Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Befestigung von rotativen Werkzeugen oder Werkzeughaltern auf einer Antriebswelle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Sowohl Druckmaschinen mit integrierten Weiterverarbeitungseinrichtungen, beispielsweise zur Rillung oder Prägung, als auch Weiterverarbeitungsmaschinen wie beispielsweise Falzmaschinen, Umschlaganleger, Klebebindeanlagen oder Faltschachtelklebemaschinen, weisen rotative Werkzeugeinheiten zur Bearbeitung des bogenförmigen Materials auf.

Aus der EP 1 574 323 B 1 ist beispielsweise eine Rillvorrichtung für die rotative Rillung von Druckprodukten bekannt.

Auch bei der Herstellung hochwertiger Druckprodukte für die Verpackungsindustrie, beispielsweise Faltschachteln, werden zunächst Bögen breitbahnig in einer Druckmaschine bedruckt. Auf den Bögen sind jeweils mehrere Nutzen der herzustellenden Faltschachtel aufgedruckt, die dann in einer Stanze ausgestanzt werden. Die ausgestanzten Faltschachtelzuschnitte werden anschließend einer Faltschachtelklebemaschine zugeführt und hier zu Faltschachteln verarbeitet.

Faltschachtelklebemaschinen zur Herstellung von Faltschachteln aus Faltschachtelzuschnitten weisen bekanntermaßen zumindest die folgenden Module als Bearbeitungsstationen auf:

• Einen Einleger, der die zu verarbeitenden Zuschnitte mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stapel nacheinander abzieht und einzeln der nachfolgenden ersten Bearbeitungsstation zuführt,
• Ein Auftragwerk für Klebstoff, üblicherweise Leim, das auf die zu verklebenden Faltlappen einen Klebstoffstreifen aufträgt und
• Eine Faltstation, in der die mit einem Klebestreifen versehenen Zuschnittteile zur Herstellung einer Klebeverbindung um 180° umgelegt, also gefaltet werden.
• Im Anschluss an die Faltstation ist üblicherweise eine sogenannte Überleitstation angeordnet, in der die Schachteln gezählt, markiert und - falls schadhaft - ausgeschleust werden können.
• Danach folgt eine Pressstation, an deren Anfang ein Schuppenstrom aus gefalteten zuschnitten gebildet wird, der in der Pressstation für einige Zeit unter Druck gehalten wird, damit die beiden Zuschnitte an der Klebenaht verbunden werden.

Die einzelnen Bearbeitungsstationen weisen zum Transport der Faltschachtelzuschnitte angetriebene Fördermittel auf. Diese bestehen beispielsweise aus jeweils einem oder mehreren übereinander angeordneten oberen und unteren Förderriemen, wobei der untere Förderriemen in einer Rollenwange und der obere Förderriemen in einer Rollschiene geführt ist. Die Förderriemen sind querverstellbar angeordnet und können somit auf das jeweilige Faltschachtelzuschnittformat eingestellt werden. Die Zuschnitte werden mit der bedruckten Seite nach unten zwischen dem oberen und unteren Förderriemen transportiert.

Aus der US 7,402,129 B2 ist beispielsweise eine solche Faltschachtelklebemaschine bekannt.

Darüber hinaus weisen Faltschachtelklebemaschinen optional Module zur Rillung, Stanzung und Prägung, beispielsweise zur Prägung von Braille-Schriften in Pharmaverpackungen, auf.

Aus der US 7,794,379 B2 ist eine Faltschachtelklebemaschine mit einem Modul zur Prägung von Brailleschrift bekannt.

Um Faltungen quer zur Transportrichtung der Faltschachtelzuschnitte durchführen zu können, werden in die Faltschachtelklebemaschine zusätzliche Vorrichtungen eingebaut. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise aus der amerikanischen Patentschrift US 7,678,035 B2 bekannt. Sie werden zur Herstellung von Faltschachteln mit oder ohne Dreiecklappen, wie es bei den 4-Punkt-, 6-Punkt-, Faltboden- oder Spezialschachteln üblich ist, eingesetzt. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art bestehen die hinteren Faltwerkzeuge aus unterhalb der Transportebene gelagerten Haken, die mit ihren freien abgekröpften Enden den zunächst flach liegenden hinteren Steg von unten angreifen und bei Weitertransport des Zuschnittes diesen überholen, so dass der Steg nach innen umgefaltet wird und flach auf dem Faltschachtelzuschnitt zu liegen kommt. Ein solches Faltwerkzeug wird auch Überholhaken genannt.

