ES2590760T3

ES2590760T3 - Mecanismo rotativo de estampación y método de estampación

Info

Publication number: ES2590760T3
Application number: ES08105206.0T
Authority: ES
Inventors: Erich Klaßen
Original assignee: Masterwork Machinery Co Ltd
Current assignee: Masterwork Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: EP2036712A2; EP2036712A3; EP2036712B1; DE102007044217A1

Abstract

Mecanismo (10) rotativo de estampación con dos con dos herramientas rotativas de estampación, un pisón (11) y una matriz (12) para aplicar estampaciones, en especial, escritura de Braille, en recortes (2) para cajas plegables, donde un árbol (13) de pisón y un árbol (14) de matriz se han montado paralelamente entre sí, caracterizado por que las herramientas (11, 12) de estampación presentan respectivamente un accionamiento (17, 18) rotativo propio y por que las herramientas (11, 12) de estampación sólo están acopladas mecánicamente durante el proceso de estampación; por que el pisón (11) y una primera mitad (22) de acoplamiento se montan en el árbol (13) de pisón; por que una segunda mitad (23) de acoplamiento y una primera rueda (15) dentada se han montado rotativamente en un árbol (24) intermedio, estando alineados el árbol (13) de pisón y el árbol (24) intermedio; por que una unidad (12, 16) de herramientas de estampación, que comprende la matriz (12) y una segunda rueda (16) dentada, se ha montado rotativamente en el árbol (14) de matriz, impidiéndose el giro hasta un par de giro límite mediante un dispositivo de bloqueo; y por que durante el proceso de estampación están acopladas las mitades (22, 23) de acoplamiento, y las ruedas (15, 16) dentadas engranan mutuamente, por lo cual están sincronizados el pisón (11) y la matriz (12).

Description

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DESCRIPCION

Mecanismo rotativo de estampacion y metodo de estampacion

La invencion se refiere a un mecanismo rotativo de estampacion segun el preambulo de la reivindicacion 1. Se da a conocer tambien un metodo para aplicar estampaciones en recortes para cajas plegables y una maquina de encolar cajas plegables con un mecanismo de estampacion rotativo.

Las cajas plegables son embalajes de carton o carton corrugado, en menor volumen tambien de plastico, que han de ser encoladas durante el proceso de plegado en uno o varios lugares segun el tipo de construccion. Se elaboran por lo general a partir de un recorte. Los recortes se troquelan habitualmente en una troqueladora de pliegos. El recorte debe ser encolado por lo menos en un borde. Las cajas plegables salen de la maquina encoladora de cajas plegables puestas en estado plano. El levantamiento y el relleno de las cajas pueden llevarse a cabo mecanica o tambien manualmente.

Junto con los pliegues, que son necesarios para la elaboracion de las cajas plegables, se abren previamente (pliegan previamente) otras lmeas estriadas en la maquina de encolar cajas plegables como preparacion para la etapa de produccion inmediata. Se facilitan con ello el levantamiento de las cajas y su posterior relleno.

Las cajas plegables sirven para el embalaje de medicinas, por ello se ha prescrito legalmente especificar la denominacion de la medicina (por ejemplo, por estampacion) en la caja plegable en escritura para ciegos (la llamada escritura Braille).

Segun el estado actual de la tecnica, la estampacion de la escritura para ciegos se realiza ya sea durante el proceso de troquelado en la troqueladora de pliegos o durante la elaboracion de los recortes. Sin embargo, eso resulta costoso, pues se ha de facilitar un pliego para troquelar algunos aprovechamientos, es decir, que contenga recortes y para cada aprovechamiento un par de herramientas consistente en matriz y pison. O se emplean mecanismos rotativos de estampacion con dos herramientas de estampacion rotativas, que pueden formar parte, por ejemplo, de una maquina de encolar cajas plegables. De modo mas conocido, tales mecanismos rotativos de estampacion disponen de un accionamiento comun para ambas herramientas rotativas. Para poder aplicar la estampacion en la posicion correcta en el recorte para cajas plegables, las herramientas rotativas deben estar sincronizadas con el recorte de caja plegable. En especial, al aplicar una escritura para ciegos en el recorte para caja plegable, debe realizarse la sincronizacion con mucha precision. Debido a los pares de inercia de las masas de matriz, pison y accionamiento rotativo solo resulta diffcilmente obtenible o incluso imposible de conseguir la necesaria precision de sincronizacion. Ademas, resulta desventajoso que los mecanismos rotativos de estampacion funcionen, con frecuencia, en funcionamiento de arranque-parada para una mejor sincronizacion. Es decir, las herramientas rotativas de estampacion se detienen y subsiguientemente se vuelven a acelerar para la sincronizacion. Por ello, se limita mucho el rendimiento productivo del mecanismo rotativo de estampacion.

