DE3011090A1 - Pressstempelantrieb fuer papierschneidemaschinen - Google Patents

Pressstempelantrieb fuer papierschneidemaschinen

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DE3011090A1
DE3011090A1 DE19803011090 DE3011090A DE3011090A1 DE 3011090 A1 DE3011090 A1 DE 3011090A1 DE 19803011090 DE19803011090 DE 19803011090 DE 3011090 A DE3011090 A DE 3011090A DE 3011090 A1 DE3011090 A1 DE 3011090A1
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Germany
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ram
cylinder
cut
hydraulic cylinder
piston
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Withdrawn
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DE19803011090
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Gerhard Ing.(grad.) 4953 Petershagen Grannemann
Horst Ing.(Grad.) 4950 Minden Rathert
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Kolbus GmbH and Co KG
Original Assignee
Rahdener Maschinenfabrik August Kolbus & Co Kg 4993 Rahden GmbH
Rahdener Maschinenfabrik August Kolbus GmbH and Co KG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/12Fluid-pressure means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/16Cam means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/02Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by lever mechanism
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D2007/0012Details, accessories or auxiliary or special operations not otherwise provided for
    • B26D2007/0081Cutting on three sides, e.g. trilateral trimming

Description

  • Preßstempelantrieb für Papierschneidemaschinen
  • Die Erfindung betrifft einen Preßstempelantrieb für Papierschneidemaschinen, insbesondere für Dreimesser-Schneidemaschinen zum drei sehr tigen Beschneiden von Buchblocks, Broschuren o. dgl., mit einem mechanischen Antrieb zum Absenken des Preßstempels bis auf das Schneidgut und mit einem hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Preßdruckes.
  • In Dreimesser-Schneidemaschinen wird das Schneidgut, wie Buchblocks, Broschuren o. dgl., unter die Messer geführt, ausgerichtet und durch einen Preßstempel auf dem Schneidtisch gehalten. Zum Betätigen des Preßstempels sind mechanische Einrichtungen bekannt mit einem Kurvengetriebe und einer Hebelanordnung zum Heben und Senken des Preßstempels und mit einer Zugfeder zum Ausüben des Preßvorgangs auf das Schneidgut.
  • Um saubere Schnittkanten zu erzielen, müssen relativ hohe Preßkräfte, und zwar bis zu 2,5 t, aufgebracht werden, was bei einer mechanischen Konstruktion einen außerordentlich großen baulichen Aufwand verursacht; ein zu starker Preßdruck jedoch führt zu Deformationen des Schneidgutes und somit zur Qualitätsminderung. Hieraus ergibt sich die Forderung nach einer Einstellung des jeweils gewünschten Preßdruckes in Abhangigkeit von Papierqualität und Stapelhöhe.
  • Bei der vorab beschriebenen bekannten mechanischen Einrichtung wird dies durch Höhenverstellung des Preßstempels erreicht.
  • Eine Verbesseruny hinsichtlich der Einstellung einer definierbaren Preßkraft und auch hinsichtlich einer konstruktiven Vereinfachung wird zwar durch bekannte hydraulische Preßstempeiantriebe erreicht, diese werden aber den geforderten hohen Taktzahlen nicht gerecht, was auf die relativ hohen Ansteuerzeiten der hierbei eingesetzten Hydraulikelemente zurückzuführen ist.
  • In der DE-PS 11 61 537 wird ein Preßbalkenantrieb an Schneidemaschinen für Papier, Pappe o. dgl. beschrieben, mit einem durch Fußhebel zu betatiyenden mechanischen Gestänge zum Absenken des Preßbalkens auf das Schneidgut und mit einem auf das mechanische Gestänge einwirkenden hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Preßdruckes. Auch mit dieser Kombination eines mechanischen und hydraulischen Antriebes laßt sich der gewünschte Preßdruck bei unterschiedlichen Papieren und Stapel höhen sehr exakt einstellen, die Verwendung eines solchen Antriebes in sogenannten Hoch oleistungs-Dreischneidern kann nicht in Frage kommen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Preßstempelantrieb gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, durch den bei geringem baulichen Aufwand und hoher Taktzahl eine selbsttägige Einstellung des Preßstempels auf die Schneidguthöhe und somit ein auf das Schneidgut einwirkender voreinstellbarer gleichbleibender Preßdruck ermöglicht wird.
  • Erfindungsgemaß wird die Aufgabe gelöst durch einen doppelt wirkenden, von einem Kurvengetriebe unter Verwendung eines Kraftübertragungselementes betatigten Hydraulikzylinder zum Verfahren des Preßstempels zwischen einer unteren durch die Schneidguthöhe definierten Endlage und einer oberen Endlage, durch Steuermittel im hydraulischen Kreislauf zum Einstellen und Positionieren des Kolbens im Hyodraulikzylinder entsprechend der jeweils vorausgehenden Schneidguthöhe und durch Betätigunysmittel zum Einschalten des Preßdruckes nach Erreichen der unteren Endlage des Preßstempels auf dem Schneidgut.
