmige Elemente im Bereich dieser Strecke angesammelt, die bogenförmigen Elemente dann beschleunigt, mit hoher Geschwindigkeit weitertransportiert und den Auslagestationen zugeführt werden. Während die zwei bogenförmigen Elemente in den beiden Auslagestationen abgelegt werden, können bereits zwei weitere nachfolgend bearbeitete bogenförmige Elemente in der Stau- und Beschleunigungsstrecke angesammelt werden. Durch dieses getaktete Ablegen der bogenförmigen Elemente kann die Ausbringungsleistung der Bogenverarbeitungsmaschine in vorteilhafter Weise erhöht werden.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1: eine Flachbett-Bogenstanz- und/oder -prägemaschine

In Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäßen Bogenstanz- und - prägemaschine 100 zum Stanzen, Ausbrechen und Ablegen von Bögen aus Papier, Pappe und dergleichen dargestellt. Die Stanz- und Prägemaschine 100 besitzt einen Anleger 1, eine Stanzstation 2, eine Ausbrechstation 3 und zwei Auslegestationen 4.1 und 4.2, die von einem gemeinsamen Maschinengehäuse 5 getragen und umschlossen werden.
Die Bögen 6 werden durch einen Anleger 1 von einem Stapel 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 4.1 und ggfs. 4.2 der Stanz- und Prägemaschine 100 hindurchgezogen.
Das Bogentransportsystem 7 besitzt mehrere Greiferwagen 8, so dass mehrere Bögen 6 gleichzeitig in den verschiedenen Stationen 2, 3 und 4 bearbeitet werden können. Die Greiferwagen 8 werden durch einen elektrischen Linearantrieb mit Wechselfeldmotoren angetrieben.
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 Stanz- und Rillmessern versehen. Der Untertisch 9 ist fest im Maschinengestell gelagert und mit einer Gegenplatte zu den Stanz- und Rillmessern versehen.
Der Greiferwagen 8 transportiert den Bogen 6 von der Stanz- und Prägestation 2 in die nachfolgende Ausbrechstation 3, die mit Ausbrechwerkzeugen ausgestattet ist. In der Ausbrechstation 3 werden mit Hilfe der Ausbrechwerkzeuge die nicht benötigten Abfallstücke aus dem Bogen 6 nach unten herausgestoßen, wodurch die Abfallstücke 11 in einen unter der Station eingeschobenen behälterartigen Wagen 12 fallen.
Von der Ausbrechstation 3 gelangt der Bogen 6 in den Ausleger 4.1 oder 4.2, wo der Bogen 6 entweder nur einfach abgelegt wird, oder aber gleichzeitig eine Trennung der einzelnen Nutzen erfolgt. Ankommende Bogen 6 werden alternierend in der Auslegestation 4.1 und 4.2 abgelegt. Der Ausleger 4.1 und 4.2 kann auch eine Palette 13 enthalten, auf der die einzelnen Bögen 6 in Form eines Stapels 14 aufgestapelt werden, so dass nach Erreichen einer bestimmten Stapelhöhe die Paletten 14 mit den aufgestapelten Bögen 6 aus dem Bereich der Stanz- und Prägemaschine 100 weggefahren werden können.
Zwischen der Ausbrechstation 3 und der ersten Auslagestation 4.1 ist eine Stau- und Beschleunigungsstrecke 17 angeordnet. Alternativ kann die Stau- und Beschleunigungsstrecke 17 auch zwischen Ausbrechstation und Auslegern 4.1, 4.2 integriert sein, sodass sich der Abstand zwischen den Stationen nicht erhöht und die Stanzmaschine 100 kompakt baut. Im Bereich dieser Stau- und Beschleunigungsstrecke 17 können Bogen 6 angesammelt, d. h. gestaut, und dann in die Auslagestationen 4.1 und 4.2 beschleunigt weiterbewegt werden. Die erste Auslagestation 4.1 besitzt einen Schutzrollo 20, welcher durch eine Ein- und Ausfahrbewegung a zwischen Bogentransportebene E und das Unterwerkzeug der ersten Auslagestation 4.1 eingefahren werden kann. Ein vom Bogentransportsystem 7 durch die erste Auslagestation 4.1 hindurchbewegter Bogen 6 wird durch den Schutzrollo 20 vor Beschädigungen durch das Unterwerkzeug der ersten Auslagestation 4.1 geschützt. In der in Fig. 1 dargestellten Momentaufnahme wird der Schutzrollo 20 gerade aus seiner Wirkposition herausverfahren, so dass ein sich in der ersten Auslagestation 4.1 befindlicher Bogen 6 auf den Auslagestapel 14 der ersten Auslagestation 4.1 abgelegt werden kann. Zwischen erster Auslagestation 4.1 und zweiter Auslagestation 4.2 befindet sich ein Zwischenbogenmagazin 18, welches durch eine Hubbewegung c höhenveränderlich ist. Von dem Zwischenbogenmagazin 18 können Zwischenbogen sowohl in Bogentransportrichtung B auf den Auslagestapel 14 der zweiten Auslagestation 4.2 als auch entgegen der Bogentransportrichtung B auf den Auslagestapel 14 der ersten Auslagestation 4.1 eingebracht werden. Die Zwischenbogen dienen dabei der Stabilisierung der Auslagestapel 14. Ebenfalls zwischen erster Auslagestation 4.1 und zweiter Auslagestation 4.2 befindet sich ein Rechen einer Hilfsstapeleinheit 19, welcher durch eine Verfahrbewegung b entweder in die erste Auslagestation 4.1 oder in die zweite Auslagestation 4.2 eingefahren werden kann. In eingefahrener Stellung dient der Rechen 19 der Aufnahme eines Hilfsstapels und ermöglicht dadurch den Non-Stop-Betrieb der beiden Auslagestationen 4.1 und 4.2. Der Aufbau von Hilfsstapeleinheiten mit Rechen ist dem Fachmann allgemein bekannt und geht beispielsweise aus der DE 195 16 023 A1 hervor.

