DE2711447A1 - Vorrichtung zum zuschneiden von platten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuschneiden von Platten, insbesondere zementartige Platten, wie Gipsbauplatten, die einen zementartigen Kern zwischen äußeren Papierlagen aufweisen, mit zwei sich gegenüberstehenden parallelen Rotoren, von denen jeder ein radiales Messer trägt, und mit einer Antriebseinrichtung, die einen Motor für den Antrieb der Rotoren aufweist.

Eine Platt enmat er ialbahn dieser Art wird in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt, bei dem ein wässriger Schlamm aus zementartigem Material auf einer fortschreitenden äußeren Papierbahn kontinuierlich aufgebracht wird. Eine zweite äußere Papierbahn wird über den Schlamm gelegt und an den nach oben und innen umgeschlagenen Rändern der ersten Bahn festgeklebt. Die resultierende Plattenbahn wird dann auf die gewünschte Dicke zugerichtet, und nachdem man sie sich hat setzen lassen, wird sie in genormte Längen geschnitten und getrocknet.

Eine bekannte Schneidvorrichtung zum Zuschneiden von Platten mit genormter Länge aus einer kontinuierlichen Plattenbahn oder Pappe weist zwei parallele angetriebene Rotoren auf, die an beiden Enden drehbar in Lagern gelagert sind und jeweils ein radiales Messer tragen.

In den bekannten Schneidvorrichtungen wird ein leistungsstarker Antriebmotor mit einem entsprechenden Getriebe für den gegensinnigen Antrieb der beiden Rotoren verwendet. Die Plattenmaterial-

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bahn wird symmetrisch zwischen den beiden gegensinnig rotierenden Rotoren hindurchbefördert und durch die Messer zerschnitten, während die Rotoren zusammenkommen. Eine derartige Schneidvorrichtung ist jedoch nicht für hohe Fertigungsgeschwindigkeiten geeignet. Die Schneidvorrichtung muß sehr schnell ansprechen, um sicherzustellen, daß jeder Schnitt von dem vorhergehenden um die vorgewählte genormte Plattenlänge entfernt ist, die gewöhnlich von der Rotor-Umfangslänge abweicht. Aus diesem Grunde ist ein großer Motor erforderlich, um die hohe Trägheit des Getriebes zu überwinden. Ein derartiger Motor kann nicht nur Sicherheitsprobleme aufwerfen, sondern verbraucht auch viel Energie. Darüber hinaus ist die erreichbare Ansprechgeschwindigkeit begrenzt, und damit auch die Geschwindigkeit, mit der die Plattenmaterialbahn durch die Schneidvorrichtung hindurchbefördert werden kann.

Letztlich begrenzt die Schneidvorrichtung die Betriebsgeschwindigkeit der gesamten Produktionsstraße.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit höherer Geschwindigkeit, vorzugsweise weit mehr als 65 m pro Minute, arbeiten kann, ohne zu hohen Belastungen ausgesetzt zu werden.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Antriebseinrichtung zwei mechanisch getrennte Motoren für einen getrennten Antrieb der Rotoren aufweist. Die Verwendung getrennter Motoren für die Rotoren verringert den Getriebeaufwand und gestattet den Einsatz kleinerer Motoren.

Vorzugsweise enthält die Schneidvorrichtung eine Einrichtung zum Synchronisieren der Drehung der Rotoren, so daß die Messer die zwischen den Rotoren hindurchbeförderte Plattenmaterialbahn gleichzeitig schneiden. Zu diesem Zweck wird in einer bevorzugten Ausführung ein Fühler zur Erzeugung eines Signals verwendet, das die Lage des Messers des einen Rotors anzeigt. Die-

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ses Signal kann dann einem Regelkreis zugeführt werden, der die Stromversorgung des Motors des anderen Rotors und damit die Drehung des anderen Rotors so steuert, daß die Schnitte der Messer synchronisiert sind.

Ferner kann dafür gesorgt sein, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zum Kompensieren einer Schwankung der Vorschubgeschwindigkeit der Plattenmaterialbahn zwischen den Rotoren, um sicherzustellen, daß die Platt enmat erialbahn in konstanten Abschnitten geschnitten wird, aufweist. Diese Einrichtung enthält vorzugsweise einen Fühler zum Erzeugen eines Signals, das die Vorschubgeschwindigkeit der Plattenmaterialbahn anzeigt. Dieses Signal kann dann einem oder mehreren Regelkreisen zur Steuerung der Stromversorgung der Motoren der Rotoren zugeführt werden. Obwohl es möglich ist, getrennte Kompensationseinrichtungen für beide Rotoren vorzusehen, ist nur eine derartige Einrichtung erforderlich, wenn die Vorrichtung auch eine Synchroni si erungs einri chtung aufweist, wie sie oben erwähnt ist.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Teils einer Bauplatten-Fertigungsstraße nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Rotationsschneidvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt auf der einen Seite der Rotationsschneidvorrichtung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild von Regeleinrichtungen in der Rotationsschneidvorrichtung nach den Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 ein ausführlicheres Schaltbild eines Teils des Schaltbilds nach Fig. 4 und

Fig. 6 eine hydraulische Schaltungsanordnung zur Betätigung der Rotationsschneidvorrichtung nach den Fig. 1 bis 3.

