EP4059675B1 - Schneidemaschine mit zwangsgesteuertem press/schneidevorgang - Google Patents

Schneidemaschine mit zwangsgesteuertem press/schneidevorgang Download PDF

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EP4059675B1
EP4059675B1 EP21163028.0A EP21163028A EP4059675B1 EP 4059675 B1 EP4059675 B1 EP 4059675B1 EP 21163028 A EP21163028 A EP 21163028A EP 4059675 B1 EP4059675 B1 EP 4059675B1
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EP
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cutting
piston
pressing
cutting machine
machine according
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Krug and Priester GmbH and Co KG
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
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    • B26D7/04—Means for holding or positioning work with clamping means providing adjustable clamping pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
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    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/16—Cam means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D7/02—Means for holding or positioning work with clamping means
    • B26D7/025—Means for holding or positioning work with clamping means acting upon planar surfaces

Definitions

  • the invention relates to a cutting machine according to the preamble of claim 1.
  • the material to be cut can be a stack of paper, for example.
  • Such a cutting machine is, for example, by the GB 721 619A or the DE 19 52 742 A1 known.
  • the smaller cutting machines occupy a certain special position, since the forces required to actuate the pressing of the cuttings are not as high as in larger machines, so that the operator's muscle strength is often sufficient and no motor support is necessary. These machines are often not production machines that the operator works with all day long. Such machines are typically used in copy shops, for example. Partial or full electrification is often used primarily for increased comfort, since the operator's effort is reduced and work can also be done faster in the long term. Since the segment of small machines is particularly price-sensitive, the focus here is on the manufacturing costs for the respective functional principle and must not be too high in relation to the manual machine variant. Therefore, only simple electrification systems are used here, sometimes only the blade drive is motor-driven. If the clippings pressing device is also driven by a motor, the pressing pressure is generally not adjustable. The devices in this machine group are not the focus of further consideration.
  • Cutting machines of the medium machine group size have a very wide use, starting from the professional copy shop to in-house printers to professional printers. These machines are particularly suitable for small and medium-sized paper formats, which are often used in digital printing processes. For this reason, this medium-sized machine size group has gained in market importance and the required level of professionalism. The market is increasingly demanding equipment features and working speeds that were previously reserved primarily for machines in the large machine size group. In the medium machine group segment, however, the equipment features can usually not be implemented using the techniques of the large machine group size. Reasons for this are, for example, the size, the complexity and the price for the realization of the equipment features. Machines in medium-sized machine groups should be able to be operated on the standard secured single-phase power grid, as this is available at almost all desired locations.
  • the energy efficiency of such machines is important for several reasons.
  • One reason is that, as with all electrically operated devices, the required energy consumption should be kept as low as possible from the point of view of environmental protection and operating costs.
  • Another reason is that the desired single-phase domestic installation limits the possible power consumption and thus the performance of the machine. This means that the more energy-efficient the machine works, the more power can be used productively for the actual machine function.
  • the knife and the cutting material pressing are driven electromechanically, independently of one another if necessary.
  • the knife and the cutting material pressing are each actuated by a hydraulic cylinder.
  • the necessary oil flow rate and the necessary oil pressure are provided by a hydraulic unit consisting of a pump and oil tank.
  • the hydraulic cylinders are supplied with the required amount of oil and the desired oil pressure at the right time in the functional process via a control unit.
  • the ones from the one mentioned above GB 721 619A known cutting machine comprises a drive motor, which drives a height-adjustable cutter bar by means of several pinions.
  • a cam disk on one of the pinions which acts by means of a lever on a piston rod, which in turn drives the height-adjustable press beam via a cylinder and a lever linkage.
  • the piston rod in the cylinder can be extended hydraulically via an external pump until the press beam rests on a stack of paper to be cut.
  • the piston rod is locked in this extended position and then the piston and piston rod are moved together by means of the cam disc in order to press the press beam onto the paper stack with additional pressing force.
  • the ones from the one mentioned above DE 19 52 742 A1 known cutting machine comprises a cam disk with a connecting rod as a cutter bar drive and a cam disk arranged on the axis of the cam disk with a pressure piston and a differential trailing piston as a press bar drive.
  • the pressure exerted by the press bar on the stack of paper is set or limited via a valve.
  • the stack cutter comprises a displaceable pressing element for pressing down the stack of paper lying on a contact surface, a knife that can be moved by means of an electric knife drive for cutting the stack of paper that has been pressed down, and a pressing drive driven by the knife drive via a mechanical coupling unit for moving the pressing element.
  • the coupling unit interrupts the coupling of the pressing drive to the knife drive when a predetermined pressing pressure of the pressing element is exceeded.
  • a foot pressure of the press beam should be decoupled from the electromotive press drive of the press beam.
  • this object is achieved by a cutting machine having the features of claim 1 .
  • the pressing of the cuttings and the cutting of the cuttings are positively coupled via the cam disk and are therefore easier to control in terms of safety.
  • the cutting machine has a foot pedal for manually adjusting the height of the press beam, which is coupled for movement both to the press beam and to the other, second end of the second coupling mechanism in order to lift the first end of the second coupling mechanism from the outer contour of the cam disc by actuating the foot pedal.
  • the outer contour of the cam disk is designed in such a way that when the drive motor is running forwards, the press beam always moves down ahead of the blade. This ensures that the knife is always covered by the press bar until it dips into the material to be cut (operating safety, e.g. when the net is disconnected during the pressing/cutting process).
  • the outer contour of the cam disk particularly preferably has a front contour section in the forward direction of rotation and a rear contour section, the front contour section rising more radially outward than the rear contour section.
  • the outer contour of the cam disk is preferably designed in such a way that the build-up of the desired pressing pressure during the pressing process is almost complete by the start of the cutting process and is maintained during the cutting process.
  • the curved contour of the cam begins on the front section of the contour and rises steeply. This builds up pressure as quickly as possible before cutting force is required.
  • both functions can be operated with one drive motor. Since this happens with a time lag, the drive motor does not have to provide the power for both functions at the same time and therefore does not have to be dimensioned larger.
  • the contour of the cam has only a slight incline on the rear section of the contour after an initial sharp increase in order to compensate for a pressure drop in the hydraulic system of the hydraulic device caused by leaking oil. All in all, the result is an optimized energy efficiency and power distribution during the pressing/cutting process in relation to the maximum available power consumption on a standard secured single-phase mains supply.
  • the first coupling mechanism has a connecting rod, which acts on the cam disc eccentrically to its axis of rotation, in particular is articulated
  • the second coupling mechanism has a piston/cylinder hydraulic device or a compression spring, one, first end of which is attached to the outer contour of the cam disc, in particular by means of a guide roller, rests or rolls off.
  • the piston/cylinder hydraulic device preferably has a pressure control valve in order to adjust the (hydraulic) pressure that is required to press a piston into a press cylinder of the hydraulic device.
  • the desired baling pressure is set by adjusting the maximum pressure on the pressure control valve.
