EP3248743A1 - Schneidemaschine - Google Patents
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- EP3248743A1 EP3248743A1 EP16171712.9A EP16171712A EP3248743A1 EP 3248743 A1 EP3248743 A1 EP 3248743A1 EP 16171712 A EP16171712 A EP 16171712A EP 3248743 A1 EP3248743 A1 EP 3248743A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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- B26D7/025—Means for holding or positioning work with clamping means acting upon planar surfaces
Definitions
- the invention relates to a cutting machine for cutting material to be cut, with an actionable on the material to be cut working means, wherein a lifting and / or lowering movement of the working means is effected by means of a hydraulically operated power means.
- the working means are in particular a cutting blade or a pressing beam of the cutting machine.
- the press beam serves to press the material to be cut before the cut.
- the press beam is mounted vertically movable in a machine frame and is lowered onto the stored on a table of the cutting machine Schneidgutstapel. If the material to be cut is fixed by the pressing beam, the cutting blade is lowered, in particular in an oscillating cut, and cuts through the material to be cut.
- the cutting knife is also stored in the machine frame.
- the working means - cutting blade or pressing bar - are thus to perform their function to raise and lower.
- both the lifting and lowering by means of the working fluid associated hydraulically operated power means can be carried out. It is sufficient to carry out only the lowering movement by means of the hydraulically operated power means, however, the lifting movement by external force means, such as springs. This applies in particular to the operation of the press bar.
- the cut material to be cut is, in particular, stacks formed from individual sheets.
- the individual sheets of paper or foil are, in particular, stacks formed from individual sheets.
- Safety circuits must be constructed in such a way that a diverse redundancy is guaranteed. As a result, safety circuits or safety channels must be constructed differently. This requires a considerable effort with regard to the safety-related components, in particular with regard to safety electronics.
- Object of the present invention is to develop a cutting machine of the type mentioned so that the effort to ensure safe operation of the cutting machine can be significantly reduced.
- the invention proposes a cutting machine for cutting material to be cut, with an actionable on the material to be cut before working means, wherein a lifting and / or lowering movement of the working means is effected by means of a hydraulically operated power means.
- a hydraulic system which includes the power means, a pump for conveying hydraulic fluid, a tank for hydraulic fluid and between the power means and the pump and between the power means and the tank two valves arranged one behind the other for controlling having the flow of hydraulic fluid, wherein the functionality of the working fluid is given only when controlled identical functional position of both valves.
- the functions of the cutting machine which relate to the working medium which can be acted upon on the material to be cut, could also be achieved only by the one of the valves.
- This one valve is suitable in the different switching positions to switch the hydraulic system in the required functional position of the working fluid.
- This basically sufficient one valve is supplemented by the identical in its functionality second valve, the two valves are arranged one behind the other. This means that the functionality of the working fluid is only guaranteed if both valves are actuated in their identical functional position. If the two valves - in faulty - in different functional position, is blocked by the malfunctioning valve control of the working fluid via the hydraulic system, so that the working fluid does not work.
- the malfunction is detected by the failing function of the working fluid. Due to failing function complex sensors are superfluous.
- the working means is designed as a cutting blade or pressing beam.
- the power means can be designed differently.
- the force means is designed as a hydraulic cylinder.
- the hydraulic cylinder may be formed with one or both sides acted upon piston.
- the working medium in particular the cutting blade or the pressing beam
- the working medium can not only be lowered but also lifted by means of the force means.
- the lifting movement of the working medium takes place in particular via external means.
- these external Means are preferably at least one spring, which cooperates with the working medium.
- a first line for hydraulic fluid is connected to a cylinder space of the hydraulic cylinder and this line continues in a branch line with second and third lines which extend via the two valves to the pump and to the tank continue.
- the first line thus splits into the branch line, hence the second and third line.
- the respective valve is designed as a 4/3-way valve.
- This directional control valve thus has three switch positions with four connections.
- the first line is preferably connected to a first cylinder space of the hydraulic cylinder, and a further line for hydraulic fluid connects the pump to a second cylinder space of the hydraulic cylinder.
- the hydraulic cylinder is designed such that the piston rod passes through the second cylinder space. The piston rod thus does not penetrate the first cylinder chamber. This results in concern of the substantially same pressure of the pump in both cylinder chambers different power ratios, since the piston area of the first cylinder chamber is greater than that of the second cylinder chamber.
- the two valves are in a position in which the flow from the pump to the power means is blocked and the flow from the force means to the tank is opened , As well as the pump hydraulic fluid promotes the further line to the power means.
- To perform a lifting movement of the working fluid is provided in both sides acted upon piston in particular that the two valves are in a position in which the flow from the pump via the valves to the power means open and the flow from the power to the tank is locked.
- the first line is connected to a cylinder space and the piston of the hydraulic cylinder can be reset by external means, counter to the impingement direction of the piston by hydraulic fluid.
- the first line is connected to the cylinder space, which passes through the piston rod.
- the external means is preferably designed as at least one spring, in particular these external means interact with the working means.
- the two valves are in a position in which the flow from the pump through the valves to the power means open and the flow from the power to Tank is locked.
- the two valves are preferably in a position in which the flow from the pump through the valves to the power means is blocked and the flow from the force medium to the tank is opened.
- Fig. 1 to 9 relating to the first embodiment, show for a cutting machine 1 a pressing beam 2, which is guided vertically in two lateral guides 3.