Nach Fig. 1 weist ein Teil einer Fertigungsstraße für Bauplatten oder Pappe mit festem Kern eine Zurichtungs-Meßeinrichtung 10, einen Walzenförderer 12, der zu einer Rotationsschneidvorrichtung 14 führt, und einen zweiten Walzenförderer 16 auf. Die Rotationsschneidvorrichtung 14 enthält zwei sich parallel gegenüberstehende Rotoren 18, die jeweils ein radiales Messer 20 tragen. Wie nachstehend noch näher beschrieben wird, drehen sich die Rotoren gegensinnig, d.h. der obere im Uhrzeigersinne und der untere im Gegenuhrzeigersinne - in der Darstellung nach Fig. 1 - , und sie führen in der Weise einen Schnitt aus, daß sie mit ihren Messern mit der Vorschubgeschwindigkeit der zwischen ihnen hindurchbeförderten Plattenmaterialbahn zusammenkommen. Die Rotoren 18 sind verschiebbar gelagert, so daß ihr Abstand veränderbar ist, damit die Messer 20 wahlweise einen vollständigen oder einen perforierenden Schnitt ausführen können.

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• G.

Im folgenden wird zunächst der Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Teils der Fertigungsstraße beschrieben, um die prinzipielle Wirkungsweise der Rotationsschneidvorrichtung deutlich zu machen. Eine kontinuierlich hergestellte Bauplatten-Materialbahn (oder Pappe) wird in der Zuricht-Meßeinrichtung 10 auf die gewünschte Dicke zugerichtet und vom Walzenförderer 12 kontinuierlich zwischen den Rotoren 18 hindurchbefördert. Die Drehung der Rotoren 18 wird so geregelt, daß die Schnitte in einem Abstand ausgeführt werden, der einer vorgewählten normierten Plattenlänge entspricht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder dritte von den Messern 20 der Rotoren 18 ausgeführte Schnitt ein vollständiger Schnitt (Trennschnitt), während die beiden mittleren Schnitte Perforationsschnitte sind. Die Schneidvorrichtung schneidet die Materialbahn daher in Mehrfachlängen 22 zu, die drei durch zwei Perforationsschnitte 26 unterteilte genormte Längen 24 aufweisen. Diese Mehrfachlängen 22 werden auf den Walzen des zweiten Förderers 16 einem (nicht dargestellten) Trockner zugeführt, wo das Trocknen abgeschlossen wird. Danach werden die Mehrfachlängen 20 in an sich bekannter Weise durch Zerspalten an den Perforationen 26 in drei genormte Längen zertrennt.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird jetzt die Rotationsschneidvorrichtung 14 ausführlicher beschrieben.

Die Schneidvorrichtung 14 weist ein Hauptgestell 30 auf, das auf Schraubhebern 32 ruht. Diese Heber sind durch Wellen 28 gekoppelt und können durch Drehen eines Handrades 36, das auf der linken Seite (Fig. 2) der Schneidvorrichtung 14 vorgesehen ist, gleichzeitig eingestellt werden. Beide Rotoren 18 tragen Sägezahn-Messer 20 (vgl. den vergrößerten Kreisausschnitt der Fig. 2) und sind an beiden Enden in Lagern 38 gelagert, die in vertikalen Schienen 40 am Gestell 30 verschiebbar sind. Die Lager 38 oder Lagerblöcke sind daher nur auf und ab verschiebbar. Die auf der linken Seite angeordneten Lager 38 tragen getrennte Antriebsmotoren y für den Drehantrieb der beiden Rotoren 18. Bei jedem Motor 34 handelt es sich um einen Motor in gedruckter Schaltung

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mit eisenlosem Rotor von geringer Massenträgheit, so daß er sehr schnell anspricht. Die Synchronisation und Regelung dieser Motoren erfolgt in der Weise, vie es anhand von Fig. 4 beschrieben wird.