Weiterhin weisen Faltschachtelklebemaschinen optional um eine Achse drehbar gelagerte Aufreißhaken auf. Hierbei handelt es sich um einen schwenkbaren Traghebel, an dessen Ende ein hakenförmiges Element befestigt ist, mit dem ein vorlaufender Zuschnittsabschnitt aus der Förderebene hochgelenkt und nach hinten umgelegt werden kann. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 7,179,216 B2 bekannt.

Bei all diesen Vorrichtungen ist eine Anpassung des Werkzeugs an das jeweilige zu bearbeitende Bogenformat oder der Wechsel von Werkzeugen sehr aufwendig. Hierzu ist notwendig, dass die rotativen Werkzeuge und / oder Werkzeughalter entlang der Antriebswelle frei verschiebbar sind. Gleichzeitig ist es auch erforderlich, dass die Passung für die Verbindung Antriebswelle - Werkzeughalter möglichst spielfrei ist, um Bewegungen des Werkzeugs bzw. Werkzeughalterns auf der Welle zu verhindern. Dies ist insbesondere wichtig, wenn, wie bei rotativen Brailleprägemodulen, die Antriebswellen mehrmals pro Sekunde beschleunigt und wieder abgebremst werden. Die Brailleprägemodule weisen dabei üblicherweise eine Patrize und eine Matrize auf, die jeweils auf Antriebswellen übereinander angeordnet sind. Zwischen diesen wird die Faltschachtel hindurch geführt und dabei die Brailleprägung durch Rotation der Patrize und Matrize aufgebracht. Hierzu ist es wichtig, dass Patrize und Matrize exakt übereinander angeordnet sind, damit die Erhebungen in der Patrize genau mit den Vertiefungen der Matrize kämmen. Die Werkzeuge müssen nahezu hundertprozentig synchron arbeiten, andernfalls treffen die Erhebungen nicht genau in die Vertiefungen, was zu Qualitätsproblemen bei den Brailleprägungen führt. Um die entsprechenden Einstellungen an den Werkzeugen bzw. Werkzeughaltern vornehmen zu können, müsste das Spiel zwischen jeweiliger Antriebswelle und komplementärer Bohrung im Werkzeug bzw. Werkzeughalter auf der ganzen Länge der Antriebswelle gleich Null sein, was aus Fertigungsgründen sehr aufwendig und kostspielig ist. Daher wird es üblicherweise immer ein Passungsspiel zwischen den beiden Teilen geben. Da die Einheit, wie bereits erwähnt, mehrmals pro Sekunde beschleunigt und abgebremst wird, kommt es an den nicht spielfreien Verbindungen zu rotativen Relativbewegungen zwischen Werkzeug bzw. Werkzeughalter und jeweiliger Antriebswelle, was zu einem Verschleiß an den Bohrungen zur Aufnahme der Antriebswelle führt, so dass bei zunehmendem Spiel die Werkzeuge ausgetauscht werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die rotativen Werkzeuge bzw. Werkzeughalter einfach an das jeweilige Bogenformat als auch an die jeweils durchzuführende Bearbeitung einfach angepasst bzw. gewechselt werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Vorrichtung zur lösbaren Befestigung von rotativen Werkzeugen oder Werkzeughaltern auf einer Antriebswelle deshalb Werkzeuge oder Werkzeughalter mit einer Nabe mit Bohrung komplementär zur Außenkontur der Antriebswelle und mindestens eine, einem jeweiligen rotativen Werkzeug oder Werkzeughalter zugeordnete Klemmvorrichtung auf. Die Bohrung weist mindestens zwei nach innen schräg verlaufende Nuten auf. Weiterhin ist die Nabe an ihrem einen Ende mit einem Außengewinde versehen. Dadurch ist es möglich, in den Nuten eine Klemmvorrichtung in Form einer aufschraubbaren Spannklaue zur Befestigung des rotativen Werkzeuges oder Werkzeughalters auf der Antriebswelle zu befestigen. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass das Werkzeug bzw. der Werkzeughalter zum Einen spielfrei auf der Antriebswelle befestigt werden kann und zum Anderen wiederholt gelöst und frei auf der Welle verschoben werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die aufschraubbare Spannklaue aus einer Gewindemutter, in die ein Ring einsetzbar ist, an dessen Außensteg zwei Spannkrallen angebracht sind. Der Ring weist die gleiche Bohrung auf wie die Nabe der Werkzeuge bzw. der Werkzeughalter. Der Ring ist über Spannstifte, die in Bohrungen an der Umfangsfläche der Gewindemutter eingepresst werden, mit der Gewindemutter verbunden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass einerseits über die Gewindeverbindung die Spannkrallen in die schrägen Nuten der Nabenbohrung eingepresst werden, bis eine spielfreie Verbindung hergestellt ist, und andererseits die Spannkrallen über die Spannstifte, die den Ring mitnehmen, wenn die Gewindemutter gelöst wird, eine einfache und sichere Lösung der Verbindung möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Gewindemutter an ihrer äußeren Stirnfläche Löcher zum Einsetzen eines Zweilochmutterdrehers auf. Hierdurch ist eine einfache Bewegung der Gewindemutter möglich.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle als Formwelle, z. B. als Polygonwelle, Sechskantwelle oder Vielkeilwelle ausgeführt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass beispielsweise bei Prägewerkzeugen in Form von Patrize und Matrize der richtige Zusammenbau der beiden miteinander kämmenden Werkzeuge gegenüber einer Rundwelle erleichtert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung in entsprechenden Modulen zur Bearbeitung von bogenförmigen Materialien, die beispielsweise zum Rillen, Schneiden oder Prägen eingesetzt werden, verwenden. Besonders vorteilhaft erweist sich dabei die Vorrichtung in Modulen, die zwei Antriebswelle aufweisen und die mit komplementären Werkzeugen, die zusammenarbeiten, bestückt sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung in einem Modul einer Bogen verarbeitenden Maschine beispielsweise einem Braillemodul, in einer Faltschachtelklebemaschine verwendet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels für ein Braillemodul einer Faltschachtelklebemaschine näher erläutert. Dieses Modul in dieser speziellen Weiterverarbeitungsmaschine soll die Erfindung jedoch nicht auf diesen Verwendungsfall beschränken. Die Erfindung kann allgemein für die Befestigung von rotativen Werkzeugen als Welle-Nabe Verbindung verwendet werden.