  • the adjustment can be made either manually via an adjusting element attached to the pressure control valve or electrically via an adjusting element driven by an electric motor.
  • the piston is only able to displace the oil in the press cylinder into a hydraulic oil tank once the pressure set on the pressure control valve has been reached. This pressure is proportional to the pressing pressure on the clippings.
  • the piston of the piston/cylinder hydraulic unit is permanently, ie during the entire pressing/cutting cycle, subjected to an ejection force which pushes the piston out of the cylinder/hydraulic unit.
  • the ejection force can be provided, for example, by a compression spring or a gas pressure spring unit or by a permanent overpressure in the piston/cylinder hydraulic unit.
  • the pressing beam is pressed onto the cuttings by the force of the ejection force until the cam disc and with it the piston of the piston/cylinder hydraulic unit have moved back until it is in its has arrived in the extended position and, in a forcibly coupled manner, moves the press beam upwards into its starting position.
  • a foot pedal deflection linkage preferably engages directly in a deflection mechanism that acts between the second coupling mechanism and the press beam. In this way, the clippings can be pressed independently of the cam disc position by pressing the foot pedal in order to manually compress the clippings.
  • the cutting machine 1 shown comprises a cutting support 2 for material to be cut, such as a stack of paper, a height-adjustable cutter bar 3 (here diagonally downwards) which carries a knife 4 for cutting the material to be cut on it, a height-adjustable press bar 5 for pressing down the material to be cut and a drive in the form of a drive motor 6 as a cutting drive for moving the cutter bar 3 up and down and as a pressing drive for moving the press bar 5 up.
  • a cutting support 2 for material to be cut such as a stack of paper
  • a height-adjustable cutter bar 3 here diagonally downwards
  • a knife 4 for cutting the material to be cut on it
  • a height-adjustable press bar 5 for pressing down the material to be cut
  • a drive in the form of a drive motor 6 as a cutting drive for moving the cutter bar 3 up and down and as a pressing drive for moving the press bar 5 up.
  • the drive motor 6 rotates a cam disk 7 back and forth by approximately 180°.
  • the cutter bar 3 is movably coupled to the cam disk 7 via a first coupling mechanism A in the form of a connecting rod 8 which is articulated on the cam disk 7 eccentrically to its axis of rotation.
  • the press beam 5 is movably coupled to the cam disk 7 via a second coupling mechanism B in the form of a piston/cylinder hydraulic device 9 , one, first end 9a of which bears against the outer contour 10 of the cam disk 7 .
  • the first end 9a is formed by the free end of a piston or a piston rod 11 of the hydraulic device 9, which carries a guide roller 12 .
  • the guide roller 12 is pressed against the outer contour 10 of the cam disk 7 by means of a spring 13 .
  • the end of a press cylinder 14 of the hydraulic device 9 facing away from the piston rod 11 forms the other, second end 9b of the hydraulic device 9 which is connected to a deflection mechanism 15 which actuates the press beam 5 .
  • the drive motor 6 starts, which rotates the cam disc 7, to which the connecting rod 8 for actuating the blade is also rotatably fastened.
  • the connecting rod 8 is fastened to the cam disk 7 at a distance from the axis of rotation of the cam disk 7, so that the cam disk 7 functions as a crankshaft. Rotates the cam 7, the connecting rod 8 is pulled down.
  • the other end of the connecting rod 8 is rotatably attached to the cutter bar 3 and pulls it down together with the cutter 4 within a sloping guide slot 16 for cutting.
  • the outer contour 10 of the cam disk 7, ie the radial distance from the axis of rotation, is designed in such a way that the press beam 5 always moves down ahead of the blade 4 in the forward run.
  • the press beam 5 therefore always protrudes beyond the blade 4 until it rests on the material to be cut and the actual cutting process begins. This increases operator safety in the event that the pressing/cutting process is stopped (eg by turning off the main switch) before the blade 4 engages with the material to be cut.
  • the outer contour 10 of the cam disk 7 has a front contour section 10a and a rear contour section 10b in the forward direction of rotation.
  • the front contour section 10a rises radially outward more than the rear contour section 10b.
  • the gradient of the outer contour 10 is therefore very large at the beginning, so that the pressing process is almost complete by the time the cutting process begins.
  • the available motor power of the drive motor 6 is thus divided up over time during the pressing/cutting process in such a way that almost the full motor power is available for both sub-processes.
  • the hybrid functionality of the optimal electromechanical blade direct drive for the cutting process and the optimal, hydraulically adjustable pressure over a wide range for the cutting process is implemented with only one drive motor 6 and one pressure cylinder 14 and thus at low cost.
  • the pressing cylinder 14 is connected directly to the deflection mechanism 15 of the pressing of the cuttings, and the piston rod 11 is coupled to the outer contour 10 of the cam disk 3 via the guide roller 12 .
  • the press cylinder 14 itself thus forms part of the deflection mechanism 15 and moves as a whole until the material to be cut is reached during pressing. Subsequently, essentially only the piston rod 11 moves relative to the press cylinder 14 in order to build up the press pressure that has been set.
  • Fig. 1a shows a foot pedal 20 for manual actuation of the press beam 5. If the foot pedal 20 is moved downwards, the press beam 5 is pulled downwards via the foot pedal deflection linkage 21 , ie in the direction of the inserted clippings.
  • the foot pedal 20 is coupled for movement both to the press beam 5 and to the second end 9b of the hydraulic device 9 in order to lift the first end 9a of the hydraulic device 9 from the outer contour 10 of the cam disk 7 by actuating the foot pedal 20 .
  • the press beam 5 can thus be operated independently of the electrical press/cutting cycle and thus independently of the safety control. This means that the operator can manipulate the stack of paper with lowered pressure when the pressure is actuated by means of the foot pedal 20, although he is moving in the monitored safety area of the machine. This is permissible because the pressure is applied by the operator himself using his leg strength. If necessary, the operator can press out the air between the individual layers of the material to be cut before the automatic pressing/cutting cycle by pressing his foot, or he can see exactly where the cut is being made by the blade 4 directly in front of the pressing beam 5 via the front edge of the lowered press beam 5 becomes. If necessary, the operator can realign the clippings with the press beam 5 lowered.
  • the decoupling of the foot pressure from the automatic pressure is possible because when the foot pressure is actuated, the deflection mechanism 15 of the pressure mechanism is moved in such a way that the pressure beam 5 is lowered in the direction of the material to be cut.
  • the press cylinder 14 fastened to it with the piston rod 11 together with the guide roller 12 also moves with the deflection mechanism 15 .
  • the hydraulic device 9 is thus moved independently of the position of the cam disk 7 .
  • the automatic pressing/cutting process is triggered when the foot is pressed, it runs as described above. However, the guide roller 12 and with it the entire remaining hydraulic device 9 are not in contact with the outer contour 10 of the cam disc 7 at the beginning of the pressing/cutting process. This means that the knife 4 is moved downwards without starting the automatic pressing process until the cam disk 7 has turned so far that the guide roller 12 lifted by the foot pressure comes into contact with the outer contour 10 of the cam disk 7 again. Only then does the set pressure build up in the system and the blade 4 engages with the material to be cut.