Die Lager 38 an den Enden beider Rotoren 18 sind durch ähnliche Kurvengetriebe verschiebbar, um den Abstand zwischen den Rotoren zu verändern. Jedes Kurvengetriebe weist eine Kurvenabtastrolle 42 (auch Kurvenrolle genannt) , deren Welle in einem Träger 44 sitzt, der am zugehörigen Lager 38 befestigt ist, und eine Kurvenfläche 46 an einem Kurvenkörper 48 auf. Ähnliche Kurvenkörper 48 sind auf beiden Seiten der Schneidvorrichtung 14 und symmetrisch in bezug auf die beiden Lager 38 an jedem Ende der beiden Rotoren 18 angeordnet. Jeder Kurvenkörper hat zwei Kurvenflächen 46, die über etwa ihre halbe Länge im wesentlichen geradlinig und parallel verlaufen und dann allmählich, wie dargestellt, divergieren. Der Stößel oder Kolben 50 eines hydraulischen Hebers 52, der am Gestell 30 befestigt ist, ist an jedem Lager 38 befestigt und stellt sicher, daß die Rolle 42 gegen ihre zugehörige Kurvenfläche 46 drückt.

Die Kurvenkörper 48 an beiden Seiten der Schneidvorrichtung sind aus einem festen zylindrischen Stangenmaterial hergestellt und jeweils in hohlzylindrischen Führungen 54 horizontal hin und her verschiebbar gelagert. Jede Führung 54 hat Fenster, so daß die Rollen 42 gegen die Kurvenflächen 46 drücken können. Ein hydraulischer Zylinder 56 ist im einen Ende jeder Führung 54 angeordnet und mit seinem Boden daran befestigt. Der Kolben 58 des Zylinders 56 ist an dem einen Ende des Kurvenkörpers 48 befestigt, so daß eine Betätigung des Kolbens 58 eine Verschiebung des Kurvenkörpers 48 in der Führung 54 bewirkt. Der Kolben 58, der in Fig. 3 in seiner eingefahrenen Lage dargestellt ist, und die Rollen 42 drücken gegen die parallelen Abschnitte der Kurvenflächen 46 des Kurvenkörpers 48. Wenn der Kolben 58 ausgefahren ist, drücken die Rollen 42 gegen die divergierenden Abschnitte der Kurvenflächen 46.

Die Führungen 54 sind horizontal verschiebbar im Gestell 30 ge-

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lagert. Das vom Zylinder 56 entfernt liegende Ende Jeder Führung 54 ist an einer Antriebsplatte 60 befestigt, die auf einer Stange 62 mit Außengewinde angeordnet ist, die einen Teil eines Schraubhebers 64 bildet. Dieser Schraubheber 64 ist über eine Welle 66 mit den Wellen 28 unter dem Hauptgestell 30 so gekoppelt, daß eine Drehung des Handrades 36 auch eine Drehung dieser Welle 66 bewirkt.

Eine Verdrehung der Welle 66 bewirkt, daß ihr (nicht dargestelltes) Antriebsteil in den oder aus dem Schraubheber 64 geschraubt wird, der seinerseits bewirkt, daß die mit Außengewinde versehene Stange 62 horizontal nach links oder rechts (in Fig. 3) verschoben wird. Diese Verschiebung wird dann durch die Antriebsplatte 60 auf die Führung 54 übertragen. Ein Verdrehen des Handrades 36 bewirkt daher, daß die Führungen 54 und damit die Zylinder 56 und Kurvenkörper 48, die darin angeordnet sind, horizontal nach links oder rechts in bezug auf die Rollen 42 der Lager 38 verschoben werden. Die Horizontal verschiebung der Kurvenkörper 48 ist Jedoch gering im Vergleich zur Länge der Kurvenflächen 46 und bedeutet eine geringfügige Einstellung der Lage der Kurvenkörper relativ zu den Rollen.

Diese Einstellung ist aus folgenden Gründen notwendig. Bevor die Plattenmaterialbahn bei dieser speziellen Ausführung zerschnitten werden kann, muß die Schneidvorrichtung auf die Dicke der Plattenmaterialbahn eingestellt werden. Dabei muß das Kurvengetriebe so eingestellt werden, daß, wenn die Rotoren die Perforationsschneidstellung einnehmen, sie die Deckpapierschichten lediglich perforieren und nicht vollständig durchschneiden. Ferner haben die Walzen des Walzenförderers 12 eine feste Höhe, so daß die Plattenmaterialbahn nicht zwangsläufig symmetrisch zwischen den Rotoren hindurchläuft. Diese beiden Einstellungen erfolgen gleichzeitig durch Verdrehen des Handrades 36.

