DE3614924A1 - Antriebsvorrichtung fuer den pressbalken einer papierschneidemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Antriebsvorrichtung für den Preßbalken einer Papierschneidemaschine der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeich­ neten Art.

Bei einer auf dem Markt bekannten Papierschneidemaschine besitzt die zugehörige Antriebsvorrichtung einen als Druckzylinder ausgebildeten Hydraulikzylinder, der an seiner Oberseite eine mit dem Kolben verbundene Druckplatte hat, auf der sich die doppelarmigen Umlenk­ hebel mittels Rollen abstützen. Diese an den Innen­ armenden der Umlenkhebel gelagerten Rollen sind er­ forderlich, um den beim Schwenkvorgang der Umlenkhebel erforderlichen Längenausgleich sicherzustellen. Denn es ergeben sich je nach der Hubstellung des Zylinder­ kolbens bzw. der Kolbendruckplatte unterschiedliche Abstände der Auflagerstellen für die Hebelrollen zu der Drehachse der Umlenkhebel hin, die durch Verschiebung der Innenarmenden der Umlenkhebel relativ zur Kolben­ druckplatte ausgeglichen werden müssen. Nachteilig bei der bekannten Antriebsvorrichtung ist, daß die Kolbendruckplatte des Hydraulikzylinders erhebliche außermittige Kräfte aufnehmen muß, was aufwendige bauliche Maßnahmen am Hydraulikzylinder und insbesondere eine komplizierte Führung des mit der Druckplatte verbundenen Kolbens erfordert. Außer­ dem liegen bei der bekannten Ausführung die Rollen an den Innenarmenden der Umlenkhebel lose auf der Kolbendruckplatte des Hydraulikzylinders auf, so daß nur eine nach oben wirkende Druckkraft von der Kolbendruckplatte auf die Innenarmenden der Umlenkhebel ausgeübt werden kann, um infolge Um­ lenkung durch die Hebel eine nach unten gerichtete Preßkraft auf den Preßbalken zu übertragen. Dabei muß dafür Vorsorge getroffen werden, daß nicht infolge des Eigengewichtes des Preßbalkens die Umlenkhebel von der Kolbendruckplatte des Hydraulik­ zylinders abheben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für den Preßbalken einer Papierschneidemaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine feste Anlenkung der Um­ lenkhebel an der Kolbenstange des Hydraulikzylinders vorsieht.

Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung für den Preßbalken einer Papierschneidemaschine der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung liegt darin, daß die feste Anlenkung des Hydraulikzylinders an einem der beiden Umlenkhebel und die gelenkige Verbindung dieser Umlenkhebel untereinander ein besonders steifes Antriebsgestänge ermöglicht. Dabei kann der Anlenkpunkt des Hydraulikzylinders an dem einen der beiden Umlenkhebel exakt in der Kolbenwirkrichtung liegen, so daß von dem Hydraulikzylinder keine Biegekräfte aufgenommen werden müssen, weshalb hier­ für eine Standardbauform verwendet werden kann.

Die Verbindung der beiden Umlenkhebel über die Koppel stört zwar die symmetrische Ausbildung des Antriebs­ gestänges für den Preßbalken etwas, obwohl zwar die Abstände jeweils zwischen dem Anlenkpunkt der Koppel und der Schwenkachse bei beiden Umlenkhebeln gleich sind. Denn aufgrund der unterschiedlichen Höhenlage werden die beiden Anlenkpunkte über den ge­ samten Hubweg ungleichmäßig bewegt. Dieser Nachteil ist jedoch vernachlässigbar, weil man bei einer Optimierung der Länge der Koppel und damit des Ab­ standes der beiden Anlenkpunkte an den Innenarmen der Umlenkhebel den Schwenkwinkelfehler zwischen dem einen Umlenkhebel und dem anderen Umlenkhebel sowohl in der Mittellage, in der die Verbindungslinien zwischen den Anlenkpunkten beider Umlenkhebel an den Zug­ stangen und den Umlenkhebelschwenkachsen in einer gemeinsamen Geraden liegen, und in den beiden End­ lagen, in denen die beiden Umlenkhebel von der Mittel­ lage aus jeweils um den gleichen Schwenkwinkel ver­ dreht sind, gleich Null gemacht werden kann. Ledig­ lich in den Zwischenlagen zwischen einer der End­ lagen und der Mittellage nehmen die beiden Umlenk­ hebel aufgrund der Koppelverbindung jeweils einen ge­ ringfügig voneinander abweichenden Schwenkwinkel be­ zogen auf die Mittellage ein, dieser Winkelfehler ist jedoch so gering, daß sich dadurch bei den üblichen Preßbalkenlängen in der Größenordnung von 1-2 m und der dabei auftretenden Längen der Umlenkhebel ein maximaler Fehler von etwa 0,5 mm einstellt, um den das eine Preßbalkenende gegenüber dem anderen ver­ setzt von den Zugstangen beaufschlagt wird. In­ soweit wird in den beiden Endlagen und in der Mittellage eine quasi symmetrische Anordnung des Antriebsgestänges erreicht, in den Zwischenlagen ist die erwähnte Fehlstellung zwischen den beiden Umlenkhebeln vernachlässigbar.

