DE19940961C1 - Hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für einen Messerbalken einer Papierschneidemaschine - Google Patents

Abstract

Ein doppelt wirkender Verstellzylinder für den Messerbalken wird über ein Richtungssteuerungsventil von einer Pumpe beaufschlagt, wobei der Rücklauf über mindestens ein Umlaufventil erfolgt, das in der nicht betätigten Position den Zulauf zum Tank schaltet. Ein Eingang des Umlaufventils ist ständig mit dem Eingang verbunden, der mit der Zulaufleitung verbunden ist. Er ist an eine Signalleitung angeschlossen, die zu einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung führt. Dadurch lässt sich der Betrieb der Papierschneidemaschine wirksam überwachen. Fehlfunktionen können angezeigt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für einen Messerbalken einer Papierschneidemaschine.

Papierschneidemaschinen weisen üblicherweise einen Pressbalken und einen Mes­ serbalken auf, die linear zwischen unterem und oberem Totpunkt bewegt werden. Wie aus dem Artikel "Papier-Planschneidemaschine mit hydraulischem Messerantrieb" aus O + P "Ölhydraulik und Pneumatik" 40 (1996) Nr. 4 bekannt, ist der Antrieb beider Balken separat. Der Pressbalken, der die Aufgabe hat, das zu schneidende Papier bzw. den Papierstapel gegen eine Unterlage festzulegen, wird naturgemäß gegenüber dem Messerbalken einen Vorlauf beim Arbeitshub aufweisen. Umgekehrt wird der Messerbalken zuerst angehoben, bevor der Pressbalken in die obere Totpunktstellung zurückgefahren wird. Es ist aus der benannten Druckschrift ferner bekannt, den Antrieb beider Bal­ ken über Kurbelantriebe oder Hydraulikzylinder zu bewerkstelligen. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Ansteuerung eines hydraulischen Arbeits- oder Antriebszylinders für den Messerbalken.

Wegen der Gefahren, die für den Bediener einer Papierschneidemaschine bestehen, sind erhebliche Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. So muss zum Beispiel vermie­ den werden, dass Messer- und Pressbalken betätigt werden, wenn der Bediener mit der Hand in diesen Arbeitsweg eingreift. Es ist daher auch bekannt, Lichtschranken oder dergleichen vorzusehen, welche den Antrieb sofort stoppen, wenn ein derartiger Vor­ fall festgestellt wird. Es muss darüber hinaus Sorge dafür getragen werden, dass durch Ausfall und Störung von Schaltungsteilen keine Fehlfunktion erfolgt, die den Bedie­ ner beeinträchtigt. Außerdem ist die Anzeige von Fehlfunktionen und Ausfall von Steuerungsteilen erwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs eines Messerbalkens zu schaffen, die mit einfachen handelsüblichen hydraulischen Bauteilen auskommt und daher einen sehr geringen Aufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung ist die Zufuhrleitung abströmseitig vom Rückschlagventil über ein Richtungssteuerungsventil wahlweise mit dem Kolbenboden- und dem Kolben­ stangenraum des Antriebszylinders verbunden. Ein Umlaufventil verbindet die Zulaufleitung aufströmseitig eines Rückschlagventils in der nicht aktivierten Stellung mit dem Tank. In der aktiven Stellung ist diese Tankverbindung gesperrt. Statt dessen wird der Rücklauf des verdrängten Hydraulikmediums, vom Richtungssteuerungsven­ til kommend über das aktivierte Umlaufventil zum Tank geleitet. Ein weiterer Eingang des Umlaufventils ist mit einer Signalleitung verbunden. Die Signalleitung führt zu einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung, beispielsweise einem Druckschalter. Der dritte Eingang ist ständig mit dem ersten Eingang verbunden und gibt somit den Druck bei der Druckbeaufschlagung des Zylinders an die auf Druck ansprechende Vorrichtung weiter, da der Durchgang des Umlaufventils gesperrt ist. An der den Druck erfassenden Vorrichtung läßt sich mithin der Betriebszustand der Steuerschaltung bzw. eine Fehlfunktion erkennen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung können entsprechend Anspruch 2 zwei Umlaufventile redundant vorge­ sehen werden, die sowohl für den Zulauf als auch den Rücklauf in Reihe liegen. Beide weisen einen Anschluß für eine Signalleitung auf, wobei die beiden Signalleitungen über ein Wechselventil mit der auf Druck ansprechenden Vorrichtung verbunden sind. Das Wechselventil sorgt dafür, daß kein Signaldruck verloren geht, falls z. B. das zweite Umlaufventil nicht aktiviert werden kann.

