Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stanzen eines Stapels aus blattförmigem Gut zur Herstellung von Formetiketten.

Zur Herstellung von Formetiketten wird oft das sogenannte Durchstossstanzen eingesetzt. Dabei wird ein Ausgangsstapels aus blattförmigem Gut mit einer Hubvorrichtung gegen ein hohlzylindrisches Stanzmesser gestossen, wobei ein Nutzenstapel, d.h. der Stapel mit den Formetiketten, durch das Stanzmesser gedrückt wird und der abgeschnittene Überstand ausserhalb des Stanzmessers abgeführt wird. Der gestanzte Nutzenstapel wird durch den nachfolgenden Stapel automatisch weiter geschoben und anschliessend durch eine nachgeschaltete Bandiervorrichtung weiterbefördert, wieder in einzelne Nutzenstapel geteilt und mit einem Band versehen. Beim Eindringen des Stanzmessers in den Ausgangsstapel kann sich - je nach Ausgangsmaterial und/oder flächiger Dimension des Nutzenstapels - das Problem ergeben, dass die oberen flächigen Erzeugnisse des Stapels aufwölben, was zu Ungenauigkeiten in der Form der Etiketten und zu einem Überhang des Nutzenstapels führt (Fig. 1(a) und Fig. 1(b)).

Um die Aufwölbung grösstenteils zu unterdrücken und somit die Genauigkeit des Stanzen zu erhöhen, wurde in EP0735938 vorgeschlagen, einen Pressstempel auf der Gegenseite der Hubvorrichtung auf den Stapel zu drücken, um den Stapel in einer Presshaltung durch das Stanzmesser zu drücken. Noch höhere Genauigkeiten wurden mit einem Pressstempel erreicht, welcher formgenau in das hohlzylindrische Stanzmesser passt und so einen Druck auf die gesamte Oberfläche des Nutzenstapels ausübt. Nach erfolgter Stanzung wird der Nutzenstapel mittels des Pressstempels entgegen der Stanzrichtung aus dem Stanzmesser gepresst. Nachteilig an dem Gegendruckverfahren ist allerdings die geringere Durchsatzrate, weil der Nutzenstapel jeweils mittels des Pressstempels aus dem Stanzmesser ausgestossen und in Stanzrichtung gesehen seitlich weggeführt werden muss, um einer Bandiervorrichtung zuzuführen, was sich schliesslich in höheren Produktionskosten der Formetiketten niederschlägt. Zudem sind solche Vorrichtungen wesentlich teurer als Vorrichtungen ohne Gegendruckverfahren.

Wenn in einem Betrieb beide Stanzverfahren gewünscht sind, müssen zwei unterschiedliche Maschinen angeschafft werden. Prinzipiell wäre es denkbar eine Maschine mit Gegendruckverfahren umzurüsten. Hierzu würde es aber nicht genügen, lediglich die Gegendruckvorrichtung zu entfernen, sondern die Zuführung zur Bandiervorrichtung müsste entweder geändert oder weiterhin die Nutzenstapel nach der Stanzung seitlich versetzt werden, was immer noch zu einem Leistungsverlust führt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, beim Gegendruckverfahren die Durchsatzmenge zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Stanzvorrichtung anzugeben, welche ohne umständliches Umrüsten beide Stanzverfahren ermöglicht.