- This press bar 2 can be actuated by means of a hydraulic cylinder 4, which is provided with a piston 5 which can be acted upon on one side.
- a hydraulic cylinder 4 In the hydraulic cylinder 4, a cylinder chamber 6 is thus formed, which passes through a connected to the piston 5 piston rod 7 of the hydraulic cylinder 4, further a further cylinder chamber 8, the piston rod 7 does not penetrate.
- the piston rod 7 does not penetrate.
- a larger effective piston area is formed as in the cylinder chamber. 6
- the piston rod 7 is led up out of the hydraulic cylinder 4 and connected at the end via a hinge 9 with the pressing bar 2.
- a spring 10 is mounted, which acts via a hinge 11 on the pressing beam 2.
- the piston rod 7 is moved downwards, it pulls the pressing bar 2 against the force of the spring 10 downwards. If no force is exerted on the pressing bar 2 via the piston rod 7 and the piston 5 is otherwise not locked, the spring 10 pulls the pressing bar 2 back into an upper end position.
- Stationary parts, which serve to guide the press beam 2 and the bearing of the spring 10, are designated by the reference numeral 12. This is in particular a machine frame.
- This sliced product 15 is a cuboid stack which is formed from individual sheets, for example 1,000 sheets of paper or foil.
- the hydraulic system 16 of the cutting machine 1 for actuating the press beam 2 in the sense of lowering it has the hydraulic cylinder 4, one by means of an electric motor 17 drivable pump 18 for conveying the hydraulic fluid of the hydraulic system 16 and a tank 19 for the hydraulic fluid. Furthermore, the hydraulic system 16 between the hydraulic cylinder 4 and the pump 18 and between the hydraulic cylinder 4 and the tank 19 has two successive arranged 4/3-way valves 20 and 21. The respective directional control valve 20 or 21 can thus be converted into three different switching positions and in this case has four connections.
- a line 22 is connected to the cylinder chamber 6 of the hydraulic cylinder 4 and branches in front of the directional control valve 20 in two lines 23 and 24. These parallel lines 23, 24 are continued from the directional control valve 20 to the directional control valve 21 and from the directional control valve 21 to the pump 18 and the Tank 19 out. Specifically, the line 23 is guided to the pump 18 and the line 24 is guided to the tank 19. Between the pump 18 and the directional control valve 21, another line 25 branches off to the tank. This line 25 is associated with a pressure relief valve 26.
- the two-way valves 20 and 21 are identical.
- the function of the press bar 2 is only guaranteed, thus ensuring the control of the press bar 2 in terms of lowering only if both valves 20, 21 are in the same functional position. If one of the directional control valves is in the correct position, ie functional position, whereas the other directional control valve is in a different shifting position from this functional position, the function of the press beam 2 is blocked, whereby the drive of the press beam, thus the hydraulic cylinder 4, can not be acted upon functionally. Thus, the functionality of the press beam only results when the identical functional position of both valves 20, 21 is activated.
- the Fig. 1 to 3 illustrate three schematics, which are run through during pressing in succession, however, show the Fig. 4 to 9 Conditions in which the functionality of the press bar 2 is not given.
- Fig. 1 the pressing bar 2 is at top dead center. Both directional valves 20, 21 are in their middle position, thus in their locked position. It can thus get no hydraulic fluid from the pump 18 to the hydraulic cylinder 4 and no hydraulic fluid from the hydraulic cylinder 4 to the tank 19. At the hydraulic cylinder 4 is no pressure or delivery volume.
- Fig. 2 shows the two-way valves 20, 21, which are transferred identically in the right shift position. Now, the pump side pending pressure or the delivery volume via the line 23 and the line 22 to the cylinder chamber 6 of the hydraulic cylinder 4 reach and it is still the hydraulic line 24 by means of the two-way valves 20, 21 locked. Since the pressure or the delivery volume is present at the hydraulic cylinder 4, the pressing beam 2 is moved downward against the material to be cut 15 and in this case the spring 10 is biased more.
- Fig. 3 are the two-way valves 20, 21 in the identical left switch position.
- the Fig. 4 to 9 show unequal valve positions of the two-way valves 20, 21, thus at least one directional control valve 20 and 21, which is not in its required for each step of the cutting machine function position, so that no movement of the press beam takes place.
- the malfunction is detected by the failing function. Due to this failing function, other sensors are superfluous. In particular, no limit switches are required. Since the functionality of the press bar is given only when activated identical functional position of both valves 20, 21, in a faulty position of the directional control valves 20, 21, as in the Fig. 4 to 9 is illustrated, the desired function does not take place.
- the second embodiment according to the 10 to 18 differs from the first embodiment according to the Fig. 1 to 9 only in that instead of the hydraulic cylinder 4 with unilaterally acted upon piston now a two-sided acted upon piston is provided in the absence of the spring 10 and connection of the Line 22 to the cylinder chamber 8.
- the other cylinder chamber 6 is connected via a further line 27 to the line 25.
- the 10 to 12 show again for this embodiment, the circuit diagrams that are traversed during pressing of the material to be cut 15 by means of the press bar 2 successively.
- the Fig. 13 to 18 show the states of the directional control valves 20, 21, where no movement takes place due to unequal valve position. The malfunction is recognized in these cases again by failing function.
- Fig. 10 shows as shown in Fig. 1 the blocking position of the two-way valves 20, 21, whereby no hydraulic fluid through the lines 23, 24 is promoted.
- the pressing beam 2 remains in its fully raised position.
