DE4130799A1 - Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Längsschneidemaschine mit einer angetriebenen Untermesserwelle mit darauf ange­ ordneten Untermessern und zugeordneten, gesondert gehalter­ ten Obermessern, wobei die die Obermesser tragenden Messerhalter eine Vorrichtung zum Heranführen der Obermesser an die Untermesser und einen die Obermesser seitlich gegen die Untermesser drückenden Messerkopf aufweisen.

Eine gattungsgemäße Ausrüstung für Längsschneidemaschinen ist beispielsweise in der DE-PS 38 41 576 beschrieben, in der allerdings auf die Untermesseranordnung nicht eingegangen ist. Bei der daraus bekannten Obermesseran­ ordnung wird sowohl das Absenken des Obermessers wie auch dessen seitliches Anstellen an das Untermesser über pneumatische angetriebene Anordnungen vorgenommen; alternativ sind dazu aus dem Stand der Technik auch hydraulische Antriebsanordnungen bekannt. Statt eines absenkbaren Obermessers kann das Hinführen des Obermessers zum Untermesser auch über Einschwenken des Obermessers vorgenommen sein.

Mit einem derartigen Antriebssystem ist der Nachteil verbunden, daß bei dessen Einsatz insbesondere keine unmittelbaren Meßdaten über die Messereinstellung sowie die Andrückeinstellung gewonnen werden können, so daß sich Probleme hinsichtlich der Reproduzierbarkeit von Schneidvorgängen ergeben. Als unerwünschte Folgen bisher nicht reproduzierbarer Messereinstelldaten sind schlechte Schnittqualitäten an den Schneidkanten der Material­ bahnen sowie ein hoher Messerverschleiß festzustellen. Maßgeblich für den Messerverschleiß ist insbesondere die nicht ausreichende Feinregelung der Anpreßkraft, die beim Betrieb der Längsschneidemaschine zwischen Obermesser und Untermesser Schwingungen auftreten läßt, welche die eingestellte Anpreßkraft überlagern; diese Schwingungen ergeben impulsartige Belastungen insbesondere des Obermessers und führen in Abhängigkeit vom Messermaterial leicht zu Ausbrüchen derSchneide. Derartige Ausbrüche verändern bereits das Gleichlaufverhalten des Messers durch eine auftretende Unwucht, wodurch die Schwingungen wiederum vergrößert werden und der Verschleiß­ gradient des Messers steigt.

Als Folge davon treten bei bekannten Längsschneidemaschinen nicht nur Ausschuß, sondern auch Stillstandzeiten für die Beseitigung von Störfällen auf, die als Folge nicht reproduzierbarer Messereinstelldaten auftreten. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die Antriebssysteme mechanisch relativ träge sind und daher den Anforderungen hochmoderner Schneidmaschinen nicht mehr gerecht werden, welche im Hinblick auf die sehr großen Schnittgeschwindigkei­ ten häufig über eine mikroprozessorgestützte Steuerung verfügen, in welche jedoch die relativ trägen Antriebssysteme für die Obermessereinheiten nicht integrierbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Längsschneidemaschine mit den gattungsgemäßen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, die reproduzierbare Schnitt­ daten schafft und im übrigen hinsichtlich der Obermesser­ einheiten besser steuerbar und einstellbar ist; ein besonderes Augenmerk gilt dabei der Regelung der Anpreß­ kraft des Obermesers gegen das Untermesser.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht vor, daß als Antrieb für die Absenkvor­ richtung ein Elektromotor mit einer spannungsabhängigen Regelung des Absenkvorganges und als Antrieb für die Andrückvorrichtung ein Elektromotor mit einer stromab­ hängigen Regelung des Andrückvorganges vorgesehen sind; die Elektromotoren sind dabei als geregelte Schrittmotoren ausgeführt. Alternativ kann als Elektroantrieb auch ein Elektromagnet vorgesehen sein. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die Steuerung für die in der Obermessereinheit ablaufenden Vorgänge reproduzierbar ist, weil die jeweiligen Stellungen des Obermessers besser ansteuerbar, regelbar und in ihren Endlagen meßbar sind, so daß damit eine hinreichende Datengrundlage für die Reproduktion von abgewickelten Schneidvorgängen zur Verfügung steht. Ferner erlaubt die Erfindung eine Zentralisierung der Steuerung über zentrale Steuereinheiten für mehrere Obermessereinheiten und damit eine Vereinheitlichung der Schneidvorgänge.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge­ sehen, daß eine den Motoren zugeordnete Schaltung den Absenkvorgang und den Andrückvorgang nacheinander ohne zeitliche Überschneidung ansteuert, wobei vorteilhaft für den Antrieb des Absenkvorganges wie auch für den Antrieb des Andrückvorganges ein gemeinsamer Elektromotor mit unterschiedlicher Regelung vorgesehen ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Steuerung des den Andrückvorgang bewirkenden Elektromotors ein die Anpreßkraft des Obermessers gegen das Untermesser erfassende Meß- und Signalvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise aus einem als Drucksensor wirkenden Dehnungsmeß­ streifen oder aus einem Piezoelement besteht. Insoweit ist die Regelung des Elektromotors durch Soll/lst-Vergleich ermöglicht.

