DE19853384C1 - Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung zwischen einer Hydraulikpumpe und mindestens einem Preßbalkenzylinder, der einen Bodenraum und einen durch die Kolbenstange gebildeten Ringraum aufweist, wobei am Ausgang einer ersten Steuerstufe wahlweise der Arbeitsdruck der Pumpe ansteht, wobei der Ausgang der ersten Steuerstufe mit dem Eingang und dem hydraulischen Steuereingang des steuerbaren Ventils verbunden ist, dessen Ausgang in beiden Schaltstellungen des Ventils mit dem Bodenraum verbunden ist, die Ringkammer mit einem zweiten Anschluß des Ventils verbunden ist, derart, daß in der AUS-Stellung des Ventils das aus dem Ringraum verdrängte Medium in die Bodenkammer strömt, zwischen dem zweiten Anschluß und dem Ausgang eine Drossel geschaltet ist, derart, daß in der EIN-Stellung des Ventils die Verbindung zwischen Ausgang und zweitem Anschluß ausschließlich über die Drossel stattfindet, wobei das Ventil in die EIN-Stellung betätigt wird, wenn der Druck am Steuereingang einen vorgegebenen Wert erreicht, ein steuerbares Druckreduzierventil mit dem Tank und dem Ventil verbunden ist, derart, daß das Medium aus dem Ringraum über das Druckreduzierventil in den Tank strömt und ein hydraulischer Steuereingang des Druckreduzierventils mit dem Ausgang der Steuerstufe verbunden ist, derart, daß ab einem vorgegebenen Druck am hydraulischen Steuereingang der Druck im Ringraum ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydrau­ lischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.

Papierschneidemaschinen weisen normalerweise einen Messerbalken und einen Preß­ balken auf, die zusammen beim Schneidvorgang betätigt werden. Der Preßbalken dient zum Andrücken der Papierlage gegen eine Unterlage während des Schneidvor­ gangs bzw. des Anhebens des Messerbalkens. Daher ist für beide Balken ein separater Antrieb erforderlich. Es ist aus DE 29 47 426 A1 oder DE-AS 11 30 409 bekannt, für den Antrieb des Preßbalkens mindestens einen Hydraulikzylinder zu verwenden, der doppelt wirkend ausgeführt ist. Einer Druckleitung in der Vorrichtung nach DE 29 47 ­ 426 A1 ist ein Druckschalter zugeordnet, der Teil einer Folgesteuerung zur Betätigung des Messerbalkens ist, die erfolgt, wenn der Preßbalken einen ausreichenden Anpreßdruck am Papierstapel erzeugt. In der Vorrichtung nach DE-AS 11 30 409 sind Mittel vorgesehen, durch welche beim Halten des Preßbalkens in der oberen Stellung und während des Verfahrens eine geringere Preßkraft erzeugt wird als beim Anpressen des Papierstapels.

Bei dem Betrieb eines Preßbalkens können zwei Phasen voneinander unterschieden werden, nämlich eine erste Phase, in der der Preßbalken der Papierlage zugestellt wird. In dieser Phase kann der Preßbalken mit relativ hoher Geschwindigkeit betätigt werden. In der zweiten Phase, in der ein nicht unerheblicher Druck auf die Papierlage auszuüben ist, wird der Preßbalken mit einer Geschwindigkeit nahe Null bzw. Null, dafür jedoch mit einem um so höheren Druck betätigt. Es ist möglich, einen derartigen Betrieb mit einem speziellen Hydraulikzylinder zu gewährleisten. Ein derartiger Hydraulikzylinder ist jedoch relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine zu schaf­ fen, bei der der Antriebszylinder ein herkömmlicher Hydraulikzylinder sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruch 3 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung geht von einer ersten Steuerstufe aus, die zwischen der hydraulischen Pumpe und dem zu betätigenden Zylinder geschaltet ist. Am Ausgang der Steuerstufe steht wahlweise der Pumpendruck bzw. ein Arbeitsdruck an, der dann auf den Preßbalkenzylinder gegeben wird.