- the directional control valves 20, 21 now transferred to their left switching position, which hydraulic fluid from the pump 18 via the lines 25 and 27 can reach the cylinder chamber 6 and the Press bar 2 moves down.
- hydraulic fluid is discharged from the cylinder chamber 8, through the line 22 and the line 24 to the tank 19.
- the line 23 is blocked.
- the pressing beam is lowered, the latter presses the material to be cut 15 against the table 13.
- the Fig. 13 to 18 illustrate according to the Fig. 4 to 9 the switching positions of the directional control valves 20, 21, which are different and therefore no movement of the press beam 2 takes place. The malfunction is detected by failing function.
- a cutting blade 28 is provided.
- This cutting blade 28 is mounted in obliquely arranged guides 3 of the stationary part 12, thus machine frame of the cutting machine 1. This should clarify that the cutting blade 8 is moved to cut the material to be cut 15 in the swinging section.
- the fourth embodiment according to the FIGS. 28 to 36 corresponds completely to that according to the 10 to 18 , only with the difference that instead of a press bar 2, a cutting blade 28 is provided.
- a cutting blade 28 is provided.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine zum Schneiden von Schneidgut, mit einem auf das Schneidgut einwirkbaren Arbeitsmittel, wobei eine Hub- und/oder Senkbewegung des Arbeitsmittels mittels eines hydraulisch betriebenen Kraftmittels bewirkt wird.
- Derartige Schneidemaschinen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Dort handelt es sich bei dem Arbeitsmittel insbesondere um ein Schneidmesser oder einen Pressbalken der Schneidemaschine. Der Pressbalken dient dem Pressen des Schneidguts vor dem Schnitt. Der Pressbalken ist in einem Maschinengestell vertikal verfahrbar gelagert und wird auf den auf einem Tisch der Schneidemaschine gelagerten Schneidgutstapel abgesenkt. Ist das Schneidgut durch den Pressbalken fixiert, wird das Schneidmesser abgesenkt, insbesondere in einem Schwingschnitt, und durchtrennt hierbei das Schneidgut. Das Schneidmesser ist gleichfalls im Maschinengestell gelagert.
- Die Arbeitsmittel - Schneidmesser bzw. Pressbalken - sind somit zum Vollführen deren Funktion zu heben und zu senken. Hierbei kann sowohl das Heben als auch das Senken mittels des dem Arbeitsmittel zugeordneten hydraulisch betriebenen Kraftmittels erfolgen. Es ist ausreichend, nur die Senkbewegung mittels des hydraulisch betriebenen Kraftmittels auszuführen, hingegen die Hubbewegung durch externe Kraftmittel, beispielsweise Federn. Dies gilt insbesondere für das Betreiben des Pressbalkens.
- Hinsichtlich des druckschriftlichen Standes der Technik wird beispielsweise auf die
EP 0 584 601 A1 ,DE 28 24 660 A1 undDE 28 48 108 A1 verwiesen. - Bei dem zu schneidenden Schneidgut handelt es ich insbesondere um aus einzelnen Blättern gebildete Stapel. Beispielsweise bestehen die einzelnen Blätter aus Papier oder Folie.
- Bei Schneidemaschinen der eingangs genannten Art sind erhebliche Sicherheitsauflagen zu erfüllen, da Gefahren, insbesondere Quetschgefahr, vom Pressbalken ausgeht und bezüglich des Schneidmessers die Gefahr besteht, dass Gliedmaßen des Bedieners abgetrennt werden. Demzufolge wird gemäß Sicherheitsauflagen gefordert, dass innerhalb eines Zyklus erkennbar sein muss, dass ein Sicherheitskreis ausgefallen ist.
- Sicherheitskreise müssen so aufgebaut sein, dass ein diversitäre Redundanz gewährleistet ist. Demzufolge müssen Sicherheitskreise bzw. Sicherheitskanäle unterschiedlich aufgebaut sein. Hiermit ist ein erheblicher Aufwand bezüglich der sicherheitsrelevanten Bauteile, insbesondere bezüglich Sicherheitselektronik erforderlich.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schneidemaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der Aufwand zum Gewährleisten einer sicheren Funktion der Schneidemaschine wesentlich reduziert werden kann.
- Gelöst wird die Aufgabe durch eine Schneidemaschine, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
- Die Erfindung schlägt eine Schneidemaschine zum Schneiden von Schneidgut, mit einem auf das Schneidgut einwirkbaren Arbeitsmittel vor, wobei eine Hub- und/oder Senkbewegung des Arbeitsmittels mittels eines hydraulisch betriebenen Kraftmittels bewirkt wird. Bei dieser Schneidemaschine ist ein Hydrauliksystem vorgesehen, das das Kraftmittel, eine Pumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, einen Tank für Hydraulikflüssigkeit und zwischen dem Kraftmittel und der Pumpe sowie zwischen dem Kraftmittel und dem Tank zwei hintereinander angeordnete Ventile zum Steuern des Durchflusses von Hydraulikflüssigkeit aufweist, wobei die Funktionalität des Arbeitsmittels nur bei angesteuerter identischer Funktionsstellung beider Ventile gegeben ist.