Nach einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Umsetzung der Stellbewegung des Motors in die Bewegung eines geführten Schlittens als Messerträger über Spindeln, wobei der Elektromotor über ein Getriebe oder eine Zahnstange unmittelbar mit einer entlang der Absenkachse angeordneten Spindel und über einen Zahnriementrieb mit einer entlang der Andrückachse angeordneten Spindel verbunden ist, wobei die in der Andrückachse angeordnete Spindel als Kugelrollspindel ausgebildet ist. Alternativ zu den Spindeln können auch andere Linearmodule, zum Beispiel Zahnstangen oder Spindel-Mutter-Triebe Verwendung finden.

Der durch die beiden Spindeln beaufschlagte Schlitten ist sowohl in der Absenkachse verfahrbar als auch in der Andrückachse, und es ist vorgesehen, diesen Schlitten zweckmäßig als Kreuzschlitten auszubilden, der beide Spindeln in sich aufnimmt und daher in beiden Achsen verfahrbar ist. Mit einem Kreuzschlitten ist der Vorteil einer entsprechenden Steifigkeit der Führungen verbunden, so daß Maschine wie auch Messerhalter möglichst geringe Eigenschwingungen aufweisen.

Zur Führung des Schlittens längs der zugehörigen Achsen sind parallel zu den Spindeln angeordnete Stahlwellen­ führungen vorgesehen, wobei die in der Absenkachse ange­ ordnete Stahlwellenführung in zugeordneten Lagerböcken gehalten ist.

Soweit bei einem Ausführungs­ beispiel der Elektromotor über eine an ihn gekoppelte Zahnriemenscheibe die Kugelrollspindel zur seitlichen Bewegung des Messerträgers in Richtung der Andrückachse beaufschlagt, soll nach der vorliegenden Erfindung zwischen der Zahnriemenscheibe und der Kugelrollspindel eine Kupplung mit einer Regelung des Übertragungsmomentes angeordnet sein, um die über die Kugelrollspindel ausgeübte Andrückkraft für das Obermesser mit größerer Empfindlichkeit regeln zu können. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die entsprechende Kupplung hierzu beispielsweise als Magnetpulverkupplung ausgeführt, deren Übertragungsmoment dem beaufschlagten Strom proportional ist, und die somit die Kupplung zwischen der Zahnriemenscheibe und der Kugelrollspindel in Abhängigkeit von ihrer Bestromung regelt. Auf diese Weise steht mit der Kupplung eine weitere Regelgröße zur Verfügung, um die Andrückkraft entsprechend einzustellen. Alternativ können aber auch andere Kupplungssysteme Verwendung finden, die nach dem Prinzip eines Dauerschlupfes in ihrer Momentübertragung regelbar sind.

