CH650191A5

CH650191A5 - Extrusion die drive for paper cutting machines

Info

Publication number: CH650191A5
Application number: CH180881A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Grannemann; Horst Rathert
Original assignee: Kolbus Gmbh & Co Kg
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1985-07-15
Also published as: DE3011090A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Pressstempelantrieb für Papierschneidemaschinen, insbesondere für Dreimesser-Schneidemaschinen zum dreiseitigen Beschneiden von Buchblocks oder Broschüren, mit einem mechanischen Antrieb zum Absenken des Pressstempels bis auf das Schneidgut und mit einem hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Pressdruckes.

In Dreimesser-Schneidemaschinen wird das Schneidgut, wie Buchblocks, Broschüren o.dgl., unter die Messer geführt, ausgerichtet und durch einen Pressstempel auf dem Schneidtisch gehalten. Zum Betätigen des Pressstempels sind mechanische Einrichtungen bekannt mit einem Kurvengetriebe und einer Hebelanordnung zum Heben und Senken des Pressstempels und mit einer Zugfeder zum Ausüben des Pressvorgangs auf das Schneidgut.

Um saubere Schnittkanten zu erzielen, müssen relativ hohe Presskräfte, und zwar bis zu 2,5 t, aufgebracht werden, was bei einer mechanischen Konstruktion einen ausserordentlich grossen baulichen Aufwand verursacht, ein zu starker Pressdruck jedoch führt zu Deformationen des Schneidgutes und somit zur Qualitätsminderung. Hieraus ergibt sich die Forderung nach einer Einstellung des jeweils gewünschten Pressdruckes in Abhängigkeit von Papierqualität und Stapelhöhe.

Bei der vorab beschriebenen bekannten mechanischen Einrichtung wird dies durch Höhenverstellung des Pressstempels erreicht.

Eine Verbesserung hinsichtlich der Einstellung einer definierbaren Presskraft und auch hinsichtlich einer konstruktiven Vereinfachung wird zwar durch bekannte hydraulische Pressstempelantriebe erreicht, diese werden aber den geforderten hohen Taktzahlen nicht gerecht, was auf die relativ hohen Ansteuerzeiten der hierbei eingesetzten Hydraulikelemente zurückzuführen ist.

In der DE-PS 1 161 537 wird ein Pressbalkenantrieb an Schneidemaschinen für Papier, Pappe, o.dgl. beschrieben, mit einem durch Fusshebel zu betätigenden mechanischen Gestänge zum Absenken des Pressbalkens auf das Schneidgut und mit einem auf das mechanische Gestänge einwirkenden hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Pressdruckes. Auch mit dieser Kombination eines mechanischen und hydraulischen Antriebes lässt sich der gewünschte Pressdruck bei unterschiedlichen Papieren und Stapelhöhen sehr exakt einstellen, die Verwendung eines solchen Antriebes in sogenannten Hochleistungs-Dreischneidern kann jedoch nicht in Frage kommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Pressstempelantrieb gemäss dem Gattungsbegriff zu schaffen, durch den bei geringem baulichen Aufwand und hoher Taktzahl eine selbsttätige Einstellung des Pressstempels auf die Schneidguthöhe und somit ein auf das Schneidgut einwirkender voreinstellbarer gleichbleibender Pressdruck ermöglicht wird.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst durch einen doppelt wirkenden, von einem Kurvengetriebe unter Verwendung eines Kraftübertragungselementes betätigten Hydraulikzylinder zum Verfahren des Pressstempels zwischen einer unteren durch die Schneidguthöhe definierten Endlage und einer oberen Endlage, durch Steuermittel im hydraulischen Kreislauf zum Einstellen und Positionieren des Kothens im Hydraulikzylinder entsprechend der jeweils vorausgehenden Schneidguthöhe und durch Betätigungsmittel zum Einschalten des Pressdruckes nach Erreichen der unteren Endlage des Pressstempels auf dem Schneidgut.

Ein in dieser Art angetriebener Pressstempel ermöglicht nicht allein eine automatische Einstellung auf die jeweilige Schneidguthöhe und somit eine exakt gleichbleibende Presskraftausübung auf das Schneidgut mit dem Ergebnis einer hervorragenden Schnittqualität, sondern vereinigt auch die Vorteile eines mechanischen und hydraulischen Antriebs. Zum Erzielen der hohen Drücke bis zu 2,51 wird nur ein geringer Aufwand an Konstruktion und auch Energie notwendig, während sich durch den Einsatz der mechanischen Elemente zum Heben und Senken des Pressstempels infolge der direkten Wege die geforderten hohen Taktzahlen erzielen lassen, und zwar besteht hierbei die Forderung, die Voroder Zurückbewegung des Pressstempels innerhalb eines Zeitraumes von ca. V20 sec. zu vollziehen.