- Grundsätzlich würden sich die Funktionen der Schneidemaschine, die sich auf das auf das Schneidgut einwirkbare Arbeitsmittel beziehen, auch nur durch das eine der Ventile erreichen lassen. Diese eine Ventil ist in den unterschiedlichen Schaltstellungen geeignet, das Hydrauliksystem in die erforderliche Funktionsstellung des Arbeitsmittels zu schalten. Dieses grundsätzlich ausreichende eine Ventil ist um das in seiner Funktionalität identische zweite Ventil ergänzt, wobei die beiden Ventile hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Funktionalität des Arbeitsmittels nur dann gewährleistet ist, wenn beide Ventile in deren identischer Funktionsstellung angesteuert sind. Befinden sich die beiden Ventile - fehlerhaft - in unterschiedlicher Funktionsstellung, ist durch das in Fehlstellung befindliche Ventil die Ansteuerung des Arbeitsmittels über das Hydrauliksystem blockiert, sodass das Arbeitsmittel nicht funktioniert.
- Somit wird die Fehlfunktion durch die ausfallende Funktion des Arbeitsmittels erkannt. Aufgrund ausfallender Funktion sind aufwendige Sensoren überflüssig.
- Somit wird ein Diagnosegrad durch Funktionshemmung erreicht. Funktioniert die Maschine nicht mehr, kann sie somit nicht weiter betrieben werden.
- Vorzugsweise ist bei der Schneidemaschine das Arbeitsmittel als Schneidmesser oder Pressbalken ausgebildet.
- Das Kraftmittel kann unterschiedlich gestaltet sein. Insbesondere ist das Kraftmittel als Hydraulikzylinder ausgebildet. Der Hydraulikzylinder kann mit ein- oder beidseitig beaufschlagbarem Kolben ausgebildet sein. Bei beidseitig beaufschlagbarem Kolben lässt sich mittels des Kraftmittels das Arbeitsmittel, insbesondere das Schneidmesser bzw. der Pressbalken, nicht nur senken, sondern auch heben. Bei einseitig beaufschlagbarem Kolben dient dieser insbesondere dazu, das Arbeitsmittel, vorliegend insbesondere das Schneidmesser bzw. den Pressbalken abzusenken. Die Hubbewegung des Arbeitsmittels erfolgt insbesondere über externe Mittel. Bei diesen externen Mitteln handelt es sich bevorzugt um mindestens eine Feder, die mit dem Arbeitsmittel zusammenwirkt.
- Bei Ausbildung des Kraftmittels als Hydraulikzylinder wird es als bevorzugt angesehen, wenn eine erste Leitung für Hydraulikflüssigkeit mit einem Zylinderraum des Hydraulikzylinders verbunden ist und sich diese Leitung in einer Zweigleitung mit zweiten und dritten Leitungen fortsetzt, die sich über die beiden Ventile zur Pumpe und zum Tank fortsetzen. Die erste Leitung teilt sich somit in die Zweigleitung, demnach die zweite und dritte Leitung auf. Diese beiden Leitungen werden separat über die beiden Ventile geführt, nämlich die eine Leitung durch die beiden Ventile zur Pumpe, die andere Leitung durch die beiden Ventile zum Tank.
- Es ist insbesondere vorgesehen, dass das jeweilige Ventil als 4/3-Wegeventil ausgebildet. Dieses Wegeventil besitzt somit drei Schaltstellungen mit vier Anschlüssen.
- Es wird bei der Schneidemaschine als besonders vorteilhaft angesehen, wenn in einer ersten Stellung der beiden Ventile ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch die beiden Leitungen der Zweigleitung gesperrt ist, in einer zweiten Stellung der beiden Ventile ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch eine der beiden Leitungen der Zweigleitung gesperrt ist und der Durchfluss durch die andere Leitung der Zweigleitung freigegeben ist, in einer dritten Stellung der beiden Ventile ein Durchfluss durch die eine der beiden Leitungen der Zweigleitung freigegeben ist und der Durchfluss durch die andere Leitung der Zweigleitung gesperrt ist.
- Bei Ausbildung des Kraftmittels als beidseitig beaufschlagbarer Kolben ist vorzugsweise die erste Leitung mit einem ersten Zylinderraum des Hydraulikzylinders verbunden und eine weitere Leitung für Hydraulikflüssigkeit verbindet die Pumpe mit einem zweiten Zylinderraum des Hydraulikzylinders. Insbesondere ist der Hydraulikzylinder derart gestaltet, dass die Kolbenstange den zweiten Zylinderraum durchsetzt. Die Kolbenstange durchsetzt somit nicht den ersten Zylinderraum. Hierdurch ergeben sich bei Anliegen des im Wesentlichen selben Drucks der Pumpe in beiden Zylinderräumen unterschiedliche Kraftverhältnisse, da die Kolbenfläche des ersten Zylinderraums größer ist als die des zweiten Zylinderraums.
- Bei Ausbildung des Kraftmittels mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben ist vorzugsweise vorgesehen, dass zum Vollführen einer Absenkbewegung des Arbeitsmittels die beiden Ventile sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe über die Ventile zum Kraftmittel gesperrt und der Durchfluss vom Kraftmittel zum Tank geöffnet ist, sowie die Pumpe Hydraulikflüssigkeit über die weitere Leitung zum Kraftmittel fördert. Zum Vollführen einer Anhebbewegung des Arbeitsmittels ist bei beidseitig beaufschlagbarem Kolben insbesondere vorgesehen, dass die beiden Ventile sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe über die Ventile zum Kraftmittel geöffnet und der Durchfluss vom Kraftmittel zum Tank gesperrt ist.
