DE10041261A1 - Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens und des Messerbalkens einer Papierschneidemaschine - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens und des Messerbalkens einer Papierschneidemaschine mit DOLLAR A - einer Pumpe, die über eine erste Arbeitsleitung und DOLLAR A - ein steuerbares Sperrventil mit dem Arbeitsraum eines einseitigen federbetätigten Verstellzylinders für den Preßbalken verbunden ist DOLLAR A - mindestens einem steuerbaren Umlaufventil, dessen einer Eingang mit der ersten Arbeitsleitung und dessen einer Ausgang mit dem Tank verbunden ist und das eine Stellungsüberwachung aufweist DOLLAR A - einer zweiten Arbeitsleitung zwischen der Pumpe oder einer zweiten Pumpe und einer hydraulisch betätigbaren Kupplung für den Antrieb des Messerbalkens DOLLAR A - einem weiteren Umlaufventil, dessen Eingang mit der zweiten Arbeitsleitung und dessen Ausgang mit dem Tank verbunden ist und DOLLAR A - einer dritten Leitung zwischen der zweiten Arbeitsleitung und einem weiteren Eingang des Umlaufventils.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydrau­ lischen Antriebs des Preßbalkens und des Messerbalkens einer Papierschneide­ maschine nach dem Patentanspruch 1.

Eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine ist aus DE 198 53 384 C1 bekanntgeworden. Der An­ triebszylinder für den Preßbalken ist ein herkömmlicher einseitiger Hydraulikzylinder, der durch eine Feder in Rückhubrichtung beaufschlagt ist. Eine erste Steuerstufe ist zwischen der hydraulischen Pumpe und dem zu betätigenden Zylinder geschaltet, und am Ausgang der Steuerstufe steht wahlweise der Pumpendruck bzw. ein Arbeitsdruck an, der dann auf den Preßbalkenzylinder gegeben wird. Der Ausgang der Steuerstufe ist mit dem Eingang eines steuerbaren Ventils verbunden, dessen Ausgang in beiden Schaltstellungen mit dem Bodenraum des Preßbalkenzylinders verbunden ist. Der Ringraum des Zylinders ist mit einem zweiten Anschluß des Ventils derart verbunden, daß in der Aus-Stellung des Ventils das aus dem Ringraum verdrängte Medium in die Bodenkammer strömt. Dadurch, daß aus dem Ringraum verdrängtes Medium zusätzlich in den Bodenraum geleitet wird, wird für den Kolben eine hohe Geschwindigkeit erreicht, jedoch eine relativ geringe Kraft. Dies entspricht dem gewünschten Eilbetrieb des Preßbalkenzylinders.