El documento EP 1 447 211 A2 muestra un dispositivo para estampar acanaladuras transversales en carton. Para realizar una acanaladura, se conforman ambas caras del carton con herramientas rotativas. La sincronizacion de las dos herramientas rotativas se lleva a cabo permanentemente por acoplamiento electronico de los medios de accionamiento y/o mediante engranajes rectos, que estan unidos de forma resistente al giro con las herramientas rotativas. Una disposicion semejante traspasada a un mecanismo rotativo de estampacion no ayuda a la solucion de los problemas, ya que tambien aqrn el par de inercia de las herramientas rotativas y accionamiento es muy grande.

El documento EP 1 537 920 A1 muestra un dispositivo para cortar, acanalar y estampar material en pliegos, como carton, con dos cilindros. Los cilindros son accionados respectivamente mediante un electromotor propio. Una unidad de control efectua la sincronizacion de los cilindros rotativos. Los dos cilindros pueden moverse ademas a lo largo de una grna vertical por medio de actuadores lineales. Esto sirve para regular la distancia entre los cilindros y, por consiguiente, para la adaptacion al grueso del producto. Semejante dispositivo no puede, sin embargo, aprovecharse para la estampacion de escritura de Braille, pues la sincronizacion puramente electronica de los dos cilindros no consigue la precision necesaria para estampar la escritura de Braille.

Se conoce ademas un dispositivo para abollonar material de cinta sinfm (vease la figura 1). Al abollonar, se dota, por ejemplo, a una chapa metalica, de una multiplicidad de pequenas estampaciones con medidas en el rango de los milfmetros. La chapa abollonada puede recortarse y tratarse ulteriormente para tubos de refrigeracion. En el dispositivo de abollonar representado en la figura 1, rotan cuatro herramientas, a saber, el cilindro 101 central y tres cilindros 102 con forma de luna. Los cilindros son accionados respectivamente por un servomotor 103 propio. El material 105 de cinta sinfm rodea el cilindro central y es impulsado por el cilindro central mediante el dispositivo. Para segurar un transporte sin deslizamiento del material 105 de cinta, un cilindro de goma adicional puede elevar la presion de apriete del material 105 de cinta contra el cilindro 101 central. En la superficie del cilindro 101 central se encuentra la matriz para estampar los hoyuelos. Los correspondientes machos se han montado en los cilindros 102 con forma de luna. Los cilindros 102 con forma de luna se caracterizan por una conformacion en forma de media luna observados en seccion transversal y se han dispuesto desplazados respectivamente alrededor del cilindro 101 central. En la zona de sus segmentos con forma de media luna, los cilindros 102 con forma de luna ruedan sobre el cilindro 101 central. El cilindro 101 central y los cilindros 102 con forma de luna disponen respectivamente de una

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corona 104 dentada, engranando mutuamente la corona 104 dentada del cilindro 101 central con un cilindro 102 con forma de luna respectivo durante el abollonado. Con ello se garantiza una sincronizacion de machos y matrices. Resulta desventajoso en uno de tales dispositivos el elevado coste de la tecnica de fabricacion para la produccion de cilindros con forma de luna.

El documento EP 1 820 632 A1 revela un mecanismo de estampacion con las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1. El documento EP 1 145 791 A1 muestra un mecanismo rotativo de corte habitual.

