DE19861146C2 - Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Zylinders für das Getriebe eines elektromotorisch angetriebenen Messerbalkens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Zylin­ ders für das Getriebe eines elektromotorisch angetriebenen Messerbalkens einer Papierschneidemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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 "O + P Ölhydraulik und Pneumatik" 40 (1996) Nr. 4 Seiten 249 bis 252 bekannt, für den Antrieb des Preßbalkens mindestens einen Hydraulikzylinder zu verwenden, der zum Beispiel einseitig wirkend ausgeführt sein kann, während auf der gegenüberliegenden Seite eine Federanordnung vorgesehen ist, mit welcher der Preßbalken von der unteren in die obere Totpunktstellung nach dem Arbeitshub zurückverstellt wird. Es ist aus der genannten Druckschrift und aus DE 195 33 252 C2 bekannt, auch für den Schneidbalken als Antrieb einen Hydraulikzylinder zu verwenden.

Der Antrieb des Messerbalkens bei Papierschneidemaschinen erfolgt häufig auch elektromotorisch in der Form, daß ein Elektromotor eine Exzenterscheibe antreibt, die über eine Pleuelstange am Messerbalken angelenkt ist (Getriebe-Kurbelantrieb, wie in obigem Artikel angegeben). Die Drehzahl des Motors wird über ein Schneckengetriebe reduziert. Zwischen Motor und Schneckengetriebe ist eine Kupp­ lung angeordnet, die üblicherweise hydraulisch betätigt wird. Es muß sichergestellt sein, daß die Kupplung nicht ungewollt eine Verbindung zwischen Motor und Schneckengetriebe herstellt, was mit einem entsprechenden Antrieb des Messer­ balkens verbunden wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kupplungszylinders für das Getriebe eines elektromechanisch angetriebenen Messerbalkens einer Papierschneidemaschine zu schaffen, welche die Sicherheitsanorderungen erfüllt, wobei auch ein herkömmlicher Hydraulikzylinder hierfür ver­ wendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ein Steuerventil zwischen einer Hydraulikpumpe und dem Kupplungszylinder angeordnet. Das Steuerventil weist eine Mitten- und zwei Endstellungen auf. In der Mittenstellung wird die Pumpe mit einem Druckraum des Kupplungszylinders verbunden. In den Endstellungen wird diese Ver­ bindung gesperrt, und der Druckraum ist mit einem Tankanschluß verbunden. Das Steuerventil weist zwei gegenüberliegende hydraulische Steuereingänge auf derart, daß bei Anstehen eines Drucksignals das Steuerventil in die entsprechende End­ stellung verstellt wird. Ferner ist eine Reihenschaltung von zwei Umlaufventilen vor­ gesehen, die zwischen der Zulaufleitung aufströmseitig vom Steuerventil und dem Tank angeordnet ist. Die Umlaufventile sind steuerbar. In der AUS-Stellung bilden sie einen Kurzschluß, so daß das Medium von der Pumpe unmittelbar in den Tank zurück gefördert wird. Die Signalleitungen zu den Steuereingängen des Steuerventils sind mit jeweils einem Umlaufventil verbunden. Sie werden über die Umlaufventile in deren AUS-Stellung ebenfalls mit dem Tank verbunden. Das dem Steuerventil nächst­ liegende Umlaufventil verbindet in der EIN-Stellung die Zulaufleitung über eine erste Drosselstelle mit der zugeordneten Signalleitung und über eine zweite Drosselstelle mit dem Tank. Somit wird in der EIN-Stellung dieses Ventils das Steuerventil in eine Endstellung betätigt. Das zweite Umlaufventil verbindet in der EIN-Stellung die vom ersten Umlaufventil kommende Rücklaufleitung mit der entsprechenden Signal­ leitung, so daß ebenfalls ein Steuersignal auf das Steuerventil gegeben wird, wenn in der Rücklaufleitung der Pumpendruck herrscht. Werden mithin beide Umlaufventile gleichzeitig angesteuert und beispielsweise über Magneten betätigt, dann verbleibt das Steuerventil in seiner Mittenstellung. Da nunmehr der Umlauf zum Tank gesperrt ist, wird der Pumpendruck im Druckraum des Kupplungszylinders aufgebaut und dieser betätigt die Kupplung, um eine Verbindung zwischen Elektromotor und Getriebe herzustellen. Damit ist eine ordnungsgemäße Betätigung der Kupplung über eine gleichzeitige Betätigung beider Umlaufventile erreicht. Wird hingegen nur eines der Umlaufventile betätigt, weil eines fehlerhaft ist oder kein Steuersignal erhält, kommt es zu einer Verstellung des Steuerventils in eine Endstellung, wodurch die Verbindung des Kupplungszylinders zur Zulaufleitung unterbrochen und sein Druckraum zum Tank hin entspannt wird.