Aus DE 198 53 136 ist eine hydraulische Leitungsanordnung zur Steuerung des An­ triebs eines Preßbalkens für Papierschneidemaschinen bekanntgeworden, bei der zwei steuerbare Umlaufventile vorgesehen sind, die zum Beispiel elektromagnetisch an­ steuerbar sind. Sie sind in Reihe geschaltet und verbinden in ihrer Ein-Stellung eine Hydraulikpumpe mit dem Arbeitshubraum eines Preßbalkenzylinders. Das erste Um­ laufventil, das der Pumpe am nächsten liegt, erlaubt in beiden Schaltstellungen den Durchfluß zum zweiten Umlaufventil, sperrt jedoch in der Ein-Stellung den Rückfluß zum Tank. Das zweite Umlaufventil führt den Zulauf vom ersten Umlaufventil in sei­ ner Aus-Stellung zum Tank zurück. In seiner Ein-Stellung verbindet es die Zulauf­ leitung mit einem Drosselsperrventil, das in seiner Ein-Stellung den Zulauf mit dem Arbeitsdruckraum des Preßbalkenzylinders verbindet. Die Ein-Stellung wird erreicht, wenn auf den hydraulischen Steuereingang ein entsprechender Signaldruck oder Steuerdruck aufgebracht wird. Der Steuerdruck wird über eine Signalleitung zuge­ führt, die mit einem weiteren Ausgang des Umlaufventils über eine erste Drossel ver­ bunden ist. Geht das zweite Umlaufventil in die Ein-Stellung, wird der Ausgangs­ druck des Umlaufventils über die Drossel auf den Steuereingang des Drosselsperr­ ventils gegeben. Dieses schaltet dann in die Ein-Stellung. In jedem Fall führt ein Aus­ fall des ersten oder zweiten Umlaufventils nicht dazu, daß der Preßbalkenzylinder be­ tätigt wird. Bei Nichtbetätigung des ersten Umlaufventils kann sich der Signaldruck über das Rückschlagventil zur Rücklaufleitung und damit zum Tank entspannen. Bei Nichtbetätigung des zweiten Umlaufventils kommt es zur Erzeugung eines Signaldrucks. Auch hier wird das Drosselsperrventil nicht in die Ein-Stellung betätigt. Bei Hängenbleiben der beiden Umlaufventile nach Betätigung des Arbeits- bzw. Preßbalkenzylinders findet ebenfalls keine sicherheitstechnisch bedenkliche Funktion statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens und des Messerbalkens einer Papier­ schneidemaschine zu schaffen, welche die Betätigung von Preßbalken und Messer­ balken sicherheitstechnisch verbindet, um den Gesamtaufwand für die Betätigung zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Pumpe, die hydraulisches Medium in den Preßbalkenzylinder fördern soll, über ein steuerbares Sperrventil mit dem Preßbalkenzylinder verbunden. Das Sperrventil ist zum Beispiel ein steuerbares Rückschlagventil, das den Pumpendruck in Sperrstellung nicht auf den Hydraulik­ zylinder weitergibt und dadurch als Sperr- und Halteventil wirkt. Wird hingegen das Sperrventil angesteuert, öffnet es und ermöglicht mithin den Durchfluß des Mediums. Das mindestens eine steuerbare Umlaufventil ist an die Arbeitsleitung angeschlossen und führt das Hydraulikmedium der Pumpe in den Tank zurück, wenn der Preßbalken nicht betätigt werden soll. Bei Betätigung wird das Umlaufventil angesteuert und schließt und Sperrventil geöffnet, so daß nunmehr ein Arbeitsdruck im Preßbalken­ zylinder aufgebaut werden kann. Das Umlaufventil weist eine Stellungsüberwachung auf, aus der ersehen werden kann, welche Stellung das Umlaufventil einnimmt. So kann zum Beispiel erkannt werden, ob nach der Beendigung eines Steuersignals das Umlaufventil in die Ausgangsstellung zurückbewegt wurde oder hängengeblieben ist. Dadurch wird dem Bediener bzw. der Maschinensteuerung angezeigt, ob eine Fehl­ funktion beim Umlaufventil vorliegt.

Besonders erwünscht ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine entsprechende Redundanz, indem ein zweites Umlaufventil mit Stellungsüberwachung dem ersten parallelgeschaltet ist. Bleibt eines der Umlaufventile hängen, wird zum einen eine ent­ sprechende Anzeige vorgenommen, zum anderen kann jedoch über das noch funktionierende Umlaufventil eine Umlenkung des Hydraulikmediums von der Pumpe zum Tank bewerkstelligt werden.

Für den Antrieb des Messerbalkens ist üblicherweise eine Kupplung vorgesehen, die ebenfalls üblicherweise hydraulisch betätigt wird. Hierfür kann die erstgenannte Pumpe verwendet werden oder auch eine zweite Pumpe. In jedem Fall ist ein zweites Umlauf und Steuerventil vorzusehen, durch dessen Betätigung über die zweite Ar­ beitsleitung Druck im Hydraulikzylinder für die Kupplung aufgebaut werden kann. Es ist zwar denkbar, auch dieses Umlaufventil mit einer Stellungsüberwachung zu ver­ sehen. Ventile mit einer Stellungsüberwachung sind jedoch relativ aufwendig. Erfin­ dungsgemäß wird daher die zweite Arbeitsleitung ebenfalls mit dem ersten Umlauf­ ventil verbunden. Erst wenn das erste Umlaufventil und auch das zweite Umlaufventil betätigt werden, kann sich ein Druck im Hydraulikzylinder für den Messerbalken auf­ bauen. Dabei wird die Betätigung des Messerbalkens zeitverzögert in Gang gesetzt. Bekanntlich muß zunächst der Preßbalken das zu schneidende Gut erfaßt haben, bevor der Messerbalken betätigt wird.