Figur 1

zeigt in einer perspektivischen Darstellung beispielhaft einzelne Bearbeitungsstationen einer Faltschachtelklebemaschine

Figuren 2a, 2b

zeigen ein Bearbeitungsmodul mit Rillwerkzeugen

Figuren 3a, 3b

zeigen ein Bearbeitungsmodul mit Prägewerkzeugen

Figur 4

zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt

Figur 5

zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung

Figur 6

zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Werkzeug für eine erfindungsgemäße Vorrichtung

Figur 7

zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße aufschraubbare Spannklaue

Figuren 8a, 8b

zeigen in einer perspektivischen Darstellung die wesentlichen Einzelteile der aufschraubbaren Spannklaue

Figur 1 zeigt beispielhaft für eine Weiterverarbeitungsmaschine eine Faltschachtelklebemaschine mit mehreren Bearbeitungsstationen, in denen erfindungsgemäße Werkzeugaufnahmevorrichtungen eingesetzt werden können.

Die Faltschachtelklebemaschine beginnt in Figur 1 rechts unten mit einem Einleger 1, der die zu verarbeitenden Zuschnitte mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stapel nacheinander abzieht und einzeln der nachfolgenden Bearbeitungsstation zuführt. Im Anschluss an den Einleger 1 folgt eine Ausrichtestation 4, in der die Zuschnitte einzeln gegen einen seitlichen Anschlag ausgerichtet werden. Durch die Ausrichtstation führen quer positionierbare Maschinenkomponenten in Form von zwei Riemenpaaren, die als Fördermittel dienen und über Stellantriebe manuell oder automatisch quer positioniert werden können.