  • the foot pedal deflection linkage 21 can have a gas pressure spring 22 .
  • the gas pressure spring 22 does not retract, ie it acts like a rigid linkage, until a specified, maximum actuating force (specified spring force of the gas pressure spring 22) is reached. If this maximum actuating force is exceeded, the gas pressure spring 22 is compressed without the rest of the system being additionally loaded until the foot pedal 20 rests on the floor.
  • a compression spring can alternatively be used, which is compressed during the compression process (instead of the piston 11 being pushed in against the set overflow pressure). The pressing force can then be adjusted within certain limits by preloading the compression spring.
  • the compression spring must - like the piston/cylinder hydraulic unit 9 - be limited in its maximum expansion, since otherwise it would permanently actuate the compression. To do this, it can either be completely relaxed in the rest position (compression is in the upper end position) or preloaded in advance using a spring deflection limiter.
  • a traverse running in the center of the compression spring can be installed as a spring deflection-limiting element, at the ends of which there are discs that limit the compression spring in its maximum extent.
  • the compression spring variant thus also follows the cam disk only when it is prestressed against the outer contour 10 of the cam disk 7 by the force of the spring 13 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Bei dem Schnittgut kann es sich beispielsweise um einen Papierstapel handeln.
  • Eine derartige Schneidemaschine ist beispielsweise durch die GB 721 619 A oder die DE 19 52 742 A1 bekannt geworden.
  • Es gibt heute bei elektrisch angetriebenen Schneidemaschinen sowohl für die Schnittgutpressung als auch für den Schneidemesserantrieb verschiedene Funktionsprinzipien. Diese lassen sich teilweise bestimmten Maschinengrößengruppen zuordnen, da sie dort den jeweils besten Kompromiss aus Funktion und Kosten darstellen.
  • Die kleineren Schneidemaschinen nehmen eine gewisse Sonderstellung ein, da die notwendigen Kräfte für die Betätigung der Schnittgutpressung im Vergleich zu größeren Maschinen nicht so hoch sind, so dass oft die Muskelkraft des Bedieners ausreicht und keine motorische Unterstützung notwendig ist. Diese Maschinen sind oftmals keine Produktionsmaschinen, mit denen der Bediener den ganzen Tag arbeitet. Eine typische Anwendung finden solche Maschinen beispielsweise in Copy-Shops. Die Teil- oder Vollelektrisierung dient hier oftmals vor allem dem gesteigerten Komfort, da der Kraftaufwand des Bedieners verringert wird und auch dauerhaft schneller gearbeitet werden kann. Da das Segment der kleinen Maschinen besonders preissensitiv ist, stehen hier die Herstellkosten für das jeweilige Funktionsprinzip im Vordergrund und dürfen im Verhältnis zur manuellen Maschinenvariante nicht zu hoch ausfallen. Deshalb finden hier in der Regel nur einfache Systeme der Elektrifizierung Verwendung, teilweise wird nur der Messerantrieb motorisch angetrieben. Sofern die Schnittgutpresseinrichtung ebenfalls per Motor angetrieben wird, so ist der Pressdruck in aller Regel nicht einstellbar. Die Geräte dieser Maschinengruppe stehen in der weiteren Betrachtung nicht im Fokus.
  • Schneidemaschinen der mittleren Maschinengruppengröße haben eine sehr breite Verwendung, angefangen vom professionellen Copy-Shop über Hausdruckereien bis hin zur professionellen Druckerei. Diese Maschinen sind besonders geeignet für kleinere und mittlere Papierformate, welche im Digitaldruckverfahren häufig eingesetzt werden. Aus diesem Grund hat diese mittlere Maschinengrößengruppe an Marktbedeutung und an geforderter Professionalität zugelegt. Der Markt fordert hier zunehmend Ausstattungsmerkmale und Arbeitsgeschwindigkeiten, die bisher vornehmlich Maschinen der großen Maschinengrößengruppe vorbehalten sind. Die Ausstattungsmerkmale können aber im mittleren Maschinengruppensegment meist nicht durch die Techniken der großen Maschinengruppengröße realisiert werden. Gründe hierfür sind beispielsweise die Baugröße, die Komplexität und der Preis für die Realisierung der Ausstattungsmerkmale. Maschinen der mittleren Maschinengruppengröße sollen am standardmäßig abgesicherten Einphasen-Stromnetz betrieben werden können, da dieses nahezu an allen gewünschten Einsatzorten zur Verfügung steht. Die Energieeffizienz solcher Maschinen ist aus mehreren Gründen wichtig. Ein Grund ist, dass der benötigte Energieverbrauch aus Umweltschutz- und Betriebskostensicht, wie bei allen elektrisch betriebenen Geräten, so gering wie möglich gehalten werden sollte. Ein weiterer Grund ist, dass die wunschgemäß genutzte elektrische Einphasen-Hausinstallation die mögliche Leistungsaufnahme und damit die Leistungsfähigkeit der Maschine begrenzt. Das heißt, je energieeffizienter die Maschine arbeitet, desto mehr Leistung kann produktiv für die eigentliche Maschinenfunktion genutzt werden.
  • Im Falle von rein elektromechanischen Schneide- und Pressantrieben werden das Messer und die Schnittgutpressung, bei Bedarf unabhängig voneinander, elektromechanisch angetrieben.
  • Vorteile:
    • Hoher Wirkungsgrad durch den Antrieb der mechanischen Messerbewegung und der mechanischen Schnittgutpressung mittels Getriebemotoren.
    • Keine aufwendige und teure Hydrauliktechnik mit Hydraulikaggregat und aufwendiger Regelung etc. notwendig.
    • Mechanisch einfach darstellbare Sicherheitstechnik, die verhindert, dass der Schneidezyklus nach Betätigung der Auslösetasten mehr als einmal durchlaufen wird.
  • Nachteile:
    • Der Bediener hat in der Regel keine Möglichkeit, den Pressdruck für die Schnittgutpressung nach Bedarf zu variieren.
    • Wenn die Schnittgutpressung separat ausgelöst werden kann und den gleichen Druck wie beim Schneiden aufbaut, so ist die Schnittgutpressung sicherheitstechnisch gleich zu betrachten wie der Messerantrieb. Dies bedeutet für den Bediener, dass er bei abgesenkter Schnittgutpressung das Schnittgut nicht manipulieren kann, da der Eingriff in den sicherheitsrelevanten Bereich entweder mechanisch mittels einer Abdeckung verhindert werden muss oder bei Absicherung mittels einer Lichtschranke die Schnittgutpressung stehen bleibt bzw. wieder nach oben fährt, sobald ein Eingriff durch den Bediener erfolgt.