Wir dem ersten Umlaufventil ein weiteres Umlaufventil parallelgeschaltet, kann die zweite Arbeitsleitung mit den beiden Umlaufventilen parallel verbunden sein, um auch hier eine Redundanz zu erhalten.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Ausgang des ersten Umlaufventils ein Schnittandeuterventil verbunden, dessen Ausgang mit dem Tank verbunden ist. Bei Nichtbetätigung des Schnittandeuterventils fließt mithin das Hy­ draulikmedium vom Umlaufventil über das Schnittandeuterventil zum Tank. Bei Be­ tätigung des Schnittandeuterventils wird hingegen in der ersten Arbeitsleitung ein Druck aufgebaut. Da jedoch parallel zum Schnittandeuterventil mindestens ein Druck­ regelventil geschaltet ist, wird der Druckaufbau am Preßbalkenzylinder reduziert. Ein Zweiwegestromregelventil sorgt außerdem dafür, daß die dem Preßbalkenzylinder zu­ geführte Hydraulikölmenge pro Zeiteinheit reduziert wird, mithin der Preßbalken mit verringerter Geschwindigkeit betätigt wird. Derartige Schnittandeuterventile sind je­ doch an sich bekannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Eine erste Pumpe 10 ist über eine erste Arbeitsleitung 12 und ein Sperrventil 14 mit dem Bodenraum eines Preßbalkenzylinders 16 verbunden. In dem Ringraum ist eine Feder 18 angeordnet für den Rückhub. Die Kolbenstange ist mit einem nicht gezeigten Preßbalken einer Papierschneidemaschine verbunden.

Eine zweite Pumpe 20 ist über eine zweite Arbeitsleitung 22 mit einem Hydraulik­ zylinder 24 für eine Kupplung 26 eines nicht gezeigten Antriebs des nicht gezeigten Messerbalkens verbunden. Mit der zweiten Arbeitsleitung 22 ist ein elektromagnetisch steuerbares Umlaufventil 28 verbunden, dessen Ausgang über eine Rücklaufleitung 30 mit dem Tank verbunden ist. In der nicht betätigten Position des Umlaufventils 28 wird daher das Hydraulikmedium der Pumpe 20 zum Tank befördert. Zwischen den Leitungen 22 und 30 ist ein Druckregelventil 32 geschaltet.

Das steuerbare Sperrventil 14 angesteuert und öffnet, wenn Förderdruck zum Preß­ balkenzylinder 16 gelangen soll. Es sperrt den Zu- und Rücklauf, wenn es geschlossen ist. Dies kann zum Beispiel auch durch eine Lichtschranke oder dergleichen gesche­ hen, welche als zusätzliche Sicherung in die Papierschneidemaschine eingebaut ist.

In Strömungsrichtung vor dem Sperrventil 14 ist ein erstes Umlaufventil 34 mit der Arbeitsleitung 12 verbunden. Mit dieser Verbindung ist der eine Eingang eines zwei­ ten Umlaufventils 36 verbunden. Die Ausgänge beider Umlaufventile 34, 36 sind über eine Rücklaufleitung 40 mit dem Eingang eines Schnittandeuterventils 42 verbunden, dessen Ausgang mit dem Tank verbunden ist. Auf die Funktion des Schnittandeuter­ ventils 42 wird weiter unten noch eingegangen. Ein weiterer Eingang der Umlauf­ ventile 34 ist über eine Leitung 40a mit der zweiten Arbeitsleitung 22 verbunden. Der entsprechende Ausgang der Umlaufventile 34 ist über eine Rücklaufleitung 38 mit dem Tank verbunden.

Wie durch ein entsprechendes Symbol angedeutet, haben beide Umlaufventile 34, 36 eine sogenannte Stellungsüberwachung, mit der angezeigt wird, in welcher Stellung sich das Ventilglied der Ventile 34, 36 befindet.