In vorteilhafter Weiterbildung kann die Antriebs­ vorrichtung neben dem Hydraulikzylinder als Haupt­ zylinder noch einen weiteren Hilfszylinder be­ sitzen, der als doppelt wirkender Zylinder aus­ gebildet ist und an einer der Zugstangen oder einem der Umlenkhebel angreift. Der Hilfszylinder kann zum Auf- und Abfahren des Preßbalkens dienen, ohne darüber den Arbeits-Preßdruck aufbringen zu müssen. Er kann daher geringere Querschnitte als der Hauptzylinder haben, weshalb er mit geringeren Ölvolumina zur Verstellung des Preßbalkens aus­ kommt. Deshalb kann der für den Preßvorgang be­ stimmte Hauptzylinder, der in der Regel für Drücke von mehreren Tonnen ausgelegt ist, mit einer ge­ ringeren Druckölmenge auskommen, während er im übrigen bei der Verstellung des Preßbalkens über den Hilfszylinder leer mitlaufen kann und sich das notwendige Ölvolumen selbst ansaugt.

Der Hilfszylinder kann auch für die Schnittandeutung genutzt werden, bei der der Preßbalken zunächst, nachdem der Papp- oder Papierstapel in die Presse eingegeben ist, mit niedriger Kraft auf den Stapel aufsetzt. Aufgrund von Sicherheitsvorschriften darf dabei der Preßbalken nur mit einer bestimmten Auf­ lagerkraft auf dem Stapel aufliegen, die über den Hilfszylinder eingestellt werden kann. Da der Preß­ balken in der Regel ein weitaus höheres Gewicht hat, als es der zulässigen Auflagerkraft auf dem Papier­ stapel bei der Schnittandeutung entspricht, kann hier der Hilfszylinder zur Gewichtskompensation ein­ gesetzt werden.

In anderer Weiterbildung der Erfindung kann im Be­ reich des Antriebsgestänges für den Preßbalken eine Bremsvorrichtung vorgesehen werden, deren Bremskraft so bemessen ist, daß eine selbstätige Absenkung des Preßbalkens infolge Eingegewichtes noch gehemmt ist. In diesen Fällen kann die An­ preßkraft bei der Schnittandeutung über den Hilfs­ zylinder aufgebracht werden, wobei zusätzlich die Bremskraft der Bremsvorrichtung mit zu überwinden ist. Anders als bei Kompensation des Preßbalken­ gewichtes mittels Zugfedern, bei denen sich bei unterschiedlichen Auslängungen verschiedene Kompen­ sationskräfte ergeben, kann das Preßbalkengewicht mit einer solchen Bremsvorrichtung immer exakt durch die Bremskraft kompensiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

DieErfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Da­ bei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Papier­ schneidemaschine,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung gegenüber Fig. 1 eine Ansicht der Antriebsvor­ richtung für den Preßbalken,

Fig. 3 eine teilgeschnittene Draufsicht auf die Bremsvorrichtung für die Gewichtskompen­ sation des Preßbalkens und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Antriebs­ gestänges für den Preßbalken.

Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 ein Maschinenge­ stell 1, das einen Auflagetisch 2 umfaßt, auf dem zu schneidende Papierstapel 3 aufgelegt werden können. Oberhalb des Schnittbereichs ist an einem Messer­ träger 5 ein Messer 4 auf- und abbeweglich ange­ ordnet, das über einen auf den Messerträger 5 wirken­ den Kurbeltrieb angetrieben wird.

Während des Schnittvorgangs ist es erforderlich, den Stapel 3 auf dem Auflagetisch 2 zu fixieren. Dies erfolgt über einen von oben her auf den Papierstapel 3 absenkbaren Preßbalken 6, der über ein zu seiner Mittelsenkrechten symmetrisches Gestänge von unten her angetrieben wird. An seinen beiden Enden sind daher nach unten gerichtete Zugstangen 7 ange­ lenkt, die im wesentlichen parallel zueinander aus­ gerichtet sind. Die Zugstangen 7 treten durch den Tisch 2 nach unten hindurch und sind unterhalb des Tisches 2 mit Umlenkhebeln 8 verbunden, die am Maschinengestell 1 über Achskörper 17 ortsfest ge­ lagert sind. Die Innenenden der Umlenkhebel 8, die sich unterhalb des Preßbalkens 4 schließen, sind über eine Koppel 9 miteinander gelenkig verbunden. An dem einen der Umlenkhebel 8 greift ein Hydraulik­ zylinder 10 an, der als Druckzylinder ausgebildet ist und die für den Preßbalken 6 benötigte Preßkraft aufbringt. Ferner greift an einer der Zugstangen 7 ein Hilfszylinder 11 an, der für das Auf- und Ab­ stellen des Preßbalkens 6 vorgesehen ist und daher weitaus schwächer als der Hauptzylinder 10 dimensioniert sein kann. Ferner zeigt Fig. 1 noch eine Brems­ vorrichtung 18 an einem der Umlenkhebel 8, wodurch dieser in seiner Schwenkbewegung um den Achskörper 17 derart gehemmt ist, daß eine selbständige Ab­ senkung des Preßbalkens 6 unter dem Eigengewicht des gesamten Systems ausgeschlossen ist.

Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten des Hebelsystems zum Antrieb des Preßbalkens 6, wobei die Zug­ stangen 7 und die Umlenkhebel 8 im wesentlichen spiegelsymmetrisch zur Mittelsenkrechten durch den Preßbalken 6 angeordnet und ausgebildet sind. Die Umlenkhebel 8 sind jeweils als doppelarmige Hebel ausgebildet, wobei die vergleichbaren wirk­ samen Armlängen auf der rechten und auf der linken Seite jeweils gleich sind. So greifen die Zugstangen 7 an den Außenarmen 12 der Umlenkhebel 8 an, während über die Innenarme 13 die Umlenkhebel 8 miteinander mittels der Koppel 9 gelenkig verbunden sind. Die beiden Anlenkpunkte 14 und 15 der Koppel 9 an den Innenarmen 13 der Umlenkhebel 8 liegen im wesentlichen in Höhenrichtung gesehen übereinander und ihre Verbindungslinie ist relativ zu der Richtung der Mittelsenkrechten durch den Preßbalken 6 hindurch in allen Schwenklagen mehr oder weniger leicht geneigt.

Der Abstand des Anlenkpunktes 14 von der durch den Achskörper 17 hindurchgehenden Schwenkachse des zugehörigen Umlenkhebels 8 ist gleich dem Abstand, den der zweite Anlenkpunkt 15 von der durch den Achskörper 17 hindurchgehenden Achse des ihm zuge­ ordneten Umlenkhebels 8 hat. Des weiteren sind auch die Abstände gleich, welche die wirksamen Längen der Außenarme 12 der Umlenkhebel 8 betreffen, die sich jeweils zwischen dem Achskörper 17 und den Anlenkpunkten 26 mit den Zugstangen 7 ergeben. In den beiden geneigten Endlagen, wie auch in der Mittel­ lage der Umlenkhebel 8 schneiden sich jeweils die beiden durch die Achskörper 17 und durch die Gelenk­ punkte 26 zwischen den Zugstangen 7 und den Umlenk­ hebeln 8 hindurchgehenden Verbindungsgeraden auf der Mittelsenkrechten des Preßbalkens 6. In diesen beiden Endlagen und in der Mittellage herrscht also eine Quasisymmetrie. Da die Verbindungsgeraden, welche die Anlenkpunkte 14 und 15 mit dem Achskörper 17 des je­ weils zugehörigen Umlenkhebels 8 verbinden, unterschied­ liche Winkellagen gegenüber der Mittelsenkrechten des Preßbalkens 8 haben, ergibt sich eine ungleichförmige Bewegung der Umlenkhebel 8 zwischen den beiden Endlagen, die jedoch durch eine optimale Länge der Koppel 9 minimiert werden kann.