Weiterhin sind an den Messerhaltern der erfindungsgemäßen Längsschneidemaschine Sensoren vorgesehen, die in zweck­ mäßiger Weise bestimmte Abstände automatisch ermitteln und die daraus folgenden Signale an eine Steuereinheit für die Längsschneidemaschine beziehungsweise die Messerhalter übermitteln.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an dem Schlitten als Halter für den Messerträger des Obermessers über der Schneidkante des Obermessers sitzend ein Sensor angeordnet, welcher den Abstand zur Messerschneidkante fort­ laufend mißt. Damit ist in vorteilhafter Weise die Möglich­ keit gegeben, in einfacher Weise eine Kontrolle der Über­ lappungstiefe vorzunehmen. Darüber hinaus ist es in vorteil­ hafter Weise möglich, auf eine Veränderung der Überlappungs­ tiefe zu reagieren, die insbesondere dann auftritt, wenn nachgeschliffene Messer mit einem anderen Messerdurchmesser in der Schneidemaschine eingesetzt werden. Bei Verwirk­ lichung der Erfindung ist es dann nicht mehr erforderlich, die Messer vor ihrer Montage einzeln zu vermessen und mit einer entsprechenden Dateneingabe halterbezogen zu mon­ tieren. Stellt der diesbezügliche Sensor vielmehr eine Ver­ änderung des Abstandes fest, so kann diese Abstandsver­ änderung der Steuereinheit übermittelt und dort in eine entsprechende Nachregelung der vertikalen Absenkung des Messerträgers umgesetzt werden, so daß die Überlappung zwischen Obermesser und Untermesser trotz eines geänderten Messerdurchmessers mit der erforderlichen Genauigkeit einzuhalten ist.

Nach einem weiteren Ausführungsbeipiel der Erfindung kann zusätzlich an der dem Untermesser zugewandten Unterseite des Messerhalters ein Sensor angeordnet sein, welcher den Ab­ stand zwischen dem Messerhalter und dem Untermesser in Richtung der Absenkachse der Obermessereinheit feststellt, und aufgrund der unveränderbaren Zuordnung des Messerträgers der Obermessereinheit zum Messerhalter ist auch über diesen Sensor die Überlappungstiefe zwischen Obermesser und Unter­ messer genau einzustellen. Dieser Sensor kann daher zweck­ mäßig beim Einrichten der Längsschneidemaschine herangezogen werden, da dieser Sensor jedenfalls dann arbeitsfähig ist, wenn sich zwischen dem Messerhalter und dem Untermesser noch keine Materialbahn befindet. Ist der Messerhalter hier über diesen Sensor in die Sollstellung gebracht, kann dann in Kombination mit dem weiteren Sensor zur Bestimmung des Ab­ standes zur Schneidkante des Obermessers die einmal einge­ stellte Überlappung eingehalten werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Sensoren mit einer Steuereinheit für die Obermesser­ einheit gekoppelt sind, so daß die von den Sensoren ermittelten Daten in eine Maschinensteuerung umsetzbar sind. Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß die Steuereinheit einen Auswerte- und Anzeigeteil zur Dokumentation von verschleißabhängigen Kenngrößen aufweist, weil damit die Möglichkeit besteht, im Sinne einer vorbeugenden Wartung schon frühzeitig auftretende Fehler zu erkennen beziehungs­ weise zu vermeiden. Zweckmäßig ist es dabei, die Steuerein­ heit über eine geeignete Schnittstelle mit einem Prozeßrechner zu verbinden, um entsprechende Überwachungs- und Meldeabläufe zu automatisieren.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an der Längsschneidemaschine als Beschleunigungsaufnehmer ausge­ legte Sensoren zur Ermittlung von Verschleißdaten ange­ ordnet, wobei die aktuellen Ist-Daten in der Steuereinheit mit den zugeordneten Soll-Werten zu vergleichen sind, so daß über entsprechende Abweichungen eine Schadenfrüherkennung im Sinne einer präventiven Wartung möglich ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist der Schlitten hinsichtlich seiner Bewegung in der Absenkachse mit einer Bremse versehen, die nach Erreichen der zugeordneten Endstellungen des Schlittens in der angehobenen und in der abgesenkten Stellung des Obermessers aktivierbar ist. An den Enden der jeweiligen Bewegungsachsen für den Schlitten sind Endschalter angeordnet, die mit der Motorsteuerung gekoppelt sind; vorzugsweise sind diese Endschalter als nullspannungs­ sichere Näherungsschalter ausgebildet.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß für mehrere Obermessereinheiten eine zentrale Steuereinheit für die Stellmotoren der Obermesser­ einheiten vorgesehen ist und daß alle Endschalter der einzelnen Obermessereinheiten mit der Steuereinheit verbunden sind. Damit ist sichergestellt, daß der Funktions­ ablauf in der Obermessereinheit in sich regelbar und gleichzeitig auch mit den Steuervorgängen in parallel angeordneten Obermessereinheiten zusammenschaltbar ist.