Ein Verdrehen des Handrades 36 bewirkt eine geringfügige Verstellung der Lage der Kurvenkörper 48 relativ zu den Rollen 42. Diese Verstellung ist unwirksam, wenn der Kolben 58 eingefahren ist, weil die Rollen 42 dann weiterhin gegen die parallelen Abschnitte

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der Kurvenflächen 46 der Kurvenkörper 48 drücken. Wenn der Kolben 58 dagegen ausgefahren ist, bewirkt diese Verstellung der Lage des Kurvenkörpers 48 eine Verstellung des Abstandes zwischen den Rotoren 18, weil die Rollen dann gegen die divergierenden Abschnitte drücken. Es ist verhältnismäßig einfach, den Abstand zwischen den Rotoren 18 bei ausgefahrenem Kolben 58 auf den zur Ausführung eines Perforationsschnitts unter Berücksichtigung der Plattendicke erforderlichen Wert einzustellen.

Wie bereits erwähnt wurde, wird durch das Verdrehen des Rades 36 auch das Hauptgestell 30 auf den Hebern 32 angehoben. Die mechanische Kopplung ist so ausgebildet, daß eine Verstellung der Lage der Kurvenkörper 48 relativ zu den Rollen 42 zur Einstellung auf eine bestimmte Plattendicke selbsttätig zu der erforderlichen Änderung der Vertikallage des Gestells 30 führt, so daß die parallel zu und zwischen den Rotoren 18 verlaufende Mittellinie mit der Horizontalebene zusammenfällt, die durch die Mitte der Plattenmaterialbahn auf dem Walzenförderer 12 verläuft.

Nachdem die Schneidvorrichtung auf die Dicke der Plattenmaterialbahn eingestellt ist, kann der Vorschub der Plattenmaterialbabn eingeschaltet werden und das Zuschneiden erfolgen.

Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt wurde, wird die Schneidvorrichtung so betrieben, daß jeder dritte Schnitt ein vollständiger Schnitt ist und die beiden mittleren Schnitte Perforationsschnitte 26 in den Deckpapierschichten der Materialbahn bewirken. Das Umstellen von Vollschnitt auf Perforationsschnitt, und umgekehrt, geschieht folgendermaßen.

Nach Fig. 3 nehmen die Rotoren 18 der Schneidvorrichtung die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, in der gerade ein vollständiger Schnitt ausgeführt worden ist. Die Messer 20 drehen sich von der zugeschnittenen Plattenlänge 22 weg, die gerade von rechts nach links zwischen den Rotoren hindurchgelaufen ist und vom Walzenförderer 16 (Fig. 1) nach links befördert wird. Der Kolben 58 ist eingefahren (wie dargestellt), so daß die Rollen 42 gegen die parallelen Teile der Kurvenflächen 46 drücken. Vor der Ausführung

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des vollständigen Schnitts sind die hydraulischen Heber 52 unter hohen Druck gesetzt worden, so daß die Rollen 42 fest gegen die Kurvenkörper 48 drücken und die Lager 38 in dieser Lage arretiert sind.

Wenn die Rotoren 18 die in Fig. 3 dargestellte Lage nach einem vollständigen Schnitt erreichen, erzeugt ein optischer Verschlüssler 68 oder Umformer (Fig. 4) auf der Achse des oberen Rotors 18 mittels einer nachstehend beschriebenen Schaltung ein Signal, das ein hydraulisches (nicht dargestelltes) Ventil zur Verringerung des Drucks in den Hebern 52 auf einen niedrigen Druck betätigt. Danach wird dem hydraulischen Zylinder 56 Druckfluid zugeführt, so daß der Kolben 58 ausgefahren wird. Dadurch werden die divergierenden Abschnitte der Kurvenflächen 46 zwischen die Rollen 42 an den Lagern 38 gedrückt, so daß die Lager in die Perforationsschnittstellung auseinandergeschoben werden. Die Verschiebung des Kurvenkörpers 48 wird durch einen Annäherungsfühler festgestellt und bewirkt, daß die Heber 52 wieder unter hohen Druck gesetzt werden, um sie in der neuen Lage zu arretieren. Bei der weiteren Drehung der Rotoren 18 werden dann Perforationsschnitte ausgeführt. Eine weitere vollständige Umdrehung der Rotoren 18 bei sich weiterbewegender Plattenmaterialbahn ergibt eine zweite Gruppe von Perforationsschnitten, und dann wird ein Signal in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des optischen Verschlüsslers zur Einschaltung des Hochdrucks in den Hebern 52 ausgelöst, so daß der Kolben 58 eingefahren und die Lager in die Vollschnittlage zurückgeschoben werden. Um sicherzustellen, daß die Rollen 42 ständig gegen die ihnen zugeordneten Kurvenflächen 46 drücken, während die Kolben 48 eingefahren werden, wird den Hebern 52 gesondert Fluid zugeführt, um den Druck darin aufrechtzuerhalten. Aufgrund dieser Ausbildung der Schneidvorrichtung werden die Kurvenflächen und die zugehörigen Kurvenabtaster ständig unter Vorspannung gegeneinander gedrückt.