In beiden alternativen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen ist der Ausgang der ersten Steuerstufe mit dem Eingang eines steuerbaren Ventils verbunden, dessen Ausgang in beiden Schaltstellungen mit dem Bodenraum des Zylinders verbunden ist. Der Ringraum ist mit einem zweiten Anschluß des Ventils verbunden derart, daß in der AUS-Stellung des Ventils das aus dem Ringraum verdrängte Medium in die Bodenkammer strömt. Dadurch, daß das aus dem Ringraum verdrängte Medium zu­ sätzlich in den Bodenraum geleitet wird, wird für den Kolben eine hohe Geschwin­ digkeit erreicht, jedoch eine relativ geringe Kraft. Dies entspricht dem gewünschten Eilbetrieb des Preßbalkenzylinders in der oben erwähnten ersten Phase.

Bei der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nach Patentanspruch 1 ist zwischen dem zweiten Anschluß und dem Ausgang eine Drossel geschaltet derart, daß in der EIN-Stellung des Ventils die Verbindung zwischen Ausgang und zweitem Anschluß ausschließlich über die Drossel stattfindet, wobei das Ventil in die EIN-Stellung betä­ tigt wird, wenn der Druck am Steuereingang einen vorgegebenen Wert erreicht. Der hydraulische Steuereingang des Ventils ist mit dem Ausgang der ersten Steuerstufe verbunden. Ein steuerbares Druckreduzierventil verbindet den Ringraum mit dem Tank, wenn es durch einen Druck am Steuereingang betätigt wird. Dieser Druck wird ebenfalls vom Ausgang der Steuerstufe aufgebracht. Mit steigendem Druck wird mit­ hin der Ringraum entlastet bis auf den Wert Null, so daß die gesamte auf die im Bodenraum wirkende Kraft den Kolben des Zylinders verstellt.

Das Ventil kann entsprechend Anspruch 2 in seinen Endstellungen durch eine entsprechende Überwachungs­ schaltung überwacht werden, damit auch insoweit den Sicherheitsvorschriften Genüge getan wird.

Bei der Lösung nach Patentanspruch 3 strömt das Medium aus dem Ringraum des Zylinders bei dessen Betätigung über das Ventil unmittelbar zum Tank. Ferner ist ein Schalter vorgesehen, über den das Ventil angesteuert werden kann. Der Schalter kann entsprechend Anspruch 4 oder 5 ein Handschalter sein oder ein Druckschalter, dessen Druckeingang mit dem Ausgang der ersten Steuerstufe verbunden ist. Somit wird das Ventil umgeschaltet, wenn ein bestimmter Druck am Ausgang der ersten Steuerstufe erreicht wird. Dadurch wird vom Bewegungsdruck auf den Preßdruck umgeschaltet. Wenn der Preßdruck zum Beispiel bei 30 bar beginnt, erfolgt zum Beispiel eine Umschaltung bei 25 bar. Durch einen weiteren Handschalter zwischen Druckschalter und Ventil kann vorgewählt werden, ob die Preßdruckbegrenzung über die Fläche der Kolbenstange oder der Fläche des Zylinderbodens erzeugt wird. Hierdurch ist die Wahl unterschiedlicher Preßkraftbereiche möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Preß­ balkenzylinders.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Preßbalken­ zylinders in einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte Möglichkeit zur Ansteuerung des Preßbalken­ zylinders.

In Fig. 1 ist ein Preßbalkenzylinder 10 angedeutet mit einem Kolben 12, einer Kol­ benstange 14, einem Bodenraum 16 und einem durch die Kolbenstange 14 gebildeten Ringraum 18. Die Kolbenstange 14 ist an einen bei 20 angedeuteten Preßbalken an­ gelenkt. Eine Hydraulikpumpe 22 ist über eine erste Steuerstufe 24, auf die nicht wei­ ter eingegangen werden soll, mit einem steuerbaren Ventil 26 verbunden, das einen hydraulischen Steuereingang 28 aufweist. Das Ventil 26 weist zwei Endstellungen 0 und 1 auf. In der Stellung 0 verbindet es eine Zulaufleitung 30 mit dem Bodenraum 16. Der Ringraum 18 ist über eine Leitung 32 mit einem weiteren Anschluß 34 des Ventils 26 verbunden. Bei der Stellung 0 wird das aus dem Ringraum 18 verdrängte Medium über die Leitung 32 und das Ventil 26 in den Bodenraum 16 gefördert. Dies entspricht einer Schnellverstellung des Kolbens 12 bzw. des Preßbalkens 20 mit relativ geringem Druck. Zwischen dem Anschluß 34 und dem direkt zum Bodenraum 16 füh­ renden Anschluß ist eine Drossel 36 geschaltet.