Bei einer Längsschneidemaschine stellt sich das besondere Problem, daß die Anpreßkraft des Obermessers gegen das Untermesser sowie die durch Toleranzen beziehungsweise Unwuchten bedingten Schwingungen zwischen Obermesser und Untermesser über die von dem Elektromotor angesteuerte Horizontal-Spindel nicht in genügender Weise aus­ geregelt werden kann, so daß die zwischen Obermesser und Untermesser auftretenden Schwingungen den Verschleiß des Messers trotz exakter eingestellter Anpreßkraft ungünstig beeinflussen. In einer besonderen Ausführungs­ form liegt daher der Erfindung die ergänzende Aufgabe zugrunde, eine Feinregelung zur Beseitigung der zwischen Obermesser und Untermesser auftretenden Schwingungen vorzusehen.

Als Lösung ist bei einem besonders bevorzugten Ausführungs­ beispiel dazu eine an das Obermesser gekoppelte Dämpfungs­ vorrichtung zum Ausgleich der zwischen Obermesser und Untermesser auftretenden Schwingungen vorgesehen, wobei diese auftretenden Schwingungen durch eine die Dämpfungs­ vorrichtung steuernde Meßvorrichtung erfaßt werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Dämpfungsvorrichtung eine mit Phasenverschiebung von 180 Grad zur auftretenden Schwingung zwischen Obermesser und Untermesser auf das Obermesser zu übertragende Gegen­ schwingung gleicher Größe. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Dämpfungsvorrichtung beispiels­ weise entweder als ein über ein Magnethebelsystem mit der Messergeschwindigkeit angepaßter Rotationsgeschwindigkeit bewegter Exzenter ausgebildet sein; alternativ kann die Dämpfungsvorrichtung aus einer die Gegenschwingung auf das Obermesser übertragenden Membrane bestehen, welche ihrerseits von der Meßvorrichtung beaufschlagt ist; weiterhin besteht eine Möglichkeit darin, einen die Gegenschwingung auf das Obermesser übertragenden Resonanzkörper vorzusehen, der seinerseits durch Be­ schallung entsprechend der gemessenen Schwingung zwischen Obermesser und Untermesser in Schwingung versetzt wird.

Die Größe der zwischen Obermesser und Untermesser herrschenden Schwingungen läßt sich mittels eines entsprechend angeordneten Dehnungsmeßstreifens oder eines Piezoelementes messen und als Vorgabe auf die Dämpfungsvorrichtung übertragen. Es versteht sich, daß hierzu ein entsprechender Rechner vorzusehen ist.

Mit einer derartigen Dämpfungsvorrichtung sind weitere Vorteile verbunden; so gibt die ständige Erfassung der Ist-Schwingungen die Möglichkeit eine Beschädigung des Messers frühzeitig zu erkennen und somit die Maschine gezielt bis zu einer geplanten Reparatur auszufahren, womit unvorhergesehene und damit den Betriebsablauf erheblich störendere Stillstandszeiten vermieden sind. Weiterhin ist es möglich, aufgrund dieser Überwachung auch andere, vorzugsweise härtere, jedoch damit auch sprödere Werkstoffe zur Fertigung der Messerschneiden einzusetzen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen

Fig. 1 eine Längsschneidemaschine mit Obermesser­ und Untermesseranordnung in einer vereinfachten Prinzipdarstellung,

Fig. 2 eine Obermessereinheit der Stellvorrichtungen in einer schematischen-Darstellung,

Fig. 3 eine Obermessereinheit der Stellvorrichtungen mit zugeordneten Sensoren.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist in der Längsschneide­ maschine eine Untermesserwelle 10 angeordnet, die ihrerseits von einem nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt wird; auf dieser Untermesserwelle sitzen im Abstand, beispielsweise von 6 mm, Untermesser 11.

Den Untermessern zugeordnet sitzen auf einer Verbindungs­ stange 29 vorzugsweise mehrere mit Abstand zueinander, beispielsweise mit 150 mm, angeordnete Obermesserein­ heiten 12, die seitlich in Richtung der Pfeile 16 verschieb­ bar sind, um unterschiedliche Schnittbreiten an der Maschine einzustellen.