    • Es ist in der Regel bei diesen Systemen auch nicht vorgesehen, dass bei separater Auslösung der Schnittgutpressung sich diese in der vom Bediener gewünschten Geschwindigkeit auf eine gewünschte Endlage bewegt. Die Schnittgutpressung wird meist mit der für den Press/Schneidezyklus festgelegten Geschwindigkeit bis auf das Schnittgut abgesengt.
    • Wenn für die Schnittgutpressung und den Messerantrieb separate Motoren eingesetzt werden, so hat dies den Nachteil, dass die beiden notwendigen Motoren und die zusätzlich notwendige Steuerungstechnik für beide Systeme die Gesamtherstellungskosten erhöhen.
  • Im Falle von vollhydraulischen Schneide- und Pressantrieben werden das Messer und die Schnittgutpressung jeweils über einen Hydraulikzylinder betätigt. Die notwendige Öldurchflussmenge, sowie der notwendige Öldruck werden mittels eines Hydraulikaggregats, bestehend aus Pumpe und Öltank, bereitgestellt. Die Hydraulikzylinder werden über eine Regeleinheit zum richtigen Zeitpunkt im Funktionsablauf mit der benötigten Ölmenge und dem gewünschten Öldruck versorgt.
  • Vorteile:
    • Der Druck für die Schnittgutpressung kann in der Regel vom Bediener eingestellt und damit der Pressdruck auf das Schnittgut nach Wunsch variiert werden.
    • Dieses Wirkprinzip macht es mit überschaubarem technischem Aufwand möglich, eine Fußpressung zu realisieren. Diese ermöglicht es dem Bediener, die Schnittgutpressung, unabhängig von der hydraulischen Pressung, mittels Fußpedal auf das Schnittgut abzusenken und gleichzeitig bei Bedarf das darunterliegende Schnittgut in der Position zu manipulieren.
  • Nachteile:
    • Vergleichsweise hohe Teilekosten für die Erzeugung und komplexe Regelung des notwendigen Hydraulikdrucks für den Schneide- und Pressantrieb.
    • Der Gesamtwirkungsgrad für einen hydraulischen Messerantrieb ist deutlich schlechter als bei einem elektromechanischen Direktantrieb. Für den Messerantrieb ist eine Regelung des Öldrucks und damit der Schnittkraft, im Gegensatz zur Schnittgutpressung und der gewünschten Pressdruckverstellung, nicht notwendig bzw. vorteilhaft.
    • Es ist eine aufwendige Sicherheitstechnik erforderlich, die verhindert, dass mehrere Schneidzyklen nach Betätigung der Auslösetasten durchlaufen werden können.
  • Im Falle eines elektromechanischen Messerantriebs mit davon abgezweigtem hydraulischem Schnittgutpressungsantrieb erfolgt der Messerantrieb rein elektromechanisch mittels eines Motors, der einen Kurbelzapfen antreibt. Dieser Kurbeltrieb bewirkt die Auf- und Ab-Bewegung des Messers. Gleichzeitig wird über den Kurbeltrieb ein Kolben eines Hydraulikzylinders (Geberzylinder) bewegt. Dadurch wird ein Hydraulikölstrom erzeugt, der das Hydraulikaggregat ersetzt. Über eine komplexe Regeleinheit wird ein weiterer Hydraulikzylinder (Nehmerzylinder) versorgt, der die Schnittgutpressung antreibt.
  • Vorteile:
    • Der Druck für die Schnittgutpressung kann in der Regel vom Bediener eingestellt und damit der Pressdruck auf das Schnittgut nach Wunsch variiert werden.
    • Das kostenintensive Hydraulikaggregat entfällt und dadurch reduzieren sich die Herstellkosten.
    • Der Messerantrieb erfolgt mit hohem elektromechanischem Wirkungsgrad.
    • Mechanisch einfach darstellbare Sicherheitstechnik, die verhindert, dass der Schneidezyklus nach Betätigung der Auslösetasten mehr als einmal durchlaufen wird.
    • Einfache Integrationsmöglichkeit für eine Fußpressfunktionalität.
  • Nachteile:
    • Verhältnismäßig hohe Teilekosten für die komplexe Regelung des hydraulischen Pressantriebs.
    • Es sind zwei Hydraulikzylinder (Geber- und Nehmerzylinder) notwendig.
  • Die aus der eingangs genannten GB 721 619 A bekannte Schneidemaschine umfasst einen Antriebsmotor, der mittels mehrerer Ritzel einen höhenverfahrbaren Messerbalken antreibt. An einem der Ritzel befindet sich eine Nockenscheibe, die mittels eines Hebels auf eine Kolbenstange wirkt, welche wiederum über einen Zylinder und ein Hebelgestänge den höhenverfahrbaren Pressbalken antreibt. Über eine externe Pumpe kann die Kolbenstange im Zylinder hydraulisch ausgefahren werden, bis der Pressbalken auf einem zu schneidenden Papierstapel aufliegt. Die Kolbenstange wird in dieser ausgefahrenen Position festgestellt, und dann werden Kolben und Kolbenstange gemeinsam mittels der Nockenscheibe bewegt, um den Pressbalken mit zusätzlicher Presskraft auf den Papierstapel zu pressen.
  • Die aus der eingangs genannten DE 19 52 742 A1 bekannte Schneidemaschine umfasst eine Kurvenscheibe mit einem Pleuel als Messerbalkenantrieb und eine auf der Achse der Kurvenscheibe angeordnete Nockenscheibe mit einem Drucckolben und einem Differentialschleppkolben als Pressbalkenantrieb. Über ein Ventil wird der vom Pressbalken auf den Papierstapel ausgeübte Pressdruck eingestellt bzw. begrenzt.
  • Weiter ist aus DE 20 2008 013651 U1 ein Stapelschneider zum Schneiden eines Papierstapels bekannt. Der Stapelschneider umfasst ein verschiebbares Presselement zum Niederpressen des auf einer Anlagefläche anliegenden Papierstapels, ein mittels eines elektrischen Messerantriebs verfahrbares Messer zum Schneiden des niedergepressten Papierstapels sowie einen vom Messerantrieb über eine mechanische Kopplungseinheit angetriebenen Pressantrieb zum Verfahren des Presselements. Die Kopplungseinheit unterbricht bei Überschreiten eines vorbestimmten Pressdrucks des Presselements die Kopplung des Pressantriebs mit dem Messerantrieb.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Schneidemaschine der eingangs genannten Art den Aufbau zu vereinfachen und die genannten Nachteile des Stands der Technik zu beheben. Insbesondere soll eine Fußpressung des Pressbalkens von dem elektromotorischen Pressantrieb des Pressbalkens entkoppelt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schneidemaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß sind die Schnittgutpressung und das Schneiden des Schnittguts über die Kurvenscheibe zwangsgekoppelt und dadurch sicherheitstechnisch leichter beherrschbar. Erfindungsgemäß weist die Schneidemaschine ein Fußpedal zum manuellen Höhenverfahren des Pressbalkens auf, das sowohl mit dem Pressbalken als auch mit dem anderen, zweiten Ende des zweiten Kopplungsmechanismus bewegungsgekoppelt ist, um durch Betätigung des Fußpedals das erste Ende des zweiten Kopplungsmechanismus von der Außenkontur der Kurvenscheibe abzuheben.