Es, por ello, mision de la presente invencion describir un mecanismo rotativo de estampacion para aplicar estampaciones, en especial, escritura de Braille, donde se eviten los inconvenientes del estado actual de la tecnica, que posibilite una estampacion muy precisa y que consiga un elevado rendimiento de produccion.

Se resuelve ese problema mediante un mecanismo rotativo de estampacion con las caractensticas significativas de la reivindicacion 1.

Un mecanismo rotativo de estampacion posee dos herramientas de estampacion rotativas, un pison y una matriz para aplicar estampaciones, en especial, de escritura de Braille, en recortes para cajas plegables. Matrices y pisones poseen respectivamente un accionamiento rotativo propio, que puede realizarse, por ejemplo, como servomotor. Una primera unidad de herramientas de estampacion comprende el pison y una primera rueda dentada y esta unida de modo resistente al giro con un arbol de pison. El arbol de pison es regulable en altura y puede ser movido mediante un actuador. Una segunda unidad de herramientas de estampacion comprende la matriz y una segunda rueda dentada y esta apoyada rotativamente en un arbol de matriz. El giro de la segunda herramienta de estampacion en el arbol de matriz se evita hasta un par de giro lfmite por medio de un dispositivo de bloqueo. Arbol de pison y arbol de matriz se disponen paralelamente entre sf. Inmediatamente antes del comienzo del proceso de estampacion, se baja el pison, y las ruedas dentadas de las unidades primera y segunda de herramientas de estampacion engranan mutuamente. Con ello se sincroniza el movimiento de pison y matriz. Es decir, que las velocidades de pison y matriz se igualan mutuamente y se posicionan el pison y la matriz uno respecto de la otra. En un perfeccionamiento ventajoso, en el caso del actuador se trata de un piezoactuador.

Segun la invencion, el mecanismo rotativo de estampacion posee dos herramientas de estampacion, a saber, una matriz y un pison para aplicar estampaciones, en especial, escritura de Braille, en recortes de cajas plegables. Matriz y pison presentan respectivamente un accionamiento rotativo propio. El pison y una primera mitad de acoplamiento se han montado de modo resistente al giro en un arbol de pison. Una segunda mitad de acoplamiento y una primera rueda dentada se han montado en un arbol intercalado, estando alineados el arbol de pison y el arbol intercalado. Una unidad de herramientas de estampacion, que comprende la matriz y una segunda rueda dentada, se apoya rotativamente en un arbol de matriz. La torsion de la unidad de herramientas de estampacion en el arbol se evita hasta un par de giro lfmite mediante un dispositivo de bloqueo. Arbol de pison y arbol de matriz se disponen paralelamente entre sf Si las dos mitades de acoplamiento se acoplan, por ejemplo, con engranajes rectos, entonces pueden engranar mutuamente las primera y segunda ruedas dentadas. Inmediatamente antes del comienzo del proceso de estampacion, tiene lugar el acoplamiento y se sincronizan el pison y la matriz.

Es comun a las dos variantes antes mencionadas del mecanismo rotativo de estampacion que las herramientas de estampacion solo esten mecanicamente acopladas durante el proceso de estampacion. El tiempo del proceso de estampacion, la fase de estampacion, tambien puede denominarse por ello fase de sincronizacion. En la fase asmcrona, pueden ajustarse ventajosamente, en la configuracion segun la invencion del mecanismo rotativo de estampacion, las herramientas rotativas con respecto a la posicion de estampacion en los recortes para cajas plegables.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invencion, el dispositivo de bloqueo posee conjuntos de muelles para aplicar una fuerza de rozamiento entre la unidad de herramientas de estampacion y el arbol de matriz.

En un perfeccionamiento ventajoso del mecanismo rotativo de estampacion, se ha realizado el arbol de matriz como arbol hueco. En uno de sus extremos, el arbol hueco posee una conexion para aire comprimido. El arbol hueco dispone de orificios en la zona de la matriz. Esto hace posible que, al conectarse aire comprimido en la conexion para aire comprimido del arbol hueco, se pueda soplar a traves de las escotaduras de la matriz y, con ello, se pueda limpiar la matriz.