Jede Obermessereinheit 12 umfaßt eine Absenkvorrichtung 13 und eine seitliche Andrückvorrichtung 14, an deren Ende das Obermesser 15 sitzt; wird das Obermesser 15 in der abgesenkten Stellung gegen das Untermesser 11 gedrückt, so ergibt sich ein von dem Untermesser ausgehender Antrieb für das nicht getriebene Obermesser. In der Zeichnung ist ergänzend mit 17 die Absenkachse und mit 18 die Andrückachse bezeichnet.

Aus Fig. 2 ergibt sich nun näher die Ausbildung einer Obermessereinheit 12; bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel ist ein Stellmotor 19 über ein Getriebe 20 mit einer Spindel 21 verbunden, die in Richtung der Absenkachse 17 angeordnet ist. Auf der Spindel 21 ist ein Schlitten 24 verschiebbar, und zur besseren Führung des Schlittens sind seitliche Stahlwellenführungen 23 in zugeordneten Lagerböcken angeordnet.

Der Schlitten 24 ist bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel als Kreuzschlitten ausgebildet, der neben seiner Verschiebung in Richtung der Absenkachse 17 auch eine seitliche Bewegung in Richtung der Andrückachse 18 vollziehen kann. Hierzu ist der Schlitten 24 über in der Andrückachse 18 angeordnete Stahlwellenführungen 27 geführt und über eine Spindel 25 bewegbar, die ihrerseits mittels einer Zahnriemenscheibe 26 und eines nicht weiter dargestellten Zahnriemens mit dem Stellmotor 19 verbunden ist. An dem Schlitten 24 sitzt ein Messerträger 28 für das Ober­ messer 15, so daß die seitliche Verschiebung in Richtung der Andrückachse 18 das Obermesser 15 in Anlage an dem Untermesser 11 bringt.

ln der Zeichnung sind einige Funktionsdetails nicht dargestellt, die aber Bestandteil der Erfindung sein können. So kann in dem Schlitten 24 eine Bremse vorge­ sehen sein, die nach Erreichen der zugeordneten Schnitt­ position den Schlitten 24 in der Absenkachse festsetzt und damit ein mögliches Absinken bei Netzausfall oder aufgrund von Erschütterungen, die von den hochrotierenden Messern herrühren, vermieden ist. Die Bremse kann gleich­ falls den Schlitten in der oberen Endstellung festsetzen, in welcher die Ausgangsposition für die jeweilige Ansteuerung des Schneidvorganges festgelegt ist.

Weiterhin weist die Obermessereinheit 12 an den Enden der jeweiligen Bewegungsbahnen Endschalter auf, die mit der Motorsteuerung verbunden sind, so daß bei Erreichen dieser Endstellungen keine weitere Antriebsenergie für den Schlitten 24 vermittelt wird. Diese Endschalter sind vorzugsweise als nullspannungssichere Näherungs­ schalter ausgeführt.

Zwischen der Zahnriemenscheibe 26, welche in einer nicht dargestellten Weise mit dem Motor 19 in Verbindung steht und der Kugelrollspindel 25 zur seitlichen Bewegung des Messer­ trägers 28 ist eine Kupplung 30 angeordnet, die im vorliegenden Fall als Magnetpulverkupplung ausgebildet und in Abhängigkeit von der Regelung der Andrückkraft mit Strom beaufschlagbar ist. Durch die Einschaltung dieser Kupplung ist eine vergleichsweise feine Regelung der Andrückkraft für das Obermesser 15 an das Untermesser 11 möglich.

An dem Schlitten 24 ist oberhalb des Obermessers 15 über dessen Schneidkante sitzend ein Sensor 31 angebracht, der den Abstand zwischen dem Sensor 31 und der Schneidkante des Obermessers 15 mißt. Kommt es zu einem Verschleiß des Ober­ messers, so vergrößert sich dieser Abstand, und diese Ab­ standsvergrößerung kann in eine Nachregelung der Überlappungstiefe zwischen Obermesser 15 und Untermesser 11 umgesetzt werden.