Die erfindungsgemässe Stanzvorrichtung zur Herstellung von Formetiketten aus einem Ausgangsstapel aus blattförmigem Gut und Weiterförderung zu einer nachfolgenden Bandiervorrichtung entlang einem Stanzförderpfad umfasst ein hohlzylindrisches Stanzmesser, eine Hubvorrichtung, um einen Nutzenstapel durch das Stanzmesser zu drücken, indem der Ausgangsstapel in eine Stanzrichtung gegen das Stanzmesser gestossen wird; und eine Gegendruckeinrichtung zur Erzeugung eines Gegendrucks auf den Ausgangsstapel in Richtung Hubvorrichtung, um ein Aufwölben des Ausgangsstapels beim Eindringen des Stanzmessers in den Ausgangsstapel zu verringern. Die Gegendruckeinrichtung weist ein aus dem Stanzförderpfad bewegbares Gegendruckelement auf, das derart ausgebildet und angesteuert ist, dass es an einen bereits gestanzten Nutzenstapel anlegbar ist, so dass der Gegendruck durch einen oder mehrere bereits gestanzte Nutzenstapel auf einen folgenden zu stanzenden Ausgangsstapel übertragbar ist.

Auf diese Weise kann auf einen Pressstempel, welcher ins Stanzmesser hineingefahren wird, verzichtet werden, indem der bereits gestanzte Nutzenstapel als Gegendruckkolben verwendet wird. Die Durchsatzrate kann gegenüber dem Verfahren mit Pressstempel erhöht werden, weil der Nutzenstapel jeweils nicht mittels des Pressstempels aus dem Stanzmesser ausgestossen und in Stanzrichtung gesehen seitlich weggeführt werden muss. Ein bereits gestanzter Nutzenstapel wird durch den nächsten Ausgangsstapel in Stanzrichtung aus dem Stanzmesser gedrückt. Ein Herausdrücken entgegen der Stanzrichtung ist nicht erforderlich.

Vorzugsweise sind die Ausgangs- bzw. gestanzten Nutzenstapel von der Hubvorrichtung bis zu einer nachfolgenden Bandiervorrichtung geradlinig auf dem Stanzförderpfad bewegbar.

In der Regel ist die Gegendruckeinrichtung derart ausgebildet, dass das Gegendruckelement parallel zur Stanzrichtung verschiebbar und quer zur Stanzrichtung verschwenk- oder verschiebbar ist.

Die Stanzvorrichtung kann daher auch ohne Verwendung der Gegendruckeinrichtung zum herkömmlichen Durchstossstanzen verwendet werden. Es genügt, das Gegendruckelement in einer quer zur Stanzrichtung verschwenkten oder verschobenen Lage zu belasen, was umrüstfrei z.B. durch einen einfachen Steuerbefehl erreicht werden kann.

Das Gegendruckelement kann in Form einer Gegendruckplatte ausgebildet sein. Andere Formen, die den Gegendruck grossflächig auf den Nutzenstapel übertragen, beispielsweise gatter- oder gitterförmig oder dergleichen sind auch denkbar.

Das Gegendruckelement kann gegenüber dem maximal möglichen Innenquerschnitt des hohlzylindrischen Stanzmessers ein Übermass aufweisen, um den Gegendruck vollflächig auf den Nutzenstapel zu übertragen. Vorzugsweise wird die Grösse des Gegendruckelements grösser als die grösste Querschnittsfläche des Stanzmesser gewählt, so dass nur das Stanzmesser und nicht auch das Gegendruckelement ausgewechselt werden muss. Auf diese Weise kann die Umrüstzeit beim Wechseln des Stanzmessers erheblich verkürzt werden.

Die Länge des Stanzmesser kann kürzer als die Höhe des Ausgangsstapels sein. Für die Initiierung des Stanzverfahrens wird dann lediglich ein Ausgangsstapel benötigt. Die Länge des Stanzmesser kann auch grösser als die Höhe des Ausgangsstapels sein, um eine bessere Führung des Nutzenstapels zu ermöglichen. In diesem Fall wird mehr als ein Ausgangsstapel für die Initiierung benötigt. Idealerweise ist Länge des Stanzmessers nur wenig kürzer als ein ganzzahliges Vielfach (1x, 2x, etc.) der Höhe eine Ausgangsstapels, da sich die Höhe des Ausgangsstapel unter Druck leicht verringern kann. Prinzipiell kann die Länge des Stanzmessers jedoch beliebig sein.