Der Hauptzylinder 10 ist mit seiner Kolbenstange 27 an einer Anlenkstelle 16 an dem einen der beiden Umlenk­ hebel 8 angelenkt, wobei die Anlenkstelle 16 möglichst nahe an der Koppel 9 liegt.

An dem anderen Umlenkhebel 8 in der Zeichnung rechts befindet sich eine Bremsvorrichtung 18, deren Bremskraft so bemessen ist, daß sich unter dem Eigengewicht des gesamten Systems, das maßgeblich von dem Preßbalken 6 bestimmt wird, der Umlenkhebel 8 nicht selbsttätig drehen kann. Einzelheiten dieser Bremsvorrichtung ergeben sich aus Fig. 3.

Auf dem am Maschinenkörper 1 festliegenden Achskörper 17 ist eine gerade Lasche 19 verdrehsicher befestigt, die sich im parallelen Abstand vor dem Umlenkhebel 8 erstreckt und in gleichen Abständen vom Achskörper 17 sowohl dessen Innenarm 13 als auch dessen Außenarm 12 überdeckt. Nahe den Enden sind in Bohrungen der Lasche 19 zylindrische Führungskörper 20 angeordnet, die in Querrichtung zu dem Unlenkhebel 8 verschieblich sind. Diese Führungskörper 20 tragen an ihren Innenenden Reibbeläge 23, die auf der Außenseite des Umlenkhebels 8 aufliegen. Die Reibbeläge 23 werden unter Federkraft gegen den Umlenkhebel 8 gepreßt. Dazu sitzt auf dem Führungskörper 20 ein Federnpaket 21, das sich einerseits an der Innenseite der Lasche 19 und andererseits an einem in den Führungskörper 20 in Umfangsrichtung eingelassenen Stützring 22 abstützt.

Der Umlenkhebel 0 ist auf dem Achskörper 17 in seiner Querrichtung verschieblich, also schwimmend auf dem Achskörper 17 gelagert, so daß er sich unter der Kraft der anliegenden äußeren Bremsbeläge 23 an weiteren, innenliegenden Bremsbelägen 25 abstützen kann, die den äußeren Bremsbelägen 23 gegenüberliegen. Dazu sind am Maschinengestell 1 geeignete Tragkörper 24 für diese inneren Bremsbeläge 25 angeordnet.

Grundsätzlich ist es auch möglich, eine solche Bremsvor­ richtung 18 auch an dem zweiten Umlenkhebel 8 oder an den Zugstangen 7 anzubringen. Sofern es darum geht, bei den Umlenkhebeln 8 die Schwenkbewegung um den Achskörper 17 zu unterbinden, ist es zweckmäßig, an der Lasche 19 oder einer entsprechenden Traverse die Bremsbeläge 23 mit größtmöglichem Abstand von dem Achskörper 17 anzuordnen.