In den Zeichnungen Fig. 1 und 2 werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Pressbalkenantriebs schematisch veranschaulicht.

Ein erstes Ausführungsbeispiel wird anhand der Figur 1 beschrieben. In einem Maschinengestell 2 einer Dreimesser-Schneidemaschine zum dreiseitigen Beschneiden von Buchblocks befindet sich drehbar gelagert ein Hebel 3, an dessen einem Ende ein Pressstempel 4 zum Niederhalten eines Buchblockstapels 1 während des Schneidvorgangs auf einem Schneidtisch 5 gelenkig angreift. Der Pressstempel wird dabei gleitend von einem Lagerteil 2a des Maschinengestells aufgenommen. Das andere Ende des Hebels 3 ist gelenkig mit einer Kolbenstange 6a eines Kolbens 6b eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 6 verbunden, dessen Basis mit einem an sich bekannten und daher nicht näher erläuterten Kurvengetriebe 7 derart gekoppelt ist, dass der Hydraulikzylinder und somit auch der Pressstempel durch die von der Hauptantriebswelle 7c in Umlauf gesetzten Kurvenscheiben des Getriebes 7 zwischen einer unteren und oberen Endlage verfahren wird.

Von einem Vorratsbehälter 17 aus verläuft eine Arbeitsleitung 9 zum oberen Zylinderraum 8a des Hydraulikzylin-

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ders 6 sowie eine Arbeitsleitung 10 zu seinem unteren Zylinderraum 8b. In die Arbeitsleitungen 9 und 10 sind ein Vorspannventil 12 mit einem Abspritzdruck von 15 bar und ein Vorspannventil 13 mit einem Abspritzdruck von 10 bar sowie in die Arbeitsleitung 10 ferner ein Wegeventil 14 zum Anschluss einer weiteren Arbeitsleitung 15 eingeschaltet. Diese wird von einer aus dem Vorratsbehälter 17 saugenden Ölpumpe 16 gespeist.

Da nur geringe Ölmengen benötigt werden, wurde der hydraulische Kreislauf in einer von der Arbeitsleitung 15 abzweigenden Arbeitsleitung 21 mit einem Druckspeicher 20 versehen, der über ein Ladeventil 22 mit einem Abspritzdruck von 110 bar die Ölpumpe auf drucklosen Umlauf schaltet, sobald der Speicher seine volle Kapazität erreicht hat.

In der Arbeitsleitung 15 vor dem Wegeventil 14 befindet sich ein Pressdruckregelventil 23 mit einem Anzeigegerät 24 zum Einstellen des geforderten Pressdruckes.

Zum Vollziehen des Press Vorgangs am Schneidgutstem-pel 1 senkt sich der Pressstempel 4, gesteuert über die Senkkurve 7b des Kurvengetriebes bis auf das Schneidgut ab, ohne eine grössere Presskraft auszuüben. Während dieses Vorgangs steht das Wegeventil 14 auf Position «Heben», d.h. der Zylinderraum 8b ist über die Wegeventilsteuerung mit dem Vorspannventil 13 verbunden. Das Ventil wurde so eingestellt, dass die Massenkräfte des Pressstempels aufgefangen werden, ohne Öl aus dem Zylinderraum entweichen zu lassen.

Nach vollzogenem Steuerkurvenhub schaltet das Wegeventil 14 in der Rastphase der Steuerkurve um auf Position «Pressen», d.h. der Zylinderraum 8b erhält über die entsprechenden Anschlüsse im Wegeventil aus dem Speicher 20 den am Druckregelventil 23 eingestellten Druck zum Pressen des Buchblockstapels 1. Das Füllvolumen für den Zylinderraum 8b entspricht dabei dem Deformationshub des Schneidgutstapels, bewegt sich also in sehr geringen Grenzen.

Während des Pressvorgangs wird eine geringe Ölmenge aus dem Zylinderraum 8a über das Vorspannventil 12 in den Vorratsbehälter 17 gedrückt.