In der Stellung 1 ist das Ventil 26 über eine Leitung 38 mit einem Druckreduzierventil 40 verbunden, das am Ausgang über eine Leitung 42 mit dem Tank 44 verbunden ist. Ein hydraulischer Steuereingang 46 ist mit der Zulaufleitung 30 verbunden.

Der Eilgang des Preßbalkenzylinders 10 wurde bereits erläutert. Wenn der Preßbalken 20 auf eine Papierlage aufsetzt, beginnt der Druck im Bodenraum 16 zu wachsen. Erreicht dieser einen bestimmten Druck, zum Beispiel 25 bar, werden beide Ventile 26 und 40 angesteuert. Ventil 26 geht in die EIN-Stellung, so daß nur noch wenig Medium aus dem Ringraum 18 über die Drossel 36 in den Bodenraum 16 gelangt. Mit zunehmen­ dem Druck öffnet das Druckreduzierventil 40, so daß es zu einer zunehmenden Ent­ spannung im Ringraum 18 kommt. Der Druck im Bodenraum 16 wird daher ständig vergrößert bis er einen maximalen Wert erreicht, der dem gewünschten Preßdruck des Preßbalkens 20 entspricht.

Das Ventil 26 ist mit einer Stellungsüberwachungsschaltung (nicht weiter gezeigt) versehen, wie durch das Symbol 46a angedeutet.

Soweit die Ausführungsform nach Fig. 2 gleiche Teile enthält wie die nach Fig. 1, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Man erkennt, daß das Ventil 26a zwischen der Steuerstufe 24 und dem Preßbalken­ zylinder 10 sich nur dadurch von dem Ventil 26 nach Fig. 1 unterscheidet, daß ein elektrischer Steuereingang 28a vorgesehen ist, beispielsweise ein Ventilmagnet. Der Steuereingang 28a ist über eine Steuerleitung 50 mit einem Druckschalter 52 verbun­ den, dessen Steuereingang 54 mit der Zulaufleitung 30 verbunden ist. Erreicht der Druck in der Zulaufleitung 30 einen vorgegebenen Wert, erfolgt eine Umschaltung des Ventils 26a in die EIN-Stellung, wodurch das Medium aus dem Ringraum 18 direkt über eine Rücklaufleitung 56 zum Tank 44 entlastet wird. In der AUS-Stellung des Ventils 26a strömt das Medium sowohl in den Bodenraum 16 als auch den Ringraum 18, und der Druck ergibt sich aus dem Differenzdruck mit den Druckräumen 16, 18. Ein all­ mählicher Übergang vom Eil- in den Preßgang ist bei dieser Schaltungsanordnung nicht vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar, in der Rücklaufleitung 56 ein Druck­ reduzierventil anzuordnen, das druckabhängig gesteuert wird, ähnlich dem nach Fig. 1. Zusätzlich oder alternativ kann in der Steuerleitung 50 auch ein Handschalter 60 ver­ bunden sein, um das Ventil 26a von der AUS- in die EIN-Stellung zu verstellen und umgekehrt. Durch den Handschalter 60 kann vorgewählt werden, ob die Preßkraft von der Kolbenstangenfläche (Differenzdruck) oder der Bodenfläche des Kolbens 12 er­ zeugt wird.

In beiden Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2 ist ein Druckventil 48 vorgesehen, dessen EIN-Stellung die Höhe des maximalen Preßdrucks bestimmt, der beispielsweise zwischen 30 und 120 bar liegt. Der Druckschalter 52 kann zum Bei­ spiel bei 25 bar ansprechen.