Weiter kann ein Fördermittel vorhanden sein, welches nach dem entfernen des Gegendruckelements die bereits gestanzten Nutzenstapel, die vollständig ausserhalb des Stanzmessers sind, auf den Stanzförderpfad weiterzufördern vermögen. Das Fördermittel kann ein quer zum Stanzförderpfad gerichtetes Trennmesser umfassen, um mittels Transfermittel das Trennmesser mit dem anliegenden Nutzenstapel in Richtungsverlauf des Stanzförderpfads weiterzufördern.

Das erfindungsgemässen Stanzverfahren zur Herstellung von Formetiketten aus einem Ausgangsstapel aus blattförmigem Gut, wobei ein Ausgangsstapel in eine Stanzrichtung gegen ein hohlzylindrisches Stanzmesser gestossen wird, umfasst folgende Schritte: a) Bereitstellen eines zu stanzenden Ausgangsstapels in Anlage an eine Hubvorrichtung; b) Anlegen eines Gegendrucks an einen bereits gestanzten, mindestens teilweise aus dem Stanzmesser herausragenden Nutzenstapel; und c) Durchstossen des in Schritt a) bereitgestellten Ausgangsstapels durch das Stanzmesser unter Einwirkung des Gegendrucks auf den zu stanzenden Ausgangsstapel über mindestens einen bereits gestanzten Nutzenstapel. Bei dem Stanzverfahren wird mindestens ein bereits gestanzter Nutzenstapel, welcher sich noch im Stanzmesser befindet, als Gegendruckkolben für den nächsten zu stanzenden Ausgangsstapel verwendet. Das entfernen des Nutzenstapels entgegen der Stanzrichtung erübrigt sich, was gegenüber den bekannten Gegendruckverfahren zu erhöhten Durchsatzraten und einfacheren Stanzvorrichtungen führt.

Die Schritte a) bis c) können für eine vorbestimmte Anzahl Stanzvorgänge wiederholt werden, bevor das Gegendruckelement quer zur Stanzrichtung entfernt wird, so dass die gestanzten Nutzenstapel, die sich ausserhalb des Stanzmessers befinden, in gleicher Richtung weitergefördert und weiterverarbeitet werden können.

Nach dem Abführen der Nutzenstapel kann das Gegendruckelement wieder auf den letzten sich noch mindestens teilweise im Stanzmesser befindlichen Nutzenstapel angesetzt werden, um den Gegendruck für den nächsten Stanzvorgang aufzubauen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines aufgewölbten Ausgangsstapels (Fig. 1(a)) und eines Nutzenstapels mit Überhang (Fig. 1(b)); und

Fig. 2

eine schematische Darstellung einer Stanzvorrichtung und der Schritte (Fig. 2(a) bis Fig. 2(h)) eines Stanzverfahrens.

In Fig. 1(a) ist schematisch dargestellt, wie sich beim Stanzen ohne Gegendruck ein Ausgangsstapel 1 beim Eindringen in Stanzrichtung A ins hohlzylindrische Stanzmesser 2 aufwölbt. Dies führt, wie in Fig. 1(b) schematisch und übertrieben dargestellt, zu Ungenauigkeiten bei der Stanzung, die sich in einem Überhang im Nutzenstapel 4 wiederspiegeln. Die gestanzten Etiketten weisen somit unerwünschte unterschiedliche Grössen auf. Die Aufwölbung und damit die Ungenauigkeiten der Formetiketten ist umso grösser je stärker das Papier strukturiert und je mehr Luft dadurch zwischen den Papierlagen eingefangen ist.

In Fig. 2 ist schematisch eine Stanzvorrichtung mit Gegendruckelement gezeigt, wobei unter (a) bis (h) einzelne Schritte eines Stanzverfahrens dargestellt sind.

