DE19940967C1 - Hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für einen Pressbalken einer Papierschneidemaschine - Google Patents

Abstract

Hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für einen Pressbalken einer Papierschneidemaschine, mit DOLLAR A - mindestens einem Antriebszylinder zur Betätigung des Balkens, DOLLAR A - einer Pumpe, die über eine Zulaufleitung mit Rückschlagventil mit dem Kolbenbodenraum des Antriebszylinders verbunden ist, DOLLAR A - einem steuerbaren Umlaufventil, dessen einer Eingang in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil mit der Zulaufleitung verbunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils mit dem Tank verbunden ist, DOLLAR A - einem steuerbaren Ablassventil, dessen Eingang in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil mit der Zulaufleitung verbunden ist und das in der aktivierten Stellung den Kolbenbodenraum mit einem weiteren Eingang des Umlaufventils verbunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils ebenfalls mit dem Tank verbunden ist, DOLLAR A - Mitteln für den Ablass des Hydraulikmediums aus und die Zufuhr von Hydraulikmedium zu dem Kolbenstangenraum des Antriebszylinders, DOLLAR A - einer Signalleitung, die mit einem dritten Eingang des Umlaufventils verbunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils gesperrt ist und in der aktivierten Stellung mit dem zweiten Eingang verbunden ist, wobei das Umlaufventil so ausgebildet ist, dass während der Verstellung von der aktivierten in die nicht aktivierte Position der dritte Eingang vorübergehend mit dem zweiten Eingang verbunden ist und DOLLAR A - einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung an der ...

Description

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

Papierschneidemaschinen, wie sie etwa in dem Artikel "Papier-Planschneidemaschine mit hydraulischem Messerantrieb" in O + P "Ölhydraulik und Pneumatik" 40 (1996) Nr. 4 beschreiben sind, weisen üblicherweise einen Pressbalken und einen Mes­ serbalken auf, die linear zwischen unterem und oberem Totpunkt bewegt werden. Der Antrieb beider Balken ist 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 bekannt, den Antrieb beider Balken über Kurbelantriebe oder Hydraulikzylinder zu bewerkstelligen. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Ansteuerung eines hydraulischen Arbeits- oder Antriebszylinders für den Pressbalken.

Aus DE 195 33 252 C1 ist eine hydraulische Schaltung für den Schneidkreis einer Pa­ pierschneidemaschine beschrieben. Für den Pressenkreis der Papierschneidemaschine sind einfache Kugelventile als Umlaufventile vorgesehen, denen Druckventile, Druckminderventile und mechanische Schieberventile vorgeordnet sind. Eine Abfragung der Kugelventile bzw. eine Verschaltung mit einer Selbstfehleranzeige ist nicht möglich.

Aus DE-AS 11 30 409 ist eine Hydraulikschaltung für Papierschneidemaschinen bekannt geworden, bei der im wesentlichen die Aufgabe gestellt ist, den Pressbalkenzylinder in oberster Stellung mit einem reduzierten Druck zu halten. Hierdurch soll eine Energieeinsparung und eine geringe Ölerwärmung erzielt werden. Besondere Si­ cherheitsmaßnahmen sind in diesem Stand der Technik nicht angesprochen.

Wegen der Gefahren, die für den Bediener einer Papierschneidemaschine bestehen, sind erhebliche Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. So muss zum Beispiel vermieden 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 Vorfall festgestellt wird. Es muss darüber hinaus Sorge dafür getragen werden, dass durch Ausfall und Störung von Schaltungsteilen keine Fehlfunktion erfolgt, die den Bediener 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 Pressbalkens 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 erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist mindestens ein steuerbares Umlaufventil vorgesehen, das in der nicht aktivierten Position den mit der Zulauf­ leitung verbundenen Eingang mit dem Tank verbindet. Daher wird das von der Pumpe geförderte Medium nicht zum Antriebszylinder geleitet, sondern zum Tank zurück. Erst wenn das Umlaufventil, beispielsweise durch eine elektrische Ansteuerung, akti­ viert und umgeschaltet wird, wird diese Verbindung gesperrt und es ist möglich, im Kolbenbodenraum des Antriebszylinders einen Druck aufzubauen zur Betätigung des angetriebenen Balkens. Ein Ablassventil, das ebenfalls mit dem Kolbenbodenraum des Antriebszylinders verbindbar ist, sperrt im Arbeitshub den Rückfluß, ermöglicht diesen jedoch, wenn es entsprechend angesteuert wird. Die Rückleitung des Mediums erfolgt über einen zweiten Eingang des Umlaufventils zum Tank. Ein dritter Eingang des Umlaufventils ist mit einer Signalleitung verbunden, die mit einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung verbunden ist, beispielsweise einem Druckschalter. Wäh­ rend der Aktivierung des Umlaufventils wird der dritte Eingang mit dem zweiten ver­ bunden. Bei einem ungestörten Rücklauf ist ein merklicher Druck in der Rücklauf­ leitung nicht vorhanden. Spricht jedoch das Umlaufventil bei der Betätigung von der aktivierten in die nicht aktivierte Stellung nicht an, sondern bleibt in der aktivierten "hängen", baut sich ein Druck am zweiten Eingang des Umlaufventils auf und damit am dritten Eingang, so dass die auf Druck ansprechende Vorrichtung anspricht und die Druckerhöhung anzeigt. Damit ist außer der Tatsache, dass der Balken nicht den Rückhub ausführen kann, für die Bedienungsperson angezeigt, dass eine Fehlfunktion des Umlaufventils vorliegt.