An der Unterseite der am Messerhalter ortsfest angeordneten Lagerböcke 22 ist ein weiterer Sensor 32 angeordnet, welcher den Abstand zu den darunter sitzenden Untermessern 11 be­ stimmt. Mit Hilfe dieses Sensors kann beim Einrichten der Längsschneidemaschine die Überlappungstiefe zwischen Ober­ messer 15 und Untermesser 11 sehr genau eingestellt werden, indem der Schlitten 24 in Richtung der Absenkachse des Messerhalters längs der Spindel 21 verfahren wird, bis der Sensor 32 einen Abstand zum Untermesser 11 anzeigt, welcher unter Berücksichtigung der Anordnung des Messerträgers 28 in dem Schlitten 24 die gewünschte Überlappungstiefe zwischen Obermesser 15 und Untermesser 11 ergibt.

Aus der Fig. 3 ist ferner die Anordnung von zusätzlichen Sen­ soren 33 ersichtlich, die als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet und an entsprechend beanspruchten Teilen der Längsschneidemaschine angeordnet sind. Über die Beschleu­ nigungsaufnehmer werden insbesondere die beim Betrieb der Längsschneidemaschine entstehenden Schwingungen gemessen, und die im Betrieb ermittelten Ist-Werte sind mit einer Soll-Kurve vergleichbar, die beispielsweise beim Einfahren der Maschine im Neuzustand aufstellbar ist. Aus der Ab­ weichung zwischen der Soll-Kurve und den ermittelten Ist- Werten sind dann Rückschlüsse über auftretende Verschleißerscheinungen zu ziehen, so daß im Wege einer vorbeugenden Wartung eingegriffen werden kann. Da diese Werte auch einer zentralen Steuereinheit übermittelt werden können, ist der Ablauf der diesbezüglichen Kontrolle und Anzeige automatisiert.

Soll eine erfindungsgemäße Längsschneidemaschine für einen Schneidvorgang vorbereitet werden, so ist sicherzustellen, daß jede Obermessereinheit 12 mit zugeordnetem Obermesser 15 zwischen zwei Untermessern 11 steht, was eine entsprechende Überwachung der Stellung der Obermessereinheiten 12 auf der Stange 29 in Richtung der Achse 16 voraussetzt. Ist diese Stellung überprüft, so erfolgt das Absenken des Schlittens 24 in Richtung der Absenkachse 17 bis zu einer vorgegebenen Stellung. Beim Absenkvorgang wird der Stellmotor 19 spannungsabhängig geregelt und positioniert das Obermesser 15 mit einer Genauigkeit von +/-0,1 mm, wobei nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei einstellbare Geschwindigkeiten für die Bewegung des Schlittens 24 in Richtung der Achse 17 vorgesehen sein können; in einem Annäherungsbereich kann eine größere Geschwindigkeit gefahren werden, als bei Annäherung an die vorgewählte Position zum Überlappen mit dem Unter­ messer, so daß dieser Annäherungsvorgang mit einer ge­ ringeren Geschwindigkeit vollzogen wird.

Hat der Schlitten in Richtung der Absenkachse 17 seine Position erreicht, so erfolgt ohne zeitliche Überlappung nun über die Zahnriemenscheibe 26 ein Antrieb der Spindel 25 für die Verschiebung des Schlittens 24 in Richtung der Andrück­ achse 18, und während dieses Verschiebevorganges wird der Motor 19 stromabhängig geregelt; mit zunehmendem Andruck des Obermessers an das Untermesser erreicht nämlich der dadurch verursachte Anstieg des Motorstroms einen Wert, der dem umgerechneten Wert der Druckvorgabe zwischen den Messern entspricht; weiterhin wird über einen ent­ sprechend vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen die ausgeübte Anpreßkraft gemessen. Durch stetiges Regeln und Nach­ regeln kann die Motorsteuerung für ein annähernd konstantes Moment sorgen, welches den Andruck mit einer zugelassenen Toleranz von ± 10% des Sollwertes stabil hält; beispiels­ weise ist der Andruck auf Werte zwischen 1,5 und 8,5 kp programmierbar.

Bei einer einmal eingestellten Anpreßkraft ist aufgrund der vorgesehenen Dämpfungsvorrichtung nun eine Feinsteuerung der Anpreßkraft mit Ausgleich der zwischen Obermesser und Untermesser wirkenden Schwingungen möglich, indem an dem Obermesser die auftretenden Schwingungen durch entsprechende Gegenschwingungen ausgeregelt werden.