- Bei Ausbildung des Kraftmittels als einseitig beaufschlagbarer Kolben wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die erste Leitung mit einem Zylinderraum verbunden ist und der Kolben des Hydraulikzylinders mittels externer Mittel, entgegen der Beaufschlagungsrichtung des Kolbens durch Hydraulikflüssigkeit, rückstellbar ist. Vorzugsweise ist die erste Leitung mit dem Zylinderraum verbunden, den die Kolbenstange durchsetzt.
- Das externe Mittel ist vorzugsweise als mindestens eine Feder ausgebildet, insbesondere wirken diese externen Mittel mit dem Arbeitsmittel zusammen.
- Zum Vollführen einer Absenkbewegung des Arbeitsmittels bei Ausbildung des Kraftmittels mit einseitig beaufschlagbarem Kolben wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn sich die beiden Ventile in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe über die Ventile zum Kraftmittel geöffnet und der Durchfluss vom Kraftmittel zum Tank gesperrt ist. Zum Vollführen einer Anhebbewegung des Arbeitsmittels bei einseitig beaufschlagbarem Kolben, befinden sich vorzugsweise die beiden Ventile in einer Stellung, in der der Durchfluss von der Pumpe über die Ventile zum Kraftmittel gesperrt und der Durchfluss von dem Kraftmittel zum Tank geöffnet ist.
- Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der nachstehenden Zeichnung und der Zeichnung selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, dass alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
- In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von vier Ausführungsbeispielen dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt in vereinfachter Darstellung:
- Fig. 1 bis 9
- für ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schneidemaschine ein Hydraulikschaltbild zum Ansteuern eines Pressbalkens der Schneidemaschine über einen Hydraulikzylinder mit einseitig beaufschlagbarem Kolben, sowie eine Feder zum Anheben des Pressbalkens, veranschaulicht für verschiedene Schaltstellungen eines beim Hydrauliksystem Verwendung findenden 4/3-Wegeventils,
- Fig. 10 bis 18
- für ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schneidemaschine ein Hydraulikschaltbild zum Ansteuern eines Pressbalkens der Schneidemaschine über einen Hydraulikzylinder mit doppelseitig beaufschlagbarem Kolben, veranschaulicht für verschiedene Schaltstellungen eines beim Hydrauliksystem Verwendung findenden 4/3Wegeventils,
- Fig. 19 bis 27
- für ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schneidemaschine ein Hydraulikschaltbild zum Ansteuern eines Schneidmessers der Schneidemaschine über einen Hydraulikzylinder mit einseitig beaufschlagbarem Kolben, sowie eine Feder zum Anheben des Schneidmessers, veranschaulicht für verschiedene Schaltstellungen eines beim Hydrauliksystem Verwendung findenden 4/3-Wegeventils,
- Fig. 28 bis 36
- für ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schneidemaschine ein Hydraulikschaltbild zum Ansteuern eines Schneidmesser der Schneidemaschine, über einen Hydraulikzylinder mit doppelseitig beaufschlagbarem Kolben, veranschaulicht für verschiedene Schaltstellungen eines beim Hydrauliksystem Verwendung findenden 4/3-Wegeventils.
- Die
Fig. 1 bis 9 , betreffend das erste Ausführungsbeispiel, zeigen für eine Schneidemaschine 1 einen Pressbalken 2, der in zwei seitlichen Führungen 3 vertikal geführt ist. Dieser Pressbalken 2 lässt sich mittels eines Hydraulikzylinders 4 betätigen, der mit einem einseitig beaufschlagbaren Kolben 5 versehen ist. Im Hydraulikzylinder 4 ist somit ein Zylinderraum 6 gebildet, der eine mit dem Kolben 5 verbundene Kolbenstange 7 des Hydraulikzylinders 4 durchsetzt, ferner ein weiterer Zylinderraum 8, den die Kolbenstange 7 nicht durchsetzt. Im Zylinderraum 8 ist somit eine größere wirksame Kolbenfläche gebildet als im Zylinderraum 6. - Die Kolbenstange 7 ist nach oben aus dem Hydraulikzylinder 4 herausgeführt und endseitig über ein Gelenk 9 mit dem Pressbalken 2 verbunden. Oberhalb des Pressbalkens 2 ist eine Feder 10 gelagert, die über ein Gelenk 11 am Pressbalken 2 angreift. Wird somit die Kolbenstange 7 nach unten bewegt, zieht sie den Pressbalken 2 entgegen der Kraft der Feder 10 nach unten. Wird keine Kraft über die Kolbenstange 7 auf den Pressbalken 2 ausgeübt und ist der Kolben 5 im Übrigen nicht gesperrt, zieht die Feder 10 den Pressbalken 2 in eine obere Endstellung zurück. Stationäre Teile, die der Führung des Pressbalkens 2 und der Lagerung der Feder 10 dienen, sind mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Maschinengestell.
- Unterhalb des Pressbalkens 2 befindet sich ein Tisch 13 der Schneidemaschine 1, der eine obere, horizontal angeordnete Tischfläche 14 zur Aufnahme von zu schneidendem Schneidgut 15 aufweist. Bei diesem Schneidgut 15 handelt es sich um einen quaderförmigen Stapel, der aus einzelnen Blättern gebildet ist, beispielsweise 1 000 Blättern aus Papier oder Folie.
- Um den Schneidgutstapel 15 schneiden zu können, ist es erforderlich, diesen durch Absenken des Pressbalkens 2 gegen das Schneidgut 15 zwischen Pressbalken 2 und Tisch 13 zu klemmen. Anschließend erfolgt durch Absenken eines Schneidmessers der Schneidemaschine 1 in einer vertikalen Ebene, im Schwingschnitt, das Durchtrennen des Schneidguts 15.