Bleibt nach Ansteuerung eines der Umlaufventile in der EIN-Stellung hängen, kommt es ebenfalls zu einer einseitigen Druckbeaufschlagung des Steuerventils und damit zu einer Entlastung des Kupplungszylinders. Somit wird auch bei der Betätigung eines Umlaufventils in die AUS-Stellung eine Inaktivierung des Kupplungszylinders und damit der Kupplung erreicht, auch wenn das andere Umlaufventil nicht anspricht.

Das Steuerventil hat vorzugsweise entsprechend Anspruch 2 lösbar festlegbare Endstellungen, was beispiels­ weise durch Verrastungen oder durch Reibung bewerkstelligt werden kann. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Verstellung in eine Endstellung eine Rückkehr nur durch manuellen Eingriff stattfinden kann. Der Steuerschieber des Steuerventils kann außer­ dem entsprechend Anspruch 3 so ausgebildet sein, daß er mit einem Abschnitt aus dem Gehäuse herausragt, wenn er eine Endstellung eingenommen hat. Dieser ist für den Bediener dann deutlich sichtbar. Eine andere Form der Stellungsüberwachung kann entsprechend Anspruch 4 auch durch eine her­ kömmliche Endstellungsüberwachungsschaltung erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch die Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kupplungszylinders zur Betätigung einer Kupplung zwischen einem Elektromotor und einem Getriebe eines Messerbalkenantriebs.

In der Figur ist ein Kupplungszylinder 70 dargestellt, dessen Kolbenstange 72 eine nicht gezeigte Kupplung betätigt, die zwischen einem Elektromotor und einem Getriebe für einen Messerbalkenantrieb angeordnet ist, der eine Papierschneide­ maschine betätigt (letztere Teile sind nicht gezeigt). Eine Hydraulikpumpe 74, die aus einem Tank 76 ansaugt, ist über ein Steuerventil 78 mit dem Druckraum 80 des Zylin­ ders 70 verbunden, und zwar in dessen Mittenstellung. Die Mittenstellung ist mit 0 bezeichnet. Das Steuerventil 78 kann auch zwei Endstellungen 1 und 2 annehmen, in denen der Druckraum 80 über eine Rücklaufleitung 82 mit dem Tank 76 verbunden ist. Das Ventil 78 ist in der Mittenstellung sowie in den beiden Endstellungen in seiner Lage festgelegt, beispielsweise durch eine entsprechende Verrastung oder dergleichen, kann jedoch aus dieser herausbewegt werden, zum Beispiel von Hand. Außerdem ist ihm eine Stellungsüberwachungsschaltung zugeordnet (nicht weiter gezeigt, jedoch durch die Symbole 84, 86 angedeutet). Das Steuerventil 78 weist zwei gegenüber­ liegende Steuereingänge 88, 90 auf.

Eine zwischen Pumpe 74 und Steuerventil 78 verlaufende Zulaufleitung 92 ist über zwei Umlaufventile 94, 96 mit der Rücklaufleitung 82 verbindbar. Das erste Umlauf­ ventil 94 weist zwei Drosselstellen 98, 100 auf. Die Umlaufventile 94, 96 sind mit Steuereingängen 102, 104 versehen. Zwischen der Rücklaufleitung 82 und der Zulaufleitung 92 ist ein Druckventil 106 angeordnet.

Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt.

In der Stellung 0 beider Umlaufventile 94, 96 wird das von der Pumpe 74 kommende Medium umgewälzt, und über die Zulaufleitung 92, die Ventile 94, 96 und die Rück­ laufleitung 82. Eine Betätigung des Kupplungszylinders 70 findet mithin nicht statt. Werden die Umlaufventile 94, 96 über die Steuereingänge 102, 104 gleichzeitig betä­ tigt, gehen sie in die Stellung 1. Eine Steuerleitung 108 zum Steuereingang 90, die in der Stellung 0 mit der Rücklaufleitung 82 verbunden ist, wird nunmehr mit Druck beaufschlagt, und zwar über die Drosselstelle 98. Dadurch entsteht ein Druck am Steuereingang 90. Eine Signalleitung 110 zum Steuereingang 88 wird ebenfalls mit Druck beaufschlagt, und zwar mit dem Druck der Rücklaufleitung 112 zwischen den Ventilen 94, 96. Da jedoch der Rücklauf des Mediums über das Ventil 96 zum Tank 76 gesperrt ist, wird nunmehr der Druckraum 80 mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Eine Verstellung des Steuerventils 78 findet nicht statt, da der Steuerdruck auf gegen­ überliegenden Steuereingängen 88, 90 wirkt.