En una forma de realizacion y un perfeccionamiento ventajosos y preferidos de las formas de realizacion precedentes, la matriz posee un modelo de agujeros continuo que es independiente de la estampacion a aplicar en los recortes de caja plegable. Por ello, es suficiente que la matriz se desplace respecto del pison como maximo una separacion de agujeros y los machos del pison puedan introducirse en los agujeros de la matriz. La capacidad de desplazamiento de la matriz se asegura por el apoyo rotativo de la segunda unidad de herramientas de estampacion en el arbol de la matriz-

Se revela ademas un metodo para aplicar estampaciones, en especial, escritura de Braille, en recortes de cajas plegables mediante un mecanismo rotativo de estampacion. La matriz accionada por un accionamiento rotativo de la matriz, se encuentra en rotacion permanente. La velocidad de la matriz se corresponde con la velocidad de los recortes de cajas plegables, que son suministrados al mecanismo rotativo de estampacion. El pison es accionado

por un accionamiento rotativo del pison y puesto en rotacion. Para posicionar el pison con respecto a la posicion de estampacion de un recorte para caja plegable, se acelera o se frena convenientemente el pison. Si el pison tiene el angulo de giro correcto con respecto a la posicion de estampacion de un recorte para cajas plegables, entonces la velocidad del pison se adecua a la matriz de manera que matriz, pison y recorte para cajas plegables tengan la 5 misma velocidad. Inmediatamente antes del proceso de estampacion, se acoplan mecanicamente los arboles del pison y de la matriz mediante coronas dentadas. Por engrane mutuo de las coronas dentadas, se sincronizan el pison y la matriz, y se ajusta mutuamente la posicion de pison y matriz. Tras alcanzar la marcha sfcrona de matriz y pison, comienza el proceso de estampacion del recorte para cajas plegables.

Por medio de un metodo de ensayo ventajoso, puede controlarse la calidad de las estampaciones. A tal efecto, el 10 servidor de la maquina controla la primera caja plegable despues de una parada de la maquina y la ultima antes de una parada de la maquina de las cajas plegables terminadas. Para asegurar que cada una de las otras cajas plegables fue provista asimismo de una estampacion, el dispositivo rotativo de estampacion posee un mecanismo contador con un ordenador. Cada caja plegable que atraviesa el dispositivo se detecta y se cuenta mediante un sensor, por ejemplo, una barrera de luz. Se cuenta asimismo cada vuelta del accionamiento del pison. Ambas sumas 15 son comparadas por el ordenador. En caso de desviaciones tiene lugar un aviso al servidor de la maquina, ya que se ha de contar con fallos de estampacion. Puede controlarse ademas si la estampacion se aplico en el lugar correcto de la caja plegable. Asimismo se indica para ello al ordenador el instante en el que se bajo el arbol del pison o bien se acoplaron el arbol de pison y el arbol intermedio. Dicho instante se compara con un instante retardado indicado por el sensor, el cual corresponde al comienzo del paso del recorte de caja plegable a traves de las herramientas de 20 estampacion. En caso de desviaciones, tiene lugar un aviso al servidor de la maquina, ya que se ha de contar con fallos de estampacion.

En cuanto a otras configuraciones ventajosas de la invencion, se remite a las reivindicaciones subordinadas asf como a la descripcion de un ejemplo de realizacion en relacion con las figuras adjuntas.

La invencion se ha de explicar aun mas detalladamente a base de un ejemplo de realizacion. Se muestran en 25 representacion esquematica las figuras:

Figura 1 Figura 2

Figura 3 30 Figura 4

un dispositivo para abollonar segun el estado actual de la tecnica,

una maquina encoladora de cajas plegables con un mecanismo rotativo de estampacion segun la invencion,

un ejemplo de mecanismo rotativo de estampacion util para la comprension de la invencion, y una forma de realizacion segun la invencion de un mecanismo rotativo de estampacion.