- Das Hydrauliksystem 16 der Schneidemaschine 1 zum Betätigen des Pressbalkens 2 im Sinne dessen Absenkung weist den Hydraulikzylinder 4, eine mittels eines Elektromotors 17 antreibbare Pumpe 18 zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit des Hydrauliksystems 16 und einen Tank 19 für die Hydraulikflüssigkeit auf. Ferner weist das Hydrauliksystem 16 zwischen dem Hydraulikzylinder 4 und der Pumpe 18 sowie zwischen dem Hydraulikzylinder 4 und dem Tank 19 zwei hintereinander angeordnete 4/3-Wegeventile 20 und 21 auf. Das jeweilige Wegeventil 20 bzw. 21 ist somit in drei unterschiedliche Schaltstellungen überführbar und besitzt hierbei vier Anschlüsse.
- Eine Leitung 22 ist mit dem Zylinderraum 6 des Hydraulikzylinders 4 verbunden und verzweigt sich vor dem Wegeventil 20 in zwei Leitungen 23 und 24. Diese parallelen Leitungen 23, 24 sind vom Wegeventil 20 zum Wegeventil 21 weitergeführt und vom Wegeventil 21 weiter zur Pumpe 18 und zum Tank 19 geführt. Konkret ist die Leitung 23 zur Pumpe 18 geführt und die Leitung 24 zum Tank 19 geführt. Zwischen der Pumpe 18 und dem Wegeventil 21 zweigt eine weitere Leitung 25 zum Tank ab. Dieser Leitung 25 ist ein Überdruckventil 26 zugeordnet.
- Die beiden Wegeventile 20 und 21 sind identisch ausgebildet. Die Funktion des Pressbalkens 2 ist nur dann gewährleistet, somit die Ansteuerung des Pressbalkens 2 im Sinne dessen Absenkbewegung nur gewährleistet, wenn sich beide Wegeventile 20, 21 in derselben Funktionsstellung befinden. Befindet sich eines der Wegeventile in der richtigen Stellung, somit Funktionsstellung, hingegen das andere Wegeventil in einer von dieser Funktionsstellung abweichenden Schaltstellung, ist die Funktion des Pressbalkens 2 blockiert, wobei der Antrieb des Pressbalkens, somit der Hydraulikzylinder 4 nicht funktionsgerecht beaufschlagt werden kann. Es ergibt sich somit die Funktionalität des Pressbalkens nur bei angesteuerter identischer Funktionsstellung beider Ventile 20, 21.
- Die
Fig. 1 bis 3 verdeutlichen drei Schaltbilder, die beim Pressen nacheinander durchlaufen werden, hingegen zeigen dieFig. 4 bis 9 Zustände, bei denen die Funktionalität des Pressbalkens 2 nicht gegeben ist. - Gemäß
Fig. 1 befindet sich der Pressbalken 2 im oberen Totpunkt. Beide Wegeventile 20, 21 befinden sich in deren mittleren Stellung, somit in deren Sperrstellung. Es kann somit keine Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 18 zum Hydraulikzylinder 4 gelangen und auch keine Hydraulikflüssigkeit vom Hydraulikzylinder 4 zum Tank 19. Am Hydraulikzylinder 4 steht kein Druck bzw. Fördervolumen an. -
Fig. 2 zeigt die beiden Wegeventile 20, 21, die identisch in deren rechte Schaltstellung überführt sind. Jetzt kann der pumpenseitig anstehende Druck bzw. das Fördervolumen über die Leitung 23 und die Leitung 22 zum Zylinderraum 6 des Hydraulikzylinders 4 gelangen und es ist nach wie vor die Hydraulikleitung 24 mittels der beiden Wegeventile 20, 21 gesperrt. Da der Druck bzw. das Fördervolumen am Hydraulikzylinder 4 ansteht, wird der Pressbalken 2 nach unten gegen das Schneidgut 15 bewegt und hierbei die Feder 10 stärker vorgespannt. - Gemäß
Fig. 3 sind die beiden Wegeventile 20, 21 in der identischen linken Schaltstellung. In dieser ist der Durchgang durch die Leitung 23, somit der Durchgang von Hydraulikzylinder 4 und Pumpe 18 gesperrt und die Leitung 24 freigegeben, sodass beim Hochziehen des Pressbalkens 2 mittels der Feder 10 Hydraulikflüssigkeit vom Zylinderraum 6 in die Leitung 22 austreten kann und von dort über die Leitung 24 zum Tank 19. - Die
Fig. 4 bis 9 zeigen ungleiche Ventilstellungen der beiden Wegeventile 20, 21, somit mindestens ein Wegeventil 20 bzw. 21, das sich nicht in dessen für den jeweiligen Verfahrensschritt der Schneidemaschine erforderlichen Funktionsstellung befindet, sodass keine Bewegung des Pressbalkens stattfindet. Die Fehlfunktion wird durch die ausfallende Funktion erkannt. Aufgrund dieser ausfallenden Funktion sind aufwendig sonstige Sensoren überflüssig. Insbesondere werden keine Endschalter benötigt. Da die Funktionalität des Pressbalkens nur bei angesteuerter identischer Funktionsstellung beider Ventile 20, 21 gegeben ist, kann bei einer fehlerhaften Stellung der Wegeventile 20, 21, wie es in denFig. 4 bis 9 veranschaulicht ist, die gewünschte Funktion nicht stattfinden. - Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der
Fig. 10 bis 18 unterscheidet von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß derFig. 1 bis 9 nur dadurch, dass statt des Hydraulikzylinders 4 mit einseitig beaufschlagbarem Kolben nunmehr ein zweiseitig beaufschlagbarer Kolben vorgesehen ist, bei Wegfall der Feder 10 und Anschluss der Leitung 22 an den Zylinderraum 8. Der andere Zylinderraum 6 ist über eine weitere Leitung 27 mit der Leitung 25 verbunden. - Die