Soweit nach dem Abschluß des Schneidvorganges der Schlitten wieder seine Ausgangsposition in der angehobenen Stellung eingenommen hat, kann die dadurch verursachte Meldung der Endschalter kontrolliert werden und den Hinweis ergeben, daß alle Obermessereinheiten in ihrer Ausgangs­ stellung sind und somit für den nächsten Schneidvorgang zur Verfügung stehen.

Besonders vorteilhaft ist eine entsprechende Steuerung dann, wenn mehrere Obermessereinheiten 12 an eine zentrale Steuereinheit für die zugeordneten Stellmotoren 19 gekoppelt sind, wobei insbesondere auch die Endschalter an diese zentrale Einheit angeschlossen sind, damit die hiervon ausgehenden Meldungen zentral erfaßt werden können. Eine solche Zentraleinheit erleichtert dann nicht nur die Bedienung der Längsschneidemaschine, sie gibt auch die Möglichkeit, die Schneidvorgaben zwischen den einzelnen Obermessereinheiten 12 exakt gleich einzustellen, so daß alle Obermessereinheiten 12 den Schneidvorgang mit den gleichen Schneiddaten vollziehen.

Nach der Erfindung ist ebenfalls vorgesehen, die bei Verwirklichung der Erfindung benötigten Signal- und Steuervorrichtungen kompatibel mit an heute betriebenen Längsschneidemaschinen-Anlagen vorhandenen handelsüblichen Steuer- bzw. Regelsystemen auszubilden, damit insoweit Kombinationen von herkömmlichen Längsschneidemaschinen und erfindungsgemäßen Maschinen möglich sind und auf vorhandene Schnittstellen zurückgegriffen werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (34)

1. Längsschneidemaschine mit einer angetriebenen Unter­ messerwelle mit darauf angeordneten Untermessern und zugeordneten, gesondert gehalterten Obermessern, wobei die die Obermesser tragenden Messerhalter eine Vorrichtung zum Heranführen der Obermesser an die Untermesser und einen die Obermesser seitlich gegen die Untermesser drückenden Messerkopf aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Absenkvorrichtung (13) ein Elektromotor (19) mit einer spannungsabhängigen Regelung des Absenkvorganges und als Antrieb für die Andrückvorrichtung ein Elektromotor (19) mit einer stromabhängigen Regelung des Andrückvorgangs vorgesehen sind.

2. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Andrückvorrichtung ein Elektromagnet vorgesehen ist.

3. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Elektroantrieben (19) zugeordnete Schaltung, welche den Absenkvorgang und den Andrückvorgang nacheinander ohne zeitliche Überschneidung ansteuert.

4. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des den Andrückvor­ gang des Obermessers (15) bewirkenden Elektromotors (19) eine die Anpreßkraft des Obermessers (15) gegen das Untermesser (11) erfaßende Meß- und Signal­ vorrichtung vorgesehen ist.

5. Längsschneidemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Drucksensor ausgebildete Meßvorrichtung aus einem Dehnungsmeßstreifen besteht.

6. Längsschneidemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meß- und Signalvorrichtung ein Piezoelement vor­ gesehen ist.

7. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb des Absenkvorganges und den Antrieb des Andrückvorganges ein gemeinsamer Elektromotor (19) mit unterschiedlicher Regelung vorgesehen ist.

8. Längsschneidemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (19) über ein Getriebe (20) unmittelbar mit einer in Richtung der Absenkachse (17) der Obermessereinheit (12) angeordneten Spindel (21) und mit einer in Richtung der Andrückachse (18) der Obermessereinheit (12) angeordneten Kugelrollspindel (25) über einen Zahn­ riementrieb verbunden ist.

9. Längsschneidemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (19) über eine Zahnstange mit der Spindel (21) verbunden ist.

10. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der das Obermesser (15) haltende Messerträger (28) an einem längs der Spindel (21) in Richtung der Andrückachse (18) angeordnete Kugel­ rollspindel (25) seitlich verfahrbar ist.

11. Längsschneidemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten als ein beide Spindeln (21, 25) in sich aufnehmender Kreuzschlitten (24) ausgebildet ist.

12. Längsschneidemaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Obermesser (15) unmittelbar an dem Schlitten (24) gehaltert ist.

13. Längsschneidemaschine nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Führung des Schlittens (24) längs der in Richtung der Achsen (17, 18) angeordneten Spindeln (21, 25) zusätzliche Geradführungen (23, 27) vorgesehen sind, wobei die in Richtung der Absenkachse (17) angeordnete Geradführung (23) in zugeordneten Lagerböcken (22) gehalten ist.

14. Längsschneidemaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradführungen (23, 27) als Stahlwellenführungen ausgebildet sind.

15. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer vom Motor (19) angetriebenen Zahnriemenscheibe (26) und der Kugelrollspindel (25) eine Kupplung (30) mit einer Regelung des Übertragungsmomentes angeordnet ist.

16. Längsschneidemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (30) als Magnetpulverkupplung ausgebildet ist.

17. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (24) als Halter für den Messerträger (28) des Obermessers (15) über der Schnittkante des Obermessers (15) sitzend ein Sensor (31) zur Messung des Abstandes zur Messerschneid­ kante angeordnet ist.

18. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Untermesser (11) zugewandten Unterseite (22) der Obermessereinheit (12) ein Sensor (32) zur Bestimmung des Abstandes der Obermessereinheit (12) zum Untermesser (11) angeordnet ist.

19. Längsschneidemaschine nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (31, 32) mit einer Steuereinheit für die Obermessereinheit (12) gekoppelt sind.

20. Längsschneidemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit einen Auswerte- und Anzeigeteil zur Dokumentation von verschleißabhängigen Kenngrößen aufweist.

21. Längsschneidemaschine nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über eine geeignete Schnittstelle mit einem Prozeßrechner verbindbar ist.

22. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß an der Längsschneidemaschine als Beschleunigungsaufnehmer ausgelegte Sensoren (33) zur Ermittlung von Verschleißdaten angeordnet sind.

23. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (24) hinsichtlich seiner Bewegung in Richtung der Absenkachse (17) mit einer Bremse versehen ist, die nach Erreichen der zugeordneten Endstellungen des Schlittens (24) in der angehobenen und in der abgesenkten Stellung des Schlittens (24) aktivierbar ist.

24. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Bewegungsachsen (17, 18) Endschalter angeordnet sind, die mit der Motorsteuerung gekoppelt sind.

25. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere Obermessereinheiten (12) eine zentrale Steuereinheit für die Stellmotoren (19) der Obermessereinheiten (12) vorgesehen sind und daß alle Endschalter der einzelnen Obermessereinheiten (12) mit der Steuer­ einheit verbunden sind.

26. Längsschneidemaschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine an das Obermesser (15) gekoppelte Dämpfungsvorrichtung zum Ausgleich der zwischen Obermesser (15) und Untermesser (11) auftretenden Schwingungen.

27. Längsschneidemaschine nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine die Dämpfungsvorrichtung steuernde Meß­ vorrichtung für die zwischen Obermesser (15) und Untermesser (11) auftretenden Schwingungen.

28. Längsschneidemaschine nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung an dem Obermesser (11) eine mit Phasenverschiebung von 180 Grad zur jeweiligen zwischen Obermesser (15) und Untermesser (11) auftretenden Schwingungen auf das Obermesser (15) zu übertragende Gegenschwingung gleicher Größe erzeugt.

29. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einem über ein Magnethebelsystem mit der Messer­ geschwindigkeit angepaßter Rotationsgeschwindigkeit bewegten Exzenter gebildet ist.

30. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einer die Gegenschwingung auf das Obermesser (15) übertragenden Membrane besteht, die ihrerseits von der Meßvorrichtung beaufschlagt ist.

31. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus einem die Gegenschwingung auf das Obermesser (15) übertragenden Resonanzkörper besteht, der seinerseits entsprechend den Meßwerten durch Beschallung in Schwingung versetzt wird.

32. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung aus einem die Feinschwingung des Obermessers (15) erfassenden Dehnungsmeßstreifen besteht.

33. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung aus einem Piezoelement besteht.

34. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet durch eine mit an bestehenden Anlagen vorhandenen, handelsüblichen Steuer- und Regelsystemen kompatible Signal- und Steuervorrichtung.