Fig. 3 ist eine "Mischung" aus Fig. 1 und Fig. 2. Wie in Fig. 1 ist das Ventil 26 hydraulisch über den Eingang 28 angesteuert. Die Steuerleitung ist an ein Magnet­ ventil 61 angeschlossen, das diese wahlweise mit der Leitung 30 oder einer zum Tank führenden Leitung 63 verbindet. Ein Handschalter 65 steuert das Elektromagnetventil 61 an. Auch auf diese Weise läßt sich die Preßkrafterzeugung am Zylinder 10 anwäh­ len.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung zwi­ schen einer Hydraulikpumpe und mindestens einem Preßbalkenzylinder, der einen Bodenraum und einen durch die Kolbenstange gebildeten Ringraum aufweist, wo­ bei am Ausgang einer ersten Steuerstufe wahlweise der Arbeitsdruck der Pumpe ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der ersten Steuerstufe (24) mit dem Eingang und dem hydraulischen Steuereingang (28) eines steuerbaren Ventils (26) verbunden ist, dessen Ausgang in beiden Schaltstellungen des Ventils (26) mit dem Bodenraum (16) verbunden ist, die Ringkammer (18) mit einem zweiten Anschluß (34) des Ventils (26) verbunden ist derart, daß in der AUS-Stellung des Ven­ tils (26) das aus dem Ringraum (18) verdrängte Medium in die Bodenkammer (16) strömt, zwischen dem zweiten Anschluß (34) und dem Ausgang eine Drossel (36) geschaltet ist derart, daß in der EIN-Stellung des Ventils (26) die Verbindung zwi­ schen Ausgang und zweitem Anschluß (34) ausschließlich über die Drossel (36) statt­ findet, wobei das Ventil (26) in die EIN-Stellung betätigt wird, wenn der Druck am Steuereingang (28) einen vorgegebenen Wert erreicht, ein steuerbares Druck­ reduzierventil (40) mit einem Tank (44) und dem Ventil (26) verbunden ist derart, daß das Medium aus dem Ringraum (18) über das Druckreduzierventil (40) in den Tank (44) strömt und ein hydraulischer Steuereingang (46) des Druckreduzier­ ventils (40) mit dem Ausgang der Steuerstufe (24) verbunden ist derart, daß ab einem vorgegebenen Druck am hydraulischen Steuereingang (46) der Druck im Ring­ raum (18) stetig bis auf einen Wert nahe Null verringert wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventil (26) eine Endlagen-Anzeigeschaltung (46a) zugeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Preßbalkens einer Papierschneidemaschine, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung zwi­ schen einer Hydraulikpumpe und mindestens einem Preßbalkenzylinder, der einen Bodenraum und einen durch die Kolbenstange gebildeten Ringraum aufweist, wo­ bei am Ausgang einer ersten Steuerstufe wahlweise der Arbeitsdruck der Pumpe ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Steuerstufe (24) mit dem Eingang eines steuerbaren Ventils (26a) verbunden ist, dessen Ausgang in beiden Schaltstellungen des Ventils (26a) mit dem Bodenraum (16) verbunden ist, die Ringkammer (18) mit einem zweiten Ausgang des Ventils (26a) verbunden ist derart, daß in der AUS-Stellung des Ventils (26a) das aus dem Ringraum (18) ver­ drängte Medium in den Bodenraum (16) strömt, wobei, in der EIN-Stellung des Ventils (26a) das aus dem Ringraum (18) verdrängte Medium über eine Rücklauf­ leitung (56) zu einem Tank (44) strömt und ein Schalter (52, 60) vorgesehen ist zur Ansteuerung des Ventils (26a) und Betätigung in die EIN-Stellung.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (52) ein mit dem Ausgang der ersten Steuerstufe (24) verbundener Druckschalter ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter (60) ein Hand- Wahlschalter vorgesehen ist für die wahlweise Preßkrafterzeugung durch die Kolbenstangenfläche oder die Bodenfläche des Kolbens (12).