Fig. 10 bis 12 zeigen für dieses Ausführungsbeispiel wieder die Schaltbilder, die beim Pressen des Schneidguts 15 mittels des Pressbalkens 2 nacheinander durchlaufen werden. DieFig. 13 bis 18 zeigen die Zustände der Wegeventile 20, 21, bei denen aufgrund ungleicher Ventilstellung keine Bewegung stattfindet. Die Fehlfunktion wird in diesen Fällen wiederum durch ausfallende Funktion erkannt. -
Fig. 10 zeigt entsprechend der Darstellung inFig. 1 die Sperrstellung der beide Wegeventile 20, 21, womit keine Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 23, 24 gefördert wird. In diesem Zustand verbleibt der Pressbalken 2 in seiner vollständig angehobenen Stellung. Zum Absenken des Pressbalkens 2 auf das Schneidgut 15, wie es inFig. 11 veranschaulicht ist, wird bei anstehendem Druck bzw. Fördervolumen aufgrund Aktivierung der Pumpe 18 über den Elektromotor 17 die Wegeventile 20, 21 nunmehr in deren linke Schaltstellung überführt, womit Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 18 über die Leitungen 25 und 27 zum Zylinderraum 6 gelangen kann und der Pressbalken 2 nach unten verfährt. Hierbei wird aufgrund Verdrängung durch den Kolben 5 Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinderraum 8 ausgegeben, durch die Leitung 22 und die Leitung 24 zum Tank 19. Die Leitung 23 ist gesperrt. Bei abgesenktem Pressbalken presst dieser das Schneidgut 15 gegen den Tisch 13. - Zum Anheben des Pressbalkens 2 in seine obere Endstellung werden beide Ventile 20, 21 in die in
Fig. 12 gezeigte rechte Endstellung überführt. Nunmehr ist die Leitung 24 gesperrt und es gelangt Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe sowohl durch die Leitungen 23 und die Leitung 22 zum Zylinderraum 8 des Hydraulikzylinders als auch über die Leitungen 25 und 27 zum Zylinderraum 6 des Hydraulikzylinders 4. Da die beaufschlagte Kolbenfläche, die dem Zylinderraum 8 zugeordnet ist, größer ist als diejenige des Zylinderraums 6, verfährt der Kolben 5 nach oben und hebt über die Kolbenstange 7 den Pressbalken 2 an. - Die
Fig. 13 bis 18 veranschaulichen entsprechend denFig. 4 bis 9 die Schaltstellungen der Wegeventile 20, 21, die unterschiedlich sind und demzufolge keine Bewegung des Pressbalkens 2 stattfindet. Die Fehlfunktion wird durch ausfallende Funktion erkannt. - Die Darstellungen der
Fig. 19 bis 27 entsprechen vollständig denen gemäß derFig. 1 bis 9 mit dem Unterschied, dass statt eines Pressbalkens 2 ein Schneidmesser 28 vorgesehen ist. Dieses Schneidmesser 28 ist in schräg angeordneten Führungen 3 des stationären Teils 12, somit Maschinengestells der Schneidemaschine 1 gelagert. Dies soll verdeutlichen, dass das Schneidmesser 8 zum Schneiden des Schneidguts 15 im Schwingschnitt bewegt wird. - Im Übrigen gelten für dieses dritte Ausführungsbeispiel gemäß der
Fig. 19 bis 27 die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß derFig. 1 bis 9 , nur mit dem Unterschied, dass statt der Bezugnahme auf Pressbalken nunmehr auf das Schneidmesser Bezug genommen wird. - Das vierte Ausführungsbeispiel gemäß der
Fig. 28 bis 36 entspricht vollständig demjenigen gemäß derFig. 10 bis 18 , nur mit dem Unterschied, dass statt eines Pressbalkens 2 ein Schneidmesser 28 vorgesehen ist. Insofern wird bezüglich dieses vierten Ausführungsbeispiels auf die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel verwiesen, wobei statt der Bezugnahme auf den Pressbalken nunmehr auf das Schneidmesser Bezug zu nehmen ist. -
- 1
- Schneidemaschine
- 2
- Pressbalken
- 3
- Führung
- 4
- Hydraulikzylinder
- 5
- Kolben
- 6
- Zylinderraum
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Zylinderraum
- 9
- Gelenk
- 10
- Feder
- 11
- Gelenk
- 12
- Stationäres Teil
- 13
- Tisch
- 14
- Tischfläche
- 15
- Schneidgut
- 16
- Hydrauliksystem
- 17
- Elektromotor
- 18
- Pumpe
- 19
- Tank
- 20
- 4/3-Wegeventil
- 21
- 4/3-Wegeventil
- 22
- Leitung
- 23
- Leitung
- 24
- Leitung
- 25
- Leitung
- 26
- Überdruckventil
- 27
- Leitung
- 28
- Schneidmesser
Claims (15)
- Schneidemaschine (1) zum Schneiden von Schneidgut (15), mit einem auf das Schneidgut (15) einwirkbaren Arbeitsmittel (2, 28), wobei eine Hub- und/oder Senkbewegung des Arbeitsmittels (2, 28) mittels eines hydraulisch betriebenen Kraftmittels (4) bewirkt wird, mit einem Hydrauliksystem (16), das das Kraftmittel (4), eine Pumpe (18) zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, einen Tank (19) für Hydraulikflüssigkeit und zwischen dem Kraftmittel (4) und der Pumpe (18) sowie zwischen dem Kraftmittel (4) und dem Tank (19) zwei hintereinander angeordnete Ventile (20, 21) zum Steuern des Durchflusses von Hydraulikflüssigkeit aufweist, wobei die Funktionalität des Arbeitsmittels (2, 28) nur bei angesteuerter identischer Funktionsstellung beider Ventile (20, 21) gegeben ist.