  • Vorteilhaft ist die Außenkontur der Kurvenscheibe derart ausgebildet, dass im Vorwärtslauf des Antriebsmotors der Pressbalken sich immer voreilend zum Messer nach unten bewegt. Dadurch ist sichergestellt, dass das Messer immer vom Pressbalken überdeckt ist, bis es in das Schnittgut eintaucht (Bediensicherheit z.B. bei Netztrennung während des Press/Schneidevorgangs).
  • Besonders bevorzugt weist die Außenkontur der Kurvenscheibe einen in Vorwärtsdrehrichtung vorderen Konturabschnitt und einen hinteren Konturabschnitt auf, wobei der vordere Konturabschnitt radial nach außen stärker ansteigt als der hintere Konturabschnitt. Vorzugsweise ist die Außenkontur der Kurvenscheibe dabei derart ausgebildet, dass der Aufbau des gewünschten Pressdrucks während des Pressvorgangs bis zum Beginn des Schneidevorgangs nahezu abgeschlossen ist und während des Schneidevorgangs gehalten wird. Die Kurvenkontur der Kurvenscheibe beginnt auf dem vorderen Konturabschnitt mit stark steigendem Verlauf. Damit wird möglichst schnell Pressdruck aufgebaut, bevor Schneidekraft notwendig ist. Dadurch können mit einem Antriebsmotor beide Funktionen bedient werden. Da dies mit einem zeitlichen Versatz geschieht, muss der Antriebsmotor die Leistung nicht für beide Funktionen gleichzeitig bereitstellen und muss damit nicht größer dimensioniert werden. Die Kontur der Kurvenscheibe hat nach anfänglich starkem Anstieg auf dem hinteren Konturabschnitt nur noch eine leichte Steigung, um einen durch Lecköl verursachten Druckabfall im Hydrauliksystem der Hydraulikeinrichtung zu kompensieren. Insgesamt ergeben sich eine optimierte Energieeffizienz und Leistungsaufteilung während des Press/Schneidevorgangs in Bezug auf die maximal zur Verfügung stehende Leistungsentnahme an einer standardmäßig abgesicherten Einphasen-Netz-Versorgung.
  • Bevorzugt weisen der erste Kopplungsmechanismus eine Pleuelstange, die an der Kurvenscheibe exzentrisch zu deren Drehachse angreift, insbesondere angelenkt ist, und der zweite Kopplungsmechanismus eine Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung oder eine Druckfeder auf, deren eines, erstes Ende an der Außenkontur der Kurvenscheibe, insbesondere mittels einer Führungsrolle, anliegt bzw. abrollt.
  • Vorzugsweise weist die Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung ein Druckregelventil auf, um den (Hydraulik)druck einzustellen, der erforderlich ist, um einen Kolben in einen Presszylinder der Hydraulikeinrichtung zu drücken. Die Einstellung des gewünschten Pressdrucks wird durch das Verstellen des maximalen Drucks am Druckregelventil erreicht. Die Verstellung kann entweder manuell über ein am Druckregelventil befestigtes Stellelement oder elektrisch über ein elektromotorisch angetriebenes Stellelement erfolgen. Dem Kolben ist es erst ab dem am Druckregelventil eingestellten Druck möglich, das im Presszylinder vorhandene Öl in einen Hydrauliköltank zu verdrängen. Dieser Druck ist proportional zum Pressdruck auf das Schnittgut.
  • Vorteilhaft ist der Kolben der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit permanent, d.h. während des gesamten Press-/Schneidezyklus, mit einer Ausdrückkraft beaufschlagt, die den Kolben aus der Zylinder-Hydraulikeinheit herausdrückt. Die Ausdrückkraft kann beispielsweise durch eine Druckfeder oder eine Gasdruckfedereinheit oder durch einen permanenten Überdruck in der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit bereitgestellt sein. Durch die Ausdrückkraft wird der Pressbalken solange auf das Schnittgut gepresst, bis sich die Kurvenscheibe und mit ihr der Kolben der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit soweit zurückbewegt haben, bis dieser in seiner ausgezogenen Stellung angekommen ist und zwangsgekoppelt den Pressbalken nach oben in dessen Ausgangslage mitbewegt.
  • Vorzugsweise greift dabei ein Fußpedalumlenkgestänge direkt in eine Umlenkmechanik ein, welche zwischen dem zweiten Kopplungsmechanismus und dem Pressbalken wirkt. So kann die Schnittgutpressung, unabhängig von der Kurvenscheibenstellung, durch Betätigen des Fußpedals bewegt werden, um das Schnittgutmanuell zu pressen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
    • Fign. 1a, 1b
    eine erfindungsgemäße Schneidemaschine in einer Vorderansicht (Fig. 1a) und in einer Rückansicht (Fig. 1b), wobei in Fig. 1b ein Fußpedal für eine manuelle Betätigung eines Pressbalkens der Schneidemaschine nicht gezeigt ist.
  • Die in Fign. 1a , 1b gezeigte Schneidemaschine 1 umfasst eine Schneideauflage 2 für zu schneidendes Schnittgut, wie z.B. einen Papierstapel, einen (hier schräg nach unten) höhenverfahrbaren Messerbalken 3, der ein Messer 4 zum Schneiden des aufliegenden Schnittguts trägt, einen höhenverfahrbaren Pressbalken 5 zum Niederdrücken des zu schneidenden Schnittguts und einen Antrieb in Form eines Antriebsmotor 6 als Schneideantrieb zum Höhenverfahren des Messerbalkens 3 und als Pressantrieb zum Höhenverfahren des Pressbalkens 5.
  • Der Antriebsmotor 6 dreht eine Kurvenscheibe 7 jeweils um ca. 180° vor und zurück. Der Messerbalken 3 ist mit der Kurvenscheibe 7 über einen ersten Kopplungsmechanismus A in Form einer Pleuelstange 8 bewegungsgekoppelt, die an der Kurvenscheibe 7 exzentrisch zu deren Drehachse angelenkt ist. Der Pressbalken 5 ist mit der Kurvenscheibe 7 über einen zweiten Kopplungsmechanismus B in Form einer Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung 9 bewegungsgekoppelt, deren eines, erstes Ende 9a an der Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 anliegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Ende 9a durch das freie Ende eines Kolbens bzw. einer Kolbenstange 11 der Hydraulikeinrichtung 9 gebildet, das eine Führungsrolle 12 trägt. Die Führungsrolle 12 wird mittels einer Feder 13 in Anlage gegen die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 gedrückt. Das der Kolbenstange 11 abgewandte Ende eines Presszylinders 14 der Hydraulikeinrichtung 9 bildet das andere, zweite Ende 9b der Hydraulikeinrichtung 9, das ist mit einer Umlenkmechanik 15 verbunden ist, welche den Pressbalken 5 betätigt.