Auf der Hauptantriebswelle 7c des Kurvengetriebes befindet sich drehfest eine Ventilkurve 27, die das Wegeventil 14 nach ausgeführtem Pressvorgang auf Position «Heben» umschaltet, d.h. der Zylinderraum 8b wird über entsprechende Anschlüsse wieder mit dem Vorspannventil 13 verbunden, wobei der im Zylinderraum 8b vorhandene hohe Systemdruck auf den im Vorspannventil eingestellten Druck abgebaut wird.

Die Hubkurve 7a des Kurvengetriebes kommt aus ihrer Rastphase und bewegt den Pressstempel um den vorgewählten Weg in die obere Endlage. Während des Hebevorgangs kann aus dem Zylinderraum 8a kein Öl entweichen, da das Vorspannventil 12 derart eingestellt ist, dass die Massenkräfte überwunden werden.

Von der Arbeitsleitung 9 zwischen Hydraulikzylinder 6 und Vorspannventil 12 zweigt eine Hilfsleitung ab, die zum Vorratsbehälter 17 führt und mit einem Nachsaugventil 28 versehen ist. Bei schwankender Blockstapeldicke in einer Auflage kann es vorkommen, dass der Pressstempel, betätigt durch die Steuerkurve, auf den Schneidgutstapel trifft, bevor die Steuerkurve ihre Rastphase erreicht hat. Der Kolben 6b im Zylinderrohr bleibt dann stehen und das Zylinderrohr fährt allein weiter, wodurch sich der Zylinderraum 8b verkleinert und überschüssiges Öl über das Vorspannventil 13 abgespritzt wird. Demgegenüber vergrössert sich der Zylinderraum 8a und durch die dadurch entstehende Saugwirkung strömt Öl über das Nachsaugventil 28 in den vergrös-serten Zylinderraum.

Falls die Steuerkurve die Rastphase erreicht bevor der Pressstempel in der unteren Endlage angekommen ist, erfolgt das Auffüllen des Volumens im Zylinderraum 8b durch Einleitung des Pressvorgangs.

Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, wird der Kolben 6b im Hydraulikzylinder 6 automatisch auf die Schneidguthöhe eingestellt und bei gleicher Stapelhöhe in einer Auflage in dieser Position ständig gehalten. Bei abweichender Höhe des Schneidgutstapels erfolgt dann eine jeweilige Anpassung, ohne dass manuelle Höhenveränderungen vorgenommen werden müssen. Mit der erfindungsgemässen Einrichtung lässt sich das Schneidgut mit einem exakt einstellbaren, gleichbleibenden Druck pressen.

In der Figur 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Gleiche Bauteile wurden dabei mit denselben Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel versehen.

Der Pressstempel 4 befindet sich an einer Kolbenstange 31a eines vom Maschinengestell getragenen ortsfesten Hydraulikzylinders 31 mit einem Kolben 31b. Vom Zylinder 31 führen Arbeitsleitungen 32 und 33 zu einem parallel geschalteten Hydraulikzylinder 36, dessen Zylinderrohr ebenfalls ortsfest im Maschinengestell gehalten ist und dessen Kolbenstange 36a mit Kolben 36b über eine Folgerolle 34 von einem Kurvengetriebe 35 betätigt wird. Die Umlaufbewegung des Getriebes für das Verfahren des Pressstempels zwischen einer unteren, von der Schneidgutstapelhöhe definierten und einer oberen Endlage erfolgt wiederum von der Hauptantriebswelle der Schneidemaschine. Auf der mit dem Kurvengetriebe gemeinsamen Antriebswelle 7c befindet sich die Ventilkurve 27 zum Betätigen des Wegeventils 14.

Der Aufbau des hydraulischen Kreislaufs stimmt im wesentlichen mit dem des ersten Ausführungsbeispiels überein.

Zum Ausführen des Pressvorgangs fahrt der Pressstempel 4, gesteuert über das Kurvengetriebe 35 und unter Zwischenschaltung des Zylinders 36, bis auf den Buchlockstapel 1, ohne einen grösseren Pressdruck auszuüben.

In den beiden Zylindern 31 und 36 werden dabei gleiche Volumina verschoben. Das Wegeventil 14 steht auf Position «Heben», die Zylinderräume 37a und 38b sind mit dem Vorspannventil 12 und die Zylinderräume 37b und 38a sind mit dem Vorspannventil 13 verbunden. Das Ventil ist so eingestellt, dass die Massenkräfte des Pressstempels aufgefangen werden, ohne Öl aus dem Zylinderraum 38b entweichen zu lassen.