Anschließend folgt ein Vorbrecher 6 und ein erstes Faltmodul 7. Sowohl durch den Vorbrecher 6 als auch durch das Faltmodul 7 führen quer positionierbare Maschinenkomponenten in Form von Riemenpaaren als Fördermittel, die abhängig vom Zuschnittstyp mit einem Stellantrieb quer positioniert werden.

Auf das Faltmodul 7 folgt eine Drehstation 9. Die Drehstation 9 enthält zum Drehen der Zuschnitte um eine senkrechte Achse um 90° zwei parallel nebeneinander angeordnete Förderstrecken, deren Geschwindigkeit getrennt einstellbar ist. Die Zuschnitte liegen auf beiden Förderstrecken auf, so dass sie bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der beiden Förderstrecken gedreht werden. Die beiden Förderstrecken enthalten angetriebene Rollen als Fördermittel.

Im Anschluss an die Drehstation 9 folgt eine weitere Ausrichtestation 10, die in ihrem Aufbau der Ausrichtestation hinter dem Einleger 1 entspricht. Sie enthält somit wiederum quer positionierbare Maschinenkomponenten in Form von Förderriemenpaaren als Fördermittel.

Die nächste Bearbeitungsstation 13 dient dazu, vom Schachteltyp abhängige Bearbeitungsvorgänge durchzuführen; beispielsweise werden weitere Rilllinien vorgebrochen oder Sonderfaltungen durchgeführt. Auch durch die Bearbeitungsstation 13 führen Riemenpaare als Förderelemente, die mit Stellantrieben quer positioniert werden können.

Anschließend folgt eine Faltstation 14, in der vorher mit einer Klebenaht versehene Zuschnittteile um 180° umgefaltet werden. Die Faltstation 14 enthält Riemenpaare als Förderelemente und ein Klebstoffauftragwerk, die mittels Stellantrieben in ihre vom Zuschnittstyp abhängige Querposition bewegt werden können. Anschließend folgt eine Überleitstation 15, von der die gefalteten, mit noch nicht abgebundenen Klebenähten versehenen Zuschnitte in allen Teilen exakt ausgerichtet der nachfolgenden Sammel- und Presseinrichtung 16 zugeführt werden. In der Sammel- und Presseinrichtung 16 wird zunächst ein Schuppenstrom aus gefalteten Zuschnitten gebildet, der anschließend zwischen fördernden Pressbändern für einige Zeit unter Druck gehalten wird, damit die Klebenähte abbinden. Die Überleitstation enthält ebenfalls Riemenpaare, die mittels Stellantrieben querverstellt werden können.

In den Figuren 2a und 2b ist ein Modul zum synchronen Rillen mit Rillwerkzeugen dargestellt. Das Modul weist eine rechte Gestellwand 20 und eine linke Gestellwand 21 auf, die durch Quertraversen 22, 23, 24 miteinander verbunden sind. In den Gestellwänden 20, 21 ist eine untere Antriebswelle 29 gelagert. Auf der unteren Antriebswelle 29 sind untere Rillwerkzeuge 33 gelagert und über ein unteres Werkzeugführungselement 41, welches sich auf der unteren Quertraverse 24 abstützt, seitlich gleitend mit der unteren Antriebswelle 29 verbunden. Die Figur 2a zeigt weiterhin eine obere Quertraverse 23 und eine obere Antriebswelle 28 auf, die beide in den Gestellwänden 20, 21 gelagert sind. Auf der oberen Antriebswelle 28 sind obere Rillwerkzeuge 32 gelagert und über ein oberes Werkzeugführungselement 40, welches sich auf der oberen Quertraverse 23 abstützt, seitlich gleitend mit der oberen Antriebswelle 28 verbunden. Die Schachtelzuschnitte 12 werden zwischen den beiden dargestellten oberen Rillwerkzeugen 32 und den unteren Rillwerkzeugen 33 hindurch transportiert. Die oberen und unteren Rillwerkzeuge 32, 33 werden durch die Werkzeugführungselemente 40, 41 geführt, die sich jeweils auf den Quertraversen 23, 24 in bereits beschriebener Art abstützen. Die beiden dargestellten Rillwerkzeuge 32, 33 sind nur beispielhaft; es können entsprechend der Anforderung beliebig viele Rillwerkzeuge auf den Antriebswellen angeordnet sein. Auch ist eine Mischung unterschiedlicher Werkzeuge, beispielsweise Rillwerkzeuge, zusammen mit Prägewerkzeugen möglich.