Damit jedoch nach Beseitigung der Fehlfunktion in jedem Falle sichergestellt ist, dass die Signalleitung für den nächsten Arbeitstakt wieder druckentlastet wird, sieht die Erfindung einen Aufbau des Umlaufventils vor derart, dass bei der Verstellung von der aktivierten in die nicht aktivierte Stellung der dritte Eingang vorübergehend mit dem zweiten verbunden ist. Es liegt mithin eine Art vorübergehende Freischaltung vor, wenn der Schieber des Umlaufventils verstellt wird. Da in der nicht aktivierten Stellung der zweite Eingang mit dem Tank verbunden ist, wird auf diese Weise der dritte Eingang ebenfalls mit dem Tank verbunden und kann daher die Signalleitung entlasten.

Mithin zeigt die auf Druck ansprechende Vorrichtung, beispielsweise der Druck­ schalter, die Stellung des Umlaufventils während des Betriebes des Antriebszylinders an.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, zwei steuerbare Umlauf­ ventile vorzusehen, die zur Zulaufrichtung parallel und zum Ablaßventil in Reihe liegen, wobei die Signalleitung jeweils mit dem dritten Eingang der Umlaufventile verbunden und vorübergehend entlastet wird, wenn die Umlaufventile von der aktivierten in die nicht aktivierte Stellung betätigt werden. Auf diese Weise ist eine Redundanz geschaffen, die sicherstellt, dass in dem nicht aktivierten Zustand eine Betätigung des Antriebszylinders nicht erfolgt, weil davon ausgegangen werden kann, dass zumindest ein Umlaufventil in der nicht aktivierten Stellung ist und mithin die Verbindung der Zulaufleitung mit dem Tank bewerkstelligt. Ein Ansprechen zum Bei­ spiel des Druckschalters signalisiert, dass zumindest ein Umlaufventil eine Fehlfunk­ tion aufweist, zum Beispiel bei der Betätigung von der aktivierten in die nicht akti­ vierte Stellung hängen geblieben ist und mithin den Rückhub hemmt, was sich auch dadurch bemerkbar macht, dass der Balken keine Rückhubbewegung ausführt.

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

Die einzige Figur zeigt eine erste Schaltungsanordnung einer hydraulischen Ansteue­ rung eines Antriebszylinders für den Pressbalken einer Papierschneidemaschine.

In der Figur versorgt eine Pumpe 10 über eine Zulaufleitung 12 und ein Rückschlagventil 14 einen Antriebszylinder 16, und zwar seinen Kolbenbodenraum 18. Der Kolbenstangenraum 20 ist über eine Parallelschaltung aus einem weiteren Rückschlagventil 22 und einer Drossel 24 abströmseitig des Rückschlagventils 14 mit der Zulaufleitung 12 verbunden. Der Kolbenstangenraum 20 ist ferner über ein Druckbegrenzungsventil 26 mit einer Rücklaufleitung 28 verbunden, die mit dem Tank 30 verbunden ist. Ein weiteres Rückschlagventil 32 liegt parallel zum Druckbegrenzungsventil.

Mit der Zuführleitung 12 ist ein Druckbegrenzungsventil 34 verbunden, das bei Ansprache diese mit dem Tank 30 verbindet.