  • Ein in dieser Art angetriebener Preßstempel ermöglicht nicht allein eine automatische Einstellung auf die jeweilige Schneidguthöhe und somit eine exakt gleichbleibende Preßkraftausübung auf das Schneidgut mit dem Ergebnis einer hervorragenden Schnittqualität, sondern vereiniyt auch die Vorteile eines mechanischen und hydraulischen Antriebs.
  • Zum Erzielen der hohen Drücke bis zu 2,5 t wird nur ein geringer Aufwand an Konstruktion und auch Energie notwendig, während sich durch den Einsatz der mechanischen Elemente zum Heben und Senken des Preßstempels infolge der direkten Wege die geforderten hohen Taktzahlen erzieien lassen, und zwar besteht hierbei die Forderung, die Vor-oder Zurückbewegung des Preßstempels innerhalb eines Zeitraumes von ca. 1/2U sec. zu vollziehen.
  • In den Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemaßen Preßbalkenantriebs schematisch veranschaulicht.
  • Ein erstes Ausführungsbeipiel wird anhand der Figur 1 beschrieben. In einem Maschinengestell 2 einer Dreimesser-Schneidemaschine zum dreiseitigen Beschneiden von Buchblocks befindet sich drehbar gelagert ein Hebel 3, an dessen einem Ende ein Preßstempel 4 zum Niederhalten eines Buchblockstapels 1 während des Schneidvorgangs auf einem Schneidtisch 5 gelenkig angreift. Der Preßstempel wird dabei gleitend von einem Lagerteil 2a des Maschinengestells aufgenommen. Das freie Ende des Hebels 3 ist gelenkig mit einer Kolbenstange 6a eines Kolbens 6b eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 6 verbunden, dessen freies Ende wiederum mit einem an sich bekannten und daher nicht näher erläuterten Kurvengetriebe 7 derart gekoppelt ist, daß der Hydraulikzylinder und somit auch der Preßstempel durch die von der Hauptantriebswelle 7c in Umlauf gesetzten Kurvenscheiben des Getriebes 7 zwischen einer unteren und oberen Endlage verfahren wird.
  • Von einem Vorratsbehälter 17 aus verläuft eine Arbeitsleitung 9 zum oberen Zylinderraum 8a des Hydraulikzylinders 6 sowie eine Arbeitsleitung 10 zu seinem unteren Zylinderraum 8b. In die Arbeitsleitungen 9 und 10 sind ein Vorspannventil 12 mit einem Abspritzdruck von 15 bar und ein Vorspannventil 13 mit einem Abspritzdruck von 10 bar sowie in die Arbeitsleitung 10 ferner ein Wegeventil 14 zum Anschluß einer weiteren Arbeitsleitung 15 eingeschaltet. Diese wird von einer aus dem Vorratsbehälter 17 saugenden Oelpumpe 16 gespeist.
  • Da nur geringe Ölmengen benötigt werden, wurde der hydraulische Kreislauf in einer von der Arbeitsleitung 15 abzweigenden Arbeitsleitung 21 mit einem Druckspeicher 20 versehen, der über ein Ladeventil 22 mit einem Abspritzdruck von 110 bar die ölpumpe auf drucklosen Umlauf schaltet, sobald der Speicher seine volle Kapazität erreicht hat.
  • In der Arbeitsleitung 15 vor dem Wegeventil 14 befindet sich ein Preßdruckregelventil 23 mit einem Anzeigegerät 24 zum Einstellen des geforderten Preßdruckes.
  • Zum Vollziehen des Preßvorgangs am Schneidgutstapel 1 senkt sich der Preßstempel 4, gesteuert über die Senkkurve 7b des Kurvengetriebes bis auf das Schneidgut ab, ohne eine größere Preßkraft auszuüben.
  • Während dieses Vorgangs steht das Wegeventil 14 auf Position "Heben", d.h. der Zylinderraum 8b ist über die Wegeventilstellung mit dem Vorspannventil 13 verbunden. Das Ventil wurde so eingestellt, daß die Massenkräfte des Preßstempels aufgefangen werden, ohne öl aus dem Zylinderraum entweichen zu lassen.
  • Nach vollzogenem Steuerkurvenhub schaltet das Wegeventil 14 in der Rastphase der Steuerkurve um auf Position Pressen, d.h. der Zylinderraum 8b erhalt über die entsprechenden Anschlüsse im Wegeventil aus dem Speicher 20 den am Druckregelventil 23 eingestellten Druck zum Pressen des Buchblockstapels 1. Das Füllvolumen für den Zylinderraum 8b entspricht dabei dem Deformationshub des Schneidgutstapels, bewegt sich also in sehr geringen Grenzen.