Parallel zur ersten Arbeitsleitung 12 ist ein Druckregelventil 46 angeordnet. Parallel zum Schnittandeuterventil 42 sind zwei Druckregelventile 48, 50 geschaltet. Zu diesen parallel liegt außerdem ein Stromregelventil 52.

Die Funktion der gezeigten Schaltungsanordnung ist wie folgt.

Bei in Betrieb befindlichen Pumpen 10, 20 wird das Hydraulikmedium über die Um­ laufventile 34, 36 bzw. das Umlaufventil 32 zum Tank geleitet. Eine Ansteuerung der Umlaufventile 34, 36 und das Sperrventil 14 führt dazu, daß die Pumpe 10 im Preß­ balkenzylinder 16 einen entsprechenden Druck aufbaut und den Preßbalken betätigt. Zeitverzögert erfolgt auch eine Betätigung des Umlaufventils 28, so daß nunmehr auch der Messerbalken betätigt werden kann. Dessen Betätigung erfolgt erst, wenn der Preßbalken seine Arbeitsposition erreicht hat. Zur Ausführung des Rückhubs wird die Betätigung der Umlaufventile 34, 36, 28 beendet. Kehrt dabei eines der Umlaufventile 34, 36 oder auch beide nicht in die Ausgangsstellung zurück, wird das über die entsprechende Stellungsüberwachung angezeigt. Eine Betätigung des Preßbalken­ zylinders kann jedoch so lange erfolgen, solange eines der beiden Ventile 34, 36 funktionstüchtig bleibt. Wie erkennbar, ist für die Betätigung von Preßbalken und Messerbalken lediglich nur eine Sicherheitsvorkehrung erforderlich. Mithin ist der Aufwand für die stellungsüberwachten Ventile minimal.

Durch Betätigung des Schnittandeuterventils 42 kann der Preßbalkenzylinder 16 eben­ falls betätigt werden. Da jedoch der Ansprechdruck der Druckregelventile 48, 50 deutlich kleiner ist als der Ansprechdruck für das Druckregelventil 46, wird auch im Preßbalkenzylinder ein entsprechend niedriger Druck aufgebaut, wobei die Ge­ schwindigkeit des Druckaufbaus durch das Stromregelventil 52 reduziert ist.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens und des Messerbalkens einer Papierschneidemaschine mit
einer Pumpe (10), die über eine erste Arbeitsleitung (12) und
ein steuerbares Sperrventil (14) mit dem Arbeitsraum eines einseitigen feder­ betätigten Verstellzylinders (16) für den Preßbalken verbunden ist
mindestens einem steuerbaren Umlaufventil (34, 36), dessen einer Eingang mit der ersten Arbeitsleitung (12) und dessen einer Ausgang (40) mit dem Tank verbunden ist und das eine Stellungsüberwachung aufweist
einer zweiten Arbeitsleitung (22) zwischen der Pumpe oder einer zweiten Pumpe (20) und einer hydraulisch betätigbaren Kupplung (24, 26) für den Antrieb des Messerbalkens
einem weiteren Umlaufventil (28), dessen Eingang mit der zweiten Arbeits­ leitung (22) und dessen Ausgang mit dem Tank verbunden ist und
einer dritten Leitung (40a) zwischen der zweiten Arbeitsleitung (22) und einem weiteren Eingang des Umlaufventils (34, 36).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betäti­ gungssignal für die Schaltungsanordnung bzw. die Papierschneidemaschine ver­ zögert auf das weitere Umlaufventil (28) gegeben wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Umlaufventil ein zweites Umlaufventil mit einer Stellungsüberwachung parallelgeschaltet ist und im Umlaufventil (34, 36) jeweils getrennte Pfade für die erste und zweite Arbeitsleitung (12, 22) vorgesehen sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Arbeitsleitung (12) ein Druckregelventil verbunden ist, mit dem Ausgang des ersten Umlaufventils (34, 36) ein Schnittandeuterventil (42) verbun­ den ist, dem ein Zweiwegestromregelventil (52) und mindestens ein weiteres Druckregelventil (48, 50) parallelgeschaltet sind, wobei die Ansprechschwelle des zweiten Druckregelventils kleiner ist als die des ersten Druckregelventils (46).