Fig. 4 veranschaulicht die Kinematik des Preßbalken­ antriebs. Man erkennt insbesondere, daß die Anlenk­ punkte 14 und 15 der Koppel 9 bei einer Verschwenkung der Umlenkhebel 8 Kreisbahnen beschreiben, welche jeweils zur zugehörigen Schwenkachse hin einen gleich­ langen Radius haben. Die beiden Kreisbogenabschnitte, auf denen sich die beiden Anlenkpunkte 14 und 15 be­ wegen, tangieren einander in demjenigen Punkt, der bei der Mittellage der Umlenkhebel 8 auf der gemeinsamen Verbindungsgeraden der Schwenkachsen 17 und der Anlenkpunkte 26 zwischen den Umlenkhebeln 8 und den Zugstangen 7 liegt. Aus dieser Mittellage heraus sind die Umlenkhebel 8 jeweils um einen gleichgroßen Schwenkwinkel β sowohl nach oben als auch nach unten hin, also in positiver wie auch in negativer Richtung bis zu der oberen und unteren Endlage ver­ schwenkbar. In Fig. 4 ist jeweils nur die untere End­ lage in gestrichter Darstellung wiedergegeben. Durch die optimierte Länge der Koppel 9 und entsprechend den optimierten Abstand zwischen den beiden Anlenk­ punkten 14 und 15 der Koppel 9 nehmen beide Umlenk­ hebel 8 in Bezug auf die quasisymmetrische Mittellage den exakt gleichen Schwenkwinkel β ohne Fehlerstellung ein, so daß sich auch in den Endlagen eine quasi­ symmetrische Ausrichtung der Umlenkhebel 8 ergibt. Beide Umlenkpunkte 14 und 15 legen jedoch auf den ihnen zugehörigen Kreisbahnabschnitten mit dem Durch­ laufen der Zwischenlagen geringfügig voneinander ab­ weichende Weglängen zurück, so daß in diesen Zwischen­ lagen die beiden β -Winkel etwas voneinander differieren, was jedoch aus den vorerwähnten Gründen vernachlässigbar ist.

Claims (8)

1. Antriebsvorrichtung für den Preßbalken einer Papier­ schneidemaschine mit beidendig am Preßbalken ange­ lenkten, etwa parallel zueinander nach unten ge­ führten Zugstangen, die an den Außenarmen von doppelarmigen Umlenkhebeln angelenkt sind, welche unterhalb des Preßbalkens im wesentlichen in der von diesem und den Zugstangen aufgespannten Ebene sowie weitgehend spiegelsymmetrisch zur Mittelsenk­ rechten des Preßbalkens liegen und an ihren Innen­ armen von einem Hydraulikzylinder beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenarme (13) der Umlenkhebel (8) mittels einer Koppel (9) mitein­ ander verbunden sind, deren Anlenkpunkte (14, 15) bezogen auf die Schwenkachse (17) des jeweils zu­ gehörigen Umlenkhebels (8) gleichlange Schwenkradien haben sowie entlang einander tangierender Kreisbögen bewegbar sind und einen solchen Abstand haben, daß bei der Mittellage und den beiden dazu den gleichen Schwenkwinkel einnehmenden Endlagen der Umlenkhebel (8) der Schwenkwinkelfehler zwischen dem einen und dem anderen Umlenkhebel (8) gleich Null ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (10) ein einfach wirkender Zylinder ist und an einem der Umlenkhebel (8) oder einer der Zugstangen (7) ein doppelt wirkender Hilfszylinder (11) angelenkt ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkraft des Hilfszylinders (11) auf die für die Schnittan­ deutung zulässige Preßkraft unter restlicher Kompensation des Preßbalkengewichtes einstell­ bar ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem der Umlenkhebel (8) oder einer der Zugstangen (7) eine die Absenkung des Preßbalkens (6) infolge Eigengewicht hemmende Bremsvorrichtung (18) angeordnet ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkraft des Hilfszylinders (11) auf die für die Schnitt­ andeutung zulässige Preßkraft unter Kompensation der Bremskraft der Bremsvorrichtung (18) ein­ stellbar ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (18) einen Halter (19) mit zumindest einem daran quer zum Umlenkhebel (8) oder der Zug­ stange (7) verschieblichen Reibbelag (23) aufweist, der unter der Kraft einer Feder oder eines Federnpaketes (21), das sich am Halter (19) abstützt, den Umlenkhebel (8) bzw. die Zugstange (7) beaufschlagt.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkhebel (8) bzw. die Zugstange (7) in Querrichtung schwimmend aufgehängt sind und an ihrer dem be­ aufschlagenden Reibbelag (23) gegenüberliegenden Seite ein weiterer, gestellfester Reibbelag (25) angeordnet ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (19) aus einer auf die Achse (17) des Umlenkhebels (8) ver­ drehsicher aufgesetzten Lasche besteht, an der zumindest ein Reibbelag in radialem Abstand von dieser Achse (17) angeordnet ist.