Im Anschluss an den Steuerkurvenhub und nach Erreichen der Rastphase schaltet das Wegeventil 14 auf Position «Pressen» um, d.h. der Zylinderraum 38a des Hydraulikzylinders 31 erhält über die Arbeitsleitung 39, die in die Arbeitsleitung 32 einmündet, seinen Druck zum Ausüben des Pressvorgangs vom Druckspeicher 20. Eine geringe Ölmenge wird dabei aus dem Zylinderraum 38b über das Vorspannventil 12 in den Vorratsbehälter 17 gedrückt.

Der gewünschte Pressdruck lässt sich über das Pressdruckregelventil 23 mit zugehörigem Ableseinstrument 24 einstellen. Das Füllvolumen im Zylinderraum 38a entspricht dem Deformationshub des Buchblockstapels.

Ein Rückschlagventil 42, eingeschaltet in die Arbeitsleitung 32 zwischen dem Anschluss des Zylinders 31 und dem Abzweig der Arbeitsleitung 10, verhindert, dass der auf den Pressstempel einwirkende Pressdruck auch den Kolben 36b beaufschlagt.

Das Ventil 14 wird zum Ausführen des Hebevorgangs über die Ventilkurve 27 umgeschaltet, so dass der Zylinderraum 38a mit dem Vorspannventil 13 verbunden ist. Der im Zylinderraum 38a vorhandene hohe Systemdruck wird auf den am Vorspannventil 13 eingestellten Druck reduziert. Die s

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Steuerkurve kommt aus der Rastphase und bewegt den Pressstempel nach oben.

Bei unterschiedlichen Buchblockstapelhöhen in einer Auflage, z.B. bei vergrösserter Stapelhöhe, erreicht die Steuerkurve ihre Rastphase erst, nachdem der Pressstempel auf den Stapel aufgesetzt hat, so dass sich die Position des Kolbens 31b im Zylinder 31 nicht mehr verändert. Der Zylinderraum 37b verkleinert sich, überschüssiges Öl wird über das Vorspannventil 13 abgespritzt, der Zylinderraum 37a vergrössert sich und über ein Druckminderventil 40 mit einem Regeldruck von 5 bar, eingebaut in eine Hilfsleitung 41 als Verbindung von Arbeitsleitung 15 mit 9, drückt eine Ölmenge aus dem Speicher 20 nach.

Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird auch bei dieser Anordnung der Kolben im Hydraulikzylinder 31 automatisch auf die Schneidguthöhe eingestellt und bei gleicher Stapelhöhe in dieser Position gehalten. Bei abweichenden Höhen des Schneidgutes erfolgt dann eine entsprechende Anpassung.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Pressstempelantrieb für Papierschneidemaschinen, insbesondere für Dreimesser-Schneidemaschinen zum dreiseitigen Beschneiden von Buchblocks oder Broschüren, mit einem mechanischen Antrieb zum Absenken des Pressstempels bis auf das Schneidgut und mit einem hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Pressdruckes, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden, von einem Kurvengetriebe (7, 35) unter Verwendung eines Kraftübertragungselementes (3, 36) betätigten Hydraulikzylinder (6, 31) zum Verfahren des Pressstempels (4) zwischen einer unteren durch die Schneidguthöhe definierten Endlage und einer oberen Endlage, durch Steuermittel (12,13,28; 12,13,40) im hydraulischen Kreislauf zum Einstellen und Positionieren des Kolbens (6b), 31b) im Hydraulikzylinder (6, 31) entsprechend der jeweils vorausgehenden Schneidguthöhe und durch Betätigungsmittel (14,27) zum Einschalten des Pressdruckes nach Erreichen der unteren Endlage des Pressstempels auf dem Schneidgut.

2. Pressstempelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement ein die Kolbenstange (6a) des Hydraulikzylinders (6) mit dem Pressstempel (4) gelenkig verbindender Hebel (3) ist.

3. Pressstempelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (4) an der Kolbenstange (31a) des Hydraulikzylinders (31) befestigt ist und das Kraftübertragungselement ein mit dem genannten Hydraulikzylinder (31) parallel geschalteter weiterer Hydraulikzylinder (36) ist, dessen Kolbenstange (36a) mit dem Kurvengetriebe (35) wirkverbunden ist.