Bezugszeichenliste

1: Anleger
2: Stanzstation
3: Ausbrechstation
4.1: Erste Auslagestation
4.2: Zweite Auslagestation
5: Maschinengehäuse
6: Bogen
7: Bogentransportsystem
8: Greiferwagen
9: Untertisch
10: Obertisch
11: Abfallstücke
12: Wagen
13: Palette
14: Auslagestapel
15: Steuerung mit Interface und Eingabegeräten
16: Zuführtisch
17: Stau- und Beschleunigungsstrecke
18: Zwischenbogenmagazin
19: Rechen einer Hilfsstapeleinheit
20: Schutzrollo

100: Bogenstanz- und -prägemaschine

a: Ein- und Ausfahrbewegung Schutzrollo
b: Verfahrbewegung Rechen
c: Hubbewegung Zwischenbogenmagazin

B: Bogentransportrichtung
E: Bogentransportebene

Claims

Bogenverarbeitungsmaschine (100) zur Bearbeitung von Bogen (6) aus Papier, Pappe und dergleichen mit einem Anleger (1), mindestens einer Bearbeitungsstation (2, 3), mindestens zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) und einem Bogentransportsystem (7) mit umlaufenden Greiferwagen (8), welche durch einzeln ansteuerbare Linearantriebe angetrieben werden und einer Maschinensteuerung (15) zur Steuerung von dem Anleger (1), der mindestens einen Bearbeitungsstation (2, 3), den mindestens zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) und dem Bogentransportsystem (7), wobei in der mindestens einen Bearbeitungsstation (2, 3) bearbeitete Bogen (6) durch das Bogentransportsystem (7) alternierend in den mindestens zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) abgelegt werden, und wobei die Linearantriebe von der Maschinensteuerung (15) so angesteuert werden, dass ein jeweils erstes bogenförmiges Element (6) die stromaufwärtige Auslagestation (4.1) mit hoher Geschwindigkeit durchfährt, der stromabwärtigen Auslagestation (4.2) zugeführt wird und dort abgelegt wird und ein jeweils nachfolgendes bogenförmiges Element (6) der stromaufwärtigen Auslagestation (4.1) zugeführt und dort abgelegt wird.
Bogenverarbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenverarbeitungsmaschine (100) zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) aufweist und zwischen den beiden Auslagestationen eine Einheit (18) zum Einbringen von Zwischenbogen angeordnet ist.
Bogenverarbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bogenverarbeitungsmaschine (100) zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) aufweist und zwischen den beiden Auslagestationen eine Hilfsstapeleinheit mit einem Rechen (19) angeordnet ist, wobei der Rechen in die stromaufwärtige bzw. stromabwärtige Auslagestation verfahren werden kann zur Aufnahme von einem Hilfsstapel.
Bogenverarbeitungsmaschine nach dem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens die in Bogentransportrichtung gesehen stromaufwärtige Auslagestation (4.1) ein Unterwerkzeug und ein insbesondere rolloförmiges oder rollladenförmiges Trennelement (20) aufweist, wobei dieses zwischen Unterwerkzeug und Bogentransportebene (E) einfahrbar ist.
Bogenverarbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass den mindestens zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) stromaufwärtig eine Stau- und Beschleunigungsstrecke (17) vorgeordnet ist.
Bogenverarbeitungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei der Bogenverarbeitungsmaschine (100) um eine Bogenstanz- und / oder -prägemaschine handelt.
Verfahren zum Ablegen von bogenförmigen Elementen (6) in zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) in einer Bogenverarbeitungsmaschine (100) mit einem Bogentransportsystem (7) mit umlaufenden Greiferwagen (8), welche durch von einer Maschinensteuerung (15) einzeln ansteuerbaren Linearantrieben bewegt werden, wobei die bogenförmigen Elemente (6) alternierend in den zwei Auslagestationen (4.1, 4.2) abgelegt werden und wobei die Linearantriebe so angesteuert werden, dass ein jeweils erstes bogenförmiges Element (6) die stromaufwärtige Auslagestation (4.1) mit hoher Geschwindigkeit durchfährt, der stromabwärtigen Auslagestation (4.2) zugeführt wird und dort abgelegt wird und ein jeweils nachfolgendes bogenförmiges Element (6) der stromaufwärtigen Auslagestation (4.1) zugeführt und dort abgelegt wird.
Verfahren zum Ablegen von bogenförmigen Elementen nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Auslagestationen (4.1, 4.2) eine Stau- und Beschleunigungsstrecke (17) vorangeht und die Linearantriebe im Bereich der Stau- und Beschleunigungsstrecke (17) so angesteuert werden, dass zwei bogenförmige Elemente (6) angesammelt, diese dann beschleunigt, mit hoher Geschwindigkeit weitertransportiert und den Auslagestationen (4.1, 4.2) zugeführt werden.