Die zu stanzenden Ausgangsstapel kommen von einer Planschneidvorrichtung als Einzel- oder Doppelstapel zur Stanzvorrichtung. Die Stanzvorrichtung zur Herstellung von Formetiketten umfasst eine Hubvorrichtung 3, ein hohlzylindrisches Stanzmesser 2 und ein Gegendruckelement 5, die in einer Stanzrichtung A nacheinander entlang eines Stanzförderpfads 7 angeordnet sind. Dies erlaubt eine vollständige gradlinige Führung bis hin zur folgenden Bandiervorrichtung. Die Hubvorrichtung 3 dient dazu, Ausgangsstapel 1 aus blattförmigem Gut in Stanzrichtung A gegen das Stanzmesser 2 zu stossen, wobei die Nutzenstapel 4 durch den Hohlzylinder des Stanzmessers 2 gedrückt werden (Fig. 2(b)). Das abgeschnittene Übermass des Ausgangsstapels 1, das ausserhalb des Hohlzylinders anfällt und als Abfall weggeführt wird, ist nicht dargestellt. Die Stanzrichtung A definiert einen Stanzförderpfad entlang welchem der Ausgangsstapel 1 und die gestanzten Nutzenstapel 4, 4', 4" durch den Hub der Hubvorrichtung gefördert werden.

An der der Hubvorrichtung 3 gegenüberliegenden Seite des Stanzmessers 2 ist eine Gegendruckeinrichtung 6 angeordnet, die parallel aber von ausserhalb des Stanzförderpfads 7 angetrieben ist. Die Gegendruckeinrichtung 6 umfasst das Gegendruckelement 5, zur Erzeugung eines Gegendrucks P auf den Ausgangsstapel 1 in Richtung Hubvorrichtung 3 (d.h. entgegen der Stanzrichtung A), um ein Aufwölben des Ausgangsstapels 1 beim Eindringen des Stanzmessers 2 in den Ausgangsstapel 1 zu verhindern oder zumindest zu verringern (Fig. 2(d)). Die Gegendruckeinrichtung 6 erlaubt weiter ein Ein- bzw. Ausschwenken oder Ein- bzw. Ausschieben des Gegendruckelements 5 in den Stanzförderpfad der Stanzvorrichtung. Eine solche Bewegung des Gegendruckelements 5 quer zur Stanzrichtung A ist beispielsweise in Fig. 2(g) dargestellt. Das Gegendruckelement 5 ist dabei in einer Stellung, in welcher es den Stanzförderpfad nicht kreuzt.

Das Gegendruckelement 5 ist derart ausgebildet und wird derart angesteuert, dass es an einen bereits gestanzten Nutzenstapel 4 anlegbar ist (Fig. 2(b)), so dass der Gegendruck P über einen bereits gestanzten Nutzenstapel auf einen nachfolgenden zu stanzenden Ausgangsstapel 2 übertragbar ist (Fig. 2(c)).

Fig. 2(a) zeigt die Stanzvorrichtung in einer Anfangsposition zur Initiierung des Stanzverfahrens. Ein erster Ausgangsstapel 1 ist in Anlage an die Hubvorrichtung 3 bereitgestellt. Das Gegendruckelement 5 ist in einer freien Position innerhalb des Stanzförderpfads.

Fig. 2(b) zeigt einen ersten gestanzten Nutzenstapel 4, welcher ohne Gegendruck gestanzt wurde und später ggf. verworfen wird. Dieser dient ebenfalls zur Initiierung des Stanzverfahrens. Der Nutzenstapel 4 befindet sich vollständig oder zumindest teilweise noch innerhalb des hohlzylindrischen Stanzmessers 2, je nach Länge des Stanzmessers 2. Ist das Stanzmesser 2 länger als ein Ausgangsstapel 1, so erfolgt ein zweiter Stanzvorgang ohne Gegendruck bevor die Initiierung beendet ist.