  • Wird durch Betätigen eines z.B. elektrischen Schalters der Schnitt ausgelöst, so startet der Antriebsmotor 6, der die Kurvenscheibe 7 dreht, an welcher auch die Pleuelstange 8 für die Messerbetätigung drehbeweglich befestigt ist. Die Befestigung der Pleuelstange 8 an der Kurvenscheibe 7 erfolgt entfernt von der Drehachse der Kurvenscheibe 7, so dass die Kurvenscheibe 7 als Kurbelwelle fungiert. Dreht sich die Kurvenscheibe 7, so wird die Pleuelstange 8 nach unten gezogen. Das andere Ende der Pleuelstange 8 ist am Messerbalken 3 drehbar befestigt und zieht diesen mitsamt dem Messer 4 innerhalb einer schrägen Führungskulisse 16 zum Schneiden nach unten.
  • Die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7, also der Radialabstand zur Drehachse, ist derart gestaltet, dass der Pressbalken 5 sich im Vorwärtslauf immer voreilend zum Messer 4 nach unten bewegen. Der Pressbalken 5 überragt also immer das Messer 4 nach unten, bis er auf dem Schnittgut aufliegt und der eigentliche Schneideprozess beginnt. Dadurch wird die Bedienersicherheit für den Fall erhöht, dass der Press/Schneidevorgang angehalten wird (z.B. durch Ausschalten des Hauptschalters), bevor das Messer 4 in Eingriff mit dem Schnittgut kommt.
  • Die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 weist einen in Vorwärtsdrehrichtung vorderen Konturabschnitt 10a und einen hinteren Konturabschnitt 10b auf. Dabei steigt der vordere Konturabschnitt 10a radial nach außen stärker an als der hintere Konturabschnitt 10b. Die Steigung der Außenkontur 10 ist also am Anfang sehr groß, sodass der Pressvorgang bis zum Beginn des Schneidevorgangs nahezu abgeschlossen ist. Damit teilt sich die zur Verfügung stehende Motorleistung des Antriebsmotors 6 während des Press/Schneidevorgangs zeitlich so auf, dass für beide Teilvorgänge jeweils nahezu die volle Motorleistung zur Verfügung steht. Die Hybridfunktionalität aus dem für den Schneidevorgang optimalen elektromechanischen Messer-Direktantrieb und dem für den Schnittgutpressvorgang optimalen, über einen weiten Bereich hydraulisch einstellbaren Pressdruck wird mit nur einem Antriebsmotor 6 und einem Presszylinder 14 realisiert und damit zu geringen Kosten.
  • Der Presszylinder 14 ist direkt mit der Umlenkmechanik 15 der Schnittgutpressung verbunden, und die Kolbenstange 11 ist über die Führungsrolle 12 an die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 3 gekoppelt. Der Presszylinder 14 bildet somit selbst einen Teil der Umlenkmechanik 15 aus und bewegt sich als Ganzes, bis das Schnittgut beim Pressen erreicht ist. Nachfolgend bewegt sich im Wesentlichen nur noch die Kolbenstange 11 relativ zum Presszylinder 14, um den eingestellten Pressdruck aufzubauen.
  • Die Funktionsweise der Schneidemaschine 1 ist wie folgt:
    1. 1. Motorvorwärtslauf: Pressung und Schnitt werden ausgelöst:
      • 1.1 Funktionsablauf Teil 1: Der Pressbalken 5 trifft auf keinen Widerstand: Die Kurvenscheibe 7 dreht sich und verschiebt dadurch die Führungsrolle 12 samt Kolbenstange 11. Es bewegt sich somit die Kolbenstange 11 entsprechend der Form der Kurvenscheibe 7. Da der Pressbalken 5 frei beweglich ist, ist auch die daran befestigte Umlenkmechanik 15 und der Presszylinder 14 frei beweglich. Der Presszylinder 14 kann sich also im gleichen Maß wie die Kolbenstange 11 bewegen. Das heißt, die Kolbenstange 11 wird nicht in den Presszylinder 14 gedrückt. Es wird somit kein Öl im Presszylinder 14 verdrängt und damit auch kein Öldruck im System aufgebaut.
      • 1.2 Funktionsablauf Teil 2: Der Pressbalken 5 trifft auf den Widerstand eines eingelegten Schnittguts:
        • Der Pressbalken 5 ist dann nicht mehr frei nach unten beweglich, da er auf dem Schnittgut aufliegt. Somit kann sich auch die Umlenkmechanik 15 und mit ihm der Presszylinder 14 nicht mehr frei bewegen. Wird die Kolbenstange 11 nun über die Kurvenscheibe 7 weiter verschoben, so kann sich der Presszylinder 14 nicht im gleichen Maß wie die Kolbenstange 11 bewegen, und die Kolbenstange 11 wird in den Presszylinder 14 gedrückt. Das Öl im Presszylinder 14 wird verdrängt und über ein Druckregelventil 17 in einen Hydrauliköltank 18 abgeführt. Der eingestellte Regeldruck am Druckregelventil 17 bestimmt die Kraft, die notwendig ist, um die Kolbenstange 11 in den Presszylinder 14 zu drücken. Je höher der eingestellte Druck ist, desto höher ist die notwendige Kraft. Es steigt somit die Kraft mit dem Regeldruck an, dies wiederum bedeutet als Gegenreaktion, dass sich über die Umlenkmechanik 15 auch der Druck verändert, mit dem der Pressbalken 5 auf das Schnittgut gepresst wird. Die Einstellung des gewünschten Pressdrucks wird durch das Verstellen des maximalen Drucks am Druckregelventil 17 erreicht. Diese Verstellung kann entweder manuell über ein am Druckregelventil 17 befestigtes Stellelement oder elektrisch über ein elektromotorisch angetriebenes Stellelement erfolgen. Das gesamte zu verdrängende Öl wird unter dem eingestellten Maximaldruck in den Tank gefördert. Es ist also keine aufwendige und damit teure Regeleinheit notwendig, die beim Erreichen des gewünschten Grenzdrucks diesen während des Presszyklus im System erhält und das restliche Öl drucklos in den Tank strömen lässt.
        • Die zeitlichen Verläufe der Funktionsabläufe Teile 1 und 2 sind von der Höhe des eingelegten Schnittguts abhängig:
          Bei geringer Einlege- bzw. Schnitthöhe, d.h. bei wenig Schnittgut, kann sich der Pressbalken 5 und mit ihm die Umlenkmechanik 15 und der Presszylinder 14 über einen großen Teil des Pressbalken-Verfahrweges frei bewegen, bis er auf dem Schnittgut aufliegt. Das hat zur Folge, dass die Kolbenstange 11 erst am Ende des Pressvorgangs nur zu einem geringen Teil in den Presszylinder 14 gedrückt wird. Es wird somit nur wenig Öl im Presszylinder 14 verdrängt und in den Tank gefördert. Der eingestellte Überströmdruck steht somit während des Schneide-/Presszyklus nur kurz im System an. Bei voller Einlege- bzw. Schnitthöhe, d.h. bei viel Schnittgut, kann sich der Pressbalken 5 und mit ihm die Umlenkmechanik 15 und der Presszylinder 14 nur über einen kleinen Teil des Pressbalken-Verfahrweges frei bewegen, bis er auf dem Schnittgut aufliegt. Das hat zur Folge, dass die Kolbenstange 11 schon zu Beginn des Pressvorgangs nahezu vollständig in den Presszylinder 14 gedrückt wird. Es wird somit nahezu das gesamte Öl im Presszylinder 14 verdrängt und in den Hydrauliköltank 18 gefördert. Der eingestellte Überströmdruck steht somit während des Schneide-/Presszyklus lange im System an.