Sobald der Kolben 58 eingefahren ist, werden die Heber 52 wieder unter hohen Druck gesetzt, so daß ein vollständiger Schnitt ausgeführt wird. Anschließend wird wieder die Lage nach Fig. 2 erreicht. 709839/0886

•Η.

Eine die beschriebene Wirkungsweise gewährleistende hydraulische Schaltungsanordnung kann auf verschiedene Arten ausgebildet sein.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Schaltungsanordnung zur Betätigung der hydraulischen Heber 52 und hydraulischen Zylinder 56 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Einfachheit halber sind nur der auf der einen Seite der Schneidvorrichtung 30 angeordnete obere und untere Heber 52 bzw. 52* und der hydraulische Zylinder 56 in Fig. 6 dargestellt. Eine Pumpe ρ versorgt die hydraulische Schaltung mit Fluid unter einem Druck von etwa 34 bar, und zwei Entspannungsventile FLj FU ^{werden zur} Regelung des Drucks auf 17 bar bzw. 4,76 bar verwendet. Sodann werden fünf magnetisch betätigbare Ventile V^ - V,- mit vier Anschlüssen und zwei Stellungen (Vierwegeventile) verwendet, die zwischen den Aus-Stellungen, die in Fig. 6 dargestellt sind, und erregten Stellungen, in denen die Anschlüsse in der anderen verfügbaren Weise verbunden sind, verschiebbar sind. Die Ventile V₁ - V. steuern die Versorgung der Heber 52, 52·, während das Ventil Vc die Versorgung des Zylinders 56 steuert. Ferner sind in Fig. 6 Annäherungsfühler 84, 86 dargestellt, die jeweils feststellen, wann der hydraulische Zylinder 56 die Perforationsoder Vollschnittstellung einnimmt, indem sie auf einen Erreger 88 ansprechen, den der Zylinder 56 trägt.

Die dargestellte hydraulische Schaltungsanordnung hat vier verschiedene Betriebsarten, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind:

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Tabelle des Betriebs der Schaltungsanordnung

nach Fig.

Betriebsart

Initiator

Venti

lungen

Bemerkungen

Arretierung bei Vollschnitt

Annäherungsfühler Hochdruckfluid vom Ventil R₁

zu den Arretierungskolben in ausgefahrener Stellung; Kolben 58 bleibt eingefahren.

Von Vollschnitt zu Perforationsschnitt

Verschlüssler

Kolben 50, 50' eingefahren durch Transfer vom Fluid aus gegenüberliegendem Heber 52· oder 52; Kolben 58 ausgefahren.

Arretierung bei Perforationsschnitt

Annäherungsfühler Hochdruckfluid wird von R^

zugeführt, um Kolben in ausgefahrener Stellung zu arretieren; Kolben 58 bleibt ausgefahren.

Von Perforationsschnitt zu Vollschnitt

Verschlüssler

Ni ederdruck fluid von R

zum unteren Heber 52» läßt Kolben 50, 50' aus fahren; Kol ben 58 eingefahren.

E 0

Erregt; Aus

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Anstelle von Mehrfachlängen aus drei genormten, durch Perforationen getrennten Längen kann auch jede andere gewünschte Folge von Voll- und Perforationsschnitten ausgeführt werden.

Das Profil der Kurvenflächen 46 bewirkt bei Betätigung eine weiche Beschleunigung und Verzögerung der Lager 38 und der von diesen getragenen Rotoren 18. Ferner wird die innere Dämpfung des hydraulischen Zylinders 56 an den Enden seiner Hübe dazu ausgenutzt, den Betrieb in Richtung auf die Grenzen der Bewegung längs der Kurvenflächen 46 noch weicher zu machen. Auf diese Weise werden die Lager 38 allmählich beschleunigt und dann in kontrollierter Weise verzögert. Mit anderen Worten, sie werden nicht einfach solange verschoben, bis sie gegen feste Anschläge stoßen. Diese Flexibilität ergibt sich aufgrund der Formgebung der Kurvenkörper in Verbindung mit dem hydraulischen Gegendruck. Dies verringert nicht nur die Stoßbelastung und die Gefahr einer Beschädigung der Motoren und Zahnradgetriebe, sondern erhöht auch die Lebensdauer der Maschine. Darüber hinaus ermöglicht dies die Wahl höherer Betriebsgeschwindigkeiten.