Wird jedoch nur auf eines der Umlaufventile 94, 96 ein Drucksignal gegeben oder wird dieses in die Stellung 1 betätigt, erfolgt eine einseitige Druckbeaufschlagung des Steuerventils 78. Wird nur das Ventil 96 in die Stellung 1 bewegt, erfolgt eine Druck­ beaufschlagung über die Signalleitung 110 auf den Steuereingang 88, so daß das Steuerventil 78 in die Stellung 2 verstellt wird. Dadurch wird der Durchgang zum Druckraum 80 gesperrt, dieser hingegen über die Rücklaufleitung 82 zum Tank 76 hin entspannt. Wird hingegen nur das Ventil 94 betätigt, erfolgt eine Druckbeaufschlagung der Signalleitung 108 über die Drossel 98, und das Steuerventil 78 wird in die Stellung 1 verstellt, wodurch wiederum eine Betätigung des Zylinders 70 nicht erfolgt. Das Pum­ penmedium wird über die Zulaufleitung 92, die Drossel 100 und die Leitung 112 zur Rücklaufleitung 82 gefördert.

Auch bei einem Hängenbleiben eines der Ventile 94, 96 aus der betätigten Stellung 1 in die Stellung 0 erfolgt eine Beaufschlagung der Steuereingänge 88 oder 90 in der beschriebenen Art und Weise. Mithin wird eine einfache Betätigung des Kupplungs­ zylinders 70 erhalten, bei der sichergestellt ist, daß eine fehlerhafte Signalgabe oder der Ausfall eines Ventils keine Gefahr beschwört, vielmehr sichergestellt ist, daß die Kupplung inaktiv bleibt.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Zylinders für das Getriebe eines elek­ tromotorisch angetriebenen Messerbalkens einer Papierschneidemaschine, mit einer Pumpe die aus einem Tank ein Hydraulikmedium ansaugt und einem in der von der Pumpe kommenden Zulaufleitung angeord­ neten Steuerventil, über das die Pumpe wahlweise mit dem Zylinder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (78) eine Mitten- und zwei ent­ gegengesetzte Endstellungen aufweist, wobei die Endstellungen erreicht werden, wenn auf dem betreffenden Steuereingang (88, 90) des Steuerventils (78) ein Steuer-Drucksignal aufgebracht wird, wobei in der Mittenstellung des Ventils (78) die Pumpe (74) zum Zylinder (70) durchgeschaltet und in den Endstellungen der Zylinder (70) mit dem Tank (76) verbunden und die Zulaufleitung gesperrt ist, eine Reihenschaltung aus zwei steuerbaren Umlaufventilen (94, 96) zwischen der Zulaufleitung (92) und dem Tank (76) vorgesehen ist, wobei die Umlaufventile (94, 96) in ihrer AUS-Stellung die Zulaufleitung (92) mit dem Tank (76) verbin­ den, die Steuereingänge (88, 90) des Steuerventils (78) über Signalleitungen (108, 110) mit einem zugeordneten Anschluß eines Umlaufventils (94, 96) verbunden sind und in der AUS-Stellung der Umlaufventile (94, 96) mit dem Tank (76) ver­ bunden sind, das dem Steuerventil (78) nächstliegende erste Umlaufventil (94) in der EIN-Stellung die Zulaufleitung (92) über eine erste Drosselstelle (98) mit der zugeordneten Signalleitung (108) und über eine zweite Drosselstelle (100) mit dem Tank (76) verbindet und das zweite Umlaufventil (96) in der EIN-Stellung die vom ersten Umlaufventil (94) kommende Rücklaufleitung (112) mit der Signalleitung (110) verbindet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ ventil (78) in der Mitten- und in den Endstellungen lösbar festlegbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (78) so ausgebildet ist, daß sein Steuerschieber in beiden Endstellun­ gen mit einem verlängerten Anzeigeabschnitt aus dem Ventilgehäuse vorsteht.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerventil (78) eine Stellungsüberwachungsschaltung (84, 86) zuge­ ordnet ist.