  • Während des Preßvorgangs wird eine geringe Ulmenge aus dem Zylinderraum 8a über das Vorspannventil 12 in den Vorratsbehälter 17 gedrückt.
  • Auf der Hauptantriebswelle 7c des Kurvengetriebes befindet sich drehfest eine Ventilkurve 27, die das Wegeventil 14 nach ausgeführtem Preßvorgang auf Position "Heben" umschaltet, d.h. der Zylinderraum 8b wird über entsprechende Anschlüsse wieder mit dem Vorspannventil 13 verbunden, wobei der im Zylinderraum 8b vorhandene hohe Systemdruck auf den im Vorspannventil eingestellten Druck abgebaut wird.
  • Die Hubkurve 7a des Kurvengetriebes kommt aus ihrer Rastphase und bewegt den Preßstempel um den vorgewählten Weg in die obere Endlage.
  • Während des Hebevorgangs kann aus dem Zylinderraum 8a kein Ul entweichen, da das Vorspannventil 12 derart eingestellt ist, daß die Massenkräfte überwunden werden.
  • Von der Arbeitsleitung 9 zwischen Hydraulikzylinder 6 und Vorspannventil 12 zweigt eine Hilfsleitung ab, die zum Vorratsbehälter 17 führt und mit einem Nachsaugventil 28 versehen ist. Bei schwankender Blockstapeldicke in einer Auflage kann es vorkommen, daß der Preßstempel, betatigt durch die Steuerkurve, auf den Schneidgutstapel trifft, bevor die Steuerkurve ihre Rastphase erreicht hat. Der Kolben 6b im Zylinderrohr bleibt dann stehen und das Zylinderrohr fährt allein weiter, wodurch sich der Zylinderraum 8b verkleinert und überschüssiges Öl über das Vorspannventil 13 abgespritzt wird. Demgegenüber vergrößert sich der Zylinderraum 8a und durch die dadurch entstehende Saugwirkung strömt Öl über das Nachsaugventil 28 in den vergrößerten Zylinderraum.
  • Falls die Steuerkurve die Rastphase erreicht bevor der Preßstempel in der unteren Endlage angekommen ist, erfolgt das Auffüllen des Volumens im Zylinderraum 8b durch Einleitung des Preßvorgangs.
  • Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, wird der Kolben 6b im Hydraulikzylinder 6 automatisch auf die Schneidguthöhe eingestellt und bei gleicher Stapelhöhe in einer Auflage in dieser Position ständig gehalten.
  • Bei abweichender Höhe des Schneidgutstapels erfolgt dann eine jeweilige Anpassung, ohne daß manuelle Höhenveränderungen vorgenommen werden müssen. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich das Schneidgut mit einem exakt einstellbaren, gleichbleibenden Druck pressen.
  • In der Figur 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
  • Gleiche Bauteile wurden dabei mit denselben Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel versehen.
  • Der Preßstempel 4 befindet sich an einer Kolbenstange 31a eines vom Maschinengestell getragenen ortsfesten Hydraulikzylinders 31 mit einem Kolben 31b. Vom Zylinder 31 führen Arbeitsleitungen 32 und 33 zu einem parallel geschalteten Hydraulikzylinder 36, dessen Zylinderrohr ebenfalls ortsfest im Maschinengestell gehalten ist und dessen Kolbenstange 36a mit Kolben 36b über eine Folgerolle 34 von einem Kurvengetriebe 35 betatigt wird. Die Umlaufbewegung des Getriebes für das Verfahren des Preßstempels zwischen einer unteren, von der Schneidgutstapelhöhe definierten und einer oberen Endlage erfolgt wiederum von der Hauptantriebswelle der Schneidemaschine. Auf der mit dem Kurvengetriebe gemeinsamen Antriebswelle 7c befindet sich die Ventilkurve 2/ zum Betatigen des Wegeventils 14.
  • Der Aufbau des hydraulischen Kreislaufs stimmt im wesentlichen mit dem des ersten Ausführungsbeispiels überein.
  • Zum Ausführen des Preßvorgangs fährt der Preßstempel 4, gesteuert über das Kurvengetriebe 35 und unter Zwischenschaltung des Zylinders 36, bis auf den Buchblockstapel 1, ohne einen größeren PreSdruck auszuüben.
  • In den beiden Zylindern 31 und 36 werden dabei gleiche Volumina verschoben. Das Wegeventil 14 steht auf Position "Heben", die Zylinderraume 37a und 38b sind mit dem Vorspannventil 12 und die Zylinderräume 37b und 38a sind mit dem Vorspannventil 13 verbunden. Das Ventil ist so eingestellt, daß die Massenkräfte des Preßstempels aufgefangen werden, ohne Öl aus dem Zylinderraum 38b entweichen zu lassen.