Vorzugsweise ist die Bewegung sinusförmig oder einfach eine harmonische Bewegung.

Während des Betriebs wird die Rotation der Rotoren 18 durch die anhand von Fig. 4 beschriebenen Schaltungen geregelt. Diese Regelung bewirkt, daß die Schnitte auf der Ober- und Unterseite der Plattenmaterialbahn gleichzeitig und in konstanten vorbestimmten Abständen längs der Plattenmaterialbahn ausgeführt werden und daß Änderungen der Vorschubgeschwindigkeit der Plattenmaterialbahn kompensiert werden.

Anhand des Blockschaltbilds nach Fig. 4 werden die zur Regelung der Motoren 34 der Schneidvorrichtung verwendeten Regelkreise beschrieben. Sie enthalten zwei Hauptschaltungen, eine für den oberen Rotor 18 und eine für den unteren Rotor 18*. Soweit beide Schaltungen gleiche Elemente enthalten, werden sie nur anhand der einen Schaltung beschrieben.

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Ein Plattenfühler 140, der den Weg einer Pl att enmaterialbahn durch die Schneidvorrichtung mißt, ist an die erste Hauptschaltung angeschlossen und erzeugt für jeden halben Millimeter Vorschubweg der Plattenmaterialbahn einen Impuls. Die erste Hauptschaltung, die im oberen Teil der Fig. 4 dargestellt ist, enthält eine logische Schaltung 142 mit einem Verstärker 144 hoher Verstärkung, den Motor 34 für den oberen Rotor 18 und einen Rotorfühler 146, bei dem es sich um einen inkremental en Wellen-Verschlüssler (Wellenlage-Umformer) handelt, der auf der Rotorwelle angeordnet ist und für jeden halben Millimeter, um den sich die Spitze des Messers 20 des oberen Rotors 18 verschiebt, einen Impuls erzeugt. Die logische Schaltung 142 enthält ferner einen ersten Impulsfolgefrequenz-Spannung-Umformer 148 zum Umformen der Folgefrequenz der vom Plattenfühler 140 erzeugten Impulse in eine proportionale Spannung, eine Lagefehlerlogik 150, die nachstehend noch näher beschrieben wird, ein erstes Summiernetzwerk 152 mit einem nicht umkehrenden Eingang, der am Ausgang des Umformers 148 angeschlossen ist, und mit einem umkehrenden Eingang, der am Ausgang der Lagefehlerlogik 150 angeschlossen ist, einen zweiten ähnlichen Umformer 154 zum Umformen der vom RotorfUhler 146 erzeugten Signale in eine proportionale Spannung und ein zweites Summiernetzwerk 156 mit einem nicht umkehrenden Eingang, der am Ausgang des Netzwerks 152 angeschlossen ist, und mit einem umkehrenden Eingang, der am Ausgang des Umformers 154 angeschlossen ist. Das erste Summiernetzwerk 152 wirkt als Lagefehler-Summiernetzwerk, während das zweite Summlernetzwerk 156 als Drehzahl- oder Geschwindigkeits-Summiernetzwerk wirkt. Die Lagefehlerlogik 150 errechnet die Lage des Rotormessers 20 in bezug auf einen Sollwert, der durch die Länge der zuzuschneidenden Platte bestimmt ist.

Die andere Hauptschaltung, die im unteren Teil der Fig. 4 dargestellt ist, regelt die Drehung des Messers 20* des unteren Rotors 18'. Die Elemente dieser Schaltung sind ähnlich denen der ersten Schaltung und umfassen eine logische Schaltung 142* mit einem Verstärker 144', den Motor 34· des unteren Rotors 18* und

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* greinen Rotorfühler 146'. Die Eingangsimpulse der zweiten Schaltung werden nicht vom Plattenfühler 140, sondern vom Rotorfühler 146 der ersten Schaltung für den oberen Rotor 18 geliefert. Infolgedessen errechnet die Lagefehlerlogik 150' die Lage des Rotormessers 20' in bezug auf die Lage des oberen Messers 20 und nicht in bezug auf die Plattenlage.

Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende. Zunächst sei lediglich die obere Schaltung betrachtet und die Lagefehlerlogik 150 außer acht gelassen. Die Impulse des Plattenfühlers 140 werden vom ersten Impulsfolgefrequenz-Spannung-Umformer 148 in eine Geschwindigkeitsbezugsspannung (oder Geschwindigkeits-Sollwertspannung) umgeformt, die proportional der Geschwindigkeit der Plattenmaterialbahn ist. Diese Spannung wird über das erste oder Lagefehler-Summiernetzwerk 152 (deren Wirkung zunächst als null angenommen sei) dem zweiten oder Geschwindigkeit s-Summiernetzwerk 156 zugeführt. In ähnlicher Weise werden die Impulse des Rotorfühlers oder Wellen-VerschlUsslers 146 auf dem oberen Rotor vom zweiten Impulsfolgefrequenz-Spannung-Umformer 154 in eine Geschwindigkeit-Istwert-Spannung umgeformt. Diese wird im zweiten oder Geschwindigkeits-Summiernetzwerk von der Geschwindigkeit-Sollwertspannung subtrahiert. Der Verstärker 144 steuert den oberen Motor 34 und mithin das obere Messer 20 in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz bzw. Geschwindigkeits-Regelabweichung, die das Geschwindigkeits-Summiernetzwerk 156 feststellt. Der Wirkungssinn ist durch entsprechende Polung der Verbindungen so gewählt, daß die Rotordrehzahl (bzw. Rotorgeschwindigkeit) sich solange ändert, bis die Geschwindigkeits-Istwert spannung mit der Geschwindigkeits-Sollwertspannung übereinstimmt. Wenn dieser Zustand erreicht ist, rotiert das obere Messer 20 mit einer konstanten Drehzahl, die in einem gewünschten Verhältnis zur Geschwindigkeit der Plattenmaterialbahn steht. Wenn dann die Konstanten in dem System richtig gewählt sind, stimmt die Geschwindigkeit der Messerspitze mit der Geschwindigkeit der Plattenmaterialbahn überein.

In der Praxis werden die Größen Jedoch so gewählt, daß die Ge-

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schwindigkeit der Messerspitzen etwa 5 % höher als die der Plattenmaterialbahn ist. Dies ergibt eine glattere Schnittkante an den Platten.

In der unteren Schaltung wird das untere Messer 20· in ähnlicher Weise wie das obere Messer 20 geregelt, wobei lediglich zwei Punkte unterschiedlich sind. Zum einen wird die Geschwindigkeits-Sollwert spannung vom oberen Wellen-Verschlüssler 146 und nicht vom Plattenfühler 140 geliefert. Zum anderen überwacht die Lagefehlerlogik 150* die Lage der beiden Messer relativ zueinander, wobei sie Korrekturen im Hinblick darauf ausführt, daß sich die beiden Messer mit der gleichen relativen Lage bewegen. Sie weist auch eine Startlogik auf, die dafür sorgt, daß die Messer bei der ersten Umdrehung nach dem Einschalten in die richtige Lage relativ zueinander gebracht werden.

Im folgenden wird die Wirkung der Lagefehlerlogik 150 beschrieben. Unter den im vorangehenden Absatz genannten Bedingungen werden Platten mit einer Länge zugeschnitten, die gleich der Umkreisbahnlänge der Messer ist. In der Praxis müssen die meisten Platten Jedoch langer als die Umkreis-Bahnlänge der Messer sein. In diesem Falle errechnet die Lagefehlerlogik 150 die Differenz zwischen dem Sollwert der Plattenlänge und der Umkrei s-Bahnlänge der Messer und bewirkt eine Verlangsamung des Rotors. Dies wird durch Verringerung der Geschwindigkeits-Sollwertspannung an dem Lage-Summiernetzwerk bewirkt. Wenn die Plattenlänge dagegen kürzer als die Messerumkreis-Bahnlänge sein soll, kann die Geschwindigkeit der Messer erhöht werden, so daß sie die Plattenmaterlalbahn überholen.

Fig. 5 stellt die Lagefehlerlogik 150 für den oberen Rotor ausführlicher dar. Sie enthält einen Vorwärts-Rückwärts- oder bidirektionalen Zähler 70 mit einem Vorwärts-Eingang, der die Messer-Impulse vom Fühler 146 erhält, und einen Rückwärts-Eingang, der die Plattenimpulse vom Fühler 140 erhält. Ferner erhält der Zähler pro Umdrehung des Messers 20 einen Impuls vom Fühler 68, der den Zähler mit der Ausgangsgröße eines Subtrahierers 72 lädt.

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Diesem Subtrahierer wird der von Hand eingestellte Sollwert der Länge der zuzuschneidenden Platte aus einer Einheit 74 und die Messerumkreis-Bahnlänge zugeführt, die permanent in der Schaltungsanordnung gespeichert oder mittels einer Einheit 76 einstellbar sein kann. Die Ausgangsgröße des Zählers wird über einen Digital/Analog-Umsetzer 78 dem umkehrenden Eingang des Netzwerks 152 zugeführt.