La figura 2 muestra una maquina 1 encoladora de cajas plegables con un mecanismo 10 rotativo de estampacion segun la invencion. Los recortes 2 de cajas plegables son transportados desde un alimentador en la direccion T de transporte a traves de la maquina 1 encoladora de cajas plegables hasta un brazo. A este efecto, los recortes 2 de cajas plegables tambien atraviesan el mecanismo 10 rotativo de estampacion. Dicho mecanismo 10 posee un pison 35 11 y una matriz 12 para practicar estampaciones en los recortes 2 de cajas plegables. Dichos recortes 2 de cajas

plegables se transportan a la velocidad vF. En la lmea de contacto de pison 11 y el recorte 2 de caja plegable durante el proceso de estampacion, el pison 11 tiene la velocidad vP. En la lmea de contacto de la matriz 12 con el recorte 2 de caja plegable durante el proceso de estampacion, la matriz lleva la velocidad vM. Durante el proceso de estampacion, las velocidades de matriz, pison y recorte de caja plegable, vM, vP y vF, tienen el mismo valor, de 40 manera que no se de lugar a movimientos relativos y, por consiguiente, a marcas en el recorte de caja plegable. Se ha representado ademas en la figura 2 un generador 3 de aire comprimido, que esta conectado con la conexion 25 (no representada) de aire comprimido del arbol 14 de matriz (no representado) de la matriz 12.

La figura 3 muestra un ejemplo util para la comprension de la invencion de un mecanismo 10 rotativo de estampacion con un actuador 21. Una primera unidad de herramientas de estampacion comprende el pison 11 y una 45 primera rueda 15 dentada. Dicha unidad 11, 15 de herramientas de estampacion esta montada de modo resistente al giro en un arbol 13 de pison. El arbol 13 de pison es impulsado por un accionamiento 17 rotativo. Por medio de un actuador 21, se puede desplazar el arbol 13 de pison en su altura en la direccion a de movimiento. De ese modo, puede variarse la separacion del arbol 13 de pison y el arbol 14 de matriz. Apoyada rotativamente en el arbol 14 de la matriz, hay una segunda unidad de herramientas de estampacion, consistente en una matriz 12 y una segunda 50 rueda 16 dentada. La segunda unidad 12, 16 de herramientas de estampacion posee un dispositivo de bloqueo (no representado), el cual impide la rotacion de la unidad 12, 16 respecto del arbol 14 de la matriz hasta un par de giro lfmite. El arbol 14 de matriz es impulsado por un accionamiento 18 rotativo. El arbol 14 de matriz esta hecho como arbol hueco y posee en su extremo una conexion 25 para aire comprimido. Mediante un generador de aire comprimido (no representado), se alimenta el arbol 14 de matriz de aire comprimido preparado, atraviesa el mismo y 55 se desprende en la zona de la matriz 12. Con ello se soplan los agujeros de la matriz 12 y se limpian de suciedad. inmediatamente antes del proceso de estampacion, se baja el arbol 13 de pison en la direccion a de movimiento de manera que la primera rueda 15 dentada y la segunda rueda 16 dentada engranen mutuamente. Con ello, se sincronizan el pison 11 y la matriz 12 durante la estampacion. Entre pison 11 y matriz 12, se encuentra un recorte 2

de caja plegable a ser provisto de estampacion. Tras la terminacion del proceso de estampacion, se eleva

nuevamente el arbol 13 de pison en la direccion a de movimiento por medio del actuador 21.

La figura 4 muestra una forma de realizacion de un mecanismo 10 rotativo de estampacion segun la invencion con un acoplamiento 22, 23. Un pison 11 y una primera mitad 22 de acoplamiento estan unidos de modo resistente al 5 giro con el arbol 13 de pison. El arbol 13 de pison es impulsado por un accionamiento 17 rotativo. Una segunda mitad 23 de acoplamiento y una primera rueda 15 dentada estan unidas de modo resistente al giro con un arbol 24 intermedio. El arbol 13 de pison y el arbol 24 intermedio estan mutuamente alineados. Las mitades 22, 23 de acoplamiento disponen respectivamente de un dentado recto y son acoplables mediante un movimiento b de acoplamiento. En el arbol 14 de matriz esta apoyada rotativamente una unidad de herramientas de estampacion, 10 compuesta de matriz 12 y segunda rueda 16 dentada. La rotacion de la unidad 12, 16 de herramientas de estampacion respecto del arbol 14 de matriz se impide, en esta forma de realizacion, asimismo mediante un