Ein erstes Umlaufventil 36 weist einen Eingang P auf, der mit der Zulaufleitung 12 verbunden ist. Ein zweites Umlaufventil 38 weist einen Eingang P auf, der ebenfalls mit der Zulaufleitung 12 verbunden ist. Die Umlaufventile 36, 38, die Elektromagnetventile sind, sind in der nicht aktivierten Stellung gezeigt, in der der Eingang P mit dem Ausgang T1 verbunden ist, der mit einer Leitung 40 verbunden ist, die zu einem Schnittandeuterventil 42a führt, das manuell betätigbar ist und in der nicht betätigten Position durchgeschaltet ist, mithin die Leitung 40 mit dem Tank 30 verbindet.

Es ist ferner ein Ablassventil 42 vorgesehen, dessen Eingang stromabwärts des Rück­ schlagventils 14 mit der Zulaufleitung 12 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang B des Umlaufventils 38 verbunden ist. Der zweite Eingang B ist in der nicht aktivierten Stellung des Ventils 38 mit dem zweiten Eingang B des Umlaufventils 36 verbunden, das in der gezeigten Position mit dem Ausgang T2 verbunden ist, an dem ebenfalls die Leitung 40 liegt. Das Ablassventil 42 ist von einem Elektromagneten betätigt und weist außerdem eine hydraulische Verriegelung 44 auf, die von einer Signalleitung 46 betätigt wird. Die Signalleitung 46 ist mit dem Eingang A beider Umlaufventile 36, 38 verbunden. Der Eingang A ist in der gezeigten Position gesperrt. Die Signalleitung 46 ist schließlich mit einem Druckschalter 48 verbunden.

Parallel zum Schnittandeuterventil 42 sind zwei Druckbegrenzungsventile 50, 52 vorgesehen.

Die gezeigte Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt.

Bei nicht betätigten Ventilen 36, 38 strömt das von der Pumpe 10 geförderte Medium, wie ersichtlich ist, zum Tank 30 zurück. Eine Betätigung des Antriebszylinders 16, dessen Kolben durch eine Feder 54 in Rückhubrichtung vorgespannt ist, findet mithin nicht statt. Der Antriebszylinder dient zum Beispiel zum Antrieb eines nicht gezeigten Pressbalkens einer nicht gezeigten Papierschneidemaschine. Um eine Betätigung des Antriebszylinders 16 herbeizuführen, müssen die Umlaufventile 36, 38 aktiviert wer­ den. Dadurch wird der Eingang P beider Ventile zum Tank gesperrt, so dass die Rückströmung zum Tank gesperrt ist. Die Pumpe 10 arbeitet dann auf dem Kolbenbodenraum 18 zur Verstellung des Kolbens. Das aus dem Kolbenstangenraum 20 verdrängte Medium gelangt über das Rückschlagventil 22 in den Kolbenbodenraum 18, so dass auf diese Weise ein Eilgang geschaltet ist, d. h. der Kolben wird relativ rasch bewegt. Wird hingegen aufgrund eines entsprechenden Widerstands der Kolben­ stange ein größerer Druck im Kolbenbodenraum 18 aufgebaut als der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 26, führt dies zu einem Ansprechen des Druckbe­ grenzungsventils 26, und das Medium aus dem Kolbenstangenraum 20 kann dann über die Rücklaufleitung 28 zum Tank 30 entlassen werden. Der Kolben bewegt sich dann mit geringerer Geschwindigkeit, kann jedoch eine höhere Kraft erzeugen. Dieser Druck wird begrenzt durch den Maximaldruck, der im Druckbegrenzungsventil 34 eingestellt wird.

In dem beschriebenen Betrieb wird am Ausgang A der Umlaufventile 36, 38 nur dann ein Druck aufgebaut, wenn beim Rückhub des Zylinders 16 das Ventil 42 geschaltet wird und eines der aktivierten Umlaufventile 36, 38 in der aktivierten Stellung hängen bleibt. Der Schalter 48 spricht auf diesen Druck an und nimmt die entsprechende Position ein. Außerdem wird die Schaltverriegelung 44 aktiviert. Ein Druckaufbau kann auch dann erfolgen, wenn die Umlaufventile 36, 38 und das Ablassventil 42 durch Verschleiß eine deutliche Leckage aufweisen.