Der Subtrahierer 72 ermittelt die Differenz zwischen dem eingestellten Längen-Sollwert und der Messerumkreisbahnlänge. Diese kann positiv oder negativ sein. Wenn sie» wie im Normalfalle, positiv ist, zählt der Zähler vorwärts, so daß mehr Plattenimpulse erforderlich sind, um den Zähler auf null zurückzubringen. Die Drehzahl des Motors 34 wird daher verringert, so daß ein längerer Plattenmaterialabschnitt während einer Umdrehung unter dem Rotor hindurchlaufen kann. Die Ansprechzeit des Rotors muß hinreichend kurz sein, um den Zählerstand auf null zurückzubringen, bevor der nächste Schnitt erfolgt. Aus diesem Grunde ist die Schneidvorrichtung mit zwei unabhängigen Motoren in gedruckter Schaltung versehen. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausbildung eine Plattenmaterialbahngeschwindigkeit von mehr als 65 Meter pro Minute zuläßt. Vorzugsweise wird sie auf etwa 82 bis 115 Meter pro Minute eingestellt.

Die Lagefehlerlogik 150* für den unteren Rotor arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die Logik 150, doch vergleicht sie die Messerimpulse des Fühlers 146' mit denen des Fühlers 146. Der Subtrahierer 70 und die Einheiten 72, 74 sind daher nicht erforderlich. Sie sind daher durch eine Schaltungsanordnung ersetzt, die die augenblicklichen relativen Lagen der Rotoren 18 und 18* mißt und den Rotor 18* so steuert, daß die Messer zusammentreffen. Dies läßt sich auf verschiedene Arten erreichen, doch wird vorzugsweise die Phasenlage der Ausgangssignale des Fühlers 68 und eines ähnlichen Fühlers für den unteren Rotor verglichen und in den Zähler ein Signal gesetzt, das vom Ergebnis dieses Vergleichs abhängt.

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Inn den Einfluß eines Getriebespiels zwischen dem Motor 34 oder 34· und dem zugehörigen Rotor 18 oder 18' auszuschalten, kann der Rotor leicht abgebremst werden, z.B. durch eine Reibungsoder vorzugsweise eine Viskose-Bremse.

Man sieht also, daß sowohl die Geschwindigkeit als auch die Lage der beiden Messer selbsttätig relativ zur Geschwindigkeit und Lage der zugeführten Pl att enmat er i albahn durch einen Vergleich von Impulszügen in Beziehung gesetzt und die resultierenden Stellsignale den beiden Elektromotoren zugeführt werden. Der Einsatz zweier Motoren auf diese Weise ermöglicht die Verwendung verhältnismäßig kleiner Motoren und Verstärker, so daß pro Motor ein sehr viel geringeres Trägheitsmoment überwunden werden muß.

Fig. 5 zeigt ferner die Schaltungsanordnung, die erforderlich ist, um der hydraulischen Einrichtung anzuzeigen, ob ein vollständiger oder ein perforierender Schnitt erforderlich ist. Diese enthält einen Zähler 80, der durch die Impulse des Fühlers 68, von denen einer pro Umdrehung erzeugt wird, zurückgezahlt wird. Wenn der Zählerstand ungleich null ist, wird ein Perforationsschnitt ausgeführt. Wenn der Zählerstand den Wert null erreicht, erfolgt ein vollständiger Schnitt, und dann wird der Zähler auf einen Wert zurückgestellt, der gleich der Anzahl der erforderlichen Perforationsschnitte ist, die in einer einstellbaren Rückstelleinheit 82 eingestellt wird.

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Leerseite

Claims (6)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Zuschneiden von Platten mit zwei sich gegenüberstehenden parallelen Rotoren, von denen jeder ein radiales Messer trägt, und mit einer Antriebseinrichtung, die einen Motor für den Antrieb der Rotoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zwei mechanisch getrennte Motoren (34, 34¹) für einen getrennten Antrieb der Rotoren aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (34, 34') Elektromotoren in gedruckter Schaltung sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (146, 146·, 142', 144·) zum Synchronisieren der Drehung der Rotoren, so daß die Me£ >r die zwischen den Rotoren (18, 18·) hindurchbeförderte Plattenmaterialbahn (24) gleichzeitig schneiden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (140, 142, 144), die in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Plattenmaterialbahn (24) zwischen den Rotoren (18, 18') die Drehzahl der Rotoren so steuert, daß Schwankungen der Plattenmaterialbahn-Geschwindigkeit kompensiert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (50, 74) zum Steuern der Motoren (34, 34·) derart, daß eine Änderung des Abstands der von den Messern in der Plattenmaterialbahn ausgeführten Schnitte möglich ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine Einrichtung (150) zum Ändern der Drehzahl der Rotoren (18, 18') während jeder Umdrehung aufweist. 709839/0886