- Schneidemaschine nach Anspruch 1, wobei das Arbeitsmittel (2, 28) als Pressbalken (2) oder Schneidmesser (28) ausgebildet ist.
- Schneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kraftmittel (4) als Hydraulikzylinder mit ein- oder beidseitig beaufschlagbarem Kolben (5) ausgebildet ist.
- Schneidemaschine nach Anspruch 3, wobei eine erste Leitung (22) für Hydraulikflüssigkeit mit einem Zylinderraum (6 bzw. 8) des Hydraulikzylinders (4) verbunden ist und sich diese Leitung (22) in eine Zweigleitung mit zweiter und dritter Leitung (23, 24) fortsetzt, die sich über die beiden Ventile (20, 21) zur Pumpe (18) und zum Tank (19) fortsetzen.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das jeweilige Ventil (20 bzw. 21) als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist.
- Schneidemaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei in einer ersten Stellung der beiden Ventile (20, 21) ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch die beiden Leitungen (23, 24) der Zweigleitung gesperrt ist, in einer zweiten Stellung der beiden Ventile (20, 21) ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch eine Leitung (23 bzw. 24) der beiden Leitungen (23, 24) der Zweigleitung gesperrt ist und der Durchfluss durch die andere Leitung (24 bzw. 23) der Zweigleitung freigegeben ist, in einer dritten Stellung der beiden Ventile (20, 21) der Durchfluss durch eine Leitung (23 bzw. 24) der beiden Leitungen (23, 24) der Zweigleitung freigegeben ist und der Durchfluss durch die andere Leitung (24 bzw. 23) der Zweigleitung gesperrt ist.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei bei Ausbildung des Kraftmittels (4) mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben (5) die erste Leitung (22) mit einem ersten Zylinderraum (8) verbunden ist und eine weitere Leitung (27) für Hydraulikflüssigkeit die Pumpe (18) mit einem zweiten Zylinderraum (6) verbindet.
- Schneidemaschine nach Anspruch 7, wobei die Kolbenstange (7) den zweiten Zylinderraum (6) durchsetzt.
- Schneidemaschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei zum Vollführen einer Absenkbewegung des Arbeitsmittels (2, 28) die beiden Ventile (20, 21) sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe (18) über die Ventile (20, 21) zum Kraftmittel (4) gesperrt und der Durchfluss vom Kraftmittel (4) zum Tank (19) geöffnet ist, sowie die Pumpe (18) Hydraulikflüssigkeit über die weitere Leitung (27) zum Kraftmittel (4) fördert.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zum Vollführen einer Anhebbewegung des Arbeitsmittels (2, 28) die beiden Ventile (20, 21) sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe (18) über die Ventile (20, 21) zum Kraftmittel (4) geöffnet und der Durchfluss vom Kraftmittel (4) zum Tank (19) gesperrt ist.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei bei Ausbildung des Kraftmittels (4) mit einseitig beaufschlagbarem Kolben (5) die erste Leitung (22) mit einem Zylinderraum (6) verbunden ist und der Kolben (5) des Hydraulikzylinders (4) mittels externer Mittel (10), entgegen der Beaufschlagungsrichtung des Kolbens (5) durch Hydraulikflüssigkeit, rückstellbar ist.
- Schneidemaschine nach Anspruch 11, wobei die erste Leitung (22) mit dem Zylinderraum (6) verbunden ist, den die Kolbenstange (7) durchsetzt.
- Schneidemaschine nach Anspruch 11 oder 12, wobei die externen Mittel (10) als mindestens eine Feder ausgebildet sind, insbesondere diese externen Mittel (10) mit dem Arbeitsmittel (2, 28) zusammenwirken.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei zum Vollführen einer Absenkbewegung des Arbeitsmittels (2, 28) die beiden Ventile (20, 21) sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe (18) über die Ventile (20, 21) zum Kraftmittel (4) geöffnet und der Durchgang vom Kraftmittel (4) zum Tank (19) gesperrt ist.
- Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei zum Vollführen einer Anhebbewegung des Arbeitsmittels (2, 28) die beiden Ventile (20, 21) sich in einer Stellung befinden, in der der Durchfluss von der Pumpe (18) über die Ventile (20, 21) zum Kraftmittel (4) gesperrt und der Durchfluss von dem Kraftmittel (4) zum Tank (19) geöffnet ist.
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- 2016-05-27 EP EP16171712.9A patent/EP3248743B1/de active Active
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