Mit der Signalleitung kann entsprechend Anspruch 3 eine Vorrichtung zur Verriegelung oder Klemmung des Messerbalkens verbunden sein. Bei Druck in der Signalleitung wird dafür gesorgt, daß eine Verriegelung oder Klemmung nicht stattfindet. Diese wird erst dann bewirkt, wenn ein Signaldruck nicht ansteht und etwa eine Feder die Kolbenstange in Eingriff mit einer entsprechenden Anschlag- oder Klemmfläche des Messerbalkens bringt. Die hier beschriebene hydraulische Verriegelung ersetzt die sonst übliche elektro­ mechanische Verriegelung.

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

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Ansteuerung eines Messerbalkens einer Papierschneidemaschine.

Fig. 2 zeigt eine geänderte Einzelheit von Fig. 1.

Ein in der Fig. 1 dargestellter Antriebszylinder 60 ist doppelt wirkend. Sein Kolben­ bodenraum 62 ist über ein Richtungssteuerungsventil 65 mit einer Pumpe 10 verbun­ den. Das Ventil 65 ist ein Vierzweiwegeventil, das in der gezeigten inaktivierten Posi­ tion einen Kolbenstangenraum 64 des Zylinders 60 mit dem Eingang B eines ersten Umlaufventils 66 verbindet. Der erste Eingang P des 1. Umlaufventils 66 ist mit einer von der Pumpe 10 kommenden Zulaufleitung 12 auf der Anströmseite eines Rück­ schlagventils 14 vor dem Ventil 65 verbunden Das Umlaufventil 66 liegt mit einem weiteren Umlaufventil 68 in Reihe. In der nicht aktivierten Position der Ventile 66, 68 ist der Kolbenstangenraum 64 vom Tank 30 gesperrt und die Zulaufleitung 12 mit dem Tank 30 verbunden.

Wie aus Fig. 1 ferner erkennbar, ist ein entsperrbares Rückschlagventil 70 zwischen dem Richtungssteuerungsventil 65 und dem Kolbenbodenraum 62 angeordnet. Ferner ist erkennbar, daß ein dritter Eingang A des Umlaufventils 66 mit einem Signal­ leitungsabschnitt 72 verbunden ist. Die Verbindung ist ständig vorhanden, wobei jedoch der Eingang P wahlweise durchgeschaltet oder nicht durchgeschaltet ist, je nach dem Steuerzustand des Umlaufventils 66. Gleiches gilt für das Umlaufventil 68, dessen Eingang A mit einem Signalleitungsabschnitt 74 verbunden ist. Die Leitungs­ abschnitte 72, 74 sind über ein Wechselventil 76 mit einer Signalleitung 78 verbunden, mit der der Druckschalter 48 verbunden ist sowie ein Verriegelungszylinder 80, dessen Kolben bzw. Kolbenstange 82 durch eine Feder 84 in Richtung nach außen vorge­ spannt ist in Eingriff mit einer Ausnehmung 86 eines Messerbalkens 88.

Die Umlaufventile 66, 68, die Elektromagnetventile sind, sind in der nicht aktivierten Stellung gezeigt, in der der Eingang P mit einer Leitung 40 verbunden ist, die zu einem Schnittandeuterventil 42 führt, das manuell betätigbar ist und in der nicht betätigten Position durchgeschaltet ist, mithin die Leitung 40 mit dem Tank 30 verbindet. Parallel zum Schnittandeuterventil 42 sind redundant zwei Druckventile 50, 52 geschaltet, die bei einem relativ niedrigen Druck öffnen. Ein weiteres Druckventil 34 überbrückt die Pumpe 10, wenn der zulässige Betriebsdruck überschritten wird.