    2. 2. Motorrückwärtslauf: Der Press/Schneidevorgang ist beendet, das System hat den eingestellten Umkehrpunkt erreicht und fährt in die Ausgangslage zurück, indem der Antriebsmotor 16 die Drehrichtung wechselt:
      • Die Führungsrolle 12 folgt federbeaufschlagt der sich drehenden Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7, durch deren Kurvenverlauf sie nun, umgekehrt zum Vorwärtslauf, immer weniger stark ausgelenkt wird. Die an der Führungsrolle 12 befestigte Kolbenstange 11 bewegt somit ebenfalls. Die Kolbenstange 11 wird aus dem Presszylinder 14 herausgezogen. Dies hat zur Folge, dass Öl aus dem Hydrauliköltank 18 angesaugt wird. Das Druckregelventil 17 wird dazu in der Gegenströmungsrichtung durch ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) umgangen, so dass das Öl nahezu drucklos aus dem Hydrauliköltank 18 angesaugt werden kann. Ist die Kolbenstange 11 während des Rücklaufs in ihrer ausgefahrenen Endlage angekommen, so muss ihr der Presszylinder 14 und der über die Umlenkmechanik 15 verbundene Pressbalken 5 zwangsgekoppelt bis zur oberen Ausgangslage des Pressbalkens 5 folgen.
      • Beim Rücklauf des Systems wirkt dem Pressbalken 5 zu Beginn nur seine Schwerkraft entgegen. Diese reicht aber teilweise nicht aus, um die Reibungskräfte des restlichen Systems (wie beispielsweise durch die Kolbendichtungen) auszugleichen. Dies kann dazu führen, dass der Pressbalken 5 entweder sofort abhebt oder mindestens nicht mehr sicher auf dem Schnittgut aufliegt, bis das Messer 4 in der oberen Ausgangsstellung angekommen ist. Problematisch ist dies beispielsweise beim Schneiden von Schnittgut, das mit einer Selbstklebefolie ausgerüstet ist. Dieses Schnittgut neigt dazu, etwas am Messer 4 anzuhaften und kann, wenn es beim Messerrücklauf nicht festgehalten wird, durch das Anhaften verrutschen. Um dies zu verhindern, kann der Pressbalken 5 das Schnittgut solange fixieren, bis das Messer 4 wieder nahezu in seiner oberen Ausgangsstellung angekommen ist. Es ist also von Vorteil, den Pressbalken 5 mit einer gewissen festgelegten Kraft solange auf das Schnittgut zu pressen, bis sich die Kurvenscheibe 7 und mit ihr der Kolben der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 soweit zurückbewegt haben, bis dieser in seiner ausgezogenen Stellung angekommen ist und zwangsgekoppelt den Pressbalken 5 nach oben in dessen Ausgangslage mitbewegt. Dies kann technisch dadurch realisiert werden, dass der Kolben der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 permanent, d.h. während des gesamten Press-/Schneidezyklus, mit einer Kraft beaufschlagt wird, die den Kolben aus der Zylinder-Hydraulikeinheit 9 herausdrückt. Diese Ausdrückkraft führt dazu, dass das Schnittgut über den mit der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 gekoppelten Pressbalken 5 solange mit der vorgegebenen Presskraft fixiert wird, bis die Kurvenscheibe 7 und mit ihr der zwangsgekoppelte Messerbalken 3 samt Messer 4 nahezu in seiner oberen Ausgangsstellung angekommen sind. Im weiteren Bewegungsablauf wird die Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 und mit ihr der Pressbalken 6 in seine Ausgangsstellung nach oben gezogen.
      • Die Ausdrückkraft kann beispielsweise mittels einer Druckfeder 19 oder Gasdruckfedereinheit auf den Kolben wirken, wobei die Druckfeder 19 bzw. Gasdruckfedereinheit innerhalb oder, wie in Fig. 1a gezeigt, außerhalb der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 montiert sein kann. Eine weitere beispielhafte Ausführung kann durch einen permanenten Überdruck in der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 erreicht werden, der wie eine entsprechende Feder wirkt und den Kolben permanent mit einer definierten Kraft aus der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 herausdrückt.
  • Fig. 1a zeigt ein Fußpedal 20 für eine manuelle Betätigung des Pressbalkens 5. Wird das Fußpedal 20 nach unten bewegt, so wird über das Fußpedalumlenkgestänge 21 der Pressbalken 5 nach unten, d.h. in Richtung des eingelegten Schnittguts, gezogen. Das Fußpedal 20 ist sowohl mit dem Pressbalken 5 als auch mit dem zweiten Ende 9b der Hydraulikeinrichtung 9 bewegungsgekoppelt, um durch Betätigung des Fußpedals 20 das erste Ende 9a der Hydraulikeinrichtung 9 von der Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 abzuheben.
  • Der Pressbalken 5 kann damit, unabhängig vom elektrischen Press/Schneidezyklus und damit unabhängig von der Sicherheitsteuerung, betätigt werden. Das bedeutet, dass der Bediener bei Betätigung der Pressung mittels des Fußpedals 20 den Papierstapel bei abgesenkter Pressung manipulieren kann, obwohl er sich im überwachten Sicherheitsbereich der Maschine bewegt. Dies ist zulässig, da der Pressdruck vom Bediener selbst mittels seiner Beinkraft aufgebracht wird. Der Bediener kann mittels der Fußpressung, falls notwendig, die Luft zwischen den einzelnen Lagen des Schnittguts vor dem automatischen Press/Schneidezyklus gezielt herauspressen oder über die Vorderkante des abgesenkten Pressbalkens 5 exakt sehen, wo der Schnitt durch das dem Pressbalken 5 direkt vorgelagerte Messer 4 erfolgen wird. Falls notwendig kann der Bediener das Schnittgut bei abgesenktem Pressbalken 5 neu ausrichten.
  • Mechanisch ist die Entkopplung der Fußpressung von der automatischen Pressung möglich, da beim Betätigen der Fußpressung die Umlenkmechanik 15 des Pressmechanismus derart bewegt wird, dass sich der Pressbalken 5 in Richtung des Schnittguts absenkt. Mit der Umlenkmechanik 15 bewegt sich auch der daran befestigte Presszylinder 14 mit der Kolbenstange 11 samt der Führungsrolle 12. Diese hebt sich gegen die Kraft der Feder 13 von der Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 ab. Somit wird die Hydraulikeinrichtung 9 unabhängig von der Stellung der Kurvenscheibe 7 bewegt.