Fig. 2(c) zeigt einen ersten Schritt des Stanzverfahrens nach der Initiierung. Dabei ist das Gegendruckelement 5 in Anlage an einen gestanzten Nutzenstapel 4 und mindestens ein weiterer Ausgangstapel 1' ist in Anlage an die Hubvorrichtung 3 bereitgestellt. Das Gegendruckelement bewirkt noch keinen Gegendruck P auf den Nutzenstapel 4.

In Fig. 2(d) ist die Hubvorrichtung 3 soweit in Stanzrichtung A bewegt, dass ein folgender Ausgangstapel 1' an das Stanzmesser 2 anliegt. Danach wird durch das Gegendruckelement 5 ein Gegendruck P auf den ersten, mindestens teilwesie aus dem Stanzmesser 2 ragenden Nutzenstapel 4 aufgebaut.

In Fig. 2(e) wird ein weiterer Ausgangsstapel 1' durch das Stanzmesser 2 gestossen, um einen weiteren Nutzenstapel 4' zu erzeugen. Der Gegendruck P wird dabei möglichst konstant gehalten und über den oder die bereits gestanzten Nutzenstapel 4 auf den nachfolgenden Ausgangsstapel 1' übertragen, um eine Aufwölben zu verhindern.

In Fig. 2(f) ist ein weiterer Ausgangsstapel 1" bereitgestellt. Vor dem Zurückfahren der Hubvorrichtung 3 wird der Gegendruck P auf den Nutzenstapel 4' aufgehoben, so dass dieser nicht zurückgestossen wird.

In Fig. 2(g) ist ein folgender Ausgangsstapel 1" mit Gegendruck P durch das Stanzmesser 2 gestossen und zu einem weiteren Nutzenstapel 4" gestanzt worden. Der Gegendruck P wird dabei über mehrere Nutzenstapel auf den Ausgangsstapel übertragen.

Nach einer bestimmten Anzahl Stanzvorgängen kann die Gegendruckeinrichtung 6 das Gegendruckelement 5 seitlich aus dem Stanzförderpfad herausfahren (Fig. 2(h)). Die Nutzenstapel 4, 4', die sich ausserhalb des Stanzmessers 2 befinden, werden abgeführt, zur nachfolgenden Bandiervorrichtung, dort wieder zu einzelne Nutzenstapel getrennt und mit einem Band versehen. Das Gegendruckelement 5 wird wieder in die Position aus Fig. 2(c) gefahren und auf den letzten sich noch im Stanzmesser befindlichen Nutzenstapel 4" angesetzt, um den Gegendruck P für den nächsten Stanzvorgang aufzubauen.

Prinzipiell kann die Länge des Stanzmessers 2 beliebig sein. Eine verbesserte Führung ergibt sich aber, wenn das Stanzmesser 2 länger ist als ein gestanzter Nutzenstapel 4, 4', 4". Ist das Stanzmesser hingegen kürzer als ein Nutzenstapel 4, 4', 4", so ist die Initiierungszeit kürzer. Für das hier interessierende Stanzverfahren nicht zwingend, jedoch in der Praxis üblich, ist die unterste Lage, oberste Lage oder beide Lagen jedes Ausgangsstapels 1, 1', 1" mit einer Kartonlage abgedeckt. Dies erleichtert die spätere Trennung der Nutzenstapel 4, 4', 4" nach der Stanzung und schützt die Formetiketten beim Bandieren. Die Kartonlage bildet auch eine optische Markierung, die bei der Vorschubsteuerung optisch erfasst werden kann und die exakte Einführung eines Trennmessers zwischen zwei Nutzenstapel 4, 4', 4" erlaubt.

1, 1', 1"

Ausgangsstapel

2

Stanzmesser

3

Hubvorrichtung

4, 4', 4"

Nutzenstapel

5

Gegendruckelement

6

Gegendruckeinrichtung

7

Stanzförderpfad

A

Stanzrichtung

P

Gegendruck