Das Schnittandeuterventil 42 ist dafür vorgesehen, dass bei einer manuellen Betäti­ gung der Druck im Antriebszylinder 60 allmählich und auf einem niedrigen Niveau aufgebaut werden kann, so dass die Bedienungsperson nicht gefährdet ist. Die Druck­ begrenzungsventile 50, 52 sorgen im übrigen dafür, dass der durch das Schnitt­ andeuterventil 42 aufbaubare Druck begrenzt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Einzelheit zeigt den gleichen doppelt wirkenden Zylinder 60, der jedoch in umgekehrter Richtung beaufschlagt ist, wobei das entsperrbare Rückschlagventil 70 nunmehr mit dem Kolbenstangenraum 64 verbunden ist und das Richtungssteuerungsventil 65 gegenüber dem nach Fig. 2 die umgekehrte Verbindung bewerkstelligt.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt. Sind die Umlaufventile 66, 68 nicht aktiviert, fördert die Pumpe 10 zum Tank 30. Werden die Umlaufventile 66, 68 aktiviert, werden ihre Eingänge P gesperrt, und die Pumpe 10 fördert über das Rückschlagventil 14, das Richtungssteuerungsventil 65 und das entsperrbare Rückschlagventil 70 auf den Kolbenbodenraum 62, so daß der Messerbalken hochgefahren wird. Ist hingegen das Richtungssteuerungsventil 65 aktiviert worden, wird umgekehrt der Kolbenstangenraum 64 mit Hydraulikmedium beaufschlagt, wodurch der Messerbalken zum Schneiden heruntergefahren wird. In jedem Fall strömt das aus dem jeweils anderen Zylinderraum rückströmende Medium über das entsperrbare Rückschlagventil 70 zum Eingang B der Umlaufventile 66, 68 und damit zum Tank. Sobald die Umlaufventile 66, 68 aktiviert sind, wird der Eingang A mit dem Druck des Eingangs P beaufschlagt, der den Betätigungsdruck für den Zylinder 60 bildet. Der Druckschalter 48 spricht an und zeigt mithin den Betrieb der Papierschneidemaschine an. Hat z. B. das zweite Umlaufventil 68 nicht angesprochen, ist ein Rückfluß nicht möglich und damit auch keine Verstellung des Zylinders 60, wobei durch das Wechselventil 76 sichergestellt ist, daß der am Eingang P und damit am Eingang A anstehende Druck angezeigt wird. Das gleiche gilt sinngemäß für das Nichtansprechen des Umlaufventils 66.

Bei Deaktivierung der Umlaufventile 66, 68 fällt der Druck an den Eingängen A auf den Tankdruck zurück, und der Druckschalter 48 schaltet um. Wird jedoch eines der Umlaufventile 66, 68 nicht in den inaktivierten Zustand zurückverstellt, weil es hängen bleibt, zeigt der Druckschalter 48 nach wie vor einen Druck an und signalisiert einen Fehlerzustand der Schaltungsanordnung. Da beim Nichtschalten und beim Hängenbleiben der Rückfluss gesperrt ist, wird die Funktion unterbrochen, ohne dass eine Gefährdung des Personals stattfindet.

Claims (3)

1. Hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für den Messer­ balken einer Papierschneidemaschine, mit

• - mindestens einem doppelt wirkenden Antriebszylinder (60) zur Betätigung des Balkens,
• - einer Pumpe (10), die über eine Zulaufleitung (12) mit Rückschlagventil (14) wahlweise mit dem Kolbenbodenraum oder dem Kolbenstangenraum (62, 64) des Antriebszylinders (60) verbunden ist,
• - einem steuerbaren Umlaufventil (66, 68), dessen einer Eingang (P) in Strö­ mungsrichtung vor dem Rückschlagventil (14) mit der Zulaufleitung (12) ver­ bunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils (66, 68) mit einem Tank (30) verbunden und in der aktivierten Stellung gesperrt ist,
• - einem mit dem Kolbenboden- und dem Kolbenstangenraum (62, 64) des Antriebs­ zylinders (60) verbundenen steuerbaren Richtungssteuerungsventil (65), des­ sen einer Anschluss in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (14) mit der Zulaufleitung (12) und dessen anderer Anschluss mit einem weiteren Eingang (B) des Umlaufventils (66, 68) verbunden ist, der in der nicht akti­ vierten Stellung des Umlaufventils (66, 68) gesperrt und in der aktivierten Stellung mit dem Tank (30) verbunden ist,
• - einer Signalleitung (72, 74, 78), die mit einem dritten Eingang (A) des Umlaufventils (66, 68) verbunden ist, der ständig mit dem ersten Eingang (P) verbunden ist und
• - einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung (48) an der Signalleitung (72, 74, 78) zur Anzeige des Drucks bzw. Betätigung einer Druckschalters.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umlaufventile (66, 68) vorgesehen sind, die bezüglich Zulauf und Rücklauf jeweils in Reihe liegen und die mit dem dritten Eingang (A) verbundenen Signal­ leitungen (72, 74) über ein Wechselventil (76) mit der auf Druck ansprechenden Vorrichtung (48) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Signalleitung (78) ein Verriegelungszylinder (80) verbunden ist, dessen Kol­ benstange (82) mit einer Verriegelungs- oder Klemmfläche des Messerbalkens (88) zusammenwirkt, und die Kolbenstange (82) mit der Anschlag- oder Klemm­ fläche ausser Eingriff ist, wenn in der Signalleitung (78) ein vorgegebener Druck herrscht.