In den Figuren 3a und 3b ist ein Modul in einer Ausführungsform zum synchronen Prägen als sogenanntes Braillemodul dargestellt. Die Schachtelzuschnitte 12 werden zwischen den vier dargestellten oberen Brailleprägewerkzeugen, die als Patrizen 34 ausgeführt sind, und den unteren Brailleprägewerkzeugen, die als Matrizen 35 ausgeführt sind, hindurch transportiert. Die Patrizen 34 und Matrizen 35 werden durch die Werkzeugführungselemente 40, 41 geführt, die sich jeweils auf den Quertraversen 23, 24 in bereits beschriebener Weise abstützen. Wie man erkennt, können die Braillewerkzeuge 34, 35 auf eine beliebige Stelle des Schachtelzuschnitts eingestellt werden. Auch ist die Anzahl der Braillewerkzeuge 34, 35 beliebig.

In Figur 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Ein rotatives Werkzeug bzw. ein rotativer Werkzeughalter 50 ist auf einer Antriebswelle 51 über eine aufschraubbare Spannklaue 53 befestigt. Die Spannklaue 53 weist hierbei zwei Spannkrallen 54 auf, die an einem Ende an einem gemeinsamen Ring 55 befestigt sind. Der Ring ist in einer Gewindemutter 56 mittels Spannstiften 57 beweglich fixiert. An ihrer äußeren Stirnseite 58 weist die Gewindemutter 56 Löcher 59 zum Einsetzen eines Zweilochmutterndrehers auf.

In Figur 5 ist diese Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Antriebswelle 51 ist als Polygonwelle ausgeführt. Von der aufschraubbaren Spannklaue 53, die auf die Nabe 52 des Werkzeughalters aufgeschraubt ist, ist in dieser Darstellung nur die Gewindemutter 56 zu erkennen.

Aus der Darstellung in Figur 6 sind weitere Einzelheiten des Aufbaus des Werkzeugs bzw. des Werkzeughalters 50 dargestellt. Es ist deutlich die Nabe 52 zu erkennen, die eine Bohrung 61 komplementär zu der aus Figur 5 erkennbaren Polygonwelle als Antriebswelle 51 aufweist. Weiterhin sind die beiden Nuten 62 dargestellt, in die die Spannkrallen 54 eingesetzt werden.

In der Figur 7 ist eine aufschraubbare Spannklaue 53 in zusammengebautem Zustand und in den Figuren 8a und 8b sind die Einzelteile dargestellt. Man erkennt die Gewindemutter 56 sowie die Spannkrallen 54, welche an einem Ring 55 befestigt sind. Der Ring 55 weist eine Bohrung 61 komplementär zur Außenkontur der Antriebswelle 51, hier einer Polygonwelle, auf und ist über Spannstifte 57 in der Gewindemutter 56 fixiert.

Weiterhin kann der Ring 55 in einer vorteilhaften Ausführungsform Nuten 63 aufweisen zur Aufnahme von nicht dargestellten Indexierstiften auf der Antriebswelle 51, was den korrekten Zusammenbau bei Werkzeugpaaren erleichtert.

1

Einleger

4

Ausrichtestation

6

Vorbrecher

7

Faltmodul

9

Drehstation

10

Ausrichtestation

12

Schachtelzuschnitt

13

Bearbeitungsstation

14

Faltstation

15

Überleitstation

16

Sammel- und Presseinrichtung

20

rechte Gestellwand

21

linke Gestellwand

22

Quertraverse

23

obere Quertraverse

24

untere Quertraverse

28

obere Antriebswelle

29

untere Antriebswelle

32

obere Rillwerkzeuge

33

untere Rillwerkzeuge

34

Patrize

35

Matrize

40

oberes Werkzeugführungselement

41

unteres Werkzeugführungselement

50

Werkzeug / Werkzeughalter

51

Antriebswelle

52

Nabe

53

Aufschraubbare Spannklaue

54

Spannkralle

55

Ring

56

Gewindemutter

57

Spannstift

58

Äußere Stirnseite der Gewindemutter

59

Loch

60

Außengewinde

61

Bohrung

62

Nut

63

Nut