  • Im Anschluß an den Steuerkurvenhub und nach Erreichen der Rastphase schaltet das Wegeventil 14 auf Position "Pressen" um, d.h. der Zylinderraum 38a des Hydraulikzylinders 31 erhält über die Arbeitsleitung 39, die in die Arbeitsleitung 32 einmündet, seinen Druck zum Ausüben des Preßvorgangs vom Druckspeicher 20. Eine geringe Ölmenge wird dabei aus dein Zylinderraum 38b über das Vorspannventil 12 in den Vorratsbehalter 17 gedrückt.
  • Der gewünschte Preßdruck laßt sich über das Preßdruckregelventil 23 mit zugehörigem Ableseinstrument 24 einstellen. Das Füllvolumen im Zylinderraum 38a entspricht dem Deformationshub des Buchblockstapels Ein Rückschlagventil 42, eingeschaltet in die Arbeitsleitung 32 zwischen dem Anschluß des Zylinders 31 und dem Abzweig der Arbeitsleitung 10, verhindert, daß der auf den Preßstempel einwirkende Preßdruck auch den Kolben 36b beaufschlagt.
  • Das Ventil 14 wird zum Ausführen des Hebevorgangs über die Ventilkurve 27 umgeschaltet, so daß der Zylinderraum 38a mit dem Vorspannventil 13 verbunden ist. Der im Zylinderraum 38a vorhandene hohe Systemdruck wird auf den am Vorspannventil 13 eingestellten Druck reduziert. Die Steuerkurve kommt aus der Rast phase und bewegt den Preßstempel nach oben.
  • Bei unterschiedlichen Buchblockstapelhöhen in einer Auflage, z.B. bei vergrößerter Stapelhöhe, erreicht die Steuerkurve ihre Rastphase erst nachdem der Preßstempel auf den Stapel aufgesetzt hat, so daß sich die Position des Kolbens 31b im Zylinder 31 nicht mehr verändert. Der Zylinderraum 37b verkleinert sich, überschüssiges Öl wird über das Vorspannventil 13 abgespritzt, der Zylinderraum 37a vergrößert sich und über ein Druckminderventil 40 mit einem Regel druck von 5 bar, einyebaut in eine Hilfsleitung 41 als Verbindung von Arbeitsleitung 15 mit 9, drückt eine Ölmenge aus dem Speicher 20 nach.
  • Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird auch bei dieser Anordnung der Kolben im Hydraulikzylinder 31 automatisch auf die Schneidguthöhe eingestellt und bei gleicher Stapelhöhe in dieser Position gehalten. Bei abweichenden Höhen des Schneidgutes erfolgt dann eine entsprechende Anpassung.
  • Leerseite

Claims (3)

  1. Preßstempelantrieb für Papierschneidemaschinen Patentansprüche: 1. Preßstempelantrieb für Papierschneidemaschinen, insbesondere für Dreimesser-Schneidemaschinen zum dreiseitigen Beschneiden von Buchblocks, Broschuren o. dgl., mit einem mechanischen Antrieb zum Absenken des Preßstempels bis auf das Schneidgut und mit einem hydraulischen Antrieb zum Ausüben des Preßdruckes, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden, von einem Kurvengetriebe (7, 35) unter Verwendung eines Kraftübertragungselementes (3, 36) betätinten Hydraulikzylinder (6, 31) zum Verfahren des Preßstempels (4) zwischen einer unteren durch die Schneidguthöhe definierten Endlage und einer oberen Endlage, durch Steuermittel (12, 13, 28; 12, 13, 40) im hydraulischen Kreislauf zum Einstellen und Positionieren des Kolbens (6b, 31b) im Hydraulikzylinder (6, 31) entsprechend der jeweils vorausgehenden Schneidguthöhe und durch Betätigungsmittel (14, 27) zum Einschalten des Preßdruckes nach Erreichen der unteren Endlage des Preßstempels auf dem Schneidgut.
  2. 2. Preßstempelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Obertragungselement ein die Kolbenstange (6a) des Hydraulikzylinders (6) mit dem Preßstempel (4) gelenkig verbindender Hebel (3) ist.
  3. 3. Preßstempelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel (4) an der Kolbenstange (31a) des Hydraulikzylinders (31) befestigt ist und das Kraftübertragungselement ein mit dem Zylinder (31) parallel geschalteter Hydraulikzylinder (36) ist, dessen Kolbenstange (36a) mit dem Kurvengetriebe (35) wirkverbunden ist.
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Date Code Title Description
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