Beim Rückhub wird zum einen das Ablassventil 42 aktiviert, kann jedoch nicht in die Durchschaltstellung betätigt werden, solange noch ein entsprechender Druck auf der Signalleitung 46 wirkt. Zum anderen werden die Umlaufventile 36, 38 inaktiviert, und es erfolgt eine Verstellung des Steuerschiebers dieser Ventile in die in der Figur ange­ deutete Position. Dabei findet vorübergehend eine Freischaltung in den Ventilen, d. h. eine Verbindung der Eingänge A und B statt, wodurch die Signalleitung 46 entlastet wird. Der Druckschalter 48 schaltet um, und die Schaltverriegelung 44 wird druckentlastet, so dass nunmehr das Ablassventil 42 durchschalten kann. Das Medium kann dann aus dem Kolbenbodenraum 18 ungehindert zum Tank 30 abfließen. Das Rückschlagventil 32 sorgt für das Ansaugen von Medium in das größer werdende Volumen im Kolbenstangenraum 20 aus dem Tank.

Ist wegen Fehlfunktion eines der Umlaufventile 36, 38 aus der aktivierten in die in­ aktivierte Position nicht verstellt worden, findet auch kein Durchfluß des Mediums vom Ablassventil 42 statt. Es herrscht nach wie vor ein Druck am Eingang A und damit am Druckschalter 48 bzw. an der Schaltverriegelung 44. Somit kann der Kolben seinen Rückhub nicht ausführen, und dem Bediener ist über den Druckschalter ferner angezeigt, dass eine Fehlfunktion vorliegt. Eine Beeinträchtigung des Bedieners durch die Papierschneidemaschine ist daher ausgeschlossen.

Das Schnittandeuterventil 42a ist dafür vorgesehen, dass bei einer manuellen Betätigung der Druck im Antriebszylinder 16 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.

Claims (4)

1. Hydraulische Schaltungsanordnung zur Steuerung des Antriebs für einen Pressbalken einer Papierschneidemaschine, mit

• - mindestens einem Antriebszylinder (16) zur Betätigung des Balkens,
• - einer Pumpe (10), die über eine Zulaufleitung (12) mit Rückschlagventil (14) mit dem Kolbenbodenraum (18) des Antriebszylinders (16) verbunden ist,
• - einem steuerbaren Umlaufventil (36, 38), 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 (36, 38) mit dem Tank (30) verbunden ist,
• - einem steuerbaren Ablassventil (42), dessen Eingang in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (14) mit der Zulaufleitung (12) verbunden ist und das in der aktivierten Stellung den Kolbenbodenraum (18) mit einem weiteren Eingang (B) des Umlaufventils (36, 38) verbunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils (36, 38) ebenfalls mit dem Tank (30) verbunden ist,
• - Mitteln für den Ablass des Hydraulikmediums aus und die Zufuhr von Hydraulikmedium zu dem Kolbenstangenraum (20) des Antriebszylinders (16),
• - einer Signalleitung (46), die mit einem dritten Eingang (A) des Umlaufventils (36, 38) verbunden ist, der in der nicht aktivierten Stellung des Umlaufventils (36, 38) gesperrt ist und in der aktivierten Stellung mit dem zweiten Eingang (B) verbunden ist, wobei das Umlaufventil (36, 38) so ausgebildet ist, dass während der Verstellung von der aktivierten in die nicht aktivierte Position der dritte Eingang (A) vorübergehend mit dem zweiten Eingang (B) und dem Tank (30) verbunden ist und
• - einer auf Druck ansprechenden Vorrichtung (48) an der Signalleitung (46) zur Anzeige des Drucks bzw. der Betätigung eines Druckschalters.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei steuerbare Umlaufventile (36, 38) vorgesehen sind, die zur Zulaufleitung 12 parallel und zum Ablaßventil (42) in Reihe liegen, wobei der erste Eingang des zweiten Umlaufventils (38) abströmseitig des ersten Rückschlagventils (14) mit der Zulaufleitung verbunden ist und wobei die Signalleitung (46) jeweils mit dem dritten Eingang (A) der Umlaufventile (36, 38) verbunden und vorübergehend entlastet wird, wenn die Umlaufventile (36, 38) von der aktivierten in die nicht aktivierte Stellung betätigt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufleitung (12) abströmseitig des Rückschlagventils (14) über eine Parallel­ schaltung aus einer Drossel (24) und einem zweiten Rückschlagventil (22) mit dem Kolbenstangenraum (20) des Antriebszylinders (16) verbunden ist, der außerdem über ein Druckbegrenzungsventil (26) mit dem Tank (30) verbunden ist und das Ablassventil (42) als Schalt- bzw. Zweizweiwegeventil ausgebildet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablassventil (42) eine hydraulische Schaltverriegelung (44) aufweist, die mit der Signalleitung (46) verbunden ist.