  • Wird bei betätigter Fußpressung der automatische Press/Schneidevorgang ausgelöst, so läuft dieser wie zuvor beschrieben ab. Jedoch liegt die Führungsrolle 12 und mit ihr die gesamte restliche Hydraulikeinrichtung 9 zu Beginn des Press/ Schneidevorgangs nicht an der Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 an. Das heißt, das Messer 4 wird, ohne den automatischen Pressvorgang zu starten, nach unten bewegt, bis die Kurvenscheibe 7 sich soweit gedreht hat, dass die durch die Fußpressung abgehobene Führungsrolle 12 wieder in Anlage an die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 kommt. Erst dann baut sich der eingestellte Pressdruck im System auf, und das Messer 4 kommt in Eingriff mit dem Schnittgut.
  • Optional kann das Fußpedalumlenkgestänge 21 eine Gasdruckfeder 22 aufweisen. Beim Betätigen des Fußpedals 20 fährt die Gasdruckfeder 22 solange nicht ein, d.h. sie wirkt wie ein starres Gestänge, bis eine festgelegte, maximale Betätigungskraft (festgelegte Federkraft der Gasdruckfeder 22) erreicht ist. Wird diese maximale Betätigungskraft überschritten, so wird die Gasdruckfeder 22 solange komprimiert, ohne dass das restliche System zusätzlich belastet wird, bis das Fußpedal 20 auf dem Fußboden aufliegt.
  • Anstatt der gezeigten Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung 9 kann alternativ auch eine Druckfeder eingesetzt werden, die im Pressungsablauf komprimiert wird (statt des Einschiebens des Kolbens 11 gegen den eingestellten Überströmdruck). Die Presskraft kann dann über die Vorspannung der Druckfeder in gewissen Grenzen verstellt werden. Die Druckfeder muss - wie die Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit 9 - in ihrer maximalen Ausdehnung, begrenzt werden, da sie sonst die Pressung permanent betätigen würde. Dazu kann sie entweder in der Ruhestellung (Pressung ist in oberer Endstellung) komplett entspannt sein oder vorab mittels eines Federwegbegrenzers vorgespannt werden. Als federwegbegrenzendes Element kann beispielsweise eine im Zentrum der Druckfeder verlaufende Traverse verbaut werden, an deren Enden sich Scheiben befinden, die die Druckfeder in ihrer maximalen Ausdehnung begrenzen. Die Druckfedervariante folgt damit der Kurvenscheibe ebenfalls nur dann, wenn sie mittels der Kraft der Feder 13 gegen die Außenkontur 10 der Kurvenscheibe 7 vorgespannt ist.

Claims (13)

  1. Schneidemaschine (1) mit einer Schneideauflage (2) für zu schneidendes Schnittgut, mit einem höhenverfahrbaren Messerbalken (3), der ein Messer (4) zum Schneiden des aufliegenden Schnittguts trägt, mit einem Schneideantrieb zum Höhenverfahren des Messerbalkens (3), mit einem höhenverfahrbaren Pressbalken (5) zum Niederdrücken des zu schneidenden Schnittguts und mit einem Pressantrieb zum Höhenverfahren des Pressbalkens (5),
    wobei der Schneide- und der Pressantrieb durch einen einzigen Antrieb (6) gebildet sind, der eine Kurvenscheibe (7) vor- und zurückdreht, und wobei der Messerbalken (3) mit der Kurvenscheibe (7) über einen ersten Kopplungsmechanismus (A) bewegungsgekoppelt ist, der an der Kurvenscheibe (7) exzentrisch zu deren Drehachse angreift, und der Pressbalken (5) mit der Kurvenscheibe (7) über einen zweiten Kopplungsmechanismus (B) bewegungsgekoppelt ist, dessen eines, erstes Ende (9a) an einer Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) angreift,
    gekennzeichnet durch ein Fußpedal (20) zum manuellen Höhenverfahren des Pressbalkens (5), das sowohl mit dem Pressbalken (5) als auch mit dem anderen, zweiten Ende (9b) des zweiten Kopplungsmechanismus (B) bewegungsgekoppelt ist, um durch Betätigung des Fußpedals (20) das erste Ende (9a) des zweiten Kopplungsmechanismus (B) von der Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) abzuheben.
  2. Schneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) derart ausgebildet ist, dass im Vorwärtslauf des Antriebs (6) der Pressbalken (5) sich immer voreilend zum Messer (4) nach unten bewegt.
  3. Schneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) einen in Vorwärtsdrehrichtung vorderen Konturabschnitt (10a) und einen hinteren Konturabschnitt (10b) aufweist, wobei der vordere Konturabschnitt (10a) radial nach außen stärker ansteigt als der hintere Konturabschnitt (10b).
  4. Schneidemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) derart ausgebildet ist, dass der Aufbau des gewünschten Pressdrucks während des Pressvorgangs bis zum Beginn des Schneidevorgangs nahezu abgeschlossen ist und während des Schneidevorgangs gehalten wird.
  5. Schneidemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kopplungsmechanismus (A) eine Pleuelstange (8) aufweist, die an der Kurvenscheibe (7) exzentrisch zu deren Drehachse angreift, insbesondere angelenkt ist.
  6. Schneidemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kopplungsmechanismus (B) eine Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung (9) oder eine Druckfeder aufweist, deren eines, erstes Ende (9a) an der Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7), insbesondere mittels einer Führungsrolle (12), anliegt.
  7. Schneidemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (9a) der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung (9) oder der Druckfeder mittels der Kraft einer Feder (13) in Anlage gegen die Außenkontur (10) der Kurvenscheibe (7) vorgespannt ist.
  8. Schneidemaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung (9) ein Druckregelventil (17) aufweist, um den Regeldruck einzustellen, der erforderlich ist, um einen Kolben (11) in einen Presszylinder (14) der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinrichtung (9) zu drücken.
  9. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit (9) während des gesamten Press-/Schneidezyklus mit einer Ausdrückkraft beaufschlagt ist, die den Kolben (11) aus der Zylinder-Hydraulikeinheit (9) herausdrückt.
  10. Schneidemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdrückkraft durch eine Druckfeder (19) oder eine Gasdruckfedereinheit bereitgestellt ist.
  11. Schneidemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdrückkraft durch einen permanenten Überdruck in der Kolben/Zylinder-Hydraulikeinheit (9) bereitgestellt ist.
  12. Schneidemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fußpedalumlenkgestänge (21) direkt in eine Umlenkmechanik (15), welche zwischen dem zweiten Kopplungsmechanismus (B) und dem Pressbalken (4) wirkt, eingreift.
  13. Schneidemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fußpedalumlenkgestänge (21) eine Gasdruckfeder (22) aufweist.
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