dispositivo de bloqueo hasta un par de giro lfmite. El arbol 14 de matriz es impulsado por un accionamiento 18

rotativo. Inmediatamente antes del comienzo del proceso de estampacion, se acoplan mutuamente las dos mitades 22 y 23 de acoplamiento, en tanto que el arbol 24 intermedio es desplazado mediante un movimiento b de 15 acoplamiento en direccion a la matriz 11. En estado acoplado, pison 11 y matriz 12 estan sincronizados, por ello, durante la estampacion. Durante la estampacion, un recorte 2 de caja plegable (indicado de puntos) a ser provisto de un estampacion se encuentra entre pison 11 y matriz 12. Tras la terminacion del proceso de estampacion, se vuelve a desacoplar y el arbol 24 intermedio es desplazado en contra del movimiento b de acoplamiento.

LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

1: Maquina encoladora de cajas plegables 25 Conexion de aire comprimido

2: Recorte de caja plegable

3: Generador de aire comprimido 101 Cilindro central


: 102 Cilindro en forma de luna

10: Mecanismo rotativo de estampacion 103 Servomotor

11: Pison 104 Corona dentada

12: Matriz 105 Material de cinta

13: Arbol de pison

14: Arbol de matriz a Direccion de movimiento del arbol de pison

15: Primera rueda dentada

16: Segunda rueda dentada b Movimiento de acoplamiento

17: Accionamiento rotativo del pison vP Velocidad del pison

18: Accionamiento rotativo de la matriz vM Velocidad de la matriz

21: Actuador vF Velocidad del recorte de caja plegable

22: Primera mitad de acoplamiento

23: Segunda mitad de acoplamiento

24: Arbol intermedio T Direccion de transporte

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REIVINDICACIONES

1. - Mecanismo (10) rotativo de estampacion con dos con dos herramientas rotativas de estampacion, un pison (11) y una matriz (12) para aplicar estampaciones, en especial, escritura de Braille, en recortes (2) para cajas plegables,

donde un arbol (13) de pison y un arbol (14) de matriz se han montado paralelamente entre sf,

caracterizado por que las herramientas (11, 12) de estampacion presentan respectivamente un accionamiento (17, 18) rotativo propio y por que las herramientas (11, 12) de estampacion solo estan acopladas mecanicamente durante el proceso de estampacion;

por que el pison (11) y una primera mitad (22) de acoplamiento se montan en el arbol (13) de pison;

por que una segunda mitad (23) de acoplamiento y una primera rueda (15) dentada se han montado rotativamente en un arbol (24) intermedio, estando alineados el arbol (13) de pison y el arbol (24) intermedio;

por que una unidad (12, 16) de herramientas de estampacion, que comprende la matriz (12) y una segunda rueda (16) dentada, se ha montado rotativamente en el arbol (14) de matriz, impidiendose el giro hasta un par de giro lfmite mediante un dispositivo de bloqueo; y

por que durante el proceso de estampacion estan acopladas las mitades (22, 23) de acoplamiento, y las ruedas (15, 16) dentadas engranan mutuamente, por lo cual estan sincronizados el pison (11) y la matriz (12).
2. - Mecanismo rotativo de estampacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el dispositivo de bloqueo posee conjuntos de muelles para aplicar una fuerza de rozamiento entre la unidad (12, 16) de herramientas de estampacion y el arbol (14) de la matriz.
3. - Mecanismo rotativo de estampacion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que, en el caso del arbol (14) de matriz, se trata de un arbol hueco, disponiendo este de una conexion (25) para aire comprimido en el extremo del arbol y de orificios en la zona de la matriz (12), por lo cual se puede soplar mediante aire comprimido a traves de las escotaduras de la matriz (12).
4. - Maquina (1) de encolar cajas plegables con un mecanismo (10) rotativo de estampacion segun una de las reivindicaciones 1 a 3.